ไฟฟ้าสถิต เพื่อเป็นวิทยาธารสำหรับ ครู นักเรียนและผู้ที่สนใจครับ แนะนำติชมได้ครับเพื่อการปรับปรุงและแก้ไขในครั้งต่อไป

1. 1

2. 600 B.C.: ทาลีส (Thales)
นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกได้
ค้นพบอานาจ ไฟฟ้า (Electron)
2

3. Benjamin Franklin
ค.ศ. 1747
3

4. ไฟฟ้า แบ่งออกเป็น 2 แบบ
1. ไฟฟ้าสถิต (Static Electric)
2. ไฟฟ้ากระแส
2.1 ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current : DC)
2.2 ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current : AC)
4

5. 5

6. ไฟฟ้าสถิต
: การที่วัต ถุ เ สีย ดสี
กั น แล้ ว สามารถดู ด วั ต ถุ เ ล็ ก ๆ ได้
เนื่ อ งมาจากเกิด ประจุ ไ ฟฟ้า ขึ้น บน
วั ต ถุ นั้ น เรี ย กว่ า เกิ ด ไฟฟ้ า สถิ ต
(Static Electric) ขึ้นบนวัตถุนั้น
ฉะนั้ น ไฟฟ้ า สถิ ต ก็ คื อ ไฟฟ้ า ที่
เกิดขึ้นในวัตถุใดๆ ที่มีประจุไฟฟ้า
อยู่
6

7. ประจุไฟฟ้าทีเ่ กิดขึนนี้ มี 2
้
ชนิด คือ ประจุไฟฟ้าบวก
(positive charge) มีคา
่
ประจุเท่ากับ +1.610-19
Coulombs และ ประจุ
ไฟฟ้าลบ (negative
charge) มีคาประจุเท่ากับ
่
-19 Coulombs
-1.610
7

8. 8

9. Plastic rubbed with fur becomes negatively charged,
glass rubbed with silk becomes positively charged
9

10. A charged comb attracts a piece of paper
10

11. 11

12. 12

13. เมื่ อ มี ป ระจุ ไ ฟฟ้ า หรื อ อนุ ภ าคที่ มี ป ระจุ ไ ฟฟ้ า เกิ ด ขึ้ น อนุ ภ าค
เหล่านี้จะมีแรงกระทาต่อกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อนาหวีมาถูกับผม หรือใช้
แผ่น PVC ถูกับผ้าสักหลาดแล้ว สามารถดูดกระดาษแผ่นเล็กๆ ได้
แสดงว่ามีแรงดึงดูดกันเกิดขึ้น แรงนี้เกิดขึ้นเนื่องจากประจุไฟฟ้า เรียกว่า
แรงทางไฟฟ้า (Electric Force)
13

14. Coulomb's Law
kQ1Q2
F
2
r
เมือ
่
F
Q1,Q2
r
k
=
=
=
=
แรง (นิวตัน, Newton)
ปริมาณของประจุตวที่ 1 และ 2 (คูลอมบ์, Coulomb)
ั
ระยะห่างระหว่างประจุทงสอง (เมตร, metre)
ั้
ค่าคงที่ (9109 นิวตัน เมตร2 / คูลอมบ์2)
14

15. ประจุชนิดเดียวกันจะเกิดแรงในทิศทางที่ ผลักกัน ประจุตาง
่
ชนิดกัน แรงทีเ่ กิดขึนจะมีทศทางที่ ดูดกัน มีลกษณะดังนี้
้
ิ
ั
15

16. 16

17. ถ้ามีประจุ Q วางอยู่บริเวณหนึ่ง จะเกิดอานาจทางไฟฟ้าอย่างหนึ่ง
แผ่ออกมารอบๆ ประจุไฟฟ้านี้ เรียกว่า สนามไฟฟ้า ถ้านาประจุไฟฟ้า
Q´ มาวางไว้ในบริเวณสนามไฟฟ้านี้ โดยห่างจากประจุ Q เป็น
ระยะทาง r จะเกิดแรง F กระทากับ Q´ สนามไฟฟ้าที่ทาให้เกิดแรง
ขนาดนี้จะมีขนาดของสนามไฟฟ้า คือ
17

18. 

