กระแสไฟฟ้า (Electric current)2
3 likes19,780 views
More Related Content
What's hot (20)
Viewers also liked (11)
Similar to กระแสไฟฟ้า (Electric current)2 (20)
![Ch13 mp2 atom&nucleus[2]](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/ch13mp2atomnucleus2-100918021522-phpapp02-thumbnail.jpg?width=560&fit=bounds)
More from นายสมพร เหล่าทองสาร โรงเรียนดงบังพิสัยนวการนุสรณ์ อำเภอนาดูน จังหวัดมหาสารคาม (20)
กระแสไฟฟ้า (Electric current)2
- 2. เนื่องจากสนามไฟฟ้าทาให้อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เคลื่อนที่เป็น กระแสไฟฟ้า และมีการกาหนดให้ กระแสไฟฟ้าในตัวกลางมีทิศทางเดียวกับ ทิศทางของสนามไฟฟ้า ดังรูป ก. ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุ ไฟฟ้าบวก ซึ่งเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้า ต่า ดังนั้น กระแสไฟฟ้าจึงมีทิศทางจากตาแหน่งที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยัง ตาแหน่งที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ากว่า รูป ก. แสดงการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวก
- 3. ส่วนในกรณีการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบ เช่น ในโลหะ และในกรณีที่อนุภาคทั้งที่มีประจุไฟฟ้าบวกและประจุไฟฟ้าลบ เช่น ในอิเล็ก โทรไลต์ กระแสไฟฟ้าในตัวกลางยังคงมีทิศทางเดียวกับทิศทางของ สนามไฟฟ้าหรือทิศทางจากตาแหน่งที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังตาแหน่งที่มี ศักย์ไฟฟ้าต่ากว่าดังรูป ข. และ ค. รูป ข. แสดงการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบ
- 4. การกาหนดทิศทางของกระแสไฟฟ้าเช่นนี้มิได้หมายความว่ากระแสไฟฟ้า เป็นปริมาณเวกเตอร์ แต่กาหนดขึ้นเพื่อให้สะดวกในการบอกทิศทางการ เคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า รูป ค. แสดงการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวกและลบ
- 5. ตัวนาโลหะที่ต่อกับแบตเตอรี่จะเกิดสนามไฟฟ้า มีทิศทางจากปลายที่ต่อ กับขั้วบวกซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังปลายที่มีศักย์ไฟฟ้าต่า แรงเนื่องจาก สนามไฟฟ้าทาให้อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้ามกับ สนามไฟฟ้า ดังนั้น กระแสไฟฟ้าในตัวนาโลหะจึงมีทิศทางตรงข้ามกับทิศ ทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระหรือทิศทางของกระแสอิเล็กตรอน (electron current) ดังรูป ง.
- 6. รูป ง. ทิศทางของสนามไฟฟ้า E, กระแสไฟฟ้า I และกระแสอิเล็กตรอนในตัวนาโลหะ
- 7. ให้ n เป็นความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระ หรือจานวนอิเล็กตรอนอิสระในหนึ่งหน่วยปริมาตรของตัวนา vd เป็นขนาดความเร็วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระ e เป็นประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ จากรูป จ. ในช่วงเวลา t จานวนอิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ผ่านพื้นที่หน้าตัด A คือ จานวนอิเล็กตรอนอิสระในตัวนาที่มีปริมาตร sA ซึ่งเท่ากับ nsA หรือ n vdtA เนื่องจาก s = vdt ดังนั้นประจุไฟฟ้า Q ของอิเล็กตรอนอิสระจานวน nvdtA เท่ากับ nevdtA เท่ากับ
- 8. Nq Q จากสมการ (1) I t t จะได้ว่า Q nevd tA I t t I nevd A ... (2)
- 9. ตัวอย่างที่ 3 ลวดเงินเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1.2 ตารางมิลลิเมตร กาหนดให้ ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของเงินเท่ากับ 7.9 x 1028 ต่อลูกบาศก์ เมตร ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระ 1.5 x 10-4 เมตรต่อ วินาที และประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระเท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ แล้วกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในลวดเส้นนี้เป็นเท่าใด วิธีทา จากโจทย์ A = 1.2 mm2 = 1.2 x 10- 6 m2 n = 8.4 x 1028 m-3 e = 1.6 x 10-19 C v d = 1.5 x 10-4 m/s
- 10. ตัวอย่างที่ 3 ลวดเงินเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1.2 ตารางมิลลิเมตร กาหนดให้ ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของเงินเท่ากับ 7.9 x 1028 ต่อลูกบาศก์ เมตร ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระ 1.5 x 10-4 เมตรต่อ วินาที และประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระเท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ แล้วกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในลวดเส้นนี้เป็นเท่าใด วิธีทา จากโจทย์ A = 1.2 mm2 = 1.2 x 10- 6 m2 n = 8.4 x 1028 m-3 e = 1.6 x 10-19 C v d = 1.5 x 10-4 m/s I =?
