Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ไฟฟ้าสถิต (Electrostatic)

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์อันเนื่องมาจากการมีอยู่ หรือการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า อิเล็กตรอน (e) /ไอออน (ion)

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเหล่านี้มีแรงกระทำต่อกัน เรียกว่า แรงไฟฟ้า วัสดุที่มีอิเล็กตรอนเกินจะมีประจุไฟฟ้าลบ วัสดุที่ขาดอิเล็กตรอนจะมีประจุไฟฟ้าบวก กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในวัสดุ ส่วนไฟฟ้าสถิตนั้นเกี่ยวข้องกับประจุไฟฟ้าเมื่ออยู่กับที่

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ทาลีส (Thales) เป็นผู้ค้นพบอำนาจ ไฟฟ้า (Electricity)

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud คำว่า Electricity มาจากคำว่า Elektron ในภาษากรีก แปลว่า อำพัน

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud Benjamin Franklin ค.ศ. 1747

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ไฟฟ้าสถิต : การที่วัตถุเสียดสีกันแล้วสามารถดูดวัตถุเล็กๆ ได้ เนื่องมาจากเกิดประจุไฟฟ้าขึ้นบนวัตถุนั้น เรียกว่า เกิดไฟฟ้าสถิต (Static Electric) ขึ้นบนวัตถุนั้น ฉะนั้น ไฟฟ้าสถิต ก็คือ ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวัตถุใดๆ ที่มีประจุไฟฟ้าอยู่

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนี้ มี 2 ชนิด คือ ประจุไฟฟ้าบวก(positive electric charge)มีค่าประจุเท่ากับ+1.610-19 Coulombs และประจุไฟฟ้าลบ (negative electric charge) มีค่าประจุเท่ากับ -1.610-19 Coulombs

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ไฟฟ้าบวก ขนสัตว์ ขนนก แก้ว ฝ้าย ผ้าไหม ไม้ พลาสติก โลหะ กำมะถัน ยาง เอโบไนท์ ไฟฟ้าลบ การทำให้วัตถุมีประจุอิสระ 1. โดยการถู

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud A charged comb attracts a piece of paper

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 2. การเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Induction) ถ้าต้องการให้ทรงกลมมีประจุเป็นบวก(+) มีขั้นตอนดังนี้ 1. ใช้ลบมาเหนี่ยวนำ 2. ต่อสายดิน 3. นำสายดินออก 4. นำตัวเหนี่ยวนำออก

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 3. การแตะ การแตะกันของทรงกลมตัวนำจะทำให้เกิดการถ่ายเทประจุลบจากทรงกลมที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำไปสู่ทรงกลมที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าและจะหยุดถ่ายเทเมื่อทรงกลมทั้งสองมีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน - - - - -

ความหนาแน่นผิวของประจุ จำนวนประจุไฟฟ้าต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่บนผิววัตถุ ความหนาแน่นผิวของประจุจะมากถ้าผิวโค้งมาก และที่ส่วนแหลมของผิวจะมีประจุไฟฟ้าหนาแน่นมาก วัตถุทรงกลมจะมีความหนาแน่นผิวของประจุคงที่

การกระจายของประจุไฟฟ้าตามลักษณะของวัสดุ + - ตัวนำ(Conductors) ฉนวน (Insulators)

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud แรงทางไฟฟ้า เมื่อมีประจุไฟฟ้าหรืออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเกิดขึ้น อนุภาคเหล่านี้จะมีแรงกระทำต่อกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อนำหวีมาถูกับผม หรือใช้แผ่น PVC ถูกับผ้าสักหลาดแล้ว สามารถดูดกระดาษแผ่นเล็กๆ ได้ แสดงว่ามีแรงดึงดูดกันเกิดขึ้น แรงนี้เกิดขึ้นเนื่องจากประจุไฟฟ้า เรียกว่า แรงทางไฟฟ้า (Electric Force)

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ประจุชนิดเดียวกันจะเกิดแรงในทิศทางที่ ผลักกัน ประจุต่างชนิดกัน แรงที่เกิดขึ้นจะมีทิศทางที่ ดูดกัน มีลักษณะดังนี้

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud A B และ C เป็นแผ่นวัตถุสามชนิดที่ทำให้มีประจุโดยการถูซึ่งได้ผลดังนี้ A และ B ดูดกัน A และ C ผลักกัน ข้อความต่อไปนี้ ข้อใดถูกต้อง ก. A และ C มีประจุบวกแต่ B มีประจุลบ ข. A และ B มีประจุลบแต่ C มีประจุบวก ค. A และ C มีประจุลบแต่ B มีประจุบวก ง. B และ C มีประจุลบแต่ A มีประจุบวก ข้อที่ถูกต้องคือ 1. ข้อ ก 2. ข้อ ค 3. ข้อ ก และ ค 4. ข้อ ก ข และ ค

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 2. ตัวนำทรงกลม A และ B มีขนาดเท่ากัน A มีประจุ +2Q B มี ประจุ - Q โยง A และ B เข้ากันด้วยลวดขนาดเล็กมาก แล้วเอาลวดออก ข้อความต่อไปนี้ ข้อใดถูกต้อง ก. A มีประจุเท่ากับ เท่าของประจุเดิม ข อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จาก A ไป B ค. B มีประจุขนาดเท่ากับ เท่าของประจุเดิม ข้อที่ถูกต้องคือ 1. ข้อ ก 2. ข้อ ข 3. ข้อ ค 4. ข้อ ข และ ค

