สรุปไฟฟ้าและแม่เหล็ก 2

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

บทที่ 18 คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

18.1 ทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์และการทดลองของเฮิรตซ์

          แมกซ์เวลล์ได้รวบรวมกฎต่างๆที่เกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้ามาสรุปเป็นทฤษฎีโดยนำเสนอในรูปของสมการคณิตศาสตร์ซึ่งแมกซ์เวลล์ใช้ทำนายว่าสนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กและในขณะเดียวกันสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาก็ทำให้เกิดสนามไฟฟ้าด้วยโดยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กต่างก็มีทิศตั้งฉากกันแมกซ์เวลล์ยังทำนายอีกว่ามีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการเหนี่ยวนำอย่างต่อเนื่องระหว่างสนามแม่เหล็กและสนามแม่เหล็กทำให้สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเคลื่อนที่ออกจากแหล่งกำเนิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปในสุญญากาศด้วยอัตราเร็วเท่ากับอัตราเร็วของแสงแมกซ์เวลล์จึงเสนอความคิดว่าแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ช่วงหนึ่งคำทำนายนี้ได้รับการยืนยันว่าเป็นจริงโดยการทดลองของเฮิรตซ์

18.2 การแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากสายอากาศ

            ทฤษฎีของแมกซ์เวลล์และการทดลองเฮิรตซ์ทำให้ทราบว่าธรรมชาติมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจริงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าที่ถูกเร่ง เช่นอาจเกิดจากการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายของประจุไฟฟ้าในสายอากาศที่ต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับแทนการปิดเปิดสวิตช์ไฟฟ้ากระแสตรงจากแบตเตอรี่
เมื่อต่อแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเข้ากับสายอากาศที่อยู่ในแนวดิ่งประจุไฟฟ้าในสายอากาศจะเคลื่อนที่กลับไปมาด้วยความเร่งในแนวดิ่งเพราะประจุไฟฟ้าที่มีความเร่งจะแผ่รังสีจึงทำให้เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากระจายออกมาจากสายอากาศทุกทิศทางยกเว้นทิศที่อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกับสายอากาศ

18.3 สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

            คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีความถี่ต่อเนื่องกันเป็นช่วงกว้างเราเรียกช่วงความถี่เหล่านี้ว่า "สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า"และมีชื่อเรียกช่วงต่าง ๆ ของความถี่ต่างกันตามแหล่งกำเนิดและวิธีการตรวจวัดคลื่น

       18.3.1 คลื่นวิทยุ

คลื่นวิทยุมีความถี่ช่วง 10⁴ - 10⁹ Hz( เฮิรตซ์ ) ใช้ในการสื่อสาร คลื่นวิทยุมีการส่งสัญญาณ 2 ระบบคือ

1.1 ระบบเอเอ็ม (A.M. = amplitude modulation)

ระบบเอเอ็ม มีช่วงความถี่ 530 - 1600 kHz( กิโลเฮิรตซ์ ) สื่อสารโดยใช้คลื่นเสียงผสมเข้าไปกับคลื่นวิทยุเรียกว่า "คลื่นพาหะ" โดยแอมพลิจูดของคลื่นพาหะจะเปลี่ยนแปลงตามสัญญาณคลื่นเสียง

ในการส่งคลื่นระบบ A.M. สามารถส่งคลื่นได้ทั้งคลื่นดินเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงขนานกับผิวโลกและคลื่นฟ้าโดยคลื่นจะไปสะท้อนที่ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ แล้วสะท้อนกลับลงมา จึงไม่ต้องใช้สายอากาศตั้งสูงรับ

1.2 ระบบเอฟเอ็ม (F.M. = frequency modulation)

ระบบเอฟเอ็ม มีช่วงความถี่ 88 - 108 MHz (เมกะเฮิรตซ์) สื่อสารโดยใช้คลื่นเสียงผสมเข้ากับคลื่นพาหะ โดยความถี่ของคลื่นพาหะจะเปลี่ยนแปลงตามสัญญาณคลื่นเสียง

