ใบความรู้หน่วยที่ 1 แหน่งกำเนิดไฟฟ้า

๒๕๖๑ใบความรู้หนว่ ยท่ี ๑ แหล่งกาเนดิ ไฟฟ้า สาโรจน์ ซอ่ื สตั ย์ วทิ ยาลยั การอาชีพกบินทรบ์ ุรี

เน้อื หาสาระ หนว่ ยท่ี 1 ชื่อหนว่ ยการสอน แหล่งกาเนิดไฟฟา้1.1 แหล่งกาเนิดไฟฟา้ พลังงานไฟฟา้ ได้ โดยอาศัยพลังงานรูปอื่น 6 รูป อันได้แก่ แรงเสยี ดทาน ความกดดัน ความร้อนแสง แมเ่ หล็ก และปฏิกิรยิ าเคมีซึง่ จะได้กล่าวถึงรายละเอยี ดต่อไป ดงั นี้1.เกดิ จากการเสยี ดทานขดั สี การเกิดไฟฟา้ ชนิดนเ้ี กิดจากการนาสาร2ชนิดขัดสกี นั สารที่เสยี อิเลก็ ตรอนไปมีประจุบวก สว่ นสารทไี่ ด้รบั อิเลก็ ตรอนจะเกิดประจุลบและบนสารทั้งสองจะมปี ระจุไฟฟา้ สถติเกิดขนึ้ วัตถทุ ุกชนดิ เม่ือมปี ระจุไฟฟา้ สถติ จะมแี รงดึงดดู ซง่ึ กันและกันเสมอ ถา้ เราวางประจตุ ่างกันใหต้ ิดกันอิเลก็ ตรอนบนประจุลบจะวง่ิ (Discharge) เขา้ หาประจุบวกทันที ถา้ วตั ถนุ ั้นมปี ระจุเป็นจานวนมากอเิ ล็กตรอนจะกระโดดจากแทง่ ลบสู่แทง่ บวกกอ่ นวตั ถุจะสมั ผัสกนั ลกั ษณะเช่นน้จี ะทาใหเ้ กิดการอาร์ค(Arc) ของไฟฟ้าขึน้ เชน่ เดียวกบั ไฟฟ้าสถิตท่เี กิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่น ฟ้าแลบ และฟ้าผา่2. เกดิ จากแรงกดอดั เม่ือออกแรงกดบนสารบางชนิด แรงทกี่ ด ผา่ นเนอื้ สารเข้าถึงอะตอมและไล่อิเลก็ ตรอนหลดุ จากวงโคจรไปตามทิศทางของแรง อิเลก็ ตรอนจะวง่ิ จากผิดดา้ นหนงึ่ ของสสารไปสผู่ ิวลึกอกี ดา้ นหนึง่ ดังน้ัน ประจุบวกและลบก็จะเกดิ ขนึ้ ผิดทง้ั สองด้าน เมือ่ คลายแรงกดลงอเิ ลก็ ตรอนจะวงิ่ กลบัสวู่ งจรเดมิ ของมนั การตัดชิน้ สารพวกนีด้ ้วยวธิ ีการบางอยา่ งสามารถทจี่ ะควบคมุ พื้นผิว ท่ีจะเกดิ ประจไุ ด้สารบางอยา่ งจะมปี ฏิกริ ิยาเม่ือได้รับแรงกดงอโค้ง สารบางอยา่ งกม็ ปี ฏิกริ ยิ ากับแรงบิด บโิ ซอเิ ล็กทรดิ ซิต์ เป็นชื่อใช้เรยี กการเกดิ ประจไุ ฟฟา้ โดยใชแ้ รงกดอดั บิโซเปน็ คาทม่ี าจากภาษากรกี

