ไฟฟ้าสถิต ฟิสิกส์ ม.5
สรุปสูตรไฟฟ้าสถิต ครบจบในโพสต์เดียว
.
น้องม.5 ที่กำลังเรียนบทไฟฟ้าสถิต พี่ทำสรุปสูตรที่ต้องใช้ในบทนี้ ตั้งแต่แรงระหว่างประจุ สนามไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า รวมไปถึงเรื่องตัวเก็บประจุมาให้แล้ว ไปดูกัน!!!!
.
ถ้าน้องๆ ชอบคอนเท้นต์สรุปแบบนี้ ก็ #กดติดตาม ช่องพี่ไว้นะคร้าบบ พี่มีสรุปให้น้องๆ ทั้งปีเลย
ขอเสริม “จุดสะเทินในสนามไฟฟ้า” กับทริคทำโจทย์ไฟฟ้าสถิตที่หลายคนคลิกเข้ามาแล้วงงกันบ่อยๆ (เราเคยพลาดเหมือนกัน) 1) จุดสะเทินคืออะไร? จุดสะเทิน (neutral point) คือ “ตำแหน่งที่สนามไฟฟ้ารวมเป็นศูนย์” หรือพูดง่ายๆ คือเวกเตอร์สนามไฟฟ้าจากประจุหลายตัวมาหักล้างกันพอดี ดังนั้นต้องโฟกัสที่ E (สนามไฟฟ้า) ไม่ใช่แรง F เพราะแรงขึ้นกับ “ประจุทดสอบ” แต่สนามไฟฟ้าไม่ขึ้นกับประจุทดสอบ 2) ขั้นตอนหาจุดสะเทินจากประจุ 2 ตัว (ใช้ได้แทบทุกข้อ) - วาดเส้นตรงเชื่อมประจุ 2 ตัวก่อน แล้วพิจารณา “ช่วงตำแหน่ง” ที่เป็นไปได้ (ซ้าย-กลาง-ขวา) - เขียนขนาดสนามไฟฟ้า: E = k|q|/r^2 - ตั้งสมการ “ขนาดเท่ากัน” ในจุดที่ทิศทางตรงข้ามกันเท่านั้น - แก้ r แล้วเช็คว่าตำแหน่งที่ได้อยู่ในช่วงที่เราสมมติไว้จริงไหม (ขั้นเช็คสำคัญมาก) 3) ทิศทางสนามไฟฟ้า จำสั้นๆ - ประจุบวก: สนามพุ่งออก - ประจุลบ: สนามพุ่งเข้า จากนั้นดูว่าที่จุดที่เราสนใจ เวกเตอร์ E จากแต่ละประจุชี้ไปทางไหน ถ้าชี้ “ทิศเดียวกัน” ไม่มีทางเป็นจุดสะเทิน 4) เคสยอดฮิต: ประจุเหมือนกันเครื่องหมายเดียวกัน (+,+) หรือ (-,-) จุดสะเทินจะอยู่ “ระหว่าง” สองประจุเสมอ (เพราะสนามจากแต่ละตัวในช่วงกลางจะสวนทางกัน) - ถ้าขนาดเท่ากัน จุดสะเทินอยู่กึ่งกลาง - ถ้าขนาดไม่เท่ากัน จุดสะเทินจะ “อยู่ใกล้ตัวที่มีขนาดน้อยกว่า” (เพราะต้องเข้าใกล้ให้ r เล็กลงเพื่อให้ E ทันอีกฝั่ง) 5) เคสยอดฮิต: ประจุต่างเครื่องหมาย (+,-) ช่วง “ระหว่างกลาง” สนามไฟฟ้าจะชี้ไปทางเดียวกัน (จาก + ไป -) เลยไม่สะเทิน จุดสะเทินจะไปอยู่ “นอกช่วงระหว่างประจุ” และมักจะอยู่ด้านของประจุที่มีขนาดน้อยกว่า (หลักคิดเดียวกัน: ตัวเล็กต้องดึงระยะให้ใกล้กว่าเพื่อให้ E เท่ากัน) 6) ทริคเชื่อมกับกฎของคูลอมบ์ (แรงระหว่างประจุ) แรงคูลอมบ์ F = k|q1q2|/r^2 ใช้หาแรงดึงดูด/ผลักกัน ส่วน “จุดสะเทิน” ให้กลับมาที่ E เสมอ เพราะเราต้องการให้ Eรวม = 0 7) เสริมเรื่องตัวเก็บประจุที่ออกสอบบ่อย - อนุกรม: 1/Cรวม = 1/C1 + 1/C2 + … (ประจุ Q เท่ากันทุกตัว) - ขนาน: Cรวม = C1 + C2 + … (ความต่างศักย์ V เท่ากันทุกแขนง) - พลังงานสะสม: U = 1/2 CV^2 = Q^2/(2C) = 1/2 QV เวลาโจทย์ให้สลับการต่อ/ถอดแบต ให้เช็คว่า “Q คงที่ หรือ V คงที่” ก่อนทุกครั้ง ถ้าอ่านแล้วอยากฝึกเพิ่ม ลองทำโจทย์แบบกำหนด q1, q2 และระยะห่าง แล้วให้เราหาตำแหน่งจุดสะเทิน 3 ช่วง (ซ้าย-กลาง-ขวา) จะทำให้ไม่หลงทิศทางของสนามไฟฟ้าอีกครับ
