(คู่มือ) หนังสือเรียนสสวท พื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.3 ล.2

หน่วยที่ 6 | ไฟฟา้ 214 คู่มอื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 10. ให้นักเรยี นตรวจสอบความรขู้ องตนเองด้านทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และทักษะแหง่ ศตวรรษที่ 21 ทีไ่ ด้ทำ ในบทเรยี นน้ี จากนั้นอา่ นสรปุ ท้ายบท รวมท้งั ทำแบบฝกึ หดั ท้ายบทและแบบฝึกหัดท้ายหนว่ ย 11. รว่ มกนั อภิปรายเพือ่ ตอบคำถามสำคญั ของหนว่ ย โดยนกั เรยี นควรตอบคำถามสำคญั ดงั กลา่ วไดด้ งั ตวั อย่าง เฉลยคำถามสำคัญของหน่วย • วงจรไฟฟ้ามีลกั ษณะและประโยชน์อยา่ งไร แนวคำตอบ วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยแหล่งกำเนิดไฟฟ้า สายไฟฟ้า และอุปกรณ์ไฟฟา้ ซึ่งบางวงจรไฟฟ้าอาจมี อุปกรณ์ไฟฟ้ามากกว่า 1 ตัว การต่อวงจรไฟฟ้าที่มีอุปกรณ์ไฟฟ้าหลาย ๆ ตัวทำได้ 2 แบบ คือ การต่อแบบ อนุกรมและแบบขนาน โดยการต่อแบบอนุกรมเป็นการต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าเรียงกันไปจนครบวงจร ซึ่ง กระแสไฟฟ้าที่ผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละตัวจะเท่ากัน แต่ความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมแต่ละตัวอาจไม่เท่ากัน ถ้า อุปกรณ์ไฟฟ้าตัวใดเสียหายจะทำให้ไม่มีกระแสไฟฟ้าในวงจร ส่งผลให้อุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ไม่ทำงาน ส่วนการ ต่อแบบขนานเป็นการต่ออปุ กรณ์คร่อมกันโดยต่อจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงร่วมกันและต่อจุดทีม่ ีศักย์ไฟฟ้าต่ำร่วมกนั อุปกรณ์ไฟฟ้าจึงมีความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมแต่ละตัวเท่ากัน แต่กระแสไฟฟ้าที่ผ่านแต่ละตัวอาจไม่เท่ากัน ถ้า อปุ กรณไ์ ฟฟา้ ตัวใดเสียหายจะยงั มกี ระแสไฟฟา้ ในวงจรไฟฟ้า อปุ กรณไ์ ฟฟ้าอ่นื ๆ ยังคงทำงานได้ นอกจากนี้ใน วงจรไฟฟ้าบางวงจรยังมีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ด้วยเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า วงจรไฟฟ้ามี ประโยชนท์ ำใหอ้ ุปกรณไ์ ฟฟ้า เคร่อื งใชไ้ ฟฟา้ หรอื แมก้ ระท่ังหนุ่ ยนต์ทำงานได้ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

215 หน่วยท่ี 6 | ไฟฟา้ คู่มอื ครูรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยกจิ กรรมและแบบฝกึ หัดของบทท่ี 2 สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 6 | ไฟฟ้า 216 คู่มอื ครูรายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 6.6 ใช้เครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้าอยา่ งประหยัดและปลอดภัยได้อย่างไร นกั เรยี นจะไดเ้ รยี นรู้เกีย่ วกับการใชเ้ ครอ่ื งใชไ้ ฟฟา้ ใหถ้ กู ต้อง ประหยดั และปลอดภัย จดุ ประสงค์ 1. วางแผนการใชเ้ ครอ่ื งใช้ไฟฟา้ ในบา้ นอย่างถกู ตอ้ ง ประหยัด และปลอดภัย 2. เปรยี บเทยี บคา่ ไฟฟ้ากอ่ นและหลังการปฏบิ ัติเพื่อการประหยัดพลงั งานไฟฟา้ 3. นำเสนอวิธีการใช้เครอ่ื งใช้ไฟฟา้ อย่างประหยดั และปลอดภยั เวลาทใ่ี ช้ใน 1 เดือน การทำกิจกรรม วสั ดแุ ละอุปกรณ์ วัสดุทใี่ ชต้ ่อคน รายการ จำนวน/กลมุ่ 1. ใบแจง้ คา่ ไฟฟ้ากอ่ นการปฏิบัติ 1 ใบ 2. ใบแจ้งค่าไฟฟ้าหลงั การปฏบิ ตั ิ 1 ใบ การเตรยี มตวั ครูต้องแจ้งให้นักเรียนเตรียมใบแจ้งค่าไฟฟ้าของบ้านตนเองในเดือนก่อนปฏิบัติกิจกรรม หรือครู ล่วงหนา้ สำหรับครู อาจใชใ้ บแจ้งคา่ ไฟฟ้าของโรงเรยี นเพื่อใหน้ กั เรยี นวางแผนการใชเ้ ครอื่ งใช้ไฟฟ้าของโรงเรียนแทน บ้านตนเอง ข้อเสนอแนะ • เนื่องจากกิจกรรมนี้ นักเรียนต้องปฏิบัติกิจกรรมเป็นเวลานาน 1 เดือน ครูสามารถเลือกจัด ในการทำกิจกรรม กิจกรรมได้ 2 แนวทาง แนวทางท่ี 1 ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าอย่างถูกต้อง ประหยัด และปลอดภัย จากนั้นวางแผนการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าอย่างถูกต้อง ประหยัด และปลอดภัย และปฏบิ ตั ิงานตามแผนทว่ี างไวเ้ ป็นเวลา 1 เดือน ซึ่งในระหว่างท่ีนกั เรยี นปฏบิ ตั งิ านตามแผน ครูสามารถจัดการเรียนรู้อื่น ๆ ได้ แล้วจัดกิจกรรมนี้อีกครั้งเพื่อให้นักเรียนได้เปรียบเทียบ จำนวนหน่วยของพลังงานไฟฟ้าก่อนและหลังการปฏิบัติ จากนั้นนำเสนอผลและวิธีการใช้ เคร่อื งใช้ไฟฟา้ ทีถ่ ูกตอ้ ง ประหยดั และปลอดภยั สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

217 หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า คมู่ อื ครูรายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี แนวทางที่ 2 ในระหว่างการจัดการเรียนรู้บทที่ 1 ปริมาณทางไฟฟ้า มอบหมายให้นักเรียน สืบค้นข้อมูลเกีย่ วกับการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าอยา่ งถกู ตอ้ ง ประหยัด และปลอดภัยล่วงหนา้ และ วางแผนการประหยัดไฟฟ้าในบ้านของตนเอง จากนั้นปฏิบัติตามแผนที่วางไว้เป็นเวลา 1 เดือน เพอื่ เตรียมสำหรบั การทำกิจกรรมท่ี 6.6 • เนื่องจากกิจกรรมนี้ต้องใช้ใบแจ้งค่าไฟฟ้าก่อนและหลังการปฏิบัติ เพื่อให้สามารถ เปรียบเทียบจำนวนหน่วยของพลังงานไฟฟ้าได้ ครูควรแนะนำให้นักเรียนปฏิบัตกิ ิจกรรมตาม แผนที่วางไวไ้ ปจนกวา่ จะได้รับใบแจ้งค่าไฟฟ้าในรอบถดั ไป • การบันทึกข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้า ครูควรแนะนำให้นักเรียนบันทึก รายละเอยี ดของพฤติกรรม เชน่ วธิ ีการใช้งาน ระยะเวลาท่ใี ช้ เพ่อื เป็นขอ้ มลู ประกอบการวาง แผนการใชเ้ ครอ่ื งใชไ้ ฟฟา้ ใหถ้ ูกตอ้ ง ประหยดั และปลอดภัย สอ่ื การเรียนรู/้ • หนงั สอื เรยี นรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ระดับมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 3 เล่ม 2 แหล่งเรยี นรู้ สสวท. • การไฟฟา้ สว่ นภูมิภาค : วิธใี ช้ไฟฟ้าอย่างประหยัด https://www.pea.co.th/ • การไฟฟา้ ฝา่ ยผลิตแหง่ ประเทศไทย : ร้ไู ว้ใชว่ ่า ไฟฟ้าใกล้ตวั “การใชไ้ ฟฟา้ อยา่ งปลอดภัย” https://www.egat.co.th/ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟ้า 218 คมู่ ือครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตัวอย่างผลการทำกิจกรรม การใช้เคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าให้ถูกต้องทำได้ เช่น - ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้าตรงกับความต่างศักย์ไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าหรือแหล่งจ่าย ไฟฟ้า การใช้เครอ่ื งใช้ไฟฟ้าให้ประหยดั ทำได้ เช่น - ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีฉลากแสดงประสิทธิภาพอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือฉลากประหยัดไฟ เบอร์ 5 ซึ่งบอกคุณภาพ ในการใชพ้ ลังงานไฟฟ้าของเครอ่ื งใช้ไฟฟา้ - เลือกใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีกำลังไฟฟ้าเหมาะสมกับการใช้งาน เช่น เลือกใช้เครื่องปรับอากาศที่มีกำลังไฟฟ้า นอ้ ย มขี นาดบที ียเู หมาะสมกบั ขนาดของหอ้ ง และติดตั้งในตำแหนง่ ทีเ่ หมาะสมกับการใช้งาน เพอ่ื ใหอ้ ากาศ เย็นหมนุ เวียนในห้องไดอ้ ยา่ งทั่วถงึ การใช้เครื่องใชไ้ ฟฟา้ ใหป้ ลอดภัยทำได้ เช่น - ตอ่ สายดนิ เมอ่ื ใชเ้ ครื่องใชไ้ ฟฟา้ ท่ีเป็นโลหะ - ใช้อปุ กรณ์ไฟฟ้าหรือเครอื่ งใช้ไฟฟา้ ทผี่ า่ นมาตรฐานอตุ สาหกรรม - ศึกษาคู่มอื วธิ ีการใชเ้ ครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้าและปฏบิ ตั ติ ามเพื่อป้องกันอันตราย - ไม่เสยี บปล๊กั หรอื เตา้ เสียบของเคร่อื งใชไ้ ฟฟ้าท่มี ีกำลงั ไฟฟา้ สงู หลายชนดิ ท่เี ตา้ รับเพยี งอันเดียว - ใช้สายไฟฟ้าทีม่ ีขนาดเหมาะสมเพือ่ รองรบั ปริมาณกระแสไฟฟา้ - ติดตง้ั สวติ ชต์ ัดไฟอัตโนมัติ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

