More Related Content
Similar to ใบความรู้.05 (20)
ใบความรู้.05
- 1. รายวิช า ฟิส ิก ส์พ ื้น ผลการเรีย นที่ค าดหวัง
ฐาน ใบความรู้ 5 ที่ 6
รหัส วิช า ว 33205 ภาคเรีย นที่ 1
ระดับ ชั้น มัธ ยมศึก ษาปีท ี่ 6 การเคลื่อ นที่ข อง
ประจุไ ฟฟ้า ผ่า นตัว กลาง
จากบทเรียนเรื่องไฟฟ้าสถิต เป็นการศึกษาเกี่ยวกับประจุไฟฟ้าที่อยู่
นิ่ง ส่วนประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่แล้วจะเป็นไฟฟ้ากระแส
ดังนั้น ไฟฟ้ากระแสคืออะไร
กระแสไฟฟ้า (Electric current) I
คือ อัตราการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า โดยกระแสไฟฟ้าไหลจากที่มี
ศักย์ไฟฟ้าสูง ไปยังที่มีศักย์ไฟฟ้าตำ่า มีทิศตามการเคลื่อนที่ของประจุบวก
หรือ ทิศตรงข้ามกับการเคลื่อนที่ของประจุลบ
I ( กระแสสมมติ)
+ - กระแสอิเล็กตรอน
E
หมายเหตุ กระแสไฟฟ้าที่เรียนกันอยู่เป็น “ กระแสสมมติ ” ( I )
ส่วน กระแสอิเ ล็ก ตรอน เป็น กระแสไฟฟ้า แท้จ ริง
เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระจากศักย์ไฟฟ้า
ตำ่าไปหาศักย์ไฟฟ้าสูง
เพื่อนๆ ลอง
ตอบคำาถาม
ดูซิครับ
คำา ถาม
1. ประจุไฟฟ้าบวกและประจุไฟฟ้าลบมีการเคลื่อนที่อย่างไร
2. กระแสไฟฟ้ามีทิศการเคลื่อนที่ตามประจุไฟฟ้าชนิดใด
1. ประจุไฟฟ้าบวก
ตอบถูกทุกข้อใช่
ไหมครับ นที่จากบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปสู่บริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าตำ่า
เคลื่อ
ประจุไฟฟ้าลบ
เคลื่อนที่จากบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าตำ่าไปสู่บริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าสูง
2. กระแสไฟฟ้ามีทิศตามประจุบวก
- 2. ถ้าเรานำาตัวนำาที่มีประจุและมีศักย์ไฟฟ้าต่างกัน มาวางติดกัน หรือ
ใช้ลวดโลหะตัวนำาเชื่อมต่อกัน ตัวนำาที่มีประจุทั้งสองก็จะเกิดการถ่ายเท
ประจุระหว่างตัวนำาทั้งสองผ่านลวดโลหะตัวนำา เรากล่าวว่ามี กระแส
ไฟฟ้า ในลวดตัวนำานั้น จนกระทั่งศักย์ไฟฟ้าบนตัวนำาทั้งสองเท่ากัน
ประจุหยุดถ่ายเท กระแสไฟฟ้าก็หมดไป
ถ้าต้องการให้เกิดกระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำานั้นอย่างต่อเนื่อง จะทำา
อย่างไร
ถ้าต้องการให้เกิดกระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำานั้นอย่างต่อเนื่องต้องใช้
แหล่ง กำา เนิด ไฟฟ้า
แหล่ง กำา เนิด ไฟฟ้า (Source of eletromotive force)
คือ แหล่งกำาเนิดที่ทำาให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างปลาย