F
kQQ
E
 2
Q
r Q
kQ
E 2
r
E มีหน่วยเป็น นิวตันต่อคูลอมบ์ หรือ
โวลต์ต่อเมตร
18

19. วัตถุทรงกลมตัวนาชนิดหนึงมีรัศมี 0.5 เมตร ถ้านาประจุ
่
ไฟฟ้าขนาด 10-10 คูลอมบ์ มาใส่ไว้ในวัตถุตัวนานี้ อยากทราบว่า ที่
ระยะห่างจากจุดศูนย์กลางของทรงกลม 3 เมตรจะมีขนาดของ
สนามไฟฟ้าเท่าใด
จาก
A
3m
E
Q
R
k
เพราะฉะนัน
้
E
=
=
=
=
=
=
kQ/r2 แทนค่า
10-10 คูลอมบ์
3
เมตร
9ื109
9  10 9  10 10
32
0.1
นิวตัน/คูลอมบ์
19

20. เป็นปริม าณที่มีทั้ง ขนาดและทิศ ทาง เรีย กว่า เป็น ปริม าณ
เวกเตอร์ (Vector) เขียนแทนด้วย E
ทิศทางของสนามไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับชนิดของประจุ คือ ถ้าเป็น
ประจุบวก สนามไฟฟ้าจะมีทิศทางพุ่งออกจากประจุบวกนี้ทุก
ทิศทุกทาง และถ้าเป็นประจุลบสนามไฟฟ้าจะมีทิศทางพุ่งเข้า
ทุกทิศทาง ดังรูป
20

21. 21

22. ถ้ามีประจุไฟฟ้า 2 กลุม อยูใ่ นบริเวณใกล้เคียงกัน สนามไฟฟ้าจะ
่
ไม่มทางตัดกันเลย แต่จะเลียวจนขนานกันออกไป
ี
้
22

23. 23

24. การกระจายของประจุไฟฟ้าตามลักษณะของวัสดุ
++++++
+
+ +
++ ++
+
- -- - -- - --
ตัวนำ
(Conductors)
+++
++++
++
++ ++
- ------- -- --
ฉนวน
(Insulators)
24

25. ความหนาแน่นผิวของประจุ
จานวนประจุไฟฟ้าต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่บนผิววัตถุ ความหนาแน่นผิวของ
ประจุจะมากถ้าผิวโค้งมา และที่ส่วนแหลมของผิวจะมีประจุไฟฟ้าหนาแน่นมาก
วัตถุทรงกลมจะมีความหนาแน่นผิวของประจุคงที่
25

26. นอกจากทรงกลมแล้ว เราสามารถที่จะเก็บประจุไฟฟ้าไว้ในรูปแบบอืน
่
อี ก เช่ น เก็ บ ไว้ ใ นแผ่ น ตั ว น าคู่ ข นาน ถ้ า แผ่ น คู่ ข นานนี้ อ ยู่ ห่ า งกั น เป็ น
ระยะทาง D แล้วใส่ประจุไฟฟ้าเข้าไปในแผ่นคู่ขนานนี้ โดยต่อเข้ากับ
แหล่งจ่ายไฟหรือแบตเตอรี่ ประจุไฟฟ้าจะเคลื่อนไปอยู่บนแผ่น ดังรูป ประจุ
บวกก็จะไปอยู่บนแผ่นที่ต่อเข้ากับไฟบวก และประจุลบจะไปอยู่บนแผ่นที่ต่อ
อยู่กับไฟขั้วลบ
26

27. บริเวณระหว่างแผ่นคูขนานนี้ จะมีสนามไฟฟ้าเกิดขึน
่
้
โดยมีทิศทางจากบวกไปลบ ถ้าแหล่งข่ายไฟทีใ่ ช้มแรง
ี
เคลือนขนาด V โวลต์ ขนาดของสนามไฟฟ้าจะมี
่
ค่า
V
E 
D
มีหน่วยเป็น โวลต์ ต่อเมตร
27

28. เมื่อนาแหล่งจ่ายไฟฟ้าออก ประจุก็ยังคงอยู่บนแผ่นคู่ขนานนี้ แสดงว่าเรา
สามารถเก็บประจุไฟฟ้าไว้บนแผ่นตัวนาคู่ขนานนี้ได้ จะเรียกแผ่นคู่ขนานนี้ว่า ตัวเก็บ
ประจุ หรือ Capacitor ตัวเก็บประจุนี้จะสามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้สูงสุดค่าหนึ่ง
เท่านั้น ค่านี้เรียกว่า ค่าความจุของตัวเก็บประจุ มีหน่วยเป็น ฟาหรัด (Farad) แต่
นิยมใช้ในหน่วยที่เล็กกว่านี้ เช่น ไมโครฟารัด (10-6, F), นาโนฟารัด (10-9,
nF), พิโคฟารัด (pF) ถ้ามีประจุไฟฟ้าบนแผ่นตัวนาคู่ขนานสูงสุด Q คูลอมบ์ โดย
ใช้แรงเคลื่อนไฟฟ้า V โวลท์ จะมีค่าความจุ
Q
C 
V
ฟารัด (Farad)
28

