Monday, January 30, 2012
Sunday, September 11, 2011
ไฟฟ้าสถิต
ไฟฟ้าสถิต (Static electricity)
ไฟฟ้าสถิต (Static electricity) เป็นปรากฏการณ์ที่ปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบบนผิววัสดุมีไม่เท่ากัน ปกติจะแสดงในรูปการดึงดูด, การผลักกัน และเกิดประกายไฟ
การเกิดไฟฟ้าสถิต
การที่ปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบบนผิววัตถุมีไม่เท่ากันทำให้เกิดแรงดึงดูดเมื่อวัตถุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุต่างชนิดกัน หรือเกิดแรงผลักกันเมื่อวัสดุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุชนิดเดียวกัน เราสามารถสร้างไฟฟ้าสถิตโดยการนำผิวสัมผัสของวัสดุ 2 ชิ้นมาขัดสีกัน พลังงานที่เกิดจากการขัดสีกันทำให้ประจุไฟฟ้าบนผิววัตถุจะเกิดการแลกเปลี่ยนกัน โดยจะเกิดกับวัตถุประเภทที่ไม่นำไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า ฉนวน ตัวอย่างเช่น ยาง, พลาสติก และแก้ว สำหรับวัตถุประเภทที่นำไฟฟ้านั้นโอกาสเกิดปรากฏการณ์ประจุไฟฟ้าบนผิววัตถุไม่เท่ากันนั้นยากแต่ก็สามารถเกิดขึ้นได้ เช่น กรณีที่ผิวโลหะถูกกระแทกด้วยของแข็งหรือของเหลวที่ไม่เป็นตัวนำ ประจุที่เกิดการเคลื่อนย้ายระหว่างการสัมผัสจะถูกเก็บบนผิวของวัตถุทั้ง 2 ชิ้น
ไฟฟ้าสถิตเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่คุ้นเคยสำหรับประเทศที่มีอากาศหนาว ในฤดูหนาวสำหรับประเทศเหล่านี้ความชื้นในอากาศจะต่ำมาก การเกิดไฟฟ้าสถิตบนผิวหนังจะเกิดขึ้นง่ายมาก ดังนั้นเมื่อเกิดการสัมผัสกับวัตถุประเภทตัวนำจะทำให้เกิดการถ่ายเทประจุไปยังตัวนำอย่างรวดเร็วทำให้เกิดอาการสะดุ้งได้ และนอกจากนั้นยังสามารถทำความเสียหายให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ตัวนำไฟฟ้า คือสารที่ยอมให้ประจุไฟฟ้าถ่ายเทไป – มาได้โดยง่ายทั่วถึงกันทั้งก้อน
ฉนวนไฟฟ้า คือสารที่ยอมให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนผ่านได้เพียงเล็กน้อย
สารกึ่งตัวนำ คือสารที่มีสมบัติทางไฟฟ้าอยู่ในระหว่างตัวนำไฟฟ้ากับฉนวนไฟฟ้า
การทำให้วัตถุมีประจุ ปกติวัตถุทั้งหลายมีโปรตอนและอิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบในจำนวนที่เท่าๆ กัน ดังนั้นจำนวนประจุบวก ประจุลบ ในวัตถุจึงมีอยู่เท่ากัน เรียกวัตถุอยู่ในสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า
กรณีที่วัตถุได้รับพลังงาน ( ไฟฟ้า เคมี ความร้อน แสง และอื่นๆ ) จะทำให้อิเล็กตรอน หรือ อิออนเคลื่อนที่ ประจุลบบนวัตถุนั้นอาจมีมากกว่า หรือน้อยกว่าประจุบวก ถ้ามีมากกว่า วัตถุดังกล่าวมีประจุลบอิสระ ถ้ามีน้อยกว่าวัตถุดังกล่าวมีประจุบวกอิสระ
ไฟฟ้าสถิตนั้นเกิดขึ้นในชีวิตประจำวันของเรามากมายแต่ อาจจะเกิดโดยที่เราไม่รู้ตัว แต่หากเราใช้หลักการทางฟิสิกส์ แล้วก็จะสามารถหาสาเหตุและปัจจัยในการเกิดไฟฟ้าสถิตได้ กล่าวคือไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวันนั้นถูกทำให้เกิดขึ้น จากการทำปฏิกิริยาของประจุไฟฟ้าบวกกับประจุไฟฟ้าลบ ที่มีอยู่ตามสิ่งแวดล้อม หรือ วัตถุต่างๆ ดังนั้น การที่บางคนบอกว่าการเกิดไฟฟ้าสถิตนั้นเกิดจากอำนาจของเทพเจ้า หรือผู้มีพลังวิเศษเป็นความคิดที่ผิด
การเกิดไฟฟ้าสถิต
การที่ปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบบนผิววัตถุมีไม่เท่ากันทำให้เกิดแรงดึงดูดเมื่อวัตถุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุต่างชนิดกัน หรือเกิดแรงผลักกันเมื่อวัสดุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุชนิดเดียวกัน เราสามารถสร้างไฟฟ้าสถิตโดยการนำผิวสัมผัสของวัสดุ 2 ชิ้นมาขัดสีกัน พลังงานที่เกิดจากการขัดสีกันทำให้ประจุไฟฟ้าบนผิววัตถุจะเกิดการแลกเปลี่ยนกัน โดยจะเกิดกับวัตถุประเภทที่ไม่นำไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า ฉนวน ตัวอย่างเช่น ยาง, พลาสติก และแก้ว สำหรับวัตถุประเภทที่นำไฟฟ้านั้นโอกาสเกิดปรากฏการณ์ประจุไฟฟ้าบนผิววัตถุไม่เท่ากันนั้นยากแต่ก็สามารถเกิดขึ้นได้ เช่น กรณีที่ผิวโลหะถูกกระแทกด้วยของแข็งหรือของเหลวที่ไม่เป็นตัวนำ ประจุที่เกิดการเคลื่อนย้ายระหว่างการสัมผัสจะถูกเก็บบนผิวของวัตถุทั้ง 2 ชิ้น
ไฟฟ้าสถิตเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่คุ้นเคยสำหรับประเทศที่มีอากาศหนาว ในฤดูหนาวสำหรับประเทศเหล่านี้ความชื้นในอากาศจะต่ำมาก การเกิดไฟฟ้าสถิตบนผิวหนังจะเกิดขึ้นง่ายมาก ดังนั้นเมื่อเกิดการสัมผัสกับวัตถุประเภทตัวนำจะทำให้เกิดการถ่ายเทประจุไปยังตัวนำอย่างรวดเร็วทำให้เกิดอาการสะดุ้งได้ และนอกจากนั้นยังสามารถทำความเสียหายให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ตัวนำไฟฟ้า คือสารที่ยอมให้ประจุไฟฟ้าถ่ายเทไป – มาได้โดยง่ายทั่วถึงกันทั้งก้อน
สารกึ่งตัวนำ คือสารที่มีสมบัติทางไฟฟ้าอยู่ในระหว่างตัวนำไฟฟ้ากับฉนวนไฟฟ้า
การทำให้วัตถุมีประจุ ปกติวัตถุทั้งหลายมีโปรตอนและอิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบในจำนวนที่เท่าๆ กัน ดังนั้นจำนวนประจุบวก ประจุลบ ในวัตถุจึงมีอยู่เท่ากัน เรียกวัตถุอยู่ในสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า
กรณีที่วัตถุได้รับพลังงาน ( ไฟฟ้า เคมี ความร้อน แสง และอื่นๆ ) จะทำให้อิเล็กตรอน หรือ อิออนเคลื่อนที่ ประจุลบบนวัตถุนั้นอาจมีมากกว่า หรือน้อยกว่าประจุบวก ถ้ามีมากกว่า วัตถุดังกล่าวมีประจุลบอิสระ ถ้ามีน้อยกว่าวัตถุดังกล่าวมีประจุบวกอิสระ
การนำความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวัน
เช่น
1. เครื่องถ่ายเอกสาร
2. เครื่องกำจัดฝุ่นในอากาศ
3. เครื่องพ่นสี
4. ไมโครโฟนแบบตัวเก็บประจุ
การนำความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตไปใช้ประโยชน์ ทางด้านการแพทย์
เช่น
ชุดประดิษฐ์เส้นใยนาโน
ผลงานรางวัลชมเชย ประจำปี 2549 ของสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ
ผลงานประดิษฐ์ " ระบบอิเล็กโตรสปินนิ่งควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ สำหรับประดิษฐ์เส้นใยนาโน ” ( Computer-controlled Electrospinning System for Nanofibres Fabrication ) จากทีมวิจัย ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น ได้รับรางวัลชมเชยผลงานประดิษฐ์คิดค้น สาขาด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและอุตสาหกรรม ( สาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์) ประจำปี 2549 ของสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ ( วช.)
ในปัจจุบัน เส้นใยนาโน (nanofibres) ซึ่งจัดเป็นหนึ่งในวัสดุนาโนที่สำคัญ เป็นเส้นใยสังเคราะห์ที่กำลังได้รับความสนใจอย่างมาก เนื่องจากเส้นใยมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางในระดับนาโนเมตร ซึ่งมีข้อดี คือ มีอัตราส่วนระหว่างพื้นผิวต่อปริมาตร (surface-to-volume ratio) สูงมากกว่า 1,000 เท่า เมื่อเทียบกับเส้นใยในระดับไมโครเมตร (microfibres) และมีขนาดของรูพรุน (pore) ที่เล็ก ส่งผลทำให้มีสมบัติต่าง ๆ เช่น สมบัติเชิงกล สมบัติทางไฟฟ้า หรือสมบัติอื่น ๆ ที่ดีมาก เหมาะสำหรับงานเฉพาะด้าน ซึ่งต้องการความได้เปรียบของขนาดที่จิ๋วแต่แจ๋ว ไปใช้ เช่น การประยุกต์ใช้งานของเส้นใยนาโนพอลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ ไม่เป็นพิษ และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ สำหรับงานทางด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อกระดูก ( bone tissue engineering ) ผ้าปิดแผล (wound dressing) ระบบส่งยา (drug delivery system) ระบบการกรองอย่างละเอียด (ultrafiltration) เป็นต้น
สำหรับเทคนิคที่นำมาใช้ในการเตรียมเส้นใยนาโนมีหลายวิธี ซึ่งแต่ละวิธีการมีข้อดี ข้อเสีย ที่แตกต่างกันไป ซึ่ง เทคนิคอิเล็กโตรสปินนิ่ง (electrospinning) หรือ การปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต เป็นทางเลือกใหม่ที่ได้ถูกนำมาใช้เตรียมเส้นใยนาโนของวัสดุพอลิเมอร์ และสารอนินทรีย์ออกไซด์หลากหลายชนิด สำหรับประยุกต์ใช้
แหล่งอ้างอิง
Subscribe to:
Posts (Atom)