ทั้งสองของตัวนำาอยู่ตลอดเวลา เช่น ถ่านไฟฉาย แบตเตอรี่ เครื่องกำาเนิด
ไฟฟ้า เป็นต้น
แล้วแหล่งกำาเนิดไฟฟ้า
มาจากไหนบ้างละ
1. เซลล์ไ ฟฟ้า เคมี (eletrochemical)
ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าบวก ขัวไฟฟ้าลบ และสารเคมีภายในเซลล์
้
เซลล์ไฟฟ้าเคมี แบ่งออกเป็น 2 ประเภท
1.1 เซลล์ไ ฟฟ้า ปฐมภูม ิ (primary cell)
เช่น เซลล์แห้ง หรือถ่านไฟฉาย เมื่อสารเคมีถูกใช้หมดแล้วจะ
ไม่สามารถนำามาอัดไฟได้อีก
ส่วนประกอบของถ่านไฟฉายทั่วไป
ขั้ว ลบ สังกะสี
ขั้ว บวก แท่งคาร์บอน
ของผสม มังกานีสไดออกไซด์ และแอมโมเนียคลอไรด์
ลักษณะเปียก
เป็นผงถ่าน ให้แรงเคลื่อนไฟฟ้า ประมาณ 1.5
โวลต์
1.2 เซลล์ท ุต ิย ภูม ิ (secondary cell)
เช่น พวกแบตเตอรี่รถยนต์ เมื่อสารเคมีถูกใช้หมดแล้ว
สามารถนำามาอัดไฟใหม่ได้ ส่วนประกอบของแบตเตอรี่รถยนต์
ขั้ว ลบ แผ่นตะกั่วพรุน
ขั้ว บวก แผ่นตะกั่วเปอร์ออกไซด์
- 3. สารละลาย กรดกำามะถันและนำ้ากลั่น
ให้แรงเคลื่อนไฟฟ้า เซลล์ละ 2 โวลต์
หมายเหตุ อาจใช้นิเกิล แคดเมียม แทนตะกั่ว
2. เครื่อ งกำา เนิด ไฟฟ้า (generator)
เป็ น อุ ป กรณ์ ที่ แ ปลงพลั ง งานกลให้ เ ป็ น พลั ง งานไฟฟ้ า โดย
อ า ศั ย ห ลั ก ก า ร เ ห นี่ ย ว นำา แ ม่ เ ห ล็ ก ไ ฟ ฟ้ า
3. คู่ค วบความร้อ น (thermocouple)
ป ระ กอ บด้ วย โล ห ะ 2 ช นิ ด ซึ่ งโ ล ห ะห นึ่ ง พร้ อ ม ที่ จ ะ ใ ห้
อิ เ ล็ ก ต ร อ น อิ ส ร ะ ม า ก ก ว่ า อี ก โ ล ห ะ ห นึ่ ง
ทองแดง
เหล็ก
นำ้าแข็ง
ความต่ า งอุ ณ หภู มิ ร ะหว่ า งรอยต่ อ ทำา ให้ เ กิ ด ความต่ า งศั ก ย์
ไ ฟ ฟ้ า ร ะ ห ว่ า ง โ ล ห ะ ทั้ ง ส อ ง
4. เซลล์ส ุร ิย ะ (solar cell)
เป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลั งงานไฟฟ้ า โดย
อ า ศั ย คุ ณ ส ม บั ติ ค ว า ม ไ ว แ ส ง ข อ ง โ ล ห ะ กึ่ ง ตั ว นำา
5. แหล่ง กำา เนิด จากสิ่ง มีช ีว ิต
เช่น ปลาไหลไฟฟ้า สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เมื่อมีนตกใจ
ต่อศัตรู โดยมีเซลล์พิเศษสามารถทำา ให้เกิดความต่างศักย์ ระหว่าง
หั ว กั บ ห า ง ข อ ง มั น
นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่ามีความต่างศักย์ไฟฟ้าเกิดขึ้นในสัตว์
อื่นๆอีกรวมทั้งในร่างกายของมนุษย์ด้วย เช่น ที่แขนและขา จะพบ
ว่ามีความต่างศักย์ไฟฟ้าเกิดขึ้นทุกครั้งที่หัวใจเต้น จากความรู้นี้ได้
ถูกนำามาพัฒนาสร้างเครื่องช่วยตรวจหัวใจที่เรียกว่า อิเ ล็ก โทร
คาร์ด ิโ อกราฟ ซึ่งช่วยให้แพทย์สามารถวินิจฉัยโรคหัวใจได้อย่าง