219 หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า คู่มือครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามทา้ ยกจิ กรรม 1. เคร่ืองใชไ้ ฟฟา้ ในบา้ นชนดิ ใดทใี่ ชพ้ ลังงานไฟฟา้ มากทสี่ ดุ ทราบได้อยา่ งไร แนวคำตอบ เคร่ืองใช้ไฟฟ้าทใ่ี ชพ้ ลังงานไฟฟ้ามากทส่ี ดุ พิจารณาได้ 2 กรณี คอื กรณี 1 พิจารณาจากกำลังไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้า โดยเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีกำลังไฟฟ้ามากจะใช้พลังงานไฟฟ้า มาก ซึ่งเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้ความร้อนและให้พลังงานกลบางชนิดเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้กำลังไฟฟ้ามาก เช่น เครื่องทำนำ้ อุน่ ไฟฟ้ามีกำลงั ไฟฟ้า 2,500-12,000 วัตต์ เตารีดไฟฟ้ามีกำลังไฟฟา้ 750-2,000 วตั ต์ เครอ่ื งซักผ้า มีกำลังไฟฟ้า 3,000 วัตต์ กรณี 2 พจิ ารณาจากเวลาทใ่ี ช้เครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้า ถ้าเคร่ืองใช้ไฟฟา้ ท่ีมกี ำลงั ไฟฟ้าน้อยแต่ใช้งานเป็นระยะเวลานาน เครอื่ งใช้ไฟฟ้านนั้ กจ็ ะใช้พลงั งานไฟฟ้ามากเชน่ กนั 2. นักเรยี นวางแผนการใชเ้ ครอ่ื งใชไ้ ฟฟา้ ในบา้ นให้ถกู ตอ้ ง ประหยดั และปลอดภัยอยา่ งไร แนวคำตอบ ข้ึนอยู่กบั การทำกจิ กรรมของนกั เรียน - การใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าให้ถูกต้อง เช่น ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้าตรงกับความต่างศักย์ไฟฟ้า ของแหลง่ กำเนิดไฟฟ้าหรือแหลง่ จา่ ยไฟฟ้า - การใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าให้ประหยัด เช่น ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีฉลากแสดงประสิทธิภาพอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือ ฉลากประหยัดไฟ เบอร์ 5 และเลือกใชเ้ ครือ่ งใชไ้ ฟฟา้ ทมี่ ีกำลงั ไฟฟา้ เหมาะสมกบั การใช้งานของตนเอง - การใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าให้ปลอดภัย เช่น ต่อสายด1ินเมื่อใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่เป็นโลหะ ใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าหรือ เครอ่ื งใช้ไฟฟา้ ท่ผี า่ นมาตรฐานอุตสาหกรรม และใช้เครื่องใช้ไฟฟา้ ใหถ้ ูกต้องตามคู่มือการใช้งาน 3. จากกจิ กรรม สรปุ ได้วา่ อยา่ งไร แนวคำตอบ การใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าให้ถูกต้อง ประหยัด และปลอดภัย ขึ้นอยู่กับการทำกิจกรรมของนักเรียน โดยใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าให้ถูกต้อง เช่น ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้าตรงกับความต่างศักย์ไฟฟ้าของ แหล่งกำเนิดไฟฟ้าหรือแหล่งจ่ายไฟฟ้า การใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าให้ประหยัด เช่น ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีฉลากแสดง ประสิทธิภาพอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือฉลากประหยัดไฟ เบอร์ 5 และเลือกใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีกำลังไฟฟ้าเหมาะสม กับการใชง้ านของตนเอง ทั้งน้ีเครือ่ งใช้ไฟฟ้าที่ใช้พลงั งานไฟฟ้ามากพิจารณาจากกำลังไฟฟ้าและเวลาท่ีใช้ ส่วน การใช้เคร่ืองใช้ไฟฟ้าใหป้ ลอดภัย เชน่ ใช้อุปกรณไ์ ฟฟ้าหรอื เครื่องใชไ้ ฟฟา้ ทผี่ ่านมาตรฐานอุตสาหกรรม และใช้ เครื่องใช้ไฟฟ้าใหถ้ กู ต้องตามคู่มือปฏิบตั ิ และเมอ่ื ใช้เคร่อื งใชไ้ ฟฟา้ ท่เี ป็นโลหะจะตอ้ งตอ่ สายดิน ในการวางแผนการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านั้นให้ถูกต้อง ประหยัด และปลอดภัย จะช่วยให้การใช้ เครอ่ื งใช้ไฟฟ้ามีความปลอดภยั แล้ว ยงั ช่วยลดการใชพ้ ลังงานไฟฟา้ ภายในบา้ นไดใ้ นปรมิ าณมาก สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า 220 คู่มอื ครูรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 6.7 ตัวตา้ นทานมีหนา้ ทอี่ ะไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับหน้าที่ของตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้าผ่านการต่อวงจรไฟฟ้าเพื่อสังเกตและ บรรยายหนา้ ทข่ี องตวั ต้านทานแต่ละชนิดในการควบคุมปรมิ าณกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟา้ จดุ ประสงค์ สังเกตและบรรยายหนา้ ทข่ี องตวั ต้านทานในวงจรไฟฟ้า เวลาท่ใี ช้ใน 2 ชั่วโมง การทำกจิ กรรม วสั ดุและอุปกรณ์ วสั ดทุ ใ่ี ชต้ อ่ กลุม่ รายการ จำนวน/กล่มุ 1. แอมมเิ ตอร์ 1 เครอ่ื ง 2. สายไฟฟา้ 5 เส้น 3. ถา่ นไฟฉายขนาด 1.5 V 4 กอ้ น 4. กระบะถ่านแบบ 4 กอ้ น 1 อัน 5. สวติ ชแ์ บบโยก 1 อัน 6. หลอดไฟฟ้าขนาด 6 V พร้อมฐาน 1 ชดุ 7. ตวั ตา้ นทานคงที่ขนาด 10 Ω 1 อัน 8. ตวั ต้านทานคงที่ขนาด 30 Ω 1 อัน 9. ตวั ตา้ นทานคงที่ขนาด 100 Ω 1 อนั 10.ตัวตา้ นทานแปรค่าได้ขนาด 1 kΩ 1 อัน สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

221 หน่วยที่ 6 | ไฟฟา้ คูม่ อื ครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตอนที่ 1 ตวั ต้านทานคงท่ี การเตรยี มตัว • ครูควรตรวจสอบอปุ กรณไ์ ฟฟ้าและช้นิ ส่วนอเิ ลก็ ทรอนกิ สใ์ หอ้ ยู่ในสภาพพรอ้ มใช้งาน ลว่ งหนา้ สำหรบั ครู • ครูควรทดลองต่อวงจรไฟฟ้าก่อนจัดกิจกรรม เพื่อตรวจสอบว่าวงจรไฟฟ้าที่ใช้ในกิจกรรมต่อ อย่างไรและวงจรไฟฟ้าทำงานได้ตามต้องการหรือไม่ ตวั ตา้ นทานคงท่ี 10 Ω วงจรไฟฟ้าที่ไมม่ ีตัวต้านทานคงท่ี วงจรไฟฟ้าทมี่ ตี วั ต้านทานคงท่ี ข้อควรระวงั • ครูควรย้ำเตือนนักเรียนเม่ืออ่านค่ากระแสไฟฟ้าและสังเกตการเปลี่ยนแปลงของหลอดไฟฟ้า แล้วต้องยกสวิตช์ขึ้นทุกครั้งทันทีเพื่อไม่ให้มีกระแสไฟฟ้าในวงจรเป็นเวลานาน เพราะจะทำ ใหอ้ ุปกรณ์ไฟฟา้ และชิ้นสว่ นอเิ ล็กทรอนกิ สเ์ กดิ ความรอ้ นสงู ซง่ึ อาจทำให้เสียหายได้ ข้อเสนอแนะ • หากครูไม่สามารถจัดหากระบะถ่านแบบ 4 ก้อน ครูสามารถใช้กระบะถ่านแบบ 2 ก้อน ในการทำกิจกรรม จำนวน 2 อันมาตอ่ แบบอนุกรมแทนกระบะถา่ นแบบ 4 ก้อนได้ • หากครูไม่สามารถจัดหาตัวต้านทานขนาด 30 โอห์ม ครูสามารถใช้ตัวต้านทานขนาด 10 โอห์มจำนวน 3 อันมาต่อแบบอนุกรม หรือใช้ตัวต้านทานขนาด 20 โอห์มจำนวน 1 อัน และ 10 โอห์มจำนวน 1 อนั มาต่อแบบอนกุ รมแทนตัวตา้ นทานขนาด 30 โอหม์ ได้ • หากครูไม่สามารถจัดหาตัวต้านทานตามขนาดที่กำหนดไว้ในหัวข้อวัสดุและอุปกรณ์หรือตาม ข้อเสนอแนะ ครูสามารถใช้ตัวต้านทานที่มีขนาดใกล้เคียงกับขนาดของตัวต้านทานที่กำหนด แทนได้ สอื่ การเรียนรู/้ • หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2 แหลง่ เรียนรู้ สสวท. สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า 222 คูม่ ือครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตัวอยา่ งผลการทำกจิ กรรม ตาราง การเปล่ียนแปลงของหลอดไฟฟ้าและปรมิ าณกระแสไฟฟ้าเมื่อตอ่ ตวั ตา้ นทานในวงจรไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้าของ การเปล่ยี นแปลงของหลอดไฟฟา้ ปริมาณกระแสไฟฟา้ (A) ตวั ตา้ นทาน สว่าง 0.47 ในวงจรไฟฟ้า (Ω) สว่างลดลง 0.30 - สวา่ งเทา่ กบั เม่อื ไม่ได้สลับขา 0.30 สว่างลดลงมาก 0.16 10 โอห์ม ไมส่ ว่าง 0.06 10 โอหม์ (สลบั ขา) 30 โอหม์ 100 โอห์ม เฉลยคำถามทา้ ยกจิ กรรม 1. วงจรไฟฟ้าทีไ่ ม่มีตวั ตา้ นทานคงทแ่ี ละวงจรไฟฟ้าที่มีตัวต้านทานคงที่ เมื่อตอ่ ครบวงจร ผลท่ีเกิดขึ้นแตกต่างกัน อย่างไร แนวคำตอบ วงจรไฟฟ้าที่มีตัวต้านทานคงที่มีปริมาณกระแสไฟฟ้าน้อยกว่าและหลอดไฟฟ้าสว่างลดลงกว่า วงจรไฟฟ้าที่ไมม่ ตี ัวต้านทานคงท่ี 2. การสลับขาตัวตา้ นทานคงท่มี ผี ลตอ่ วงจรไฟฟา้ หรอื ไม่ อยา่ งไร แนวคำตอบ การสลับขาตัวต้านทานคงที่ไม่มีผลต่อวงจรไฟฟ้า เนื่องจากเมื่อสลับขาของตัวต้านทานคงที่ ปรมิ าณกระแสไฟฟา้ และความสว่างของหลอดไฟฟ้าเหมือนกบั เมื่อไมส่ ลบั ขาของตวั ตา้ นทานคงที่ 3. เมอื่ เปล่ยี นตัวตา้ นทานคงท่ที ี่มีขนาดความต้านทานไฟฟ้าเพ่มิ ขน้ึ มีผลตอ่ วงจรไฟฟ้าอย่างไร แนวคำตอบ เมื่อเปลี่ยนตัวต้านทานคงที่ที่มีขนาดความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้น มีผลต่อวงจรไฟฟ้า โดยปริมาณ กระแสไฟฟ้าในวงจรมคี า่ ลดลงและหลอดไฟฟ้ามีความสว่างลดลง 4. กจิ กรรมตอนที่ 1 สรปุ ได้วา่ อย่างไร แนวคำตอบ เมื่อต่อตัวต้านทานคงที่แบบอนุกรมในวงจรไฟฟ้าทำให้ปริมาณกระแสไฟฟ้าในวงจรมีค่าลดลง และความสว่างของหลอดไฟฟ้าลดลง การสลับขาของตัวต้านทานคงที่ไม่มีผลต่อปริมาณกระแสไฟฟ้าใน วงจรไฟฟ้าและความสวา่ งของหลอดไฟฟ้า สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