29. กรณีตวนาทรงกลมก็สามารถเก็บประจุได้เช่นเดียวกัน ถ้าทรงกลมมีรศมี R สามารถ
ั
ั
เก็บประจุได้สงสุด Q จะมีคาความจุ เท่ากับ
ู
่
R
C 
k
K = 9109
ในการนามาใช้งานจริงในปัจจุบัน ส่วนมากจะพบเฉพาะตัวเก็บประจุแบบแผ่น
คู่ขนาน ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป เช่น ในวิทยุ โทรทัศน์ คอมพิวเตอร์ ฯลฯ ทา
หน้าที่ส่ง ผ่านสัญญาณที่กระเพื่อม (AC) แต่จ ะกั้นสัญญาณที่อยู่นิ่ง ๆ (DC)
นอกจากนี้ยังช่วยกรองกระแสไฟฟ้าให้เรียบขึ้นในวงจรภาคจ่ายไฟ เช่น ในอะแดปเตอร์
(adaptor)
29

30. แบบขนาน
C1
(Parallel)
C2
C3
Ctotal  C1  C2  C3  ......
แบบอนุกรม (Series)
1
Ctotal
C1
1
1
1



 ...
C1 C2 C3
C2 C3
30

31. รูปร่ำง
ตัวเก็บประจุแบบทรงกลม
งานวิจยทางวิทยาศาสตร์ HV-source
ั
31

32. 32

33. ศักย์ไฟฟ้า(Potential)
เป็นพลังงานทีเ่ กียวข้องกับประจุไฟฟ้าทีจดหนึงในสนามไฟฟ้า
่
ุ่ ่
เนืองจาก แรงทีกระทากับประจุไฟฟ้านัน พลังงานของประจุไฟฟ้า
่
่
้
ขึนอยูกบขนาดของประจุและศักย์ไฟฟ้าทีจดนัน ประจุไฟฟ้าบวก
้ ่ั
ุ่ ้
จะมีแนวโน้มเคลือนทีเ่ ข้าสูจดทีมศกย์ไฟฟ้าตากว่านันคือ เคลือน
่
ุ่ ่ีั
้
่
ลงตามเกรเดียนร์ของศักย์ไฟฟ้า
เราไม่สามารถวัดศักย์ไฟฟ้าได้ แต่สามารถวัดความต่าง
ศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดได้
33

34. เป็นพลังงานศักย์ตอหนึ่งหน่วยประจุที่จดหนึงในสนามไฟฟ้า
่
ุ ่
ประจุบวกมีแนวโน้มเคลือนทีมายังจุดที่มศกย์ไฟฟ้าต่ากว่า
่ ่
ีั
34

35. ความต่างศักย์ไฟฟ้า( Potential difference)
ความต่างศักย์ของศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด 2 จุด มีคาเท่ากับการเปลียนแปลง
่
่
พลังงานเมื่อประจุไฟฟ้าบวกหนึงหน่วยเคลือนทีจากจุดหนึง ไปยังอีกจุดหนึงใน
่
่ ่
่
่
สนามไฟฟ้าหน่วยของความต่างศักย์ไฟฟ้าคือ โวลต์ บางทีเรียกความต่างศักย์ไฟฟ้า
ว่า โวลเตจ พลังงานไฟฟ้าจะเปลี่ยน ไป 1 จูล เมือประจุไฟฟ้า 1 คูลอมบ์ เคลือนที่
่
่
ระหว่างจุดสองจุดทีมความต่างศักย์ 1 โวลต์ มีการกาหนดจุดอ้างอิงจุดหนึง (ต่อลง
่ี
่
ดิน) ให้มศกย์ไฟฟ้าศูนย์
ีั
35

36. ความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้า 2 จุด เรียกว่า ความต่างศักย์ไฟฟ้า
rB
Q
rA
จำกรูป
V AB
kQ kQ
kQ
 V A  VB 


rA
rB
rA  rB
Volt
36

37. 37

38. เครื่องกาจัดฝุ่นในอากาศหรือเครื่องฟอกอากาศ
38

39. 39

40. 40

41. 41

42. เลเซอร์พรินเตอร์
42

43. เครื่องพิมพ์แบบฉีดหมึก
43

44. THANK YOU
FOR
ATTENTION
44