ถูกต้อง
เพื่อนๆ คงรู้แล้วนะครับ ว่าแหล่ง
กำาเนิดไฟฟ้ามาจากไหนบ้าง
คำา ถาม เพื่อนๆ ลองตอบคำาถามดูนะครับ
1. เซลล์ไฟฟ้าชนิดใด ใช้แล้วไม่สามารถนำามาใช้ได้อีก
2. แบตเตอรี่รถยนต์เป็นเซลล์ไฟฟ้าประเภทใด
- 4. 3. ไดนาโม เป็นอุปกรณ์เปลี่ยนพลังงานอะไร
4. เซลล์สุริยะเป็นเครื่องกำาเนิดไฟฟ้ากระแสตรงหรือไฟฟ้ากระแส
สลับ
5. เครื่องกำาเนิดไฟฟ้าเป็นไฟฟ้าชนิดใด
6. หัวปลาไหลไฟฟ้ามีศักย์ไฟฟ้าชนิดใด
7. เครื่องมือที่ใช้ความรู้จากแหล่งกำาเนิดไฟฟ้าในสิ่งมีชีวิตเรียกว่า
อะไร
เพื่อนๆ ตอบคำาถามได้ทุกข้อใช่ไหม
ลองมาดูเฉลยดีกว่าว่าถูกทุกข้อ..รึ
เปล่า
ตอบถูกทุกข้อ
ใช่ไหมครับ 1. เซลล์ไฟฟ้าปฐมภูมิ
ปรบมือให้กับตัว 2. เซลล์ไฟฟ้าทุติยภูมิ
เองหน่อยครับ 3. เปลี่ยนพลังงานกลให้เป็นพลังงานไฟฟ้า
4. ไฟฟ้ากระแสตรง
5. ไฟฟ้ากระแสสลับ
6. หัวปลาไหลไฟฟ้า เป็นศักย์ไฟฟ้าบวก
หางปลาไหลไฟฟ้า เป็นศักย์ไฟฟ้าลบ
7. อิเล็กโทรคาร์ดิโอกราฟ
กระแสไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าซึ่งประจุไฟฟ้า
สามารถเคลื่อนที่ได้ใน ตัวกลางหลายๆ ชนิด และเรียกสมบัติของ
ตัวกลางที่ยอมให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านได้ว่า ตัว นำา ไฟฟ้า ขณะ
ที่มีกระแสไฟฟ้าในตัวนำา เรากล่าวว่า มีก ารนำา ไฟฟ้า
แล้วการนำาไฟฟ้าในตัวนำาชนิดต่างๆ
เกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุชนิดใด
เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวกลาง เรียกว่า มีการนำาไฟฟ้าในตัวกลาง
1. การนำา ไฟฟ้า ในโลหะ
เป็ น การเคลื่ อ นที่ ข องอิ เ ล็ ก ตรอนอิ ส ระ ซึ่ ง จะเคลื่ อ นที่ แ บบบราวน์
ตลอดเวลา ความเร็ ว เฉลี่ ย ของอิ เ ล็ ก ตรอนอิ ส ระทุ ก ตั ว เท่ า กั บ ศู น ย์
เนื่องจากการเคลื่อนที่มีทิศทางไม่แน่นอน แต่ถ้าปลายทั้งสองของโลหะ
มี ศั ก ย์ ไ ฟฟ้ า ต่ า งกั น จะเกิ ด สนามไฟฟ้ า ในแท่ ง โลหะ แรงจากสนาม
- 5. ไฟฟ้ า ทำา ให้ อิ เ ล็ ก ตรอนเคลื่ อ นที่ แ บบลอยเลื่ อ น ซึ่ ง จะเคลื่ อ นที่ เ ป็ น
ร ะ เ บี ย บ ใ น ทิ ศ ท า ง เ ดี ย ว กั น แ ล ะ เ ป็ น ไ ป ต า ม ก ฎ ข อ ง โ อ ห ม์
กระแส
ไฟฟ้า
ลักษณะการเคลื่อนที่ของ ลักษณะการเคลื่อนที่ของ
อิเล็กตรอนอิสระในแท่ง อิเล็กตรอนในแท่งโลหะ เมื่อ
โลหะ ปลายทั้งสองมีความต่างศักย์
เพื่อนๆ คงทราบแล้วว่า
กระแสไฟฟ้า ในโลหะเกิด
จากการเคลื่อ นทีข อง
่
อิเ ล็ก ตรอนอิส ระ
คำา ถาม
1. การนำาไฟฟ้าในโลหะเป็นการเคลื่อนที่ของประจุอะไร
