ไฟฟ้าสถิต

static electricity

ไฟฟ้าสถิต ไฟฟ้าสถิต (Static electricity) เป็นปรากฏการณ์ ที่เกิดขึ้นจากความไม่สมดุลของปริมาณประจุไฟฟ้า ขั้วบวกและขั้วลบภายในวัสดุหรือบนพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งประจุไฟฟ้าเหล่านั้นจะยังคงอยู่จนกระทั่งเกิดการ เคลื่อนที่หรือมีการถ่ายเทประจุ (Electrostatic Discharge) ธรรมชาติของไฟฟ้าสถิต ประจุไฟฟ้าและกฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า ประจุไฟฟ้า คืออำ นาจทางไฟฟ้า ชนิดของประจุมี 2 แบบ คือ ประจุบวกและประจุลบ 1. ประจุบวก คือ จำ นวนโปรตอนมากกว่าจำ นวนอิเล็กตรอน (p > e) 2. ประจุลบ คือ จำ นวนอิเล็กตรอนมากกว่าโปรตอน (e > p) กฎการอนุรักษ์ประจุ การเหนี่ยวนำ การทำ ให้วัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้าเกิดประจุทำ ได้ 3 วิธี 1. การขัดสี คือ การนำ วัตถุ 2 ชนิดที่ต่างกันมาขัดสีกันจะเกิดการแลกเปลี่ยนประจุ 2. การแตะสัมผัส คือการนำ วัตถุที่มีประจุมาแตะวัตถุที่เป็นกลางหรือมีประจุก็ได้ การหาประจุหลังแตะ 3. การเหนี่ยวนำ การเหนี่ยวนำ คือ การนำ วัตถุที่มีประจุมาเข้าใกล้วัตถุที่มีประจุเป็นกลาง หลังจาก เหนี่ยวนำ แล้ววัตถุจะมีชนิดตรงข้ามกับที่นำ มาเหนี่ยวนำ

กฎของคูลอมบ์ สนามไฟฟ้า (Electric field) ความหมายสนามไฟฟ้า สนามไฟฟ้า (E) คือ แรงที่กระทำ ต่อประจุทดสอบหน่ึ่งหน่วยซ่ึ่งวางไว้ที่ตำ แหน่งใดๆ เป็นปริมาณเวกเตอร์มีหน่วยเป็น นิวตันต่อคูลอมบ์

สนามไฟฟ้าของจุดประจุ สนามไฟฟ้าในตัวนำ ทรงกลม สนามไฟฟ้าของระบบประจุ สำ หรับระบบประจุ N ประจุ สนามไฟฟ้าลัพธ์ที่ตำ แหน่งหนึ่งๆ มีค่าเท่ากับผลรวม แบบเวกเตอร์ของสนามไฟฟ้าเนื่องจากจุดประจุแต่ละประจุ

เส้นสนามไฟฟ้า ( electric field line ) คุณสมบัติของเส้นสนามไฟฟ้า 1. ประจุบวกเส้นสนามไฟฟ้าพุ่งออก 2. ประจุลบเส้นสนามไฟฟ้าพุ่งเข้า 3. มีทั้งประจุบวกและลบเส้นสนามไฟฟ้าจะพุ่งจากบวกไปลบ 4. เส้นสนามไฟฟ้าจะไปหยุดนิ่งที่ผิวของตัวนำ ทรงกลมไม่พุ่งเข้าไปข้างใน

จุดในสนามไฟฟ้าที่มีสนามไฟฟ้าอยู่ 2 พวก มีขนาดเท่ากันแต่ทิศ ตรงกันข้ามตำ แหน่งของจุดสะเทิน 1. ประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกัน จะเกิดระหว่างประจุทั้งสองและอยู่ใกลประจุไฟฟ้าที่มี อำ นาจทางไฟฟ้าน้อย 2. ประจุไฟฟ้าต่างชนิดกัน จะเกิดภายนอกของประจุทั้งสองและอยู่ใกล้ประจุไฟฟ้าที่มี อำ นาจของประจุน้อย จุดสะเทิน (Neutral point) แรงกระทำ ต่ออนุภาคที่มีประจุในสนามไฟฟ้า

ความต่างศักย์ (Potentail Different) ความต่างศักย์ คือ งานในการเคลื่อนประจุ +1 หน่วย จากที่หน่ึ่งไปอีกที่หน่ึ่ง เช่น ความต่างศักย์ ระหว่างจุด A กับ B คือ งานในการเคลื่อนประจุ +1 หน่วย จาก B ไปหา A งานไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุและความจุไฟฟ้า (Capacitor and Capacitance) ตัวเก็บประจุ คือ ตัวนำ ที่ทำ หน้าที่เก็บประจุ ความจุไฟฟ้า คือ อัตราส่วนของประจุต่อศักย์ไฟฟ้า พลังงานสะสมในตัวเก็บประจุ (U) การต่อตัวเก็บประจุ

การนําความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตไปใช้ประโยชน์ การนำ ไฟฟ้าของตัวนำ และฉนวน การทดสอบประจุไฟฟ้า ถึงชนิดและประเภทของ ประจุบนวัตถุใดๆ แรงกระทำ ระหว่างประจุไฟฟ้า สนามไฟฟ้า เส้นสนามไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า ความจุและตัวเก็บประจุ พลังงานสะสมภายในเมื่อต่อตัวเก็บประจุเข้ากับ ศักย์ไฟฟ้า ตลอดจนการหาค่าความจุไฟฟ้ารวมในการต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม แบบนาน และแบบผสม เครื่องถ่ายเอกสารและเครื่องพิมพ์เลเซอร์ มีหลักการทางไฟฟ้าสถิต ไฟฟ้าที่มีประจุไฟฟ้า สถิตขั้วต่างกันจะดูดเข้าหากัน ขั้วเหมือนกัน จะผลักกัน ในเครื่องเลเซอร์ปริ้นเตอร์จะทำ ให้ ผิวของฟิล์มเคลือบบน Photoreceptor drum เป็นประจุไฟฟ้าบวกด้วยขั้วไฟฟ้า Corona wire เมื่อ drum หมุนมาแสงเลเซอร์ที่มีข้อมูล จะวาดรูปที่ต้องการลงบน drum จะปรากฎ ภาพไฟฟ้าสถิตประจุลบบนพื้นที่ประจุบวก จาก นั้นกลิ้งผงหมึก Toner ที่เป็นประจุบวกลงบน drum ผงหมึกจะติดลงบนส่วนที่เป็นประจุลบ

การเคลือบสีฝุ่นด้วยไฟฟ้าสถิต ปืนพ่นสีด้วยพลังไฟฟ้าสถิตสำ หรับงานพ่นสี ทำ หน้าที่ส่งสีเข้าชิ้นงานผ่านสนามพลังไฟฟ้า (Electric Fields) โดยตัวอนุภาคจะแบ่งเป็น 3 ประเภทคืออนุภาคบวก (Positively Charged Particles) อนุภาคลบ (Negatively Charged Particles) และอนุภาคทั้งสามแบบ ที่แตกต่างกันนี้จะดูดเข้าหาซึ่งกันและกัน นี่คือ พื้นฐานของระบบไฟฟ้าสถิตในปืนพ่นสี เครื่องฟอกอากาศและเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต เครื่องฟอกอากาศ (air purifier) เป็น อุปกรณ์ที่ช่วยลดไรฝุ่น เชื้อรา แบคทีเรีย การทำ งานมีหลายวิธี เช่น การใช้รังสี อัลตราไวโอเลตกำ จัดไวรัสและแบคทีเรีย รวมทั้งทำ ให้อนุภาคมลพิษที่มีประจุไฟฟ้า เพื่อดักจับไว้ด้วยแผ่นกรองที่มีประจุไฟฟ้า ชนิดตรงข้าม

หลักการทำ งานของเครื่องฟอกอากาศ เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Precipitator ,ESP) ใช้หลักการเดียวกันกับเครื่องฟอกอากาศ

การอธิบายปรากฎการณ์ฟ้าผ่าและฟ้าแลบ ฟ้าผ่า (Lightning) และฟ้าแลบ (Flash) เป็น ปรากฎการณ์ธรรมชาติที่เกิดจากการเสียดสี ระหว่างโมเลกุลน้ำ และอากาศที่เคลื่อนที่ในก้อน เมฆ เมื่อก้อนเมฆมีประจุไฟฟ้ามาก จะถ่ายโอน ประจุไฟฟ้าจำ นวนมากเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วสูง ผ่านอากาศ เกิดความร้อนและแสงสว่างตาม เส้นทางที่ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ ถ้าเป็นการถ่าย โอนประจุระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน เรียกว่า ฟ้าผ่า แต่ถ้าเป็นการถ่ายโอนประจุระหว่างก้อน เมฆกับก้อนเมฆ เรียกว่า ฟ้าแลบ การใช้สายรัดข้อมือของช่างอิเล็กทรอนิกส์ ในการทำ งานกับชิ้นส่วนหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความไวต่อไฟฟ้าสถิตสูง เช่น อุปกรณ์ของเครื่องคอมพิวเตอร์ จึงต้องมีการป้องกันด้วยการใช้สายรัดข้อมือ ที่ต่อกับพื้น เพื่อให้ประจุไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการเคลื่อที่หรือการเสียดสีร่างกาย ถ่ายโอนไปที่พื้นแทนที่จะไปที่อุปกรณ์

การเติมน้ำ มัน ในการเติมน้ำ มันยานพาหนะ ผู้ขับขีี่อาจมีโอกาศสัมผัสหัวจ่าย ถ้าผู้ขับขี่ใส่เสื้อผ้าที่ ทำ ให้เกิดการสะสมประจุไฟฟ้าได้ง่ายจากการเสียดสีกับเบาะรถหรือวัสดุอื่นๆปละได้ สัมผัสกับหัวจ่ายที่เป็นโลหะ อาจะทำ ให้เกิดการถ่ายโอนประจุไฟฟ้าอย่างรวดเร็วจน เกิดเป็นประกายไฟ ที่ทำ ให้ไอน้ำ มันระเหยออกมาลุกติดไฟและเกิดอันตรายได้ ถ้าจำ เป็นต้องสัมผัสให้ถ่ายโอนประจุไฟฟ้าออกจากร่างกายให้เหลือน้อยที่สุดก่อน โดยอาจใช้ส่วนที่เป็นโลหะของกุญแจแตะกับหัวจ่ายน้ำ มัน