วิทยาศาสตร์ พว31001 ระดับ ม.ปลาย

246 เงอื่ นไขการกําหนดทศิ ทางของปรมิ าณตาง ๆ ดังภาพ

247 การหาความเรว็ และอัตราเรว็ การเคลือ่ นท่ีในแนวตรง

248 ความเรง ความเรง (Acceleration) คือ การเคล่ือนท่ีซ่ึงขนาดหรือทิศทางของความเร็วมีการ เปลยี่ นแปลง เรยี กวา การเคล่อื นท่ีแบบมีความเรง ความเรง ⃑ เปนปรมิ าณเวกเตอร มีหนวยเปน เมตร/วนิ าที2 (m/s2) ความเรง หมายถงึ อตั ราการเปล่ยี นแปลงความเร็ว หรือ ความเร็วท่ีเปลี่ยนไปในหน่ึง หนวยเวลา ความเรงแบง ออกเปน 3 ประเภท 1.ความเรงเฉล่ีย( ⃑av )คือ ความเรว็ ทเี่ ปลย่ี นไปในชวงเวลา ที่พิจารณาเทา นน้ั 2. ความเรง ขณะใดขณะหน่ึง( ⃑t) คือ ความเรง ณ จุดใดจุดหนงึ่ พิจารณาในชวงเวลาท่ี สั้นมาก ๆ 3. ความเรงคงท่ี ( ⃑) คือ ความเรง ที่มีการเปลย่ี นแปลงความเรว็ อยา งสมํ่าเสมอ หาคา ความเรงไดจ าก ดังภาพ ขอสังเกต 1. ทิศทางของความเรง จะอยใู นทศิ ทางเดีย่ วกบั ความเร็วทเ่ี ปล่ียนไปเสมอ 2. เมื่อวัตถุเคล่ือนท่ีดวยความเรงคงที่ คาความเรงเฉล่ียและคาความเรงขณะใด ขณะหนงึ่ จะมีคา เทา กับ ความเรงคงท่ี น้ัน 3. เม่ือวัตถุมีความเร็วลดลง เราจะไดวา ความเรงมีคาเปนลบ หรือความเรงมีทิศ ทางตรงขามการเคลอื่ นท่ี บางคร้งั เรียกวา ความเรง ทม่ี คี า เปน ลบ (-) วา ความหนวง

249 ความสัมพนั ธข องปริมาณและการเคลอื่ นที่ การหาคาความชัน หรือ slope ของกราฟเสนตรงหาไดจาก ดังภาพ ความสัมพันธระหวา งการกระจัดกับเวลา ดังภาพ

250 การเคลื่อนทดี่ วยความเรงคงที่ ดังภาพ สมการสาํ หรับคาํ นวณหาปริมาณตา ง ๆ ของการเคล่ือนท่ีแนวตรงดวยความเรงคงที่ ดังภาพ

251 เรอ่ื งท่ี 3 การเคลอื่ นทแ่ี บบตา ง ๆ 1. การเคล่อื นทแ่ี บบโพรเจกไทล หรือการเคลอ่ื นทเ่ี ปน เสน โคง การเคลือ่ นที่แบบโพรเจกไทล เปนการเคล่อื นท่ี 2 มิติ คือ มีการเคล่ือนที่ในแนวระดับ และแนวด่ิงพรอมกันและเปนอิสระตอกัน รูปรางการเคล่ือนที่เปนรูปพาราโบลา อัตราเร็วใน แนวราบมกั จะคงท่ี เพราะไมมแี รงกระทาํ ในแนวราบ อัตราเรว็ ในแนวดิ่งเปลี่ยนไปตามความเรง เน่ืองจากแรงโนมถวงโลก ตัวอยางการเคลื่อนท่ีแบบโพรเจกไทลท่ีเห็นในชีวิตแระจําวัน เชน การโยนรับถังปนู ของชา งกอ สราง การโยนผลแตงโมของคนขาย การเลนบาสเก็ตบอล เทนนิส ทมุ น้าํ หนัก ขวางวัตถุ เปนตน ตวั อยา งการเคลื่อนทแ่ี บบโพรเจกไทลข องวัตถุ 2. การเคลอ่ื นทข่ี องรถยนตตามถนนโคง ขณะทร่ี ถยนตกําลงั เล้ียวทางโคง แรงเขาสูศูนยกลางทําใหร ถเลี้ยวโคงได คือ แรงเสียด ทานท่ีเกดิ จากพ้ืนถนนกับดานลางของยาง อัตราเรงของรถยนตจะมีทิศทางพุงเขาสูศูนยกลาง และมีทิศต้ังฉากกับทิศของอัตราเร็วของรถยนต ความเรงนี้เกิดจากแรงเสียดทานระหวางลอ รถยนต การยกขอบถนนเพือ่ ชวยในการเคลื่อนที่ เพ่ือเปนการชวยใหรถเคลื่อนท่ีเขาสูทางโคง สามารถเคลื่อนท่ีไดดวยอัตราเร็วสูงขึ้น จงึ นิยมยกขอบถนนใหสงู ข้นึ เพื่อเพิม่ แรงในทิศเขา สูศ นู ยกลางความโคง การเคลอ่ื นท่ีของวตั ถตุ าง ๆ จะมลี กั ษณะเฉพาะคือ เปนการเคล่ือนที่วัตถุจะเคลื่อนท่ี กลบั มาซา้ํ ทางเดมิ เสมอ ชวงเวลาท่ีใชใ นการเคลอื่ นทคี่ รบ 1 รอบ เรียกวา คาบ (period)

252 มีหนวยเปนวินาที และจํานวนรอบที่วัตถุเคล่ือนที่ไดในแนว 1 หนวยเวลาเรียกวา ความถ่ี (frequency) ซ่ึงมหี นว ยเปน รอบตอวนิ าทีหรอื เฮริ ตซ 3. การเคล่อื นทแี่ บบฮารม อนิกอยางงา ย คือการเคลื่อนที่แบบกลับไปกลับมาซํ้ารอบเดิม โดยไมมีการสูญเสียพลังงาน หัวใจ สําคัญคอื ความเรง มที ศิ ตรงกันขามกบั การกระจัด ตัวอยาง เชน บอลติดปลายสปริง การแกวง ของลกู ตุม การแกวงชงิ ชา จาํ นวนคร้ังท่ีเคลื่อนท่ีกลับไปมาตอวินาที เรียกวา ความถ่ี มีหนวยเปนรอบตอวินาที เวลาทีใ่ ชใ นการเคลอื่ นที่ครบ 1 รอบ เรยี กคาบ ซงึ่ มีหนวยเปนวินาที การแกวงของลูกตุมข้ึนอยู กับความยาวของเสน เชอื กกบั ความเรง เน่อื งจาก แรงดึงดดู ของโลก พลงั งานเสยี ง เร่อื งที่ 1 การเกดิ เสียง 1. พลังงานเสียง (sound energy) เปนพลังงานรูปหน่ึงไมมีตัวตน ไมสามารถ มองเห็นได เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ เสียงจะเคลื่อนที่ออกจากแหลงกําเนิดของเสียง ทุกทิศทาง โดยเดินทางผานตัวกลาง 3 ชนิด คือ ของแข็ง ของเหลว และกาซ ไปยังอวัยวะรับ เสยี งคือ หู (ear) เสียงที่เราไดยินน้ันมาจากวัตถุตางๆ ที่อยูรอบตัวเรา วัตถุที่ทําใหเกิดเสียง เรียกวา แหลงกําเนิดเสียง เสียงที่ไดยินมีทั้งเสียงดัง เสียงเบา เสียงเกิดขึ้นเม่ือวัตถุที่เปน แหลง กาํ เนิดเสยี งสั่น เชน ลาํ โพงสั่น เสน เสียงในลาํ คอสัน่ ทาํ ใหเ ราออกเสียงได 2. ตวั กลางของเสยี ง เสียงเดินทางไดในตัวกลางนําเสียงท่ีเปน ของแข็ง ของเหลว และกาซไดตางกัน คือ เสยี งเดนิ ทางในของแขง็ ไดดีกวาของเหลวและกาซ และเสียงเดินทางในของเหลวไดดกี วา กาซ ดังนัน้ เสยี งตอ งอาศัยตวั กลางเพอ่ื สงพลังงานจากตัวส่นั ไปยังเยอ่ื แกว หูและสงพลังงาน ผานไปยังสมองทําใหไดย นิ เสยี ง เราจึงตองระมดั ระวังอันตรายทเ่ี กิดจากเย่ือแกวหู

253 การทีเ่ ราไดยินเสยี งน้ัน มีองคป ระกอบ 3 สวนคือ แหลงกําเนิดเสียง ตัวกลางของเสียง และอวยั วะรับเสยี ง เร่ืองที่ 2 สมบตั ิของเสยี ง สมบตั ขิ องเสยี ง เสียงเปนคลื่นตามยาว เน่ืองจากเสียงมีลักษณะเปนคลื่นจึงมีสมบัติเหมือนคล่ืนทุก ประการคอื มสี มบัติทั้ง 4 ประการคือ การสะทอน การหกั เห การแทรกสอด และการเลี้ยวเบน 1.การสะทอนของเสียง เสยี งมกี ารสะทอนเหมอื นกบั คล่นื โดยท่ีเมอ่ื เสยี งเคลือ่ นทจ่ี ากตวั กลางจะมีการ สะทอนของคล่นื เสียงเกดิ ขน้ึ ไม่สามารถแสดงรูปนไี ดใ้ นขณะนี

254 กฎการสะทอน 1. มุมตกกระทบเทากับมุมสะทอน 2. ทิศทางของคล่ืนตกกระทบ เสนแนวฉากและทิศทางการสะทอนอยูในระนาบ เดียวกัน เงื่อนไขการเกิดการสะทอน 1. คลื่นเสียงซึ่งเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มี ความหนาแนนนอย ไปสูตัวกลางที่มี ความหนาแนนมาก เชน คลื่นเสียงเคลื่อนที่ในอากาศไปชนผิวสะทอนที่เปนของแข็ง คลื่นเสียงจะเกิดการสะทอนโดยคลื่นสะทอนจะมีเฟสเปลี่ยนไป 180º คลายกับการ สะทอนของคล่ืนในเสนเชือกที่ปลายตรึง 2. คลื่นเสียงซึ่งเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีความหนาแนนมาก ไปสูตัวกลางที่มี ความหนาแนนนอย เชน การเดินทางของคลื่นเสียงจากนา้ํ ไปยังอากาศ เนื่องจากอากาศ มีความหนาแนนนอยกวาน้ํา คลื่นที่สะทอนกลับมาในน้ําจะมีเฟสเหมือนเดิม ซึ่งคลายกับ การสะทอนของคลื่นในเสนเชือกปลายอิสระ นอกจากนี้ ขนาดของหองก็ยังมีผลตอเสียงสะทอนท่ีเกิดขึ้น หากหองมีดานกวาง ยาว หรือสูง ไมเกิน 17 เมตร จะทําใหไดรับฟงเสียงท่ีไพเราะจากการชมภาพยนตร หรือ ฟงเพลง หองท่ีมีขนาดของหองดานใดดานหน่ึงมากกวา 17 เมตร (โดยไมมีการออกแบบ ใดๆ ชวย ในการลด เสียงสะทอน) จะ กอใหเกิด \"เสียงกอง \" หรือที่เร าเรียกวา เสียง echo น่ันเอง