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 3. ถ้าจับแท่งโลหะถูกับผ้าขนสัตว์ผลที่เกิดขึ้นคือ(ถือว่าคนเป็นตัวนำและยืนเท่าเปล่าบนพื้น) 1. จะเกิดประจุอิสระบนแท่งโลหะและผ้าขนสัตว์ 2. จะเกิดประจุอิสระบนแท่งโลหะแต่จะไม่เกิดประจุอิสระบนผ้า ขนสัตว์ 3. จะไม่เกิดประจุอิสระบนแท่งโลหะแต่จะเกิดประจุอิสระบนผ้า 4. จะไม่เกิดประจุอิสระทั้งบนแท่งโลหะและบนผ้าขนสัตว์

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ทรงกลมโลหะ A และ B วางสัมผัสกันโดยยึดด้วยฉนวนเมื่อนำแทงอิโบไนท์ซึ่งมีประจุลบเข้าใกล้ทรงกลม A ดังรูป จะมีประจุไฟฟ้าชนิดใดเกิดขึ้นที่ตัวนำทรงกลมทั้งสอง 1. ทรงกลมทั้งสองจะมีประจุบวก 2. ทรงกลมทั้งสองจะมีประจุลบ 3. ทรงกลม A มีประจุบวก และทรงกลม B มีประจุลบ 4. ทรงกลม A มีประจุลบ และทรงกลม B มีประจุบวก - - - - -

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ตัวนำทรงกลม A B C และ D มีขนาดเท่ากันและเป็นกลางทางไฟฟ้าวางติดกันตามลำดับอยู่บนฉนวนไฟฟ้า นำแท่งประจุลบเข้าใกล้ทรงกลม D แล้วแยกให้ออกจากกันทีละลูกโดยเริ่มจาก A ก่อน จนกระทั่งถึง C หลังจากแยกกันแล้วประจุที่อยู่บนทรงกลมแต่ละลูกเรียงลำดับจะเป็นดังนี้ 1. ลบ กลาง ลบ บวก 2. ลบ บวก บวก บวก 3. ลบ กลาง กลาง บวก 4. ลบ ลบ ลบ บวก - - - - - -

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 6. วัตถุ A มีประจุไฟฟ้าบวกอิสระตัวนำ B และ C ห้อยจากฉนวนไฟฟ้า ตามรูป x นำวัตถุ A เข้าใกล้ตัวนำ B และ C ซึ่งสัมผัสกันอยู่ รูป Y แสดงการแยกวัตถุ B และ C ออกจากกัน รูป Z ยกวัตถุ A ออกไปให้เหลือแต่ B และ C ตัวนำ B และ C จะมีประจุชนิดใด 1. B มีประจุบวก C มีประจุบวก 2. B มีประจุลบ C มีประจุลบ 3. B มีประจุบวก C มีประจุลบ 4. B มีประจุลบ C มีประจุบวก รูป Y รูป Z รูป X + + + + + + + + B C A B C B C

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud จากรูป ถ้าแท่งโลหะที่นำมาเหนี่ยวนำมีค่าความความแรงทางไฟฟ้าพอ ๆ กันจากนั้นเอามือแตะทรงกลม B ชั่วขณะหนึ่ง แล้วนำแท่งทั้งสองที่นำมาเหนี่ยวนำออกไปทรงกลม B เมื่อแยกทรงกลมทั้งสามออกจากกันจงหาประจุบนทรงกลมแต่ละอัน + + A B C + + A มีประจุ ............ B มีประจุ ............ C มีประจุ ............

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud เมื่อถูแท่งแก้วด้วยผ้าไหมแท่งแก้วจะมีประจุไฟฟ้าบวก เพราะเหตุใด ........................................................................................

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud Coulomb's Law เมื่อ F = แรง (นิวตัน, Newton) Q1,Q2= ปริมาณของประจุตัวที่ 1 และ 2 (คูลอมบ์, Coulomb) r = ระยะห่างระหว่างประจุทั้งสอง (เมตร, metre) k = ค่าคงที่ (9109 นิวตัน เมตร2 / คูลอมบ์2)

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 1. ลูกพิธลูกหนึ่งสูญเสียอิเล็กตรอนไป 1.0 x 104 ตัว ลูกพิธมีประจุ ไฟฟ้าเท่าใด

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud เมื่อวางลูกพิธที่มีประจุห่างกัน 10 เซนติเมตรปรากฏว่ามีแรง กระทำต่อกัน 1.0 x 10-6 นิวตัน ถ้าวางลูกพิธทั้งสองห่างกัน 2 เซนติเมตรจะเกิดแรงกระทำต่อกันกี่นิวตัน + F 10 cm + F 2 cm

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud จุดประจุ 2 ไมโครคูลอมบ์ 3 จุดประจุเรียงกันเป็นแนวเส้นตรงห่างกันช่วงละ 30 เซนติเมตร จงหา ขนาดและทิศทางของแรงที่กระทำต่อจุดประจุตรงจุดกึ่งกลาง เมื่อจุดประจุที่ปลายข้างหนึ่งเป็นชนิดลบและตรงจุดกึ่งกลางกับปลายอีกข้างหนึ่งเป็นบวก + F

