จุดสะเทิน

จุดสะเทิน (Neutral point) คือจุดในสนามไฟฟ้าที่มีสนามไฟฟ้าอยู่ 2 พวก มีขนาดเท่ากัน แต่ทิศตรงกันข้าม ตำแหน่งของจุดสะเทิน

      1. ประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกัน จะเกิดระหว่างประจุทั้งสองและอยู่ใกล้ประจุไฟฟ้าที่มีอำนาจทางไฟฟ้าน้อย

      2. ประจุไฟฟ้าต่างชนิดกัน จะเกิดภายนอกของประจุทั้งสอง และอยู่ใกล้ประจุไฟฟ้าที่มีอำนาจของประจุน้อย

ประจุเหมือนกัน (จุดสะเทินอยู่ข้างใน)	ประจุต่างกัน (จุดสะเทินอยู่ข้างนอก)

สนามไฟฟ้าในแผ่นโลหะคู่ขนาน

ประจุบวกทิศของ F กับ E ทิศเดียวกัน	ประจุลบทิศของ F กับ E ทิศตรงกันข้าม

สนามไฟฟ้าในตัวนำทรงกลม

สนามไฟฟ้าที่ผิวนอกตัวนำทรงกลม

เส้นแรงไฟฟ้า ( Electric line of force )

คุณสมบัติของเส้นแรงไฟฟ้า

1.       - ประจุบวกเส้นแรงไฟฟ้าพุ่งออก

2.      -  ประจุลบเส้นแรงไฟฟ้าพุ่งเข้า

3.      -  มีทั้งประจุบวกและลบเส้นแรงไฟฟ้าจะพุ่งจากบวกไปลบ

สนามไฟฟ้า (Electric Field)

กฏของคูลอมบ์บอกว่าเราสามารถหาขนาดของแรงไฟฟ้าระหว่างประจุแต่ละคู่เสมอ คำถามคือ แรงทางไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร

 การอธิบายแรงทางไฟฟ้านักฟิสิกส์จึงต้องใช้แผนภาพจำลองเกี่ยวกับสนามไฟฟ้า โดยมองว่ารอบๆประจุใดๆจะมีสนามไฟฟ้าอยู่ล้อมรอบที่สามารถเขียนได้ด้วยเส้นสนามไฟฟ้า (electric field line)

สนามไฟฟ้า คือ บริเวณรอบ ๆ ประจุไฟฟ้าที่ประจุไฟฟ้าสามารถส่งอำนาจไปถึง ถ้า Q เป็นประจุ + จะได้รับแรงในทิศทางเดียวกับ สนามไฟฟ้า ถ้า Q เป็นประจุ - จะได้รับแรงในทิศตรงข้ามกับสนามไฟฟ้า

 โดยทิศของแรง F จะเป็นทิศเดียวกับสนามไฟฟ้า E เมื่อ q เป็นประจุบวก แต่ทิศของแรง F จะ

เป็นทิศตรงข้ามกับสนามไฟฟ้า E เมื่อ q เป็นประจุลบ

สนามไฟฟ้าเนื่องจากจุดประจุ

แรงระหว่างประจุและกฎของคูลอมบ์

          แรงที่เกิดระหว่างประจุไฟฟ้า มีทั้งแรงดูดและแรงผลักและเป็นแรงต่างร่วม คือ ทั้งสองประจุจะออก แรงกระทำซึ่งกันและกันด้วยแรงเท่ากันแต่ทิศทางตรงกันข้าม (ACTION = REACTION) โดยถ้าประจุไฟฟ้าทั้ง สองเป็นประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกันจะเกิดแรงผลักระหว่างประจุไฟฟ้าทั้งสองถ้าประจุไฟฟ้าสองประจุมีประจุไฟฟ้าต่างชนิดกันจะเกิดแรงดูดระหว่างประจุไฟฟ้าทั้งสอง 

คูลอมบ์ได้คิดค้นกฎของคูลอมบ์ (Coulomb’s Law) ขึ้นมาโดยมีใจความว่า

"แรงดูดหรือแรงผลักระหว่างประจุไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณระหว่างประจุและเป็นสัดส่วนโดยผกผันกับกำลังสองของระยะทางระหว่างประจุนั้น"                                                                              

ประจุเหมือนกัน (ออกแรงผลักกัน)

ประจุต่างกัน (ออกแรงดูดกัน)

