ไฟฟ้าสถิต (Static electricity) 

   ไฟฟ้าสถิต เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจากความไม่สมดุลของปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบภายในวัสดุหรือบนพื้นผิวของวัสดุ ซึ่งประจุไฟฟ้าเหล่านั้นจะยังคงอยู่จนกระทั่งเกิดการเคลื่อนที่หรือมีการถ่ายเทประจุ (Electrostatic Discharge)

ประจุไฟฟ้า (Electric charge)

1. ประจุไฟฟ้ามีอยู่เพียง 2 ชนิด คือ 

           -ประจุไฟฟ้าบวก (Positive charge) หรือเรียกสั้น ๆ ว่า ประจุบวก (+) เป็นประจุที่เกิด บนแท่งแก้ว    เมื่อถูด้วยผ้าไหม

            -ประจุไฟฟ้าลบ (negative charge) หรือเรียกสั้นๆว่า ประจุลบ (-) เป็นประจุที่เกิดบน แท่งอำพัน เมื่อถูด้วยผ้าขนสัตว์

2. แรงกระทำที่เกิดขึ้นระหว่างประจุไฟฟ้า แบ่งได้ 2 ชนิดคือ 

             -แรงดึงดูดกัน เป็นแรงกระทำระหว่างประจุต่างชนิดกัน 

             -แรงผลักกัน เป็นแรงกระทำระหว่างประจุชนิดเดียวกัน

กฎการอนุรักษ์ประจุ

   การทำให้วัตถุมีประจุไฟฟ้าด้วยวิธีต่าง ๆ จะเป็นการเคลื่อนย้ายประจุจากที่หนึ่งไปขังอีกที่หนึ่ง ซึ่งจะได้ว่าผลรวมของจำนวนประจุทั้งหมดคงที่เท่าเดิม การทำให้วัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้าเกิดประจุทำได้ 3 วิธี คือ

• การขัดสี คือ การนำวัตถุ 2 ชนิดที่ต่างกันมาขัดสีกัน จะเกิดการแลกเปลี่ยนประจุ

  

  
  
• การแตะสัมผัส คือ การนำวัตถุที่มีประจุมาแตะวัตถุที่เป็นกลางหรือมีประจุก็ได้การหาประจุหลังแตะ

  

   

การเหนี่ยวนำ คือ การนำวัตถุที่มีประจุมาเข้าใกล้วัตถุที่มีประจุหรือวัตถุที่เป็นกลางก็ได้หลังการเหนี่ยวนำแล้วประจุที่เกิดขึ้นจะชนิดตรงข้ามกับที่มาเหนี่ยวนำ

การถ่ายเทประจุ

    การถ่ายเทประจุไฟฟ้า หรือ Electrostatic Discharge เป็นการที่ประจุไฟฟ้าบนผิววัสดุ 2 ชนิดไม่เท่ากัน เกิดขึ้นจากความต่างศักดิ์ไฟฟ้า โดยหลังถ่ายประจุแล้ว วัตถุทั้งสองจะต้องมีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน โดยประจุไฟฟ้ารวมจะยังคงเท่าเดิม

กฎของคูลอมบ์ (Coulomb’s Law)

   แรงดูดหรือแรงผลักระหว่างประจุไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณระหว่างประจุและเป็นสัดส่วนโดยกับกำลังสองของระยะทางระหว่างประจุนั้น

 

 

สนามไฟฟ้า (electric field) "E"

   สนามไฟฟ้า หมายถึง บริเวณโดยรอบประจุไฟฟ้า ซึ่งประจุไฟฟ้าสามารถส่งอำนาจทางไฟฟ้าไปถึง หรือบริเวณที่เมื่อนำประจุไฟฟ้าไปวางแล้วจะเกิดแรงกระทำบนประจุไฟฟ้านั้น

   การกำหนดขนาดและทิศทางของสนามไฟฟ้า

เมื่อนำประจุ +1C ไปวางไว้ที่จุดใด ๆ ในสนามไฟฟ้า ทิศทางของแรงที่เกิดขึ้นบนประจุ +1C นี้ กำหนดว่าเป็นทิศของสนามไฟฟ้าที่จุดนั้น และค่าของแรงที่เกิดขึ้นบนประจุ +1C นั้น กำหนดว่าเป็นค่า ของความเข้มของสนามไฟฟ้า ที่จุดนั้น

               เมื่อ E คือ สนามไฟฟ้าหรือความเข้มสนามไฟฟ้า 

                      F คือ แรงไฟฟ้าที่กระทำต่อประจุไฟฟ้า ๆ 

                      q คือ ประจุไฟฟ้า

               หน่วยของสนามไฟฟ้าหรือความเข้มสนามไฟฟ้าเป็นนิวตัน/คูลอมบ์ (N/C)

คำนวณสนามไฟฟ้าต่อประจุถ้ามีระยะห่าง:

               E คือ สนามไฟฟ้า
               k คือ ค่าคงที่ของคูลอมบ์
               q คือ ประจุที่สร้างสนามไฟฟ้า
               r  คือ ระยะห่างจากประจุไปยังจุดที่วัด

ศักย์ไฟฟ้า (Electric Potential)

   คือ ศักย์ไฟฟ้าเป็นการวัดงานต่อหน่วยประจุที่จำเป็นในการย้ายประจุไฟฟ้าจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในสนามไฟฟ้า หน่วยของศักย์ไฟฟ้า: โวลต์ (V)

สูตรศักย์ไฟฟ้า :

               V คือ ศักย์ไฟฟ้าที่จุดนั้น

               k คือ ค่าคงทีของคูลอมบ์

               q คือ ประจุไฟฟ้า

               r  คือ ระยะห่างจากประจุไฟฟ้า

   หาความต่างศักย์ไฟฟ้า :

               ΔV คือ ความต่างศักย์ไฟฟ้า

              E คือ ความแรงของสนามไฟฟ้า

              d คือ ระยะทางที่ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุ

   ตัวเก็บประจุ เป็นอุปกรณ์ที่เก็บประจุไฟฟ้า ทำหน้าที่ในการเก็บประจุ ซึ่งเราจะใช้สัญลักษณ์ของตัวเก็บประจุแบบต่างๆในวงจรไฟฟ้าได้ดังนี้

ความจุไฟฟ้า

   ความจุไฟฟ้า (Capacitance) คือ ความสารมารถในการเก็บประจุของตัวนำไฟฟ้า มีหน่วยเป็น คูลอมบ์/โวลต์ (C/V) หรือ ฟารัด (F) สามารถคำนวณได้จาก

การต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม (Series Connection of Capacitors)

   เมื่อต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม, ประจุที่เก็บได้ในแต่ละตัวเก็บประจุเป็นเท่ากัน และความต่างศักย์ไฟฟ้ารวมคือผลรวมของความต่างศักย์ไฟฟ้าของแต่ละตัวเก็บประจุ

การต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน (Parallel Connection of Capacitors)

   ในการต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน, ความต่างศักย์ไฟฟ้าของแต่ละตัวเก็บประจุเท่ากัน และประจุไฟฟ้ารวมเป็นผลรวมของประจุไฟฟ้าของแต่ละตัวเก็บประจุ

พลังงงานสะสมในตัวเก็บประจุ

   เมื่อต่อตัวเก็บประจุเข้ากับความต่างศักย์แล้ว จะพบว่าเมื่อเราเพิ่มความต่างศักย์ประจุที่อยู่ในตัวเก็บประจุจะมีค่าเพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งความสัมพันธ์ระหว่าง Q กับความต่างศักย์ V เป็นไปตามกราฟดังรูป โดยเราสามารถคำนวณพลังงานสะสมในตัวเก็บประจุได้จาก พื้นที่ใต้กราฟ