223 หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟ้า คู่มอื ครรู ายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตอนท่ี 2 ตัวต้านทานแปรคา่ ได้ การเตรยี มตัว • ครูควรตรวจสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าและช้นิ ส่วนอเิ ล็กทรอนิกสใ์ ห้อยูใ่ นสภาพพรอ้ มใชง้ าน ล่วงหนา้ สำหรับครู • ครูควรทดลองต่อวงจรไฟฟ้าก่อนจัดกิจกรรม เพื่อตรวจสอบว่าวงจรไฟฟ้าที่ใช้ในกิจกรรมตอ่ อยา่ งไรและวงจรไฟฟ้าทำงานได้ตามตอ้ งการหรือไม่ ตวั ต้านทานแปรคา่ ได้ 1 kΩ วงจรไฟฟา้ ทีไ่ มม่ ีตัวต้านทานแปรค่าได้ วงจรไฟฟา้ ทมี่ ตี วั ตา้ นทานแปรคา่ ได้ ขอ้ ควรระวัง • ครคู วรยำ้ เตอื นนักเรียนเมื่ออ่านค่ากระแสไฟฟ้าและสงั เกตความเปลยี่ นแปลงของหลอดไฟฟ้าแล้ว ต้องยกสวติ ช์ขนึ้ ทุกคร้ังทนั ทีเพื่อไม่ใหม้ ีกระแสไฟฟ้าในวงจรเปน็ เวลานาน เพราะจะทำให้อุปกรณ์ ไฟฟา้ และชิน้ สว่ นอเิ ลก็ ทรอนิกสเ์ กดิ ความร้อนสูงซ่ึงอาจทำใหเ้ สียหายได้ • เนื่องจากขาของตัวต้านทานแปรค่าได้อยู่ชิดกัน ครูควรย้ำเตือนให้นักเรียนระวังไม่ให้ลวด ตวั นำหรือปากหนบี ของสายไฟฟ้าทตี่ ่อกับขาของตัวต้านทานแปรคา่ ได้แตะกนั เพราะจะทำให้ เกิดไฟฟ้าลดั วงจร ขอ้ เสนอแนะ • หากครูไม่สามารถจัดหากระบะถ่านแบบ 4 ก้อน ครูสามารถใช้กระบะถ่านแบบ 2 ก้อน ในการทำกจิ กรรม จำนวน 2 อนั มาต่อแบบอนกุ รมแทนกระบะถา่ นแบบ 4 กอ้ นได้ • หากครูไม่สามารถจัดหาตัวต้านทานแปรค่าได้ตามขนาด 1 กิโลโอห์ม ครูสามารถใช้ ตัวต้านทานแปรค่าได้ที่มีขนาดใกล้เคียงกับขนาดของตัวต้านทานแปรค่าได้ที่กำหนดแทนได้ เช่น ใช้ตัวต้านทานแปรค่าได้ขนาด 500 โอห์ม อย่างไรก็ตาม ครูไม่ควรใชต้ ัวต้านทานแปรคา่ ได้ที่มีขนาดสูงกว่าขนาด 1 กิโลโอห์ม เพราะจะทำให้สังเกตความสว่างของหลอดไฟฟ้าไม่ได้ เนือ่ งจากกระแสไฟฟา้ ในวงจรมคี า่ นอ้ ยเกนิ ไป • ครูอาจแนะนำให้นักเรียนใช้เบรดบอร์ดช่วยในการต่อตัวต้านทานแปรค่าได้ ซึ่งเบรดบอร์ดมี การตอ่ เช่อื มตำแหน่งตา่ ง ๆ บนบอรด์ ดงั ภาพ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 6 | ไฟฟ้า 224 คูม่ ือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี สอ่ื การเรยี นรู/้ ครูสามารถศึกษาการใช้งานเบรดบอร์ดได้ที่เกร็ดน่ารู้ เบรดบอร์ด ในหนังสือเรียนรายวิชา แหล่งเรียนรู้ พืน้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ระดับมัธยมศกึ ษาปที ี่ 3 เลม่ 2 สสวท. หน้า 140 • หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2 สสวท. ตัวอย่างผลการทำกจิ กรรม ตาราง การเปล่ียนแปลงของหลอดไฟฟา้ และปริมาณกระแสไฟฟา้ เมื่อหมุนปมุ่ ปรบั ค่าของตวั ตา้ นทานแปรค่าได้ การตอ่ ตัวต้านทาน ลักษณะการหมนุ การเปลย่ี นแปลงของหลอด ปริมาณกระแสไฟฟา้ แปรคา่ ไดใ้ น ไฟฟ้า วงจรไฟฟา้ หมุนไปทลี ะนอ้ ยจนสดุ ค่ากระแสไฟฟา้ ลดลง หลอดไฟฟ้าสว่างลดลงจนไม่ คา่ กระแสไฟฟ้าเพม่ิ ขน้ึ ต่อขากลาง หมนุ กลับทลี ะน้อย สวา่ ง และขารมิ ซ้าย จนสดุ ค่ากระแสไฟฟา้ เพ่มิ ขนึ้ หลอดไฟฟา้ จากไมส่ ว่าง ต่อขากลาง หมุนไปทลี ะนอ้ ยจนสุด มคี วามสว่างเพ่ิมขึ้นจนสวา่ ง คา่ กระแสไฟฟ้าลดลง และขารมิ ขวา มาก หมุนกลับทลี ะนอ้ ย หลอดไฟฟ้าจากไมส่ วา่ ง จนสุด มีความสวา่ งเพิ่มขนึ้ จนสวา่ ง มาก หลอดไฟฟา้ สว่างลดลงจนไม่ สว่าง สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

225 หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟ้า คู่มอื ครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามทา้ ยกิจกรรม 1. การหมุนปุ่มปรับค่าของตัวต้านทานแปรค่าได้ไปด้านหนึ่ง มีผลต่อความต้านทานไฟฟ้าหรือไม่ ทราบได้ อย่างไร แนวคำตอบ การหมุนปุ่มปรับค่าของตัวต้านทานแปรค่าได้ไปด้านหนึ่งมีผลต่อความต้านทานไฟฟ้า โดยทำให้ ความต้านทานไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลง สังเกตได้จากการเปลี่ยนแปลงของปริมาณกระแสไฟฟ้าและความสว่าง ของหลอดไฟฟ้า เชน่ ปริมาณกระแสไฟฟา้ ลดลงและหลอดไฟฟา้ มีความสวา่ งลดลง 2. การหมุนปมุ่ ปรับคา่ ของตัวต้านทานแปรคา่ ไดใ้ นทิศทางตรงกันข้าม ทำใหค้ วามตา้ นทานไฟฟา้ มกี าร เปลี่ยนแปลงต่างจากขอ้ 1 หรือไม่ ทราบได้อยา่ งไร แนวคำตอบ เมื่อหมุนปุ่มปรับค่าของตัวต้านทานแปรค่าได้ในทิศทางตรงกันข้าม ความต้านทานไฟฟ้ามีการ เปลี่ยนแปลงต่างกับข้อ 1 โดยเปลี่ยนแบบตรงกันข้าม สังเกตได้จากการเปลี่ยนแปลงของปริมาณกระแสไฟฟ้า และความสว่างของหลอดไฟฟา้ เช่น ปริมาณกระแสไฟฟ้าเพม่ิ ข้ึนและหลอดไฟฟา้ มคี วามสวา่ งเพม่ิ ขึ้น 3. จากกิจกรรมตอนท่ี 2 สรปุ ได้วา่ อย่างไร แนวคำตอบ เมื่อหมุนปุ่มปรับค่าความต้านทานไฟฟ้าของตัวต้านทานแปรค่าได้ที่ต่อแบบอนุกรมในวงจรไฟฟ้า ทำให้สามารถปรับค่าความต้านทานไฟฟ้าในวงจรให้เพิ่มขึ้นหรือลดลงตามความต้องการไดอ้ ย่างต่อเนื่อง ถ้าค่า ความต้านทานไฟฟ้ามีค่ามากขึ้น จะทำให้หลอดไฟฟ้าสว่างลดลง ปริมาณกระแสไฟฟ้าจะมีค่าน้อยลง แต่ถ้า หมุนปุ่มปรับค่าไปในทิศทางตรงกันข้าม ค่าความต้านทานไฟฟ้ามีค่าน้อยลง หลอดไฟฟ้าจะสว่างมากขึ้นและ ปริมาณกระแสไฟฟา้ ก็จะมคี า่ มากขึน้ 4. จากกิจกรรมทัง้ 2 ตอน สรปุ ได้วา่ อยา่ งไร แนวคำตอบ ตัวต้านทานทำหน้าทีค่ วบคุมปรมิ าณกระแสไฟฟ้าในวงจร โดยเมื่อค่าความตา้ นทานไฟฟ้ามากขนึ้ ปริมาณกระแสไฟฟ้าจะนอ้ ยลง สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟ้า 226 คมู่ ือครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กจิ กรรมท่ี 6.8 ไดโอดมหี นา้ ที่อะไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับหน้าที่ของไดโอดในวงจรไฟฟ้าผ่านการต่อวงจรไฟฟ้าเพื่อสังเกตและบรรยายหน้าท่ี ของไดโอดและไดโอดเปล่งแสงในการให้กระแสไฟฟา้ เคลอ่ื นทผ่ี ่านทางเดยี ว จดุ ประสงค์ สงั เกตและบรรยายหนา้ ทีข่ องไดโอดในวงจรไฟฟา้ เวลาที่ใชใ้ น 2 ชัว่ โมง การทำกจิ กรรม วัสดแุ ละอปุ กรณ์ วสั ดุทีใ่ ช้ต่อกลุม่ รายการ จำนวน/กลุ่ม 1. สายไฟฟา้ 5 เสน้ 2. ถ่านไฟฉายขนาด 1.5 V 4 ก้อน 3. กระบะถ่านแบบ 4 ก้อน 1 อนั 4. สวิตชแ์ บบโยก 1 อนั 5. หลอดไฟฟา้ ขนาด 6 V พรอ้ มฐาน 1 ชุด 6. ตัวตา้ นทานคงท่ีขนาด 10 Ω 1 อนั 7. ไดโอดเบอร์ 1N4001 1 อนั 8. ไดโอดเปลง่ แสงสีแดง 1 อนั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

