ข่าว O-NET/GAT/PAT
ข่าวการศึกษา
คะแนน แอดมิชชั่น
สูงสุด-ต่ำสุด
คณิตศาสตร์
วิทยาศาสตร์
ฟิสิกส์ - เคมี - ชีวะ
ฟิสิกส์
บทเรียนฟิสิกส์
ศัพท์ฟิสิกส์
แบบฝึกหัดฟิสิกส์
เคมี
ชีววิทยา
ภาษาอังกฤษ
ภาษาไทย
ดาราศาสตร์
ประวัติศาสตร์
มุมคนเก่ง
คลังข้อสอบเก่า
คลังความรู้หลักสูตรเก่า
I.Q. Tests
 

 

หน้าแรก | มุมนักเรียน | หน้าแรกฟิสิกส์-เคมี-ชีวะ | หน้าแรกฟิสิกส์ | บทเรียนฟิสิกส์

บทเรียนฟิสิกส์
   

ไฟฟ้าสถิต : การเหนี่ยวนำไฟฟ้า
 
ระดับชั้น : มัธยม 6

ปรากฎการณ์ธรรมชาติของไฟฟ้า ประจุไฟฟ้า กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า
การเหนี่ยวนำไฟฟ้า แรงระหว่างประจุและกฎของคูลอมบ สนามไฟฟ้า
เส้นแรงไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า (1) ศักย์ไฟฟ้า (2)
ตัวเก็บประจุ และความจุ (1) ตัวเก็บประจุ และความจุ (2) การนำความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตไปใช้ประโยชน

รูป 1.4 ประจุบนทรงกลมเล็ก
เมื่อนำโฟมที่เป็นทรงกลมเล็กๆ และฉาบผิวด้วยตัวนำ เช่น อะลูมิเนียม แล้วแขวนทรงกลมนี้ด้วยเส้นด้ายที่เป็นฉนวนให้ห้อยในแนวดิ่ง จากนั้นนำแผ่นพีวีซีที่มีประจุมาใกล้ทรงกลมดังกล่าว จะพบว่าเมื่อนำแผ่นพีวีซีที่มีประจุเข้าใกล้ ทรงกลมนั้นจะเบนเข้าหาแผ่นพีวีซี ที่เป็นเช่นนี้อธิบายได้ว่า เนื่องจากประจุบนแผ่นพีวีซีมีแรงกระทำต่ออิเล็กตรอนบนผิวทรงกลม ถ้าประจุบนแผ่นพีวีซีเป็นประจุลบ แรงที่กระทำต่ออิเล็กตรอนบนผิวทรงกลมจะเป็นแรงผลัก ทำให้ผิวทรงกลมด้านที่ใกล้แผ่นพีวีซีมีจำนวนอิเล็กตรอนน้อยกว่า คืออิเล็กตรอนจะถูกผลักไปอออยู่ที่ด้านตรงข้าม ทำให้ด้านตรงข้ามมีจำนวนอิเล็กตรอนมากกว่าปกติ นั่นคือ ผิวด้านที่อยู่ใกล้จะมีประจุบวก ส่วนผิวด้านอยู่ไกลจะมีประจุลบ ดังรูป 1.4

แสดงว่า แรงกระทำระหว่างแผ่นพีวีซีกับผิวทรงกลม มีทั้งแรงดึงดูดและแรงผลัก โดยผิวด้านที่อยู่ใกล้กันมีประจุต่างชนิดกันกับประจุบนแผ่นพีวีซี แรงระหว่างประจุเป็นแรงดึงดูด ส่วนผิวที่อยู่ไกลมีประจุชนิดเดียวกับประจุบนแผ่นพีวีซี แรงระหว่างประจุเป็นแรงผลัก เนื่องจากทรงกลมเล็กดึงดูดให้เคลื่อนที่เข้าหาแผ่นพีวีซี จึงสรุปได้ว่า แรงดึงดูดมากกว่าแรงผลัก

การนำวัตถุที่มีประจุเข้าใกล้วัตถุที่เป็นตัวตัวนำไฟฟ้าจะทำให้เกิดประจุชนิดตรงข้ามบนด้านของตัวนำที่ใกล้วัตถุ วิธีทำให้เกิดประจุในลักษณะเช่นนี้เรียกว่า การเหนี่ยวนำไฟฟ้า

โฟมที่ใช้เป็นทรงกลมเมื่อฉาบด้วยโลหะแล้วนำมาแขวนด้วยด้ายให้ห้อยอยู่ในแนวดิ่ง สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ตรวจประจุไฟฟ้า อุปกรณ์นี้เรียกว่า อิเล็กโทรสโคปลูกพิท และเรียกทรงกลมเล็กว่า ลูกพิท การใช้อุปกรณ์นี้ตรวจประจุ เราจะนำวัตถุที่ต้องการตรวจสอบเข้าใกล้ลูกพิทที่แขวนอยู่ ถ้าลูกพิทถูกดึงดูดให้เข้าหาวัตถุ แสดงว่าวัตถุที่นำมาตรวจสอบมีประจุ

