ไฟฟ้าสถิต

ไฟฟ้าสถิต หรือ Static electricity เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจากความไม่สมดุลของปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบภายในวัสดุหรือบนพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งประจุไฟฟ้าเหล่านั้นจะยังคงอยู่จนกระทั่งเกิดการเคลื่อนที่หรือมีการถ่ายเทประจุ (Electrostatic Discharge)

โดยปกติวัสดุทุกชนิดจะมีปริมาณของประจุบวกและประจุลบอย่างละเท่า ๆ กัน แต่ถ้าหากมีการขัดถู สัมผัส หรือเสียดสีกันระหว่างวัสดุก็จะทำให้ประจุไฟฟ้าเกิดการเปลี่ยนแปลงโดยเฉพาะในวัสดุประเภทที่ไม่นำไฟฟ้าหรือที่เรียกว่า ฉนวน เช่น การนำลูกโป่งมาถูกับเส้นผม จะทำให้เกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้า ทำให้เกิดความไม่สมดุลของประจุบวกและประจุลบ

ประจุไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้ามี 2 ชนิด ได้แก่ ประจุไฟฟ้าบวกและประจุไฟฟ้าลบ แรงกระทำที่เกิดขึ้นระหว่างประจุไฟฟ้าแบ่งได้เป็น 2 ชนิดเช่นกัน ได้แก่

1.แรงดึงดูดกัน → แรงกระทำระหว่างประจุต่างกัน

2.แรงผลักกัน → แรงกระทำระหว่างประจุเหมือนกัน

กฎการอนุรักษ์ประจุ

คือการทำให้วัตถุมีประจุไฟฟ้าด้วยวิธีต่างๆ แต่จะไม่ได้สร้างประจุขึ้นใหม่แต่เป็นการเคลื่อนย้ายประจุจากอีกที่หนึ่งไปอีกอีกที่หนึ่ง แต่ผลรวมของประจุจะเท่าเดิม การที่ทำให้วัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้าเกิดประจุทำได้จาก การขัดถู การแตะสัมผัส หรือการเหนี่ยวนำ

• การขัดถู คือ การนำวัตถุ 2 ชนิดที่ต่างกันมาขัดสีกัน จะเกิดการแลกเปลี่ยนประจุ

• การแตะสัมผัส คือ การนำวัตถุที่มีประจุมาแตะวัตถุที่เป็นกลางหรือมีประจุก็ได้การหาประจุหลังแตะ

• การเหนี่ยวนำ คือ การนำวัตถุที่มีประจุมาเข้าใกล้วัตถุที่มีประจุหรือวัตถุที่เป็นกลางก็ได้หลังการเหนี่ยวนำแล้วประจุที่เกิดขึ้นจะชนิดตรงข้ามกับที่มาเหนี่ยวนำ

การถ่ายเทประจุ

การถ่ายเทประจุไฟฟ้า (Electrostatic Discharge) เป็นการที่ประจุไฟฟ้าบนผิววัสดุ 2 ชนิดไม่เท่ากัน ซึ่งเกิดจากความต่างศักดิ์ไฟฟ้า โดยหลังถ่ายประจุวัตถุทั้งสองจะต้องมีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน โดยประจุไฟฟ้ารวมจะยังเท่าเดิม

กฎของคูลลอมบ์

กฎของคูลอมบ์ (Coulomb’s Law) ขนาดของแรงระหว่างประจุไฟฟ้าทั้งสอง มีค่าแปรผันตามขนาดประจุแต่ละตัว และแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างประจุทั้งสอง โดยทิศทางของแรงที่ประจุกระทำต่อกันจะอยู่ในแนวเส้นตรงที่ลากเชื่อมต่อระหว่างประจุคู่นั้น ๆแรงกระทำระหว่างประจุชนิดเดียวกัน (บวกทั้งคู่ หรือ ลบทั้งคู่) เป็นแรงผลัก และมีทิศชี้ออกจากกันในแนวเส้นตรงที่เชื่อมระหว่างประจุทั้งสอง แรงกระทำระหว่างประจุคนละชนิดกัน (บวกและลบ) เป็นแรงดึงดูด และมีทิศทางชี้เข้าหากันในแนวเส้นตรงที่เชื่อมระหว่างประจุทั้งสอง

