Se ha denunciado esta presentación.
Utilizamos tu perfil de LinkedIn y tus datos de actividad para personalizar los anuncios y mostrarte publicidad más relevante. Puedes cambiar tus preferencias de publicidad en cualquier momento.

ไฟฟ้าสถิต

2.981 visualizaciones

Publicado el

Publicado en: Ciencias
  • Sé el primero en comentar

ไฟฟ้าสถิต

  1. 1. www.themegallery.com LOGO
  2. 2. Thales (624-546 ก่อนคริสต์ศักราช)เป็นนักคณิตศาสตร์ นักดาราศาสตร์และนักปรัชญาชาวกรีก พบว่า เมื่อนำ แท่งอำพันมำถูกับผ้ำขนสัตว์ปรำกฏว่ำแท่ง อำพัน สำมำรถดูดขนนกได้ ต่อมา William Gilbert เรียกอานาจที่เกิดจากการขัดสีวัตถุดังกล่าวว่า “ไฟฟ้ำสถิต” (electricity) Thales อาพัน (amber)
  3. 3. ประจุไฟฟ้าในอะตอม โปรตอน (p) → ประจุบวก อิเล็กตรอน (e) → ประจุลบ นิวตรอน (n) → เป็นกลางทางไฟฟ้า  เมื่อจานวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ำกัน → จะทาให้วัตถุเป็นกลำงทางไฟฟ้า  เมื่ออิเล็กตรอนบางส่วนหลุดออกไป → วัตถุจะแสดงอานาจไฟฟ้าบวก  เมื่อถูกเติมอิเล็กตรอนเพิ่ม → วัตถุจะแสดงอานาจไฟฟ้าลบ
  4. 4. รูป แรงกระทาต่อกันระหว่างวัตถุที่มีประจุ ประจุชนิดเดียวกันผลักกัน และประจุต่ำงชนิดกันดึงดูดกันสรุปได้ว่า…
  5. 5. การทาให้วัตถุเกิดประจุไฟฟ้ามี 3 วิธี 1. การขัดถู เช่นแท่งแก้วกับผ้าไหม ประจุลบบนแท่งแก้วจะถ่ายเทไปสู่ผ้าไหมทาให้แท่ง แก้วมีประจุไฟฟ้าชนิดบวก ส่วนผ้าไหมมีประจุไฟฟ้าชนิดลบ 2. การสัมผัส(แตะ) ใช้วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าอยู่แล้วแตะกับวัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ซึ่ง อิเล็กตรอนจะถ่ายเทจากวัตถุหนึ่งที่มีอิเล็กตรอนส่วนเกินที่มากกว่าไปยังวัตถุที่มี อิเล็กตรอนส่วนเกินที่น้อยกว่า
  6. 6. รูป แสดงการสัมผัส(แตะ)
  7. 7. รูป แสดงการเหนี่ยวนาไฟฟ้า 3. การเหนี่ยวนาไฟฟ้า ทาได้โดยการนาวัตถุซึ่งมีประจุ ไฟฟ้าเข้าไปใกล้ ๆ วัตถุที่เป็นกลางจะทาให้ เกิดการเหนี่ยวนาให้ประจุไฟฟ้าที่อยู่ในวัตถุที่ เป็นกลางเกิดการจัดเรียงตัวใหม่
  8. 8. …(1)
  9. 9. คูลอมบ์ได้ทาการทดลองเกี่ยวกับแรงระหว่างประจุไฟฟ้า ดังรูป และสรุปผล การทดลองได้ว่า 1. แรงระหว่างประจุทั้งสองเป็นปฏิภาคผกผันกับระยะห่างระหว่างประจุยก กาลังสอง และทิศของแรงอยู่ในแนวระยะห่างนี้ 2 1 F R  …(1)
  10. 10. 2. แรงนี้เป็นปฏิภำคโดยตรงของผลคูณประจุ Q1และ Q2 …(2) จาก (1) และ (2) จะได้ ดังนั้น …(3) เมื่อ F คือ ขนาดของแรงไฟฟ้าระหว่างประจุแต่ละคู่ มีหน่วยเป็น นิวตัน (N) Q1,Q2 คือ ประจุไฟฟ้าตัวที่หนึ่งและตัวที่สองตามลาดับ มีหน่วยเป็น คูลอมบ์(C) K คือ ค่าคงที่ของคูลอมบ์มีค่า 9 x 109 N - m2/C2 R คือ ระยะห่างระหว่างประจุแต่ละคู่ มีหน่วยเป็น เมตร (m) 1 2 2 Q Q F R  1 2 2 = kQ Q F R 1 2Q QF  Charles Augustin de Coulomb (1736-1806 )