255 ปรากฏการณก ารสะทอ นของคลืน่ เสยี ง 1. เสียงกอง (Echo) .คือการสะทอนของเสียงกลับ ซึ่งสามารถรับฟงได เม่ืออยูหาง ตวั กลางทีท่ ําใหเกดิ การสะทอนของเสียงมากกวา 17 เมตร เพราะหูของคนเราจะสามารถแยก เสยี งครงั้ ที่ 1และ 2 ไดเม่ือเสียงน้ัน หางกนั อยางนอ ย 0.1 วินาที เราสามารถนําความรูเก่ียวกับอัตราเร็วเสียงการสะทอนของเสียงมาใชประโยชน ในการคํานวณหาระยะทาง ไดจ ากสมการ S = Vt โดยท่ี S = ระยะทาง มีหนวยเปนเมตร V = ความเร็ว มหี นว ยเปนเมตร/วนิ าที t = เวลา มีหนวยเปนวินาที ตัวอยางการคํานวณหาระยะทางของเสยี ง ชายคนหน่ึงตะโกนในหุบเขาไดยินเสียงสะทอนกลับมาในเวลา 4 วินาที ขณะนั้น อณุ หภูมิของอากาศ 15 องศาเซลเซียส จงหาวาเสยี งเดินทางเปน ระยะทางเทา ไร วิเคราะห เสยี งเดนิ ทางไป - กลบั ใชเวลา 4 วนิ าที เสยี งเดินทางเท่ียวเดยี วใชเ วลาเพียงคร่งึ หน่งึ เวลา = 2 วนิ าที อตั ราเร็วของเสยี งในอากาศ เม่อื อุณหภูมิ 15 องศาเซลเซยี ส

256 วธิ ีทาํ อัตราเรว็ ของเสยี งในอากาศใชสตู ร Vt = 331+0.6 t (t=อณุ หภมู )ิ แทนคา Vt (เวลา) = 331 + 0.6 t (อุณหภูม)ิ Vt = 331 + 0.6 x 15 = 331 + 9 = 340 เมตรตอ วินาที (m/s) หาระยะทางท่เี สียงเดนิ ทางเท่ียวเดยี ว ,เวลา (t) = 2 วินาที จากสมการ S = Vt แทนคา S = 340x2 S = 680 เมตร ตอบ ระยะทาง 680 เมตร 2. การหกั เหของเสยี ง การหักเหของคลื่นเสียง คือ การเปลี่ยนทิศทางการเคล่ือนที่ของคล่ืนเสียง เมอื่ คล่ืนเสยี งเคล่ือนทจ่ี ากตัวกลางหนึ่งไปอีกตวั กลางหนง่ึ ที่มีความหนาแนนตา งกัน ลักก ารนี้ ใช อธิบ ายเ กี่ย วกับ การ เห็ นฟา แลบ แต ไมไ ดยิน เสี ยงฟ ารอ งไ ด เพราะเม่ือเกิดฟาแลบเกิดเสียง แตอากาศใกลพื้นดินอุณหภูมิสูงกวาอากาศเบื้องบน การ เคลอ่ื นท่ขี องเสียงเคลื่อนที่ไดในอัตราที่ตางกัน คือ เคลื่อนท่ีในอากาศท่ีมีอุณหภูมิสูงไดเร็วกวา ในอากาศท่มี อี ุณหภูมติ ํา่ ดงั นัน้ การเคลอ่ื นท่ขี องเสียงจึงเบนขึ้นทีละนอยๆ จนขามหัวเราไปจึง ทาํ ใหไมไ ดย ินเสยี งฟารอ ง การหกั เหของคลนื่ เสียงเม่ือเดนิ ทางผานตวั กลางตา งชนดิ กัน หรืออณุ หภมู ติ า งกนั จะเปนไปตามกฎการหักเหของ สเนลล (Snell's law) คือ

257 เมื่อ θ1 คือ มุมตกกระทบ θ1 อานวา เซตา1 มุมตกกระทบ) θ2 คือ มุมหักเห (θ2 อานวา เซตา2 มุมหักเห) λ1 , λ2 คือ ความยาวคล่ืนเสียงในบริเวณที่ 1 และ 2 ตามลําดับ (λ1, λ2 อานวา แลมบดา1 มุมตกกระทบ, แลมบดา2 มุมหักเห) v1 , v2 คือ อัตราเร็วคล่ืนเสียงในบริเวณท่ี 1 และ 2 ตามลาํ ดับ T1 , T2 คือ อุณหภูมิของอากาศในบริเวณที่ 1 และ 2 ตามลาํ ดับ การหักเหของเสียงเมื่อคล่ืนเสียงเดินทางในอากาศจากบริเวณที่มีอุณหภูมิตํ่าไปสู บริเวณที่มีอุณหภูมิสูง คลื่นเสียงจะเบนออกจากเสนปกติ (θ1< θ2) และเมื่อเสียง เดินทางจากในอากาศจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงไปสูบริเวณที่มีอุณหภูมิตํ่า คลื่นเสียงจะ เบนเขาหาเสนปกติ (θ1 > θ2) ตอนกลางวันอากาศเหนือพื้นดินจะมีอุณหภูมิสูงกวาอากาศบริเวณดานบน เสียง จะหักเหขึ้นสูอากาศ ดังรูป รูปแสดงการหักเหของเสียงตอนกลางวัน สวนตอนกลางคืนนั้น อากาศเหนือพื้นดินจะมีอุณหภูมิตํ่ากวาอากาศบริเวณ ดานบน เสียงจะหักเหลงสูพ้ืนดิน ดังรูป รูปแสดงการหักเหของเสียงตอนกลางคืน

258 สําหรับกรณีท่ีเกิดฟาแลบแตเราไมไดยินเสียงฟารองน้ัน เปนเพราะวาในขณะเกิด ฟาแลบ ถาอากาศเบื้องบนมีอุณหภูมิตาํ่ กวาอากาศดานลาง ทาํ ใหทิศทางของเสียงจากฟา รองนั้นเบนออกจากเสนแนวฉาก และเมื่อมุมตกกระทบโตกวามุมวิกฤต(ดูรายละเอียด เพ่ิมเติมไดในเรื่องการสะทอนกลับหมดของคล่ืน) จะทําใหคลื่นเสียงเกิดการสะทอนกลับ หมดไปยังอากาศเบ้ืองบน เราจึงไมไดยินเสียงฟารอง รูปแสดงการหักเหของเสียงทําใหไมไดยินเสียงฟารอง มุมวิกฤต (Critical Angle) และการสะทอนกลับหมดของเสียง (Total Reflection) เม่อื คล่ืนเสียงเคลอื่ นทีจ่ ากบรเิ วณที่มีอุณหภมู ิต่าํ ไปสบู รเิ วณทม่ี อี ุณหภูมสิ งู กวาจะ เกดิ มมุ หกั เห θ2 > θ1 เสมอ ถา มุม θ1 โตจนกระท่ังทําใหมุมหักเห θ2 เทากับ 90 องศาพอดี เราจะเรียกมมุ ตกกระทบท่ที าํ ใหมมุ หักเหเปน 90 องศา วา “มมุ วกิ ฤติ (Critical Angle, θc) ถา มมุ ตกกระทบมคี า มากกวา มุมวิกฤติจะไมเกิดการหกั เหตอไปอีก จะมแี ตการสะทอน กลับอยางเดียวเทาน้ัน เราเรียกปรากฏการณนี้วา “การสะทอนกลับหมด (Total reflection)” หมายเหตุ : มุมวิกฤติจะเกิดจากบริเวณท่ีมีความหนาแนนสูง (Tต่ํา) ไปยังบริเวณที่มี ความหนานแนน ตํ่า (Tสูง) เทานั้น สรปุ คือ เกดิ เมือ่ คลน่ื เสยี งเคลอ่ื นท่ีจาก Tตํา่ => Tสงู เทานัน้

259 ถา มุมตกกระทบโตกวามมุ วกิ ฤต คลื่นเสียงจะไมห ักเหแต จะสะทอนกลบั หมด ตัวอยางการคาํ นวณ คล่ืนเสียงหนึ่งในอากาศวิ่งจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง T1 เขาสูบริเวณที่มีอุณหภูมิ ตา่ํ กวา T2 โดยมุมตกกระทบเทากับ θ1 และมุมหักเหเทากับ θ2 ใหหาคาของอัตราสวน ระหวาง sin θ1 กับ sin θ2 กําหนดวา T1 = 1.0201 T2 เคลวิน วิธีทาํ โจทยกําหนดให T1 = 1.0201 T2 เคลวิน จาก sin θ1 = T1 sin θ2 T2 sin θ1 = 1.0201T2 sin θ2 T2 = 1.0201 ตอบ = 1.01 3. การแทรกสอด คือ ปรากฏการณที่คลื่นเสียง 2 ขบวนเคล่ือนที่เขามาในตัวกลางเดียวกันเกิดการรวม คลน่ื กันข้ึนทําใหเกดิ การเสรมิ กนั และหักลางกนั

260 เมื่อมีคลื่นเสียงจากแหลงกําเนิด 2 แหลงเคลื่อนที่ไปพบกันจะทําใหเกิดการ รวมกันของคลื่นเปนคลื่นลัพธซึ่งมี 2 ลักษณะ คือ รวมกันแบบเสริมกันหรือหักลางกัน ตาํ แหนงที่คล่ืนรวมกันแบบเสริมกันเรียกวา ปฏิบัพ (Antinode) ซึ่งตําแหนงนี้เสียงจะดัง และตําแหนงท่ีคล่ืนรวมกันแบบหักลางกัน เรียกวา บัพ (Node) ซ่ึงตําแหนงนี้เสียงจะเบา การรวมคลื่นเสียงแบบหักลางทําใหเสียงเบาลงหรือไมไดยินเลยเปนหลักการ สําคัญของเทคโนโลยีการลดเสียงรบกวน ที่ครอบหูปองกันเสียงดังของนักบินสรางคลื่น เสียงที่เหมือนกับภาพสะทอนของเสียงออกมาเพ่ือหักลางเสียงรบกวน จนทําใหนักบินใน หองเครื่องปลอดภัยจากเสียงรบกวน และการออกแบบทอไอเสียรถยนตใหหักลางกับ เสียงจากทอระบายอากาศในเคร่ืองยนตไดทอไอเสียที่แบบเก็บเสียง 4. การเล้ยี วเบน คอื การทคี่ ลน่ื เสยี งเคล่ือนทีไ่ ปพบสง่ิ กีดขวางแลวสามารถเคล่ือนท่ีออมหลังส่ิงกีดขวาง ไดอ ธบิ ายไดโ ดยใชหลกั ของฮอยเกนต หลักของฮอยเกนส กลาววา “ทุก ๆ จุดบนหนาคล่ืนเสียงเดียวกัน อาจถือวาเปน แหลงกาํ เนดิ คลื่นชุดใหม ท่แี ผอ อกไปทกุ ทิศทางดวยอัตราเร็วเทา เดิม

