Page 6 - บทที่ 13
P. 6
6
้
โดยแรงไฟฟำที่กระท ำกับประจุทดสอบ เมื่อว่ำงในต ำแหน่งนั้นๆ จะมีค่ำแปรผันตรงกับค่ำของประจุ
ทดสอบนั้น ตำมกฎของคูลอมบ์ ดังนี้ =
2
ดังนั้นจะได้สมกำรสนำมไฟฟ้ำ ณ ต ำแหน่งดังกล่ำว ดังนี้ =
2
ในระบบไอเอส สนำมไฟฟ้ำมีหน่วยเป็นนิวตันต่อคูลอมบ์ และสรุปได้ว่ำสนำมไฟฟ้ำจะมีทิศทำงพุ่งออกจำก
ประจุบวก และพุ่งเข้ำหำประจุลบในทุกทิศทำง
้
ในกรณีที่สนำมไฟฟ้ำเนื่องจำก ท จุดประจุ สนำมไฟฟ้ำลัพธ์จะได้จำกผลรวมแบบเวกเตอร์ของสนำมไฟฟำ
⃑⃑
เนื่องจำก n จุดประจุนั้นเอง เขียนเป็นสมกำรได้ว่ำ = ∑ ⃑⃑⃑⃑
=1
13.7 เส้นสนามไฟฟ้า
้
ื่
เส้นสนามไฟฟ้า (electric field lines) เส้นที่ใช้เขียนเพอแสดงทิศทำงของสนำมไฟฟำในบริเวณรอบๆ
จุดประจุ และใช้เส้นเหล่ำนี้แสดงทิศทำงของแรงที่กระท ำต่อประจุบวกที่วำงอยู่ในบริเวณที่มีสนำมไฟฟำ
้
ลักษณะของเส้นสนำมไฟฟ้ำ ศึกษำจำกกำรแผ่กระจำยตัวของผงสีม่วง (เกล็ดด่ำงทับทิมบดละเอียด)
เมื่อต่อเครื่องจ่ำยไฟตรงโวลต์สูงบนตัวน ำจะสังเกตเห็นแนวกำรแผ่กระจำยมีลักษณะเป็นเส้นๆ และแผ่ออกจำกขั้ว
ลบไปยังขั้วบวก แสดงว่ำผงสีม่วงเป็นไอออนลบ แนวกำรแผ่กระจำยของไอออนลบเป็นแนวของแรงลัพธ์ ส่วน
ไอออนบวกนั้นไม่มีสี จึงไม่เห็นแนวกำรแผ่กระจำย
กรณีแผ่นตัวน ำระนำบวำงขนำนกัน ซึ่งมีประจุแต่ละแผ่นเท่ำกัน แต่เป็นประจุต่ำงชนิดกันจะมีสนำมไฟฟำ
้
ขนำดคงที่ มีทิศทำงเดียวกันเป็นเส้นตรงขนำนกัน และมีควำมหนำแน่นของเส้นส่ ำเสมอ
ั
กรณีที่ตัวน ำวงกลม 2 วงรัศมีต่ำงกนซ้อนกัน จะเห็นกำรกระจำยของผงสีม่วง คือผ่ำนในของวงกลมในไม่มี
เส้นสนำมไฟฟ้ำ ส่วนบริเวณระหว่ำงวงกลมทั้งสองจะเห็นเส้นสนำมไฟฟ้ำพุ่งออกตำมแนวรัศมี
้
กำรศึกษำเส้นสนำมไฟฟำต้องพจำรณำใน 3 มิติ จำกสมกำรสนำมไฟฟำเนื่องจำกจุดประจุ =
้
ิ
2
แสดงให้เห็นว่ำ ขนำดของสนำมไฟฟำแปรผกผันกับก ำลังสองของระยะห่ำงจำกจุดประจุที่ท ำให้เกิดสนำมไฟฟำ
้
้
้
โดยบริเวณที่มีเส้นสนำมไฟฟำหนำแน่นมำก สนำมไฟฟำที่บริเวณนั้นมีคำมำก บริเวณที่มีเส้นสนำมไฟฟำหนำแน่น
้
่
้
น้อย สนำมฟำมีค่ำน้อย เส้นสนำมไฟฟำที่มีควำมหนำแน่นส่ ำเสมอ สนำมไฟฟำในบริเวณดังกล่ำวจะมีค่ำส่ ำเสมอ
้
้
้
และมีแรงไฟฟ้ำที่กระท ำต่อจุดประจุสม่ ำเสมอด้วย
