Electric Permittivity Bozeman Science English Thai

Electric PermittivityYouTube↗ IA↗(long shot)
Education 100K views 1.7K likes 31 dislikes 10 Jun 2014

Bozeman Science 1.4M subscribers N/A YouTube↗

Click to Play Video

Hi. It's Mr. Andersen and this is AP Physics essentials video 19. It is on electric permittivity

สวัสดี ครูแอนเดอเสนกับวิดีโอในชุดวิชาฟิสิกส์พื้นฐาน ลำดับที่19 นี้ จะว่าด้วยเรื่องของสภาพการต้านสนามไฟฟ้า

which is best understood when you are looking at capacitance. And so for this video I created

ซึ่งมีตัวอย่างการใช้งานที่ชัดเจน ดูได้ในกรณีของตัวนำไฟฟ้า เพราะงั้น ครูก็เลยได้สร้าง

a capacitor out of three layers. Two layers of Reynolds Wrap, which are good conductors.

ตัวนำไฟฟ้าแบบสามชั้นขึ้นมา ..โดยที่สองชั้นแรกนั้นจะเป็น ชั้นของเรย์โนลด์ (Reynolds Wrap) ซึ่งนำไฟฟ้าได้ดี

And then one layer of plastic wrap in the middle which has a higher permittivity. And

แล้วก็มีอีกชั้นนึงที่เป็นพลาสติก อยู่ตรงกลาง มีสภาพการต้านสนามไฟฟ้าที่มีค่าสูง

so in order to make this work and make it a little bit more portable I rolled the whole

ทีนี้ ถ้าครูต้องการให้มันมีขนาดที่พอดีกับการใช้งาน ครูก็เลยม้วน

thing up and so it looks like that. If you were to look at a real capacitor it is going

เข้ามาเป็นอย่างที่เห็นในรูป คาปาซิเตอร์ หรือตัวนำของจริงก็จะมีลักษณะอย่างนี้เช่นกัน

to be rolled up. But is essentially the same thing. You have conductors on either side

ใช้หลักการเดียวกัน คือมีตัวนำอยู่สองด้านข้างนอก

and then something insulative in the middle. And so let's look at this video for just a

แล้วก็มีฉนวนสอดไส้อยู่ตรงกลาง ลองมาดูในวิดีโอนี่กัน

second. Right now I am hooking up my capacitor to a multimeter and you can see that there

ครูก็ต่อคาปาซิเตอร์ของครูเข้ากับมัลติมิเตอร์ (multimeter) ตอนนี้จะเห็นได้ว่า

is no electric charge on the inside. Now I am connecting it to a couple of batteries.

ยังไม่มีประจุไฟฟ้าอะไรทั้งนั้น ทีนี้ จากนั้น ครูก็จะต่อเข้าไปกับแบตเตอรี่

So I am adding charge now to the capacitor. And now I am going to hook it up to the multimeter

เป็นการเติมประจุเข้าไปให้กับคาปาซิเตอร์ตัวนี้ แล้วครูก็จะต่อกลับไปที่มัลติทิเตอร์ดูอีกที

and you can see that the charge increases really quickly. And so I stored charge in

จะเห็นได้ว่ามีประจุไฟฟ้าเพิ่มขึ้นมาอย่างรวดเร็ว นั่นก็หมายความว่า ครูได้เอาประจุเข้ามาเก็บไว้

just this little amount of Reynolds Wrap and plastic wrap. You can see it is kind of discharging

ในชั้นของเรย์โนลด์อันนี้ ซึ่งตอนนี้ก็กำลังจ่ายประจุนั้นออกมาอยู่

now. And so what is permittivity? Well if you have an electric field like this, matter

แล้วสภาพการนำคืออะไรล่ะ? ต้องมาเริ่มกันที่สนามไฟฟ้าอันนี้

has an ability to resist that electric field. And that resistance to an electric field is

สสารที่อยู่ตรงกลางจะมีความสามารถมากน้อยแค่ไหนในการต้านสนามไฟฟ้า

called its permittivity. And so the permittivity of free space would be the resistance offered