แปลวา่ ความดัน สารที่จะเกิดประจุไฟฟ้าเม่ือถกู แรงกดน้ันได้แก่ ผลึกของสารบางชนิด เชน่ หินควอตซ์แบเรยี มติตาเนท หินควอตซ์ หนิ เข้ียวหนมุ าน ทมู าลิน และเกลือโรเซล เป็นต้น สารเหล่านี้จะมคี ณุ สมบัติพิเศษ คือ เมื่อได้รบั แรงกดอัดจะทาให้เกดิ ไฟฟา้ ถา้ เรานาผลกึ ดังกลา่ วมาวางระหวา่ งแผ่นโลหะ 2 แผ่นแล้วออกแรงกดจะเหน็ ไดช้ ัดจากเครื่องวัดกระแสไฟฟา้ ว่ามีไฟฟ้าเกดิ ข้ึนไฟฟา้ ทเ่ี กิดข้นึ จะมากหรอื น้อยขน้ึ อยกู่ ับแรงทก่ี ดผลึกน้ัน พลังงาน ไฟฟ้าทีไ่ ดจ้ ากความกดอัดนจ้ี ะมกี าลังตา่ มากจึงใชไ้ ด้กบั งานกาลงั ตา่เชน่ ไมโครโฟนผลกึ (Crystal Microphone) หวั เขม็ แผ่นเสียง (Phono Cardridges) และอุปกรณ์โซนาร์3. เกดิ จากความรอ้ น วธิ นี ้ีใช้การเผาขว้ั โลหะให้ร้อนโดยใชอ้ ปุ กรณท์ ่ีเรยี กวา่ เทอร์โมคัปเปิล ซงึ่ประกอบด้วยลวดทองแดง และลวดเหล็ก ซ่ึงปลายขา้ งหนงึ่ ย้าปลายให้ติดกนั จะทาให้เกดิ กระแสไฟฟา้จานวนกระแสไฟฟ้าจะมากหรอื น้อยข้ึนอยกู่ ับความแตกต่างของอณุ หภมู ริ ะหว่างโลหะท้ังสอง เทอร์โมคปั เปิล ใช้งานหลายอยา่ งโดยเฉพาะกับวงจรไฟฟ้ากาลังงานตา่ ๆ เช่น ใชเ้ ป็นตัววัดความแตกต่างของอุณหภูมโิ ดยท่ีแรงดนั ไฟฟ้าทีเ่ กิดจากประจุบนโลหะทง้ั สองจะมากหรอื น้อยข้ึนอยู่กบัอุณหภูมขิ องปลายชิ้นโลหะ2ชนดิ ซึง่ ความแตกตา่ งของอุณหภูมมิ คี ่ามากแรงดันไฟฟา้ ที่เกดิ ขึน้ ก็ยิง่ มคี า่สูงจึงนาเทอร์โมคปั เปิลไปทาเปน็ ตวั ตรวจจับอณุ หภมู ิในงานอุตสาหกรรม 1. เกดิ จากแสง แสงสวา่ งเปน็ พลงั งานรูปหนึ่ง ไฟฟา้ จากแสงไดถ้ ูกคน้ พบโดยนักฟิสกิ ซช์ าว เยอรมัน ชือ่ ไฮนรชิ รคู อล์ฟ เฮิรท์ แสงประกอบขึน้ จากอนุภาคพลังงานเล็ก ๆ ทเี่ รยี กว่า โฟ ตอน เมอื่ โฟตอนในลาแสงกระทบวตั ถุ มนั จะคลายพลงั งานออกมา สาหรับสารบางชนดิ พลังงานจากโฟตอนสามารถทาใหอ้ ะตอมปล่อนอิเล็กตรอนออกมาได้ สารพวกนีไ้ ด้แก่ โปแทสเซียม โซเดยี มลเิ ทียม ซลิ เิ นียม เจอรม์ เิ นยี ม แคดเมียร์ และตะกัว่ ซัลไฟต์ โซลาร์ เซลล์ เมื่อได้รบั แสงสวา่ งมาก ๆ จะกาเนิดแรงดันไฟฟา้ ไดจ้ านวนมาก และเมือ่ แสงสว่างมี ความเข้มขน้ ลดลง แรงดนั ไฟฟา้ ทเี่ กิดข้นึ จะลดลงดว้ ย