ในการส่งคลื่นระบบ F.M. ส่งคลื่นได้เฉพาะคลื่นดินอย่างเดียว ถ้าต้องการส่งให้คลุมพื้นที่ต้องมีสถานีถ่ายทอดและเครื่องรับต้องตั้งเสาอากาศสูง ๆ รับ

18.3.2 คลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟ

คลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟมีความถี่ช่วง 10⁸ - 10¹² Hz มีประโยชน์ในการสื่อสาร แต่จะไม่สะท้อนที่ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ แต่จะทะลุผ่านชั้นบรรยากาศไปนอกโลก ในการถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์จะต้องมีสถานีถ่ายทอดเป็นระยะ ๆ เพราะสัญญาณเดินทางเป็นเส้นตรง และผิวโลกมีความโค้ง ดังนั้นสัญญาณจึงไปได้ไกลสุดเพียงประมาณ 80 กิโลเมตรบนผิวโลก อาจใช้ไมโครเวฟนำสัญญาณจากสถานีส่งไปยังดาวเทียม แล้วให้ดาวเทียมนำสัญญาณส่งต่อไปยังสถานีรับที่อยู่ไกล ๆ

เนื่องจากไมโครเวฟจะสะท้อนกับผิวโลหะได้ดี จึงนำไปใช้ประโยชน์ในการตรวจหาตำแหน่งของอากาศยาน เรียกอุปกรณ์ดังกล่าวว่า เรดาร์ โดยส่งสัญญาณไมโครเวฟออกไปกระทบอากาศยาน และรับคลื่นที่สะท้อนกลับจากอากาศยาน ทำให้ทราบระยะห่างระหว่างอากาศยานกับแหล่งส่งสัญญาณไมโครเวฟได้

18.3.3 รังสีอินฟราเรด

รังสีอินฟราเรดมีช่วงความถี่ 10¹¹ - 10¹⁴ Hz หรือความยาวคลื่นตั้งแต่ 10^-3 - 10^{-6เมตร ซึ่งมีช่วงความถี่คาบเกี่ยวกับไมโครเวฟ รังสีอินฟราเรดสามารถใช้กับฟิล์มถ่ายรูปบางชนิดได้ และใช้เป็นการควบคุมระยะไกลหรือรีโมทคอนโทรลกับเครื่องรับโทรทัศน์ได้}

       18.3.4 แสง

แสงมีช่วงความถี่ 10¹⁴Hz หรือความยาวคลื่น 4x10^-7 - 7x10^{-7เมตร เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ประสาทตาของมนุษย์รับได้ สเปคตรัมของแสงสามารถแยกได้ดังนี้}

สี	ความยาวคลื่น (nm)
ม่วง	380-450
น้ำเงิน	450-500
เขียว	500-570
เหลือง	570-590
แสด	590-610
แดง	610-760

       18.3.5 รังสีอัลตราไวโอเลต

รังสีอัลตราไวโอเลต หรือ รังสีเหนือม่วง มีความถี่ช่วง 10¹⁵ - 10¹⁸ Hz เป็นรังสีตามธรรมชาติส่วนใหญ่มาจากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ ซึ่งทำให้เกิดประจุอิสระและไอออนในบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ รังสีอัลตราไวโอเลต สามารถทำให้เชื้อโรคบางชนิดตายได้ แต่มีอันตรายต่อผิวหนังและตาคน

       18.3.6 รังสีเอกซ์

รังสีเอกซ์ มีความถี่ช่วง 10¹⁶ - 10²² Hz มีความยาวคลื่นระหว่าง 10^-8 - 10^{-13เมตร ซึ่งสามารถทะลุสิ่งกีดขวางหนา ๆ ได้ หลักการสร้างรังสีเอกซ์คือ การเปลี่ยนความเร็วของอิเล็กตรอน มีประโยชน์ทางการแพทย์ในการตรวจดูความผิดปกติของอวัยวะภายในร่างกาย ในวงการอุตสาหกรรมใช้ในการตรวจหารอยร้าวภายในชิ้นส่วนโลหะขนาดใหญ่ ใช้ตรวจหาอาวุธปืนหรือระเบิดในกระเป๋าเดินทาง และศึกษาการจัดเรียงตัวของอะตอมในผลึก}

