สัปดาห์ที่ 1-2

วงจรไฟฟ้ากระแสตรง 20104-2002 ๒๕๖๒ แผนการสอน/แผนการเรียนรู้ ผเู้ รียบเรยี ง นางสาววภิ ารตั น์ วงค์ภูมี

แผนการสอน/แผนการเรียนรู้ภาคทฤษฎี หน่วยท่ี 1 สอนสัปดาห์ท่ี 1-2 แผนการสอน/การเรียนรู้ภาคทฤษฎี คาบรวม 8 ชื่อวชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง ชื่อหน่วย แหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง จานวนคาบ 8 ชื่อเรื่อง แหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง สมรรถนะอาชีพประจาหน่วย - อธิบายความแตกตา่ งของไฟฟ้าสถิตและไฟฟ้ากระแสอยา่ งชดั เจนเป็นลาดบั สาระสาคญั ไฟฟ้าเป็ นพลงั งานรูปหน่ึง มีประโยชน์และมีความสาคญั ต่อมนุษยบ์ นโลก ไฟฟ้าถูกนาไปใช้ ประโยชน์ในดา้ นต่างๆ มากมาย การพฒั นาประเทศ การพฒั นาอุตสาหกรรม รวมถึงการดารงชีวติ ของมนุษยบ์ น โลก เคร่ืองอานวยความสะดวกต่างๆ จาเป็นตอ้ งใชไ้ ฟฟ้าเขา้ ไปช่วยในการทางาน เร่ืองท่จี ะศึกษา 1. แหล่งกาเนิดไฟฟ้า 2. ไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสี 3. ไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมี 4. ไฟฟ้าเกิดจากความร้อน 5. ไฟฟ้าเกิดจากแรงกดดนั 6. ไฟฟ้าเกิดจากแสงสวา่ ง 7. ไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหลก็ 8. ไฟฟ้าสถิต 9. ไฟฟ้ากระแสตรง 10. เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง 11. บทสรุป

จุดประสงค์การเรียน/การสอน  จุดประสงค์ทว่ั ไป 1. เพอ่ื ใหม้ ีความรู้ความเขา้ ใจเก่ียวกบั แหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง (ด้านพทุ ธิพิสัย) 2. เพือ่ ใหม้ ีทกั ษะในการสาธิตโครงสร้างของไฟฟ้าเกิดจากแสงสวา่ ง (ด้านทักษะพิสัย) 3. เพือ่ ใหม้ ีมีเจคติท่ีดีในการยอมรับประโยชนก์ ารใชง้ านเครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง (ด้านจิตพิสัย)  จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. อธิบายแหล่งกาเนิดไฟฟ้าได้ (ดา้ นพทุ ธิพสิ ัย) 2. บอกวธิ ีทาใหเ้ กิดไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสีได้ (ดา้ นพุทธิพิสยั ) 3. ยกตวั อยา่ งส่วนประกอบแหล่งกาเนิดไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาได้ (ดา้ นพทุ ธิพสิ ัย) 4. บรรยายการกาเกิดไฟฟ้าเกิดจากความร้อนได้ (ดา้ นพทุ ธิพิสยั ) 5. แยกแยะลกั ษณะโครงสร้างของไฟฟ้าเกิดจากแรงกดดนั ได้ (ดา้ นพุทธิพสิ ยั ) 6. สาธิตโครงสร้างของไฟฟ้าเกิดจากแสงสวา่ งได้ (ดา้ นทกั ษะพิสยั ) 7. ทดลองการใชง้ านไฟฟ้าเกิดจากสนามแมเ่ หล็กได้ (ดา้ นทกั ษะพสิ ัย) 8. แกไ้ ขลกั ษณะของไฟฟ้าสถิตได้ (ดา้ นทกั ษะพิสัย) 9. จาแนกลกั ษณะของไฟฟ้ากระแสตรงได้ (ดา้ นจิตพสิ ัย) 10. ยอมรับประโยชนก์ ารใชง้ านเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรงได้ (ดา้ นจิตพิสัย)

เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ 1.1 แหล่งกาเนิดไฟฟ้า ไฟฟ้าเป็ นพลงั งานรูปหน่ึง มีประโยชน์และมีความสาคญั ต่อมนุษยบ์ นโลก ไฟฟ้าถูกนาไปใชป้ ระโยชน์ ในดา้ นต่างๆ มากมาย การพฒั นาประเทศ การพฒั นาอุตสาหกรรม รวมถึงการดารงชีวติ ของมนุษยบ์ นโลก เคร่ือง อานวยความสะดวกต่างๆ จาเป็ นต้องใช้ไฟฟ้าเข้าไปช่วยในการทางาน ไฟฟ้าสามารถกาเนิดข้ึนได้จาก แหล่งกาเนิดหลายชนิด แตกต่างกนั ไป แต่สามารถนาไปใช้ประโยชน์ได้เหมือนกนั การกาเนิดไฟฟ้าลกั ษณะ ต่างๆ แสดงดงั รูปท่ี 1.1 ไฟฟ้าเป็นแหล่งพลงั งานที่กาเนิดข้ึนมาไดโ้ ดยธรรมชาติ และโดยมนุษยท์ าข้ึน ในการคน้ ควา้ ทดลองของ นกั วิทยาศาสตร์ ไดค้ น้ พบวา่ ในวตั ถุ สสาร หรือธาตุต่างๆ ทุกชนิด ประกอบข้ึนจากประจุไฟฟ้าในโครงสร้าง ทุกๆ อะตอม สภาวะปกติของวตั ถุ สสาร หรือธาตุต่างๆ เหล่าน้นั ไม่แสดงอานาจไฟฟ้าออกมา เพราะในทุกๆ อะตอมเกิดความสมดุลของประจุไฟฟ้า การจะทาให้เกิดอานาจไฟฟ้าหรือศกั ยไ์ ฟฟ้าออกมา ทาได้โดยทาให้ อะตอมของวตั ถุ สสาร หรือธาตุต่างๆมีประจุไฟฟ้าท่ีไมส่ มดุล แหล่งกาเนิด ไฟฟ้า เป็ นแหล่งให้กาเนิด พลงั งานไฟฟ้า เพื่อป้อนให้อุปกรณ์ไฟฟ้าทางานเป็ นการให้ พลงั งานแก่อิเล็กตรอนอิสระในแต่ละอะตอม ทาใหอ้ ิเล็กตรอนอิสระสามารถวงิ่ เคล่ือนที่ไปตามอะตอมต่างๆ ได้ เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปพลังงานนาไปใช้งาน เช่น พลังงานกล พลังงานความร้อน พลังงานแสงสว่าง และ พลงั งานเสียง เป็ นตน้ ไฟฟ้าแบ่งออกได้เป็ น 2 ประเภทใหญ่ๆไดแ้ ก่ ไฟฟ้าสถิต (Static Electricity) และไฟฟ้า กระแส (Current Electricity) ไฟฟ้าท้งั 2 ประเภทยงั แบ่งวธิ ีการกาเนิดออกไดเ้ ป็น 6 วิธีการ ดงั น้ี เกิดจากการเสียด

