ไฟฟ้าสถิต (Electrostatics)

ไฟฟ้าสถิต (Electrostatics)
ตั้งใจเรียนวันนี้ เพื่ออนาคตที่ดีวันหน้า
ฟิสิกส์ ม.6 (Physics)
สอนโดย
คุณครูวรเชษฐ์ บุญยง
SRINARONG SURIN ACADEMY CENTER [SAC]

วิทยาศาสตร์ - ไฟฟ้าสถิต (Electrostatics) - มัธยมศึกษา 6
SRINARONG SURIN ACADEMY CENTER _______1________ WORRACHET BOONYONG
[__"Imagination is more important than knowledge"__]
ประจุไฟฟ้า การทดลองที่แสดงให้เห็นว่าประจุไฟฟ้ามี 2 ชนิด นั้นอาจทาได้โดยการนา
แท่งแก้วถูกับผ้าไหม
เบนจามิน แฟรงคลิน นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน เป็นบุคคลแรกที่จาแนกชนิดของประจุไฟฟ้า
เป็น ประจุบวก และ ประจุลบ โดยประจุชนิดเดียวกันจะผลักกัน
ต่างชนิดกันจะดูดกัน และประจุทั้งสองจะดึงดูดวัตถุที่เป็นกลางได้เสมอ
อะตอม ประกอบด้วย นิวเคลียส ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุบวก เรียกว่า
โปรตอน และอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้า เรียกว่า นิวตรอน และมี
อนุภาคที่มีประจุลบ เรียกว่า อิเล็กตรอน
กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า การทาให้วัตถุมีประจุไฟฟ้าไม่ใช่เป็นการสร้างประจุขึ้นมาใหม่ แต่เป็น
การย้ายประจุจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง เท่านั้น โดยที่ผลรวมของประจุ
ทั้งหมดของระบบที่พิจารณายังเท่าเดิม
ฉนวนไฟฟ้า วัตถุใดที่ได้รับการถ่ายเทอิเล็กตรอนและอิเล็กตรอนนั้นยังคงอยู่ที่บริเวณเดิม
ตัวนาไฟฟ้า วัตถุใดที่ได้รับการถ่ายเทอิเล็กตรอนแล้ว อิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายเทสามารถ
เคลื่อนที่กระจายไปได้ตลอดเนื้อวัตถุโดยง่าย
TECHNIC 1 : ปฐมบทแห่งไฟฟ้า
การเหนี่ยวนาประจุไฟฟ้า คือ การนาวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าเข้าใกล้วัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้าแล้วทาให้
วัตถุที่เป็นกลางเกิดประจุไฟฟ้าชนิดตรงข้ามที่ด้านใกล้และประจุไฟฟ้า
ชนิดเดียวกันที่ด้านไกล
การทาให้เกิดให้เกิดประจุไฟฟ้าสถิตบนวัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้าโดยการเหนี่ยวนาประจุไฟฟ้า มีขั้นตอน
การทาให้เกิดดังนี้
1. นาวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าเข้าใกล้วัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้า แล้วทาให้วัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้าเกิด
ประจุไฟฟ้าชนิดตรงข้ามที่ผิวด้านใกล้ และจะเกิดประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกันที่ผิวด้านไกล ดังรูป

ทรงกลมโลหะ A และ B วางสัมผัสกันโดยยึดไว้ด้วยฉนวน เมื่อนาแท่งพีวีซีซึ่งมีประจุลบ
เข้าใกล้ทรงกลม A ดังรูป จะมีประจุไฟฟ้าใดเกิดขึ้นกับทรงกลมทั้งสองบ้าง เพราะเหตุใด
2. นาสายไฟที่ต่อกับพื้นดินมาแตะ(การต่อสายดิน) ทาให้ผิวด้านไกลจะไม่มีประจุอิสระอยู่ ดังรูป
3. นาวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าและสายดินออก จะทาให้ตัวนามีประจุอิสระกระจายอยู่ที่ผิว ดังรูป
การนาวัตถุที่มีประจุไฟฟ้ามาใกล้ลูกพิธจะ
เกิดการเหนี่ยวนาทาให้ลูกพิธเบนเข้าหา
การนาวัตถุที่มีประจุไฟฟ้ามาเข้าใกล้จานโลหะ
จะเกิดการเหนี่ยวนาทาให้แผ่นโลหะบางกางออก
Ex