       18.3.7 รังสีแกมมา

รังสีแกมมามีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้ามีความถี่สูงกว่ารังสีเอกซ์ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์และสามารถกระตุ้นปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ มีอำนาจทะลุทะลวงสูง

18.4 โพลาไรเซซันของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

สายอากาศโทรทัศน์ที่อยู่ในแนวดิ่ง เมื่อส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกไปสนามไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงทิศกลับไปมาในแนวดิ่งเสมอจึงกล่าวว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านี้เป็นคลื่นโพลาไรส์ (polarized wave)  ในแนวดิ่ง สำหรับสายอากาศที่อยู่ในแนวระดับเมื่อส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกไป สนามไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงทิศกลับไปกลับมาในแนวระดับคือเป็นคลื่นโพลาไรส์ในแนวระดับ

       18.4.1โพลาไรเซชันของแสง

เราทราบแล้วว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งออกมาจากสายอากาศโทรทัศน์เป็นคลื่นโพลาไรส์เพราะสนามไฟฟ้าเปลี่ยนทิศกลับไปมาในแนวเดียวกันเสมอแสงก็เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นแสงมีโพลาไรเซชันหรือไม่

แหล่งกำเนิดคลื่นแสงโดยทั่วไปเช่น ดวงอาทิตย์ หลอดไฟ จะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (คลื่นแสง) ซึ่งสนามไฟฟ้ามีทิศตั้งฉากกับทิศการเคลื่อนที่ของคลื่นเสมอไม่ว่าคลื่นจะอยู่ ณ ตำแหน่งใดแต่สนามไฟฟ้าของแสงที่ส่งออกมาจากดวงอาทิตย์มีทิศต่างๆกันมากมาย ดังรูป ดังนั้นแสงจากแหล่งกำเนิดแสงจึงเป็นแสงไม่มีโพลาไรส์

 

โพลาไรเซซันโดยการสะท้อน

เมื่อแสงไม่โพลาไรส์ผ่านแผ่นโพลารอยด์จะออกมาเป็นแสงโพลาไรส์ซึ่งกล่าวได้ว่าเป็นการทำแสงโพลาไรส์โดยใช้วิธีดูดกลืนแสงยังมีวิธีอื่นอีกที่ให้แสงโพลาไรส์ คือ การสะท้อนแสงเมื่อให้แสงไม่โพลาไรส์ตกกระทบผิววัตถุ เช่น แก้ว น้ำ หรือกระเบื้องแสงสะท้อนจะเป็นแสงโพลาไรส์ เมื่อแสงทำมุมตกกระทบเป็นค่าเฉพาะค่าหนึ่ง

โพลาไรเซชันโดยการหักเห
เมื่อแสงผ่านเข้าไปในแก้วแสงจะเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเท่ากันทุกทิศทาง เพราะแก้วมีดรรชนีหักเหเพียงค่าเดียวแต่เมื่อแสงผ่านเข้าไปในผลึกแคลไซต์หรือควอตซ์ แสงจะมีอัตราเร็วไม่เท่ากันทุกทิศทางด้วยเหตุนี้แสงที่ผ่านแคลไซต์จึงหักเหออกเป็น 2แนว (double diffraction หรือ birefringence) ดังรูป รังสีหักเหทั้งสองแนวเป็นแสงโพลาไรส์โดยมีสนามไฟฟ้าของรังสีหักเหแต่ละรังสีตั้งฉากกัน ซึ่งแสดงด้วยลูกศรและจุดรังสีที่แทนด้วยจุด เรียกว่า รังสีธรรมดา (ordinary ray) มีอัตราเร็วเท่ากันทุกทิศทาง รังสีที่แทนด้วยลูกศร เรียกว่า รังสีพิเศษ (extraordinary ray) มีอัตราเร็วในผลึกต่างกันในทิศที่ต่างกัน