สี, เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมี,เกิดจากความร้อน, เกิดจากแรงกดดนั , เกิดจากแสงสวา่ ง และเกิดจากสนามแมเ่ หลก็ 1.2 ไฟฟ้าเกดิ จากการเสียดสี ไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสี หรืออาจเรียกวา่ ไฟฟ้าสถิต เป็ นไฟฟ้าที่ถูกคน้ พบมานานมากกวา่ 2,000 ปี แลว้ เกิดข้ึนไดจ้ ากการนาวตั ถุต่างกนั 2 ชนิดท่ีแห้งสนิทมาเสียดสีกนั เช่น ผา้ แพรกบั แท่งแกว้ ผา้ ขนสัตวก์ บั แท่งยาง ผา้ ขนหนูกบั แผน่ พลาสติก และผมกบั หวี เป็ นตน้ ผลการเสียดสีดงั กล่าวทาให้เกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้าระหวา่ ง กนั ในวตั ถุท้งั 2 ชนิดน้นั เป็ นผลให้เกิดความไม่สมดุลกนั ของประจุไฟฟ้าข้ึน วตั ถุท้งั 2 ชนิดแสดงศกั ยไ์ ฟฟ้า ออกมาแตกต่างกนั วตั ถุชนิดหน่ึงมีศกั ยบ์ วกมากกวา่ แสดงศกั ยไ์ ฟฟ้าบวก (+) ออกมา วตั ถุอีกชนิดหน่ึงมีศกั ยล์ บ มากกวา่ แสดงศกั ยไ์ ฟฟ้าลบ (-) ออกมา ไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสี แสดงดงั รูปท่ี 1.2 จากรูปที่ 1.2 แสดงไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสี โดยนาผา้ ขนสัตวก์ บั แท่งยางมาเสียดสีกนั ทาใหป้ ระจุไฟฟ้า ลบจากผา้ ขนสัตวว์ ่ิงเคล่ือนที่เขา้ ไปในแท่งยาง ส่งผลให้ศกั ยไ์ ฟฟ้าเกิดข้ึนในผา้ ขนสัตว์ แสดงศกั ยไ์ ฟฟ้าบวก (+) ออกมา และส่งผลใหศ้ กั ยไ์ ฟฟ้าเกิดข้ึนในแท่งยาง แสดงศกั ยไ์ ฟฟ้าลบ (-) ออกมา การตรวจสอบไฟฟ้าเกิดจากการ เสียดสี โดยนาแท่งยางไปดูดเศษวสั ดุชิ้นเล็กๆ เช่น เศษกระดาษชิ้นเล็กๆ หรือลูกพิทบอลล์ (Pith Ball) ถา้ ลูกพิ ทบอลล์ถูกดูดแสดงวา่ มีศกั ยไ์ ฟฟ้าต่างกนั ถา้ ลูกพิทบอลล์ถูกผลกั แสดงวา่ มีศกั ยไ์ ฟฟ้าเหมือนกนั การตรวจสอบ ไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสีดว้ ยลูกพทิ บอลล์ แสดงดงั รูปที่ 1.3

1.3 ไฟฟ้าเกดิ จากปฏกิ ริ ิยาทางเคมี ไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมี เกิดข้ึนไดโ้ ดยนาแท่งวตั ถุต่างกนั มา 2 ชนิด เช่น แท่งทองแดง และแท่ง สังกะสี ไปจุ่มลงในกรดกามะถนั เจือจาง (H2SO4) ถูกเรียกวา่ สารอิเล็กโตรไลต์(Electrolyte) บรรจุลงในโถแกว้ ผลดงั กล่าวทาให้เกิดการแยกตวั ของประจุไฟฟ้าข้ึน ประจุไฟฟ้าลบไปรวมตวั อยู่ด้านแท่งสังกะสี ทาให้แท่ง สังกะสีแสดงศกั ยไ์ ฟฟ้าลบ (–) ออกมา ประจุไฟฟ้าบวกไปรวมตวั อยดู่ า้ นแท่งทองแดง ทาให้แท่งทองแดงแสดง ศกั ยไ์ ฟฟ้าบวก (+) ออกมา การตรวจสอบไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมี ทาได้โดยใช้มิเตอร์วดั แรงดนั ไปวดั คร่อมที่ข้วั โลหะท้งั สอง มิเตอร์จะแสดงค่าแรงดนั ออกมา ไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีแบบเบ้ืองตน้ น้ีเรียกวา่ โวลตาอิกเซลล์ (Voltaic Cell) ไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมี แสดงดงั รูปท่ี 1.4 ไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีท่ีถูกนามาผลิตใชง้ านจริง โดยใชห้ ลกั การของโวลตาอิกเซลล์ มาสร้างเพ่ิม