261 ตวั อยางเชน ถา หอ งสองหองนั้นเช่ือมตอดวยทางเดิน และมีการกําเนิดเสียงที่มุมหนึ่ง ของหองหน่ึง ผูท่ีอยูในอีกหองหนึ่งจะสามารถไดยินเสียงน้ี ราวกับวาเสียงนี้มีจุดกําเนิดอยูท่ี ทางเดนิ ซง่ึ ในความเปนจริงการสัน่ ไหวของอากาศท่ีทางเดินน้ีเปน แหลง กาํ เนิดเสยี งนนี้ ่ันเอง เร่ืองที่ 3 ประโยชนของพลังงานเสยี ง หากใชเกณฑการไดยินเสียงของหูมนุษย เราก็อาจจําแนกคล่ืนเสียงออกไดเปน 3 จาํ พวกดว ยกนั คอื 1. คลน่ื เสยี งที่หมู นษุ ยไดย นิ (Audible waves) ซงึ่ โดยปกตแิ ลว ความถข่ี องเสียงที่หู มนษุ ยไ ดย นิ น้ันมคี า ตัง้ แต 20 ถงึ 20,000 เฮิรตซ อันเปนเสียงจากเครื่องดนตรี เสียงพูดคุยของ มนุษย หรอื เสียงจากลําโพง เปน ตน 2. คลืน่ ใตเ สียง (Infrasonic waves) เปนคลื่นเสียงที่มีความถี่ตํ่ากวาความถี่เสียงที่ มนษุ ยไดย ิน ในธรรมชาติชา งใชเ สียงในระดบั infrasonic น้ี ในการสอื่ สารกับชางตัวอ่ืนๆ ซึ่งอยู ไกลออกไปหลายกิโลเมตร และแนนอนมนษุ ยเ ราไมสามารถไดยินเสียงของชาง เม่ือชางสื่อสาร กนั ดว ยความถเี่ สยี งระดับนี้ 3. คล่ืนเหนือเสียง (Ultrasonic waves) เปนคลื่นเสียงท่ีมีความถ่ีสูงกวาความถ่ี เสียง ท่ีมนุษยไดยิน ตัวอยางของอุปกรณที่ผลิตคลื่นเสียงความถี่สูงระดับนี้ ไดแก นกหวีด ไรเ สียงทใี่ ชเ ปา เรียกสุนขั หรอื แมว (silent whistle) นอกจากน้ี คลนื่ เสียง Ultrasonic ยังถูกนําไปใชประโยชนอยางหลากหลาย อาทิเชน การใชหาฝูงปลาของเรือประมง หรือการใชในทางการแพทยเพ่ือสรางภาพของทารกที่อยูใน ครรภและนอกจากเราจะใชเ สยี งในการสอื่ สารระหวางมนษุ ยด วยกันและกับสัตวอื่น ๆ ยังมีการ ประยกุ ตเอาเสยี งไปใชใ นลกั ษณะตา งๆมากมาย เชน 1. เสียงดานวิศวกรรมและอุตสาหกรรม วิศวกรใชคลื่นเหนือเสียงในการตรวจสอบรอยราวหรือรอยตําหนิในโลหะ แกวหรือ เซรามิก โดยการสง คลืน่ เสยี งทมี่ ีความถใ่ี นชวง 500 กิโลเฮิรตซ ถึง 15เมกะเฮิรตซ ผานเขาไปใน

262 ชิ้นงานทต่ี อ งการตรวจสอบ แลว วิเคราะหล ักษณะของคลื่นสะทอน หรือวิเคราะหลักษณะคลื่น ท่ีรบกวนในคลื่นท่ผี า นออกไป วธิ ีน้นี อกจากจะใชตรวจสอบชิ้นงานประเภทโลหะหลอหรือเซรา มกิ แลว ยังถูกนําไปใชตรวจสอบยางรถยนตท ่ีผลิตใหมด วย เคร่ืองมอื วัดความหนาของแผนโลหะ หรือวสั ดุ ท่ีมคี วามแข็งอ่นื ๆ สามารถทาํ ไดโ ดย ใชค ลืน่ เหนือเสยี ง แมค ลืน่ จะไมสามารถทะลุ ถึงอกี ดา นหนึง่ ของผวิ หนา แผนโลหะนั้นไดก็ตาม เชน การตรวจสอบความหนาของหมอตมน้ํา ความดันสูงสาํ หรับโรงงานอุตสาหกรรมเปนตน คลื่นเหนือเสียงพลังงานสูงยังถูกนําไปใชอยาง กวางขวางในการทําความสะอาดผิวของเคร่ืองใชขนาดเล็ก เชน ชิ้นสวนในนาฬิกาขอมือและ แวนตา เปนตน เพ่ือใหอนุภาคสกปรกท่ีจับเกาะผิวส่ันดวยพลังงานของคลื่นเหนือเสียง เพราะความถ่ีธรรมชาติ ของอนภุ าคสกปรกตรงกันกับความถี่ธรรมชาติคลื่นเหนือเสียง คล่ืนจึง ทาํ ใหอนุภาคสกปรกเหลา น้นั หลดุ จากผิวโลหะไปลอยปะปนไปในของเหลวทโี่ ลหะแชอยู 2. ดา นการแพทย การใชเสียงยานความถี่อัลตราโซนิค(เกิน 20,000 Hz) ในการตรวจวินิจฉัยทาง การแพทย โดยอาศยั หลกั การสง คลื่นเขาไปกระทบกับอวัยวะภายใน แลวอาศัยคุณสมบัติการ สะทอนของเสียงออกมา แลวไปแปลงสัญญาณดวยคอมพิวเตอรเปนภาพใหเห็นไดเชน การตรวจหาเนือ้ งอกในรางกาย ตรวจลกั ษณะความสมบูรณและเพศของทารกในครรภ การตรวจหวั ใจดวยคล่นื เสยี งความถ่สี ูง (Echocardiography) เปนการตรวจหัวใจโดยใชเครื่องมือท่ีมีประสิทธิภาพสูงทํางานโดยอาศัยหลักการสง คล่นื เสียงความถ่สี งู ซึง่ สงออกมาจากผลึกแรชนิดพิเศษ และเม่ือรับสัญญานคล่ืนเสียงท่ีสงออก ไปนํามาแปรสัญญาณเปนภาพข้ึนจะทําใหสามารถเห็นการทํางานของหัวใจขณะกําลังบีบตัว และคลายตัวโดยการใชเทคโนโลยีอนั ทนั สมัย ทําใหเราสามารถเห็นการไหลเวียนของเลือดผาน ชองหวั ใจหอ งตา งๆเปน ภาพสี และเหน็ การทาํ งาน ปด -เปด ของลน้ิ หวั ใจท้งั สี่ล้นิ ได

263 3. ดานการประมงและสํารวจใตน าํ้ สงคล่ืนเสียง ลงไปใตนํ้าเพ่ือการตรวจหาฝูงปลา และสิ่งแปลกปลอมกีดขวางภายใต ทะเลลึกและการวดั ความลึกของทองทะเลโดยใชหลักการของการสะทอนเสียง ซึ่งเรียกกันวา\" ระบบโซนาร\" ไมส่ ามารถแสดงรปู นีไดใ้ นขณะนี เรื่องท่ี 4 อันตรายจากเสยี ง เสียงท่ีเราไดยินทุกวันน้ี ชวยใหเราดําเนินกิจกรรมและแสวงหาความเพลิดเพลินใน ชีวติ เสียงท่ีเกิดข้ึนกอใหเ กดิ เสยี งในระดับตาง ๆ กัน อาจเปนอันตรายตอสขุ ภาพได แหลงกําเนดิ เสียงทีส่ ําคัญ ระดบั เสียง (เดซเิ บลเอ)* แหลงกําเนดิ เสยี ง 30 เสียงกระซบิ 50 เสยี งพิมพด ีด 60 เสยี งสนทนาทวั่ ไป 70 - 80 เสยี งจราจรตามปกติ 90 - 100 เสยี งขดุ เจาะถนน 120 เสยี งคอน เครอ่ื งปมโลหะ 140 เสียงเครื่องบนิ ขึ้น

264 เดซิเบลเอ dB(A) คือ สเกลของเครื่องวัดเสียงท่ีสรางเลียนแบบลักษณะการทํางาน ของหมู นุษย โดยจะกรองเอาความถตี่ า่ํ และความถี่สงู ของเสียงทเ่ี กนิ กวามนุษยจะไดย ินออกไป เสียงที่เปนอันตราย องคการอนามัยโลกกําหนดวา เสียงท่ีเปนอันตราย หมายถึง เสยี งทด่ี ังเกิน 85 เดซิเบลเอท่ีทุกความถ่ี สวนใหญพบวาโรงงานอุตสาหกรรมมีระดับเสียงท่ีดัง เกินมากกวา 85 เดซิเบลเอ เปนจํานวนมากซึ่งสามารถกอใหเกิดอันตรายตอสุขภาพทางกาย และจติ ใจ เสียงรบกวน หมายถงึ ระดบั เสยี งท่ีผูฟงไมตองการจะไดยินเพราะสามารถกระทบตอ อารมณความรูสึก ไดแมจะไมเกินเกณฑที่เปนอันตราย แตก็เปนเสียงรบกวนที่มีผลตอผูฟงได การใชความรูสึกวัดไดยาก วาเปนเสียงรบกวนหรือไมเชน เสียงดนตรีที่ดังมากในสถานที่ เตนราํ ไมท าํ ใหผทู ่เี ขา ไปเท่ียวรูส กึ วา ถกู รบกวน แตในสถานท่ีตองการความสงบ เชน หองสมุด เสยี งพดู คุยตามปกติท่มี คี วามดัง ประมาณ 60 เดซิเบลเอ ก็ถือวาเปนเสยี งรบกวนได ผลเสียของเสียงที่มตี อสภาพรา งกายและจิตใจ 1. ทําใหเ กิดความรําคาญ รสู ึกหงุดหงดิ ไมส บายใจ เกดิ ความเครียดทางประสาท 2. รบกวนตอการพกั ผอนนอนหลับ และการตดิ ตอสอ่ื สาร 3. ทําใหขาดสมาธิ ประสทิ ธภิ าพการทํางานลดลง และถาเสยี งดงั มากอาจทาํ ใหทํางาน ผิดพลาด หรือเชือ่ งชาจนเกดิ อบุ ตั ิเหตไุ ด 4. มีผลตอสุขภาพรางกายความเครียดอาจกอใหเกิดอาการปวยทางกาย เชน โรค กระเพาะ โรคความดนั สงู 5. การไดร บั ฟงเสยี งดงั เกนิ กวา กาํ หนดเปนระยะนานเกนิ ไปอาจทาํ ใหส ญู เสียการไดยิน ซ่งึ อาจเปนอยางชั่วคราวหรือถาวรกไ็ ด การปอ งกันและวิธีลดความดังของเสียง 1. ควบคมุ ทีแ่ หลงกาํ เนดิ 1. การออกแบบอปุ กรณ เครอ่ื งมือ เครอื่ งจักรใหมีการทาํ งานท่ีเงยี บ 2. การเลือกใชอุปกรณ เครื่องมือ ควรเลือกประเภทที่มีเสียงดังนอยกวาเชน การใช เครื่องปมโลหะทีเ่ ปน ระบบไฮดรอลิกแทนเครื่องทีใ่ ชร ะบบกล 3. การเปลีย่ นกระบวนการผลิตทไ่ี มทาํ ใหเ กดิ เสยี งดัง