F คือ แรงกระทำ(นิวตัน)

K คือ ค่าคงที่ของคูลลอมบ์ มีค่าเท่ากับ 9×10⁹(Nm²/C²)

Q₁,Q₂ คือ ขนาดของประจุตัวที่ 1 และตัวที่ 2 ตามลำดับ (C)

R คือ ระยะห่างระหว่างประจุทั้งสอง (m)

สนามไฟฟ้า

สนามไฟฟ้า (electric field) เป็นบริเวณที่มีแรงกระทำกับประจุทดสอบ สนามไฟฟ้าเป็นปริมาณเวกเตอร์มีทิศตามทิศของแรงกระทำต่อประจุบวกที่อยู่ในบริเวณที่มีสนามไฟฟ้าและมีขนาดเท่ากับขนาดของแรงเนื่องจากสนามไฟฟ้าที่กระทำต่อประจุหนึ่งหน่วย สนามไฟฟ้ามีหน่วยเป็นนิวตันต่อคูลอมบ์ (N/C)

ภาพแสดงสนามไฟฟ้าจากประจุต้นกำเนิด +Q

ที่มา : https://tuemaster.com

เส้นสนามไฟฟ้า

เส้นสนามไฟฟ้า เป็นเส้นที่ใช้แสดงทิศทางของสนามไฟฟ้า สนามไฟฟ้าจะมีทิศในแนวเส้นสัมผัส กับเส้นสนาม จํานวนเส้นสนามที่ทะลุผ่านพื้นที่ที่ตั้งฉากกับเส้นสนามแปรผันตรงกับขนาดหรือ ความเข้มของสนามไฟฟ้าในบริเวณนั้น บริเวณที่มีเส้นสนามอยู่ชิดกันมากจะมีค่าสนามไฟฟ้าสูง ข้อ ควรระวังคือเส้นสนามบอกทิศทางของแรงที่กระทํากับประจุทดสอบแต่เส้นสนามไม่ใช่เส้นทางการ เคลื่อนที่ของประจุ

คุณสมบัติของเส้นสนามไฟฟ้า

ประจุบวก : เส้นสนามไฟฟ้าพุ่งออก
ประจุลบ : เส้นสนามไฟฟ้าพุ่งเข้า
มีทั้งประจุบวกและประจุลบ : เส้นสนามจะพุ่งจากบวกไปลบ
เส้นสนามไฟฟ้าจะไปหยุดนิ่งที่ผิวของตัวนำทรงกลม ไม่พุ่งเข้าไปข้างใน

จุดสะเทิน

จุดสะเทิน เป็นบริเวณที่ไม่มีสนามไฟฟ้า เนื่องจากทิศทางของสนามไฟฟ้า 2 บริเวณขึ้นไป มีทิศทางตรงกันข้ามกัน และขนาดพอๆกันหรือขนาดพอดีที่ทำให้สนามไฟฟ้าหักล้างกันหมด

ศักย์ไฟฟ้า

ศักย์ไฟฟ้า หรือ เรียกว่าศักดาไฟฟ้า คือระดับของพลังงานศักย์ไฟฟ้า ณ จุดใดๆ ในสนามไฟฟ้า จากรูป ศักย์ไฟฟ้าที่ A สูงกว่าศักย์ไฟฟ้าที่ B เพราะว่าพลังงานศักย์ไฟฟ้าที่ A สูงกว่าที่ B

ที่มา : https://physicspigpig.wordpress.com/81-2/

ศักย์ไฟฟ้ามี 2 ชนิด คือ ศักย์ไฟฟ้าบวก เป็นศักย์ของจุดที่อยู่ในสนามของประจุบวก และศักย์ไฟฟ้าลบ เป็นศักย์ของจุดที่อยู่ในสนามของประจุลบ

ตัวเก็บประจุและความจุไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุ ( Capacitor ) เป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้า ซึ่งมีหลากหลายชนิดขึ้นอยู่กับการใช้งาน

ความจุ ( Capacitance ) คือ ปริมาณประจุไฟฟ้า ที่ทำให้ตัวนำมีค่าศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหรือลดลง 1 หน่วย