227 หนว่ ยที่ 6 | ไฟฟ้า คู่มือครูรายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตอนท่ี 1 ไดโอด การเตรยี มตัว • ครคู วรตรวจสอบอุปกรณไ์ ฟฟา้ และช้นิ ส่วนอิเล็กทรอนกิ สใ์ ห้อยใู่ นสภาพพร้อมใช้งาน ลว่ งหนา้ สำหรับครู • ครูควรทดลองต่อวงจรไฟฟ้าก่อนจัดกิจกรรม เพื่อตรวจสอบว่าวงจรไฟฟ้าที่ใช้ในกิจกรรมต่อ อยา่ งไรและวงจรไฟฟา้ ทำงานได้ตามต้องการหรือไม่ วงจรไฟฟา้ ทไ่ี ม่มีไดโอด ข้อควรระวัง • ครูควรย้ำเตือนนักเรียนเมื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงของหลอดไฟฟ้าแล้วต้องยกสวิตช์ข้ึน ทุกครั้งทันที เพื่อไม่ให้มีกระแสไฟฟ้าในวงจรเป็นเวลานาน เพราะจะทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าและ ช้ินสว่ นอิเล็กทรอนิกส์เกดิ ความรอ้ นสงู ซ่งึ อาจทำใหเ้ สยี หายได้ ข้อเสนอแนะ • เมื่อต่อไดโอดแทรกเข้าในวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมและวาดภาพลักษณะการต่อไดโอดใน ในการทำกิจกรรม วงจรไฟฟ้า ครูควรแนะนำให้นักเรียนสังเกตการต่อไดโอดและวิเคราะห์ขั้วไฟฟ้าของ แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่ต่อกบั ขาของไดโอด เมื่อต่อไดโอดแล้วทำให้หลอดไฟฟ้าสว่าง สื่อการเรยี นร้/ู • หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2 แหลง่ เรียนรู้ สสวท. สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟ้า 228 คูม่ ือครรู ายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตวั อย่างผลการทำกจิ กรรม ไดโอดมขี า 2 ขา แถบคาดสีเงิน ตาราง การเปลยี่ นแปลงของหลอดไฟฟา้ เมอ่ื ตอ่ ไดโอดในวงจรไฟฟ้า การตอ่ ไดโอดในวงจรไฟฟา้ การเปลี่ยนแปลงของหลอดไฟฟ้า ไม่ตอ่ ไดโอดในวงจรไฟฟ้า สวา่ ง สว่าง ไมส่ ว่าง สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

229 หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า คู่มอื ครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามทา้ ยกิจกรรม 1. การต่อวงจรไฟฟา้ ตามขอ้ 1 กระแสไฟฟ้ามที ิศทางการเคล่ือนทอ่ี ยา่ งไร แนวคำตอบ กระแสไฟฟ้ามีทิศทางการเคลื่อนที่จากขั้วบวกของถ่านไฟฉายผ่านหลอดไฟฟ้า แล้วกลับเข้าสู่ ขวั้ ลบของถ่านไฟฉาย 2. การเพม่ิ ไดโอดเขา้ ไปในวงจรไฟฟ้า มกี ระแสไฟฟ้าในวงจรหรือไม่ ทราบได้อยา่ งไร แนวคำตอบ การต่อไดโอดแทรกเข้าในวงจรไฟฟ้าอาจเกิด 2 กรณีคือ กรณี 1 มีกระแสไฟฟ้าในวงจรเนื่องจาก หลอดไฟฟ้าสว่าง โดยกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่จากขั้วบวกของถ่านไฟฉายผ่านหลอดไฟฟ้า ไดโอด และ ตัวต้านทานแล้วกลบั เขา้ สขู่ ้วั ลบของถ่านไฟฉาย กรณี 2 ไม่มีกระแสไฟฟ้าในวงจรเนือ่ งจากหลอดไฟฟา้ ไม่สวา่ ง 3. การสลับขาไดโอดในวงจรไฟฟา้ มีกระแสไฟฟา้ ในวงจรไฟฟา้ หรอื ไม่ ทราบไดอ้ ย่างไร แนวคำตอบ การสลับขาไดโอดในวงจรไฟฟ้ามีผลต่อกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าอาจเกิด 2 กรณีคือ กรณี 1 วงจรไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าและหลอดไฟฟ้าสว่างเปลี่ยนเป็นไม่มีกระแสไฟฟ้าในวงจรและหลอดไฟฟ้าไม่สว่าง กรณี 2 วงจรไฟฟ้าที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าและหลอดไฟฟ้าไม่สว่างเปลี่ยนเป็นมีกระแสไฟฟ้าในวงจรและ หลอดไฟฟา้ สวา่ ง 4. การตอ่ ไดโอดใหห้ ลอดไฟฟ้าสว่างทำไดอ้ ยา่ งไร แนวคำตอบ การต่อไดโอดต่อแทรกเข้าในวงจรไฟฟ้าทำได้โดยต่อขาที่มีแถบคาดสีเข้ากับด้านที่ต่อกับขั้วลบ ของถา่ นไฟฉาย และตอ่ ขาทเ่ี หลือของไดโอดเขา้ กบั ดา้ นที่ต่อกับขั้วบวกของถา่ นไฟฉาย 5. จากกจิ กรรมตอนที่ 1 สรุปไดว้ า่ อยา่ งไร แนวคำตอบ การต่อไดโอดแบบอนุกรมในวงจรไฟฟ้า ไดโอดจะยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้หรือมีกระแสไฟฟ้า ในวงจร เมื่อต่อขาที่มีแถบคาดสีเข้ากับด้านที่ต่อกับขั้วลบของถ่านไฟฉายและต่อขาที่เหลือของไดโอดเข้ากับ ดา้ นทีต่ ่อกบั ขวั้ บวกของถ่านไฟฉาย ถ้าต่อสลับขาของไดโอดจะไม่มกี ระแสไฟฟา้ ในวงจร สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 6 | ไฟฟ้า 230 คูม่ อื ครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตอนที่ 2 ไดโอดเปลง่ แสง การเตรียมตวั • ครูควรตรวจสอบอุปกรณไ์ ฟฟ้าและช้ินสว่ นอเิ ล็กทรอนิกสใ์ หอ้ ยูใ่ นสภาพพรอ้ มใช้งาน ลว่ งหนา้ สำหรบั ครู • ครูควรทดลองต่อวงจรไฟฟ้าก่อนจัดกิจกรรม เพื่อตรวจสอบว่าวงจรไฟฟ้าที่ใช้ในกิจกรรมตอ่ อยา่ งไรและวงจรไฟฟา้ ทำงานไดต้ ามตอ้ งการหรอื ไม่ ขอ้ ควรระวัง • ครคู วรย้ำเตอื นนักเรียนเมอื่ สงั เกตความเปลี่ยนแปลงของหลอดไฟฟ้าและไดโอดเปล่งแสงแล้ว ต้องยกสวิตช์ขึ้นทุกครั้งทันทีเพื่อไม่ให้มีกระแสไฟฟ้าในวงจรเป็นเวลานาน เพราะจะทำให้ อปุ กรณไ์ ฟฟา้ และชิน้ ส่วนอิเล็กทรอนกิ ส์เกิดความรอ้ นสงู ซ่งึ อาจทำให้เสยี หายได้ ข้อเสนอแนะ • เมื่อต่อไดโอดเปล่งแสงแทรกเข้าในวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมและวาดภาพลักษณะการต่อ ในการทำกจิ กรรม ไดโอดเปล่งแสงในวงจรไฟฟ้า ครูควรแนะนำให้นักเรียนสังเกตการต่อไดโอดเปล่งแสงและ วิเคราะห์ขั้วไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่ต่อกับขาของไดโอดเปล่งแสง เมื่อต่อ ไดโอดเปลง่ แสงแล้วทำใหห้ ลอดไฟฟา้ และไดโอดเปลง่ แสงสวา่ ง สื่อการเรียนร/ู้ • หนงั สือเรยี นรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ระดบั มัธยมศึกษาปที ่ี 3 เล่ม 2 แหลง่ เรยี นรู้ สสวท. ตวั อยา่ งผลการทำกิจกรรม ขอบที่มีรอยบาก ขายาว ขาสั้น ไดโอดเปล่งแสงมขี า 2 ขาทมี่ ีความยาวไมเ่ ท่ากนั สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

231 หน่วยท่ี 6 | ไฟฟา้ คมู่ อื ครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตัวอยา่ งผลการทำกจิ กรรม ตาราง การเปล่ยี นแปลงของหลอดไฟฟ้าและไดโอดเปลง่ แสงเมอ่ื ต่อไดโอดเปลง่ แสงในวงจรไฟฟ้า การต่อไดโอดเปล่งแสงในวงจรไฟฟา้ การเปลยี่ นแปลง การเปลีย่ นแปลง ของหลอดไฟฟา้ ของไดโอดเปลง่ แสง ไมต่ ่อไดโอดเปล่งแสงในวงจรไฟฟ้า สว่าง - สว่าง สวา่ ง ไมส่ วา่ ง ไมส่ ว่าง สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 6 | ไฟฟ้า 232 คู่มือครรู ายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามทา้ ยกิจกรรม 1. การต่อไดโอดเปล่งแสงให้หลอดไฟฟา้ สวา่ งทำไดอ้ ย่างไร แนวคำตอบ การต่อไดโอดเปลง่ แสงตอ่ แทรกเขา้ ในวงจรไฟฟ้า แล้วทำให้หลอดไฟฟา้ สวา่ งทำไดโ้ ดยต่อขาส้นั ซึ่ง มีขอบบากของไดโอดเปล่งแสงเข้ากับด้านที่ต่อกับขั้วลบของถ่านไฟฉายและต่อขายาวของไดโอดเปล่งแสงเข้า กับด้านทต่ี อ่ กับขัว้ บวกของถ่านไฟฉาย 2. จากกิจกรรมตอนที่ 2 สรปุ ได้วา่ อย่างไร แนวคำตอบ การต่อไดโอดเปล่งแสงแบบอนุกรมในวงจรไฟฟ้า ไดโอดเปล่งแสงจะยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ หรือมีกระแสไฟฟ้าในวงจร เมื่อต่อขาสั้นของไดโอดเปล่งแสงซึ่งมีขอบบากเข้ากับด้านที่ต่อกับขั้วลบของ ถ่านไฟฉาย และต่อขายาวของไดโอดเปลง่ แสงเข้ากับด้านทต่ี อ่ กับข้วั บวกของถ่านไฟฉาย 3. จากกิจกรรมทัง้ 2 ตอน สรุปไดว้ ่าอยา่ งไร แนวคำตอบ ไดโอดเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ทางเดียว ซึ่งการต่อไดโอดเข้าใน วงจรไฟฟ้าต้องต่อขั้วหรือขาของไดโอดให้ถูกต้องกับขั้วของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ถ้าสลับขาของไดโอดแล้ว วงจรไฟฟา้ จะไม่ทำงาน สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

