1. กระแสไฟฟ้า (Electric Current) - 2

2. เนื่องจากสนามไฟฟ้าทาให้อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เคลื่อนที่เป็น
กระแสไฟฟ้า และมีการกาหนดให้ กระแสไฟฟ้าในตัวกลางมีทิศทางเดียวกับ
ทิศทางของสนามไฟฟ้า ดังรูป ก. ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุ
ไฟฟ้าบวก ซึ่งเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้า
ต่า ดังนั้น กระแสไฟฟ้าจึงมีทิศทางจากตาแหน่งที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยัง
ตาแหน่งที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ากว่า
รูป ก. แสดงการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวก

3. ส่วนในกรณีการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบ เช่น ในโลหะ
และในกรณีที่อนุภาคทั้งที่มีประจุไฟฟ้าบวกและประจุไฟฟ้าลบ เช่น ในอิเล็ก
โทรไลต์ กระแสไฟฟ้าในตัวกลางยังคงมีทิศทางเดียวกับทิศทางของ
สนามไฟฟ้าหรือทิศทางจากตาแหน่งที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังตาแหน่งที่มี
ศักย์ไฟฟ้าต่ากว่าดังรูป ข. และ ค.
รูป ข. แสดงการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบ

4. การกาหนดทิศทางของกระแสไฟฟ้าเช่นนี้มิได้หมายความว่ากระแสไฟฟ้า
เป็นปริมาณเวกเตอร์ แต่กาหนดขึ้นเพื่อให้สะดวกในการบอกทิศทางการ
เคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า
รูป ค. แสดงการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวกและลบ

5. ตัวนาโลหะที่ต่อกับแบตเตอรี่จะเกิดสนามไฟฟ้า มีทิศทางจากปลายที่ต่อ
กับขั้วบวกซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังปลายที่มีศักย์ไฟฟ้าต่า แรงเนื่องจาก
สนามไฟฟ้าทาให้อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้ามกับ
สนามไฟฟ้า ดังนั้น กระแสไฟฟ้าในตัวนาโลหะจึงมีทิศทางตรงข้ามกับทิศ
ทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระหรือทิศทางของกระแสอิเล็กตรอน
(electron current) ดังรูป ง.

6. รูป ง. ทิศทางของสนามไฟฟ้า E, กระแสไฟฟ้า I และกระแสอิเล็กตรอนในตัวนาโลหะ

7. ให้ n เป็นความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระ
หรือจานวนอิเล็กตรอนอิสระในหนึ่งหน่วยปริมาตรของตัวนา
vd เป็นขนาดความเร็วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระ
e เป็นประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ
จากรูป จ. ในช่วงเวลา t จานวนอิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ผ่านพื้นที่หน้าตัด A
คือ จานวนอิเล็กตรอนอิสระในตัวนาที่มีปริมาตร sA ซึ่งเท่ากับ nsA หรือ n
vdtA เนื่องจาก s = vdt ดังนั้นประจุไฟฟ้า Q ของอิเล็กตรอนอิสระจานวน
nvdtA เท่ากับ nevdtA เท่ากับ

8. Nq Q
จากสมการ (1) I  
t t
จะได้ว่า
Q nevd tA
I  
t t
I  nevd A ... (2)

9. ตัวอย่างที่ 3 ลวดเงินเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1.2 ตารางมิลลิเมตร กาหนดให้
ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของเงินเท่ากับ 7.9 x 1028 ต่อลูกบาศก์
เมตร ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระ 1.5 x 10-4 เมตรต่อ
วินาที และประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระเท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์
แล้วกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในลวดเส้นนี้เป็นเท่าใด
วิธีทา จากโจทย์ A = 1.2 mm2 = 1.2 x 10- 6 m2
n = 8.4 x 1028 m-3
e = 1.6 x 10-19 C
v d = 1.5 x 10-4 m/s

10. ตัวอย่างที่ 3 ลวดเงินเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1.2 ตารางมิลลิเมตร กาหนดให้
ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของเงินเท่ากับ 7.9 x 1028 ต่อลูกบาศก์
เมตร ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระ 1.5 x 10-4 เมตรต่อ
วินาที และประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระเท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์
แล้วกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในลวดเส้นนี้เป็นเท่าใด
วิธีทา จากโจทย์ A = 1.2 mm2 = 1.2 x 10- 6 m2
n = 8.4 x 1028 m-3
e = 1.6 x 10-19 C
v d = 1.5 x 10-4 m/s
I =?

11. ตัวอย่างที่ 3 ลวดเงินเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1.2 ตารางมิลลิเมตร กาหนดให้
ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของเงินเท่ากับ 7.9 x 1028 ต่อลูกบาศก์
เมตร ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระ 1.5 x 10-4 เมตรต่อ
วินาที และประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระเท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์
แล้วกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในลวดเส้นนี้เป็นเท่าใด
วิธีทา (ต่อ) จากสูตร (2) I  nevd A ... (2)
แทนค่า
I  (8.4 10 28 m -3 )(1.6  10 -19 C)(1.5  10 -4 m/s)(1.2  10 - 6 m 2 )
I  (8.4 1.6 1.5 1.2)  (10 28-19-4-6 )

12. ตัวอย่างที่ 3 ลวดเงินเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1.2 ตารางมิลลิเมตร กาหนดให้
ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของเงินเท่ากับ 7.9 x 1028 ต่อลูกบาศก์
เมตร ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระ 1.5 x 10-4 เมตรต่อ
วินาที และประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระเท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์
แล้วกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในลวดเส้นนี้เป็นเท่าใด
วิธีทา (ต่อ)
I  (8.4 1.6 1.5 1.2)  (10 28-19-4-6 ) A
I  24.19210-1 A
I  2.42 A
ตอบ กระแสไฟฟ้ามีขนาด 2.42 แอมแปร์

13. ตัวอย่างที่ 4 ลวดทองแดงเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1 ตารางมิลลิเมตร ถ้ามี
กระแสไฟฟ้าในลวดนี้ 2 แอมแปร์ ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของ
อิเล็กตรอนอิสระเป็นเท่าใด กาหนดให้ประจาไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ
เท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของ
ทองแดงเท่ากับ 8.4 x 1028 ต่อลูกบาศก์เมตร
วิธีทา จากโจทย์ A = 1 mm2 = 1 x 10- 6 m2
I = 2A
e = 1.6 x 10-19 C
n = 8.4 x 1028 m-3
vd= ?

14. ตัวอย่างที่ 4 ลวดทองแดงเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1 ตารางมิลลิเมตร ถ้ามี
กระแสไฟฟ้าในลวดนี้ 2 แอมแปร์ ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของ
อิเล็กตรอนอิสระเป็นเท่าใด กาหนดให้ประจาไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ
เท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของ
ทองแดงเท่ากับ 8.4 x 1028 ต่อลูกบาศก์เมตร
วิธีทา (ต่อ) จากสูตร (2) I  nevd A ... (2)
แทนค่า
2 A  (8.4  10 28 m -3 )(1.6  10 -19 C )v d (1  10 - 6 m 2 )
2A
 (1.6  10 -19 C )v d (1  10 - 6 m 2 )
(8.4  10 28 m -3 )

15. ตัวอย่างที่ 4 ลวดทองแดงเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1 ตารางมิลลิเมตร ถ้ามี
กระแสไฟฟ้าในลวดนี้ 2 แอมแปร์ ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของ
อิเล็กตรอนอิสระเป็นเท่าใด กาหนดให้ประจาไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ
เท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของ
ทองแดงเท่ากับ 8.4 x 1028 ต่อลูกบาศก์เมตร
วิธีทา (ต่อ)
2A
vd 
(8.4  10 28 m -3 )  (1.6  10 -19 C )  (1  10 - 6 m 2 )
2 m
vd 
(8.4  1.6 1)  (10 28-19-6 ) s

16. ตัวอย่างที่ 4 ลวดทองแดงเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1 ตารางมิลลิเมตร ถ้ามี
กระแสไฟฟ้าในลวดนี้ 2 แอมแปร์ ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของ
อิเล็กตรอนอิสระเป็นเท่าใด กาหนดให้ประจาไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ
เท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของ
ทองแดงเท่ากับ 8.4 x 1028 ต่อลูกบาศก์เมตร
2 m
วิธีทา (ต่อ) vd 
13.44103 s
2 -3 m
vd  10
13.44 s
-3 m
v d  0.148810
s

17. ตัวอย่างที่ 4 ลวดทองแดงเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1 ตารางมิลลิเมตร ถ้ามี
กระแสไฟฟ้าในลวดนี้ 2 แอมแปร์ ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของ
อิเล็กตรอนอิสระเป็นเท่าใด กาหนดให้ประจาไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ
เท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของ
ทองแดงเท่ากับ 8.4 x 1028 ต่อลูกบาศก์เมตร
m
วิธีทา (ต่อ) v d  0.148810 -3
s
-3 m
v d  (1.48810 ) 10
-1
s
v d  1.49  10 -4 m/s
ตอบ อิเล็กตรอนอิสระมีความเร็วลอยเลื่อน 1.49 x 10-4 เมตรต่อวินาที