 

โพลาไรเซชันโดยการกระเจิงของแสง  
เมื่อแสงอาทิตย์ผ่านเข้ามาในบรรยากาศของโลกแสงจะกระทบโมเลกุลของอากาศหรืออนุภาคในบรรยากาศอิเล็กตรอนในโมเลกุลจะดูดกลืนแสงที่ตกกระทบนั้นและจะปลดปล่อยแสงนั้นออกมาอีกครั้งหนึ่งในทุกทิศทาง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการกระเจิงของแสง ซึ่งได้ศึกษามาแล้วในบทเรียนเรื่องแสงโดยศึกษาผลของการกระเจิงที่ทำให้เห็นท้องฟ้าเป็นสีต่างๆ

แบบทดสอบ คลื่นไฟฟ้าแม่เหล็กไฟฟ้า

1. คลื่นไฟฟ้าแม่เหล็กทุกชนิดขณะเคลื่อนที่ในสุญญากาศจะมีสิ่งหนึ่งเหมือนกันเสมอคือ

ก. ความยาวคลื่น

ข.แอมปลิจูด

ค.ความถี่

ง. ความเร็ว

2. การแผ่รังสีเคลื่อนแม่เหล็กไฟฟ้าต่อไปนี้ ข้อใดมีความยาวคลื่นสั้นที่สุด

ก. รังสีแกมมา

ข.แสงที่ตามองเห็น

ค.ไมโครเวฟ

ง. รังสีอัลตราไวโอเลต

3. การตรวจหาตำแหน่งของวัตถุด้วยเรดาห์อาศัยการส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในข้อใด

ก. รังสีแกมมา

ข.อินฟราเรด

ค.คลื่นสั้น

ง. ไมโครเวฟ

4. ในกรณีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าข้อความใดผิด

ก. การสะท้อนของคลื่นวิทยุระบบเอฟเอ็มอาศัยคลื่นฟ้าเป็นส่วนน้อย

ข.รังสีแกมมาเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นมากกว่ารังสีเอกซ์

ค.เรดาห์อาศัยหลักการทำงานของการสะท้อนของคลื่นไมโครเวฟ

ง. ขณะประจุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะแผ่คลื่นออกมา

5. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีได้เฉพาะคลื่นดินคือ

ก. คลื่นที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่าคลื่นวิทยุระบบเอฟเอ็ม

ข.คลื่นที่มีความยาวคลื่นมากกว่าคลื่นวิทยุระบบเอฟเอ็ม

ค.คลื่นที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่าคลื่นวิทยุระบบเอเอ็ม

ง. คลื่นที่มีความยาวคลื่นมากกว่าคลื่นวิทยุระบบเอเอ็ม

6. แหล่งกำเนิดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีหลายอย่างข้อใดที่ไม่ใช้