นั่นจะเรียกว่าสภาพการต้านสนามไฟฟ้า อย่างเช่นสภาพการต้านสนามไฟฟ้าของพื้นที่ในบริเวณนึง ก็จะเท่ากับการต้าน

by just a vacuum between those two conducting plates. And so that is a constant value that

ในพื้นที่สุญญากาศระหว่างแผ่นตัวนำสองตัว อันนี้จะเป็นค่าคงที่ซึ่ง

we can compare other materials to. And so if we have other materials, their permittivity

เราจะใช้อ้างอิงกับวัสดุตัวอื่นๆได้ ..สภาพการต้านสนามไฟฟ้าของสสารใดก็ตาม

is based on their structure. So their atomic or molecule structure is going to be variable.

จะขึ้นอยู่กับโครงสร้างภายในของสารนั้น ซึ่งก็คือโครงสร้างของอะตอมหรือโมเลกุลภายในนั่นเอง

And as we vary the permittivity we can make a capacitor that is more or less efficient.

การเปลี่ยนแปลงค่าของสภาพการต้านสนามไฟฟ้า ก็จะทำให้ไค้คาปาซิเตอร์ที่มีค่าต่างกันออกไป

And so let's look at a real basic capacitor. And that will show you the elements of capacitance.

ลองมาดูหลักการพื้นฐานของคาปาซิเตอร์กัน มาดูกันว่าคาปาซิเตอร์หรือตัวเก็บประจุนั้น มีองค์ประกอบอะไรบ้าง

This is what they look like today. So if we zoom in like this what you have are two conducting

ในภาพเล็กนั่นจะเป็นคาปาซิเตอร์ที่เราใช้กันในปัจจุบันนี้ ถ้าเราดูภาพขยาย ก็จะเห็นมีแผ่นตัวนำสองแผ่น

plates on either side. So those are connected with wires. And then in the middle we have

อยู่ทั้งสองข้าง ต่อกันเป็นวงจร แล้วก็จะมีตรงกลางเป็นไดอิเลคตริก

a dielectric. And so that is going to be an insulator. It is something that can resist

ทำหน้าที่เป็นฉนวน ซึ่งจะคอยต้านทาน

that electric field forming in that capacitor. And so if we look at basic free space permittivity,

สนามไฟฟ้าที่จะเกิดขึ้นในคาปาซิเตอร์ตัวนี้ ถ้าเรามาเริ่มกันที่สภาพการต้านสนามไฟฟ้าพื้นฐานของสุญญากาศ

so what we would have in the middle now is going to be just a vacuum. And so what we

นั่นก็หมายความว่า ชั้นฉนวนที่อยู่ตรงกลางก็คือสุญญากาศ

do is as we hook it up to voltage you are going to see there is an electric field across

พอต่อวงจรเข้าไป มีความต่างศักย์ .. เราก็จะมีสนามไฟฟ้าเกิดขึ้น

that gap. And that is the free space permittivity. Or sometimes we refer to it as the dielectric

อันนี้คือสภาพการต้านสนามไฟฟ้าของที่ว่าง ที่บางครั้งเรียกว่า ค่าคงที่ไดอิเลกตริต (dielectric constant)

constant. And so for a vacuum it is going to be 1. Air is going to be slightly higher

สำหรับสุญญากาศนั้น เรากำหนดให้มีค่าเป็น 1 ส่วนอากาศนั้น จะมีค่ามากกว่าเล็กน้อย

than 1. But it is going to be pretty close to 1. And so what happens when we add a dielectric

แต่ก็ยังนับว่ามีค่าใกล้เคียงกับ 1 .. แล้วจะเป็นยังงัย ถ้าเราใส่ไดอิเลกตริค

in the middle, when we add an insulator in the middle? Well that is going to be made

หรือฉนวนเพิ่มเข้าไปตรงกลาง? .. แน่ละ สารพวกนี้ก็จะมีอะตอมเป็นส่วนประกอบ

of atoms. And atoms are made up of protons and electrons. And what happens is as that

