ໃນຫົວຂໍ້ ຂອງສະໜາມໄຟຟ້າ , ພວກເຮົາໄດ້ສົນທະນາກ່ຽວກັບຄຳນິຍາມ ແລະ ສູດຂອງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ສາມາດນຳໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍປະຈຸໄຟຟ້າໜຶ່ງ, ປະຈຸໄຟຟ້າຫຼາຍອັນ ຫຼື ໂດຍການແຈກຢາຍຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ. ການຄິດໄລ່ຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍປະຈຸໄຟຟ້າໜຶ່ງ ຫຼື ສອງປະຈຸໄຟຟ້າແມ່ນແກ້ໄຂໄດ້ງ່າຍໂດຍໃຊ້ສູດຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າ. ຖ້າສິ່ງທີ່ຄິດໄລ່ແມ່ນຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍການແຈກຢາຍຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ, ການຄິດໄລ່ຈະສັບສົນກວ່າຖ້າໃຊ້ສູດຄວາມແຮງ ຂອງສະໜາມໄຟຟ້າ ແຕ່ຈະງ່າຍກວ່າຖ້າໃຊ້ກົດເກນ . ກ່ອນທີ່ຈະສຶກສາກົດເກນໃຫ້ເລິກເຊິ່ງ, ກ່ອນອື່ນໝົດໃຫ້ເຂົ້າໃຈຟລັກຊ໌ໄຟຟ້າ ເພາະວ່າແນວຄວາມຄິດຂອງຟລັກຊ໌ໄຟຟ້າຖືກນຳໃຊ້ໃນກົດເກນ.
ເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບກະແສໄຟຟ້າ
ຄຳວ່າ ຟລັກສ໌ ມາຈາກຄຳສັບພາສາລາແຕັງ, fluere , ຊຶ່ງໝາຍເຖິງການໄຫຼ. ຕາມຕົວໜັງສືແລ້ວ, ຟລັກສ໌ໄຟຟ້າສາມາດຖືກນິຍາມວ່າເປັນການໄຫຼຂອງສະໜາມໄຟຟ້າ. ຄຳວ່າ ຟລັກສ໌ ຢູ່ທີ່ນີ້ບໍ່ໄດ້ໝາຍເຖິງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ໄຫຼຄືກັບນ້ຳທີ່ໄຫຼ, ແຕ່ອະທິບາຍເຖິງການມີຢູ່ຂອງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຊີ້ໄປໃນທິດທາງໃດໜຶ່ງ. ໃນຫົວຂໍ້ຂອງ ເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າ, ມັນໄດ້ຖືກອະທິບາຍວ່າສະໜາມໄຟຟ້າແມ່ນຖືກເບິ່ງເຫັນ ຫຼື ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍໃຊ້ເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າ, ດັ່ງນັ້ນ ຟລັກສ໌ ຈຶ່ງຖືກສະແດງເປັນເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າ. ສະນັ້ນ ຟລັກສ໌ ແມ່ນເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ຜ່ານພື້ນທີ່ໜ້າດິນໃດໜຶ່ງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບພາບຂ້າງລຸ່ມນີ້.
ຣູມ
ໃນທາງຄະນິດສາດ, ຟລັກໄຟຟ້າແມ່ນຜົນຄູນຂອງສະໜາມໄຟຟ້າ (E), ພື້ນທີ່ຜິວ (A) ແລະ ໂຄໄຊນ໌ຂອງມຸມລະຫວ່າງ
ເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ມີເສັ້ນປົກກະຕິຕັ້ງສາກກັບໜ້າດິນ.
Φ = EA cos θ ……………. (ສົມຜົນທີ 1)
ຖ້າເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າຕັ້ງສາກກັບພື້ນທີ່ຜິວທີ່ພວກມັນຜ່ານດັ່ງໃນຮູບ, ມຸມລະຫວ່າງເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າ ແລະ ເສັ້ນປົກກະຕິແມ່ນ 0o, ບ່ອນທີ່ cos 0o = 1. ດັ່ງນັ້ນສູດ
ໄດ້ຫັນເປັນ:
Φ = EA cos 0o = EA (1)
Φ = EA ……………. (ສົມຜົນ 2)
ອີງຕາມສູດຟລັກສ໌ຂ້າງເທິງ, ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ຫຼາຍສິ່ງຫຼາຍຢ່າງ. ທຳອິດ , ຟລັກສ໌ຢູ່ທີ່ຄ່າສູງສຸດຂອງມັນເມື່ອເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າຕັ້ງສາກກັບພື້ນທີ່ຜິວ ເພາະວ່າໃນສະພາບນັ້ນມຸມລະຫວ່າງເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າ ແລະ ເສັ້ນປົກກະຕິແມ່ນ 0 o , ບ່ອນທີ່ຄ່າໂຄໄຊນ໌ຂອງ 0 o ແມ່ນ 1. ອັນທີສອງ , ຟລັກສ໌ຢູ່ທີ່ຄ່າຕໍ່າສຸດຂອງມັນເມື່ອເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າຂະໜານກັບພື້ນທີ່ຜິວ ເພາະວ່າໃນສະພາບນັ້ນມຸມລະຫວ່າງເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າ ແລະ ເສັ້ນປົກກະຕິແມ່ນ 90 o , ບ່ອນທີ່ຄ່າໂຄໄຊນ໌ຂອງ 90 o ແມ່ນ 0. ອັນທີສາມ , ຟລັກສ໌ແມ່ນຂຶ້ນກັບສະໜາມໄຟຟ້າ (E) ແລະ ພື້ນທີ່ຜິວ (A). ນອກເໜືອໄປຈາກພື້ນທີ່ຜິວຮູບສີ່ແຈສາກດັ່ງໃນຕົວຢ່າງຂ້າງເທິງ, ພື້ນທີ່ຜິວຍັງສາມາດເປັນຮູບຊົງກົມ ແລະ ອື່ນໆ.