จานวนเซลล์ไฟฟ้าไวภ้ ายในมากข้ึน ต่อกนั ในแบบอนุกรมและขนาน ทาให้ไดค้ ่าแรงดนั และกระแสเพิ่มสูงข้ึน นาไปใชง้ านกนั อุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได ้้แหล่งกาเนิดไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีที่ผลิต มาใชง้ าน เช่น ถ่านไฟฉาย และแบตเตอรี่เป็นตน้ โครงสร้างแบตเตอร่ี แสดงดงั รูปท่ี 1.5 1.4 ไฟฟ้าเกดิ จากความร้อน ไฟฟ้าเกิดจากความร้อน เกิดข้ึนไดโ้ ดยใชแ้ ท่งโลหะต่างชนิดกนั 2 แท่ง หรือใชแ้ ผน่ โลหะต่างชนิดกนั 2 แผน่ เช่น ทองแดง และเหล็ก นาปลายดา้ นหน่ึงของโลหะท้งั สองประกบติดกนั และยึดใหแ้ น่นดว้ ยหมุดยึดหรือ การเช่ือมติดกนั ปลายโลหะที่เหลืออีกดา้ นทาให้ปลายแยกห่างออกจากกนั เม่ือใชค้ วามร้อนเผาท่ีปลายดา้ นติดกนั ของโลหะท้งั สอง ส่งผลใหโ้ ลหะท้งั สองบริเวณปลายที่ติดกนั เกิดการแยกตวั ของประจุไฟฟ้า ทาใหป้ ลายโลหะท้งั สองดา้ นท่ีแยกห่างออกจากกนั เกิดศกั ยไ์ ฟฟ้าข้ึนมา การตรวจสอบไฟฟ้าเกิดจากความร้อน ทาไดโ้ ดยใชม้ ิเตอร์วดั แรงดนั ไปวดั คร่อมที่ข้วั โลหะท้งั สองดา้ นปลายแยกห่างจากกนั มิเตอร์จะแสดงค่าแรงดนั ออกมา ไฟฟ้าเกิดจาก ความร้อน แสดงดงั รูปท่ี 1.6 ไฟฟ้าเกิดจากความร้อนท่ีผลิตมาใช้งานจริง เป็ นอุปกรณ์ที่มีช่ือเรียกวา่ เทอร์โมคปั เปิ ล(Thermocouple) ใชง้ านในการตรวจวดั อุณหภูมิ การทางานเก่ียวกบั ความร้อน หรือการควบคุมอุณหภูมิ ลกั ษณะเทอร์โมคปั เปิ ลวดั อุณหภูมิ แสดงดงั รูปที่ 1.7 1.5 ไฟฟ้าเกดิ จากแรงกดดัน ไฟฟ้าเกิดจากแรงกดดัน เกิดข้ึนได้โดยใช้ผลึกแร่ควอตซ์ (Quartz Crystal) เป็ นตัวให้กาเนิดไฟฟ้า โครงสร้างประกอบดว้ ยผลึกแร่ควอตซ์ทาเป็ นแผน่ บาง มีแผน่ โลหะประกบติดดา้ นนอกท้งั สองดา้ น แผน่ โลหะ ท้งั สองต่อเป็ นข้วั จ่ายไฟฟ้าออกมา ไฟฟ้าจะเกิดข้ึนในผลึกแร่ควอตซ์เมื่อมีแรงกดดนั หรือแรงสั่นสะเทือนไป กระทาที่ผลึกแร่ควอตซ์ โครงสร้างผลึกแร่ควอตซ์กาเนิดไฟฟ้า แสดงดงั รูปท่ี 1.8

