11.9 การทำให้วัตถุตัวนำเกิดประจุไฟฟ้าอิสระ

11.9 การทำให้วัตถุตัวนำเกิดประจุไฟฟ้าอิสระ ทำได้ 3 วิธีคือ
(1) การนำวัตถุอื่นมาถูตัวนำ เมื่อประสงค์จะให้ตัวนำเกิดมีประจุไฟฟ้าอิสระชนิดใด ให้นำวัตถุตัวนำอื่นที่เหมาะสมดังแสดงไว้ในบัญชีของหัวข้อที่ 12.4 มาทำการถู ก็จะได้ประจุไฟฟ้าอิสระเกิดขึ้นบนตัวนำนั้นๆ ตามต้องการ แต่พึงระวังว่า ตัวนำที่เราต้องการจะให้เกิดประจุอิสระนั้นต้องมีด้ามจับเป็นฉนวนไฟฟ้า หรือหุ้มปลายข้างหนึ่งด้วยฉนวนไฟฟ้า หรือวางอยู่บนฉนวนไฟฟ้า
(2) การสัมผัส โดยการนำวัตถุตัวนำอื่นที่มีประจุไฟฟ้าอิสระอยู่แล้วมาสัมผัสกับตัวนำที่เราต้องการ จะให้เกิดมีประจุไฟฟ้าอิสระ การกระทำเช่นนี้จะเกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้าระหว่างตัวนำทั้งสอง และในที่สุดตัวนำทั้งสองต่างจะมีประจุไฟฟ้าอิสระ และต่างจะมีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน ซึ่งตาม ทฤษฎีอิเล็กตรอนแล้ว การถ่ายเทประจุไฟฟ้าให้กันนั้น เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนั่นเอง ซึ่งในการทำให้เกิดประจุไฟฟ้าอิสระด้วยการสัมผัสนั้น อาจสรุปได้ว่า
(ก) ประจุไฟฟ้าอิสระที่ตัวนำได้รับ จะเป็นประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกับชนิดของประจุไฟฟ้าบนตัวนำที่นำมาสัมผัสเสมอไป
(ข) เมื่อสัมผัสกันแล้ว ตัวนำทั้งสองต่างจะมีศักดาไฟฟ้าเท่ากัน
(ค) ประจุไฟฟ้าอิสระที่ตัวนำทั้งสองมี ภายหลังสัมผัสกันแล้วนั้น จะมีจำนวนเท่ากัน หรืออาจไม่เท่ากนก็ได้ ทั้งนี้ย่อมขึ้นอยู่กับความจุไฟฟ้าของตัวนำทั้งสอง
(ง) ประจุไฟฟ้ารวมทั้งหมดบนตัวนำทั้งสองภายหลังที่สัมผัสแล้ว จะมีจำนวนเท่ากับประจุไฟฟ้าทั้งหมดก่อนสัมผัสกัน
(3) การเหนี่ยวนำ ทำได้โดยนำวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าอิสระอยู่แล้วมาทำการเหนี่ยวนำ ซึ่งในการทำให้ตัวนำเกิดประจุไฟฟ้าอิสระ ด้วยการเหนี่ยวนำนั้น สรุปได้ว่า
(ก) ประจุไฟฟ้าอิสระที่ตัวนำได้รับ จะเป็นประจุไฟฟ้าชนิดตรงกันข้ามกับชนิดของประจุไฟฟ้าบนวัตถุที่ใช้เหนี่ยวนำ
(ข) วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าที่ใช้เป็นตัวนำไม่สูญเสียประจุไฟฟ้าเลย
ข้อสังเกต ในขณะที่เกิดการเหนี่ยวนำไฟฟ้าอยู่นั้น วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าบวก อาจมีศักย์ไฟฟ้าลบหรือศักย์ไฟฟ้าศูนย์ และวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าลบ อาจมีศักย์ไฟฟ้าบวก หรือศักย์ไฟฟ้าศูนย์ก็ได้
สำหรับการทำให้เกิดประจุไฟฟ้า อิสระชนิดเดียวกันกับวัตถุที่ใช้เหนี่ยวนำ ก็ย่อมกระทำได้โดยการดัดแปลงวิธีการดังแสดงไว้ในรูป






สมมติ วัตถุ A มีประจุไฟฟ้าบวกอิสระซึ่งเราใช้เป็นตัวเหนี่ยวนำ นำวัตถุตัวนำ B และ C สองชิ้นต่างวางลงบนฉนวนไฟฟ้า หรือห้อยแขวนจากฉนวนไฟฟ้า ให้ผิวของตัวนำทั้งสองสัมผัสกัน ในการทำเช่นนี้ ตัวนำโดยให้ B อยู่ใกล้ A มากกว่า C (ดังรูป ก.) ประจุไฟฟ้าบวกบนผิวของ A จะทำการเหนี่ยวนำ B และ C เป็นผลให้เกิดประจุไฟฟ้าเหนี่ยวนำลบขึ้นบนผิวของ B ทางด้านใกล้สุดกับ A และเกิดประจุไฟฟ้าเหนี่ยวนำบวกบนผิว C ด้านไกลสุดจาก A เลื่อน B และ C ให้แยกออกจากกัน (ดังรูป ข.) แล้วยก A ออกไป (ดังรูป ค.) ก็จะได้ประจุไฟฟ้าอิสระลบบนผิวตัวนำ B และได้ประจุไฟฟ้าอิสระบวกบนตัวนำ C จะเห็นว่าเป็นประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกันกับประจุไฟฟ้าบนตัวนำ A ที่ใช้เหนี่ยวนำ