2. อิเล็กตรอนอิสระมีการเคลื่อนที่แบบใด
3. ความเร็วเฉลี่ยของอิเล็กตรอนอิสระมีค่าเท่าใด
1. การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ
2. การเคลื่อนที่แบบบราวน์
3. ศูนย์
แล้วเพื่อนๆ ทราบหรือไม่
ว่าอิเล็กตรอนอิสระ
เคลือนที่ในอากาศได้หรือ
่
ไม่
ไม่ได้ เพราะ อากาศไม่เป็นตัวนำาไฟฟ้า
- 6. 2. การนำา ไฟฟ้า ในหลอดสุญ ญากาศ
หลอดสุญญากาศ เป็นหลอดแก้วซึ่งสูบอากาศภายในออกเกือบหมด
มีขั้วสำาหรับให้อิเล็กตรอน เรียกว่า แคโทด (Cathode) ขัวสำาหรับรับ
้
อิเล็กตรอน เรียกว่า แอโนด (Anode)
การทำา ให้ศักย์ไฟฟ้าของแอโนดสูงกว่าแคโทด อิเล็กตรอนก็จะถูก
เร่งจากแคโทดผ่านบริเวณสุญญากาศมายังแอโนดจึงมี กระแสไฟฟ้าใน
หลอดสุญญากาศ เรียกหลอดสุญญากาศนี้ว่า หลอดไดโอด ( diode tube
)
ดังนั้น กระแสไฟฟ้า ในหลอดสุญ ญากาศเกิด จากการ
เคลื่อ นที่ข องอิเ ล็ก ตรอน
อิเล็กตร
อิเล็กตร
อน
อน
A กระแส
ไฟฟ้า
รูปหลอดไดโอด
และวงจร
การทำาให้อิเล็กตรอนหลุดจากแคโทของหลอดสุญญากาศนอกจาก
ใช้ความร้อนแล้วยังอาจทำาได้โดยใช้โลหะบางชนิด ซึ่งมีสมบัติเมื่อได้รับ
แสงจะให้อิเล็กตรอนหลุดออกมา เรียกหลอดสุญญากาศที่ทำางานอาศัย
หลักการนี้ว่า หลอดโฟโตอิเ ล็ก ทริก (photoelectric tube)
คำา ถาม
1. การเหนี่ยวนำาไฟฟ้าในหลอดสุญญากาศเกิดจากการเคลื่อนที่
ของอนุภาคใด
2. ขั้วแคโทด , แอโนด ในหลอดสุญญากาศทำาหน้าที่อะไร
3. ถ้าทำาให้แคโทดมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าแอโนดจะมีผลอย่างไร
1. อิเล็กตรอน
แล้วเพื่อนๆ ก็ทราบการนำาไฟฟ้า
2. ขั้วแคโทด ทำาหน้าที่ เป็นขั้วไฟฟ้าที่ให้อิเล็กตรอน
ในหลอดไดโอดแล้ว การนำา
ขั้วแอโนด
ไฟฟ้าสารอิเล็กโทรไลต์เป็น
ทำาหน้าที่ เป็นขั้วไฟฟ้าที่รับอิเล็กตรอน
อย่างไร 3. จะไม่มีอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากแคโทดไปแอโนดเลย
- 7. การนำา ไฟฟ้า ในอิเ ล็ก โทรไลต์
เมื่อจุ่มแท่งโลหะ 2 แท่ง ที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้า โดยต่อเข้ากับ
ขั้วแบตเตอรี่ลงไปในสารละลายอิเล็ กโทรไลต์ ทำา ให้ส ารละลายแตกตั ว
เ ป็ น ไ อ อ อ น โ ด ย
ไอออนบวก เคลื่อนที่ไปยังขั้วไฟฟ้าลบ
ไอออนลบ เคลื่อนที่ไปยังขั้วไฟฟ้าบวก
ดัง นั้น กระแสไฟฟ้าในอิเล็กโทรไลต์จึงเกิดจากการเคลื่อนที่ของ
ไอออนบวกและไอออนลบ สารละลายอิเล็กโทร
กระแสไฟฟ้า + - A อิเล็กตรอน ืออะไร…
ไลต์ค
ขั้วไฟฟ้าบวก ขัวไฟฟ้าลบ
้
สารลายอิเล็ก
โทรไลต์
สารละลายอิเล็กโทรไลต์ เป็นสารละลายที่สามารถนำาไฟฟ้าได้ ซึ่ง