  11. 11. เป็นบริเวณที่ประจุสามารถส่งอานาจไฟฟ้าไปถึง ต้นกาเนิดของสนามไฟฟ้า คือ ประจุไฟฟ้ำ ทิศของสนามไฟฟ้าจาก +Q ทิศของสนามไฟฟ้าจาก -Q
  12. 12. สนามไฟฟ้า (E) คือ แรงต่อหนึ่งหน่วยประจุทดสอบ (ประจุบวก) จากนิยาม ข้างต้น จะได้ความสัมพันธ์ว่า …(1) ถ้าประจุไฟฟ้าทดสอบ q วางอยู่ในสนามไฟฟ้าของ Q ซึ่งประจุ q อยู่ห่างจาก Q เป็นระยะ r ดังรูป F E = +q
  13. 13. ดังนั้น ขนาดของสนามไฟฟ้า หาได้จาก …(2) *** สมการ (3) ใช้กับกรณีที่มีประจุ 1 จุด เมื่อ E คือ ขนาดของสนามไฟฟ้า หน่วยเป็น นิวตันต่อคูลอมบ์ (N/C) Q คือ ประจุไฟฟ้า หน่วยเป็น คูลอมบ์ (C) k คือ ค่าคงที่ของคูลอมบ์มีค่า 9 x 109 N - m2/C2 R คือ ระยะห่าง หน่วยเป็น เมตร (m) 2 kQ E = R
  14. 14.  กรณีที่ 1 ประจุทดสอบเป็นประจุบวก (+q) ทิศของแรงไฟฟ้า(F) ที่กระทาต่อประจุบวก (+q) มีทิศเดียวกันกับทิศของ สนามไฟฟ้า(E) สรุป
  15. 15.  กรณีที่ 2 ประจุทดสอบเป็นประจุลบ (-q) ทิศของแรงไฟฟ้า (F) ที่กระทาต่อประจุลบ(-q) มีทิศตรงข้ามกับทิศของ สนามไฟฟ้า(E) สรุป
  16. 16. ก. เส้นแรงไฟฟ้าจุดประจุบวก ข.เส้นแรงไฟฟ้าจุดประจุลบ  เส้นที่แสดงทิศของสนามไฟฟ้าในบริเวณรอบๆ จุดประจุ เรียกว่า เส้นแรงไฟฟ้ำ
  17. 17. 1. เส้นแรงไฟฟ้าของจุดประจุ
  18. 18. 2. เส้นแรงไฟฟ้าระหว่างแผ่นตัวนาขนาน
  19. 19. 3. เส้นแรงไฟฟ้าของตัวนาทรงกลม
  20. 20. 1. เส้นแรงไฟฟ้าของจุดประจุ มีลักษณะเป็นเส้นโค้งพุ่งออกจากจุดประจุ บวกเข้าหาจุดประจุลบตามแนวรัศมี 2. เส้นแรงไฟฟ้าระหว่างตัวนาแผ่นขนาน มีลักษณะเป็นเส้นตรงขนาน กัน และมีความหนาแน่นของเส้นสม่าเสมอ 3. เส้นแรงไฟฟ้าเนื่องจากประจุต่างชนิดกันของตัวนาวงกลมซ้อนกัน ภายในของวงกลมในไม่มีเส้นแรงไฟฟ้า ส่วนในบริเวณระหว่างวงกลม ทั้งสองเส้นแรงไฟฟ้าพุ่งออกตามแนวรัศมีและมีลักษณะเช่นเดียวกับ เส้นแรงไฟฟ้าของจุดประจุ
  21. 21. จุดสะเทินในสนามไฟฟ้า คือ จุดที่สนามไฟฟ้าลัพธ์มีค่าเป็นศูนย์ ( ) ลักษณะของจุดสะเทินในสนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุไฟฟ้า 2 ประจุ มาวางใกล้กัน ดังนี้ 1. ถ้าประจุทั้งสองเป็นประจุชนิดเดียวกัน จุดสะเทินจะอยู่ระหว่างกลางประจุ ทั้งสอง 2. ถ้าประจุทั้งสองเป็นประจุต่างชนิดกัน จุดสะเทินจะอยู่รอบนอกประจุทั้ง สอง 3. จุดสะเทินจะเกิดใกล้กับประจุที่มีค่าน้อยกว่า E = 0