265 4. การจัดหาที่ปดลอมเคร่ืองจักรโดยนําวัสดุดูดซับเสียงมาบุลงในโครงสราง ที่จะใช ครอบหรอื ปด ลอมเครื่องจักร 5. การติดตั้งเคร่ืองจักรใหวางอยูในตําแหนงท่ีมั่นคง เน่ืองจากเสียงเกิดจากการ ส่นั สะเทอื นของเครอื่ งจักร และการใชอปุ กรณกนั สะเทอื นจะชว ยลดเสยี งได 6. การบาํ รุงรักษาอปุ กรณ เครือ่ งมือ เครือ่ งจกั รอยูเสมอ เชน การทําความสะอาดเปน ประจํา การหยอดนํ้ามนั หลอล่นื กนั การเสียดสีของเครอื่ งจกั ร 2. การควบคมุ ที่ทางผา นของเสียง 1. เพม่ิ ระยะหางระหวางเครอ่ื งจกั ร และผูรับเสยี ง ทาํ ใหม ีผลตอระดับเสียง โดยระดับ เสียงจะลดลง 6 เดซิเบลเอ ทุก ๆระยะทางทเ่ี พิม่ ข้นึ เปนสองเทา 2. การทาํ หองหรอื กาํ แพงก้นั ทางเดินของเสียง โดยออกแบบวัสดุเก็บเสียง หรือดูดซับ เสียงท่สี ัมพนั ธกับความถ่ขี องเสียง 3. การปลูกตนไมย ืนตนท่ีมใี บดกบรเิ วณริมร้วั ชวยในการลดเสียงได 3. การควบคุมการรับเสยี งทีผ่ ูฟ ง 1. การใชอ ุปกรณป องกนั ตอ หู เพอ่ื ลดความดังของเสยี งมี 2 แบบคือ ทคี่ รอบหู จะปดหแู ละกระดูกรอบ ๆใบหไู วท ั้งหมด สามารถลดระดับความดงั ของเสียง ได 20-40 เดซิเบลเอ ปลัก๊ อุดหู ทําดวยยาง หรือพลาสติก ใชสอดเขาไปในชองหูสามารถลดระดับความดัง ของเสยี งได 10-20 เดซิเบลเอ การลดระยะเวลาในการรับเสียงของผูที่อยูในบริเวณท่ีมีเสียงดัง เกนิ มาตรฐาน โดยจํากัดใหนอ ยลง เกณฑกําหนดของระดับเสียงทีเ่ ปน อนั ตราย กรมแรงงาน กระทรวงมหาดไทย ไดกําหนดมาตรฐานของระดับเสียงในสถาน ประกอบการตา ง ๆ ไวด งั นคี้ ือ 1. ไดร บั เสียงไมเ กินวันละ 7 ช่ัวโมง ตองมีระดับเสยี งตดิ ตอ กนั ไมเกิน 91 เดซเิ บล(เอ) 2. ไดรบั เสียงวันละ 7-8 ชว่ั โมง ตอ งมีระดบั เสียง ติดตอกันไมเกิน 90 เดซเิ บล(เอ) 3. ไดรบั เสียงเกนิ วันละ 8 ช่วั โมง ตองมีระดบั เสยี ง ตดิ ตอกันไมเกนิ 80 เดซิเบล(เอ)

266 4. นายจางใหลูกจางทํางานในที่ ๆ มีระดับเสยี งเกนิ 140 เดซเิ บล(เอ) ไมไ ด องคการอนามัยโลก ไดกําหนดวาระดับเสียงท่ีดังเกินกวา 85 เดซิเบล(เอ) ถือวาเปน อันตรายตอมนุษย กจิ กรรมทายบทที่ 12 แรงและการเคลอ่ื นที่ จงตอบคําถามตอไปนี้ 1. แรงคอื อะไร 2. ความเร็วกับอตั ราเรว็ แตกตา งกนั อยางไร 3. การกระจัดคืออะไร 4. จงอธบิ ายความสมั พันธร ะหวา งสนามโนมถวงและแรงโนม ถวง 5. จงหาความเรง เฉลี่ยของเครื่องบินท่ีเริ่มตนจากจุดหยุดนิ่งเวลา 0 วินาที และบินออก จากรนั เวยเ ม่อื เวลาผา นไป 30 วนิ าที เคร่ืองบินมคี วามเร็วเปน 300 กิโลเมตรตอชั่วโมง 6. จงอธบิ ายการกําเนดิ เสยี ง 7. สมบตั ิของเสียงมกี ีป่ ระการ ประกอบดว ยอะไรบา งจงอธิบาย 8. สมชายตะโกนในหุบเขาไดยินเสียงสะทอนกลับมาในเวลา 6 วินาที ขณะน้ัน อุณหภมู ขิ องอากาศ 20 องศาเซลเซียส จงหาวาเสยี งเดนิ ทางเปน ระยะทางเทา ไร 9.จงบอกประโยชนข องพลังงานเสยี ง 10. จงบอกอนั ตรายทเ่ี กิดจากพลังงานเสยี ง

267 บทที่ 13 เทคโนโลยอี ากาศ สาระสาํ คญั หวงอวกาศเปนสิ่งที่ไกลเกินตัว แตมีความจําเปนตอการดํารงชีวิตของมวลมนุษย จึงจําเปนตอ งศกึ ษา หว งอวกาศโดยนาํ เทคโนโลยีอวกาศมาใชใหเกิดประโยชน ผลการเรียนรูทค่ี าดหวงั 1. บอกความหมาย ความสาํ คัญ และความเปนมาของเทคโนโลยอี วกาศได 2. อธิบายและระบุประเภทของเทคโนโลยอี วกาศได 3. อธิบายการนําเทคโนโลยีอวกาศไปใชประโยชนได 4. บอกโครงการสํารวจอวกาศทสี่ าํ คัญในปจจุบนั ได ขอบขา ยเนอื้ หา เรอ่ื งท่ี 1 ความหมาย ความสําคัญ และความเปน มาของเทคโนโลยีอวกาศ เร่ืองที่ 2 ประเภทของเทคโนโลยอี วกาศ เรอ่ื งที่ 3 ประโยชนของการใชเทคโนโลยอี วกาศ เรอ่ื งที่ 4 โครงการสาํ รวจอวกาศที่สาํ คญั ในปจจบุ ัน

268 บทท่ี 13 เทคโนโลยีอากาศ เรื่องท่ี 1 ความหมาย ความสาํ คญั และความเปนมาของเทคโนโลยอี วกาศ เทคโนโลยอี วกาศ เทคโนโลยีอวกาศ หมายถงึ การนําความรูทีไ่ ดจ ากการสาํ รวจสงิ่ ตา งๆทอ่ี ยูนอกโลกของ เราและสํารวจโลกของเรามาใชประโยชนกับมนุษยโดยอาศัยความรูดานวิทยาศาสตรอวกาศ ซง่ึ เก่ียวกับทางดา นดาราศาสตรและวศิ วกรรมควบคูกัน หรือจะใหความหมายอีกดานหนึ่งไดวา เทคโนโลยีอวกาศ หมายถึง การนําเทคโนโลยีท่ีทําข้ึนเพ่ือใชสํารวจอวกาศโดยมีวัตถุประสงค ของการใชงานในแตล ะครง้ั แตกตางกนั ไปตาม ความตอ งการของมนุษย เชน - โครงการอะพอลโล (Apollo Project) จดุ ประสงคเ พอ่ื สํารวจดวงจนั ทร - โครงการสกายแล็บ (Skylab) จุดประสงคเพื่อคนควาทดลองการอยูในอวกาศใหได นานที่สุดศึกษาเกี่ยวกับทรัพยากรธรรมชาติ การแพทย ฟสกิ ส - โครงการอะพอลโล- โซยสู (Apollo-Soyuz Test Project: ASTP) จดุ ประสงค เพือ่ ทดสอบระบบนัดพบ และเชือ่ มยานอวกาศ - โครงการขนสง อวกาศจดุ ประสงคเพื่อใชบ รรทกุ สิง่ ของและมนุษยท่ไี ปอวกาศและ\\ เพอื่ ลดการใชจา ยในการใชยานอวกาศ ความสําคัญของเทคโนโลยีอวกาศ ความสําคัญของเทคโนโลยีอวกาศ มีประโยชนทั้งทางตรงและทางออมกับมนุษย มากมายในหลายดาน เชน การส่ือสารดวยดาวเทียม การใชดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาการใช ดาวเทียมสํารวจทรัพยากรโลก สํารวจดานการเกษตร การทดลองทางการแพทย และดาน การทหารโดยใชด าวเทยี ม เปน ตน ความเปน มาเทคโนโลยอี วกาศ เร่ิมต้ังแตการสรางกลองโทรทรรศนสองดูวัตถุทองฟา โซเวียตสรางยานสปุตนิก1 (Sputnik 1) ขึ้นไปโคจรรอบโลก ตอมาสหรัฐอเมริกาสงดาวเทียมขึ้นสูอวกาศ เกิดการแขงขัน กันทางดานอวกาศ โดยองคการนาซา ทมี่ ชี ื่อเสียงของสหรัฐอเมริกา มีโครงการตาง ๆ มากมาย สําหรบั การสาํ รวจอวกาศโดยเฉพาะ

269 สิ่งมีชีวิตแรกที่เดินทางไปยังอวกาศ คือสุนัขชื่อไลกาไปกับยานสปุตนิก2 ของโซเวียต และนักบินอวกาศคนแรกของโลกคือ ยูริ กาการิน ไปกับยานวอสตอก1 ของโซเวียต นักบิน อวกาศคนแรกท่ีโคจรรอบโลกคือ จอหน เกลน ของสหรัฐอเมริกา และนักบินอวกาศหญิงคน แรกของโลกชอ่ื วาเลนตนิ า เทเรซโกวา ชาวรสั เซียเดนิ ทางไปกบั ยานวอสตอก ยานอวกาศที่มีมนุษยเดินทางไปยังดวงจันทรเปนของสหรัฐอเมริกา โดย นิลอารม สตรอง เปน คนแรกทีเ่ ดนิ บนดวงจนั ทรไปกับยานอพอลโล 11 เรอื่ งที่ 2 ประเภทของเทคโนโลยอี วกาศ ประเภทของเทคโนโลยีอวกาศ จาํ แนกไดดงั นี้ 1. ดาวเทยี ม เปนอปุ กรณทางวิทยาศาสตรทีถ่ กู สงขึน้ ไปสอู วกาศใหโคจรอยูรอบโลก เชน 1.1 ดาวเทยี มสื่อสาร ดาวเทียมสื่อสารดวงแรกของไทยชอ่ื ไทยคม 1.2 ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา สงขอมูลภาพถายเมฆ พายุ อุณหภูมิบนโลกและช้ัน บรรยากาศ นํามาวิเคราะหรายงานสภาพอากาศ ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาสามารถแบงเปน 2 ชนิด คือ 1. ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาชนิดโคจรคางฟา 2. ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยาชนิดโคจร รอบโลก 1.3 ดาวเทยี มสํารวจทรัพยากร สํารวจทรัพยากรธรรมชาติท่มี ีอยู เพือ่ การวางแผน ใชท รัพยากรธรรมชาติไดอ ยา งเหมาะสมและมปี ระสทิ ธภิ าพ 2. ยานสํารวจอวกาศ เปนพาหนะพรอมอุปกรณและเคร่ืองมือท่ีใชออกไปสํารวจ ดวงจันทร และดาวเคราะหดวงตางๆ โครงการสราง ยานอวกาศท้ังประเทศสหรัฐอเมริกาและ รัสเซียไดสรางยานอวกาศเพื่อสํารวจดวงจันทรและดาวเคราะหในระบบสุริยะของเราและ สามารถแบง เปน 2 ประเภท คือ 2.1. ยานอวกาศที่ไมมีมนุษยควบคุมอยูบนยาน สวนใหญสํารวจดวงจันทร ดวงอาทิตย ดาวเคราะห หวงอวกาศระหวางดวงดาว เชน โครงการลูนาออบิเตอรไปถายภาพ พ้นื ผิวรอบดวงจนั ทร 2.2 ยานอวกาศทมี่ มี นษุ ยข บั ควบคุม

