สรุปครบ! ไฟฟ้าสถิต ม.5 เข้าใจง่าย พร้อมเทคนิคพิชิตข้อสอบ

ไฟฟ้าสถิต

บทความสรุปเนื้อหาไฟฟ้าสถิต ม.5 ที่จะช่วยให้น้อง ๆ เข้าใจหลักการไฟฟ้าสถิตและปรากฏการณ์ต่าง ๆ ได้อย่างชัดเจน พร้อมอธิบายตั้งแต่แรงระหว่างประจุ กฎของคูลอมบ์ สนามไฟฟ้า ไปจนถึงศักย์ไฟฟ้าและตัวเก็บประจุ เตรียมพร้อมกับตัวอย่างและเทคนิคสำคัญเพื่อเพิ่มความมั่นใจในการสอบ โรงเรียนกวดวิชาออนดีมานด์จัดเต็มให้น้อง ๆ เข้าใจง่ายและพร้อมพิชิตคะแนนสูงสุด!

หลาย ๆ คนเคยได้ยยินคำว่าไฟฟ้าสถิตกัน แน่นอนว่า น้อง ๆ ต้องเคยเกิดอาการไฟฟ้าสถิตกับเพื่อน ๆ กันอยู่บ้าน ต้องที่เดิน ๆ อยู่ จับเขียนเพื่อนแล้วเหมือนอาการไฟช็อต แล้วอาการช็อตหรือไฟฟ้าสถิต จริง ๆ แล้วมันคืออะไร เกิดขึ้นได้ยังไง นี่เป็นอีกเนื้อหาสำคัญที่น้องต้องรู้เลยทีเดียว

ไฟฟ้าสถิต คือ อะไร?

ไฟฟ้าสถิต คือ พลังงานไฟฟ้าที่เกิดจากการสะสมของประจุไฟฟ้าในวัตถุ โดยปกติแล้วจะเกิดขึ้นเมื่อมีการเสียดสีกันระหว่างวัตถุสองชนิดที่แตกต่างกัน เช่น การถูวัตถุที่ทำจากพลาสติกหรือยางกับผิวหนัง เมื่อเกิดการเสียดสี ประจุไฟฟ้าจะถูกถ่ายโอนจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง ทำให้เกิดการสะสมประจุไฟฟ้าที่สามารถทำให้เกิดแรงดึงดูดหรือผลักระหว่างวัตถุได้

ไฟฟ้าสถิตเกิดจากอะไร?

ไฟฟ้าสถิตเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของประจุไฟฟ้าในวัตถุ ซึ่งสามารถเกิดจากหลายปัจจัย เช่น ไฟฟ้าสถิตสามารถเกิดจากหลายวิธี เช่น:

  • การเสียดสี (Friction): เมื่อวัตถุสองชนิดเสียดสีกัน เช่น ถูผมกับหวีพลาสติก ทำให้เกิดการถ่ายโอนประจุ
  • การสัมผัส (Contact): การสัมผัสระหว่างวัตถุที่มีประจุต่างกัน เช่น การสัมผัสกับโลหะจะทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนประจุ
  • การนำไฟฟ้า (Conduction): การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าผ่านตัวนำ

ตัวอย่างของไฟฟ้าสถิต 

  1. การดึงดูดเส้นผม: เมื่อเราถูผมกับหวีพลาสติก ประจุไฟฟ้าจะถูกถ่ายโอนระหว่างสองวัตถุ ทำให้หวีมีประจุไฟฟ้าและสามารถดึงดูดเส้นผมที่อยู่ใกล้เคียงได้
  2. การช็อตไฟฟ้า: เมื่อเราเดินบนพื้นพรมแล้วสัมผัสกับโลหะ เช่น ลูกบิดประตู จะรู้สึกถึงการช็อตเล็กน้อย นี่คือผลจากการสะสมของประจุไฟฟ้าที่เกิดจากการเสียดสีกับพื้นพรม ในช่วงฤดูหนาวที่อากาศแห้ง ความชื้นในอากาศจะลดลง ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตได้ง่ายขึ้น 

ประจุไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้ามีสองประเภท ได้แก่:

  • ประจุบวก (+): เช่น ประจุของโปรตอน
  • ประจุลบ (−): เช่น ประจุของอิเล็กตรอน

เมื่อมีการถ่ายโอนประจุระหว่างวัตถุ ประจุไฟฟ้าที่มีจำนวนไม่เท่ากันจะทำให้เกิดแรงดึงดูดหรือผลักระหว่างวัตถุ “วัตถุที่มีประจุต่างชนิดกันจะดึงดูดกัน และวัตถุที่มีประจุเหมือนกันจะผลักกัน”

ไฟฟ้าสถิต ประโยชน์ในด้านต่างๆ

ไฟฟ้าสถิตมีประโยชน์ในหลายด้าน เช่น 

  • อุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ จะมีการใช้เทคโนโลยีป้องกันไฟฟ้าสถิต เพื่อป้องกันความเสียหายจากการสะสมประจุไฟฟ้าบนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ 
  • การเกษตรกรรมยังมีการใช้ไฟฟ้าสถิตในการกำจัดแมลงศัตรูพืชด้วยเทคโนโลยีไฟฟ้าสถิต โดยการสร้างสนามไฟฟ้าเพื่อดึงดูดหรือขับไล่แมลง