การใชเ้ ซลลแ์ สดงอาทติ ย์เพ่ือกาเนดิ ไฟฟา้ นีม้ ลี ักษณะการใช้งานจะมแี ผงของเซลลแ์ สงอาทติ ย์ขนาดใหญ่เปน็ ตัวกลางพลังงานแสงอาทติ ยเ์ ป็นพลงั งานไฟฟ้าและเกบ็ พลงั งานไฟฟา้ ทไ่ี ด้สะสมไว้ในแบตเตอรี่แลว้ผา่ นเครอ่ื งแปลงกระแสไฟฟ้าเปน็ ไฟฟ้าทใ่ี ชง้ านได้โดยสง่ ไปตามเสาสง่ ไฟฟ้า5. ปฎิกริยาทางเคมี 5.1. นกั วิทยาศาสตรช์ าวอติ าเลย่ี น ช่ือ อเลซซานโดร โวลตา ได้ทาการทดลองและคน้ พบว่าการนาสารละลายอเิ ล็กโตรไลด์ ซ่งึ ประกอบดว้ ย กรดซลั ฟูริกและนา้ ใส่ไวใ้ นโถแกว้ แลว้ นาแทง่ ทองแดงจานวน 1 แทง่ กับสงั กะสี จานวน 1 แท่งจุ่มลงในสารละลายดังกล่าว 5.2.เม่ือจุม่ โลหะ2ชนิดในสารละลายอเิ ลก็ โตรไลต์แลว้ จะทาใหเ้ กิดประจุไฟฟ้าบวกขึ้นท่ีแทง่ทองแดง และเกดิ ประจุไฟฟา้ ลบขน้ึ ทแี่ ทง่ สงั กะสี 5.3.อิเล็กตรอนจะถกู ผลักให้วงิ่ ผ่านอเิ ล็กโตรไลท์จากแผ่นหนง่ึ ถงึ แผ่นหน่ึง ทาใหแ้ ผ่นหน่งึ ขาดอิเลก็ ตรอนและกลายเป็นข้ัวบวก โลหะแผน่ ลบจะกร่อนลงไปทกุ ทแี ละท่ีขั้วบวกจะเป็นฟองแกส๊ ผุดข้ึนในทีส่ ุดแผน่ ลบกจ็ ะละลายหายไปหมด เซลลก์ ็หมดอายผุ ลติ ประจไุ ฟฟา้ ไม่ได้ นอกจากจะเปลยี่ นแผน่ ลบใหม่

5.4.หลกั การนใี้ ชใ้ นถา่ นไฟฉายและแบตเตอรี่ เม่ือทาการตรวจสอบโดยการวัดคา่ ความต่างศกั ยร์ ะยะหา่ งแทง่ ทองแดงกบั แท่งสังกะสี ปรากฎว่ามีค่าประมาณ 1.5 โวลต์ ดังนน้ั จงึ นาเอาหลกั การเกิดประจุไฟฟา้ จากปฏิกิริยาทางเคมนี ้ี นามาเป็นหลักการเบือ้ งตน้ ของแบตเตอร่ี6. เกิดจากอานาจแม่เหล็ก ไมเคลิ ฟาราเดย์ นกั วทิ ยาศาสตรช์ าวองั กฤษ เป็นผทู้ าการทดลองคน้ พบหลักการของแรงเคลอื่ นไฟฟ้าเหน่ยี วนา กลา่ วคือ ถา้ นาเอาลวดตัวนาไฟฟ้าใหเ้ คล่ือนท่ีตัดผ่านสนามแมเ่ หลก็ หรือเส้นแรงแม่เหลก็ เคลือ่ นท่ีผ่านลวดตัวนา จะทาให้เกิดการเคล่อื นทข่ี องอเิ ลก็ ตรอนในลวดตวั นา จึงมผี ลทาให้เกดิ ความตา่ งศักยข์ ้นึ ระหวา่ งปลาย ทั้งสองของลวดตัวนา จะทาให้เกิดแรงดันไฟฟา้ ที่ปลายทัง้ 2 ขา้ ง ของลวดตัวนานัน้ เน่ืองจากแรงดันไฟฟา้ ทเ่ี กิดจากการเหน่ยี วนาระหว่างสนามแมเ่ หล็กกบั เส้นลวดตวั นาจึงเรียกวา่ แรงเคล่ือนไฟฟ้าเหนี่ยวนาหรือแรงดนั ไฟฟ้าเหนยี่ วนา1.2 ไฟฟ้าสถติ ไฟฟ้าสถติ คอื ไฟฟา้ ท่ีเกดิ จากการเสยี ดสเี มื่อเอาวัตถุบางอยา่ งมาถกู ันจะทาให้เกดิ พลังงานข้นึซง่ึ พลังงานนีส้ ามารถ ดดู เศษกระดาษหรือฟางขา้ วเบาๆได้ เชน่ เอาแทง่ ยางแข็งถกู บั ผ้าสกั หลาด หรอื คร่งัถกู บั ผา้ ขนสัตว์ พลงั งานทเี่ กดิ ขึ้น เหล่านเี้ รยี กว่า ประจุไฟฟ้าสถติ เมอื่ เกิดประจไุ ฟฟ้าแลว้ วัตถุทเี่ กิดประจไุ ฟฟา้ น้นั จะเกบ็ ประจุไว้ แตใ่ นท่ีสุดประจไุ ฟฟ้า จะถา่ ยเทไปจนหมด วัตถทุ ่ีเกบ็ ประจุไฟฟ้าไว้นัน้จะคายประจุอย่างรวดเร็วเมอ่ื ตอ่ ลงดนิ ในวันที่มีอากาศแห้งจะทาใหเ้ กิด ประจุไฟฟา้ ได้มาก ซงึ่ ทาให้สามารถดดู วัตถุจากระยะทางไกลๆได้ดี ประจุไฟฟา้ ที่เกิดมอี ยู่ 2 ชนิด คือ ประจบุ วกและ ประจุลบคณุ สมบตั ขิ องประจุไฟฟ้า คือ ประจุไฟฟา้ ชนดิ เดียวกนั จะผลักกนั ประจุไฟฟ้าตา่ งชนิดกันจะดูดกนั