270 3. ยานขนสงอวกาศ เปนระบบขนสงอวกาศท่ีออกแบบใหสามารถนําชิ้นสวนท่ีใชไป แลวกลบั มาใชใ หมอีก เพ่ือประหยัดและประสิทธิภาพมากท่ีสุด ประกอบดวย 3 สวนหลัก คือ จรวดเชอ้ื เพลิงแข็ง 2 ทอน ถังเช้ือเพลิง ภายนอก (ไฮโดรเจนเหลว และออกซิเจนเหลว) และ ยานขนสง อวกาศ ภารกิจขนสงอวกาศมีหลายหนาท่ี เชน ทดลองวิทยาศาสตร สงดาวเทียมและสงกลอง โทรทรรศนอวกาศฮับเบิลเขาสูวงโคจรรอบโลก สงมนุษยอวกาศไปบนสถานีอวกาศครั้งละ 7-10 คนสถานีทดลองอวกาศ เปนสถานีอวกาศท่ีมนุษยใชชีวิตสะดวกสบายเหมือนกับอยูบน โลกสามารถปฏิบตั งิ านทางวิทยาศาสตรไดหลากหลายอยางมีประสิทธิภาพ เริ่มตั้งแตโครงการ สกายแลบ โครงการสถานีอวกาศเมียร โครงการสถานีอวกาศนานาชาติ เปนความรวมมือ ระหวางชาติ 16 ประเทศ ไดแก อเมริกา แคนนาดา ญี่ปุน รัสเซีย ยุโรป (11 ประเทศ) และ บราซิล เรือ่ งที่ 3 ประโยชนของการใชเ ทคโนโลยีอวกาศ ประโยชนของการใชเ ทคโนโลยอี วกาศ มดี ังนี้ 1. ปรากฏการณบ นโลก เชน การใชดาวเทียมส่ือสาร เช่ือมโยงถายทอดสัญญาณไปยังสถานีภาคพื้นดินที่ทําการสง และรับสญั ญาณ ดาวเทียมไทยคมใชพ ฒั นาเครอื ขา ยการสื่อสาร และการกระจายเสียงและภาพ โทรทศั นข องประเทศไทย การใชดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา สํารวจถายภาพการกอตัวของเมฆ วัดอุณหภูมิ ชนั้ บรรยากาศของโลกเปน ประจําทกุ วนั การใชด าวเทยี มสาํ รวจทรัพยากร สาํ รวจถายภาพการใชที่ดิน สํารวจพน้ื ท่ีเพาะปลูกและ พ้นื ที่ปา ไม สํารวจการประมงเพาะเล้ียงสัตวน้ําชายฝง สํารวจแหลงนํ้าและชลประทาน สํารวจ ธรณวี ทิ ยา แหลง แร แหลง เช้อื เพลิงธรรมชาติ เปนตน 2. ปรากฏการณใ นอวกาศ เชน ยานขนสงอวกาศ (Space Shuttle) ใชเปนพาหนะบรรทุกส่ิงของและมนุษยข้ึนลง ระหวา งพน้ื และอวกาศ สถานอี วกาศนานาชาติ (International Space Station, ISS) ใชเปน หอ งปฏิบัติการ ทดลองและวจิ ยั ทางวิทยาศาสตร โดยแบง ออกเปน 6 สว น ดังน้ี

271 1. Life Sciences: ศึกษาสิ่งมีชีวิตภายใตสภาวะไรแรงโนมถวง เพื่อเตรียมตัวอยูใน อวกาศในอนาคต 2. Earth Sciences: ศึกษาสภาวะเปลี่ยนแปลงพ้ืนผิวโลก เพื่อนําไปสูการวางแผน การดํารงชีวิตอยขู องมนุษยบนโลกในระยะยาว 3. Space Sciences: ศึกษาอวกาศในทุก ๆ ทิศทางในดานตาง ๆ เพ่ือใหเขาใจอวกาศ มากย่ิงข้ึน 4. Microgravity Science: ศกึ ษาทดลองทฤษฎที างฟส ิกสใ นสภาพไรแ รงโนมถวง 5. Engineering Research and Technology Development: ศึกษาวิศวกรรม และ เทคโนโลยีดา นอวกาศ เพอ่ื ออกแบบ สรา ง และใชงานจริงไดอยางมีประสิทธิภาพ เพ่ือตนแบบ ใชงานในอนาคต 6. Space product development: ศึกษาความแตกตางที่เกิดขึ้นจากการทดลอง ในสภาวะไรแ รงโนม ถวง กบั สภาวะบนพน้ื โลกวาใหผ ลตางกันอยางไร เร่ืองที่ 4 โครงการสาํ รวจอวกาศท่สี าํ คญั ในปจจบุ ัน โครงการสํารวจอวกาศ มกี ารศึกษาเรอื่ งตา งๆ ดังนี้ - ศึกษาการทดลอง และวิจัยท่ีลดส่ิงรบกวน การทดลองทางฟสิกส การเกิดผลึก การทดลองตวั นาํ ย่งิ ยวด และอื่นๆ การสง กลอ งโทรทรรศนอวกาศ - ศกึ ษา เทคโนโลยตี า งๆ ทจ่ี าํ เปน และเหมาะสม ในการดําเนินชีวิตในอนาคต เชน ทดลอง Biosphere - ศกึ ษาวงการแพทยและสุขอนามัย วิจยั ยาบางอยางในอวกาศ - ศกึ ษา กําเนดิ จุดเริม่ ตนและจดุ จบ โครงสราง หนาท่ีของเอกภพ ซ่ึงนําไปสูความ เขาใจสภาวะและการคงอยขู องเราเอง

272 โครงการสาํ รวจ สถานอี วกาศในอนาคต มกี ารศกึ ษาเรอื่ งตา งๆ ดังนี้ - โครงการสกายแลบและยานขนสงอวกาศของอเมริกา และโครงการสถานีโซยูส ของรสั เซีย ทดลองผลติ บางสิ่งทีท่ าํ ไดย ากบนโลก เชน ผลิตสารประกอบที่เบาแตแข็งแรง ผลิต วคั ซีนใหบ รสิ ทุ ธิ์ เปน ตน - โครงการศึกษา สรางโรงงานอุตสาหกรรมในอวกาศ โดยใชยานขนสงอวกาศ นาํ สวนตา งๆของโรงงานไปตอเขาดว ยกนั ในวงโคจรรอบโลก - โครงการศึกษาสรางเมืองในอวกาศในอนาคต โดยออกแบบสถานีอวกาศ มีลักษณะเปน วงแหวนใหญเสนผานศูนยกลาง 2 ก.ม. ท่ีสามารถหมุนรอบตัวเองได 1 รอบ ในเวลา 1 นาที 3 วนิ าที ทําใหเกดิ แรงหนีศูนยกลางข้ึน ทําใหค นในเมืองอวกาศสามารถเดินที่ ขอบดานในวงแหวนไดโดยศีรษะหันเขาจุดศูนยกลางสถานีอวกาศ และมีบรรยากาศคลายโลก และความดันราวครงึ่ หนึ่งทีร่ ะดับนํ้าทะเลของโลก โครงการอวกาศที่สาํ คัญและนาสนใจ วนั /เดอื น/ป เหตกุ ารณดา นอวกาศทส่ี าํ คญั 4 ตลุ าคม 2500 สหภาพโซเวยี ตสง ดาวเทยี ม สปุตนกิ 1 โคจรรอบโลกเปนคร้ังแรก 3 พฤศจิกายน 2500 จนเสรจ็ สิน้ ภารกิจเมอ่ื 4 มกราคม 2501 31 มกราคม 2501 สหภาพโซเวียตสงดาวเทียม สปุตนิก 2 พรอมสุนัขตัวแรกช่ือ ไลกา ซึ่งถูกสงไปอยู ในอวกาศ ดาวเทียมสปุตนิก 2 หลุดจากวง 5 มนี าคม 2501 โคจรในวันท่ี 13 เมษายน 2501 17 มีนาคม 2501 15 พฤษภาคม 2501 สหรัฐอเมริกาสงดาวเทียมเอกพลอเรอร 1 ข้ึนสูวงโคจรพรอม 1 ตลุ าคม 2501 การทดลองทางวทิ ยาศาสตรเกยี่ วกบั การคนพบแถบรงั สีของโลก 11 ตลุ าคม 2501 สหรัฐฯ ประสบความลม เหลวในการสง ดาวเทยี ม เอกพลอเรอร 2 ดาวเทยี มแวนการด 1 ถูกสงข้ึนไปในวงโคจร ดาวเทียม สปตุ นิก 3 ถกู สง ข้นึ ไปในวงโคจร สหรัฐฯ กอตงั้ องคการนาซา ยานไพโอเนยี ร 1 ของสหรัฐฯ ถกู สงข้นึ ไปท่รี ะดับ 70,700 ไมล

273 วนั /เดอื น/ป เหตกุ ารณดา นอวกาศท่สี ําคญั 2 มกราคม 2502 3 มนี าคม 2502 โซเวียตสง ยานลูนาร 1 ไปโคจรรอบดวงอาทติ ย 12 สงิ หาคม 2502 ยานไพโอเนยี ร 4 ของสหรัฐฯ ถูกสงไปเพ่ือทดสอบเสนทางสูดวง จนั ทร กอนจะเขา สวู งโคจรรอบดวงอาทติ ย 4 ตลุ าคม 2502 โซเวียตสงยานลูนาร 2 ไปสัมผัสพ้ืนผิวของดวง จันทรไดเปนลํา 12 เมษายน 2504 แรก 5 พฤษภาคม 2504 โซเวียตสงยานลูนาร 3 ไปโคจรรอบดวงจันทรและถายรูปดานท่ี หันออกจากโลก ไดขอมลู ประมาณ 70 เปอรเซ็นต 14 ธนั วาคม 2505 16 มถิ นุ ายน 2506 ยูริ กาการิน นักบินอวกาศคนแรกของโซเวียต ถูกสงขึ้นไปโคจร รอบโลกพรอ มกบั ยานวอสตอ็ ก 1 14 กรกฎาคม 2507 16 พฤศจิกายน 2507 สหรัฐฯ สง อลนั เชพารด นกั บนิ อวกาศคนแรกของอเมริกาข้ึนไป กับยานเมอรค วิ รี ฟรดี อม 7 3 กมุ ภาพันธ 2509 ยานมารเิ นอร ของสหรัฐฯ บนิ ผา นดาวศุกร 2 มถิ ุนายน 2509 วาเลนตินา เทอเรชโควา นักบินอวกาศหญิงคนแรกถูกสงขึ้นไป 24 เมษายน 2510 พรอมกบั ยาน วอสตอ็ ก 7 ยานมารเิ นอร 4 ของสหรัฐ ฯ ถายรูปดาวอังคารในระยะใกล ยานวีนัส 3 ของโซเวียต เปนยานลําแรกที่สัมผัสพ้ืนผิวของดาว ศุกร ยานลูนาร 9 ของโซเวียต เปนยานลําแรกท่ีลงจอดบนพื้นผิวของ ดวงจนั ทรอยางน่ิมนวล ยานเซอรเ วเยอร 1 ของสหรัฐฯ ลงจอดบนพื้นผิวดวงจันทรอยาง นม่ิ นวล เกิดโศกนาฏกรรมทางอวกาศกับยานโซยุส 1 ของโซเวียต ทําให วลาดเิ มยี ร โคมารอฟ เสียชีวิตดวยสาเหตุที่ยานกระแทกกับพ้ืน โลกระหวางเดินทางกลับ เน่อื งจากระบบชชู พี ไมท าํ งาน

274 วัน/เดอื น/ป เหตกุ ารณดานอวกาศทส่ี าํ คญั 21 ธนั วาคม 2511 ยานอะพอลโล 8 นํานักบินอวกาศ คนแรกไปโคจรรอบดวง 20 กรกฎาคม 2512 จันทร 28 มกราคม 2529 สหรัฐฯ สง นีล อารมสตรอง และ เอ็ดวิน อลัดริน ขึ้นไปเหยียบ บนพน้ื ผวิ ดวง จันทรเ ปน คร้งั แรก กระสวยอวกาศแชลเลนเจอรระเบิดแตกเปนเสี่ยง ๆ 73 วินาที หลงั ออกบนิ ทาํ ใหสมาชิกลกู เรอื ท้งั เจ็ดคนเสยี ชวี ิต

275 กิจกรรมทา ยบทที่ 13 ใหผูเรียนรวมกันอภปิ รายเรื่องเทคโนโลยอี วกาศ ในหัวขอ ตอ ไปนี้ 1. ความหมายของเทคโนโลยอี วกาศ …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 2. ยานสํารวจอวกาศเปนพาหนะพรอมอุปกรณและเครื่องมือที่ใชออกไปสํารวจนอกโลก ซงึ่ จะแบง ออกเปนก่ีประเภท อะไรบาง พรอมทั้งอธิบาย …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 3. ใหผ เู รยี นบอกถงึ ประโยชนข องเทคโนโลยีอวกาศ ของดาวเทยี มมา 3 ขอพรอ มทง้ั อธบิ าย มาพอสังเขป …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 4. เทคโนโลยอี วกาศมปี ระโยชนตอ ชวี ิตประจาํ วันอยางไรบา ง …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 5.เหตุการณดานอวกาศทสี่ าํ คญั เม่ือวนั ท่ี 28 มกราคม 2529 เกิดเหตุการณอะไรข้ึน …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………

