วันนี้เรียน สนามไฟฟ้า เส้นแรงไฟฟ้า The Electric Field and Field Lines 1

จากคราวที่แล้ว กฎของคูลอมบ์และหลักการรวมผล ถ้ามีประจุมากกว่า 2 ตัว แรงสุทธิที่กระทำต่อประจุตัวใดตัวหนึ่งในระบบมีค่าเท่ากับ ผลรวมแบบเวกเตอร์ของแรงบนประจุนั้นที่ทำโดยประจุตัวอื่น ๆ: F2,1 F3,1 F4,1 F1 q1 q2 q3 q4 q1 q2 q3 q4 F2,1 F3,1 F4,1 F1 Add E = infront of F1/q1 เปลี่ยนจาก+q1 เป็น -q1  ทิศทางของแรงเปลี่ยนเป็นตรงข้าม 2

สนามไฟฟ้าที่จุดใดๆ คือ แรงต่อหน่วยประจุที่จุดนั้น ๆ : สนามไฟฟ้าที่เกิดจากจุดประจุ Q ที่ระยะห่างไป r จึงมีค่า: สนามไฟฟ้าจากระบบจุดประจุ : q2 q3 q4 E2 E3 E4 E Perhaps picture of glowing point charge It is called a “field” because it is a continuous function defined at every point in space. สนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุบวกพุ่งออกจากประจุบวก สนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุลบพุ่งเข้าหาประจุลบ 08 3

ประจุขนาดเท่ากันแต่ชนิดตรงกันข้ามอยู่บนแกน x ในลักษณะดังรูป Lots of people seemed to be confused by the picture – a point (A or B) as distinct from a charge ทิศทางของสนามไฟฟ้าที่จุด A เป็นอย่างไร? 1. ชี้ขึ้น 2. ชี้ลง 3. ชี้ซ้าย 4. ชี้ขวา 5. เป็นศูนย์ ทิศทางของสนามไฟฟ้าที่จุด B เป็นอย่างไร? 1. ชี้ขึ้น 2. ชี้ลง 3. ชี้ซ้าย 4. ชี้ขวา 5. เป็นศูนย์ 09 7

กรณีใดต่อไปนี้ ที่ขนาดของสนามไฟฟ้าที่จุด A มีค่าใหญ่กว่ากัน E 1) กรณี 1 2) กรณี 2 3) เท่ากัน Draw the fields กรณี 1 กรณี 2 12 8

ข้อความใดต่อไปนี้ถูกต้อง ทั้งคู่เป็นประจุลบ ทั้งคู่เป็นประจุบวก ประจุ 2 ตัว q1 และq2 อยู่ที่จุด 2 จุด (-a,0) กับ (a,0) ดังรูป เป็นผลให้เกิดสนามไฟฟ้าที่จุด (0,d) ในทิศชี้ลงในแนว –y ดังแสดง x y q1 q2 (-a,0) (a,0) (0,d) ข้อความใดต่อไปนี้ถูกต้อง ทั้งคู่เป็นประจุลบ ทั้งคู่เป็นประจุบวก เป็นประจุต่างชนิดกัน ข้อมูลไม่เพียงพอที่จะบอกได้ว่าประจุทั้งสอง มีความสัมพันธ์กันอย่างไร This should be moved forward…. but it is on another page in the book  22 9

- + - + 23 10

1. ไปทางซ้าย 2. ไปทางขวา 3. อยู่กับที่ 4. เป็นอย่างอื่น Checkpoint 3 ประจุบวก q ถูกปล่อยให้เคลื่อนที่จากอยู่นิ่งจากตำแหน่งในรูป (ห่างจากประจุ +Q เป็นระยะ r และห่างจาก +2Q เป็นระยะ 2r) ประจุ q จะเคลื่อนที่อย่างไรหลังปล่อย 1. ไปทางซ้าย 2. ไปทางขวา 3. อยู่กับที่ 4. เป็นอย่างอื่น 12 11

ทิศทางของสนามไฟฟ้าที่จุด P ในรูปเป็นอย่างไร? ต้องบอกค่า d +q -q P 4) ต้องบอกค่า d 1) 2) ต้องบอกค่า d กับ q 5) 3) คำนวณสนาม E ที่จุด P: 12

ประจุที่กระจายตัวต่อเนื่อง Summation becomes an integral (be careful with vector nature) ความหมายก็คือ อินทิเกรตทุกประจุเล็ก ๆ (dq) ที่ทำให้เกิดสนามที่จุดที่เราสนใจ r คือเวกเตอร์ที่ลากจาก dq ไปยังจุดที่เราต้องการหาสนาม ตัวอย่างเส้นประจุ : ประจุ l = Q/L dE จุดหาค่า E r dq = ldx 13

ความหนาแน่นประจุ Charge density เชิงเส้น (l=Q/L) Coulombs/meter เชิงพื้นที่ (s = Q/A) Coulombs/meter2 เชิงปริมาตร (r = Q/ V) Coulombs/meter3 พื้นที่กับปริมาตรของรูปทรงเรขาคณิตที่ควรทราบ ข้อใดต่อไปนี้มีประจุสุทธิขนาดใหญ่ที่สุด? ทรงกลมรัศมี 2 m ที่มีความหนาแน่นเชิงปริมาตรเท่ากับ r = 2 C/m3 ทรงกลมรัศมี 2 m ที่มีความหนาแน่นเชิงพื้นที่เท่ากับ s = 2 C/m2 ทั้งคู่มีประจุเท่ากัน 28 14