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud A B C เป็นสามเหลี่ยมมุมฉากมีด้านประกอบมุมฉากยาวด้านละ a เมตรดังรูป ถ้าที่จุด A B และ C มีประจุ +q และ - q ตามลำดับขนาดของแรงที่กระทำต่อประจุ B มีค่าเท่าใด C a A B a

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ประจุขนาด + q จงหาขนาดของแรงที่กระทำต่อจุดประจุแต่ละจุดประจุ

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud นำแผ่นพีวีซีที่มีประจุเข้าใกล้ลูกพิทที่แขวนอยู่ โดยผิวของลูกพิททั้ง สองสัมผัสกันต่อมาแยกลูกพิททั้งสองออกจากกันเป็นระยะห่าง 10.0 เซนติเมตร แล้วดึงแผ่นพีวีซีออกปรากฏว่าลูกพิททั้งสองดึงดูดกันด้วย แรง 0.9 นิวตัน มีอิเล็กตรอนจำนวนเท่าใดที่เคลื่อนที่จากลูกพิทลูกหนึ่งไปสู่ลูกพิทอีกลูกหนึ่ง

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ABCD เป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสยาวด้านละ a ที่มุม A B และ C มี ประจุ +Q +2Q และ คูลอมบ์ ตามลำดับ ที่จุด E ซึ่งห่างจากมุม D เป็นระยะ a ต้องมีประจุกี่คูลอมบ์ จึงจะทำให้แรงไฟฟ้าลัพธ์กระทำต่อประจุ +Q เป็นศูนย์ a B C a a A a D a E

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ทรงกลมตัวนำมีมวลเท่ากันเท่ากับ m กิโลกรัมและมีประจุเท่ากัน ถูกแขวนด้วยเชือกยาว ดังรูป จงหาประจุไฟฟ้าบนทรงกลมทั้งสอง

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ทรงกลม A และ B สองลูกมีประจุไฟฟ้า +q และ +2q แต่ A มีมวลเป็นสองเท่าของ B วางห่างกัน a เมตรดังรูป A วางอยู่บนพื้นฉนวนแต่ B ลอยนิ่งอยู่เหนือ A จงหาแรงปฏิกิริยาที่พื้นฉนวนกระทำต่อ A B a เมตร A

สนามไฟฟ้า (Electric Field) ถ้ามีประจุ Q วางอยู่บริเวณหนึ่ง จะเกิดอำนาจทางไฟฟ้าอย่างหนึ่ง แผ่ออกมารอบๆ ประจุไฟฟ้านี้ เรียกว่า สนามไฟฟ้า ถ้านำประจุไฟฟ้า q มาวางไว้ในบริเวณสนามไฟฟ้านี้ โดยห่างจากประจุ Q เป็นระยะทาง r จะเกิดแรง F กระทำกับ q สนามไฟฟ้าที่ทำให้เกิดแรงขนาดนี้จะมีขนาดของสนามไฟฟ้า คือ

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud สนามไฟฟ้า (Electric Field) E มีหน่วยเป็น นิวตันต่อคูลอมป์ หรือ โวลท์ต่อเมตร

สนามไฟฟ้าเป็นปริมาณที่มีทั้งขนาดและทิศทาง เรียกว่าเป็น ปริมาณเวกเตอร์ (Vector)แทนด้วย ทิศทางของสนามไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับชนิดของประจุ คือ ถ้าเป็นประจุบวก สนามไฟฟ้าจะมีทิศทางพุ่งออกจากประจุบวกนี้ทุกทิศทุกทาง และถ้าเป็นประจุลบสนามไฟฟ้าจะมีทิศทางพุ่งเข้าทุกทิศทาง ดังรูป

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ถ้ามีประจุไฟฟ้า 2 กลุ่ม อยู่ในบริเวณใกล้เคียงกัน สนามไฟฟ้าจะไม่มีทางตัดกันเลย แต่จะเลี้ยวจนขนานกันออกไป

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud สนามไฟฟ้าจากทรงกลมประจุบวก สนามไฟฟ้าจากทรงกลมประจุลบ - + E E -a +a -a +a สนามไฟฟ้าจะมีค่ามากที่สุดที่ผิวของทรงกลมตัวนำ สนามไฟฟ้าจะมีค่าเป็นศูนย์ที่ภายในทรงกลมตัวนำและที่ระยะอนันต์

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 2. ทิศของสนามไฟฟ้ากำหนดขึ้นโดยใช้ข้อตกลงในข้อใด 1. ทิศของสนามไฟฟ้าจะมีทิศตรงข้ามกับแรงที่กระทำต่อ ประจุไฟฟ้า 2. ทิศของสนามไฟฟ้าจะมีทิศทางไปทางเดียวกับแรงที่กระทำ ต่อประจุไฟฟ้า 3. ทิศของสนามไฟฟ้าจะอยู่ในทิศทางของแรงที่กระทำต่อ ประจุลบ 4. ทิศของสนามไฟฟ้าจะอยู่ในทิศทางของแรงที่กระทำต่อ ประจุบวก

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 3. รูปในข้อใดที่แสดงทิศทางของสนามไฟฟ้าได้ถูกต้อง คำตอบที่ถูกต้องคือ 1. ข้อ ข 2. ข้อ ค 3. ทั้ง ข และ ค 4. ทั้ง ก และ ข

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 4. จากรูปชนิดของประจุไฟฟ้า ณ จุด A และ B ก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าที่จุด C คือข้อใด ที่ A เป็นประจุบวก ที่ B เป็นประจุบวก ที่ A เป็นประจุลบ ที่ B เป็นประจุบวก ที่ A เป็นประจุบวก ที่ B เป็นประจุลบ ที่ A เป็นประจุลบ ที่ B เป็นประจุบวก B E C E A

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 5. ที่ตำแหน่งซึ่งห่างจากจุดหนึ่งเป็นระยะ 2 เซนติเมตรมี ขนาดของสนามไฟฟ้าเป็น 1.0 x105 นิวตันต่อคูลอมบ์ จงหาขนาดของสนามไฟฟ้าที่ห่างจากจุดนี้ 1 เซนติเมตร

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 6 จากรูป ประจุ q1 และ q2 ขนาด 12 x 10-9 คูลอมบ์และ -12 x 10-9 คูลอมบ์ วางห่างกัน 10 เซนติเมตรดังรูป จงหาความเข้มของสนามไฟฟ้าที่ A และ C C q1 q2 B 4 cm 6 cm A 4 cm

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 7. จงหาขนาดและทิศทางของความเข้มสนามไฟฟ้าที่จุดศูนย์กลางของสี่เหลี่ยมจัตุรัส ดังรูป ให้ Q = 1x10-8 C และ a = 5 cm a +Q -2Q a a -Q +2Q a

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 8. ประจุ - 4q คูลอมบ์วางอยู่ที่ตำแหน่ง (-2,0) เมตร และประจุ + q คูลอมบ์ วางอยู่ที่ตำแหน่ง (1,0) เมตร จงหาตำแหน่งตามแนวเส้นตรงระหว่างจุดประจุทั้งสองที่มีสนามไฟฟ้าเป็นศูนย์

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 9. ทรงกลมตัวนำ A มีประจุกระจายที่ผิวอย่างสม่ำเสมอทำให้เกิดสนามไฟฟ้าสูงสูด 3,000 N/C ถ้าตัวนำทรงกลม B ซึ่งมีประจุเป็นครึ่งหนึ่งของตัวนำทรงกลม A แต่มีรัศมีเป็น 2 เท่าของตัวนำทรงกลม A สนามไฟฟ้าสูงสุดของทรงกลม B มีค่าเท่าใด

ศักย์ไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า หรือ Electric Potential คือ งานที่ใช้ในการเคลื่อนประจุทดสอบ q จากระยะอนันต์มายังจุดที่ต้องการ ต่อประจุ q นั้น งานในการนำประจุ จาก A ไป B ด้วยอัตราเร็วคงตัว

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud

ความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้า 2 จุด เรียกว่า ความต่างศักย์ไฟฟ้า B rB Q rA A งานในการนำประจุ จาก A ไป B สามารถเขียนเป็นสูตรได้เป็น

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ศักย์ไฟฟ้าจากทรงกลมประจุบวก ศักย์ไฟฟ้าจากทรงกลมประจุลบ - + V V +a +a -a -a

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ศักย์ไฟฟ้าจากหลายจุดประจุ

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud   +4C 2 cm O

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 2. วางประจุไฟฟ้า 3 x 104 C ที่ตำแหน่ง x = -2 y = 0 m และประจุลบขนาดเท่ากันที่ตำแหน่ง x=0 y=-3 m ศักย์ไฟฟ้าที่ตำแหน่ง ( 0, 0 ) เป็นเท่าไร

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 3. จากรูป จุด P คือจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์ จงหาสนามไฟฟ้าที่จุด A P B 0.5-x x

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ที่ตำแหน่ง O , P และ Q มีประจุเป็น 3 , -1 และ +1 ตามลำดับ ดังรูป 1. ศักย์ไฟฟ้าที่ตำแหน่ง R 2. งานที่ต้องทำในการนำประจุ 2 จากระยะอนันต์มายัง R งานในการนำประจุ 2 จากระยะอนันน์มายัง R ศักย์ไฟฟ้าที่ R

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 5. จุดประจุ –6x10-6C และ +10x10-6วางห่างกัน 4 cm ในตำแหน่ง A และ B ดังรูป ที่จุด C เป็นจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์ และ AC ตั้งฉากกับ AB จงหาระยะห่างระหว่าง AC X

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 6. ตัวนำทรงกลมรัศมี 20 cm มีประจุ –4 โดย A B C และ D อยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางทรงกลม 15 cm , 20 cm , 40 cm และ ระยะอนันต์ตามลำดับ 1. ศักย์ไฟฟ้า ณ จุด O A B C และ D ตามลำดับ 2. จงหาความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่าง AO BC CB 3. งานในการนำประจุ -5 จากระยะอนันต์มายังจุด C 4. งานในการนำประจุ +3 จากจุดที่ C มายังจุด O

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 7. ที่ตำแหน่งซึ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางทรงกลมตัวนำที่มีประจุไฟฟ้าเป็นระยะ 30 เซนติเมตรมีขนาดของสนามไฟฟ้าเป็น 250 นิวตัน/คูลอมบ์ และมีทิศเข้าหาศูนย์กลางของทรงกลมประจุบนผิวทรงกลมเป็นประจุชนิดใดมีค่าเท่าไรศักย์ไฟฟ้าที่ตำแหน่งซึ่งห่างจากศูนย์กลางทรงกลม 50 เซนติเมตรมีค่าเท่าไร E เนื่องจากสนามพุ่งเข้าหาประจุลบ ดังนั้น

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 8. ถ้าศักย์ไฟฟ้าสูงสุดของตัวนำทรงกลม รัศมี 0.3 เมตร มีค่า 106 V จงคำนวณหาแรงที่มากที่สุดที่ตัวนำทรงกลมนี้จะผลักประจุ 3 x 10- 5 C ซึ่งห่างจากผิวทรงกลม 0.1 เมตร ศักย์ไฟฟ้าสูงสุดจะอยู่ที่ผิวของทรงกลมตัวนำ เมื่อวางประจุ 3 x 10- 5 C มาวางใกล้จะเกิดแรงกระทำ

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 9. จากรูป จุด A และ B ห่างทรงกลมตัวนำซึ่งมีประจุลบตามรูป ก. ขนาดของสนามไฟฟ้าที่จุด B มากกว่าที่จุด A ข. ศักย์ไฟฟ้าที่จุด B มีค่าสูงกว่าที่จุด A ค. จำนวนเส้นแรงต่อหนึ่งหนึ่งหน่วยพื้นที่ตรงตำแหน่ง A มากกว่าตรงตำแหน่ง B ง. สนามไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าภายในทรงกลมมีค่าเป็นศูนย์ ข้อที่ถูกต้องคือ 1. ก และ ค 2. ข และ ค 3. ข และ ง 4. ก ข และ ค

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 10. ตัวนำทรงกลมรัศมี 10 เซนติเมตร มีประจุบวกกระจายสม่ำเสมอบนผิวตัวนำ ถ้ากราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของสนามไฟฟ้า (E) กับระยะจากจุดศูนย์กลางของทรงกลม ( r ) มีค่าดังรูป ศักย์ไฟฟ้าที่ r = 5 เซนติเมตร จะมีค่าเท่าใด จากกราฟ ถ้า r = 0.1 เมตร E = 5 x 106 N/C

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud จากกราฟ ถ้า r = 0.5 เมตร V = 4 V งานในการนำประจุ +2 จาก 3 1

- - สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ + เส้นที่ลากตั้งฉากกับเส้นแรงไฟฟ้าจะมีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน เรียกว่า เส้นสมศักย์

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud จากรูปถ้านำประจุ +q ไปปล่อยที่ A ประจุ +q จะเคลื่อนที่ผ่าน B ด้วยความเร็วเท่าไร สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ + -

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud จากรูปถ้านำประจุ +q ไปปล่อยที่ A ประจุ +q จะเคลื่อนที่ผ่าน B ด้วยความเร็วเท่าไร ถ้าใช้หลักพลังงาน

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud + - เนื่องจาก B และ C มีศักย์ไฟฟ้าเท่ากันดังนั้น

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ถ้าต่อแหล่งจ่ายไฟเข้ากับแผ่นคู่ขนาน บริเวณระหว่างแผ่นคู่ขนานนี้ จะมีสนามไฟฟ้าเกิดขึ้น โดยมีทิศทางจากบวกไปลบ ถ้าแหล่งจ่ายไฟที่ใช้มีแรงเคลื่อนขนาด V โวลท์ ขนาดของสนามไฟฟ้าจะมีค่า มีหน่วยเป็น................................

1. ตามรูป แผ่นขนาน A และ B ห่างกัน 25 เซนติเมตรมีความต่างศักย์ 6 โวลต์ จุด P อยู่ห่างจากแผ่นบวก 5 เซนติเมตร จุด Q อยู่ห่างจากแผ่นบวก 15 เซนติเมตร จุด PQ มีความต่างศักย์กี่โวลต์ + - + - + - + - + - + - + - +

อนุภาคมีประจุ + 1 x 10 – 5 คูลอมบ์ มีมวล 1 x 10 – 9 kg เริ่มเคลื่อนที่ จากจุดหยุดนิ่งในบริเวณสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ ขนาด 50 โวลต์/เมตร เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่ได้ระยะทาง 1 เมตร ในทิศเดียวกับทิศของสนามไฟฟ้า 1. อนุภาคนี้จะมีความเร็วเท่าไร 2. อนุภาคนี้จะมีพลังงานจลน์เท่าไร 3. อนุภาคนี้จะใช้เวลาเท่าไร +q E=50V/m 1m

3. ยิงโปรตอนให้เคลื่อนที่สวนกับสนามไฟฟ้าด้วยความเร็วต้น 1 3. ยิงโปรตอนให้เคลื่อนที่สวนกับสนามไฟฟ้าด้วยความเร็วต้น 1.6 x 105 m/s ถ้าสนามไฟฟ้ามีค่าคงที่ 167 V/m โปรตอนเคลื่อนที่ไปไกลเท่าไร จึงเริ่มเคลื่อนที่ย้อนกลับ ถ้าโปรตอนมีมวล 1.67 x 10-27 กิโลกรัม +q E

4. อิเล็กตรอนตัวหนึ่งมีความเร็วต้น 103 เมตรต่อวินาที เคลื่อนที่ในแนวตรงเข้าหาอนุภาคที่มีประจุเท่ากับอิเล็กตรอนที่อยู่นิ่งและอยู่ห่างออกไป 2 เมตร อิเล็กตรอนตัวแรกจะเคลื่อนที่เข้าใกล้อนุภาคที่หยุดนิ่งได้มากที่สุดเท่าใด ก่อนที่จะหยุดและกลับทิศทิศการเคลื่อนที่

5. ในสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอดังรูป ถ้าเลื่อนประจุไฟฟ้า +20 ไมโครคูลอมบ์จากระยะอนันต์มาที่ A และ B ต้องทำงาน 100 จูลและ 60 จูลตามลำดับ ถ้า A และ B ห่างกัน 0.5 เมตร จงหาขนาดและทิศทางของสนามไฟฟ้า สนามไฟฟ้ามีทิศ่จากศักย์สูงไปยังศักย์ต่ำ ดังนั้นจึงมีทิศ จาก A ไป B

6. ถ้า E เป็นสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ มีขนาด 12 โวลต์/เมตร จงหางานที่ใช้ในการเคลื่อนที่ประจุทดสอบ - 3 จาก A B C ดังรูป) งานในการนำประจุ -3 จาก A ไป C

7. แผ่นตัวนำขนานมีขนาดใหญ่และมีประจุกระจายอยู่อย่างสม่ำเสมอดังรูป ประจุ - Q ที่จุด A มีแรงไฟฟ้ากระทำเท่ากับ 2.5 นิวตัน ถ้าต้องการเคลื่อนที่ประจุนี่จาก A ไปไว้ที่จุด C ตามเส้นทาง ABC จะต้องทำงานเท่าไร + - งานในการนำประจุ -Q จาก A ไป B ไป C - +

8. แผ่นตัวนำขนานกันห่างกัน 0 8. แผ่นตัวนำขนานกันห่างกัน 0.32 เซนติเมตร ทำให้เกิดสนามสม่ำเสมอตามแนวดิ่ง ถ้าต้องการให้อิเล็กตรอนมวล 9 x 10 – 31 กิโลกรัม มีประจุ -1.6 x 10 –19C ลอยอยู่นิ่ง ๆ ได้ที่ตำแหน่งหนึ่งระหว่างแผ่นตัวนำขนานนี้แผ่นล่างจะมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าหรือต่ำกว่าแผ่นบนกี่โวลต์

9. สนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ ( E ) มีขนาด 2 x 104 นิวตัน/คูลอมบ์ มีทิศลงในแนวดิ่ง มีลูกพิทมวล 0.02 กรัมเคลื่อนที่ลงด้วยความเร่ง 2 เมตร/วินาที2ลูกพิทมีประจุชนิดใด มีอิเลคตรอนเกินหรือขาดอิเลคตรอนกี่ตัว

10. ลูกพิธเล็ก ๆ แขวนด้วยเส้นไหมเบามากในสนามไฟฟ้าคงตัวขนาด 100 N/C ถ้าสนามไฟฟ้ามีทิศพุ่งขึ้นเส้นไหมจะตึง 9.6 mN แต่ถ้าสนามไฟฟ้ามีทิศพุ่งลง เส้นไหมจะตึง 6.4 mN จงหาประจุไฟฟ้าบนผิวลูกพิธ

11. ลูกบอลพลาสติกมวล แขวนด้วยเชือกยาว และอยู่ในบริเวณที่มีสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอขนาด ในแนวระดับดังรูป ถ้าลูกบอลอยู่ในตำแหน่งสมดุลเส้นเชือกทำมุม กับแนวดิ่ง จงหาขนาดของประจุไฟฟ้าบนลูกบอลพลาสติก

(Earth's Diameter at the Equator: 12756.1 km). ตัวเก็บประจุ กรณีตัวนำทรงกลมก็สามารถเก็บประจุได้โดย ถ้าทรงกลมมีรัศมี R สามารถเก็บประจุได้สูงสุด Q จะมีค่าความจุ เท่ากับ ถ้าต้องการตัวเก็บประจุขนาด 1 ฟารัด จะต้องใช้ทรงกลมตัวนำขนาดเท่าใด R = Ck = 1x9x109 = 9x109 m = 9 x106 km ** ทรงกลมตัวนำขนาดเท่าโลกจะมีความจุไฟฟ้าเท่าใด (Earth's Diameter at the Equator: 12756.1 km).

ตัวเก็บประจุ เมื่อนำแหล่งจ่ายไฟฟ้าต่อเข้าแผ่นขนานทิ้งไว้นานพอสมควรแล้วนำแหล่งจากไฟฟ้าออก ประจุก็ยังคงอยู่บนแผ่นคู่ขนานนี้ แสดงว่าเราสามารถเก็บประจุไฟฟ้าไว้บนแผ่นตัวนำคู่ขนานนี้ได้ จะเรียกแผ่นคู่ขนานนี้ว่า ตัวเก็บประจุ หรือ capacitor หรือ condenser ถ้ามีประจุไฟฟ้าบนแผ่นตัวนำคู่ขนานสูงสุด Q คูลอมบ์ โดยใช้แรงเคลื่อนไฟฟ้า V โวลท์ จะมีค่าความจุไฟฟ้า(capacitance;C)

ตัวเก็บประจุแบบแผ่นคู่ขนานถ้าวางอยู่ในอากาศไม่มีอะไรคั่นกลางจะมีค่าความจุ ไฟฟ้าค่าหนึ่ง แต่ถ้าใช้แผ่นไดอิเล็กตริกคั่นไว้จะทำให้ค่าความจุเพิ่มขึ้น k = ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก = r (relative permittivity) r= /0