276 จงตอบคําถามตอ ไปนี้ 1. แรงคืออะไร 2. ความเร็วกบั อัตราเร็วแตกตา งกันอยา งไร 3. การกระจดั คอื อะไร 4. จงอธิบายความสัมพันธระหวางสนามโนมถว งและแรงโนมถวง 5. จงหาความเรง เฉล่ียของเครื่องบินที่เริ่มตนจากจุดหยุดน่ิงเวลา 0 วินาที และบินออก จากรนั เวยเ มอ่ื เวลาผานไป 30 วินาที เครอ่ื งบนิ มคี วามเรว็ เปน 300 กโิ ลเมตรตอ ชวั่ โมง 6. จงอธิบายการกาํ เนดิ เสียง 7. สมบตั ขิ องเสยี งมีกปี่ ระการ ประกอบดวยอะไรบางจงอธิบาย 8. สมชายตะโกนในหุบเขาไดยินเสียงสะทอนกลับมาในเวลา 6 วินาที ขณะน้ัน อณุ หภูมิของอากาศ 20 องศาเซลเซยี ส จงหาวาเสียงเดนิ ทางเปน ระยะทางเทาไร 9.จงบอกประโยชนของพลังงานเสยี ง 10. จงบอกอนั ตรายทเ่ี กดิ จากพลงั งานเสยี ง

277 บทที่ 14 อาชีพชา งไฟฟา สาระสําคญั การเลือกอาชีพชางไฟฟานั้นเปนการประกอบอาชีพท่ีนาสนใจและมีรายไดดีอีกอาชีพ หนึ่ง ชางไฟฟามีหลายประเภท และหนาท่ีของชางไฟฟาก็แตกตางกัน ชางไฟฟาที่ทํางานใน สถานกอสราง ขนาดใหญก ็ใชเ ครอื่ งมือและทักษะทแี่ ตกตางไปจากชา งไฟฟาที่ทํางานในโรงงาน อุตสาหกรรมขนาดใหญ อยางไรก็ดีถาจะกลาวโดยท่ัวๆ ไปแลวชางไฟฟาทุกประเภทจะตองมี ความรูพื้นฐานทางดานไฟฟา มีความสามารถอานแบบพิมพเขียนวงจรไฟฟาและสามารถ ซอ มแซมแกไ ขอปุ กรณเ ครอ่ื งใชไฟฟา ได แหลง งานของชางไฟฟา สวนใหญในปจจุบันน้ันทํางาน ใหก บั ผูรบั เหมางานดานไฟฟา หรือไมก็ทํางานในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ นอกจากน้ัน มีชางไฟฟาอีกจํานวนไมนอยที่ทํางานอิสระเปนผูรับเหมาเอง และมีชางไฟฟาจํานวนหน่ึงท่ี ทาํ งานใหก ับองคกรของรัฐบาลหรือทางธรุ กิจ ซ่ึงเปน งานทใ่ี หบ รกิ ารแกห นวยงานของตน แมวา แหลงงานของชา งไฟฟาจะมอี ยทู ั่วประเทศ แตแ หลงงานสวนใหญนัน้ จะมอี ยใู นเขตอตุ สาหกรรม หรอื เขตพ้นื ท่ีท่กี าํ ลังพัฒนา ผลการเรยี นรูท่คี าดหวัง สามารถอธิบาย ออกแบบ วางแผน ทดลอง ทดสอบ ปฏิบัติการเร่ืองไฟฟาไดอยาง ถูกตองและปลอดภัย คิด วิเคราะห เปรียบเทียบขอดี ขอเสีย ของการตอวงจรไฟฟาแบบ อนุกรม แบบขนาน แบบผสม ประยุกตและเลือกใชความรูและทักษะอาชีพชางไฟฟา ใหเ หมาะสมกับการบริหารจัดการและการบรกิ าร ขอบขา ยเนื้อหา 1. ประเภทของไฟฟา 2. วัสดุ อปุ กรณเคร่อื งมอื ชา งไฟฟา 3. วัสดุ อปุ กรณทใี่ ชใ นวงจรไฟฟา การตอวงจรไฟฟาอยางงา ย 4. กฎของโอหม 5. การเดนิ สายไฟฟาอยา งงา ย

278 6. การใชเครอ่ื งไฟฟา อยา งงาย 7. ความปลอดภัยและอุบตั เิ หตจุ ากอาชีพชางไฟฟา 8. การบรหิ ารจดั การและการบรกิ าร 9. โครงงานวทิ ยาศาสตรส ูอาชพี 10. คาํ ศพั ทท างไฟฟา

279 บทท่ี 14 อาชีพชา งไฟฟา ประเภทของไฟฟา มอี ะไรบาง ประเภทของไฟฟา มี 2 แบบ ดังนี้ 1. ไฟฟา สถิต ซงึ่ เกิดจากการเสยี ดสขี องวตั ถุ 2 ชนิด มาถกู นั เชน แทง อาํ พันกบั ผาขนสตั ว 2. ไฟฟากระแส เกดิ จากอเิ ลก็ ตรอนจากแหลงกําเนิดไหลผานตัวนําไปยังท่ีตองการใช ไฟฟา มี 2 แบบ ดงั นี้ 1. ไฟฟา กระแสตรง (Direct Current : DC) มีทิศทางการไหล และขนาดคงท่ี เชน แบตเตอรี่ 2. ไฟฟากระแสสลับ (Alternating Current : AC) มีทิศทางการไหลของ กระแสสลับไปสลับมา และขนาดเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ใชภายในบาน เชน โทรทัศน คลิปที่ 1 ไฟฟาสถติ วตั ถปุ ระสงค เพื่อใหผ ูเรียนสามารถอธิบายการเกิดไฟฟา สถิตไดอยา งถูกตอ ง คลิปที่ 2 ไฟฟากระแส วตั ถปุ ระสงค เพ่อื ใหผ เู รยี นสามารถอธิบายการเกดิ ไฟฟา กระแสไดอ ยางถกู ตอง วสั ดุอปุ กรณเ คร่อื งมอื ชา งไฟฟา มอี ะไรบาง วัสดอุ ปุ กรณเ คร่อื งมือชา งไฟฟา มีดงั นี้ 1. ไขควง มี 2 แบบ คอื ไขควงปากแบน และไขควงแบบฟลลิป หรอื ปากสี่แฉก 2. มีด ใชใ นการปอกสาย ตัด ฉนวนสายไฟฟา 3. คมี ใชใ นการบีบ ตดั มวนสายไฟฟา มีหลายแบบ คือ คีมตัด(ปากนกแกว) คีมปาก จิ้งจก คีมปากแบน คีมปากกลม และคมี ปอกสายไฟฟา

280 4. สวาน ใชเ จาะยึดสกรู ยดึ อปุ กรณไ ฟฟา มีสวาน 3 แบบ คือ สวา นขอ เสือ สวาน เฟอ ง และสวา นไฟฟา 5. คอ น ใชตอกตะปู เพ่อื ยึดเข็มขดั รัดสาย วัสดุอุปกรณท ใี่ ชในวงจรไฟฟา มีอะไรบา ง วสั ดุอปุ กรณทใ่ี ชในวงจรไฟฟา มดี ังน้ี 1. สายไฟ เปนตัวนําไฟฟา ไดแก สายไฟแรงสูงทําดวยอะลูมิเนียม สายไฟทั่วไป (สายไฟในบา น)ทาํ ดวยโลหะทองแดง สายทนความรอนมีเปลือกเปนฉนวนทนความรอน สายคู ใชเดินในอาคาร สายเดยี่ วใชเ ดนิ ในทอรอยสาย 2. ฟวส เปนอุปกรณตัดวงจรไฟฟาอัตโนมัติ ไมใหกระแสไฟฟาไหลผานมากเกินไป เชน ฟว สเสน ฟวสแ ผน ฟว สกระเบ้อื ง ฟวสหลอด 3. สวิตช เปนอุปกรณตัดหรือตอวงจรไฟฟา มี 2 ประเภท คือ สวิตชทางเดียว สวิตช สองทาง 4. สะพานไฟ เปนอุปกรณตัดหรือตอวงจรไฟฟา จากมาตรไฟฟาเขาสูวงจรไฟฟา ภายในบา น 5. สตารตเตอร เปนอุปกรณตัดหรอื ตอวงจรอนุ ไสห ลอดไฟนีออน 6. บัลลาสต เปนอุปกรณเพิ่มความตางศักยไฟฟา มี 2 ประเภท คือ บัลลาสต แมเหลก็ ไฟฟา บลั ลาสตอเิ ลก็ ทรอนกิ ส 7. มเิ ตอรไ ฟฟา เปน อุปกรณว ัดกระแสไฟฟาในเสนลวด มีหลายประเภท ดงั น้ี แกลแวนอมิเตอร (Galvanometer) เครื่องมือวัดกระแสตรง แอมมิเตอร (Ammeter) เครือ่ งมือวัดกระแสไฟฟา โวลทม ิเตอร (Voltmeter) เคร่อื งมอื วัดความตางศักยไ ฟฟาระหวา ง 2 จุด

281 มลั ติมิเตอร (Multimeter) เครื่องมือวดั กระแสไฟฟา และความตา งศกั ยไ ฟฟา การตอ วงจรไฟฟา มอี ะไรบา ง การตอวงจรไฟฟาเปนเสนทางเคลื่อนทขี่ องประจุไฟฟา จากแหลงกาํ เนิดพลงั งานไฟฟา เชอ่ื มตอ เสน ลวดตัวนําไปยังอุปกรณไฟฟา เชน สวติ ช หลอดไฟฟา เปนตน การตอวงจรไฟฟา มี 3 แบบ ดงั นี้ 1. แบบอนกุ รม เปนวงจรทมี่ อี ปุ กรณไฟฟาเชื่อมตอกบั แหลงกาํ เนดิ ไฟฟา จากอปุ กรณ หน่งึ ไปยงั อปุ กรณอ ื่นๆโดยตรง มรี ปู แบบเปนวงจรเดียว ขอเสียคือ ถาอุปกรณใดเสียก็จะทําให กระแสไฟฟาหยุดไหล อปุ กรณอ ่ืนๆจะไมสามารถทาํ งานได ภาพ การตอวงจรไฟฟา แบบอนุกรม ลักษณะสาํ คญั ของการตอแบบอนกุ รม คอื 1. หาคาความตานทานไดโ ดยรวมกัน 2. กระแสไฟฟา ไหลผานตัวตานทานแตล ะตัวเทากบั กระแสไฟฟาในวงจร 3. ความตางศักยไฟฟาระหวางปลายท้ังสองของตัวตานทานจะเทากับผลบวกของ ความตางศักยไ ฟฟา ระหวางปลายท้งั สองของตัวตา นทานแตล ะตวั