ที่ก็ประกอบขึ้นจากโปรตอนและอิเล็กตรอน ดังนั้น สิ่งที่จะเกิดขึ้นก็คือ

field moves through the dielectric, what it does is shifts the electrons. So the electrons

เมื่อมีสนามเคลื่อนผ่านไดอิเล็คตริก ก็จะทำให้อิเลคตรอนมีการเปลี่ยนตำแหน่ง

are actually being shifted, in this case, to the left. And that creates an opposite

ซึ่งในกรณีนี้ จะเห็นว่าเคลื่อนไปทางด้านซ้าย และนี่ก็จะทำให้เกิดสนามที่มีทิศตรงกันข้ามขึ้น

field which cancels out that electric field. And so if you add a dielectric between these

ไปทำให้ผลจากสนามเดิมเปลี่ยนแปลงไป นั่นก็คือ การเพิ่มไดอิเลคตริกเข้าไประหว่าง

two conducting plates, what you are doing is resisting that electric field. And what

แผ่นตัวนำสองแผ่นนั้น ก็คือการทำให้เกิดการต้านทานต่อสนามอันนั้นขึ้น

that does is build up a charge on either side. And that it is how we are storing that energy.

เกิดการสะสมตัวของประจุขึ้นที่ด้านทั้งสอง มีการสะสมพลังงานเกิดขึ้น

And so we now see that we have a dielectric constant that is going to be higher than our

ก็จะเห็นได้ว่า ในตอนนี้ เราก็จะมีค่าคงที่ไดอิเลคตริกที่มีค่ามากกว่า

constant which was 1.And so if we look at this PHET simulation we have a capacitor here

ค่าคงที่ 1 ของสุญญกาศ .. ลองมาดูแบบจำลองจาก PHET อันนี้ ก็จะเห็นว่ามีตัวเก็บประจุอยู่ตรงกลาง

in the middle. And so we are going to add a little bit of voltage to it. And you can

เพิ่มแรงดันไฟฟ้าเข้าไป

see the charge is starting to build up on both sides of that plate. Now if we take a

ก็จะเห็นว่าเริ่มมีประจุสะสมตัวขึ้นที่ทั้งสองด้านของแผ่นนั้น

dielectric and slide it in the middle, well this dielectric is just free space. And so

ทีนี้ ถ้าเราใส่ไดอิเลคตริกเข้าไปตรงกลาง .. สมมติว่า ไดอิเลคตริกตัวแรกนี้ เป็นสุญญากาศ

you can that it did not change the capacitance. But if I start to increase the permittivity,

ก็จะเห็นได้ว่าไม่ได้ทำให้ค่าความจุเปลี่ยนแปลงไปแต่อย่างใด แต่พอเราเริ่มเปลี่ยนไปเป็นไดอิเลคตริกตัวอื่นที่มีสภาพการต้านสนามไฟฟ้ามากกว่า

watch what happens to the charge on the plates. So now we are at 2. And now we are at 3. And

ให้สังเกตให้ดีว่าประจุที่เกิดขึ้นบนแผ่นนั้นเป็นอย่างไร ตอนนี้ค่าเป็น 2 แล้วก็เพิ่มเป็น 3 แล้วก็

now we are at 4. You can see charge is building up on the plate. And each material, teflon

เพิ่มเป็น 4 ก็จะเห็นได้ว่าประจุเริ่มสะสมตัวบนแผ่นตัวนำมากขึ้น วัสดุต่างๆ อบ่างเช่นเทฟลอน

2.1, paper 3.5, glass 4.7 is going to have a different constant. And if I pull that dielectric

ที่มีค่าเป็น 2.1 กระดาษเป็น 3.5 แก้วมีค่า 4.7 พวกนี้ จะทำให้ได้ค่าคงที่ต่างๆกัน พอครูดึงเอาไดอิเลคตรกออก

out then our capacitance dropped down to 0. And so did you learn that electric permittivity

ค่าความจุของเราก็จะลดลงมาเป็น 0 ... .. มาสรุปกันว่าพวกเราได้เรียนรู้เรื่องของสภาพการต้านสนามไฟฟ้า

increases resistance in the electric field? We can use it to make a capacitor which could

ที่มีคุณสมบัติต้านสนามไฟฟ้าแล้วหรือไม่? เราเอาความรู้เรื่องนี้มาใช้สร้างคาปาซิเตอร์ ซึ่งก็ทำขึ้นด้วยหลักการง่ายๆ

be made simply out of Reynolds Wrap and plastic wrap. I hope so. And I hope that was helpful.