นาวัตถุที่สงสัยเข้าใกล้อิเล็กโตรสโคปแบบลูกพิธ ถ้าลูกพิธเบนเข้าหาวัตถุอาจจะสรุปได้ว่า
ก. ลูกพิธมีประจุ วัตถุไม่มีประจุ ข. ลูกพิธไม่มีประจุ วัตถุมีประจุ
ค. ลูกพิธและวัตถุมีประจุต่างกัน ง. ถูกทุกข้อ
ในการทดลองเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิต โดยการนาวัตถุ 4 ชนิด A B C D มาถูกับผ้าขนสัตว์แล้ว
นามาทดสอบแรงกัน ปรากฏว่า A ดูดกับ B, B ดูดกับ C, C ผลักกับ D ชนิดของประจุที่วัตถุทั้ง
สี่เป็นอย่างไร
ก. A เหมือนกับ C, B ต่างกับ D ข. A เหมือนกับ C, B เหมือนกับ D
ค. A ต่างกับ B, B เหมือนกับ D ง. A ต่างกับ C, B ต่างกับ D
แท่งแก้วถูด้วยแพรแล้วเกิดประจุไฟฟ้าได้ เพราะ
ก. การถูทกให้มีประจุชนิดหนึ่งเกิดขึ้นมา
ข. ประจุถ่ายเทจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง
ค. ประจุเกิดจากแรงเสียดทาน
ง. ประจุเกิดจากแรงดึงดูดระหว่างมวล
เมื่อนาแผ่นพีวีซีที่มีประจุไฟฟ้าลบ เข้าใกล้ลูกพิธของอิเล็กโตรสโคป ปรากฏว่าลูกพิธเคลื่อนที่เข้า
หาแผ่นพีวีซี แสดงว่าลูกพิธมีประจุชนิดใด
ก. เป็นกลาง ข. ประจุบวกเท่านั้น
ค. มีประจุลบเท่านั้น ง. อาจมีประจุหรือไม่ประจุก็ได้
ข้อใดเป็นผลที่ได้จากการทาประจุอิสระโดยการเหนี่ยวนา
ก. ประจุอิสระที่เกิดขึ้นบนวัตถุตัวนานั้น จะเป็นประจุชนิดตรงข้ากับประจุของวัตถุที่นามาล่อ
ข. ประจุไฟฟ้รวมทั้งหมดก่อนเหนี่ยวนากับหลังเหนี่ยวนาจะต้องมีค่าเท่ากันเสมอ
ค. วัตถุที่มีประจุอิสระที่นามาล่อจะไม่เสียประจุไฟฟ้าเลยในการเหนี่ยวนา
ง. ก. ข. และ ค.
จากรูป ถ้าแยก A และ B ออกจากกัน แล้วนา C ออกไป ผลที่ได้คือ
ก. ทั้ง A และ B จะไม่มีประจุ
ข. A จะมีประจุ B จะมีประจุลบ
ค. A จะมีประจุลบ B จะมีประจุบวก
ง. A และ B มีประจุลบ
Ex
Ex
Ex
Ex
Ex
Ex

1. จากรูปประจุทั้งสองนี้วางเมื่ออยู่ห่างกัน 3 เมตร จะมีแรงดูดหรือผลักกัน กี่นิวตัน
2. ประจุขนาด A คูลอมบ์ และ 1.0 x 10–5
คูลอมบ์ วางอยู่ห่างกัน 3 เมตร จะมีแรงกระทาต่อกัน
1 นิวตัน จงหาว่าประจุ A เป็นประจุขนาดกี่คูลอมบ์
TECHNIC 2 : กฏของคูลอมบ์
“ เมื่อประจุไฟฟ้า 2 ตัวอยู่ห่างกันขนาดหนึ่ง จะมีแรงกระทาซึ่งกันและกันเสมอ หากเป็นประจุ
ชนิดเดียวจะมีแรงผลักกัน หากเป็นประจุต่างชนิดกันจะมีแรงดึงดูดกัน ”
แรงกระทาที่เกิดหาค่าได้จาก
1 2
2
kQ Q
F
r

เมื่อ F = แรงกระทา (นิวตัน)
K = ค่าคงที่ของคูลอมบ์ = 9 x 109
N.m2
/c2
q1 , q2 = ขนาดของประจุตัวที่ 1 และตัวที่ 2 ตามลาดับ (คูลอมบ์)
r = ระยะห่างระหว่างประจุทั้งสอง (เมตร)
q1 = +5.0 x 10–5
C
q2 = –2.0 x 10–5
C
3

