พื้นฐานไฟฟ้าสถิต
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
20 พ.ย. 68
 | 293 views



ชาวกรีกโบราณสมัย 600 ปีก่อนคริสตกาล ได้ค้นพบว่าถ้านำแท่งอำพันถูกับขนสัตว์ จะพบว่าแท่งอำพันสามารถดูดวัตถุชนิดอื่นได้

ในคำอธิบายปัจจุบันจะบอกว่าแท่งอำพันได้รับ “ประจุไฟฟ้า (electric charge)” จึงทำให้สามารถดูดวัตถุชนิดอื่นได้

ประจุไฟฟ้าเป็นสมบัติพื้นฐานหนึ่งของอนุภาคที่ประกอบขึ้นมาเป็นสสาร แบบเดียวกันกับการที่สสารมีมวล…ไม่มีนักฟิสิกส์คนไหนตอบได้ว่าประจุไฟฟ้าคืออะไร แต่สิ่งที่นักฟิสิกส์สนใจคือ เมื่ออนุภาคหรือวัตถุต่างๆมีประจุไฟฟ้าแล้ว พฤติกรรมของมันเป็นอย่างไร 

สมบัติของประจุไฟฟ้า

จากการทดลองถูวัตถุต่างชนิดกัน 2 ชุดทดลอง ซึ่งนิยมใช้หวีพลาสติกกับผ้าสักหลาด ในลักษณะเดียวกับการถูแท่งอำพันกับขนสัตว์ ให้ผลการทดลองที่น่าสนใจคือ หลังจากถูเสร็จเรียบร้อย พบว่าแท่งวัตถุชนิดเดียวกันจะผลักกัน แต่แท่งวัตถุคนละชนิดจะดูดกัน

จึงทำให้เบนจามิน แฟรงคลิน เสนอว่า ประจุไฟฟ้ามี 2 ชนิด เรียกว่า ประจุบวก กับ ประจุลบ 

หรือสรุปได้ง่ายๆว่า ประจุเครื่องหมายเหมือนกันจะผลักกัน ประจุที่เครื่องหมายต่างกันจะดูดกัน 

การถ่ายเทประจุไฟฟ้าจากการขัดถู

การถ่ายเทประจุไฟฟ้าวิธีหนึ่งเกิดขึ้นจากการขัดถูคู่วัตถุ สำหรับคำอธิบายในปัจจุบันตามทฤษฎีอิเล็กตรอน สสารประกอบด้วยอะตอมที่มีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า ซึ่งอะตอมประกอบด้วยอนุภาค 3 ชนิด ได้แก่โปรตอนที่มีประจุบวก นิวตรอนที่เป็นกลางทางไฟฟ้า และอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ การที่สสารจะมีอำนาจทางไฟฟ้าโดยรวมเป็นบวกหรือลบได้จะเกิดจากอิเล็กตรอนมีการถ่ายเท ถ้าอะตอมเสียอิเล็กตรอนจะมีอำนาจทางไฟฟ้าเป็นบวก แต่ถ้าได้รับอิเล็กตรอนจะมีอำนาจทางไฟฟ้าเป็นลบ เมื่อเกิดการขัดถูกันระหว่างแท่งอำพันกับขนสัตว์ ประจุลบจะถ่ายเทจากขนสัตว์มายังแท่งอำพันโดยผ่านอนุภาคอิเล็กตรอนที่หลุดออกมาจากขนสัตว์และมาอยู่ที่แท่งอำพัน จากการทดลองจับคู่วัตถุมาถูกัน พบว่าวัตถุแต่ละชนิดมีความยาก-ง่ายในการสูญเสียอิเล็กตรอนต่างกัน ซึ่งสามารถเรียงลำดับวัตถุที่สูญเสียอิเล็กตรอนโดยการขัดถูเรียงลำดับจากง่ายไปยาก ได้ดังตารางต่อไปนี้

 

1. ขนสัตว์

5. ยางสน

9. กระดาษ

13. โลหะต่างๆ

17. อีโบไนท์

2. ผ้าสักหลาด

6. ครั่ง

10. ผ้าแพร

14. ยางอินเดีย

18. ยาง

3. ไม้

7. แก้วผิวเกลี้ยง

11. แก้วผิวขรุขระ

15. อำพัน

19. ผ้าแพร

4. เชลแล็ก

8. ผ้าฝ้ายหรือสำลี

12. ผิวหนัง

16. กำมะถัน

20. เซลลูลอยด์

 

หากจับคู่ถูกัน วัตถุที่มีลำดับดีกว่าจะสูญเสียอิเล็กตรอนให้กับวัตถุที่มีลำดับแย่กว่า เช่น ขนสัตว์อันดับดีกว่าอำพัน ขนสัตว์จะเสียอิเล็กตรอนให้กับอำพันเมื่อขัดถูกัน