การคำนวณที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้าสถิต

1. กฎของคูลอมบ์ 

กฎของคูลอมบ์ใช้ในการคำนวณแรงระหว่างประจุไฟฟ้าสองตัว 

F = K q1 • q2 

  • F = แรงระหว่างประจุ (นิวตัน)
  • k = ค่าคงที่ของคูลอมบ์ (ประมาณ 8.99×109 N m2/C2)
  • q1​ และ q2​ = ขนาดของประจุไฟฟ้า (คูลอมบ์)
  • r = ระยะห่างระหว่างประจุ (เมตร)

 

2. ศักย์ไฟฟ้า 

ศักย์ไฟฟ้าเป็นพลังงานที่ต้องใช้ในการนำประจุไฟฟ้าไปยังจุดหนึ่งในสนามไฟฟ้า 

F = K qr 

  • V = ศักย์ไฟฟ้า (โวลต์)
  • q = ขนาดของประจุไฟฟ้า (คูลอมบ์)
  • r = ระยะห่างจากประจุถึงจุดที่ต้องการคำนวณ (เมตร)

 

3. พลังงานไฟฟ้าที่เก็บอยู่ในสนามไฟฟ้าสามารถคำนวณได้จาก

F = K q1 • q2r 

  • U = พลังงานไฟฟ้า (จูล)
  • q1และq2​ = ขนาดของประจุไฟฟ้า (คูลอมบ์)
  • r = ระยะห่างระหว่างประจุ (เมตร)

 

4. ประจุไฟฟ้า

หากคุณทราบพลังงานไฟฟ้าและระยะห่างระหว่างประจุ สามารถคำนวณขนาดของประจุได้จาก

q =  U • rk 

  • U = พลังงานไฟฟ้า (จูล)
  • r = ระยะห่าง (เมตร)
  • k = ค่าคงที่ของคูลอมบ์

 

5. ประจุไฟฟ้ารวมในระบบ

สำหรับการคำนวณประจุรวมในระบบที่มีประจุหลายตัว

Qรวม​=q1​+q2​+q3​+…+qn​

  • Qรวม​ = ประจุรวม (คูลอมบ์)
  • q1​,q2​,q3​,…,qn​ = ขนาดของประจุไฟฟ้าทั้งหมดในระบบ

 

ตัวอย่างการใช้สมการ กฎของคูลอมบ์ 

สองประจุไฟฟ้าขนาด q1 = 3 μC (ไมโครคูลอมบ์) และ q2 = −5 μC ตั้งอยู่ห่างกัน r = 0.1 m (เมตร) จงหาค่าแรงระหว่างประจุทั้งสองตามกฎของคูลอมบ์

แทนค่า

  • k = 8.99 × 109 N m2/C2
  • q1 = 3 × 10-6 C
  • q2 = −5 × 10-6  C
  • r = 0.1 m

 

F = 8.99 × 1093 × 10-6 • 5 × 10-6(0.1)² 

F =  8.99 × 10915 • 10-120.01 

F = 8.99 × 109 • 1.5 × 10-9  = 13.485 N


ดังนั้น แรงระหว่างประจุทั้ง 2 คือ 13.485 N

บทความอื่นๆ เพิ่มเติม 👉 : OnDemand

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที
เหลือเวลาอีก
ขั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที
เหลือเวลาอีก
วัน
ชั่วโมง
นาที

โค้งสุดท้าย TPAT3 เหลือเวลา

วัน

พี่ออนดีมานด์มีตัวช่วยพิเศษ

วัน
ชั่วโมง
นาที

พบกับข้อเสนอพิเศษสำหรับลูกค้าเก่า

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที

วันนี้เท่านั้น! รับ ID Book ฟรีทันที

ที่สาขาออนดีมานด์

พี่ออนดี้ส่งโมเมนต์สุดพิเศษให้น้อง

ต้อนรับวันวาเลนไทน์

ดีลดี ดีลเดียวก่อนหมดวันแห่งความรัก สมัครเลย

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที
ชั่วโมง
นาที

เหลือเวลา

ชั่วโมง
นาที
00
วัน
00
ชั่วโมง

โค้งสุดท้ายแล้ว เหลือเวลา

00
ชั่วโมง
00
นาที

เหลือเวลา

00
วัน
00
ชั่วโมง

เหลือเวลา

00
ชั่วโมง
00
นาที

วันสุดท้ายแล้ว

เหลือเวลา
00
วัน
00
ชั่วโมง

เหลือเวลา

วัน
ชั่วโมง
นาที
สิ้นสุดการรอคอย สิทธิพิเศษเฉพาะคุณ TCAS DEK68 เวอร์ชั่นใหม่ มาแล้ว !
วันสุดท้ายแล้ว
3 ชม สุดท้ายแล้วสมัครคอร์เลย
รับฟรี! ชุดแนวข้อสอบ TPAT3
ส่วนลดสูงสุด 1,000 บาท
ส่วนลดสูงสุด 500 บาท

นับถอยหลังก่อนสอบเข้าเตรียมอุดม (9 มี.ค. 67)

Days
สิ้นสุดการรอคอย สิทธิพิเศษเฉพาะคุณ TCAS DEK68 เวอร์ชั่นใหม่ มาแล้ว !
สิ้นสุดการรอคอย สิทธิพิเศษเฉพาะคุณ TCAS DEK68 เวอร์ชั่นใหม่ มาแล้ว !
สิ้นสุดการรอคอย สิทธิพิเศษเฉพาะคุณ TCAS DEK68 เวอร์ชั่นใหม่ มาแล้ว !
โปรสุดท้าย NETSAT
เพื่อน้องมข. อีก 14 วันก่อนสอบ
โปรสุดท้าย เพื่อน้อง TU
อีก 1 เดือน ก่อนสอบ
ด่วน LIVEติว เลข โค้งสุดท้าย
ก่อนสอบเตรียมอุดมฯ