1 วงจรไฟฟาอยางงา ย ศนู ยวทิ ยาศาสตรแ ละวฒั นธรรมเพอ่ื การศึกษารอ ยเอด็
2 ไฟฟา คืออะไร ไฟฟา คอื พลังงานรูปแบบหน่งึ ท่เี กิดจากการเคลอ่ื นที่ของ อเิ ล็กตรอน หรอื โปรตอน ใชประโยชนในการสรางพลงั งาน อนื่ เชน พลังงานความรอ น พลงั งานกล ไฟฟา เกิดจากขึ้นไดอ ยางไร 1. การเสยี ดสีของวัตถุ ไฟฟาท่ีเกดิ จากการเสียดสีของวตั ถุสองชนิดมาเสียดสีหรอื ถูกัน แลวเกดิ การถา ยเทประจุไฟฟา เรยี กวา ไฟฟาสถิต 2. พลงั งานทางเคมี ไฟฟาท่ีไดจากพลังงานเคมี หรอื จากปฏกิ ริ ิยาเคมี เรียกวา ไฟฟา กระแสตรง ไดแ ก ถานไฟฉาย แบตเตอรี่ เซลลป รอท เปน ตน 3. พลังงานแมเหลก็ ไฟฟา ไฟฟาทีไ่ ดม าจากพลังงานแมเ หล็ก มที ัง้ ไฟฟากระแสตรงและ ไฟฟากระแสสลบั ไดแ ก ไดนาโม ซง่ึ ใชหลกั การใหขดลวดตัวนาํ เคลอ่ื นทีต่ ดั ผาน สนามแมเ หลก็ หรอื สนามแมเหลก็ ตัดผานขดลวดตัวนาํ ทจ่ี ะเกดิ กระแสฟา 4. พลังงานแสง ไฟฟา ทไ่ี ดจากพลังงานแสงอาทิตย เกดิ จากเครือ่ งกําเนิดไฟฟา ทีเ่ รยี กวา โซลารเ ซลล (Solar Cell) ซ่งึ ทําหนา ท่เี ปล่ียนพลงั งานแสงอาทิตยเปน พลังงานไฟฟา 5. พลงั งานนํา้ โรงไฟฟาพลังงานนํ้าผลติ กระแสไฟฟา ไดโ ดยใชห ลกั การปลอยนา้ํ ในเขือ่ น ใหไปหมนุ กงั หันนํา้ ซง่ึ กงั หนั นํา้ จะไปดึงเครื่องกาํ เนดิ ไฟฟาใหท าํ งาน เพอื่ ผลติ กระแสไฟฟา 6. พลังงานจากลม เปนพลังงานตามธรรมชาติท่เี กิดจากความแตกตา งของอณุ หภูมิ ความ กดดนั ของบรรยากาศและแรงจากการหมุนของโลก สิ่งเหลา น้เี ปน ปจจยั ทกี่ อ ใหเ กดิ ความเรว็ ลมและกําลังลม 7. พลงั งานจากความรอ น โรงไฟฟา พลังงานไอนา้ํ ผลติ กระแสไฟฟา โดยใชหลกั การตมนํา้ จนไดแรงดนั ท่มี ากพอท่ีจะไปหมุนกังหันท่ีจะไปดึงเครอ่ื งกาํ เนดิ ไฟฟาใหท ํางาน
3 8. พลงั งานนวิ เคลยี ร อาศยั ความรอ นจากปฏกิ ิรยิ าการแตกตัวหรอื ปฏกิ ริ ิยาฟชชันของ เชอื้ เพลิงยูเรเนียม โดยนาํ ความรอ นท่ีไดไปตม นา้ํ โดยใหไดไอนาํ้ ไฟขบั กงั หนั ไอนํ้าทตี่ อเขา กับแกนเครื่องกําเนดิ ไฟฟาผลติ ไฟฟาออกมาใชง าน วงจรไฟฟา อยางงาย วงจรไฟฟา หมายถึง ทางเดินของกระแสไฟฟาซึ่งไหลมาจากแหลงกาํ เนิดผา นตวั นาํ และ เครอ่ื งใชไ ฟฟาหรอื โหลดและไหลกลับไปยงั แหลงกาํ เนิดตามเดิม วงจรไฟฟา