- 11. ตัวอย่างที่ 3 ลวดเงินเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1.2 ตารางมิลลิเมตร กาหนดให้ ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของเงินเท่ากับ 7.9 x 1028 ต่อลูกบาศก์ เมตร ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระ 1.5 x 10-4 เมตรต่อ วินาที และประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระเท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ แล้วกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในลวดเส้นนี้เป็นเท่าใด วิธีทา (ต่อ) จากสูตร (2) I nevd A ... (2) แทนค่า I (8.4 10 28 m -3 )(1.6 10 -19 C)(1.5 10 -4 m/s)(1.2 10 - 6 m 2 ) I (8.4 1.6 1.5 1.2) (10 28-19-4-6 )
- 12. ตัวอย่างที่ 3 ลวดเงินเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1.2 ตารางมิลลิเมตร กาหนดให้ ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของเงินเท่ากับ 7.9 x 1028 ต่อลูกบาศก์ เมตร ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนอิสระ 1.5 x 10-4 เมตรต่อ วินาที และประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระเท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ แล้วกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในลวดเส้นนี้เป็นเท่าใด วิธีทา (ต่อ) I (8.4 1.6 1.5 1.2) (10 28-19-4-6 ) A I 24.19210-1 A I 2.42 A ตอบ กระแสไฟฟ้ามีขนาด 2.42 แอมแปร์
- 13. ตัวอย่างที่ 4 ลวดทองแดงเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1 ตารางมิลลิเมตร ถ้ามี กระแสไฟฟ้าในลวดนี้ 2 แอมแปร์ ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของ อิเล็กตรอนอิสระเป็นเท่าใด กาหนดให้ประจาไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ เท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของ ทองแดงเท่ากับ 8.4 x 1028 ต่อลูกบาศก์เมตร วิธีทา จากโจทย์ A = 1 mm2 = 1 x 10- 6 m2 I = 2A e = 1.6 x 10-19 C n = 8.4 x 1028 m-3 vd= ?
- 14. ตัวอย่างที่ 4 ลวดทองแดงเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1 ตารางมิลลิเมตร ถ้ามี กระแสไฟฟ้าในลวดนี้ 2 แอมแปร์ ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของ อิเล็กตรอนอิสระเป็นเท่าใด กาหนดให้ประจาไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ เท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของ ทองแดงเท่ากับ 8.4 x 1028 ต่อลูกบาศก์เมตร วิธีทา (ต่อ) จากสูตร (2) I nevd A ... (2) แทนค่า 2 A (8.4 10 28 m -3 )(1.6 10 -19 C )v d (1 10 - 6 m 2 ) 2A (1.6 10 -19 C )v d (1 10 - 6 m 2 ) (8.4 10 28 m -3 )
- 15. ตัวอย่างที่ 4 ลวดทองแดงเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1 ตารางมิลลิเมตร ถ้ามี กระแสไฟฟ้าในลวดนี้ 2 แอมแปร์ ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของ อิเล็กตรอนอิสระเป็นเท่าใด กาหนดให้ประจาไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ เท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของ ทองแดงเท่ากับ 8.4 x 1028 ต่อลูกบาศก์เมตร วิธีทา (ต่อ) 2A vd (8.4 10 28 m -3 ) (1.6 10 -19 C ) (1 10 - 6 m 2 ) 2 m vd (8.4 1.6 1) (10 28-19-6 ) s
- 16. ตัวอย่างที่ 4 ลวดทองแดงเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1 ตารางมิลลิเมตร ถ้ามี กระแสไฟฟ้าในลวดนี้ 2 แอมแปร์ ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของ อิเล็กตรอนอิสระเป็นเท่าใด กาหนดให้ประจาไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ เท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของ ทองแดงเท่ากับ 8.4 x 1028 ต่อลูกบาศก์เมตร 2 m วิธีทา (ต่อ) vd 13.44103 s 2 -3 m vd 10 13.44 s -3 m v d 0.148810 s
- 17. ตัวอย่างที่ 4 ลวดทองแดงเส้นหนึ่งมีพื้นที่หน้าตัด 1 ตารางมิลลิเมตร ถ้ามี กระแสไฟฟ้าในลวดนี้ 2 แอมแปร์ ขนาดความเร็วลอยเลื่อนของ อิเล็กตรอนอิสระเป็นเท่าใด กาหนดให้ประจาไฟฟ้าของอิเล็กตรอนอิสระ เท่ากับ 1.6 x 10-19 คูลอมบ์ และความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอิสระของ ทองแดงเท่ากับ 8.4 x 1028 ต่อลูกบาศก์เมตร m วิธีทา (ต่อ) v d 0.148810 -3 s -3 m v d (1.48810 ) 10 -1 s v d 1.49 10 -4 m/s ตอบ อิเล็กตรอนอิสระมีความเร็วลอยเลื่อน 1.49 x 10-4 เมตรต่อวินาที