282 2. แบบขนาน เปนวงจรไฟฟาที่แยกอุปกรณแตละชนิดเช่ือมตอกันกับแหลงกําเนิด ไฟฟา ขอดีคือ ถา อปุ กรณใ ดเสยี อปุ กรณอน่ื ก็ยงั มีกระแสไฟฟา ไหลผา นได ภาพ การตอ วงจรไฟฟา แบบขนาน ลักษณะสาํ คัญของการตอ แบบขนาน คือ 1. ความตา นทานรวมของวงจรมคี านอย และนอยกวาความตานทาน ตัวท่ีนอยที่สุดที่ นํามาตอ ขนานกนั 2. ปริมาณกระแสไฟฟารวมของวงจรมคี าเทา กับผลบวกของกระแสไฟฟาของวงจรยอย 3. ความตางศกั ยร ะหวางปลายทงั้ สองของตวั ตา นทานแตล ะตวั มีคา เทา กนั 3. แบบผสม เปนวงจรเปนวงจรที่นําเอาวิธีการตอแบบอนุกรม และวิธีการตอแบบ ขนานมารวมใหเ ปน วงจรเดียวกนั ซึ่งสามารถแบง ตามลักษณะของการตอได 2 ลกั ษณะดังนี้ 3.1 วงจรผสมแบบอนุกรม-ขนาน เปนการนําเคร่ืองใชไฟฟาหรือโหลดไปตอกันอยาง อนุกรมกอน แลวจึงนําไปตอกนั แบบขนานอกี คร้ังหนงึ่ 3.2 วงจรผสมแบบขนาน-อนุกรม เปนการนําเคร่ืองใชไฟฟาหรือโหลดไปตอกันอยาง ขนานกอ น แลว จึงนาํ ไปตอกันแบบอนุกรมอกี ครั้งหนึ่ง

283 ภาพ การตอวงจรไฟฟา แบบผสม คุณสมบัติที่สําคัญของวงจรผสม เปนการนําเอาคุณสมบัติของวงจรอนุกรม และ คุณสมบัติของวงจรขนานมารวมกัน ซึ่งหมายความวาถาตําแหนงที่มีการตอแบบอนุกรม ก็เอาคุณสมบัติ ของวงจรการตออนุกรมมาพิจารณา ตําแหนงใดท่ีมีการตอแบบขนาน ก็เอาคณุ สมบตั ขิ องวงจรการตอขนานมาพิจารณาไปทีละข้นั ตอน วงจรไฟฟา ภายในครวั เรอื นจะเปนการตอ แบบขนาน และเคร่ืองใชไฟฟาแตละชนิดรับ แรงดันไฟฟาขนาดเดียวกัน หากเคร่ืองใชไฟฟาชนิดหน่ึงเกิดขัดของเน่ืองจากสาเหตุใดก็ตาม เครื่องใชไฟฟา ชนิดอน่ื กย็ ังคงใชงานไดตามปกติ ภาพการตอวงจรไฟฟา ภายในบาน สําหรับประเทศไทย ไฟฟาที่ใชในครัวเรือนเปนไฟฟากระแสสลับที่มีความตาง ศักยไ ฟฟา 220 โวลต (V) (ความตางศักยไฟฟา คือ พลังงานไฟฟาที่ตางกันระหวางจุด 2 จุด) ความถ่ี 50 เฮริ ตซ (Hz) โดยใชส ายไฟ 3 เสน คอื 1) สายไฟ หรือ สาย L (Line) เปนสายที่มีกระแสไฟไหลผานไปยังเคร่ืองใชไฟฟา มี ความตางศักยไฟฟา 220 โวลต

284 2) สายนิวทรัล หรือ สาย N (Neutral) เปนสวนหนึ่งของวงจร มีหนาท่ีทําให กระแสไฟฟาไหลครบวงจร มีความตา งศกั ยไ ฟฟา 0 โวลต 3) สายดิน หรือเรียกวา สาย G (Ground) เปนสายเสนที่ไมมีกระแสไฟฟา ทําหนาที่ รับกระแสไฟฟาที่ร่ัวมาจากเคร่ืองใชไฟฟา เพ่ือปองกันกระแสไฟฟาลัดวงจร และปองกัน อนั ตรายแกบ ุคคล อุปกรณไฟฟาและเครื่องใชไฟฟา กระแสไฟฟาจะสงผานมิเตอรไฟฟามายังแผงควบคุมไฟฟา ซ่ึงแผงควบคุมไฟฟา ทาํ หนา ท่จี ายกระแสไฟฟา ไปยงั อปุ กรณเคร่อื งใชไฟฟา แผงควบคุมไฟฟาประกอบดวยอุปกรณตัดตอนหลัก หรือเรียกวา เบรกเกอร ซ่ึงมี 1 ตอครัวเรือน และอุปกรณตัดตอนยอยหลายตัวไดข้ึนอยูกับจํานวนเครื่องใชไฟฟาที่ใชใน ครัวเรือน นอกจากนี้ยังมีจุดตอสายดินท่ีจะตอไปยังเตารับหรือปลั๊กตัวเมียทุกจุดในครัวเรือน เพอ่ื ตอเขา เครือ่ งใชไฟฟา

285 ภาพ การออกแบบการติดต้งั อปุ กรณไฟฟา ภายในบาน กฎของโอหม คอื อะไร กฎของโอหม กลาววา กระแสไฟฟา ที่ไหลในวงจรจะแปรผันตรงกับแรงดันไฟฟา และ แปรผกผันกับความตานทานไฟฟา เขียนสมการ Current(I) = Voltage(V) / Resistance(R)

286 การเดนิ สายไฟฟา มกี แ่ี บบอะไรบาง การเดินสายไฟฟา มี 2 แบบ คือ แบบเดินบนผนัง และแบบฝง ในผนงั 1. เดินสายไฟบนผนงั การเดินสายไฟแบบน้ีจะมองเห็นสายไฟ อาจทําใหดูไมเรียบรอย ไมสวยงาม หาก ชวงเดินสายไฟไมเรียบตรง ย่ิงเสริมใหดูไมเรียบรอยตกแตงหองใหดูสวยงามยาก มีขอดีท่ี คาใชจ ายถูกกวา แบบฝงในผนังสามารถตรวจสอบและซอมแซมไดงา ย 2. เดินสายไฟฝงในผนัง การเดินแบบฝงในผนังเปนการเดินสายไฟโดยรอยสายผานทอสายไฟซึ่งฝงในผนัง อาคาร ทําใหด ูเรยี บรอยและตกแตงหองไดงายเพราะมองไมเห็นสายไฟจากภายนอก การเดิน ทอรอยสายตองทําควบคูไปพรอมการกอ-ฉาบ ไมควรประหยัดหรือปลอยใหมีการลักไก โดยการเดินสายไฟแบบฝงในผนังโดยไมรอยใสทอรอยสายไฟ เพราะหากเกิดไฟรั่วอาจเกิด อุบัติเหตุกับผูอาศัยเมื่อไปสัมผัสกําแพง การติดตั้งมีคาใชจายสูงกวาแบบเดินสายบนผนัง การติดต้งั มีความยุงยากและซับซอน การเปล่ียนแปลงและซอมแซมภายหลังจากที่ไดติดต้ังไป แลวทําไดย ากและเสียคาใชจ ายมากกวาแบบแรก การใชเ คร่ืองใชไ ฟฟา อยางงาย ปฏบิ ตั ิอยา งไรบา ง การใชเ คร่ืองใชไ ฟฟา อยางงา ย ควรปฏิบัติ ดงั น้ี ไฟฟาแสงสวา ง ตดิ ตัง้ หลอดไฟฟา เทาท่ีจําเปน ใชหลอดไฟฟา ที่ใหแสงสวางมากแตก ิน ไฟนอย พัดลม เลือกขนาดและแบบใหเ หมาะสม เคร่อื งรบั โทรทัศน เลือกขนาดและแบบใหเ หมาะสมกับครอบครัวและพื้นท่ี ถอดปลั๊ก เครื่องทกุ คร้ัง

287 เตารดี ไฟฟา ปรบั ระดบั ความรอ นใหเ หมาะสมกับชนิดเสอื้ ผา หมอชงกาแฟ ใสน า้ํ ปริมาณพอควร ปด สวิตชเม่อื นาํ้ เดือด หมอหงุ ขาวไฟฟา เลอื กขนาดทเ่ี หมาะสมกับครอบครวั ตูเ ยน็ เลือกขนาดทีเ่ หมาะสมกบั ครอบครัว วางใหหางจากแหลงความรอน อาหารที่ รอ นไมค วรเขาตูเย็นทันที เครื่องปรับอากาศ หองที่ใชเครื่องปรับอากาศเพดานควรมีฉนวนกันความรอน ปรับ อณุ หภูมใิ หเ หมาะสมในแตละฤดกู าล บํารงุ รกั ษาและทําความสะอาดอุปกรณใหอยูในสภาพดีอยู เสมอ เครอ่ื งซักผา ควรซกั แตละครงั้ ใหปรมิ าณเสอ้ื ผา พอเหมาะกับขนาดเคร่ือง ควรศึกษา คมู อื การใชเ ครื่องกอ นใชงาน อาชพี ชางไฟฟา ควรปฏบิ ัติงานอยางไร ใหมคี วามปลอดภัยและไมเ กดิ อบุ ัตเิ หตุ เพอื่ ใหมคี วามปลอดภัยและไมเกดิ อบุ ตั เิ หตจุ ากอาชีพชา งไฟฟา ควรปฏบิ ตั งิ าน ดงั นี้ - กอ นปฏิบัตงิ านกบั อุปกรณไฟฟา ใหตรวจวัดอุปกรณน้ันมีไฟฟาหรอื ไม - การทํางานกับอุปกรณไ ฟฟา ขณะปดสวิตชแลว ตองตอ สายอุปกรณล งดิน - การจับอุปกรณท มี่ ีไฟฟา ตองอาศัยเครอื่ งมือ อุปกรณ และวิธที ถี่ ูกตอง - คมี ไขควง ตองเปนชนดิ ท่มี ฉี นวนหมุ 2 ช้ันอยางดี - ขณะทํางาน ตองไมม สี วนรางกายหรือเคร่อื งมอื สมั ผสั อปุ กรณท ี่มีกระแสไฟ ขอควรระวงั ในการทาํ งานเกี่ยวกับไฟฟาทัว่ ไป ดังนี้ - เมอ่ื พบกลอ งสวติ ชชาํ รุด ควรรบี ซอ มแซมทนั ที - รกั ษาความสะอาดพนื้ บริเวณติดต้งั สวิทช - ตรวจภายในตคู วบคมุ ไฟฟา ไมใ หม ีเศษผงโลหะนําไฟฟา อยู - กอ นเปลย่ี นฟว ส ตองสบั สวิตชใหวงจรไฟฟาเปด กอ น - สวติ ชแตล ะอัน ควรมปี า ยบอกรายละเอยี ด

288 - ตอ งสับสวิตชใ หว งจรเปด เมื่อตอ งการซอมแซมเครอื่ งจักร - อยาปด-เปดสวิตชข ณะมือเปยกน้าํ - อุปกรณไฟฟาชํารดุ อยาฝนใช ขอ ทไ่ี มควรกระทําในการปฏิบัติงานเก่ียวกบั ไฟฟา ดังนี้ - ไมถอดปลัก๊ ไฟ ดว ยการดึงสายไฟ - ไมค วรใชเครอื่ งมือ หรือปล๊กั ไฟ ทชี่ าํ รดุ - ไมควรตอพว งไฟเกนิ กําลงั - ไมควรตอ ปล๊ักผิดประเภท - ไมควรซอมแซมอปุ กรณไ ฟฟาดว ยตนเอง หากไมม คี วามรอู ยางแทจ ริง ความปลอดภยั เกยี่ วกับตวั ผปู ฏิบัติงาน ดงั น้ี - การแตงกาย ใชเส้ือผาท่ีอยูในสภาพเรียบรอย ไมฉีกขาด เพราะอาจทําใหเขาไปติด เครอ่ื งจกั รได - ไมค วรไวผมยาว ไมค วรใสเคร่ืองประดบั เชน สรอยคอ นาฬิกา แหวน - ใสรองเทา หุมสนเพอื่ ปอ งกันโลหะ - ควรสวมหมวกปอ งกันศีรษะขณะปฏิบัติงาน การบรหิ ารจดั การและการบรกิ ารทด่ี ี คอื อะไร การบริหารจัดการและการบริการที่ดี หมายถึง ความต้ังใจและความพยายามในการ ใหบริการ มีระดับปฏิบตั ิดังนี้ ระดับท่ี 1 สามารถใหบริการ ดวยความเต็มใจ เชน มิตรภาพท่ีดี ขอมูลท่ีถูกตอง แจง ขน้ั ตอนงานใหผูรับบริการประสานงานอยา งตอ เน่อื งและรวดเร็วกบั ผูร ับบริการ ระดับที่ 2 ชวยแกปญหา เชน แกไขปญหาท่ีเกิดขึ้น ไมบายเบ่ียง นําขอขัดของไป พัฒนาการใหบ ริการใหด ีข้ึน

