ไฟฟ้าสถิต (Static electricity)

 ไฟฟ้าสถิต (Static electricity)

    ไฟฟ้าสถิต (Static electricity) เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจากความไม่สมดุลของปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบภายในวัสดุหรือบนพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งประจุไฟฟ้าเหล่านั้นจะยังคงอยู่จนกระทั่งเกิดการเคลื่อนที่หรือมีการถ่ายเทประจุ (Electrostatic Discharge)

    โดยปกติอะตอมจะมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า นั่นคือ มีประจุบวกและประจุลบในอะตอมเท่ากันจึงไม่แสดงอำนาจทางไฟฟ้า เมื่อวัตถุได้รับพลังงานจะทำให้อิเล็กตรอนหรือไอออนอิสระเกิดการเคลื่อนที่ ส่งผลให้จำนวนประจุลบและประจุบวกไม่เท่ากัน เรียกว่า วัตถุมีประจุ  (charge  body) วัตถุที่มีประจุจะแสดงอำนาจไฟฟ้าตามชนิดของประจุที่มากกว่า เรียกว่า ประจุอิสระ  (Free charge) โดยประจุอิสระจะเท่ากับผลต่างของจำนวนประจุบวกกับประจุลบที่มีอยู่จริง

กฎการอนุรักษ์ประจุ

    การทำให้วัตถุตัวนำที่เป็นกลางเกิดประจุ มี 3 วิธีดังนี้

1)การขัดถู เป็นการนำวัตถุ 2 ชนิดมาขัดถูกันเสียดสีกัน วัตถุที่เสียอิเล็กตรอนจะมีประจุเป็นบวก ส่วนวัตถุที่รับอิเล็กตรอนมาจะมีประจุเป็นลบ วัตถุต้องเป็นฉนวนทั้งคู่ เมื่อขัดถูแล้ววัตถุจะมีประจุชนิดตรงข้ามกัน

2)การสัมผัส เป็นการนำวัตถุตัวนำที่มีประจุไฟฟ้าไปสัมผัสกับอีกวัตถุ และทำให้เกิดการถ่ายเทประจุขึ้น จนศักย์ไฟฟ้าวัตถุทั้ง 2 เท่ากัน หลังการแตะสัมผัสจะทำให้วัตถุทั้ง 2 มีประชนิดเดียวกัน

3)การเหนี่ยวนำ เป็นการนำวัตถุตัวนำมาวางไว้ใกล้ๆกัน ประจุชนิดเดียวกันจะเกิดการผลักกัน

อิเล็กโทรสโคป(Electroscope)

    เป็นเครื่องมือสำหรับตรวจสอบไฟฟ้าสถิต มี 2 ชนิด

1)อิเล็กโทรสโคปแบบลูกพิธ(pith ball electroscope) ทำมาจากเม็ดโฟม ฉาบผิวด้วย Al เมื่อนำวัตถุที่มีประจุมาใกล้ลูกพิธจะเอียวเข้าหาวัตถุ

2) อิเล็กโทรสโคปแบบแผ่นโลหะ(leaf electroscope)

กฎของคูลอมบ์ (Coulomb’s Law)

    กฎแรงกระทำระหว่างประจุของคูลอมบ์ “เมื่อประจุไฟฟ้า 2 ตัว อยู่ห่างกันขนาดหนึ่งจะมีแรงกระทำซึ่งกันและกัน ประจุชนิดเดียวกันผลักกัน ต่างกันดูดกัน”

สนามไฟฟ้า (Electric Field)

    สนามไฟฟ้า คือ บริเวณรอบๆ ประจุไฟฟ้าที่มีผลกระทำต่อประจุไฟฟ้าอื่น ๆ ที่วางอยู่ในบริเวณนั้น ทิศทางของสนามไฟฟ้าจะมีทิศจาก ประจุบวกไปยังประจุลบ

ประจุ Qเป็นบวก ทิศทางของ E พุ่งออก

ประจุ Qเป็นลบ ทิศทางของ E พุ่งเข้า

• จุดสะเทิน คือ จุดในสนามไฟฟ้าที่มีสนามไฟฟ้าเป็นศูนย์

            ถ้าเป็นประจุชนิดเดียวกัน จุดสะเทิน จะอยู่ ข้างใน

            ถ้าเป็นประจุต่างชนิดกัน จุดสะเทิน จะอยู่ ข้างนอก

ศักย์ไฟฟ้า (Electric Potential)

    ศักย์ไฟฟ้า คือ ศักย์ไฟฟ้าเป็นการวัดงานต่อหน่วยประจุที่จำเป็นในการย้ายประจุไฟฟ้าจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในสนามไฟฟ้า

สนามไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าเนื่องจากประจุภายในตัวนำทรงกลม

ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์และสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ

    คือ การนำแผ่นโลหะ 2 แผ่นวางขนานกัน แผ่นหนึ่งเป็นบวก อีกแผ่นเป็นลบ ทิศของสนามไฟฟ้าจะวิ่งจากบวกไปลบ และขนาดของสนามไฟฟ้าทุกๆจุดเท่ากัน

ความจุไฟฟ้า (Capacitance)

    ความจุไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติของตัวเก็บประจุที่บ่งบอกถึงความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้าและพลังงานไฟฟ้า

    การต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม (Series Connection of Capacitors) เมื่อต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม, ประจุที่เก็บได้ในแต่ละตัวเก็บประจุเป็นเท่ากัน และความต่างศักย์ไฟฟ้ารวมคือผลรวมของความต่างศักย์ไฟฟ้าของแต่ละตัวเก็บประจุ

    การต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน (Parallel Connection of Capacitors) ในการต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน, ความต่างศักย์ไฟฟ้าของแต่ละตัวเก็บประจุเท่ากัน และประจุไฟฟ้ารวมเป็นผลรวมของประจุไฟฟ้าของแต่ละตัวเก็บประจุ