กระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำ - ครูฟิสิกส์ไทย

ในเรื่องของไฟฟ้าสถิต เราจะสนใจปรากฏการณ์ที่ประจุไฟฟ้าไม่มีการเคลื่อนที่ และสนใจเกี่ยวกับอันตรกิริยาระหว่างประจุไฟฟ้าต่างชนิด และชนิดเดียวกัน แต่เมื่อประจุไฟฟ้ามีการเคลื่อนที่ผ่านตัวนำ ซึ่งทั้งสองปลายของตัวนำมีความต่างศักย์ไฟฟ้า ก็จะทำให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปด้วยอัตราเร็วค่าหนึ่งๆ เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า “กระแสไฟฟ้า”

เนื้อหา :

ตัวนำ

ในสภาวะที่ตัวนำไม่มีความต่างศักย์ไฟฟ้า อิเล็กตรอนจะมีความเร็วเฉลี่ยอยู่ที่ศูนย์ แต่เมื่อมีสนามไฟฟ้า หรือให้ความต่างศักย์ระหว่างสองปลายของตัวนำ เช่น เส้นลวด เป็นต้น ก็จะเกิดการไหลของอิเล็กตรอนอิสระ โดยมีความเร็วที่เรียกว่า “ความเร็วลอยเลื่อน” ทำให้มีกระแสไฟฟ้านั่นเอง

กระแสไฟฟ้าในตัวนำ

ตัวนำไฟฟ้า มีความสามารถยอมให้อนุภาคมีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านได้อย่างอิสระ โดยกระแสไฟฟ้าในตัวนำนั้นจะขึ้นอยู่กับ ปริมาณของประจุไฟฟ้าที่ไหลผ่านในหนึ่งหน่วยเวลา ดังสมการ

$I = \frac{Nq}{t} --(1)$

โดยที่ N คือ จำนวนประจุไฟฟ้า q คือ ประจุไฟฟ้าแต่ละตัว และ t คือเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของประจุในตัวกลาง

ทิศทางของกระแสไฟฟ้าในตัวนำจะมีทิศเดียวกับสนามไฟฟ้า หรือมีทิศทางการไหลจากศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังศักย์ไฟฟ้าที่ต่ำกว่า และกระแสการไหลของอิเล็กตรอนจะมีทิศตรงข้ามกับทิศกระแสไฟฟ้า

เนื้อหาฟิสิกส์ ม.6 - ไฟฟ้ากระแส — กระแสไฟฟ้านิยมโดยให้เป็นการเคลื่อนที่ของประจุบวก โดยจะเคลื่อนจากบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่า และมีทิศทางตรงข้ามกับกระแสของอิเล็กตรอน Author: Einstein@min via Thaiphysicsteacher.com

นอกจากจะเขียนปริมาณกระแสไฟฟ้าในรูปสมการที่ (1) แล้ว กระแสไฟฟ้ายังขึ้นอยู่กับความหนาแน่น (n) ของชนิดประจุในปริมาตรหนึ่งๆ ของตัวนำ ความเร็วลอยเลื่อน ( $v$ ) ของประจุ และพื้นที่หน้าตัดของลวดตัวนำ (A) ดังสมการที่ 2