ในขณะที่ไม่มีแรงกดดนั หรือแรงสั่นสะเทือนมากระทาที่ผลึกแร่ควอตซ์ ผลึกแร่ควอตซ์จะไม่ให้กาเนิด ไฟฟ้าออกมา เนื่องจากไม่มีพลงั งานมากระตุน้ ใหอ้ ิเล็กตรอนวงนอกสุดในแต่ละอะตอมเกิดการเคล่ือนที่ระหวา่ ง อะตอม เม่ือมีแรงกดดนั หรือแรงสั่นสะเทือนไปกระทาท่ีแผน่ โลหะท้งั สอง ส่งไปให้ผลึกแร่ควอตซ์มีพลงั งานมา กระตุ้นให้อิเล็กตรอนวงนอกสุดในแต่ละอะตอมเกิดการเคล่ือนท่ีระหว่างอะตอม เกิดความไม่สมดุลของ ศกั ยไ์ ฟฟ้าที่แผน่ โลหะท้งั สอง แสดงแรงดนั ไฟฟ้าออกมา สามารถนาผลึกแร่ควอตซ์ไปใชง้ านใหก้ าเนิดไฟฟ้าได้ ใช้ผลิตเป็ นอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดต่างๆ ได้ เช่น คริสตอลไมโครโฟน และหัวอ่านเคร่ืองเล่นแผ่นเสียง เป็ นตน้ ลกั ษณะคริสตอลไมโครโฟน แสดงดงั รูปท่ี 1.9 1.6 ไฟฟ้าเกดิ จากแสงสว่าง ไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่าง เกิดข้ึนได้จากการใช้อุปกรณ์ที่มีความไวต่อแสงเม่ือมีแสงมาตกกระทบจะ สามารถใหก้ าเนิดไฟฟ้าข้ึนมา อุปกรณ์ที่นิยมนามาใชง้ านเรียกวา่ เซลลแ์ สงอาทิตยห์ รือโซลาร์เซลล์ (Solar Cell) โครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ ผลิตมาจากสารก่ึงตวั นาซิลิคอน (Si)ชนิด P ที่มีโปรตอน หรือศกั ยไ์ ฟฟ้าบวก (+) มากกวา่ ปกติ และสารชนิด N ที่มีอิเล็กตรอน หรือศกั ยไ์ ฟฟ้าลบ (–) มากกวา่ ปกติ นามาประกบติดกนั ส่วนนอก ของสารชนิด P และสารชนิด Nถูกปิ ดดว้ ยแผน่ โลหะอีกช้นั ใชต้ อ่ เป็ นข้วั จ่ายแรงดนั ไฟฟ้าออกมา ดา้ นสารชนิด P มีข้วั ไฟฟ้าออกมาเป็นบวก (+) ดา้ นสารชนิด N ไดข้ ้วั ไฟฟ้าออกมาเป็ นลบ (–) แผน่ โลหะดา้ นสารชนิด Pเจาะเป็ น ช่องมีฉนวนโปร่งใสปิ ดทบั ด้านบนอีกช้ัน เพื่อใช้รับแสงให้ส่องมาตกกระทบสารก่ึงตวั นาชนิด P โครงสร้าง เซลลแ์ สงอาทิตย์ แสดงดงั รูปที่ 1.10 การทางานของเซลล์แสงอาทิตย์ ขณะไม่มีแสงสว่างส่องมาตกกระทบ เซลล์แสงอาทิตยจ์ ะไม่กาเนิด ไฟฟ้าออกมา เพราะไม่มีพลงั งานมากระตุน้ อิเล็กตรอนให้หลุดเคล่ือนท่ี เม่ือเซลล์แสงอาทิตยไ์ ด้รับแสงสว่าง

พลงั งานแสงจะทาให้อิเล็กตรอนไดร้ ับพลงั งานเพิ่มข้ึน หลุดเคลื่อนที่เป็ นอิเล็กตรอนอิสระว่ิงเคล่ือนที่จากสาร ชนิด N ไปสารชนิด P ทาให้เกิดความไม่สมดุลของศกั ยไ์ ฟฟ้าที่ข้วั ต่อท้งั สอง เซลล์แสงอาทิตยท์ ี่ผลิตมาใชง้ าน แสดงดงั รูปที่ 1.11 1.7 ไฟฟ้าเกดิ จากสนามแม่เหลก็ ไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก เกิดข้ึนได้จากการใช้สนามแม่เหล็กตัดผ่านเส้นลวดตัวนาหรือใช้ เส้นลวดตวั นาเคล่ือนท่ีตดั ผ่านสนามแม่เหล็ก ผลการทางานดงั กล่าวทาให้เส้นลวดตวั นาเกิดไฟฟ้าข้ึนมา การ เคลื่อนท่ีตดั ผา่ นกนั ของสนามแม่เหล็กและเส้นลวดตวั นา ตอ้ งมีการตดั ผา่ นกนั อยา่ งตอ่ เน่ืองตลอดเวลา ไฟฟ้าเกิด จากสนามแมเ่ หล็ก แสดงดงั รูปที่ 1.12 ไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก เป็ นการกาเนิดไฟฟ้าที่มีความสาคญั มาก ถูกนาไปใช้งานอยา่ งกวา้ งขวาง ผลิตข้ึนมาในรูปเครื่องกาเนิดไฟฟ้า (Generator) การขบั เคลื่อนให้เครื่องกาเนิดไฟฟ้าทางาน ทาได้หลายวิธี ดว้ ยกนั เช่น ใชพ้ ลงั น้าในการขบั เคลื่อน สร้างไวใ้ นรูปเข่ือนกกั เก็บน้า ใชพ้ ลงั ลมในการขบั เคล่ือน สร้างไวใ้ นรูป กงั หนั ลม และใชเ้ ช้ือเพลิงในการขบั เคล่ือน ไดแ้ ก่น้ามนั ถ่านหิน ก๊าซ ปรมาณู เป็ นตน้ เครื่องกาเนิดไฟฟ้าท่ีผลิต