อาจเป็นสารละลายของ กรด เบส หรือเกลือ เช่น สารละลายกรดกำามะถัน
ฯลฯ
ประโยชน์
1. การชุบโลหะ 2. การแยกธาตุบริสุทธิ์ออกจากแร่
คำา ถาม คิดให้ดี ๆ นะ
1. การนำาไฟฟ้าในอิเล็กโทรไลต์เกิดจากอะไร ครับ
2. ไอออนบวกและไอออนลบมีการเคลื่อนที่อย่างไร แล้วค่อย
ตอบ
3. การนำาไฟฟ้าในอิเล็กโทรไลต์มีประโยชน์อย่างไรบ้าง
แล้วเพื่อนๆ คงทราบแล้วว่า การนำการเคลื่อนที่ของไอออนบวกและไอออนลบ
1. าไฟ
ฟ้าในอิเล็กโทรไลต์ เกิดจากการเคลือนที่ ไอออนบวก เคลื่อนที่ไปยังขั้วลบ
่ 2.
ของไอออนบวกและไอออนลบ นอกจาก ไอออนลบ เคลื่อนที่ไปยังขั้วบวก
นี้ การนำาไฟฟ้าในสารละลายอิเล็กไล 3. 1. การชุบโลหะ
โทรไลต์ นำาไปใช้ในการชุบโลหะและ 2.การแยกธาตุบริสุทธิ์ออกจากแร่
การแยกธาตุบริสุทธิ์ออกจากแร่
- 8. การนำา ไฟฟ้า ในหลอดบรรจุแ ก๊ส
การทำาให้ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วหลอดทั้งสองสูงเพียง
พอ จะทำาให้โมเลกุลของแก๊ส แตกตัวเป็นไอออนบวกและอิเล็กตรอนอิสระ
แล้วเคลื่อนที่ไปยังขั้วไฟฟ้า เช่น หลอดโฆษณา
ดังนั้น กระแสไฟฟ้า ในหลอดบรรจุแ ก๊ส จะเกิด จากการ
เคลื่อ นที่ข องอิเ ล็ก ตรอนอิส ระและไอออนบวก
+ -
+ - + -
หลอดบรรจุแก๊สมีลกษณะ
ั
เป็นอย่างไร
หลอดบรรจุแ ก๊ส เป็นหลอดแก้วซึ่งสูบอากาศและบรรจุแก๊สบางชนิด
เช่น ไฮโดรเจน นีออน อาร์กอน หรือไอปรอท ลงไปเล็กน้อย ความดัน
ของแก๊สในหลอดแก้วตำ่ากว่าความดันบรรยากาศ ที่ปลายทั้งสองของ
หลอดมีขั้วไฟฟ้า
คำา ถาม
การนำาไฟฟ้าในหลอดบรรจุแก๊สเกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาค
อะไร
เก่งมากครัเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ และไอออนบวก
บ…….ทำา
กรอบต่อไปได้
การนำา ไฟฟ้า ในสารกึ่ง ตัว นำา
ส น า ม ไ ฟ ฟ้ า ที่ มี ค ว า ม เ ข้ ม ม า ก พ อ ผ่ า น เ ข้ า ไ ป จ ะ ทำา ใ ห้
อิเล็กตรอนบางตัวในพันธะหลุดออกมากลายเป็นอิเล็กตรอนอิสระ และเกิด
ที่ว่าง เรียกว่า โฮล โฮลจะมีพฤติกรรมคล้ายอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวก
แรงเนื่องจากสนามไฟฟ้าที่กระต่ออิเล็กตรอนอิส ระและโฮล จะมีทิศ ทาง
ตรงข้าม ทำา ให้อิเล็กตรอนอิสระและโฮลเคลื่อ นที่ โดยอิเล็ กตรอนอิ สระ
เคลื่อนที่ในทิศตรงข้ามสนามไฟฟ้าส่วนโฮลเคลื่อนที่ในทิศเดียวกับสนาม
ไ ฟ ฟ้ า
- 9. ดังนั้น การนำา ไฟฟ้า ในสารกึ่ง ตัว นำา เกิด จากการเคลื่อ นที่ข อง
อิเ ล็ก ตรอนอิส ระและโฮล
สารกึ่ง
สารกึ่ง ตัว นำา ( Semiconductor) ตัวนำาคือ
