กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า
การนำวัตถุมาถูกันทำให้วัตถุมีประจุไฟฟ้า
สามารถอธิบายได้ว่า เกิดจากการทำงานหรือพลังงานกลเนื่องจากการถูจะ
ถ่ายโอนความร้อนให้อิเล็กตรอนของอะตอมบริเวณที่ถูกัน
ทำให้พลังงานของอิเล็กตรอนสูงขึ้น
จนสามารถหลุดเป็นอิสระออกจากอะตอมของวัตถุหนึ่งไปสู่อะตอมของอีกวัตถุหนึ่ง
ทำให้อะตอมของวัตถุที่มีอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นมีประจุลบ
ส่วนอะตอมของวัตถุที่เสียอิเล็กตรอนไปจะมีประจุบวก จึงสรุปได้ว่า
การทำให้วัตถุมีประจุไฟฟ้าไม่ใช่เป็นการสร้างประจุขึ้นใหม่
แต่เป็นเพียงการย้ายประจุจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง
โดยที่ผลรวมของจำนวนประจุทั้งหมดของระบบที่พิจารณาจะเท่าเดิมเสมอ
นี่คือกฎมูลฐานกฎหนึ่งของฟิสิกส์ที่มีชื่อว่า กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า
วัตถุที่ได้รับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแล้วอิเล็กตรอนนั้นยังคงอยู่
ณ บริเวณเดิมต่อไป วัตถุนั้นเป็นฉนวนไฟฟ้า นั่นคือ
อิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายโอนให้แก่วัตถุที่เป็นฉนวนจะไม่เคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปสู่อีกที่หนึ่งในเนื้อวัตถุ
หรืออาจกล่าวได้ว่า ในฉนวน ประจุไฟฟ้าจะถ่ายโอนจากที่หนึ่งไปสู่อีกที่หนึ่งได้ยาก
แต่วัตถุใดได้รับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแล้ว
อิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายโอนสามารถเคลื่อนที่กระจายไปตลอดเนื้อวัตถุได้ง่าย คือ
อิเล็กตรอนมีอิสระในการเคลื่อนที่ในวัตถุนั้น เรียกวัตถุที่มีสมบัติเช่นนั้นว่า
ตัวนำไฟฟ้า
การประยุกต์ประจุไฟฟ้า
ปัจจุบันมีการผลิตเครื่องใช้ที่อำนวยประโยชน์ด้านต่าง
ๆ โดยอาศัยความรู้เรื่องไฟฟ้าสถิตดังตัวอย่างต่อไปนี้
เครื่องถ่ายเอกสาร
เครื่องถ่ายเอกสารเป็นอุปกรณ์ถ่ายสำเนาสิ่งพิมพ์ตัวอักษรหรือภาพลายเส้นจากต้นฉบับ
ส่วนประกอบและหลักการทำงานแต่ละขั้นตอนแสดงดังรูป 32
หลักการให้แสงส่องไปที่ต้นฉบับสะท้อนผ่านเลนส์ไปกระทบแผ่นฟิล์ม
ซึ่งฉาบด้วยวัสดุตัวนำที่ขึ้นกับแสง (จะมีสมบัติเป็นตัวนำเมื่อถูกแสง)
โดยเมื่อเครื่องเริ่มทำงาน
แผ่นฟิล์มนี้จะถูกทำให้มีประจุไฟฟ้าบวกทั่วทั้งแผ่นก่อนดังรูป 2ก
จากนั้นจึงให้แสงส่องไปที่ต้นฉบับสะท้อนผ่านเลนส์กระทบแผ่นฟิล์มบริเวณที่เป็นที่ว่าง
บนต้นฉบับจะให้แสงออกมากระทบแผ่นฟิล์ม ให้บริเวณที่ถูกแสงกลายเป็นตัวนำ
จึงมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า ส่วนตัวอักษรหรือภาพลายเส้นบนต้นฉบับที่เป็นสีดำ
(หรือสีเข้ม ๆ) ดูดกลืนแสง
จึงไม่ให้แสงสะท้อนมากระทบแผ่นฟิล์มบริเวณนั้นบนแผ่นฟิล์มจึงไม่ถูกแสง ยังคงมีประจุบวกอยู่ดังรูป
32ข เมื่อพ่นผงหมึกที่มีประจุลบไปบนแผ่นฟิล์มนี้
ผงหมึกจะเกาะติดเฉพาะบริเวณที่มีประจุ บวกนี้เท่านั้น
ซึ่งเป็นบริเวณที่เกิดจากตัวอักษรหรือภาพลายเส้นดังรูป 32ค
ทำให้ปรากฏเป็นภาพของต้นฉบับบนแผ่นฟิล์ม
เมื่อกดแผ่นกระดาษประจุบวกลงแผ่นฟิล์มที่มีผงหมึกดังกล่าว
จึงได้ภาพสำเนาปรากฏบนแผ่นกระดาษดังรูป 32ง เมื่ออบแผ่นกระดาษด้วยความร้อน
เพื่อให้ผงหมึกติดแน่นก็จะได้ภาพสำเนาที่ติดทนถาวรชัดเจน
เครื่องกำจัดฝุ่นในอากาศ
เครื่องกำจัดฝุ่นในอากาศเป็นอุปกรณ์กำจัดอนุภาคจากแก๊สเผาไหม้
หรืออากาศร้อนที่สกปรก ประกอบด้วยท่อโลหะที่มีแกนกลางยึดติดด้วยฉนวน ดังรูป 33
หลักการใช้ความต่างศักย์สูงจากแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง
โดยต่อขั้วลบเข้ากับแกนกลาง และต่อขั้วบวกเข้ากับท่อ
ทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่มีค่าสูงมากพอที่จะทำให้อนุภาคในอากาศสกปรกที่ผ่านไปในท่อ
ได้รับอิเล็กตรอนจากแกนกลางจนกลายเป็นอนุภาคประจุลบและถูกดูดเข้าไปติดที่ท่อพร้อม
ๆ
กับท่อถูกทำให้สั่นเป็นจังหวะ
อนุภาคที่สะสมบนท่อจึงร่วงหล่นลงบนส่วนล่างของท่อและถูกปล่อยออก
แก๊สหรืออากาศที่ผ่านออกทางตอนบนของท่อจึงเป็นก๊าซหรืออากาศสะอาดเคื่องพ่นสี
เครื่องพ่นสีใช้หลักการทำให้ผงหรือละอองสีกลายเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า
ขณะถูกพ่นออกจากเครื่องพ่น
ซึ่งผงหรือละอองสีที่มีประจุไฟฟ้าเกิดแรงดึงดูดกับชิ้นงาน
ทำให้เกาะติดชิ้นงานได้ดีกว่าการพ่นแบบธรรมดา อุปกรณ์ที่ใช้พ่นละอองสี ดังรูป 34
ในกรณีที่ชิ้นงานเป็นโลหะ อาจจะทำให้ผิวโลหะมีประจุไฟฟ้าตรงข้ามกับผงสี
โดยต่อชิ้นงานกับแหล่งกำเนิดที่มีความต่างศักย์สูง ๆ จะช่วยเพิ่มแรงดูด
ทำให้ผงหรือละอองสียึดเคลือบผิวชิ้นงานดียิ่งขึ้น และช่วยให้ประหยัดผงสี
เนื่องจากไม่ฟุ้งกระจาย