ด้วยชั้นของเรย์โนลด์ (Reynolds Wrap) และพลาสติค หวังว่าคงเข้าใจดี และหวังว่าคงเป็นประโยชน์บ้าง

Similar videos:

Resistors and Capacitors
Bozeman Science
248.8K views 3.4K likes 77 dislikes 17 Jan 201540% match

Electric Charge
Bozeman Science
86.3K views 507 likes 25 dislikes 15 May 201439% match

Electric Field of Parallel Plates
Bozeman Science
96.5K views 910 likes 32 dislikes 02 Jul 201436% match

Electrostatic Induction
Bozeman Science
163.4K views 1.9K likes 49 dislikes 12 Jan 201532% match

Positive and Negative Charge
Bozeman Science
190.5K views 1.5K likes 113 dislikes 17 May 201432% match

Electric Circuits
Bozeman Science
124.6K views 1K likes 48 dislikes 23 Jan 201531% match

Systems and Objects
Bozeman Science
147.3K views 815 likes 15 dislikes 28 Apr 201428% match

Density
Bozeman Science
102.6K views 528 likes 89 dislikes 04 Jun 201428% match

Neutralization Reaction
Bozeman Science
111.3K views 872 likes 33 dislikes 28 Aug 201326% match

Phases of Mitosis
Bozeman Science
1.3M views 17.1K likes 411 dislikes 18 Mar 201426% match

Electromagnetic Waves
Bozeman Science
137.7K views 1.3K likes 86 dislikes 29 Jun 201526% match

pH and Buffers
Bozeman Science
696.7K views 5.7K likes 175 dislikes 22 Feb 201425% match

Kinetic Energy
Bozeman Science
167.9K views 1.2K likes 81 dislikes 13 Feb 201525% match

Torque
Bozeman Science
421.7K views 5.6K likes 91 dislikes 22 Sep 201424% match

Elastic and Inelastic Collisions
Bozeman Science
327.4K views 3.4K likes 105 dislikes 30 Mar 201524% match

Center of Mass
Bozeman Science
151.6K views 1.7K likes 65 dislikes 02 Apr 201524% match

Refraction of Light
Bozeman Science
297.5K views 3.4K likes 171 dislikes 17 Jun 201524% match

Conservation of Angular Momentum
Bozeman Science
136.4K views 1.5K likes 54 dislikes 06 Apr 201524% match

Electromagnetic Induction
Bozeman Science
418.3K views 6.3K likes 113 dislikes 05 Jan 201524% match

Kirchoff's Loop Rule
Bozeman Science
124.3K views 1.2K likes 37 dislikes 09 Mar 201524% match

Momentum
Bozeman Science
276.3K views 2.3K likes 127 dislikes 13 Sep 201424% match

Bernoulli's Equation
Bozeman Science
694K views 12.1K likes 140 dislikes 12 Mar 201524% match

Calculating the Gravitational Force
Bozeman Science
343.5K views 3.2K likes 203 dislikes 01 Sep 201423% match

Light Absorption, Reflection, and Transmission
Bozeman Science
355.8K views 4K likes 238 dislikes 11 Jun 201523% match

Free-Body Diagrams
Bozeman Science
370.9K views 3.2K likes 176 dislikes 26 Aug 201423% match

Rotational Inertia
Bozeman Science
133K views 1.3K likes 38 dislikes 09 Apr 201523% match

Emission and Absorption Spectra
Bozeman Science
670.5K views 9K likes 277 dislikes 06 Mar 201522% match

Magnetic Field of a Wire
Bozeman Science
406.2K views 4.1K likes 131 dislikes 08 Jul 201422% match

Settings Privacy About Contact Donate