ไฟฟ้าสถิต

ปรากฏการณ์ธรรมชาติของไฟฟ้า
ฟ้าแลบฟ้าผ่าเกิดจากการถ่ายโอนของประจุไฟฟ้าในบรรยากาศทาลีส ได้นำอำพัน(amber)มาถูกับผ้าขนสัตว์ อำพันสามารถดูดของเบาๆเช่น ฟาง ขนนกได้ การที่หวีดึงดูดกระดาษหรือก้อนอำพันดึงดูดขนนก แสดงว่ามีแรงกระทำต่อกระดาษหรือขนนกนั้น
ประจุไฟฟ้า
ต้นเหตุที่ทำให้เกิดแรงคือ ประจุไฟฟ้า(electric charge) หรือเรียกสั้นๆว่า ประจุ(charge) เรียกแรงนี้ว่า แรงระหว่างประจุไฟฟ้า (force between electric charge) ซึ่งในกรณีข้างต้น แรงดึงดูดและสามารถทำให้เกิดแรงผลัก (repulsive force) โดยยประจุชนิดเดียวกันจะผลักกันและประจุต่างกันจะดูดกัน เราเรียกประจุ 2 ชนิดนี้ว่าประจุไฟฟ้าบวก(positive electric charges) ประจุไฟฟ้าลบ (negative electric charges )
เบนจามิน แฟรงกลิน นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเป้นบุคคลแรกที่จำแนกชนิดของประจุไฟฟ้าเป้นบวกและประจุลบ โดยเรียกประจุที่เกิดบนแท่งแก้วเมื่อถูด้วยผ้าไหมเป็นประจุบวก ส่วนประจุที่เกิดจากแท่งอำพันเมื่อถูกับผ้าขนสัตว์ว่าเป็นประจุลบ
วัตถุประกอบด้วยอะตอมจำนวนมากและแต่ละอะตอมมีนิวเคลียสซึ่งประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุบวก เรียกว่า โปรตอน (proton)อนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้า เรียกว่า นิวตรอน (neutron) และบริเวณนอกนิวเคลียสมีอนุภาคที่มีประจุลบ เรียกว่า อิเล็กตรอน เคลื่อนที่รอบรอบนิวเคลียสด้วยพลังงานในการเคลื่อนที่ค่าหนึ่ง อิเล็กตรอนมีมวลน้อยกว่ามวลของนิวเคลียสมากและสามารถหลุดออกจากอะตอมหนึ่งไปสู่อะตอมหนึ่งได้เมื่อได้รับพลังงานจากภายนอกมากพออะตอมที่มีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากันจะอยู่ในสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า ส่วนวัตถุที่มีอนุภาคทั้งสองไม่เท่ากันจะอยู่ในสภาพที่มีประจุ
กฏการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า
ปกติวัตถุเป็นกลางทางไฟฟ้าเพราะผลรวมระหว่างประจุของดปรตอนและประจุของอิเล็กตรอนในอะตอมมีค่าเป็นศูนย์ และเนื่องจากอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้ามีจำนวนโปรตอนเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนนั้น แสดงว่า ประจุของอิเล็กตรอนกับประจุของโปรตอนต้องมีค่าเท่ากัน การที่อิเล็กตรอนจากอะตอมของวัตถุหนึ่งไปสู่อะตอมของอีกวัตถุหนึ่ง ทำให้อะตอมที่เสียอิเล็กตรอนไปมีประจุลบลดลง ส่วนอะตอมที่ได้รับอิเล็กตรอนจะมีประจุลบเพิ่มขึ้น นั่นคือ สำหรับอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้าเมื่อเสียอิเล็กตรอนไปจะกลายเป็นอะตอมที่มีประจุบวก และอะตอมที่ได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มจะกลายเป็นอะตอมที่มีประจุลบ
สรุปได้ว่า การทำให้วัตถุมีประจุไฟฟ้าไม่ใช่เป็นการสร้างประจุขึ้นมาใหม่ แต่เป็นเพียงการย้ายประจุหนึ่งไปยังอีกประจุหนึ่งโดยที่ผลรวมของจำนวนประจุทั้งหมดของระบบที่พิจารณาจะเท่าเดิมเสมอ นี่คือ กฏการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า

วัตถุที่ได้รับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแล้วอิเล็กตรอนนั้นยังคงอยู่ ณ บริเวณที่ถูกถ่ายโอนไป วัตถุนั้นเป็น ฉนวนไฟฟ้า (electrical insulation) หรือเรียกสั้นๆว่า ฉนวน นั่นคืออิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายโอนให้แก่วัตถุที่เป็นฉนวนจะไม่เคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งในเนื้อวัตถุหรืออาจกล่าวได้ว่าประจุไฟฟ้าในฉนวนจะถ่ายโอนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ยาก แต่ในวัตถุใดได้รับรับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแล้วอิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายโอนสามารถเคลื่อนที่ไปตลอดเนื้อวัตถุได้ง่าย คืออิเล็กตรอนมีอิสระในการเคลื่อนที่ในวัตถุนั้น เรียกวัตถุที่มีสมบัติเช่นนั้นว่า ตัวนำไฟฟ้า (electrical conductor) หรือเรียกสั้นๆว่า ตัวนำ (conductor)

ขอขอบคุณวีดิโอ อ.พิสิฏ

ข้อความนี้ถูกเขียนใน ฟิสิกส์ ม.6 คั่นหน้า ลิงก์ถาวร

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s