233 หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟา้ ค่มู อื ครูรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กจิ กรรมท่ี 6.9 ตัวเก็บประจมุ หี น้าที่อย่างไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับหน้าที่ของตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้าผ่านการต่อวงจรไฟฟ้าเพื่อสังเกตและบรรยาย หน้าทขี่ องตวั เก็บประจุในการเก็บและคายประจไุ ฟฟา้ จุดประสงค์ สงั เกตและบรรยายหนา้ ทขี่ องตวั เก็บประจุในวงจรไฟฟา้ เวลาท่ใี ช้ใน 1 ชัว่ โมง การทำกจิ กรรม วัสดแุ ละอุปกรณ์ วสั ดทุ ีใ่ ชต้ อ่ กลุ่ม รายการ จำนวน/กลมุ่ 1. โวลตม์ เิ ตอร์ 1 เครือ่ ง 2. สายไฟฟา้ 2 เสน้ 3. ถา่ นไฟฉายขนาด 1.5 V 2 กอ้ น 4. กระบะถา่ นแบบ 2 กอ้ น 1 อัน 5. ไดโอดเปลง่ แสงสีเขียว 1 อนั 6. ตวั เกบ็ ประจขุ นาด 470 µF 1 อนั การเตรียมตัว • ครคู วรตรวจสอบอุปกรณไ์ ฟฟา้ และชิ้นส่วนอิเลก็ ทรอนิกสใ์ ห้อยใู่ นสภาพพรอ้ มใชง้ าน ลว่ งหนา้ สำหรบั ครู • ครูควรเตรียมตัวเก็บประจุโดยให้ตัวเก็บประจุคายประจุไฟฟ้าออกให้หมดก่อนนำมาใช้ทำ กิจกรรม เชน่ การนำขาของตวั เกบ็ ประจมุ าแตะกนั • ครูควรทดลองต่อวงจรไฟฟ้าก่อนจัดกิจกรรม เพื่อตรวจสอบว่าวงจรไฟฟ้าที่ใช้ในกิจกรรมตอ่ อย่างไรและวงจรไฟฟ้าทำงานไดต้ ามตอ้ งการหรือไม่ สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 6 | ไฟฟา้ 234 คู่มอื ครูรายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี - + + -- + - -+ + การตรวจสอบตัวเก็บประจุ การประจุ การวดั คา่ ความตา่ งศักย์ไฟฟ้า ของตวั เก็บประจุ กบั ไดโอดเปลง่ แสง ของตัวเก็บประจุ ข้อควรระวัง ไม่ควรใช้ไดโอดเปล่งแสงสีแดง เพราะทนความต่างศักย์ไฟฟา้ ไดน้ ้อย ข้อเสนอแนะ • ไดโอดเปล่งแสงท่ีสามารถใช้ไดค้ วรมคี วามต่างศักยไ์ ฟฟ้าระหวา่ ง 2.2-3 โวลต์ ในการทำกิจกรรม • การวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมขาของตัวเก็บประจุให้ได้ค่าที่ถูกต้องและแม่นยำ ครูควร แนะนำให้นักเรียนเลือกขั้วบวกที่รองรับความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงสุดที่มีค่าใกล้เคียงกับค่าความ ต่างศกั ย์ไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดไฟฟา้ ส่ือการเรียนรู้/ • หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2 แหล่งเรียนรู้ สสวท. ตัวอย่างผลการทำกจิ กรรม แถบสี ขาสน้ั ตวั เก็บประจมุ ขี า 2 ขาท่ีมีความยาวไม่เทา่ กนั ขายาว ตาราง ความตา่ งศกั ยไ์ ฟฟ้าของตวั เก็บประจุและการเปลย่ี นแปลงของไดโอดเปลง่ แสง กอ่ นและหลงั ต่อถ่านไฟฉาย การตอ่ ตัวเกบ็ ประจุกับถ่านไฟฉาย คา่ ความต่างศกั ยไ์ ฟฟ้า (V) การเปลีย่ นแปลงของไดโอดเปลง่ แสง กอ่ นตอ่ 0 ไมส่ วา่ ง หลังต่อ 3 สวา่ งแล้วดับ การวัดค่าความต่างศกั ยไ์ ฟฟ้าคร่อมขาของตวั เก็บประจหุ ลงั จากตอ่ กบั ไดโอดเปล่งแสงพบว่าอา่ นคา่ ได้ 0 โวลต์ สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

235 หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟา้ ค่มู ือครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามท้ายกจิ กรรม 1. เมื่อนำตัวเก็บประจุที่ยังไม่ได้ต่อกับถ่านไฟฉายมาวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า ค่าที่อ่านได้เป็นอย่างไร เพราะเหตุใด แนวคำตอบ ความต่างศักย์ไฟฟ้าของตัวเก็บประจุที่ยังไม่ได้ต่อกับถ่านไฟฉายมีค่าเป็นศูนย์ เพราะไม่มี ประจไุ ฟฟ้าอยใู่ นตัวเก็บประจุ 2. เมื่อนำตัวเก็บประจุที่ต่อกับถ่านไฟฉายแล้วมาวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า ค่าที่อ่านได้เป็นอย่างไร เพราะเหตใุ ด แนวคำตอบ ความต่างศักย์ไฟฟ้าของตัวเก็บประจุที่ต่อกับถ่านไฟฉายมีค่าเท่ากับ 3 โวลต์ ซึ่งมีค่าเท่ากับ ความตา่ งศกั ย์ไฟฟา้ ระหวา่ งขว้ั บวกและข้ัวลบของถา่ นไฟฉาย 2 กอ้ น 3. เมื่อนำตัวเก็บประจุที่ต่อกับถ่านไฟฉายแล้วมาต่อกับไดโอดเปล่งแสง ไดโอดเปล่งแสงเกิดการเปลี่ยนแปลง อย่างไร เพราะเหตุใด แนวคำตอบ เมื่อนำตัวเกบ็ ประจุที่ต่อกับถา่ นไฟฉายแล้วมาต่อกบั ไดโอดเปล่งแสง ไดโอดเปล่งแสงจะสวา่ งแล้ว ดับลง เพราะมกี ระแสไฟฟา้ เคลอ่ื นท่ีจากตวั เก็บประจไุ ปยังไดโอดเปล่งแสง 4. การตอ่ ตัวเกบ็ ประจใุ ห้ไดโอดเปล่งแสงสว่างทำได้อย่างไร แนวคำตอบ การต่อตัวเก็บประจุเข้ากับไดโอดเปล่งแสงทำได้โดยต่อขาที่มีแถบสีของตัวเก็บประจุเข้ากับ ข้วั แคโทดของไดโอดเปล่งแสง และต่อขาทเี่ หลอื ของตัวเกบ็ ประจเุ ข้ากบั ขาแอโนดของไดโอดเปลง่ แสง 5. เมื่อนำตัวเก็บประจุที่ต่อกับไดโอดเปล่งแสงแล้วมาวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า ค่าที่อ่านได้เป็นอย่างไร เพราะเหตุใด แนวคำตอบ เมื่อนำตัวเก็บประจุที่ต่อกับไดโอดเปล่งแสงแล้วมาวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า ค่าที่ได้จะมีค่าเป็น ศนู ย์ เพราะตวั เกบ็ ประจุคายประจุไฟฟา้ ใหแ้ ก่ไดโอดเปล่งแสง ทำให้ไม่มีประจไุ ฟฟ้าเหลืออยูใ่ นตัวเก็บประจุ 6. จากกิจกรรม สรปุ ได้วา่ อย่างไร แนวคำตอบ ตัวเกบ็ ประจเุ ป็นชน้ิ ส่วนอิเล็กทรอนิกส์ท่เี ก็บประจไุ ฟฟ้าเม่ือต่อตัวเกบ็ ประจกุ ับแหล่งกำเนิดไฟฟา้ และคายประจุไฟฟา้ ออกเมือ่ ตอ่ ตวั เกบ็ ประจกุ ับไดโอดเปล่งแสงหรอื ชน้ิ สว่ นอิเล็กทรอนิกสอ์ น่ื สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟ้า 236 คู่มอื ครรู ายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กจิ กรรมท่ี 6.10 ทรานซสิ เตอรม์ หี น้าที่อะไร นกั เรยี นจะไดเ้ รยี นรูเ้ กย่ี วกบั หน้าทข่ี องทรานซิสเตอร์ในวงจรไฟฟา้ ผ่านการต่อวงจรไฟฟ้าเพ่อื สงั เกตและบรรยาย หน้าที่ของทรานซิสเตอร์ในการปิดหรือเปิดวงจรไฟฟ้าอัตโนมัติและควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าให้เคลื่อนที่ผ่าน ขาคอลเลก็ เตอรแ์ ละขาอมิ ิตเตอร์ จุดประสงค์ สงั เกตและบรรยายหนา้ ทขี่ องทรานซิสเตอรใ์ นวงจรไฟฟา้ เวลาทใ่ี ช้ใน 1 ชั่วโมง การทำกจิ กรรม วัสดแุ ละอุปกรณ์ วัสดทุ ีใ่ ช้ต่อกลุ่ม รายการ จำนวน/กลมุ่ 1. โวลตม์ ิเตอร์ 1 เครื่อง 2. สายไฟฟ้า 13 เส้น 3. ถ่านไฟฉายขนาด 1.5 V 4 กอ้ น 4. กระบะถ่านแบบ 4 ก้อน 1 อนั 5. สวติ ช์แบบโยก 1 อนั 6. ทรานซสิ เตอรช์ นดิ NPN เบอร์ BC547 1 อนั 7. ตัวตา้ นทานคงที่ขนาด 330 Ω 1 อัน 8. ตัวตา้ นทานคงท่ีขนาด 20 kΩ 1 อัน 9. ตัวต้านทานแปรคา่ ได้ขนาด 10 kΩ 1 อัน 10.ไดโอดเปลง่ แสงสเี ขยี ว 1 อนั การเตรียมตวั • ครูควรเตรียมทรานซิสเตอร์ให้มีจำนวนมากกว่าที่กำหนดในกิจกรรม เพราะขาของ ล่วงหนา้ สำหรับครู ทรานซิสเตอรห์ ักง่าย • ครคู วรตรวจสอบอปุ กรณ์ไฟฟา้ และช้นิ สว่ นอเิ ล็กทรอนิกสใ์ ห้อย่ใู นสภาพพรอ้ มใช้งาน • ครูควรทดลองต่อวงจรไฟฟ้าก่อนจัดกิจกรรม เพื่อตรวจสอบว่าวงจรไฟฟ้าที่ใช้ในกิจกรรมตอ่ อย่างไรและวงจรไฟฟ้าทำงานได้ตามต้องการหรอื ไม่ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