1.3 ไฟฟ้ากระแส ไฟฟา้ กระแสคอื การไหลของอิเล็กตรอนภายใน ตัวนาไฟฟ้าจากทีห่ น่ึงไปอีกทห่ี นง่ึ เชน่ ไหลจากแหลง่ กาเนิดไฟฟา้ ไปสแู่ หลง่ ทต่ี ้องการใช้กระ แสไฟฟา้ ซง่ึ ก่อใหเ้ กดิ แสงสว่าง เมือ่ กระแส ไฟฟา้ ไหลผ่านลวด ความตา้ นทานสูงจะก่อให้ เกิดความร้อน เราใช้หลักการเกดิ ความรอ้ น เช่นนี้มาประดษิ ฐ์อปุ กรณ์ไฟฟา้ เช่น เตาหุงต้ม เตารีดไฟฟ้า เป็นตน้1.4 ไฟฟา้ กระแสตรง เป็นไฟฟ้าท่ีมีทศิ ทางการไหลไปทางเดียวตลอดระยะเวลาท่วี งจรไฟฟ้าปิดกลา่ วคือกระแสไฟฟา้ จะไหลจากขัว้ บวก ภายในแหล่งกาเนดิ ผา่ นจากขั้วบวกจะไหลผา่ นตวั ต้านหรอื โหลดผ่านตวั นาไฟฟา้ แล้วยอ้ นกลับเขา้ แหล่งกาเนิดท่ีขั้วลบ วนเวียนเป็นทางเดยี วเช่นนต้ี ลอดเวลา การไหลของไฟฟา้ กระแสตรงเช่นนี้ แหลง่ กาเนิดที่เรารูจ้ ักกันดคี ือ ถา่ น-ไฟฉาย ไดนาโม ดซี ี เยนเนอเรเตอร์ เปน็ ต้น