ก. วัตถุที่มีอุณหภูมิสูง

ข.อะตอมปลดปล่อยพลังงาน

ค.อิเล็กตรอนปลดปล่อยพลังงาน

ง. อิเล็กตรอนในกระแสไฟฟ้าตรงปลดปล่อยพลังงาน

7. สนามแม่เหล็กที่มาพร้อมกับการเคลื่อนที่ของแสงนั้นจะมีทิศทาง

ก. ขนาดกับทิศทางของการเคลื่อนที่ของแสง

ข.ขนาดกับสนามไฟฟ้า แต่เฟสต่างกัน 90 องศา

ค.ตั้งฉากกับสนามไฟฟ้า และทิศทางการเคลื่อนที่ของแสง

ง. ตั้งฉากกับสนามไฟฟ้า แต่ขนานกับทิศทางการเคลื่อนที่ของแสง

8. เมื่อให้ลำแสงขนานผ่านสลิตคู่หนึ่ง แสงสีใดต่อไปนี้จะทำให้แถบสว่างมากที่สุด

ก. แสงสีน้ำเงิน

ข.แสงสีแดง

ค.แสงสีเขียว

ง. แสงสีเหลือง

9. ถ้าแสงขาวพุ่งผ่านเกรตติ้ง พบว่าแสงที่เลี้ยวเบนไปตกกระทบฉากนั้นให้แถบสเปกตรัมถึง 3 ชุด ถามว่าแถบสว่างตรงกลางจะเป็นสีอะไร

ก. เหลือง

ข.ขาว

ค.ม่วง

ง. แดง

10. น้ำมันที่ลอยอยู่บนผิวน้ำ เราจะมองเห็นสีต่างๆเนื่องจากเกิด

ก. การสะท้อนและการหักเห

ข.การสะท้อนและการเลี้ยวเบน

ค.การสะท้อนและการแทรกสอด

ง. การสะท้อนและโพลาไรเซชัน

 

 

 

 

 

 

เฉลย

1.    ตอบ ง

2.    ตอบ ก

3.    ตอบ ข

4.    ตอบ ข

5.    ตอบ ก

6.    ตอบ ง

7.    ตอบ ค

8.    ตอบ ก

9.    ตอบ ข

10. ตอบ ค

แบบทดสอบ ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2

1. อนุภาคที่มีประจุเมื่อเคลื่อนที่ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก จะถูกเปลี่ยนแปลงอะไรบ้าง

ก.ประจุ

ข. มวล

ค. ความเร็ว

ง. พลังงาน

2. ลวดตัวนำยาว 20 ซม. ลอยนิ่งอยู่ในสนามแม่เหล็กที่มีขนาดสม่ำเสมอ 1.0 เทสลา เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในเส้นลวด 5A จงหาขนาดของแรงแม่เหล็กที่กระทำต่อขดลวด

ก. 1 N

ข.5N

ค.10N

ง. 0.1 N

3. เส้นลวดยาว 8 ซม. วางอยู่ในแนวตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กที่มีขนาด 1 เทสลา ถ้าลวดตัวนำมีกระแสไฟฟ้าผ่าน 4 A มีมวลเท่ากับ 32 g จะเกิดความเร่งกับลวดนี้กับกี่m/s²

ก. 4

ข. 6

ค. 8

ง. 10

4. ขดลวดวงกลมมีพื้นที่หน้าตัด 60 cm² มีขดลวดพันอยู่ 600 รอบ และมีกระแสไหลผ่าน 1 A วางไว้ในสนามแม่เหล็กที่มีความเข้ม 1 เทสลา โมเมนต์สูงสุดของขดลวดจะมีค่ากี่N.m

ก. 1.2 N.m

ข.2.4N.m

ค.3.6N.m

ง. 6.0N.m

5. ขดลวดวงกลมมีจำนวน 100 รอบ รัศมีเฉลี่ยเท่ากับ 0.1 m วางอยู่บริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก 2 เทสลา โดยระนาบของขดลวดทำมุม 60 องศากับสนามแม่เหล็ก เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดทำให้เกิดโมเมนต์ของแรงคู่ควบ 22.44 N.m จงหากระแสที่ไหลผ่านขดลวดนี้

ก.1.74 A

ข.7.14A

ค.4.17A

ง. 0.174 A

6. จงหาโมเมนต์มากที่สุดของขดลวดพื้นที่ 100 ตารางเซนติเมตร จำนวน 400 รอบ มีกระแสไฟฟ้าผ่าน 0.2 แอมแปร์ วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก 0.5 เทสลา