3. แรงผลักระหว่างประจุที่เหมือนกันคู่หนึ่งเป็น 27 นิวตัน จงหาขนาดของแรงผลักระหว่างประจุคู่นี้
ถ้าระยะห่างของประจุเป็น 3 เท่าของเดิม
4. ประจุคู่หนึ่งวางให้ห่างกันเป็น 2 เท่าของระยะเดิม แรงกระทาระหว่างประจุในตอนหลังจะมีค่าเป็นกี่
เท่าของตอนแรก
5. ลูกพิธ 2 ลูกวางห่างกัน 8 ซม. จะเกิดแรงผลักกันค่าหนึ่ง ถ้าเพิ่มประจุลูกหนึ่งเป็น 2 เท่าและอีก
ลูกหนึ่งเป็น 3 เท่า จะต้องวางลูกพิธทั้งสองห่างกันเท่าใด จึงจะเกิดแรงกระทาเท่าเดิม
6. ทรงกลมตัวนา P และ Q ประจุไฟฟ้า 4x10-8
C
และ 9x10-8
C ตามลาดับ วางห่างกัน 0.6 เมตร
บนพื้นระนาบเกลี้ยงที่เป็นฉนวน ถ้า P มีมวล
0.18 กรัม จงหาความเร่งของทรงกลม F
ทันที่ที่ปล่อย (เมตร/วินาที2
)

7. จุดประจุ 2 จุด ขนาด 4 ไมโครคูลอมบ์ และ -6 ไมโครคูลอมบ์ วางห่างกัน เป็นระยะ d ซม. จะ
เกิดแรงกระทาระหว่างประจุ 12 นิวตัน ถ้านาไปวางห่างกัน d/2 ซม. จะเกดแรงกระทาระหว่าง
ประจุทั้งสองขนาดเท่าไร
8. ประจุไฟฟ้า -3x10-4
C, +2x10-3
C และ +4x10-4
C
วางอยู่ที่จุด A, B และ C ดังรูปแรงกระทาที่มีต่อประจุ
+2x10-3
C มีขนาดที่นิวตัน
9. ทรงกลม A, B มวลเท่ากันคือ 1/10 ก.ก. วางไว้บนพื้นเอียงซึ่งทามุม 30 องศากับแนวราบ
เมื่อให้ประจุแก่ทรงกลมทั้งสองเท่ากัน ทาให้สามารถสมดุลได้ดังรูปโดยห่างกัน 3 เมตร จงหา
ประจุบนแต่ละลูก ใช้ g = 10 เมตร/วินาที2
10. ประจุไฟฟ้า 2.0x10-9
, -3.0x10-9
, 4.0x10-9
, -1.0x10-9
C วางไว้ที่จุด A, B, C, D ดังรูป
จงหาแรงกระทาต่อประจุที่จุด B

11. ก้อนโลหะ 2 ก้อน มีระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของโลหะทั้งสองเป็น 3 เมตร ในก้อนโลหะแต่
ละก้อนมีอิเล็กตรอนอิสระอยู่ 1x1015
ตัว จงหาขนาดแรงผลักที่เกิด
12. ก้อนทองแดง 2 ก้อน วางห่างกัน 3 เมตร แต่ละก้อนมีอิเล็กตรอนอิสระอยู่ 5 x 1014
ตัวจงหา
ขนาดของแรงผลักที่เกิดขึ้นในหน่วยนิวตัน
13. จากรูป จงหาแรงลัพธ์ที่กระทาต่อประจุ B
กรณีที่โจทย์ไม่บอกประจุ มาให้ เราอาจหาค่าประจุนั้น ๆ ได้จาก
q = ne
เมื่อ n = จานวนอิเลคตรอน
e = ประจุอิเลคตรอน 1 ตัว = 1.6 x 10–19
คูลอมบ์

16. ประจุบวก q1 และ q2 และ q3 กระจายอยู่บนแกน x ดังรูป โดยมี q1 = 1 ไมโครคูลอมบ์ วางที่
จุดกาเนิด (x = 0) ประจุ q2 วางที่ตาแหน่ง x = 2 เมตร และประจุ q3 = 4 ไมโครคูลอมบ์ ห่าง
จากประจุ q2 ไปทางขวา ถ้าแรงลัพธ์ที่กระทาต่อประจุ q2 เป็นศูนย์ ประจุ q3 จะต้องห่างจาก
ประจุ q1 กี่เมตร

