สนามไฟฟ้า (Electric filed)

ประจุไฟฟ้ามีแรงกระทาต่อกันตามกฏของคูลอมบ์
ดังนั้นเมื่อนาวัตถุที่มีประจุไปวางไว้ ณ จุดใดๆ ในบริเวณ
ของอีกประจุหนึ่ง จะพบว่ามีแรงไฟฟ้ากระทาต่อประจุ
ที่นาไปวางเสมอ สังเกตได้จากเมื่อนาลูกโป่งที่มีประจุ
ไฟฟ้าเข้าใกล้ เครื่องกาเนิดประจุแวนเดอร์แกรฟฟ์
(Van de Graff Generator) ดังรูป จะมีแรงไฟฟ้า
กระทาต่อลูกโป่ง ในกรณีเช่นนี้ เรากล่าวว่าบริเวณนี้
สนามไฟฟ้า (electric field) เรียกประจุที่นาไปวาง
ว่า ประจุทดสอบ (test charge)

ประจุทดสอบนี้ โดยทั่วไปจะ
ใช้ประจุบวกและแทนด้วย
สัญลักษณ์ +q ดังนั้นถ้าเรา
ต้องการทราบว่า ตาแหน่งใดมี
สนามไฟฟ้าหรือไม่ อาจตรวจสอบ
ได้โดยนาประจุทดสอบ +q ไป
วางไว้ ณ ตาแหน่งนั้น ถ้ามีแรง
กระทาต่อประจุทดสอบ +q
แสดงว่าตาแหน่งนั้นมีสนามไฟฟ้า
ถ้าไม่มีแรงกระทาก็แสดงว่าไม่มี
สนามไฟฟ้า ณ ตาแหน่งนั้น

เมื่อนาประจุทดสอบ +q ไปวางไว้ ณ ตาแหน่งที่อยู่รอบๆประจุ +Q จะมี
แรงกระทาต่อกัน ซึ่งแรงที่กระทาต่อประจุบวกขนาดหนึ่งหน่วยซึ่งวางไว้ ณ
ตาแหน่งใดๆ คือ สนามไฟฟ้า ณ ตาแหน่งนั้น และเขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ E
เขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ว่า
แรงทางไฟฟ้าที่กระทาที่ประจุทดสอบ +q
สนามไฟฟ้า =
ประจุทดสอบ +q
F
E 
q

ภาพแสดงสนามไฟฟ้า และแรงกระทา

จากกฎของคูลอมบ์ จะสามารถ คานวณหาขนาดของสนามไฟฟ้าเนื่องจาก
ประจุ +Q ได้ดังนี้
kQq
E  r2
q
kQ
E  2 ......... (2)
r

สนามไฟฟ้า มีหน่วยเป็น นิวตันต่อคูลอมบ์ (N/C)

ตัวอย่าง สนามไฟฟ้าเนื่องจากจุดประจุ +3.5 ไมโครคูลอมบ์ เป็นระยะ 20
เซนติเมตร มีค่าเท่าใด
วิธีทา เราสามารถคานวณหาสนามไฟฟ้า
Q = +3.5 C จากสมการ (2) ดังนี้
kQ
+ E  2
r = 20 cm r
(9  10 9 )  (3.5  10 -6 )
E 
(20  10 -2 ) 2

(9  3.5)  (10 9 10 -6 )
E 
(20  20 )  (10 -2 10 -2 )

วิธีทา (ต่อ)
(9  3.5)  (10 9 10 -6 )
Q = +3.5 C E 
(20  20 )  (10 -2 10 -2 )
+
r = 20 cm 31 .5  (10 9-6 )
E 
40 0  (10 -2-2 )
31 .5 (10 3 )
E  
40 0 (10 -4 )

31 .5 (10 3 )
Q = +3.5 C E  
40 0 (10 -4 )
+
r = 20 cm E  0.079103-(-4)

E  0.079103 4

E  0.079107

E  (7.9 10 -2 ) 10 7

Q = +3.5 C E  (7.9 10 -2 ) 10 7
+
r = 20 cm E  7.9  (10 -2 7 )

E  7.9105

ตอบ สนามไฟฟ้ามีขนาด 7.9 x 105 นิวตันต่อคูลอมบ์


+
คาถาม
สนามไฟฟ้าของประจุไฟฟ้าขนาด +2.25 ไมโครคูลอมบ์ ที่อยู่ห่าง
ออกไปเป็นระยะ 25 เซนติเมตร มีค่าเป็นเท่าใด

ลองหาคาตอบดูนะครับ -


คาตอบ
สนามไฟฟ้ามีขนาด 3.24 x 105 นิวตันต่อคูลอมบ์

ตอบถูกใช่ไหมครับ เก่งมากเลย!

ตอบผิด ลองดูคาเฉลยนะครับ

เฉลย สนามไฟฟ้าเนื่องจากจุดประจุ +2.25 ไมโครคูลอมบ์ เป็นระยะ 25
วิธีทา เราสามารถคานวณหาสนามไฟฟ้า
Q = +3.5 C จากสมการ (2) ดังนี้
kQ
+ E  2
r = 20 cm r
(9 10 9 )  (2.25 10 -6 )
E 
(25 10 -2 ) 2

(9  2.25 )  (10 9  10 -6 )
E 
(25  25 )  (10 -2  10 -2 )

วิธีทา (ต่อ) 20 .25  (10 9-6 )
E 
Q = +3.5 C 625  (10 -2-2 )
+ 20 .25 (10 3 )
r = 20 cm E  
625 (10 -4 )
E  0.0324103-(-4)

E  0.0324103 4

E  0.0324107

วิธีทา (ต่อ) E  0.0324107
Q = +3.5 C
+ E  (3.24 10 -2 ) 10 7
r = 20 cm
E  3.24  (10 -2 7
)

E  3.24105

ตอบ สนามไฟฟ้ามีขนาด 3.24 x 105 นิวตันต่อคูลอมบ์

สรุปสาระสาคัญ สนามไฟฟ้าในทรงกลมตัวนาทรงกลมมีค่าเป็นศูนย์ และมีค่าสูงสุดที่
บริเวณผิวของทรงกลม และเมื่ออยู่ห่างออกไปจากทรงกลมตัวนา ค่าสนามไฟฟ้า
จะมีค่าลดลงตามลาดับ

หนังสือสารอ้างอิง

นิรันดร์ สุวรัตน์. ฟิสิกส์ ม.6 เล่ม 1-2. สานักพิมพ์ พ.ศ. พัฒนา :
กรุงเทพฯ, 2552.
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติม ฟิสกส์
ิ
เล่ม 4 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4-6. โรงพิมพ์คุรุสภา : กรุงเทพ, 2554.

สนามไฟฟ้า (Electric filed)

More Related Content

What's hot (20)

Viewers also liked (19)

Similar to สนามไฟฟ้า (Electric filed) (6)

More from นายสมพร เหล่าทองสาร โรงเรียนดงบังพิสัยนวการนุสรณ์ อำเภอนาดูน จังหวัดมหาสารคาม (20)

สนามไฟฟ้า (Electric filed)