237 หน่วยที่ 6 | ไฟฟา้ คมู่ ือครรู ายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี +- + - CE B +- +- ก 1. วงจรไฟฟ้าท่ไี ม่มีทรานซสิ เตอร์ 2. วงจรไฟฟ้าท่มี ที รานซสิ เตอร์ ข + - CE แB +- 3. วงจรไฟฟ้าทใ่ี ชต้ รวจสอบการทำงานของ ทรานซสิ เตอรเ์ มอื่ ป้อนกระแสไฟฟา้ + - CE + - CE B B ข ข +- ก +- ก 4. วงจรไฟฟ้าทใ่ี ช้ตรวจสอบความต่างศกั ยไ์ ฟฟ้า เม่ือทรานซสิ เตอรเ์ ริ่มทำงาน การต่อวงจรไฟฟ้าข้อ 1-3 มีจุดประสงค์เพื่อตรวจสอบว่าทรานซิสเตอร์จะทำงานเมื่อมีกระแสไฟฟ้าปริมาณเล็กน้อย เคลื่อนที่ผ่านขาเบส และการต่อวงจรไฟฟ้าข้อ 4 มีจุดประสงค์เพื่อตรวจสอบว่าทรานซิสเตอร์จะทำงานเมื่อความต่าง ศกั ยไ์ ฟฟ้าระหวา่ งขาเบสและขาอมิ ติ เตอร์เป็นเท่าใด สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า 238 คูม่ ือครูรายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ข้อควรระวัง • ครูควรย้ำเตือนนักเรียนเม่ือสงั เกตความเปลีย่ นแปลงของไดโอดเปล่งแสงแล้วต้องยกสวิตช์ขึ้น ทุกครั้งทันทีเพื่อไม่ให้มีกระแสไฟฟ้าในวงจรเป็นเวลานาน เพราะจะทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าและ ช้ินสว่ นอเิ ลก็ ทรอนิกสเ์ กิดความร้อนสงู ซึ่งอาจทำใหเ้ สียหายได้ • เนื่องจากขาของทรานซิสเตอร์อยู่ชิดกัน ครูควรย้ำเตือนให้นักเรียนระวังไม่ให้ลวดตัวนำของ สายไฟฟา้ ที่ต่อกับขาของทรานซสิ เตอร์แตะกัน เพราะจะทำใหเ้ กิดไฟฟา้ ลดั วงจร • ครูควรย้ำเตือนนักเรียนไม่ควรดดั ขาของทรานซิสเตอร์ไปมาเนื่องจากขาของทรานซิสเตอร์หัก ง่าย ขอ้ เสนอแนะ • ก่อนต่อทรานซิสเตอร์แทรกในวงจรไฟฟ้า ครูควรแนะนำให้นักเรียนสังเกตและวิเคราะห์ขา ในการทำกิจกรรม ของทรานซสิ เตอรเ์ พอื่ ให้การต่อวงจรไฟฟา้ ถกู ตอ้ ง • ครูสามารถใช้ทรานซิสเตอร์เบอร์ BC546 BC548 BC549 หรือ BC550 แทนทรานซิสเตอร์ เบอร์ BC547 ได้ สอ่ื การเรยี นรู้/ • หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2 แหล่งเรยี นรู้ สสวท. สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

239 หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟา้ คู่มือครูรายวิชาพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตวั อย่างผลการทำกจิ กรรม การเปลี่ยนแปลงของไดโอดเปลง่ แสง ตาราง การเปล่ยี นแปลงของไดโอดเปลง่ แสงในวงจรไฟฟ้า การตอ่ วงจรไฟฟ้า สวา่ ง ไมส่ วา่ ง สว่าง สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟา้ 240 คู่มอื ครูรายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตวั อย่างผลการทำกจิ กรรม ตาราง การเปลย่ี นแปลงของไดโอดเปล่งแสงในวงจรไฟฟา้ เมื่อความต่างศกั ย์ไฟฟ้าครอ่ มระหว่างขาเบสและ ขาอิมติ เตอร์ของทรานซิสเตอร์เพิม่ ขึน้ ความตา่ งศกั ยร์ ะหวา่ ง การเปลีย่ นแปลงของ หมายเหตุ ขาเบสเทยี บกบั สายรว่ ม (V) ไดโอดเปลง่ แสง 0 ไมส่ วา่ ง 0.1 ไมส่ ว่าง 0.2 ไม่สวา่ ง 0.3 ไมส่ วา่ ง 0.4 ไมส่ วา่ ง 0.5 ไม่สว่าง 0.6 ไม่สวา่ ง ไดโอดเปลง่ แสงเรมิ่ สวา่ งท่ี 0.65 V 0.7 สวา่ งมาก หมุนปุ่มปรับคา่ สุดสเกลวัดได้ 0.74 V ไดโอดเปล่งแสง ยงั คงสว่างมาก สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

241 หนว่ ยที่ 6 | ไฟฟา้ คู่มอื ครรู ายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามท้ายกิจกรรม 1. วงจรไฟฟ้าที่ไม่มีทรานซิสเตอร์และวงจรไฟฟ้าที่มีทรานซิสเตอร์ในวิธีการดำเนินกิจกรรมข้อ 2 มีผลให้ ไดโอดเปลง่ แสงมีการเปลย่ี นแปลงแตกตา่ งกันหรอื ไม่ อยา่ งไร แนวคำตอบ การเปลี่ยนแปลงของไดโอดเปล่งแสงในวงจรทั้งสองแตกต่างกัน โดย วงจรไฟฟ้าที่ไม่มี ทรานซิสเตอร์หรือวงจรที่ไม่ได้ต่อทรานซิสเตอร์ตามวิธีการดำเนินกิจกรรมในข้อ 1 ไดโอดเปล่งแสงจะสว่าง เพราะมีกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ครบวงจร ส่วนวงจรไฟฟ้าที่มีทรานซิสเตอร์ในวิธีการดำเนินกิจกรรมข้ อ 2 ไดโอดเปล่งแสงจะไม่สว่าง แสดงว่าไม่มีกระแสไฟฟ้าในวงจร นั่นคือ ทรานซิสเตอร์ไม่ยอมให้กระแสไฟฟ้า เคลอ่ื นท่ี 2. เมื่อต่อตัวต้านทานคงที่ 20 กิโลโอห์มเข้าในวงจรไฟฟ้าและต่อเข้าที่ขาเบสของทรานซิสเตอร์ มีผลต่อ ไดโอดเปลง่ แสงหรอื ไม่ อยา่ งไร ทำไมจงึ เป็นเช่นนัน้ แนวคำตอบ เมื่อต่อตัวต้านทานคงที่ 20 กิโลโอห์มเข้าในวงจรไฟฟ้าและต่อเข้าที่ขาเบสของทรานซิสเตอร์ ทำให้ไดโอดเปล่งแสงมีการเปล่ียนแปลง โดยพบว่าไดโอดเปล่งแสงจะสว่าง แสดงว่ามีกระแสไฟฟ้าในวงจร นั่น คือ ทรานซิสเตอร์ยอมให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนท่ีครบวงจรเมื่อมีการป้อนกระแสไฟฟ้าเข้ากับขาเบสของ ทรานซสิ เตอรค์ รบวงจร 3. การปรับตัวต้านทานแปรค่าได้มีผลต่อค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมขาเบสและขาอิมิตเตอร์ และมีผลต่อ การเปลง่ แสงของไดโอดเปล่งแสงอยา่ งไร แนวคำตอบ เมื่อหมุนปุ่มปรับค่าของตัวต้านทานแปรค่าได้มีผลต่อความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมขาเบสและขา อิมิตเตอร์และมีผลต่อการเปล่งแสงของไดโอดเปล่งแสง โดยเมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมขาเบสและขา อิมิตเตอร์มีค่าประมาณ 0.65 โวลต์ ทรานซิสเตอร์จะยอมให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ครบวงจร สังเกตจาก ไดโอดเปล่งแสงเร่ิมสวา่ ง 4. กจิ กรรม สรปุ ได้วา่ อยา่ งไร แนวคำตอบ ทรานซิสเตอร์ควบคุมการปิดหรือเปิดวงจรไฟฟ้าได้ โดยเมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมขาเบสและ ขาอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์มีค่าน้อยกว่า 0.65 โวลต์ วงจรไฟฟ้าจะเปิด ไม่มีกระแสไฟฟ้าในวงจร แต่ถ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้าเท่ากับหรือมากกว่า 0.65 โวลต์ ทรานซิสเตอร์จะทำให้วงจรไฟฟ้าปิด มีกระแสไฟฟ้าใน วงจรนั้น สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 6 | ไฟฟา้ 242 คู่มือครรู ายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กจิ กรรมทา้ ยบท Smart Farming ทำได้อย่างไร นักเรียนจะได้นำความรู้เกี่ยวกับการต่อวงจรไฟฟ้าและหน้าที่ของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มาสร้างชิ้นงานเพื่อช่วย เกษตรกรในสถานการณท์ ี่กำหนดให้ จุดประสงค์ สร้างชิ้นงานโดยประยุกต์ใช้ความรู้เรื่องการต่อวงจรไฟฟ้าและหน้าที่ของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เพ่ือแก้ปญั หาในสถานการณ์ท่กี ำหนด เวลาท่ีใชใ้ น 1 ชัว่ โมง ก2ารทำกจิ กรรม วสั ดแุ ละอุปกรณ์ วสั ดทุ ใ่ี ช้ตอ่ กล่มุ รายการ จำนวน/กลมุ่ 1. ทรานซสิ เตอรช์ นดิ NPN เบอร์ BC547 5 อนั 2. ตวั เกบ็ ประจขุ นาด 100 µF 3 อัน 3. ตวั ต้านทานคงท่ีขนาด 220 Ω 2 อนั 4. ตวั ตา้ นทานคงท่ีขนาด 330 Ω 4 อัน 5. ตวั ต้านทานคงที่ขนาด 680 Ω 2 อนั 6. ตัวตา้ นทานคงท่ีขนาด 1 kΩ 1 อัน 7. ตวั ตา้ นทานคงที่ขนาด 4.7 kΩ 1 อนั 8. ตัวต้านทานคงที่ขนาด 10 kΩ 3 อัน 9. ตัวต้านทานคงท่ีขนาด 20 kΩ 1 อัน 10. ตัวต้านทานคงท่ีขนาด 100 kΩ 2 อนั 11. ตัวต้านทานแปรค่าตามแสง 1 อนั 12. ไดโอดเปลง่ แสงสีแดง 1 อัน 13. ไดโอดเปลง่ แสงสีเขียว 1 อนั 14. สายไฟฟา้ 1 ม้วน 15. ถ่ายไฟฉายขนาด 1.5 V 2 กอ้ น 16. แบตเตอรขี่ นาด 9 V 1 กอ้ น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