ประกอบไปดว ยสวนที่สําคญั 3 สว นคือ 1. แหลงกําเนดิ ไฟฟา หมายถึง แหลง จายแรงดันไฟฟา ไปยงั วงจรไฟฟา เชน แบตเตอรี่ 2. ตัวนาํ ไฟฟา หมายถึง สายไฟฟา หรือสื่อทีจ่ ะเปนตัวนาํ ใหก ระแสไฟฟา ไหลผานไปยงั เครือ่ งใชไ ฟฟาซงึ่ ตอ ระหวา งแหลง กาํ เนดิ กับเคร่ืองไฟฟา 3. ตวั โหลดหรอื ภาระทางไฟฟา หมายถงึ อปุ กรณท างไฟฟาและอิเลก็ ทรอนิกสทนี่ าํ มาตอใน วงจรเพื่อ ใช งาน เชน ตูเย็น โทรทศั น พัดลม เคร่อื งปรบั อากาศ ตัวตานทาน เปน ตน การไหลของไฟฟา สายไฟโดยทวั่ ไปทําดวยลวดตัวนํา คือ โลหะทองแดงและอะลูมเิ นยี ม อะตอม ของโลหะมีอิเล็กตรอนอสิ ระ ไมยึดแนน กับอะตอม จงึ เคลอ่ื นไหวไดอ ยางอสิ ระ ถามีประจุลบ เพมิ่ ขึ้นในสายไฟ อิเล็กตรอนอิสระ 1 ตัวจะถกู ดึงเขาหาประจุไฟฟาบวก และรวมตัวกบั ประจุ ไฟฟา บวกที่เปน กลาง ดังน้นั อิเล็กตรอนจะเคลอื่ นที่ เม่ือเกิดสภาพขาดอเิ ล็กตรอนจึงจา ยประจุ ไฟฟา ลบออกไปแทนท่ี ทําใหเ กดิ การไหลของอิเล็กตรอนในสายไฟจนกวาประจไุ ฟฟาบวกจะถูกทาํ ใหเปน กลางหมด การเคลือ่ นทขี่ องอเิ ลก็ ตรอนหรือการไหลของอเิ ลก็ ตรอนเรยี กวากระแสไฟฟา
4 สําหรับตัวนําทเ่ี ปนของแขง็ กระแสไฟฟา จะเกดิ การไหลของอิเลก็ ตรอน โดยอิเลก็ ตรอน จะไหลจากขัว้ ลบไปหาขว้ั บวกเสมอ ตัวนําท่ีเปนของเหลวและแกส็ กระแสไฟฟาเกิดจากการเคล่อื นท่ขี องอิเลก็ ตรอนกบั โปรตอน โดยจะเคลอ่ื นทีเ่ ขา หาข้ัวไฟฟาทม่ี ีประจตุ รงขาม แตทิศทางของกระแสไฟฟา จะตรงขาม กับการไหลของอเิ ลก็ ตรอน การเขยี นวงจรไฟฟา โดยใชสญั ลักษณ สัญลกั ษณแทนอุปกรณไฟฟา ตัวอยางการเขยี นวงจรไฟฟา
5 วงจรไฟฟาแบบปด คอื เมอื่ กระแสไฟฟาออกจากแหลงกาํ เนดิ ไฟฟา (ถาน)ทางข้วั บวกผานอุปกรณ ไฟฟา ในวงจรไปยังข้ัวลบของแหลง กาํ เนดิ ไฟฟา เปนการเคลือ่ นทค่ี รบวงจรของกระแสไฟฟา วงจรไฟฟาแบบเปด คอื วงจรท่ไี มมีกระแสไฟฟาไหลออกจากขวั้ บวกของแหลง กาํ เนิดไฟฟา ผาน อปุ กรณไ ฟฟาไปยงั ขัว้ ลบ ซึง่ อาจเกดิ จากสว นใดสว นหนง่ึ ของวงจรไฟฟา ขาดหรอื ไมส ัมผัสกัน