ก. 0.2 N.m

ข.0.24N.m

ค.0.32 N.m

ง. 0.4N.m

7. ความไวของแกลแวนอมิเตอร์ไม่ขึ้นอยู่กับ

ก. ขนาดเข็มของเครื่อง

ข.จำนวนรอบของขดลวด

ค.ขนาดสนามแม่เหล็ก

ง. พื้นที่ของขดลวด

8. คุณสมบัติของแกลแวนอมิเตอร์คือ

                1. วัดกระแสไฟฟ้า

                2. วัดความต่างศักย์

                3. วัดความต้านทาน

ข้อใดถูกต้อง

ก. ข้อ 1 และ 2

ข.ข้อ 1 และ 3

ค.ข้อ 2 และ 3

ง. ข้อ 1 2  และ 3

9. คุณสมบัติของมอเตอร์กระแสตรงคือ

                1. เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล

                2. เปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า

ข้อใดถูกต้อง

ก. ข้อ 1 เท่านั้น

ข.ข้อ 2 เท่านั้น

ค.ข้อ 1 และ 2

ง. ผิดทั้งสองข้อ

10. อุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดใดที่ทำงานโดยอาศัยกฎของฟาราเดย์

ก. หม้อแปลงไฟฟ้า

ข.ไดนาโม

ค.มอเตอร์ 3 เฟส

ง. ข้อ ก. และ ข. ถูก

เฉลย

1.    ตอบค

2.    ตอบ ก

3.    ตอบ ง

4.    ตอบ ค

5.    ตอบ ข

6.    ตอบ ง

7.    ตอบ ก

8.    ตอบ ก

9.    ตอบ ก

10. ตอบ ง

แบบทดสอบ ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

1. ในแท่งตัวนำหนึ่งๆที่มีกระแสไฟฟ้าซึ่งมีค่ามากกว่าศูนย์ไหลผ่าน ข้อใดต่อไปนี้ผิด

ก. กระแสอิเล็กตรอนมีทิศทางเดียวกับสนามไฟฟ้า

ข.กระแสอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากศักย์ต่ำไปยังศักย์สูง

ค.กระแสไฟฟ้ามีทิศตรงข้ามกับกระแสอิเล็กตรอน

ง. สนามไฟฟ้าในตัวนำนี้มีค่ามากกว่าศูนย์

2. เมื่อทำให้ปลายทั้งสองข้างของแท่งโลหะมีความต่างศักย์จะมี

ก. การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระในแท่งโลหะจากปลายที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังปลายที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำ

ข.การถ่ายเทประจุไฟฟ้าผ่านพื้นที่หน้าตัดของแท่งโลหะจากปลายที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังปลายที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำ

ค.กระแสไฟฟ้าไหลผ่านแท่งโลหะจากปลายที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังปลายที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำ

ง. การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าบวกไปยังขั้วลบและประจุไฟฟ้าลบไปยังขั้วบวก

3. จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้

        1. การนำไฟฟ้าในหลอดบรรจุก๊าซ เกิดจากการถ่ายเทประจุไฟฟ้าบวก และประจุไฟฟ้าลบ

        2. การนำไฟฟ้าในแท่งโลหะเกิดจากการถ่ายเทประจุไฟฟ้าลบ

        3. การนำไฟฟ้าในอิเล็กโตรไลต์ เกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าบวกอย่างเดียวเท่านั้น

คำตอบที่ถูกคือ

ก. ข้อ 1 และ 2

ข.ข้อ 2 และ 3

ค.ข้อ 1 และ 3

ง.ข้อ 1 2  และ 3

4. คำกล่าวข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง

ก. เมื่อใช้โซเดียมคลอไรด์เป็นอิเล็กโตรไลต์ โซเดียมไอออนจะจับที่ขั้วบวก คลอไรด์ไอออนจะจับที่ขั้วลบ

ข. เมื่อต่อโลหะเข้ากับแบตเตอรี่ให้ครบวงจร จะมีประจุบวกและประจุลบเคลื่อนที่ในโลหะเข้าหาขั้วไฟฟ้าตรงข้าม