289 ระดับที่ 3 ใหบริการเกินความคาดหวัง ใหเวลาและชวยแกปญหากับผูรับบริการเปน พิเศษ ระดับท่ี 4 เขา ใจและใหบริการทตี่ รงตามความตอ งการท่ีแทจริง ทําความเขาใจเพื่อ ใหบ รกิ ารตรงความตอ งการทีแ่ ทจ ริง ระดับที่ 5 ใหบรกิ ารที่เปนประโยชนอ ยา งแทจริง คํานึงประโยชนของผูรับบริการใน ระยะยาว โครงงานวทิ ยาศาสตรสอู าชีพ คอื อะไร โครงงานวทิ ยาศาสตรส ูอ าชีพ คือ อาชีพจําเปนมากในยุคปจจุบัน และตองปฏิบัติงาน ดวยความรูความชํานาญ ยังสามารถสรางสรรคผลงานไดมากมาย อาทิเชน ประดิษฐโคมไฟ ตกแตงในครัวเรอื น เครอ่ื งเตือนภยั นํา้ ทว ม เปนตน คาํ ศพั ทท างไฟฟา ทคี่ วรรูมี อะไรบาง คาํ ศัพทท างไฟฟา ทค่ี วรรู ดังนี้ ไฟฟา (electricity) : การเคล่ือนทข่ี องอเิ ล็กตรอนผา นตัวนาํ ไฟฟา ตวั นําไฟฟา (conductor) : สสารท่ียอมใหกระแสไฟฟาไหลผา น

290 ฉนวนไฟฟา (insulator) : วัตถุท่ีมคี ณุ สมบตั ติ านทานการไหลของกระแสไฟฟา กาํ ลังไฟฟา (electric power) : อตั ราการผลิตหรอื ใชพ ลังงานไฟฟา ในหนง่ึ หนว ยเวลา วัตต (watt) : พลังงานไฟฟาท่ีอุปกรณแตละตัวในการทํางาน เชน หลอดไฟ 100 วตั ต กโิ ลวัตต- ช่ัวโมง (kilowatt-hour) : หนวยวดั พลังงานไฟฟาในเวลา 1 ช่ัวโมง ตามบานจะ วัดคามี หนว ยเปน กโิ ลวตั ต-ช่วั โมง หรอื ยนู ิต (unit) ไฟฟากระแสสลับ (alternating current) : ระบบไฟฟาที่อิเล็กตรอนวิ่งมีทิศทาง สลับไปมาตลอดเวลา สัญญลักษณ AC ไฟฟากระแสตรง (direct current) : ระบบไฟฟาท่ีอิเล็กตรอนวิ่งมีทิศทางเดียว ตลอดเวลา สญั ญลักษณ DC แอมแปร (ampare) : หนว ยวัดอตั ราการไหลของไฟฟา สัญญลกั ษณ A หรือ amp เฮิรทซ (hertz) : หนวยวัดความถี่เปนรอบตอวินาที ระบบไฟฟาบานมีความถ่ี 50 เฮรต ซ สัญญลกั ษณ Hz โอหม (ohm) : หนวยความตา นทานไฟฟา สัญลกั ษณ โอเมกา (Ω) โวลต (volt) : หนว ยวัดแรงดันไฟฟา สัญลักษณ V เชน พัดลมไฟฟา AC 220V มัลตมิ เิ ตอร (multimeter) : เครอ่ื งมือวดั แรงดันไฟฟา วดั กระแสไฟฟา และวัดความ ตานทาน ในเครือ่ งเดียวกัน เซอรกิตเบรกเกอร (circuit breaker) : อปุ กรณจ าํ กัดกระแสไฟฟาสงู สดุ ในวงจร ฟวส (fuse) : อปุ กรณจ าํ กดั กระแสไฟฟา สูงสดุ ในวงจร (เมื่อกระแสเกินคาจํากัดฟวส จะรอ นละลายขาดจากกนั )

291 กิจกรรมทา ยบทที่ 14 เรอ่ื ง อาชีพชางไฟฟา การทดลองท่ี 1 อุปกรณก ารทดลอง 1. สายไฟ 2. สวทิ ซไฟ 3. หลอดไฟ 4. แหลง จา ยไฟ 5. เครือ่ งมอื ชา งไฟฟา วธิ ีการทดลอง ทําการทดลองการตอ วงจรไฟฟาแบบอนุกรม ปฎบิ ตั ติ ามข้ันตอนที่กําหนดให แลวเขียน ผลการทดลองพรอ มทงั้ สรปุ ผลการทดลอง . .. แหล่งจ่ายไฟฟ้ า ข้นั ตอนที่ 1 ตอวงจรอนุกรมตามภาพ โดยใชสายไฟตอ ใหครบวงจร โดยใสหลอด LED ลงในฐานเสยี บหลอด LED จาํ นวน 3 หลอด จากนน้ั เปดเบรกเกอร และเปดไฟ โดยหลอด LED โดยทกุ หลอดตอ งตดิ หมายเหตุ : หากใสห ลอด LED แลว ไฟไมต ดิ ใหส ลบั ขว้ั หลอด LED ขน้ั ตอนท่ี 2 ทําการถอดหลอด LED ออก 1 หลอด สังเกตการเปลย่ี นแปลงและบันทึกผล ข้นั ตอนที่ 3 ปดเบรกเกอร และสรปุ ผลการทดลอง

292 คาํ ถามทา ยการทดลองท่ี 1 1. จากการทดลองการตอวงจรไฟฟาแบบอนุกรมพบวา …………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… 2. จากการทดลองผเู รยี นสามารถอธิบายหลกั การทฤษฎี จากผลการทดลองไดอ ยางไร …………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… การทดลองท่ี 2 อปุ กรณการทดลอง 1. สายไฟ 2. สวิทซไ ฟ 3. หลอดไฟ 4. แหลงจายไฟ 5. เคร่อื งมือชางไฟฟา วธิ กี ารทดลอง ทําการทดลองการตอวงจรไฟฟาแบบขนาน ปฎิบัติตามขั้นตอนที่กําหนดให แลวเขียน ผลการทดลองพรอ มทั้งสรุปผลการทดลอง . . . แหล่งจ่ายไฟฟ้ า

293 ขั้นตอนที่ 1 ตอวงจรขนานตามภาพ โดยใชสายไฟตอใหครบวงจร โดย นําหลอดไฟ ท้ังสามประเภท (หลอดไส หลอดตะเกียบ และหลอด LED) มาติดตัง้ กับข้ัวหลอด จากนั้นเปดเบ รกเกอร และเปดสวติ ชไฟ โดยทกุ หลอดตองตดิ หมายเหตุ : หากใสห ลอดไฟแลวไฟไมติดใหข ยับขวั้ หลอด ข้ันตอนท่ี 2 ทําการถอดหลอดไฟ ออก 1 หลอด หรือทดลองปดสวิตชบางตัวบนแผง สาธิต สังเกตการเปล่ยี นแปลงของวงจรไฟฟา และบนั ทึกผลการทดลอง ข้ันตอนที่ 3 ปด เบรกเกอร และสรุปผลการทดลอง คาํ ถามทายการทดลองท่ี 2 1. จากการทดลองการตอวงจรไฟฟาแบบขนานพบวา …………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… 2. จากการทดลองผูเรยี นสามารถอธิบายหลักการทฤษฎี จากผลการทดลองไดอยางไร …………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… การทดลองท่ี 3 อปุ กรณก ารทดลอง 1. สายไฟ 2. สวิทซไฟ 3. หลอดไฟ 4. แหลงจา ยไฟ 5. เครื่องมือชา งไฟฟา

294 วิธีการทดลอง ทําการทดลองการตอวงจรไฟฟาแบบผสม ปฎิบัติตามข้ันตอนท่ีกําหนดให แลวเขียน ผลการทดลองพรอ มท้งั สรปุ ผลการทดลอง . .. แหลง่ จ่ายไฟฟ้ า ข้ันตอนท่ี 1 ตอ วงจรผสมตามภาพ โดยใชสายไฟตอใหครบวงจร โดยใสหลอด LED ลง ในฐานเสียบหลอด LED จํานวน 3 หลอด จากนั้นทําการเปดเบรกเกอร และเปด สวิตชไฟ โดย หลอด LED ทุกหลอดตองติด ทําการปลดหลอด LED หลอดที่ 1 หรือ 2 ออก สังเกตการ เปลยี่ นแปลง หมายเหตุ : หากใสห ลอด LED แลว หลอดไมติดใหสลบั ขั้วหลอด LED ขนั้ ตอนท่ี 2 ทาํ การปลดหลอด LED หลอดที่ 3 ออก สงั เกตการเปล่ียนแปลง ขนั้ ตอนท่ี 3 บันทึกผลการทดลองและสรุปผลการทดลอง คําถามทา ยการทดลองที่ 3 1. จากการทดลองการตอ วงจรไฟฟาแบบผสมพบวา …………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… 2. จากการทดลองผเู รยี นสามารถอธบิ ายหลกั การทฤษฎี จากผลการทดลองไดอยา งไร ……………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………

295 เฉลยกจิ กรรมทายบทท่ี 1 1. ค. ทักษะการตั้งสมมตฐิ าน 2. ค. ทักษะการรวบรวมขอ มลู 3. ข. ทักษะการควบคมุ ตัวแปร 4. ค. นายสมชายทาํ Web Page เก่ยี วกับเรอ่ื งซนึ ามิทต่ี นสนใจและศึกษามา 5. ข. แรเงิน 6. ข. ฮตี เตอร (เครือ่ งทําความรอ น) 7. ก. การทาํ ขาวแชจ ดั เปนเทคโนโลยอี ยา งหน่ึง 8. ค. ชนดิ ของอาหารมีผลตอ การเจรญิ เตบิ โตหรอื ไม 9. ก. ตัวแปรอสิ ระ คือ ปรมิ าณผงซกั ฟอก 10. ค. ถา พืชทไ่ี ดรบั แสงสนี ํ้าเงนิ จะโตดกี วา พชื ทร่ี ับแสงสเี ขยี ว 11. ง. ทดสอบสมมตฐิ านทางวทิ ยาศาสตรแลว เปน จรงิ ทกุ ครง้ั 12. ก. แผน ใยขดั ชว ยลดอัตราการไหลของนํา้ 13. ง. ชว ยอํานวยความสะดวกแกน ักวิทยาศาสตรและทําใหผ ลการทดลองเทย่ี งตรง 14. ข. ใชผ งกาํ มะถันโรยลงไปแลว เกบ็ กวาด 15. ค. หองปฎบิ ตั ิการควรใชพ ื้นกระเบอื้ งสีขาวเพอ่ื ใหส ามารถทาํ ความสะอาดไดง าย 16. ก. ประเภททว่ั ไป 17. ค. นางสาวบีเลอื ก Beaker 500 ml. เพอื่ เตรยี มสารละลาย 20 ml. 18. ค. เวอรเนยี 19. ค. เทอรโ มมเิ ตอร 20. ค. ธิติใชเ ทอรโ มมเิ ตอรว ดั อณุ หภมู ิของนํ้า