อิเลกโทรสโคป
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
20 พ.ย. 68
 | 1.2K views



มีการใช้ประโยชน์จากการเหนี่ยวนำไฟฟ้าเพื่อประดิษฐ์อุปกรณ์ที่ช่วยตรวจสอบประจุไฟฟ้าของวัตถุชนิดต่างๆได้ อุปกรณ์นั้นเรียกว่า อิเล็กโทรสโคป (Electroscope)

อิเล็กโทรสโคปแบบลูกพิธ

อิเล็กโทรสโคปแบบลูกพิธประกอบด้วยลูกพิธมวลเบาที่ทำมาจากฉนวนไฟฟ้า และแท่นทั้งหมดเป็นฉนวนไฟฟ้า 

หลักการทำงานคือ ถ้าตอนเริ่มทดลองลูกพิธเป็นกลางทางไฟฟ้า เมื่อนำวัตถุที่ต้องการทดสอบมาวางไว้ใกล้ๆแล้วลูกพิธอยู่นิ่ง

แสดงว่าวัตถุที่ต้องการทดสอบเป็นกลางทางไฟฟ้าหรือประจุไฟฟ้าสุทธิเป็น 0 แต่ถ้าลูกพิธเบนเข้าหาวัตถุแสดงว่าวัตถุมีประจุไฟฟ้าสุทธิที่ไม่เป็น 0 แต่ไม่รู้ชนิดของประจุอาจเป็นบวกหรือลบก็ได้

 

แต่ถ้าลูกพิธไม่เป็นกลางทางไฟฟ้า เมื่อนำวัตถุที่มีประจุชนิดเดียวกันมาวางไว้ใกล้ๆ ลูกพิธจะเบนออกจากวัตถุเพราะประจุเครื่องหมายเหมือนกันเกิดแรงผลัก แต่ถ้าเป็นวัตถุที่มีประจุต่างชนิดกันลูกพิธจะถูกแรงดูดและเบนเข้าหาวัตถุโดยเบนมากกว่ากรณีที่ลูกพิธไม่มีประจุ

 

อิเล็กโทรสโคปแบบแผ่นโลหะบาง

อิเล็กโทรสโคปแบบแผ่นโลหะบางประกอบด้วยแผ่นโลหะบางๆสองแผ่นที่ติดกับโลหะที่มีจานโลหะด้านบน โดยทั้งหมดอยู่ในขวดแก้วหรือพลาสติกยกเว้นส่วนของจานโลหะ

หลักการทำงานของอิเล็กโทรสโคปแบบแผ่นโลหะบาง คือเดิมทีแผ่นโลหะทั้งสองจะประกบติดกันเพราะเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่เมื่อนำวัตถุทดสอบมาวางไว้ใกล้แผ่นจาน จะเกิดการเหนี่ยวนำไฟฟ้าขึ้นโดยอิเล็กตรอนซึ่งเคลื่อนที่ได้ง่ายในโลหะที่เป็นตัวนำไฟฟ้าจะเคลื่อนที่ โดยในกรณีที่วัตถุทดสอบมีประจุบวกจะเหนี่ยวนำทำให้อิเล็กตรอนไปอยู่บริเวณแผ่นจาน ทำให้แผ่นโลหะบาง 2 แผ่นที่ปลายเกิดประจุสุทธิที่เป็นบวกขึ้น และเกิดแรงผลักทำให้แผ่นโลหะกางออก และถ้ายิ่งนำวัตถุไปใกล้มาขึ้นก็จะเกิดการเหนี่ยวนำมากขึ้นทำให้แผ่นโลหะยิ่งกางออกมากขึ้น แต่ถ้านำวัตถุทดสอบออกไปอิเล็กตรอนจะวิ่งกลับและแผ่นโลหะจะหุบลง

 

แต่ในกรณีที่วัตถุทดสอบมีประจุลบ อิเล็กตรอนจากแผ่นจานจะเคลื่อนที่ลงมาบริเวณแผ่นโลหะ ทำให้ทั้งคู่มีประจุสุทธิเป็นลบ ทำให้เกิดแรงผลักกันจนแผ่นโลหะกางออกเช่นกัน

จะเห็นว่าถ้าเดิมทีแผ่นโลหะเป็นกลางทางไฟฟ้าไม่ว่าวัตถุทดสอบจะมีประจุสุทธิเป็นบวกหรือลบก็ทำให้แผ่นโลหะกางออกทั้งคู่จึงทำให้ระบุชนิดของประจุไม่ได้ กรณีที่ต้องการทดสอบชนิดของประจุจะทำได้ด้วยการนำวัตถุที่รู้ชนิดประจุอยู่แล้วมาวางไว้ใกล้แผ่นจาน

 

 

จากนั้นนำสายดินที่เป็นตัวนำไฟฟ้าและมีปลายด้านหนึ่งติดกับพื้นดิน ต่อเข้ากับแผ่นจานจึงเกิดการถ่ายเทของอิเล็กตรอนกับพื้นโลกขณะนั้นประจุจะถูกตรึงอยู่บนแผ่นจานทำให้แผ่นโลหะบางหุบ 

 

จากนั้นนำสายดินออกเพื่อตัดการถ่ายเทประจุกับพื้นโลก โดยประจุบนแผ่นจานยังคงถูกตรึงอยู่ด้วยวัตถุที่รู้ประจุ 

 

สุดท้ายนำวัตถุที่รู้ประจุออกทำให้ประจุไม่ถูกตรึงอยู่ที่แผ่นจานและทำให้แผ่นโลหะบางเกิดประจุเหมือนและกางออก สุดท้ายแล้วประจุสุทธิที่แผ่นโลหะบางจะเป็นประจุเครื่องหมายตรงข้ามกับวัตถุที่รู้ประจุในตอนแรก

 

ในกรณีที่วัตถุทดสอบมีประจุเหมือนกับประจุสุทธิในแผ่นโลหะ จะเหนี่ยวนำให้เกิดประจุสุทฺธิเครื่องหมายตรงข้ามที่แผ่นจานและทำให้ประจุสุทธิในแผ่นโลหะเพิ่มจำนวนขึ้น และทำให้แผ่นโลหะกางออกมากขึ้น

 

ในกรณีที่วัตถุทดสอบมีประจุต่างกับประจุสุทธิในแผ่นโลหะ จะเหนี่ยวนำให้เกิดประจุสุทฺธิเครื่องหมายเหมือนกับที่แผ่นจานและทำให้ประจุสุทธิในแผ่นโลหะลดจำนวน และทำให้แผ่นโลหะกางออกน้อยลงอาจถึงขั้นหุบลงในบางกรณี