17. จากรูป จงหาว่าสนามไฟฟ้าของประจุ +2x10–3
คูลอมบ์ ณ.จุด A จะมีความเข้มเท่าใด
TECHNIC 3 : สนามไฟฟ้า
สนามไฟฟ้า (E) บริเวณรอบ ๆ ประจุซึ่งจะมีแรงทางไฟฟ้าแผ่ออกมาตลอดเวลา
สนามไฟฟ้าเป็นปริมาณเวกเตอร์ทิศทางของสนามไฟฟ้า กาหนดว่า
สาหรับประจุบวก สนามไฟฟ้ามีทิศออกตัวประจุ
สาหรับตัวประจุลบ สนามไฟฟ้ามีทิศเข้าตัวประจุ
ขนาดความเข้มสนามไฟฟ้าหาค่าได้จาก
2
kQ
E
r

เมื่อ E = ความเข้มสนามไฟฟ้า (N/C , V/m)
k = 9 x 109
N. m2
/ C2
q = ขนาดของประจุต้นเหตุ (C)
r = ระยะห่างจากประจุต้นเหตุ (m)

18. จากรูป จงหาว่าสนามไฟฟ้าของประจุ –4x10–3
คูลอมบ์ ณ.จุด A จะมีความเข้มกี่เท่าใด และ มี
ทิศขึ้นหรือลง
19. จากรูปที่กาหนดให้ จงหาว่าสนามไฟฟ้าลัพธ์ที่จุด X มีขนาดเท่าใด
20. ประจุบวก q1 = 2 ไมโครคูลอมบ์ วางห่างจาก ประจุลบ q2 = –2 ไมโครคูลอมบ์เป็นระยะ
6 เมตร สนามไฟฟ้าที่ตาแหน่งกึ่งกลางระหว่าง 2 ประจุนี้ ในหน่วยของ N/C มีค่าเป็นเท่าใด
21. จากรูปที่กาหนดให้ จงหาว่าสนามไฟฟ้าลัพธ์ที่จุด X มีขนาดเท่าใด

22. ประจุ q1, q2 มีขนาดเท่ากันอยู่ห่างกัน 0.1 ม. สนามไฟฟ้า ณ จุดกึ่งกลางระหว่างประจุทั้งสองมี
ทิศพุ่งเข้าหา q2 และมีขนาด 4.8x104
V/m จงหา q1, q2
23. ประจุไฟฟ้าขนาด +9 ถูกวางไว้ที่ตาแหน่ง X = 0 เมตร และประจุไฟฟ้าที่สอง +4
ถูกวางไว้ที่ตาแหน่ง X = 1 เมตร จุดสะเทินจะอยู่ห่างจากประจุ +9 กี่เมตร
24. วางประจุ +9Q คูลอมบ์ ที่ตาแหน่งจุดกาเนิด (0,0) และจุดประจุ –4Q คูลอมบ์ที่ตาแหน่ง
x = 1 เมตร y = 0 จงหาระยะบนแกน x ที่สนามไฟฟ้าเป็นศูนย์
จุดสะเทินในสนามไฟฟ้า คือ จุดในสนามไฟฟ้าซึ่งมีค่าความเข้มของสนามไฟฟ้าเป็นศูนย์
1. โดยทั่วไปจุดสะเทินจะ เกิดขึ้นได้เพียงจุดเดียวเท่านั้น
2. หากเป็นจุดสะเทินของประจุ 2 ตัว จะเกิดในแนวเส้นตรงที่ลาก
ผ่านประจุทั้งสอง
3. หากประจุทั้งสองเป็นประจุชนิดเดียวกันจุดสะเทินจะอยู่ระหว่าง
กลางประจุทั้งสอง
4. หากประจุทั้งสองเป็นประจุต่างชนิดกันจุดสะเทินจะอยู่รอบนอก
ประจุทั้งสอง
5. จุดสะเทินจะเกิดอยู่ใกล้ประจุที่มีค่าน้อยกว่า

25. จงเขียนเส้นแรงไฟฟ้าระหว่างประจุบวกและลบ 2 จุด
26. จงเขียนเส้นแรงไฟฟ้าระหว่างประจุบวก 2 จุด
27. กาหนดให้จุด A อยู่ห่างจากประจุ 5 x 10–9
คูลอมบ์ เป็นระยะ 3 เมตร
ก) สนามไฟฟ้า ณ.จุด A จะมีความเข้มกี่นิวตัน/คูลอมบ์
ข) หากนาอิเลคตรอน 1 ตัว ไปวางตรงจุด A จงหาแรงกระทาต่ออิเลคตรอนนี้ กาหนด
ประจุอิเลคตรอน 1 ตัว เท่ากับ 1.6 x 10–19
คูลอมบ์ )
ขนาดของแรงกระทาต่อประจุทดสอบหาจาก
F qE
เมื่อ F = แรงกระทา (N)
q = ประจุทดสอบที่ถูกแรงกระทานั้น (C)
E = ความเข้มสนามไฟฟ้า (N/C , V/m)

28. สนามไฟฟ้าที่ทาให้โปรตอนมวล 1.67 x 10–27
กิโลกรัม มีประจุ 1.6 x 10–19
คูลอมบ์เกิด
ความเร่ง 2 x 102
เมตรต่อวินาที2
มีค่าเท่าไร
TECHNIC 4 : ศักย์ไฟฟ้า
ศักย์ไฟฟ้า คือ ขนาดของงานที่สูญเสียไปในการเคลื่อน 1 หนึ่งหน่วยประจุระยะอนันต์(Infinity)
มาจนถึงจุดนั้น
เราสามารถหาค่าศักย์ไฟฟ้า ณ. จุดรอบ ๆ ประจุได้จากสมการ
kQ
V
r

เมื่อ V = ศักย์ไฟฟ้า (โวลต์)
k = 9 x 109
N. m2
/ C2
Q = ประจุต้นเหตุ (คูลอมบ์)
r = ระยะห่างจากประจุต้นเหตุ (เมตร)
ข้อควรทราบ
1. ศักย์ไฟฟ้า เป็นปริมาณสเกลลาร์ มีแต่ขนาด ไม่มีทิศทาง การคานวณหา
ศักย์ไฟฟ้าต้องแทนเครื่องหมาย +, – ของ ประจุ (Q) ด้วยเสมอ
2. เมื่อทาการเลื่อนประจุทดสอบจากจุดหนึ่งไปสู่จุดที่สองจะได้ว่า
2 1
W
V V
q
 
เมื่อ V1 = ศักย์ไฟฟ้าที่จุดเริ่มต้น (โวลต์)
V2 = ศักย์ไฟฟ้าที่จุดสุดท้าย (โวลต์)
W = งานที่ใช้ในการเลื่อนประจุ (จูล)
q = ประจุที่เคลื่อนที่ (คูลอมบ์)

29. จากรูป ประจุ Q มีขนาด –2 x 10–9
คูลอมบ์
ก. จงหาศักย์ไฟฟ้าที่จุด A
ข. จงหาศักย์ไฟฟ้าที่จุด B
ค. หากเลื่อนประจุขนาด 2 คูลอมบ์จาก B
ไป A จะต้องทางานเท่าใด
30. A และ B เป็นจุดที่อยู่ห่างจากประจุ 4 x 10–6
คูลอมบ์ เป็นระยะทาง 2 และ12 เมตร ตามลาดับ
ถ้าต้องการเลื่อนประจุ – 4 คูลอมบ์ จาก A ไป B ต้องใช้งานในหน่วยกิโลจูลเท่าใด
31. มีประจุขนาด –4 x 10–10
C จุด A อยู่ห่างจากประจุนี้ 1 เมตร จงหางานที่ต้องทาในการพาประจุ
2 x 10–12
C จากที่ไกลมากมาที่จุด A นี้
32. ในการนาประจุ 2 x 10–4
คูลอมบ์ จาก infinity เข้าหาประจุบวกถึงจุด ๆ หนึ่งต้อง
สิ้นเปลืองงาน 5 x 10–2
จูล จุดนั้นมีศักย์ไฟฟ้ากี่โวลต์