243 หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟา้ คูม่ อื ครูรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี รายการ จำนวน/กลุ่ม 1 อัน 17. กระบะถา่ นแบบ 2 กอ้ น 1 อัน 18. สวิตช์กดติดปลอ่ ยดับ 4 อนั 19. เบรดบอร์ด 20. วสั ดอุ นื่ ๆ ตามที่ออกแบบ การเตรยี มตัว • ครคู วรปอกสายไฟฟ้าใหพ้ ร้อมใชง้ าน ในกรณีท่ีต่อวงจรไฟฟ้าบนเบรดบอร์ด ลว่ งหนา้ สำหรบั ครู • ครูควรตรวจสอบอปุ กรณไ์ ฟฟา้ และชนิ้ สว่ นอิเลก็ ทรอนิกสใ์ ห้อยใู่ นสภาพพร้อมใช้งาน • ครูควรศึกษาวงจรไฟฟ้าจากตัวอย่างวงจรไฟฟ้า และควรทดลองต่อวงจรไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบ ว่าวงจรไฟฟา้ ท่ใี ช้ในกจิ กรรมต่ออย่างไรและวงจรไฟฟ้าทำงานได้ตามต้องการหรอื ไม่ ขอ้ ควรระวัง • เนื่องจากขาของทรานซิสเตอร์อยู่ชิดกัน ครูควรย้ำเตือนให้นักเรียนระวังไม่ให้ลวดตัวนำของ สายไฟฟา้ ทีต่ ่อกบั ขาของทรานซิสเตอรแ์ ตะกัน เพราะจะทำให้เกดิ ไฟฟา้ ลดั วงจร • ครูควรย้ำเตือนนักเรียนไม่ควรดดั ขาของทรานซสิ เตอร์ไปมาเน่ืองจากขาของทรานซิสเตอรห์ ัก ง่าย ข้อเสนอแนะ ก่อนต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มขี ั้วในวงจรไฟฟ้า ครูควรแนะนำให้นกั เรียนสังเกตและวิเคราะห์ ในการทำกจิ กรรม ขว้ั ของชิ้นสว่ นอิเลก็ ทรอนกิ สเ์ พือ่ ให้การต่อวงจรไฟฟา้ ถูกต้อง สอ่ื การเรียนร/ู้ • หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2 แหลง่ เรียนรู้ สสวท. • ตัวอย่างการตอ่ วงจรไฟฟา้ ของวงจรตัง้ เวลาอยา่ งง่าย https://youtu.be/4t7Fm9yKG-g • ตวั อยา่ งการตอ่ วงจรไฟฟ้าของวงจรไฟกะพรบิ อย่างง่าย https://youtu.be/GK3cb85k8S0 สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า 244 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตัวอย่างผลการทำกิจกรรม : เครอ่ื งวดั แสงอัตโนมัติ วสั ดแุ ละอปุ กรณ์ 1. ทรานซสิ เตอรช์ นดิ NPN เบอร์ BC547 2. ตัวตา้ นทานคงท่ี 220 Ω 1 kΩ และ 10 kΩ 3. ตวั ต้านทานแปรค่าตามแสง 4. ไดโอดเปล่งแสง 5. ถา่ นไฟฉาย 1.5 V พร้อมกระบะถา่ น 6. สายไฟฟา้ 7. เบรดบอรด์ 8. วัสดุอ่ืน ๆ ตามท่อี อกแบบ เชน่ กลอ่ งกระดาษ แนวคิด ถ้าแสงในบริเวณที่ต้องการวัดเป็นแสงที่มีความเข้มแสงน้อย ให้เครื่องวัดแสงอัตโนมัติทำงานโดยให้ ไดโอดเปล่งแสงสว่าง หลกั การ ในเครื่องวัดแสงอัตโนมัติจะใช้ตัวต้านทานแปรค่าตามแสง (LDR) เป็นเซ็นเซอร์ เนื่องจากความต้านทานไฟฟ้า ของ LDR จะขึ้นอยู่กับความเข้มแสง โดยถ้าแสงมีความเข้มน้อย ความต้านทานไฟฟ้าของ LDR จะมีค่ามาก กระแสไฟฟา้ จะมีค่าน้อย ทำใหค้ วามต่างศกั ย์ไฟฟ้าท่ีขาเบสมีความเหมาะสมและทรานซิสเตอรท์ ำงานได้ วธิ ีการทำเคร่อื งวดั แสงอตั โนมตั ิ 1. นำวงจรสวติ ช์ทำงานดว้ ยแสงมาออกแบบเคร่ืองวดั แสงอตั โนมัติ 10kΩ 220Ω 1kΩ LED BC547 3V LDR สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

245 หน่วยที่ 6 | ไฟฟ้า คูม่ ือครูรายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตวั อยา่ งผลการทำกิจกรรม : เคร่ืองวดั แสงอตั โนมตั ิ 2. ต่อวงจรไฟฟ้าตามท่ีออกแบบไว้ 3. ทดสอบวา่ วงจรไฟฟา้ ทำงานไดห้ รือไม่ โดยใชม้ อื บังแสงทตี่ กกระทบ LDR 4. ประกอบวงจรไฟฟา้ ในกลอ่ งกระดาษเพอ่ื ทำเปน็ เครอ่ื งวัดแสงอัตโนมัติ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 6 | ไฟฟา้ 246 คมู่ อื ครูรายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตัวอยา่ งผลการทำกิจกรรม : เครอื่ งวดั แสงอตั โนมตั ิ 5. ประเมินว่าเครื่องวัดแสงอัตโนมัติสามารถใช้งานได้ตามความต้องการหรือไม่ โดยวางเครื่องวัดแสงอัตโนมัติไว้ บรเิ วณทตี่ อ้ งการวัดแสงหรอื ใช้มือบงั แสงทีต่ กกระทบ LDR ผลการทำกิจกรรม เครื่องวัดแสงอัตโนมัติทำงานเมื่อภาวะแสงน้อยจนมืด ไดโอดเปล่งแสงจะสว่างเพื่อเตือนว่าบริเวณนั้นมี ความสวา่ งของแสงนอ้ ย เน่ืองจากท่ีภาวะแสงนอ้ ยจนมืด ตวั ต้านทานแปรคา่ ตามแสง (LDR) จะมคี า่ ความตา้ นทาน ไฟฟ้าสูง ส่งผลต่อค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าของขาเบสเทียบกับสายร่วมมีค่าเหมาะสม ( 0.65-0.75 โวลต์) ทรานซิสเตอร์จึงทำให้วงจรไฟฟ้าปิดอัตโนมัติและทำให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านขาคอลเล็กเตอร์ไปยังขา อิมิตเตอร์ได้ครบวงจร สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

247 หน่วยที่ 6 | ไฟฟ้า คมู่ อื ครูรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามท้ายกิจกรรม 1. ในการสรา้ งชนิ้ งานได้นำความรู้เก่ียวกับชน้ิ ส่วนอิเล็กทรอนิกส์และวงจรไฟฟ้ามาใช้อย่างไรบ้าง แนวคำตอบ นำความรู้เกี่ยวกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และวงจรไฟฟ้ามาใช้สร้างเครื่องวัดแสงอัตโนมัติ คือ ตัวต้านทานแปรค่าตามแสงมาใชเ้ ปน็ สว่ นรบั ความเขม้ แสง ไดโอดเปลง่ แสงเป็นสว่ นแสดงผล ทรานซสิ เตอร์เป็น สวิตช์อัตโนมัติ และตัวต้านทานคงที่ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า เมื่อภาวะแสงน้อยจนมืด ไดโอดเปล่งแสงจะสว่างเพื่อเตือนว่าบริเวณนั้นมีความสว่างของแสงน้อย เนื่องจากที่ภาวะแสงน้อยจนมืด ตัวต้านทานแปรค่าตามแสงจะมีค่าความต้านทานไฟฟ้าสูงขึ้นจนส่งผลต่ อค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าของขาเบส เทียบกับสายร่วมมีค่าระหว่าง 0.65-0.75 โวลต์ ทรานซิสเตอร์จึงยอมให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านขา คอลเลก็ เตอร์ไปยังขาอมิ ติ เตอร์ไดค้ รบวงจร ไดโอดเปล่งแสงจึงสว่างเตอื น 2. จากการทดสอบชิ้นงานที่สร้างขึ้น ปัญหาที่พบคืออะไร และนำความรู้เกี่ยวกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และ วงจรไฟฟ้ามาใช้ในการปรับปรุงแกไ้ ขชิ้นงานอย่างไร แนวคำตอบ ผลการทดสอบอาจพบปัญหา เช่น วงจรไฟฟ้าไม่ทำงานเนื่องจากใช้จุดสำหรับต่อร่วมของขา ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บนเบรดบอร์ดผิดตำแหน่ง ปรับปรุงแก้ไขโดยตรวจสอบขั้วของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และจดุ ท่ีใชต้ อ่ รว่ มของขาชิน้ ส่วนอิเล็กทรอนิกสบ์ นเบรดบอรด์ ใหถ้ ูกตอ้ ง สอดคลอ้ งกบั แผนภาพของวงจรไฟฟ้า สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า 248 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตวั อย่างผลการทำกจิ กรรม : เคร่อื งวัดความชน้ื ของดินอตั โนมตั ิ วสั ดุและอุปกรณ์ 1. ทรานซสิ เตอรช์ นิด NPN เบอร์ BC547 2. ตวั ตา้ นทานคงท่ี 680 Ω 20 kΩ และ 4.7 kΩ 3. ไดโอดเปลง่ แสง 4. ถา่ นไฟฉาย 9 V 5. สายไฟฟ้า 6. เบรดบอรด์ 7. วสั ดุอื่น ๆ ตามที่ออกแบบ เช่น ลวดตัวนำ แนวคดิ ถ้าความชื้นในบริเวณที่ต้องการวัดเป็นภาวะความชื้นมาก ให้เครื่องวัดความชื้นอัตโนมัติทำงานโดยให้ ไดโอดเปล่งแสงสวา่ ง หลกั การ ในเครื่องวัดความชื้นอัตโนมัติจะใช้ลวดตัวนำเป็นส่วนรับความชื้น เนื่องจากบริเวณที่ภาวะความชื้นมากจะ นำไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ครบวงจร โดยถ้าความชื้นในบริเวณที่ต้องการวัดเป็นภาวะความชื้นมาก จึงมี กระแสไฟฟ้าที่มีค่าน้อยเคลื่อนที่ผ่านขาเบส ทำให้ได้ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ขาเบสมีความเหมาะสมและ ทรานซิสเตอรท์ ำงานได้ วธิ ีการทำเคร่ืองวัดความชน้ื ของดนิ อตั โนมตั ิ 1. นำวงจรตรวจสอบความชนื้ มาออกแบบเครอ่ื งวัดความชื้นของดนิ อตั โนมตั ิ ลวดตวั นำ/หวั วดั (probe) LED 20kΩ 680Ω 9V BC547 4.7kΩ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