เขียนเป็นสมการได้ดังนี้   F ∝  Q1 Q2 ……………………….(1)
                                        F ∝     1/r^2 .....................................(2)
จาก (1) และ (2) จะได้ว่า     F=( KQ_1 Q_2)/r^2
เมื่อ F คือ แรงระหว่างประจุ (N) Q1 , Q2 คือ ประจุไฟฟ้า (C)
      R คือ ระยะห่างระหว่างประจุ (m) K คือ ค่าคงที่เท่ากับ 9 x 〖10〗^9 N.m2/C2

 กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า

 การเสียดสีระหว่างวัตถุ 2 ชนิด จะเกิดการถ่ายเทแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนซึ่งกันและกันวัตถุที่รับอิเล็กตรอนจะมีประจุลบ  ที่เสียอิเล็กตรอนจะมีประจุบวกผลรวมของประจุไฟฟ้ามีค่าคงตัวเป็นซึ่งไปตามกฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า

อิเล็กโทรสโคป

ใช้ตรวจสอบประจุไฟฟ้า

1. แบบลูกพิทเป็นตัวนำทรงกลมเล็กๆน้ำหนักเบาเมื่อนำวัตถุที่มีประจุเข้าใกล้จะเกิดการเหนี่ยวนำดังรูป

2. อิเล็กโทรสโคปแบบโลหะบาง ประกอบด้วยแผ่นโลหะบางๆสองแผ่นติดห้อยประกับกันที่ปลายแท่งโลหะ ปลายบนของแท่งโลหะเชื่อมกับจานโลหะ

         การทำให้วัตถุมีอำนาจทางไฟฟ้า

         เป็นการทำให้จำนวนประจุไฟฟ้าบวกและประจุไฟฟ้าลบบนวัตถุ ที่แต่เดิมมีเท่ากัน ให้กลายเป็นไม่เท่ากันมี   3 วิธี ดังนี้ 

         1. การขัดถู เกิดจากการนำวัตถุที่เป็นกลาง 2 ชนิด มาขัดสีหรือถูกัน จะทำให้มีการถ่ายเทของประจุ ไฟฟ้า (อิเล็กตรอน) ระหว่างวัตถุทั้งสอง 

สรุปการขัดถู 

1. วัตถุที่เสียอิเล็กตรอนจะมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก วัตถุที่ได้รับอิเล็กตรอนจะมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ 

2. จำนวนประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนวัตถุทั้งสองมีขนาดเท่ากัน แต่เป็นชนิดตรงข้าม

           

           2. การเหนี่ยวนำไฟฟ้า วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าจะเหนี่ยวนำทำให้วัตถุที่เป็นกลางเกิดอำนาจไฟฟ้าได้ เมื่อนำมาใกล้กัน มีขั้นตอนดังนี้

1.นำวัตถุที่มีประจุ มาวางใกล้ๆกับวัตถุที่เป็นกลางที่ต้องการทำให้เกิดประจุไฟฟ้า

สรุปการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้า  

1. วัตถุทึ่ได้รับการเหนี่ยวนำ จะมีประจุไฟฟ้าตรงข้ามกับวัตถุที่นำมาเหนี่ยวนำ 

2. วัตถุที่นำมาเหนี่ยวนำ จะไม่เสียประจุไฟฟ้า

3.การสัมผัสไฟฟ้า วัตถุที่มีประจุไฟฟ้า จะทำให้วัตถุที่เป็นกลางเกิดอำนาจไฟฟ้าได้เมื่อนำวัตถุสัมผัสกัน

สรุปการสัมผัสทางไฟฟ้า 

1. วัตถุที่ได้รับการสัมผัสทางไฟฟ้า จะมีประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกันกับวัตถุที่นำมาสัมผัส  

2. ขนาดประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนวัตถุที่ได้รับการสัมผัสทางไฟฟ้า จะเท่ากับขนาดประจุไฟฟ้าที่สูญเสีย ไปของวัตถุที่นำมาสัมผัส (ผลรวมของประจุบนวัตถุทั้งสอง ก่อนแตะ=หลังแตะ)

การกระจายของประจุ 

1. บนฉนวน : เมื่อประจุอยู่ตำแหน่งใดแล้วจะอยู่ที่เดิมไม่กระจายไปที่อื่น

2. บนตัวนำ : ประจุกระจายทั่วผิวนอกของตัวนำ (มีมากพิเศษตรงปลายแหลมหรือขอบมุม) ความหนาแน่นของประจุบนทรงกลม 