มาใชง้ าน แสดงดงั รูปท่ี 1.13 1.8 ไฟฟ้าสถิต ไฟฟ้าสถิต เป็ นประเภทไฟฟ้าท่ีเกิดข้ึนเองตามธรรมชาติ เช่น ฟ้าร้อง ฟ้าแลบ ฟ้าผา่ และการเสียดสี การ เกิดไฟฟ้าสถิตเกิดข้ึนจากความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้าบวก (+) และประจุไฟฟ้าลบ (–) ระหวา่ งตาแหน่งสอง ตาแหน่ง การเกิดไฟฟ้าสถิตตามธรรมชาติ แสดงดงั รูปท่ี 1.14 ไฟฟ้าสถิตนอกจากเกิดข้ึนเองตามธรรมชาติแลว้ ยงั สามารถผลิตข้ึนมาได้ โดยใชเ้ คร่ืองกาเนิดไฟฟ้าสถิต มีชื่อเรียกว่า เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้าสถิตแวนเดอกราฟ (Van de Graff Static Generator) รูปร่างเครื่องกาเนิดไฟฟ้า สถิตแวนเดอกราฟ แสดงดงั รูปที่ 1.15

ไฟฟ้าสถิตสามารถนาไปใชป้ ระโยชน์ในงานดา้ นอุตสาหกรรมไดม้ ากมาย เช่น เคร่ืองทาอากาศบริสุทธ์ิ เคร่ืองถ่ายเอกสาร เคร่ืองกาจดั ฝ่ ุน อุตสาหกรรมกระดาษทราย และอุตสาหกรรมพ่นสี เป็ นตน้ การพ่นสีโดยใช้ หลกั การไฟฟ้าสถิตเขา้ ช่วย แสดงดงั รูปท่ี 1.16 จากรูปที่ 1.16 แสดงการพ่นสีโดยใช้หลักการไฟฟ้าสถิตเข้าช่วย การทางาน ทาให้เกิดประจุไฟฟ้าท่ี แตกต่างกนั ระหวา่ งวตั ถุที่ตอ้ งการพน่ สี และเคร่ืองพ่นสี โดยทาให้เกิดประจุไฟฟ้าบวก (+) ท่ีตวั วตั ถุ และทาให้ เกิดประจุไฟฟ้าลบ (–) ท่ีเครื่องพ่นสี สีที่ถูกพ่นออกมาจะมีประจุไฟฟ้าเป็ นลบ (–) เกิดการเคล่ือนท่ีเขา้ หาประจุ ไฟฟ้าบวก (+) ท่ีตวั วตั ถุ ทาใหส้ ีไม่ฟุ้งกระจาย 1.9 ไฟฟ้ากระแสตรง ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current) คือไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลของกระแสเพียงทิศทางเดียวอย่าง ต่อเน่ือง เกิดจากแหล่งกาเนิดไฟฟ้าที่มีข้ัวแรงดันบวก (+) หรือลบ (–) จ่ายออกมาคงที่ตายตัวไม่มีการ เปล่ียนแปลงข้วั แรงดนั กระแสไฟฟ้าท่ีไหลในวงจรเกิดจากการเคลื่อนท่ีของอิเล็กตรอนอิสระภายในวงจรจาก อะตอมหน่ึงไปอะตอมอ่ืนๆ อย่างต่อเนื่อง จากข้วั ไฟฟ้าลบ (–)ไปยงั ข้วั ไฟฟ้าบวก (+) ในทิศทางเดียว ไฟฟ้า กระแสตรงกาเนิดข้ึนมาไดจ้ ากแหล่งกาเนิดหลายชนิดดงั ท่ีกล่าวมาแลว้ เช่น ปฏิกิริยาเคมี ความร้อน แสงสวา่ ง และสนามแม่เหล็ก เป็ นต้น การเกิด กระไฟฟ้าไหล เป็ นการทาให้อิเล็กตรอนอิสระท่ีเคล่ือนที่เปลี่ยนแปลง พลังงานไป แสดงค่าออกมาในรูปพลังงานอ่ืนๆ เช่น เสียง แสง และความร้อน เป็ นต้น แหล่งกาเนิดไฟฟ้า กระแสตรง(DC) ระดบั แรงดนั ท่ีจ่ายออกมาจะคงท่ีตลอดเวลา แหล่งจ่ายแรงดนั ไฟตรงและระดบั แรงดนั ไฟตรงที่ เกิด แสดงดงั รูปที่ 1.17