เป็นสารที่มีสมบัติทางไฟฟ้าระหว่างตัวนำาและฉนวน เช่น ซิลิคอน
อะไร
เยอรมาเนียม มี 2 ชนิด
1. สารกึ่ง ตัว นำา ชนิด พี ( P –Type)
เกิดจากการเอาสารเยอรมาเนียมบริสุทธิ์ผสมกับธาตุโบรอน มี
ประจุเป็นบวก
2. สารกึ่ง ตัว นำา ชนิด เอ็น (N – Tpye)
เกิดจากการเอาสารเยอรมาเนียมบริสุทธิ์ผสมกับสารหนู เป็น
อิเล็กตรอนอิสระ
คำา ถาม
1. การนำากระแสไฟฟ้าในสารกึ่งตัวนำาเกิดจากการเคลื่อนที่ของ
อะไร
2. ที่ว่างในสารกึ่งตัวนำาเรียกว่าอะไร
3. สารกึ่งตัวนำาชนิดพี เป็นประจุอะไร
4. สารกึ่งตัวนำาชนิดเอ็น เป็นประจุอะไร
และแล้วเพื่อนๆ ก็ศึก1. เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระและโฮล
ษา การนำา
ไฟฟ้าในตัวนำาชนิดต่างๆ จบ 2. โฮล
แล้ว เพื่อนทดสอบความเข้าใจ 3. ประจุบวก (โฮล)
เพื่อนๆ ลองทำาแบบทดสอบหลัง 4. อิเล็กตรอนอิสระ
ขนาดของกระแสไฟฟ้าในตัวกลางใด เท่ากับปริมาณประจุไฟฟ้าที่
ผ่านพื้นที่ภาคตัดขวางของตัวกลางในหนึ่งหน่วยเวลา
จากนิยาม
Q
I=
t
Q = ปริมาณของประจุ หน่วย คูลอมบ์ (C)
I = กระแสไฟฟ้า หน่วย แอมแปร์ (A)
t = เวลา หน่วย วินาที (s)
- 10. ตัว อย่า งที่ 1 จงหากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านในลวดทองแดง 6,000
ไมโครคูลอมบ์ ใน 1 นาที
วิธ ีท ำา จากโจทย์ Q = 6,000 ไมโครคูลอมบ์ = 6,000 x 10-6
คูลอมบ์
t= 1 นาที = 1 x 60
วินาที
6000 −
× 6
จากสมการ
Q 10
I=
t
=
60 = 1 x 10-4 A
ดังนั้น กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านลวดทองแดงมีค่าเท่ากับ 1 x 10-4 A
มันไม่ยากเลยใช่ไหม
ครับ ดังนั้นเพื่อนๆ
คำา ถาม ตอบคำาถามเลยนะ
ครับ
1. กระแสไฟฟ้ามีทิศเดียวกับปริมาณอะไรบ้าง
2. ทิศของสนามไฟฟ้ามีความสัมพันธ์อย่างไรกับทิศของอิเล็กตรอน
3. ประจุบวกมีทิศเดียวกับปริมาณอะไร
4. กระแสไฟฟ้ามีหน่วยเป็นอะไร
5. กระแสไฟฟ้าขนาดคงที่ 2 แอมแปร์ ไหลผ่านลวดตัวนำา 10 วินาที
จงหาปริมาณประจุทั้งหมดที่ไหลผ่านลวดตัวนำา
ก. 5 คูลอมบ์ ข. 20 คูลอมบ์ ค. 100 คูลอมบ์
6. ตัวนำาไฟฟ้าหนึ่งมีประจุ 3.2 คูลอมบ์ เคลื่อนที่จากแคโทดไปยัง
แอโนด ในเวลา 4 วินาที จะมีกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำานี้เท่าใด
ก. 0.8 แอมแปร์ ข. 1.25 แอมแปร์ ค. 12.8 แอมแปร์
1. กระแสไฟฟ้ามีทิศเดียวกับสนามไฟฟ้าและประจุบวก
ทำาถูกทุกข้อใช่ไหมคะ
ปรบมือให้กับตัวทิศของสนามไฟฟ้ามีทิศตรงข้ามกับทิศของอิเล็กตรอน
2. เอง
ด้วยคะ 3. ทิศของกระแสไฟฟ้า I และ ทิศของสนามไฟฟ้า E
4. แอมแปร์ (A) หรือ คูลอมบ์/วินาที
5. ข.