ชนิดและรูปร่าง

พลังงานในตัวเก็บประจุ เมื่อให้ประจุแผ่นตัวเก็บประจุจะทำให้ความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงขึ้น ประจุที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุจะมีพลังงานศักย์ภายใต้สนามไฟฟ้าและจะสามารถจ่ายพลังงานออกมาได้ พลังงานที่เก็บไว้ จากกราฟ พื้นที่ไต้กราฟก็คือพลังงานสะสม ความหนาแน่นของพลังงานคือพลังงานต่อปริมาตรมีค่า u = CV2/2Ad J/m3 = 0E2 V Q

การต่อตัวเก็บประจุ แบบอนุกรม (Series) ถ้าต่อตัวเก็บประจุ 2 ตัว ถ้าต่อตัวเก็บประจุ 2 ตัว C1 C2 C3 ถ้าต่อตัวเก็บประจุ n ตัวความจุเท่ากัน

การต่อตัวเก็บประจุ แบบขนาน (Parallel) C1 C2 C3

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 1. สมมติโลกเป็นตัวนำทรงกลม จงหา ความจุไฟฟ้าของโลก เมื่อโลกมีรัศมี 6.3 x 106 m

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 2. วัตถุตัวนำไฟฟ้าอันหนึ่งได้รับประจุ 1.6x10-7 C ทำให้ศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจาก +10 โวลต์ เป็น +30 โวลต์ความจุไฟฟ้าของวัตถุนั้นเป็นเท่าใด  

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 3. ตัวเก็บประจุ 50 ไมโครฟารัด ต่อกับความต่างศักย์ 12 โวลต์ จงหา ประจุบนตัวเก็บประจุ

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ตัวเก็บประจุ 50 ไมโครฟารัดสะสมพลังงานได้ 1 จูล 1. จงหาประจุบนตัวเก็บประจุ 2. ความต่างศักย์ระหว่างแผ่นของตัวเก็บประจุ

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ตัวเก็บประจุ 3 ตัว C1 มีความจุ 10 ไมโครฟารัด C2 มีความจุ 6 ไมโครฟารัด และ C3 มีความจุ 4 ไมโครฟารัด เมื่อนำมาต่อกับความต่างศักย์ 60 โวลต์ดังรูป จงหา พลังงานสะสมที่ตัวเก็บประจุแต่ละตัว C2 C1 C3 60V

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud แผ่นโลหะขนานห่างกัน 2 เซนติเมตร ใช้ทำเป็นตัวเก็บประจุที่มีความจุ 4 pF ถ้า สนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นโลหะมีค่าเท่ากับ 200 N/C ตัวเก็บประจุจะมีประจุกี่คูลอมบ์

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 7. จากรูป จงหาพลังงานสะสมในตัวเก็บประจุตัวที่ 1 9V

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 100V

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 9. วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยตัวเก็บประจุสามตัวต่ออยู่กับความต่างศักย์ 12 โวลต์ ดังรูป จงคำนวณหาขนาดของความต่างศักย์ที่คร่อมตัวเก็บประจุ 3 ไมโครฟารัด และ 6 ไมโครฟารัด ตามลำดับ 12V

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 3V s

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud การนำทรงกลมตัวนำที่มีประจุมาแตะกัน เมื่อนำทรงกลมตัวนำที่มีประจุมาแตะกัน 1. อิเล็กตรอนจะถูกถ่ายเทจากทรงกลมที่มีศักย์ไฟฟ้าน้อยกว่าไปสู่ทรงกลมที่มีศักย์ไฟฟ้ามากกว่าจนกว่าศักย์ไฟฟ้าของทรงกลมทั้งสองจะเท่ากัน 2. ผลรวมของประจุไฟฟ้ารวมทั้งก่อนการแตะและหลังการแตะจะมีค่าเท่ากัน เรียกว่ากฏการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud ถ้า จะเคลื่อนที่จาก 1 ไป 2

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 1. ทรงกลมตัวนำ 2 ลูก ลูกที่หนึ่งรัศมี 10 cm มีประจุไฟฟ้า Q ส่วนลูกที่สองรัศมี 5 cm มีประจุเป็นกลางเมื่อนำทรงกลมทั้งสองมาแตะกันแล้วแยกออก อัตราส่วนของประจุบนลูกที่หนึ่งต่อประจุบนลูกที่สองเป็นเท่าไร

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 2. ตัวนำทรงกลมขนาดเท่ากัน 2 อัน แต่ละอันมีรัศมี 1 เซนติเมตร ทรงกลมอันแรกมีประจุ +3 x 10-5 C อีกอันหนึ่งมีประจุ - 1 x 10 – 5 C เมื่อให้ทรงกลมทั้งสองแตะกันแล้วแยกจากกันไปวางให้ผิวทรงกลมทั้งสองห่างกัน 8 เซนติเมตร ขนาดของแรงกระทำระหว่างทรงกลมทั้งสองเป็นเท่าไร

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 3. ทรงกลมตัวนำรัศมี 2 cm และ 3 cm มีประจุ -3 และ +13 ตามลำดับ เมื่อนำทรงกลมทั้งสองแตะ กันสักครู่แล้วแยกจากกัน จงหา 1. ประจุของทรงกลมแต่ละทรงกลมหลังแตะ 2. ศักย์ไฟฟ้าทรงกลมทั้งสองหลังแตะ  

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 4. ตัวเก็บประจุ C1 = 3 ถูกให้ประจุ ( Charge ) โดยแบตเตอรี่ จนมีความต่างศักย์ V0 = 14 โวลต์จากนั้นนำแบตเตอรี่ออกแล้วนำไปต่อขนานกับตัวเก็บประจุ C2 = 4 ซึ่งเดิมไม่มีประจุอยู่เลย จงหา 1. ความต่างศักย์สุดท้ายของตัวเก็บประจุแต่ละตัว 2. ประจุบนตัวเก็บประจุทั้งสองหลังต่อตัวเก็บประจุ  