แหล่งจ่ายแรงดนั ไฟตรง สามารถผลิตข้ึนมาไดจ้ ากวสั ดุและสารเคมีหลายชนิดแตกต่างกนั แตล่ ะชนิดจะ ให้คุณภาพและประสิทธิภาพในการใชง้ านแตกตา่ งกนั แหล่งจ่ายแรงดนั ไฟตรงมกั ถูกเรียกรวมกนั วา่ เซลลไ์ ฟฟ้า (Electric Cell) แบ่งลกั ษณะของเซลลไ์ ฟฟ้าที่ผลิตมาใชง้ านออกได้ 2 ชนิด คือ เซลล์ปฐมภูมิ (Primary Cell) และ เซลลท์ ุติยภูมิ (Secondary Cell) เซลล์ปฐมภูมิ คือ เซลล์ไฟฟ้าที่ใช้งานได้คร้ังเดียว เมื่อนาเซลล์ไฟฟ้าชนิดน้ีไปใช้งานจนกระท่ัง แรงดนั ไฟหมด ไม่สามารถนากลบั มาใชง้ านไดอ้ ีก ตอ้ งทิ้งเซลล์ไฟฟ้าน้นั ไป และนาเซลลไ์ ฟฟ้ากอ้ นใหม่มาใช้ งานแทน ไดแ้ ก่ ถ่านไฟฉายท่ีใชง้ านทวั่ ไป เซลล์ทุติยภูมิ คือ เซลล์ไฟฟ้าท่ีใช้งานได้หลายคร้ัง เม่ือนาเซลล์ไฟฟ้าชนิดน้ีไปใช้งานจนกระทั่ง แรงดนั ไฟหมด สามารถนาไปประจุแรงดนั ใหม่ได้ และนากลบั มาใชง้ านไดอ้ ีก ไดแ้ ก ้่ถ่านไฟฉายชนิดนิกเกิล แคดเมียม (NiCd) ถ่านไฟฉายชนิดนิกเกิลมิตอลไฮดรายด์ (NiMH) และแบตเตอรี่รถยนต์ เป็ นตน้ ถ่านไฟฉาย ชนิดประจุแรงดนั ใหม่ได้ และเคร่ืองประจุแรงดนั แสดงดงั รูปที่ 1.18

1.10 เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง คือ เครื่องให้กาเนิดแรงดนั ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าข้ึนมาเป็ นแหล่งจ่าย ไฟฟ้ากระแสตรงที่สร้างข้ึนมาใชง้ านแทนแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงท้งั 6 ชนิดดงั ที่กล่าวมา ช่วยอานวยความ สะดวกในการใช้งาน ถูกนาไปใช้งานในอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จานวนมากมาย รวมถึง นาไปใช้งานในห้องทดลองและห้องปฏิบตั ิการต่างๆ ที่ใช้แหล่งกาเนิด ไฟฟ้ากระแสตรง เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้า กระแสตรงท่ีผลิตมาใช้งาน ได้แก่ แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง (DC Power Supply) หรือแหล่งจ่ายไฟฟ้า กระแสตรงปรับค่าได้ (DC Regulated Power Supply) เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง แสดงดงั รูปที่ 1.19