  22. 22. จากรูป สรุปได้ว่า “พลังงานศักย์โน้มถ่วง ณ จุดใด คือ งานในการย้ายจากจุดอ้างอิงไปยังจุดนั้น” สามารถเขียนสมการงานในการย้ายวัตถุ จาก A ไป B ได้ว่า …(1) รูป พลังงานศักย์โน้มถ่วง A B P(B) P(A)W = E - E
  23. 23. เมื่อพิจารณาประจุ +q วางใน สนามไฟฟ้าสม่าเสมอ (E) จะเกิดแรง F กระทาต่อประจุในทิศทางเดียวกับ สนามไฟฟ้า ดังรูป สามารถหางานในการ ย้ายประจุ จาก A ไป B ได้จาก …(2) รูป การเคลื่อนที่ของประจุ จาก A ไป B A B P(B) P(A)W = E - E
  24. 24. เมื่อนาประจุไฟฟ้า q ไปวาง ณ ตาแหน่งหนึ่งแล้วมีพลังงานศักย์ไฟฟ้าเป็น Ep ถ้านาประจุ +1 หน่วย ไปวาง ณ ตาแหน่งนั้น จะมีพลังงานศักย์ไฟฟ้าเป็น Ep/q เรียก พลังงานนี้ว่า ศักย์ไฟฟ้า ณ ตาแหน่งนั้น เมื่อให้ V เป็นศักย์ไฟฟ้า จะได้ว่า …(3) ศักย์ไฟฟ้า (V) เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็น จูลต่อคูลอมบ์ (J/C) หรือ โวลต์ (V) ***สิ่งที่ควรเน้น  เวลาคานวณจะต้องแทนเครื่องหมายของประจุด้วย PE V = q
  25. 25. ศักย์ไฟฟ้าที่จุดใดๆ (V) คือ งานในหน่วยของจูลที่ต้องการนาประจุทดสอบ +1 คูลอมบ์ จากระยะอนันต์มายังจุดใดๆ พิจารณารูป จากรูป จะได้สมการว่า = W KQ q R
  26. 26. จากนิยามศักย์ไฟฟ้าที่จุดใดๆ (V) เขียนสมการได้ว่า และ จาก ดังนั้น ศักย์ไฟฟ้ำที่จุดใดๆ หาได้จาก …(4) ***สิ่งที่ควรเน้น เวลาคานวณจะต้องแทนเครื่องหมายของประจุ q ด้วย รวมศักย์ไฟฟ้าแบบพืชคณิตธรรมดา = W KQ q R V = W q KQ V = R
  27. 27. จากสมการงานในการย้ายประจุจาก A ไป B ที่ว่า เมื่อ Ep = qV จะได้ …(5) A B P(B) P(A)W = E - E A B B AW = q(V - V ) ***สิ่งที่ควรเน้น เวลาคานวณจะต้องแทนเครื่องหมายของประจุด้วย ในการเลื่อนประจุ จะไม่สนใจเส้นทางการเลื่อน ตาแหน่ง รูป การเคลื่อนที่ของประจุ จาก A ไป B
  28. 28. ****สรุปได้ว่า 1) ศักย์ไฟฟ้าภายในและผิวนอก ของตัวนาทรงกลม หาได้จาก …(6) 2) ศักย์ไฟฟ้าภายนอก ของตัวนาทรงกลม หาได้จาก …(7) in s KQ V = V = a out KQ V = r
  29. 29. จากรูป …(8) V E = d
  30. 30. นิยามความจุไฟฟ้า คือ อัตราส่วนระหว่างขนาดประจุ Q บนตัวนา แผ่นใดแผ่นหนึ่งกับขนาดของความต่างศักย์ Vab ระหว่างตัวนาทั้งสอง นั่นคือ …(1) หน่วยของความจุไฟฟ้า คือ คูลอมบ์ต่อโวลต์ หรือ ฟารัด(Farad) หน่วยที่นิยมใช้ คือ ไมโครฟารัด(1μF = 10-6 F) และพิโคฟารัด (1pF = 10-12 F) Q C = V
  31. 31. จากรูป สรุปได้ว่า 1. Q รวม = Q1 = Q2 = … = Qn 2. Vรวม = V1 + V2 + … Vn 3. 1 2 1 1 1 1 = + + ... + T nC C C C V V V1 V2 C2C1 Ceq +Q -Q +Q -Q
  32. 32. จากรูป สรุปได้ว่า 1. Q รวม = Q1 + Q2 + … + Qn 2. Vรวม = V1 = V2 = … Vn 3. CT = C1 + C2 +…+Cn V V V V = V1 = V2 Ceq = C1 = C2 C1 C2 C2 C1 Q2 Q1

×