ພື້ນຜິວທີ່ປົກຄຸມ
ຟລັກໄຟຟ້າທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ກ່ອນໜ້ານີ້ໄດ້ໃຊ້ຕົວຢ່າງຂອງພື້ນຜິວເປີດ (ພື້ນຜິວຮູບສີ່ຫຼ່ຽມ ຫຼື ຮູບສີ່ຫຼ່ຽມມຸມສາກ). ຟລັກໄຟຟ້າເທິງພື້ນຜິວປິດເຊັ່ນ: ຮູບຊົງກ້ອນ, ຮູບຊົງກ້ອນ, ຫຼື ຮູບຊົງກົມລ่ะ? ສົມມຸດວ່າມີສາຍສະໜາມໄຟຟ້າຜ່ານທ່ອນດັ່ງກ່າວ, ຄືກັບໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້.
ເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າສີຟ້າກົງກັບໜ້າດ້ານເທິງ ແລະ ດ້ານລຸ່ມຂອງລຳແສງເພື່ອສ້າງມຸມ 90 ອົງສາo ດ້ວຍເສັ້ນປົກກະຕິຂອງໜ້າດ້ານເທິງ ແລະ ດ້ານລຸ່ມ. ດັ່ງນັ້ນ, ຟລັກຊ໌ຢູ່ໜ້າດ້ານເທິງ ແລະ ດ້ານລຸ່ມຂອງຄານແມ່ນ Φ = EA cos 90o = EA (0) = 0.
ເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າສີເຫຼືອງກົງກັບໜ້າດ້ານຂວາ ແລະ ຊ້າຍຂອງລຳແສງ ດັ່ງນັ້ນພວກມັນຈຶ່ງປະກອບເປັນມຸມ 90 ອົງສາo ດ້ວຍເສັ້ນປົກກະຕິຂອງໜ້າດ້ານຊ້າຍ ແລະ ຂວາ. ດັ່ງນັ້ນ, ຟລັກຊ໌ຢູ່ໜ້າດ້ານຂວາ ແລະ ຊ້າຍຂອງບລັອກແມ່ນ Φ = EA cos 90o = EA (0) = 0.
ເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າສີແດງແມ່ນຕັ້ງສາກກັບໜ້າ ແລະ ຫຼັງຂອງບລັອກ, ປະກອບເປັນມຸມ 0o ດ້ວຍເສັ້ນປົກກະຕິຂອງໜ້າດ້ານໜ້າ ແລະ ດ້ານຫຼັງ. ດັ່ງນັ້ນ, ຟລັກຊ໌ຈຶ່ງເປັນ Φ = EA cos 0o = EA (1) = E A.
ໃນຮູບຂ້າງເທິງ, ເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າສີແດງເຫັນໄດ້ວ່າເຄື່ອນທີ່ເຂົ້າໄປໃນບລັອກ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນເຄື່ອນທີ່ອອກຈາກບລັອກ. ເມື່ອເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າເຄື່ອນທີ່ເຂົ້າໄປໃນບລັອກຄືກັບວ່າມີປະຈຸລົບຢູ່ໃນບລັອກ, ກະແສໄຟຟ້າຈະເປັນລົບ. ໃນທາງກັບກັນ, ເມື່ອເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າເຄື່ອນທີ່ອອກຈາກບລັອກຄືກັບວ່າມີປະຈຸບວກຢູ່ໃນບລັອກ, ກະແສໄຟຟ້າຈະເປັນບວກ. ໃນທາງຄຸນນະພາບ ຫຼື ບໍ່ມີການຄຳນວນ, ຖ້າຈຳນວນເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ເຂົ້າໄປໃນບລັອກຄືກັນກັບຈຳນວນເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ອອກຈາກບລັອກ, ກະແສໄຟຟ້າທີ່ໄດ້ຮັບຈະເປັນສູນ. ໃນທາງປະລິມານ ຫຼື ໂດຍໃຊ້ການຄິດໄລ່, ກະແສໄຟຟ້າທີ່ໄດ້ຮັບທີ່ຜ່ານບລັອກຈະຖືກຄຳນວນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: ກະແສໄຟຟ້າເຂົ້າ = Φ 1 = – EA cos 0 o = – EA (1) = -EA ແລະ ກະແສໄຟຟ້າອອກ = Φ 2 = + EA cos 0 o = + EA (1) = +E A. ກະແສທັງໝົດແມ່ນ Φ = -Φ 1 + Φ 2 = -EA + EA = 0.