จากรูปท่ี 1.19 แสดงเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง รูปท่ี 1.19 ก เป็ นแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงชนิดจา่ ย แรงดนั คงท่ีออกเอาต์พุต เช่น 13.8 V ระดบั แรงดนั จ่ายออกคงที่ตลอดเวลาและสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าไดส้ ูง มาก เช่น 30 A เป็นตน้ ส่วนรูปท่ี 1.19 ข เป็ นแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงปรับค่าได้ สามารถปรับแรงดนั ไฟตรงจ่ายออกเอาตพ์ ุต คงท่ี เช่น 0 – 30 V และปรับกระแสจ่ายออกเอาตพ์ ุตได้ เช่น ปรับกระแสไดส้ ูงสุด 1 A เป็นตน้ ภายในวงจรประกอบดว้ ย อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ หลายชนิดต่อวงจรร่วมกนั ทาหน้าท่ีแปลง แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลบั ให้เป็ นแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง พร้อมท้งั ควบคุมแรงดนั ไฟตรงจ่ายออกเอาตพ์ ุต ใหค้ งที่ตามค่าท่ีกาหนดไว ้้ ท้งั แบบปรับเปล่ียนค่าได้ และแบบค่าคงที่ตายตวั เครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรงถูก ผลิตมาใช้งานอยา่ งกวา้ งขวางและแพร่หลายทวั่ ไปมีหลายแบบหลายลกั ษณะ และหลายค่าแรงดนั โครงสร้าง ภายในเครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรงแสดงดงั รูปที่ 1.20 1.11 บทสรุป ไฟฟ้าเป็ นพลงั งานที่มีประโยชน์ นาไปใชพ้ ฒั นาประเทศ และพฒั นาอุตสาหกรรม ไฟฟ้าเกิดข้ึนไดจ้ าก แหล่งกาเนิดหลายชนิด แบ่งออกไดเ้ ป็ น 2 ประเภท ไดแ้ ก่ ไฟฟ้าสถิต และไฟฟ้ากระแส แบ่งวิธีการกาเนิดได้ 6 วธิ ี คือ เกิดจากการเสียดสี เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมี เกิดจากความร้อน เกิดจากแรงกดดนั เกิดจากแสงสวา่ ง และ เกิดจากสนามแม่เหล็ก ไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสี เกิดข้ึนไดจ้ ากการนาวตั ถุต่างกนั 2 ชนิดที่แหง้ สนิทมาเสียดสีกนั ไฟฟ้าเกิดจาก ปฏิกิริยาทางเคมี เกิดข้ึนไดโ้ ดยนาแท่งวตั ถุต่างกนั มา 2 ชนิด ไปจุ่มลงในสารอิเล็กโตรไลต์ ไฟฟ้าเกิดจากความ ร้อน เกิดข้ึนไดโ้ ดยใชแ้ ท่งโลหะต่างชนิดกนั 2 แท่ง ปลายดา้ นหน่ึงของโลหะท้งั สองประกบติดและยึดให้แน่น ปลายโลหะอีกดา้ นทาให้ปลายแยกห่างออกจากกนั เม่ือให้ความร้อนท่ีปลายดา้ นติดกนั ของโลหะท้งั สองทาให้ เกิดไฟฟ้า ไฟฟ้าเกิดจากแรงกดดนั กาเนิดไดโ้ ดยใชผ้ ลึกแร่ควอตซ์ เม่ือมีแรงกดดนั กระทาที่ผลึกแร่ควอตซ์ทาให้ เกิดไฟฟ้าข้ึน ไฟฟ้าเกิดจากแสงสวา่ ง เกิดข้ึนไดจ้ ากการใชเ้ ซลลแ์ สงอาทิตย์ เป็ นอุปกรณ์ท่ีมีความไวต่อแสงเม่ือมี แสงมาตกกระทบจะสามารถใหก้ าเนิดไฟฟ้าข้ึนมา ไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก เกิดจากการใชส้ นามแม่เหล็กตดั

ผา่ นเส้นลวดตวั นา ทาใหเ้ ส้นลวดตวั นาเกิดไฟฟ้าข้ึนมา ไฟฟ้าสถิต เป็ นไฟฟ้าที่เกิดข้ึนเองตามธรรมชาติ เช่น ฟ้าร้อง ฟ้าแลบ ฟ้าผา่ และการเสียดสี ไฟฟ้าสถิต เกิดข้ึนจากความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้า ไฟฟ้ากระแสตรง คือไฟฟ้าที่มีการไหลของกระแสเพียงทิศทางเดียว แหล่งกาเนิดไฟฟ้าท่ีมีข้ัวแรงดันบวก (+) ลบ (–) คงที่ กระแสไฟฟ้าที่ไหลเกิดจากการเคล่ือนท่ีของ อิเลก็ ตรอนอิสระภายในอะตอม เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง คือ เครื่องใหก้ าเนิดแรงดนั ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าข้ึนมาเป็ นแหล่งจ่ายท่ี สร้างข้ึนมาจากการแปลงแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลบั ใหก้ ลายเป็นแหล่งจา่ ยไฟฟ้ากระแสตรง