33. จากรูปที่กาหนดให้ จงหาว่าศักย์ไฟฟ้ารวมที่จุด X มีขนาดเท่าใด
34. สี่เหลี่ยมจัตุรัสมีเส้นทะแยงมุมยาว 0.2 เมตร วางประจุ 5 x 10–6
, 3 x 10–6
, –4 x 10–6
และ –2 x 10–6
คูลอมบ์ ที่มุมทั้งสี่ของรูปสี่เหลี่ยมนี้ จงหาศักย์ไฟฟ้าที่จุดศูนย์กลางของสี่เหลี่ยม
จัตุรัสในหน่วยโวลต์
35. จากรูปที่กาหนดให้ ที่ตาแหน่ง A, B และ C มีประจุ 5 x 10–7
, –2 x 10–7
และ 1.5 x 10–7
คูลอมบ์ ตามลาดับ จงหาระยะ BD ที่ทาให้ศักย์ไฟฟ้าที่ตาแหน่ง D เป็นศูนย์

36. ประจุ Q1 = +0.5 C ระยะ AB = 10 cm ระยะ BC = 30 cm มุม ABC = 90o
ถ้างานที่ใช้ใน
การนาโปรตรอน 1 ตัว จากอนันต์มายังจุด B มีค่า +28.8x10–9
จูล จงหาว่า Q2 มีกี่คูลอมบ์
TECHNIC 5 : สนามไฟฟ้า และศักย์ไฟฟ้า
รอบตัวนา
การคานวณหาสนามไฟฟ้า และศักย์ไฟฟ้ารอบตัวเก็บประจุ
กรณีที่ 1 หากจุดที่จะคานวณอยู่ภายนอก หรืออยู่ที่ผิววัตถุ
2
kQ
E
r

เมื่อ R = ระยะที่วัดจากจุดศูนย์กลางวัตถุถึง
กรณีที่ 2 หากจุดที่จะคานวณอยู่ภายในวัตถุ
Eภายใน = 0
Vภายใน = Vที่ผิววัตถุ

37. ทรงกลมรัศมี 1 เมตร และมีประจุ –5x10–9
C จงหาสนามไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าที่
ก. ระยะทาง 2 เมตร จากผิวทรงกลม
ข. ผิวทรงกลม
ค. ระยะ 0.2 เมตร จากจุดศูนย์กลางทรงกลม
38. ทรงกลมโลหะกลวงมีรัศมี 20 เซนติเมตร ทาให้มีศักย์ไฟฟ้า 10000 โวลต์สนามไฟฟ้าภายนอก
ทรงกลมบริเวณใกล้เคียงผิว จะมีค่าเท่าใดในหน่วยโวลต์ต่อเซนติเมตร
39. ถ้าศักย์ไฟฟ้าสูงสุดของตัวนาทรงกลมรัศมี 0.30 เมตร มีค่าเท่ากับ 106
โวลต์ จงหาแรงที่มาก
ที่สุด ที่ตัวนาทรงกลมนี้จะผลักจุดประจุไฟฟ้า 3x10–5
คูลอมบ์ ซึ่งห่างจากผิวทรงกลม
0.2 เมตร ได้

40. ถ้าต้องการเคลื่อนประจุขนาด q คูลอมบ์ ไปตามผิวนอกของทรงกลมซึ่งมีประจุ Q อยู่ภายใน
จากตาแหน่งหนึ่งไปสู่อีกตาแหน่งหนึ่ง งานที่ใช้ในการเคลื่อนประจุมีค่าเท่าใด

TECHNIC 5 : สนามไฟฟ้าสม่าเสมอรอบตัวนา
สนามไฟฟ้าสม่าเสมอ สนามไฟฟ้าซึ่งอยู่ระหว่างกลางขั้วไฟฟ้าบวก-ลบ จะมีค่าเท่ากัน
ทุกจุด
เราหาค่าสนามสม่าเสมอได้จาก
V
E
d

เมื่อ E = สนามไฟฟ้าสม่าเสมอ (N/C , V/m)
V = ความต่างศักย์ระหว่างจุดที่คานวณ (โวลต์)
d = ระยะห่างระหว่างจุดที่คานวณ (เมตร)
ประจุบวกจะเคลื่อนที่ไปตามสนามประจุลบจะเคลื่อนที่สวนทางกับสนาม
⃑