ประจุไฟฟ้า

       มี 2 ชนิด คือประจุ บวก และ ประจุ ลบ

     1 ประจุต่างชนิดกัน จะดูดกัน ชนิดเดียวกันจะผลักกัน

2. เกิดจากการเสียดสีกัน มีการถ่ายเทอิเล็กตรอนซึ่งกันและกัน

                                 

                        Q = Ne

  Q = ประจุไฟฟ้า  

  N = จำนวนอิเล็กตรอนที่รับหรือสูญเสีย

  e = ประจุของอิเล็กตรอน

ไฟฟ้าสถิตย์

  พื้นฐานไฟฟ้าสถิต

ไฟฟ้าสถิต (Static Electricity) เป็นปรากฏการณ์ที่ปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบบนผิววัสดุมีไม่เท่ากัน ทำให้เกิดแรงดึงดูดเมื่อวัสดุทั้งสองชิ้นมีประจุต่างชนิดกัน หรือเกิดแรงผลักกันเมื่อวัสดุทั้งสองชิ้นมี ประจุชนิดเดียวกันการเกิดไฟฟ้าสถิต เราสามารถสร้างไฟฟ้าสถิตได้โดยการนำผิวสัมผัสของวัสดุสองชิ้นมาขัดสีกัน พลังงานที่เกิดจากการขัดสีกันทำให้ประจุไฟฟ้าบนผิววัสดุจะเกิดการแลกเปลี่ยนกัน โดยจะเกิดกับวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า(ฉนวน) เช่น ยาง พลาสติก แก้ว เป็นต้น ส่วนวัสดุที่นำไฟฟ้านั้นสามารถเกิดขึ้นได้ยาก

  1.1ประจุไฟฟ้า (Q) ประจุไฟฟ้าเป็นปริมาณทางไฟฟ้าปริมาณหนึ่งที่กำหนดขึ้น มีหน่วยเป็นคูลอมบ์ (C)ชนิดของประจุไฟ 2 ชนิดคือ

1. ประจุบวก (+) : ประจุบวกที่มีขนาดเล็กที่สุดคือโปรตอน ( โปรตอน 1 ตัวมีประจุ 19×1.6 10 C) โดยปกติโปรตอนในของแข็งไม่เคลื่อนที่ ฉะนั้นประจุบวกถือว่าไม่เคลื่อนที่ในของแข็ง
         2. ประจุลบ (-) : ประจุที่มีขนาดเล็กที่สุดคืออิเล็กตรอน ( อิเล็กตรอน 1 ตัว มีประจุ 19×1.6 10 C ) อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่เคลื่อนที่ง่าย ในของแข็งอนุภาคไฟฟ้าที่เคลื่อนที่คือ อิเล็กตรอน
       
     
          วัตถุมีประจุบวก หมายถึง วัตถุที่อะตอมของมันสูญเสียอิเล็กตรอนไปให้กับวัตถุอื่น จึงเด่นทางบวก วัตถุมีประจุลบ หมายถึง วัตถุที่อะตอมของมันรับอิเล็กตรอนเข้ามามากกว่าเดิม จึงเด่นทางลบ
 

         ถ้าประจุไฟฟ้า 2 ประจุวางอยู่ใกล้กัน มักจะมีแรงระหว่างประจุซึ่งทั้งสองฝ่ายต่างก็ออกแรงกระทำซึ่ง กันและกัน โดยถ้าประจุไฟฟ้าทั้งสองเป็นประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกัน จะเกิดแรงผลักระหว่างประจุไฟฟ้าทั้งสอง ถ้าประจุไฟฟ้าสองประจุ มีประจุไฟฟ้าต่างชนิดกันจะเกิดแรงดูดระหว่างประจุไฟฟ้าทั้งสอง

     
วัตถุทางไฟฟ้า  แบ่งได้เป็น 3 ชนิดคือ
         1. ตัวนำ หมายถึง วัตถุที่ยินยอมให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านได้ หรือ ประจุถ่ายเทได้ง่าย
         2. ฉนวน หมายถึง วัตถุที่ไม่ยินยอมให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านได้ หรือ ประจุถ่ายเทได้ยาก
         3. กึ่งตัวนำ หมายถึง วัตถุที่ยินยอมให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านได้เมื่อภาวะเหมาะสม 

ปริมาณทางไฟฟ้าสถิตแบ่งเป็น 

         1. ปริมาณเวกเตอร์ ได้แก่แรงระหว่างประจุ, สนามไฟฟ้า และแรงบนประจุในสนามไฟฟ้า 

         2. ปริมาณสเกลาร์ ได้แก่ศักย์ไฟฟ้า และงานในการย้ายประจุ