นอกจากอิเล็กโทรสโคปลูกพิทแล้ว ยังมีอุปกรณ์ตรวจสอบประจุอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งเรียกว่า อิเล็กโทรสโคปแผ่นโลหะ ในการใช้อุปกรณ์นี้ เราจะสังเกตการกางของแผ่นโลหะบางของอิเล็กโทรสโคป กล่าวคือ เมื่อนำวัตถุที่มีประจุมาใกล้จานโลหะของอิเล็กโทรสโคป แผ่นโลหะบางของอิเล็กโทรสโคปจะกางออก

รูป 1.5 ประจุบนจานโลหะ และก้านโลหะกับแผ่นโลหะบางของอิเล็กโทรสโคป
เมื่อนำวัตถุที่มีประจุลบเข้าใกล้จานโลหะของอิเล็กโทรสโคป อิเล็กตรอนอิสระบนจานโลหะจะถูกผลัก ทำให้บริเวณจานโลหะมีประจุบวกเป็นส่วนใหญ่ และบริเวณก้านโลหะกับแผ่นโลหะบางของอิเล็กโทรสโคปจะมีประจุลบเป็นส่วนใหญ่ นั่นคือ ประจุบนก้านโลหะกับแผ่นโลหะบางเป็นประจุชนิดเดียวกัน จึงส่งแรงผลักกัน ทำให้โลหะบางกางออกดังรูป 1.5

เมื่อนำวัตถุที่มีประจุบวกเข้าใกล้จานโลหะ อิเล็กตรอนอิสระจากก้านโลหะและแผ่นโลหะบางจะถูกดึงดูดให้ไปรวมกันอยู่ที่จานบริเวณด้านใกล้วัตถุโดยการเหนี่ยวนำ ดังนั้น บริเวณก้านโลหะและแผ่นโลหะบางจึงมีประจุบวกเป็นส่วนใหญ่ มีผลให้เกิดแรงผลักระหว่างแผ่นโลหะบางกับก้านโลหะ ทำให้แผ่นโลหะบางกางออก เมื่อใช้นิ้ว (หรือสายไฟที่ปลายหนึ่งต่อกับพื้นดิน) แตะจานโลหะ อิเล็กตรอนอิสสระจากร่างกายหรือพื้นดินจะเคลื่อนที่ไปยังอะตอมที่ขาดประจุลบบนแผ่นโลหะบางและก้านโลหะ ทำให้ทั้งก้านโลหะและแผ่นโลหะบางเป็นกลางทางไฟฟ้า แผ่นโลหะบางจึงหุบเข้าโดยขณะนั้นบริเวณจานโลหะด้านใกล้กับวัตถุที่มาใกล้ยังคงมีประจุลบ เมื่อยกนิ้วออก แล้วนำวัตถุที่มีประจุออกห่าง ประจุลบบนจานโลหะก็จะกระจายออกไปยังก้านโลหะและแผ่นโลหะบาง ทำให้แผ่นโลหะบางกางออก ดังรูป 1.6 วิธีการทำให้ก้านโลหะและแผ่นโลหะบางเป็นกลางโดยใช้นิ้วหรือสายไฟที่ต่อกับพื้นดินมาแตะจานโลหะดังกล่าวนี้ เรียกว่า การต่อสายดิน เขียนแสดงเป็นสัญลักษณ์ทางวงจรไฟฟ้าได้ดังนี้

รูป 1.6 การกางของแผ่นโลหะบาง

โดยทั่วไป เราถือว่าโลกมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า เพราะโลกมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับสิ่งต่างๆ บนโลก ดังนั้น การถ่ายโอนประจุให้โลกหรือรับประจุจากโลก จะไม่มีผลเปลี่ยนแปลงสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้าของโลกแต่อย่างใด เพราะปริมาณประจุที่ถ่ายโอนนั้นมีค่าน้อยมาก เมื่อเทียบกับปริมาณประจุทั้งหมดที่โลกมีอยู่ การต่อสายดินจึงเป็นการทำให้จุดที่ต่อนั้นมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้าเช่นเดียวกับโลก

จากที่กล่าวมาแล้วจะเห็นว่าในการทำให้วัตถุมีประจุเราอาจทำได้ 2 วิธี คือ โดยการถูและการเหนี่ยวนำ ทั้งการถูและการเหนี่ยวนำไม่ได้สร้างประจุขึ้นมาใหม่ แต่เป็นการย้ายตำแหน่งของประจุเท่านั้น จำนวนประจุทั้งหมดของระบบก็ยังคงเดิม นั่นคือ เป็นไปตามกฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า


ที่มาข้อมูล : หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม ฟิสิกส์ เล่ม 3 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมปีที่ 6
จำนวนคนอ่าน 24972 คน
   
 

© 2000 - 2014 www.myfirstbrain.com All Rights Reserved