8. ไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้า i- - + i+ i e [Volt] , [j]/[c] ปริมาณประจุเคลื่อนผ่าน พื้นที่ต่อหนึ่งหน่วยเวลา - กระแสอยู่ในทิศเดียวกับทิศการไหลของประจุบวก - กระแสคือผลรวมของกระแสประจุบวกและกระแสประจุลบ แรงเคลื่อนไฟฟ้า [Volt] , [j]/[c] พลังงานที่ใช้เพื่อขับเคลื่อน ประจุหนึ่งหน่วยผ่านวงจรหนึ่งๆ

สำหรับตัวนำทรงกระบอก ความต่างศักย์ตกคร่อมวัตถุ(หรือมีสนามไฟฟ้า)ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ความต้านทานเป็นตัวจำกัดการไหลของกระแส ค่าความต้านทานกำหนดด้วยรูปทรงเรขาคณิตของวัตถุที่ กระแสไหลผ่าน และกำหนดด้วยสมบัติจุลภาคของวัตถุ สภาพต้านทานไฟฟ้า สำหรับตัวนำทรงกระบอก กฎของโอห์ม + - V l A I I V R สำหรับตัวนำใดๆ กระแสจะเป็นปฏิภาคโดยตรงกับความต่างศักย์ตกคร่อมปลายทั้งสอง

ตัวเก็บประจุ เมื่อต่อเซลไฟฟ้า(V) กับตัวเก็บประจุ มีงานทำให้ประจุลบ(-Q)อยู่ที่แผ่นโลหะขั้วลบ และเกิดประจุบวก(+Q)อยู่ที่แผ่นขั้วบวก + - V +Q -Q ความจุ[Farad] ความจุเมื่อตรงกลาง เป็นสุญากาศ พื้นที่ของขั้วไฟฟ้า + - Q/C +Q -Q ระยะห่างระหว่างแผ่น สภาพยอมของสุญญากาศ e0=8.85x10-12 c2/m2.N เมื่อนำเซลไฟฟ้าออกประจุ +Q และ -Q ยังคงอยู่ ความต่างศักย์ยังคงเดิม

ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก สารไดอิเล็กตริก + - +Q -Q <Vo Eo Ei +s -s ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก เมื่อสอดสารไดอิเลคตริกระหว่างแผ่นโลหะคู่ สนามไฟฟ้าจะเหนี่ยวนำให้เกิดขั้วคู่ไฟฟ้าที่มีสนามในทิศที่ลดสนามไฟฟ้าเดิม ทำให้ศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วลดลง ==> ค่าความจุของตัวเก็บประจุสูงขึ้น C >C0 > 1 พลังงานสะสม

วงจรตัวต้านทาน-ตัวเก็บประจุ V Vc VR R C + ก. ขณะอัดประจุ + เริ่มต้นไม่มีประจุใน C (q=0 ที่ t=0) ,Vc =0 เมื่อเวลาผ่านไป t ข. ขณะคายประจุ Vc VR R C + เริ่มต้นมีประจุใน C (q= q0 ที่ t=0) Vc =V0 เมื่อเวลาผ่านไป t

t =0 VC=0 ไม่มีประจุ ไม่มี V t =RC VC=V(1 - e-1)=0.632V ค่าคงที่ของเวลา(time constant) 0.63V t => VC=V ประจุเต็ม C t t=RC VC t =0 VC=V0 =q0/C V0 t =RC VC=V(1 - e-1)=0.368V ค่าคงที่ของเวลา(time constant) 0.37V0 t => VC=V ประจุเต็ม C t t t=RC

เครื่องดีไฟบริลเลเตอร์ (Defibrillators) ช่วยเริ่มต้นการทำงานของหัวใจ ถ้ามีการหยุดเต้นหรือ การหด-คลายกล้ามเนื้อหัวใจทั้งห้องเอเตรียมและห้องเวนตริเคิลทำงานไม่ประสานกัน ป้อนไฟฟ้าแรงเคลื่อนสูงในระดับของพันโวลต์ผ่านเข้าทางหน้าอกของคนป่วยในช่วงเวลาสั้นๆอาจช่วยเริ่มต้นการทำงานของหัวใจได้ใหม่ ประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟฟ้าแรงดันสูงในระดับของ 3-4000 โวลต์ ตัวเก็บประจุและขั้วไฟฟ้าขนาดใหญ่ แหล่งจ่ายไฟฟ้าแรงสูง ตัวต้านทานภายใน อัดประจุ คายประจุ rex rin C

ระยะเวลาในการอัดประจุขึ้นอยู่กับความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายไฟและขนาดความจุของตัวเก็บประจุ ระยะเวลาคายประจุขึ้นอยู่กับความต้านทานของผิวหนังคนระหว่างขั้วไฟฟ้าและปริมาณประจุในตัวเก็บประจุก่อนการคายประจุ มีความปลอดภัยสูง 1. ร่างกายไม่ต้องสัมผัสตรงกับแหล่งจ่ายไฟฟ้าแรงดันสูง 2. ถ้าตัวเก็บประจุเสื่อมมันจะเก็บประจุได้น้อยกว่าเดิมเสมอ