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 5. จากรูป วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยตัวเก็บประจุ C1 = 6 C2= 3 และ แบตเตอรี่แรงเคลื่อนไฟฟ้า 12 โวลต์ ถ้าสับสวิตซ์ s1 รอจนประจุเต็ม C1 แล้วยกสวิตซ์ s1 ขึ้น จากนั้นสับสวิตซ์ s2 รอจนสมดุลประจุไฟฟ้าในตัวเก็บประจุ C2 จะเป็นเท่าใด ในหน่วยไมโครคูลอมบ์ C2 S2 R C1 S1 R 12V

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud 6. จากรูป ถ้าสับสวิตซ์ทั้งสองไปทางด้าน C ในที่สุดความต่างศักย์ระหว่างจุด C กับจุด D จะเป็นกี่โวลต์ A C C B D

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud โจทย์พิเศษ 1 ทรงกลมตัวนำรัศมี 10 เซนติเมตร 2 ลูก วางให้จุดศูนย์กลางห่างกัน 40 เซนติเมตรถ้านำประจุทดสอง q = +10-9 คูลอมบ์ วางที่จุดกึ่งกลางระหว่างทรงกลมตัวนำทั้งสอง ดังแสดงในรูป จะเกิดแรงกระทำต่อประจุทดสอบ q เป็น F ถ้าตัวนำทรงกลมทั้งสองมีประจุ +Q และ -Q เมื่อ Q = 10-6 คูลอมบ์แรง F ที่ถูกต้องที่สุดจะเป็นเท่าใด 1. 1.8 x 10-3 นิวตัน q +Q -Q 2. 4.5 x 10-4 นิวตัน 40 cm 3. น้อยกว่า 4.5 x 10-4 นิวตัน 4. มากกว่า 4.5 x 10-4 นิวตัน

Nakhonsawan school www.nssc.ac.th create by rawat saiyud โจทย์พิเศษ 2 - + เมื่อปล่อยวงจรนี้ไปนานมาก ๆ จะทำให้ไฟฟ้าในวงจรไม่ไหล จงหางานที่แบตเตอรี่ทำ

การนำความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตมาใช้ประโยชน์ เราสามารถนำหลักการเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตมาประยุกต์ใช้ทำอุปกรณ์เครื่องใช้ได้หลายชนิด ดังนี้ เครื่องกำจัดฝุ่นในอากาศหรือเครื่องฟอกอากาศ

Van de Graaff เครื่องกำเนิดศักย์ไฟฟ้าแรงสูงชนิดหนึ่ง (High Voltage Sorce) (High Voltage Power Supply) พ.ศ. 2474 โดยนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน “Robert Jemson Van de Graaff”

การเกิดฟ้าผ่าสามารถเกิดได้หลายแบบ

บนพื้นโลกโดยมากจะมีประจุลบอยู่ ทำให้เกิดสนามไฟฟ้าในทิศเข้าหาโลกด้วยขนาดประมาณ 100-300 V/m (ยังไม่มีการพิสูจน์แน่ชัด) หากมีเมฆฝนขนาดใหญ่อาจเหนี่ยวนำประจุจนมีความต่างศักย์สูงพอจนทำให้เกิดฟ้าผ่าขึ้นได้

ของอากาศทั่วไป มีค่าประมาณ 800 V/mm ในอากาศปกติถ้ามีความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงถึงค่าหนึ่งก็จะทำให้แตกตัวเป็นไอออนและนำไฟฟ้าได้(spark) เรียกว่าค่าสนามไฟฟ้าสูงสุดที่ทนได้ (dielectric breakdown) ของอากาศทั่วไป มีค่าประมาณ 800 V/mm

เครื่องพ่นสี การพ่นสี ธรรมดาละอองสีจะฟุ้งกระจายไปทั่ว การเกาะติดกับผิวงานก็จะไม่สม่ำเสมอ ทำให้สีไม่เรียบและไม่คงทน จึงมีการทำให้ละอองสีที่ถูกพ่นออกมา กลายเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ละอองสีเหล่านี้ก็จะสามารถไปเกาะติดกับผิวงานได้แน่นขึ้นด้วยแรงทางไฟฟ้า และจะสม่ำเสมอ สวยงาม คงทน หลักการนี้นำไปใช้มากในการพ่นสียานพาหนะ เช่น รถยนต์ เรือ เครื่องบิน

เครื่องถ่ายเอกสาร

เลเซอร์พรินเตอร์

เครื่องพิมพ์แบบฉีดหมึก

ในการนำมาใช้งานจริงในปัจจุบัน ส่วนมากจะพบเฉพาะตัวเก็บประจุแบบแผ่นคู่ขนาน ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป เช่น ในวิทยุ โทรทัศน์ คอมพิวเตอร์ ฯลฯ ทำหน้าที่ส่งผ่านสัญญาณที่กระเพื่อม (AC) แต่จะกั้นสัญญาณที่อยู่นิ่งๆ (DC) นอกจากนี้ยังช่วยกรองกระแสไฟฟ้าให้เรียบขึ้นในวงจรภาคจ่ายไฟ เช่น ในอะแดปเตอร์ (adaptor)