ອີງຕາມການຄິດໄລ່ຂ້າງເທິງ, ສະຫຼຸບໄດ້ວ່າກະແສທັງໝົດທີ່ຜ່ານທ່ອນດັ່ງກ່າວ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງເທິງ, ແມ່ນສູນ. ສາມາດເວົ້າໄດ້ວ່າກະແສທັງໝົດແມ່ນສູນເພາະວ່າບໍ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າພາຍໃນທ່ອນດັ່ງກ່າວ. ດັ່ງນັ້ນ, ຖ້າບໍ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າພາຍໃນພື້ນຜິວປິດເຊັ່ນ: ທ່ອນ, ຮູບຊົງກ້ອນ, ຮູບຊົງກົມ, ຫຼືວັດຖຸອື່ນໆ, ກະແສທັງໝົດຈະເປັນສູນ. ຈະເປັນແນວໃດຖ້າມີປະຈຸໄຟຟ້າພາຍໃນພື້ນຜິວປິດ?
ສົມມຸດວ່າມີປະຈຸໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດໃຈກາງຂອງຊົງກົມດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບເບື້ອງຂວາ. ເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າທັງສີ່ເສັ້ນທີ່ສະແດງເປັນຕົວແທນຂອງເສັ້ນສະໜາມໄຟຟ້າອື່ນໆທີ່ເຄື່ອນທີ່ອອກໄປຈາກຈຸດໃຈກາງຂອງຊົງກົມທີ່ຕັ້ງສາກກັບພື້ນຜິວຂອງຊົງກົມ. ແຕ່ລະເສັ້ນຕັ້ງສາກກັບພື້ນຜິວຂອງຊົງກົມທີ່ມັນຜ່ານ, ສ້າງມຸມ 0 ° ກັບເສັ້ນປົກກະຕິຕັ້ງສາກກັບພື້ນຜິວຂອງຊົງກົມ.
ກະແສໄຟຟ້າໃນກົມ:
ສູດສຳລັບຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າແມ່ນ E = k Q / r 2 ແລະສູດສຳລັບພື້ນທີ່ຜິວຂອງຊົງກົມແມ່ນ A = 4 π r 2 ເພື່ອໃຫ້ສູດຟລັກຊ໌ປ່ຽນເປັນ:
![]()
ຖ້າປະຈຸໄຟຟ້າຢູ່ຈຸດໃຈກາງຂອງລູກກົມແມ່ນ +2Q ແລ້ວກະແສໄຟຟ້າໃນລູກກົມແມ່ນ
![]()
ອີງຕາມສູດຂ້າງເທິງ, ສະຫຼຸບໄດ້ວ່າຖ້າມີປະຈຸໄຟຟ້າພາຍໃນພື້ນຜິວຊົງກົມທີ່ປິດ, ຄ່າຟລັກຊ໌ໃນຊົງກົມບໍ່ໄດ້ຂຶ້ນກັບເສັ້ນຜ່າສູນກາງ ຫຼື ລັດສະໝີຂອງຊົງກົມ. ຄ່າຟລັກຊ໌ແມ່ນ 4πk ເທົ່າຂອງປະຈຸໄຟຟ້າທັງໝົດພາຍໃນຊົງກົມ ຫຼື 1/ε o ເທົ່າຂອງປະຈຸໄຟຟ້າທັງໝົດພາຍໃນຊົງກົມ.
ໜ່ວຍຟລັກໄຟຟ້າ
ສູດພື້ນຖານສຳລັບຟລັກຊ໌ແມ່ນ Φ = EA, ບ່ອນທີ່ E ແມ່ນຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າ ແລະ A ແມ່ນພື້ນທີ່ຜິວ. ຫົວໜ່ວຍຂອງສະໜາມໄຟຟ້າແມ່ນ Newton ຕໍ່ Coulomb (N/C) ແລະ ຫົວໜ່ວຍຂອງພື້ນທີ່ຜິວແມ່ນຕາແມັດ (m2 ) ສະນັ້ນຫົວໜ່ວຍຂອງຟລັກຊ໌ແມ່ນ Newton ຕາແມັດຕໍ່ Coulomb (Nm2 / C).