6 วงจรไฟฟา แบบอนกุ รม เปนการนําเอาเครื่องใชไฟฟา หรอื โหลดหลายๆ อนั มาตอเรียงกันไป เหมือนลูกโซ คอื ปลายของเครอื่ งใชไฟฟาตัวที่ 1 นําไปตอ กับตน ของเครอ่ื งใชไฟฟาตวั ท่ี 2 และตอ เรียงกนั ไปเรอ่ื ยๆ จนหมด แลวนาํ ไปตอ เขากับแหลง กาํ เนดิ การตอ วงจรแบบอนุกรมจะมีทางเดิน ของกระแสไฟฟา ไดท างเดียวเทา นนั้ ถา เกิดเครอ่ื งใชไ ฟฟาตวั ใดตวั หน่งึ เปด วงจรหรอื ขาด จะทาํ ให วงจรทั้งหมดไมท ํางาน วงจรไฟฟา แบบขนาน เปน การนําเอาตน ของเครอ่ื งใชไฟฟาทกุ ๆ ตวั มาตอ รวมกนั และตอเขา กบั แหลง กําเนดิ ทีจ่ ุดหน่ึง นําปลายสายของทกุ ๆ ตัวมาตอ รวมกนั และนําไปตอกบั แหลง กําเนิดอีกจุด หน่งึ ทเี่ หลอื ซ่ึงเมอ่ื เครอื่ งใชไฟฟาแตล ะอนั ตอเรยี บรอ ยแลวจะกลายเปนวงจรยอ ย กระแสไฟฟา ที่ ไหลจะสามารถไหลไดห ลายทางขน้ึ อยูก ับตวั ของเครอ่ื งใชไฟฟาทีน่ ํามาตอขนานกนั ถา เกิดในวงจร มเี คร่อื งใชไ ฟฟาตัวหนง่ึ ขาดหรือเปดวงจร เครอ่ื งใชไ ฟฟาทเ่ี หลือก็ยงั สามารถทํางานได ใน บา นเรือนทีอ่ ยูอ าศยั ปจ จบุ นั จะเปน การตอวงจรแบบนที้ งั้ สิ้น
7 ตัวนําไฟฟาและฉนวนไฟฟา ตวั นาํ ไฟฟา คอื สารท่ยี อมใหกระแสไฟฟาผานไดงายเพราะเปน สารท่มี อี ิเลก็ ตรอนอิสระ เปน จํานวนมาก ทําใหส ามารถรับสงพลงั งานไฟฟา ได สวนมากจะเปนโลหะ โดยโลหะทนี่ าํ ไฟฟาได ดที ่ีสุดคอื เงนิ รองลงมาคือ ทองแดง ทองคํา อลมู เิ นียม สังกะสี เปน ตน สมบัติของตัวนําไฟฟา 1. ชนดิ ของลวดตัวนํา ตัวนําทเ่ี ปน วตั ถุตางชนดิ กนั จะมีความตา นทานไฟฟาตา งกนั แมจ ะมี ขนาดและความยาวเทากนั 2. ความยาวของลวดตวั นํา ลวดตวั นาํ ท่ีมีความยาวเพ่ิมข้ึนจะมีความตานทานมากขนึ้ ดงั นน้ั ความตานทานจะเปนสดั สวนโดยตรง ฉนวนไฟฟา คอื วัตถทุ มี่ คี วามตานทานตอ การไหลของไฟฟา กันไมใหกระแสไฟฟา ผานตัวนาํ ได เชน แกว กระดาษ พลาสติก เปน ตน โดยปกตฉิ นวนจะมคี วามเปนกลางทางไฟฟา คือมี อเิ ล็กตรอนเทา กับประจุบวก เมอ่ื เอาประจุบวกมาเหนี่ยวนํา จะไมส ามารถทําใหอ เิ ลก็ ตรอน เคลือ่ นทไ่ี ด ฉนวนจะตองสามารถปอ งกันตัวนําไฟฟาจากความรอนหรือของเหลวที่สามารถกดั กรอน ฉนวนทีใ่ ชห มุ ตวั นาํ ไฟฟาตองมีความตา นทานสงู ตอ งไมถ ูกกรดหรือดางกดั กรอ นไดท ่ี อุณหภูมิ 0ถงึ 200องศาฟาเรนไฮต และตอ งไมด ูดความชื้นในอากาศ ฉนวนท่ใี ชหุม ตัวนําไฟฟา มอี ยู หลายชนดิ ไดแก แรใยแกว ยางทนความรอ น
Search
Read the Text Version
- 1 - 7
Pages: