Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
การประยุกต์สนามไฟฟ้าสถิตย์ - Coggle Diagram
การประยุกต์สนามไฟฟ้าสถิตย์
Conductor
กระแสที่ไหลผ่านตัวนำ(Current)
มี 2 ชนิด
กระแสปกติ
หน่วยเป็น
(แอมแปร์)
อัตราการเปลี่ยนแปลง ประจุไฟฟ้า เมื่อเทียบกับเวลา
การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า ผ่านจุด หริอระบบอ้างอิงในหน่วยเวลา
ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า
หน่วยเป็น
2 ประเภท
Conduction current Density
จ่าย
ในตัวนำ
จะเกิดแรงที่มากระทำกับประจุความเข้มสนามไฟฟ้า
แรงที่กระทำกับประจุจะมีทิศทางตรงข้ามกับสนามไฟฟ้า
2 more items...
เพราะฉะนั้นเมื่อปล่อยค่าสนามไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำจะเกิดความหนาแน่นกระแสขึ้น
Convection current Density
ความหนาแน่นกระแสที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของกลุ่มก้อนประจุ
ในระยะเวลาน้อย(
)ทำการผลักก้อนประจุตามแกน
ประจุที่เคลื่อนที่ผ่านพื้นที่
= จำนวนประจุที่ถูกขังอยู่ในกระประจุน้อยที่ออกมาตามแกน
สมการ
Continuity of Current(ความต่อเนื่องของกระแส)
ตามกฎของ KCL
ประจุเคลื่อนที่ออกนอกผิวปิด
เครื่องหมายลบ(-)แทนการเคลื่อนที่ของประจุที่อยู่ภายในพื้นที่ผิวปิด
สมการ
ความหมายของสมการคืออัตราการไหลออกจะเท่ากับการลดลงของประจุที่อยู่ภายในตัวผิวปิด
การหาค่าความต้านทาน
Metallic Conductor (โลหะตัวนำ)
-มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าได้ดี
ความต้านทานของโลหะตัวนำ(Resistance)
Uniform(สม่ำเสมอ)จะไม่ขึ้นกับระยะทาง
Ohm's law ทางด้าน Electromagnetic(Point from)
1 more item...
ถ้าNonunifrom จะขึ้นอยู่กับระยะทาง
ค่า R ที่ได้จะเป็น
Conductor Properties and Bourdary Condition of Conduction (คุณสมบัติตัวนำ กับ เงื่อนไขขอบเขต)
ไม่มีประจุในใจกลางของเนื้อตัวนำ
ไม่มีสนามไฟฟ้าในตัวนำ
สนามไฟฟ้าในแนวรอยต่อความเข้มสนามไฟฟ้าในแนวสัมผัสมีค่าเป็น 0
สนามในแนวตั้งฉากใช้กฎของเกาส์
จะเหลือแค่พื้นที่ด้านล่าง
สมาการความหนาแน่นเส้นแรงไฟฟ้าตั้งฉากจะเท่ากับความหนาแน่นประจุเชิงผิว
และที่พื้นที่ free speac
มีประจุอยู่บนผิวของตัวนำ
วิธีการของอิมเมจ(The Method of Images)
กรณีที่มีแผ่นตัวนำอยู่ เรียกว่า ground plane จะค่าความต่างศักย์เท่ากับ 0
จะใช้ปูในแผ่น PCB เพื่อลดผลกระทบสนามไฟฟ้าที่มีต่อการทำงานของอุปกรณ์
ใช่ออกแบบแผ่นปริ้นที่มีความถี่สูง
Semiconductor
Ge
=0.36
=0.17
Si
= 0.12
=0.025
คุณสมบัติ
ค่าความนำไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำกับฉนวน
จะนำไฟฟ้าได้จะต้องกระตุ้นด้วยพลังงานที่พอเหมาะถึงจะทำให้ electron หลุดออกจาก valence band ได้
อิเล็กตรอนที่หลุดออก free electron(-)แรงที่กระทำจะตรงข้ามกับสนามไฟฟ้า E
หลุมที่เกิดจากการที่อิเล็คตรอนหลุก hole (+)แรงที่เกิดจากสนามไฟฟ้า E แรงที่เกิดขึ้นจะมีทิศทางเดียวกับสนามไฟฟ้า E
สมาการการนำกระแส
intrinsic Semiconductor (สารกึ่งตัวนำบริสุทธิ์)ยังไม่สามารถนำไปใช้งานจริงได้
Doping
Extrinsic Semiconductor(สารกึ่งตัวนำไม่บริสุทธิ์)
N-Type
P-Type
T สูง
สูง
T ต่ำ
ต่ำ
Dieletric
Polarization
เกิดจากสนามไฟฟ้าไหลผ่านและเกิดการเรียงตัวของ polar,nonpolar
สมการที่เกิดจากการไดเวอเจน
คือความหนาแน่นประจุผูกพันเชิงปริมาตร
มันจะไม่มี free electron จึงทำให้นำกระแสได้ยาก
ต่ำ ค่า R สูง
ชนิดโมเลกุลของฉนวน
Nonpolar
มีลักษณ์เป็นบราวชาร์ตหรือประจุผูกพัน
ทิศทางไม่คงที่
ถ้าป้อนสนามไฟฟ้า E ให้ โมเลกุลจะยืดออกจากกันเล็กน้อย และมีทิศทางเรียงกันตามสนามไฟฟ้า E หรือ ทิศทาง ไดโพ dipole
เวกเตอร์ระยะทางมีทิศทางจากประจุลบไปประจุบวก
Polar
ประจุบวกกับลบจะยืดห่างกันเล็กนน้อย และทิศทางไม่คงที่
เมื่อป้อน E เข้าไปจะเรียงตามทิศทางของสนามไฟฟ้า
โดยขั้วบวกจะมีทางเดียวกับE แต่ขั้วลบอยู่ในทิศทางตรงข้ามกับ E
ความสัมพันธ์ของพารามิเตอร์ในฉนวน
เงื่อนไขขอบเขตของฉนวนเมื่อปล่อยสนามไฟฟ้าเข้าไป
ความเข้มสนามไฟฟ้าในแนวสัมผัสของตัวกลางที่ 1เท่ากับความเข้มสนามไฟฟ้าในแนวสัมผัสตัวที่สอง
ความหนาแน่นเส้นแรงไฟฟ้าในแนวสัมผัส
ความหนาแน่นเส้นแรงไฟฟ้าในแนวตั้งฉากของตัวกลางที่1เท่ากับความหนาแน่นเส้นแรงไฟฟ้าในแนวตั้งฉากของตัวกลางที่ 2
ความสัมพันธ์ของมุมหักเหในเงื่อนไขขอบเขตของฉนวน
สมการความสัมพันธ์ระหว่างมุมหักเหของตัวกลางที่1 กับตัวกลางที่ 2
สมการความสัมพันธ์ความหนาแน่นเส้นแรงไฟฟ้าระหว่างมุมหักเหของตัวกลางที่1 กับตัวกลางที่ 2
สมการความสัมพันธ์ความเข้มสนามไฟฟ้าไฟฟ้าระหว่างมุมหักเหของตัวกลางที่1 กับตัวกลางที่ 2
Capacitor
ทำหน้าที่สะสมพลังงานทางไฟฟ้า
ทำหน้าที่เก็บประจุไฟฟ้า
โครงสรา้งพื้นฐาน
ตัวนำ 2 แผ่น
ฉนวน
รูปทรง
ตัวเก็บประจุแบบ Parallel Plate
การหาค่าความจุไฟฟ้าของสาย Coaxial
ตัวนำทรงกระบอกซ้อนกัน
L ความยาวสาย Coaxial
การหาความจุไฟฟ้าของตัวนำทรงกลม
ชั้น Dieleatric ที่มากกว่า 1 ชั้น
แนวขนาน
การหาค่าความจุไฟฟ้าที่มีฉนวนมากกว่า 1 ชั้น (แบบแบ่งตามขนาน)
สมการ
แนวขวาง
การหาค่าความจุไฟฟ้าที่มีฉนวนมากกว่า 1 ชั้น (แบบแบ่งตามขวาง)
สมการ
สนามไฟฟ้า
สมการหาพลังงานสะสม