41. แผ่นโลหะคู่ขนาน วางห่างกัน 1 มิลลิเมตร ต่ออยู่กับขั้วบวก-ลบของแบตเตอรี่ 1.5 โวลต์
สนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นตัวนาคู่ขนานจะมีค่าเท่าใด
42. จุด A และ B อยู่ภายในเส้นสนามไฟฟ้าที่มีทิศตามลูกศรดังรูป ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง
ก.วางประจุลบลงที่จุด A ประจุลบจะเคลื่อนไปที่จุด B
ข.วางประจุบวกลงที่จุด B ประจุบวกจะเคลื่อนไปที่จุด A
ค.สนามไฟฟ้าที่จุด A สูงกว่าสนามไฟฟ้าที่จุด B
ง. สนามไฟฟ้าที่จุด A มีค่าเท่ากับสนามไฟฟ้าที่จุด B
43. แผ่นตัวนาคู่ขนานเท่ากัน วางห่างกัน 3 มิลลิเมตร ถ้าต่อแผ่นคู่ขนานนี้เข้ากับแบตเตอรี่
9 โวลต์ สนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นตัวนาคู่ขนานจะมีค่าเท่าใด
44. แผ่นตัวนาคู่ขนานเท่ากัน วางห่างกัน 5 เซนติเมตร มีสนามไฟฟ้าสม่าเสมอเข้ม 20 V/mจะมีค่า
ความต่างศักย์ระหว่างขั้วบวกและลบ กี่โวลต์

45. จงหาความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่าง A ไป B ตามกรณีต่อไปนี้
46. จงหางานในการเลื่อนประจุขนาด 2 x 10–6 คูลอมบ์ จากจุด A ไป B ซึ่งอยู่ภายใต้สนามไฟฟ้า
8 โวลต์/เมตร ดังรูป
เงื่อนไขการใช้สูตร V = Ed
1. E และ d (การขจัด) ต้องอยู่ในแนวขนานกัน
หาก d ตั้งฉากกับ E ; V = 0
หาก d เอียงทามุมกับ E ต้องแตกการขจัด d นั้นให้ขนานกับ E ก่อน
2. ถ้าการขจัด d มีทิศเดียวกับสนามไฟฟ้า E ให้ใช้การขจัด d เป็นลบ
ถ้า d และ E สวนทางกันใช้ d เป็นบวก

47. ตัวนาทรงกลมรัศมี 10 เซนติเมตร ความจุประจุของทรงกลมมีค่ากี่ฟารัด
48. ศักย์ไฟฟ้าของตัวนาทรงกลมรัศมี 60 เซนติเมตร มีค่าเท่ากับ 3 x 105
โวลต์ประจุไฟฟ้าในข้อใด
ที่ตัวนา ทรงกลมนี้สามารถเก็บได้
TECHNIC 6 : ตัวเก็บประจุ
ตัวเก็บประจุ คือ วัสดุที่สามารถเก็บสะสมประจุไฟฟ้าไว้ภายในตัวเองได้
ตัวเก็บประจุ แบบทรงกลม ตัวเก็บประจุแบบนี้เราสามารถหาค่าความจุประจุได้จาก
หรือ
เมื่อ C = ค่าความจุประจุ (ฟารัด)
a = รัศมีทรงกลม
K = 9x109
N. m2
/c2
Q = ประจุที่เก็บสะสม (คูลอมบ์)
V = ศักย์ไฟฟ้าที่ผิว (โวลต์)

49. ตัวเก็บประจุตัวหนึ่งมีความจุ 0.2 ใช้งานกับความต่างศักย์ 250 โวลต์ จะเก็บประจุไว้ได้
กี่คูลอมบ์
50. แผ่นโลหะขนาดห่างกัน 0.1 เมตร ใช้ทาเป็นตัวเก็บประจุที่มีค่าความจุ 9 นาโนฟารัด ถ้า
สนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นโลหะมีค่า 3 N/C อยากทราบว่าตัวเก็บประจุนี้ มีประจุกี่คูลอมบ์
ตัวเก็บประจุแบบแผ่นโลหะคู่ขนานตัวเก็บประจุแบบนี้เราสามารถหาค่าความจุประจุได้จาก
เมื่อ C = ค่าความจุประจุ (ฟารัด)
Q = ประจุที่เก็บสะสม (คูลอมบ์)
V = ความต่างศักย์ระหว่างขั้วไฟฟ้า (โวลต์)