ค. เมื่อให้ความต่างศักย์กับขั้วแคโทด และแอโนดของหลอดสุญญากาศจะทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากโลหะที่เป็นแคโทด

ง. เมื่อต่อหลอดไฟโฆษณากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ประจุลบจะเคลื่อนที่ในทิศตรงกันข้ามกับสนามไฟฟ้าประจุบวกจะเคลื่อนที่ในทิศเดียวกับสนามไฟฟ้า

5. จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้ ข้อใดผิด

ก. เมื่อนำแท่งโลหะต่อเข้ากับความต่างศักย์ไฟฟ้า กระไฟฟ้าที่ไหลผ่านแท่งโลหะเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ

ข. กระแสไฟฟ้าในสารอิเล็กโตรไลต์เกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุบวกและประจุลบ

ค. กระแสไฟฟ้าในหลอดนีออนหรือหลอดไฟโฆษณาสีต่างๆ เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระเท่านั้น

ง. ในการใช้งานของหลอดไดโอด ถ้าต่อขั้วแอโนดกับขั้วลบและแคโทดกับขั้วบวกของแบตเตอรี่ จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอดไดโอด

6. ข้อความในข้อใดผิด

ก. กระแสไฟฟ้าในสารอิเล็กโตรไลต์เกิดจากการเคลื่อนที่ของไอออนบวกและไอออนลบ

ข. กระแสไฟฟ้าในหลอดบรรจุก๊าซเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระและไอออนบวก

ค. กระแสไฟฟ้าในโลหะเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ

ง. กระแสไฟฟ้าในสารกึ่งตัวนำเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ

7. สารตัวนำหนึ่งมีประจุ +120 คูลอมบ์ เคลื่อนที่จากกขั้วบวกไปยังขั้วลบใน 1 นาที และมีประจุ -240 คูลอมบ์เคลื่อนที่จากกขั้วลบไปยังขั้วบวกในเวลาเดียวกัน จงหาขนาดของกระไฟฟ้าในลวดตัวนำนี้

ก. 2 แอมแปร์

ข.3 แอมแปร์

ค.6 แอมแปร์

ง. 12 แอมแปร์

8. เซลล์ไฟฟ้าเซลล์หนึ่งมีแรงเคลื่อนที่ไฟฟ้า 2 โวลต์มีแรงต้านทานภายใน 2 โอห์ม ต่อเป็นวงจรด้วยลวดเส้นหนึ่งมีความต้านทาน 3 โอห์ม จงหากระแสไฟฟ้าในวงจร

ก. 0.2 A

ข. 0.4A

ค.0.8A

ง. 1.0A

9. เมื่อเอาลวดตัวต้านทาน 6โอห์ม และ 3โอห์ม มาต่อเข้ากับเซลล์ไฟฟ้าขนาด 15 โวลต์, 1 โอห์มจะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างเซลล์เท่าไร เมื่อลวดตัวต้านทานทั้งสองต่อกันแบบขนาน

ก. 14 V

ข.13.5V

ค.11.5V

ง. 10V

10. ตัวต้านทาน 2 ตัวมีความต้านทาน 30 โอห์ม และ 60 โอห์ม ต่อกันแบบขนานแล้วต่อกันแบบอนุกรมกับตัวต้านทาน 8 โอห์ม ถ้าชุดตัวต้านทานนี้ต่ออยู่กับแบตเตอรี่ ซึ่งมีแรงไฟฟ้า 12 โวลต์ และมีความต้านทานภายใน 2 โอห์ม จงหากระแสไฟฟ้าที่แบตเตอรี่จ่ายจะมีกี่A

ก. 0.2 A

ข. 0.4A

ค.0.6A

ง. 0.8A

เฉลย

1.    ตอบก

2.    ตอบ ค

3.    ตอบก

4.    ตอบ ง

5.    ตอบ ค

6.    ตอบ ง

7.    ตอบ ค

8.    ตอบ ข

9.    ตอบ ง

10. ตอบ ข