กจิ กรรมการเรียนรู้1. แนะนาตัวครูผู้สอน ผู้เรียน ชื่อ วิชา รหัสวิชา จุดประสงค์ของรายวิชา คาอธิบายรายวิชา เกณฑก์ ารประเมินผลทฤษฎี/ปฏิบัติ2. นาเข้าส่บู ทเรยี นเกี่ยวกบั แหล่งกาเนิดไฟฟา้ /ประกอบการฉายแผ่นใส3. อธิบาย แหลง่ กาเนิดไฟฟ้า ไฟฟา้ สถติ ไฟฟ้ากระแส ไฟฟ้ากระแสตรง ตอบคาถาม/ซักถาม ปญั หา4. ถามเก่ยี วกับไฟฟ้าสถิต ไฟฟ้ากระแสมลี กั ษณะต่างกนั อย่างไร5. สรปุ ตอบข้อสงสัย คน้ คว้าเพิ่มเตมิ6. ดแู ลควบคมุ การจัดแบ่งกล่มุ7. แจกใบงาน/ใหค้ าแนะนาในการจดั กจิ กรรมกลุ่ม8. มอบหมายงานใหน้ กั เรียนไปศึกษาในหน่วยท่ี 29. ประเมนิ ผลการเรียนของนักศึกษาในหนว่ ยที่1จากแบบทดสอบและใบประเมนิ10. ครูดูแลการทาความสะอาดเรียบร้อยและปิดห้องปฏิบัตงิ านเมือ่ ไมใ่ ช้11. ครบู ันทึกขอ้ มูลเกยี่ วกับกิจกรรมการเรียนหลังการสอนเพ่ือให้แก้ไขปญั หาท่ีอาจเกดิ ข้ึนกับ กลมุ่ อ่นื ๆ ต่อไปหรอื ความรู้ใหม่ท่เี กดิ ขนึ้

งานทม่ี อบหมายหรือกจิ กรรม (กอ่ นเรียน, ขณะเรียน,หลังเรียน)ก่อนเรียน ใหศ้ ึกษาและฟังการอธิบาย มอบหมายงานกลุ่มมารายงานหนา้ ชั้นเรียนเกี่ยวกับ แหล่งกาเนดิ ไฟฟา้ขณะเรยี น ใหน้ ักเรยี นมารายงานหน้าชน้ั เรยี นเกย่ี วกบั แหล่งกาเนิดไฟฟ้าหลงั เรียน สรปุ เนอ้ื หาจากทีน่ ักเรียนไดม้ ารายงานหนา้ ชน้ั เรียนและประเมินผล

ส่ือการเรียนการสอนจากแผนการสอน ไดก้ าหนดสื่อการสอนท่ีใชใ้ หส้ อดคล้องกับเน้อื หาหรอื วตั ถปุ ระสงค์ไวด้ งั นี้หน่วยการสอน ประเภทสื่อการสอน รหัสของส่อื ( ส่ิงพิมพ์, โสตทัศน์, หุ่นจาลองหรือของจริง )1 หนงั สอื อ้างองิ ชัยวฒั น์ ลม้ิ พรวิจติ รวิไล , สมเกียรติ พึ่งอาตม์ และ จริ าภรณ์ จันแดง,สมศักดิ์ แสงศรี.วงจรไฟฟ้ากระแสตรง. : ศูนยส์ ่งเสริม-อาชวี ะ, 2546. สอ่ื - ซีดีการบรรยาย - แบบฝกึ หัด



การประเมนิ ผล จากแผนการสอน วดั ผลประเมนิ ผล ก่อนการเรยี น ขณะเรยี น และหลงั เรียนวธิ ีการ โจทย์ปญั หาหรือหลักเกณฑ์กอ่ นเรียน 1.สงั เกตพฤตกิ รรมการปฏบิ ตั ิงานรายบุคคล/รายกลมุ่ขณะเรียน 2.สงั เกตและประเมินผลพฤติกรรมด้านคณุ ธรรม จรยิ ธรรม ค่านิยม และ คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1.ให้นักเรียนมีสว่ นรว่ มในการอธบิ ายโดยการสาธิตหน้าช้ันเรียน 2.ประเมนิ ตามแบบพฤตกิ รรมการปฏบิ ตั ิงานรายบุคคล/รายกลมุ่หลังเรียน 1.ประเมินตามแบบพฤติกรรมการปฏิบัติงานรายบุคคล/รายกลมุ่ 2.ประเมนิ ตามแบบพฤตกิ รรมดา้ นคุณธรรม จริยธรรม คา่ นยิ ม และคณุ ลักษณะอัน พงึ ประสงค์วิธกี าร เชน่ การสัมภาษณ์, การถามตอบ, การสอบถาม, การทาแบบทดสอบ, การทาแบบ ฝกึ หดั ,การรายงานผล, การปฏบิ ัติงาน, การตรวจสอบผลงาน ฯลฯ