51. จงหาพลังงานที่สะสมในคาปาซิเตอร์ที่มีความจุ 2 เมื่อประจุไฟฟ้าให้คาปาซิเตอร์จนมีความ
ต่างศักย์ 2 V
52. ตัวเก็บประจุ 16 ต่อเข้ากับความต่างศักย์ค่าหนึ่ง ทาให้มีพลังงานสะสมในตัวเก็บประจุ
0.5 จูล จงหาค่าความต่างศักย์นี้ในหน่วยของโวลต์
53. จงหาพลังงานที่สะสมในคาปาซิเตอร์ที่มีความจุ 2 เมื่อประจุไฟฟ้าให้คาปาซิเตอร์จนมีความ
ต่างศักย์ 100 V
พลังงานไฟฟ้าที่เก็บสะสมในตัวเก็บประจุแผ่นโลหะคู่ขนาน สามารถหาได้ จาก
เมื่อ U = พลังงานที่เก็บสะสม (จูล)

54. จากรูป
ก. ให้หาค่า Cรวม
ข. ให้หาค่า Q1 และ Q2
ค. ให้หาค่า V1 และ V2
ง. ให้หาค่า Vรวม
TECHNIC 7 : การต่อตัวเก็บประจุ
การต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม

55. จากรูป จงหา Cรวม และ Qรวม
56. จากรูป
ก. ให้หาค่า Cรวม
ข. ให้หาค่า Vรวม
ค. ให้หาค่า V1 และ V2
ง. ให้หาค่า Q1 และ Q2
การต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน

57. จากรูป จงหาค่าความจุรวม และ ประจุไฟฟ้ารวมบนตัวเก็บประจุทั้งสอง
58. ตัวเก็บประจุสามตัวมีความจุ C1 , C2 และ C3 นามาต่อเข้าด้วยกันดังในรูป ความจุรวมของ
ระบบ จะมีค่าเท่าใด
59. จากรูป จงหาความต่างศักย์ระหว่างจุด A กับจุด B และ ประจุไฟฟ้าในตัวเก็บประจุ 2

60. วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยตัวเก็บประจุสามตัวต่ออยู่กับความต่างศักย์ 12 โวลต์ ดังรูป
จงคานวณหาขนาดของความต่างศักย์ที่คร่อมตัวเก็บประจุ 3 ไมโครฟารัด และ 6 ไมโครฟารัด
ตามลาดับ
61. จากรูป เมื่อก่อนปิดวงจรตัวเก็บประจุทั้งสามยังไม่มีประจุไฟฟ้าอยู่ภายในเลย เมื่อปิดวงจรและ
เมื่อเวลาผ่านไปนานพอสมควร พลังงานไฟฟ้าที่สะสมอยู่ในตัวเก็บประจุ C1 มีค่าเท่าใด
62. เมื่อสับสวิทซ์ลงในวงจรดังแสดงในรูปจะมีประจุขนาด 40 ไมโครคูลอมบ์ ไหลจากแบตเตอรี่ไป
เก็บอยู่ในตัวเก็บประจุ C1 , C2 และ C3 ขนาดความจุของตัวเก็บประจุที่ไม่ทราบค่า C1 มีค่ากี่ไม
โครฟารัด

63. ตัวนาทรงกลมรัศมี a ที่มีประจุ –Q ไปแตะกับตัวนาทรงกลมรัศมี2 a ที่มีประจุ +4Q หลังจากแยก
ออกจากกันแล้วตัวนาทรงกลมรัศมี a จะมีประจุเท่าใด
64. ตัวเก็บประจุขนาด 50 อันหนึ่ง มีความต่างศักย์ 16 โวลต์ เมื่อนามาต่อขนานกับตัวเก็บ
ประจุขนาด 30 ซึ่งแต่เดิมไม่มีประจุอยู่เลย จงหาความต่างศักย์ของตัวเก็บประจุ 30
หลัง ( ) ทรงกลม
( ) หลัง
กฎเกี่ยวกับการแตะกันของตัวเก็บประจุเมื่อนาตัวเก็บประจุหลาย ตัวมาแตะกัน
1) หลังแตะ ศักย์ไฟฟ้าของตัวเก็บประจุทุกตัวจะเท่ากัน
2) ประจุ (Q) รวมก่อนแตะ = ประจุ (Q) รวมหลังแตะ
การถ่ายโอนประจุของตัวเก็บประจุทรงกลม
การถ่ายโอนประจุหลังตัวเก็บประจุแผ่นโลหะขนาน

ไฟฟ้าสถิต (Electrostatics)

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to ไฟฟ้าสถิต (Electrostatics)

Similar to ไฟฟ้าสถิต (Electrostatics) (20)

More from Worrachet Boonyong

More from Worrachet Boonyong (17)

ไฟฟ้าสถิต (Electrostatics)