6. ก.
- 11. กระแสไฟฟ้า ในตัว นำา โลหะ
จากนิยามของกระแสไฟฟ้า เราสามมารถหากระแสไฟฟ้า ใน
ตัว นำา โลหะได้ โดยพิจารณาจากรูปที่ 2
รูป ที่ 2 การเคลื่อ นที่ข องอิเ ล็ก ตรอนอิส ระในตัว นำา โลหะผ่า น
ภาคตัด ขวาง
สมมติให้อิเล็กตรอนทุกตัวเคลื่อนที่ด้วยขนาดความเร็วลอยเลื่อน
v
ในช่วงเวลา t อิเล็กตรอนอยู่ในส่วนของตัวนำายาว vt
ถ้าพื้นที่ภาคตัดขวางของลวดคือ A
ดังนั้นในช่วงเวลา t อิเล็กตรอนอยู่ในส่วนของลวดปริมาตร
vtA
ให้ปริมาตรของลวด 1 หน่วย มีจำานวนอิเล็กตรอน n
ตัว
ดังนั้น ลวดปริมาตร vtA หน่วยมีจำานวนอิเล็กตรอน
nvtA ตัว
ให้อิเล็กตรอน 1 ตัวมีประจุ
e
- 12. ดังนั้นอิเล็กตรอน nvtA ตัว มีประจุ
nevtA
ดังนั้น Q = nevtA
จาก จะได้ว่า
Q
I =
t
nevtA
I =
t
นั่นคือ I =nevA
……….
(3)
แบบฝึก เสริม ประสบการณ์
ตัว อย่า งที่ 1 สายไฟเส้นหนึ่งประกอบด้วยลวด 2 ชนิด ถ้าให้
กระแสในตัวนำาทั้งสองเท่ากันความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระใน
ตัวนำาทั้งสองเท่ากัน จงหาอัตราส่วนของความเร็วลอยเลื่อนในลวดเส้นใน
ต่อเส้นนอก ดังรูป
วิธ ีท ำา จากโจทย์ I1 = I 2
n1 = n2
A2 =π ( 2 R )
2
A1 =πR 2
จาก nev1 A =
1 nev2 A2
จะได้
v1 A2 v1
= =4
v2 A1 v2
อัตราส่วนของความเร็วลอยเลื่อนในลวดเส้นในต่อ
เส้นนอก เท่ากับ 4 ตอบ
ตัว อย่า งที่ 2 ลวดเงินขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มิลลิเมตร มี
ประจุไฟฟ้าผ่าน 90 คูลอมบ์ ในเวลา 1 ชั่วโมง 15 นาที ถ้าเงินมี
อิเล็กตรอนอิสระอยู่ อนุภาคต่อลูกบาศก์เซนติเมตร จงหากระแส
5.8 × 22
10
ไฟฟ้าและความเร็วเฉลี่ยของอิเล็กตรอนในเส้นลวดเงินนี้
วิธ ีท ำา จาก Q
I=
t
ดังนั้น
90
I= I =0.02 A
75 × 60
จาก จะได้
I
I =nevA v=
neA
เมื่อ n =5.8 × 28
10
e =1.6 × −
10 19
A =π× 0.5 × − )
(
2
10 3 =25π× −
10 8
จะได้
0.02
v=
( 5.8 ×10 ) ( 1.6 ×10 ) ( 25π ×10 )
22 −19 −8
v =2.74 × − m / s
10 6