Page 4 - บทที่13

13.7 เส้นสนามไฟฟ้า

ื่
้
เส้นสนามไฟฟ้า (electric field lines) เส้นที่ใช้เขียนเพอแสดงทิศทำงของสนำมไฟฟำในบริเวณ
รอบๆ จุดประจุ และใช้เส้นเหล่ำนี้แสดงทิศทำงของแรงที่กระทำต่อประจุบวกที่วำงอยู่ในบริเวณที่มีสนำมไฟฟ้ำ

ลักษณะของเส้นสนำมไฟฟ้ำ ศึกษำจำกกำรแผ่กระจำยตัวของผงสีม่วง (เกล็ดด่ำงทับทิมบดละเอียด)

เมื่อต่อเครื่องจ่ำยไฟตรงโวลต์สูงบนตัวน ำจะสังเกตเห็นแนวกำรแผ่กระจำยมีลักษณะเป็นเส้นๆ และแผ่ออกจำก

ขั้วลบไปยังขั้วบวก แสดงว่ำผงสีม่วงเป็นไอออนลบ แนวกำรแผ่กระจำยของไอออนลบเป็นแนวของแรงลัพธ์

ส่วนไอออนบวกนั้นไม่มีสี จึงไม่เห็นแนวกำรแผ่กระจำย

กรณีแผ่นตัวน ำระนำบวำงขนำนกัน ซึ่งมีประจุแต่ละแผ่นเท่ำกัน แต่เป็นประจุต่ำงชนิดกันจะมี

สนำมไฟฟ้ำขนำดคงที่ มีทิศทำงเดียวกันเป็นเส้นตรงขนำนกัน และมีควำมหนำแน่นของเส้นส่ ำเสมอ

ั
กรณีที่ตัวน ำวงกลม 2 วงรัศมีต่ำงกนซ้อนกัน จะเห็นกำรกระจำยของผงสีม่วง คือผ่ำนในของวงกลมใน
ไม่มีเส้นสนำมไฟฟ้ำ ส่วนบริเวณระหว่ำงวงกลมทั้งสองจะเห็นเส้นสนำมไฟฟ้ำพุ่งออกตำมแนวรัศมี

้
ิ
้
กำรศึกษำเส้นสนำมไฟฟำต้องพจำรณำใน 3 มิติ จำกสมกำรสนำมไฟฟำเนื่องจำกจุดประจุ

้
= แสดงให้เห็นว่ำ ขนำดของสนำมไฟฟำแปรผกผันกับก ำลังสองของระยะห่ำงจำกจุดประจุที่ท ำให้
2
้
เกิดสนำมไฟฟำ โดยบริเวณที่มีเส้นสนำมไฟฟำหนำแน่นมำก สนำมไฟฟำที่บริเวณนั้นมีค่ำมำก บริเวณที่มีเส้น
้
้
้
สนำมไฟฟ้ำหนำแน่นน้อย สนำมฟำมีค่ำน้อย เส้นสนำมไฟฟ้ำที่มีควำมหนำแน่นส่ ำเสมอ สนำมไฟฟำในบริเวณ
้
ดังกล่ำวจะมีค่ำส่ ำเสมอ และมีแรงไฟฟ้ำที่กระท ำต่อจุดประจุสม่ ำเสมอด้วย

กรำฟแสดงควำมสัมพนธ์ระหว่ำงขนำดของสนำมไฟฟำ เนื่องจำกประจุบนตัวน ำทรงกลมกับระยะ r
้
ั
จำกศูนย์กลำงทรงกลม

เรำนิยมให้ในตัวน ำทรงกลมมีประจุกระจำยอยู่อย่ำงสม่ ำเสมอ นอกจำกตัวน ำทรงกลมแล้ว ในตัวน ำ

้
รูปทรงอนๆ ที่มีที่ว่ำงภำยในตัวน ำ (ตัวน ำกลวง) หรือตัวน ำตัน สรุปไดว่ำ สนำมไฟฟำ ณ ต ำแหน่งต่ำงๆ ใน
ื่
ตัวน ำทรงรูปใดๆ มีค่ำเป็นศูนย์ในสภำวะสถิต และสนำมไฟฟำ ณ ต ำแหน่งติดกับผิวของตัวน ำจะมีทิศทำงตั้ง
้
ฉำกกับผิวเสมอ