249 หน่วยที่ 6 | ไฟฟา้ คู่มือครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตวั อย่างผลการทำกิจกรรม : เคร่ืองวัดความช้นื ของดินอัตโนมตั ิ 2. ตอ่ วงจรไฟฟ้าตามที่ออกแบบไว้ 3. ทดสอบว่าวงจรไฟฟา้ ทำงานได้หรือไม่ โดยใช้ลวดตัวนำทง้ั 2 อันเสยี บบนสำลที เ่ี ปยี ก 4. ประเมินว่าเครื่องวัดความชื้นของดินอัตโนมัติสามารถใช้งานได้ตามความต้องการหรือไม่ โดยใช้ลวดตัวนำทั้ง 2 อันเสยี บบนดนิ ของกระถางตน้ ไมท้ ี่ต้องการวัด ผลการทำกิจกรรม เครือ่ งวัดความช้ืนของดินอัตโนมัตทิ ำงานเมือ่ ภาวะความชื้นมาก ไดโอดเปล่งแสงจะสว่างเมื่อความช้นื ในดิน บริเวณนั้นมาก ถ้าดินบริเวณนั้นมีความชื้นน้อย ไดโอดเปล่งแสงจะไม่สว่าง แต่เนื่องจากที่ภาวะความชื้นมากจะ นำไฟฟ้า จึงมีกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านขาเบสในปริมาณที่เหมาะสม ทรานซิสเตอร์จะยอมให้กระแสไฟฟ้า เคลือ่ นที่ผา่ นขาคอลเลก็ เตอรไ์ ปยังขาอมิ ติ เตอร์ไดค้ รบวงจร สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 6 | ไฟฟ้า 250 คู่มือครูรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามทา้ ยกจิ กรรม 1. ในการสรา้ งชนิ้ งานนำความรู้เกยี่ วกับชน้ิ สว่ นอิเล็กทรอนกิ ส์และวงจรไฟฟา้ มาใชอ้ ยา่ งไรบา้ ง แนวคำตอบ นำความรู้เกี่ยวกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และวงจรไฟฟ้ามาใช้สร้างเครื่องวัดความชื้นของดิน อัตโนมัติ คือ ลวดตัวนำเป็นส่วนรับความชื้น ไดโอดเปล่งแสงเป็นส่วนแสดงผล ทราน ซิสเตอร์เป็นสวิตช์ อัตโนมัติ และตัวต้านทานคงที่ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า เมื่อภาวะความชื้นมาก ไดโอดเปล่งแสงจะสว่างเพื่อเตือนว่าดินบริเวณนั้นมีความชื้นหรือเปียกน้ำ เนื่องจากดินที่ภาวะความชื้นมากจะ นำไฟฟ้า ทำให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านขาเบสในปริมาณที่เหมาะสม ทรานซิสเตอร์จะยอมให้กระแสไฟฟ้า เคลื่อนทีผ่ า่ นขาคอลเลก็ เตอรไ์ ปยงั ขาอมิ ติ เตอร์ไดค้ รบวงจร ไดโอดเปลง่ แสงจงึ สวา่ งเตอื น 2. จากการทดสอบชิ้นส่วนที่สร้างขึ้น ปัญหาที่พบคืออะไร และนำความรู้เกี่ยวกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และ วงจรไฟฟา้ มาใชใ้ นการปรับปรุงแก้ไขชิน้ งานอยา่ งไร แนวคำตอบ ผลการทดสอบอาจพบปัญหา เช่น วงจรไฟฟ้าไม่ทำงานเนื่องจากใช้จุดสำหรับต่อร่วมของขา ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บนเบรดบอร์ดผิดตำแหน่ง ปรับปรุงแก้ไขโดยตรวจสอบขั้วของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และจดุ ท่ีใช้ต่อร่วมของขาชิน้ ส่วนอิเล็กทรอนกิ ส์บนเบรดบอรด์ ใหถ้ กู ต้อง สอดคลอ้ งกับแผนภาพของวงจรไฟฟ้า สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

251 หน่วยที่ 6 | ไฟฟ้า คูม่ อื ครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี หมายเหตุ : ตัวอยา่ งการต่อวงจรตง้ั เวลาอยา่ งง่ายและวงจรไฟกะพรบิ อยา่ งงา่ ย สามารถศกึ ษาดงั ภาพ การต่อวงจรตง้ั เวลาอยา่ งงา่ ย การตอ่ วงจรไฟกะพริบอยา่ งงา่ ย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 6 | ไฟฟา้ 252 คู่มือครรู ายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยแบบฝกึ หดั ท้ายบทท่ี 2 1. ในชว่ งเดอื นตุลาคมบ้านหลงั หน่ึงใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าทกุ วนั ประกอบด้วย หลอดไฟฟา้ 100 วตั ต์ จำนวน 4 หลอด เปิดวนั ละ 4 ชว่ั โมงทุกหลอด เตารีด 1,000 วัตต์ จำนวน 1 เครอื่ ง ใช้วนั ละ 1 ชัว่ โมง โทรทัศน์ 150 วตั ต์ จำนวน 1 เครือ่ ง ใช้วนั ละ 4 ช่วั โมง ถ้าการไฟฟ้านครหลวงคิดอตั ราคา่ ไฟฟา้ หนว่ ยละ 2 บาท 1.1 ผู้ท่อี าศยั ในบ้านหลังน้ีใชพ้ ลงั งานไฟฟา้ ในเดอื นตุลาคมกีห่ น่วย * แนวคำตอบ หาพลงั งานไฟฟา้ ที่บ้านหลังนใ้ี ชใ้ นเดอื นตลุ าคม (31 วัน) หาพลังงานไฟฟ้าทห่ี ลอดไฟฟ้าใช้ โจทย์กำหนด กำลงั ไฟฟ้าของหลอดไฟฟา้ มีขนาด 100 วัตตห์ รอื 0.1 กโิ ลวตั ต์ บา้ นหลงั น้ใี ช้หลอดไฟฟา้ เปน็ เวลาวนั ละ 4 ชั่วโมง จากความสัมพันธ์ W = Pt = 0.1 kW x 4 h = 0.4 kW h หรอื 0.4 unit หลอดไฟฟา้ จำนวน 1 หลอดใช้พลงั งานไฟฟา้ 0.4 หน่วย ใน 1 วัน หลอดไฟฟ้าจำนวน 4 หลอดจะใชพ้ ลังงานไฟฟ้า 0.4 หนว่ ย x 4 หลอด เทา่ กบั 1.6 หนว่ ย ในเดอื นตลุ าคม พลงั งานไฟฟ้าทห่ี ลอดไฟฟา้ ใช้เปน็ 1.6 หน่วย x 31 วนั เท่ากบั 49.6 หน่วย หาพลังงานไฟฟ้าทเ่ี ตารดี ใช้ โจทย์กำหนด กำลังไฟฟ้าของเตารดี มขี นาด 1,000 วตั ต์ หรอื 1 กโิ ลวัตต์ บา้ นหลังนใ้ี ชเ้ ตารดี เปน็ เวลาวันละ 1 ชัว่ โมง จากความสมั พันธ์ W = Pt = 1 kW x 1 h = 1 kW h หรอื 1 unit ใน 1 วนั เตารดี จำนวน 1 เครอ่ื งจะใชพ้ ลงั งานไฟฟา้ 1 หน่วย ในเดือนตุลาคม พลงั งานไฟฟ้าทีเ่ ตารีดใชเ้ ป็น 1 หน่วย x 31 วนั เท่ากบั 31 หน่วย สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

253 หนว่ ยที่ 6 | ไฟฟา้ ค่มู ือครูรายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี หาพลังงานไฟฟ้าทโี่ ทรทัศน์ใช้ โจทย์กำหนด กำลังไฟฟ้าของโทรทัศน์มีขนาด 150 วัตต์ หรอื 0.15 กิโลวตั ต์ บ้านหลังนี้ใชโ้ ทรทศั น์เป็นเวลาวนั ละ 4 ชว่ั โมง จากความสมั พันธ์ W = Pt = 0.15 kW x 4 h = 0.6 kW h หรอื 0.6 unit ใน 1 วนั โทรทศั น์จำนวน 1 เครอ่ื งจะใช้พลงั งานไฟฟ้า 0.6 หนว่ ย ในเดอื นตุลาคม พลงั งานไฟฟ้าทโ่ี ทรทัศน์ใชเ้ ป็น 0.6 หนว่ ย x 31 วัน เท่ากับ 18.6 หนว่ ย ดงั นั้น ผ้ทู ี่อาศยั ในบ้านหลังนใ้ี ชพ้ ลงั งานไฟฟา้ ในเดอื นตุลาคม 49.6 + 31 + 18.6 หนว่ ย เทา่ กับ 99.2 หนว่ ย 1.2 ผทู้ อี่ าศัยในบ้านหลังนีต้ ้องเสยี คา่ ไฟฟา้ ในเดอื นตุลาคมเทา่ ใด * แนวคำตอบ หาค่าไฟฟา้ ท่บี ้านหลงั น้ีต้องจ่ายในเดอื นตลุ าคม โจทย์กำหนด การไฟฟา้ นครหลวงคิดอตั ราค่าไฟฟ้าหนว่ ยละ 2 บาท บา้ นหลงั นใ้ี ช้พลงั งานไฟฟ้าในเดือนตลุ าคม 99.2 หนว่ ย ดังนั้น ผ้ทู ี่อาศยั ในบา้ นหลงั นีต้ อ้ งเสียค่าไฟฟ้าในเดอื นตุลาคม 2 บาท x 99.2 หนว่ ย เทา่ กับ 198.4 บาท 2. วงจรไฟฟา้ ทปี่ ระกอบดว้ ยออดไฟฟา้ ตัวตา้ นทานคงท่ี ทรานซสิ เตอรช์ นดิ NPN เบอร์ C458 และถา่ นไฟฉาย จำนวน 4 กอ้ น ดงั ภาพ 3.3 kΩ 100 Ω 1 kΩ B C E C458 สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า 254 ค่มู ือครรู ายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 2.1 จากภาพวงจรไฟฟ้า สืบค้นสัญลักษณ์ของออดไฟฟ้าที่ใช้ในวงจรและเขียนแผนภาพแสดงวงจรไฟฟ้าได้ อย่างไร * แนวคำตอบ ออดไฟฟ้าใช้สัญลักษณ์ในวงจรคือ จากภาพวงจรไฟฟ้าสามารถเขียนแผนภาพแสดง วงจรไฟฟา้ ได้ดงั ภาพ 3.3 100 Ω C 6V B E C458 1 2.2 ทรานซสิ เตอรค์ วบคมุ ใหอ้ อดไฟฟา้ ทำงานได้อยา่ งไร ** แนวคำตอบ เมื่อกดสวิตช์ลงเพื่อให้วงจรปิด ออดไฟฟ้าจะดังเพื่อเตือนว่าวงจรไฟฟ้าทำงาน เนื่องจาก ตัวต้านทาน 3.3 กิโลโอห์มและ 1 กิโลโอห์ม ทำให้ความต่างศักย์ไฟฟ้าของขาเบสเทียบกับสายร่วมมีค่ามากกว่า 0.65 โวลต์ หรือมีกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านขาเบสในปริมาณที่เหมาะสม ทรานซิสเตอร์จึงทำให้วงจรไฟฟ้าปิด แบบอัตโนมตั ิ มีกระแสไฟฟา้ เคล่ือนทผี่ ่านขาคอลเล็กเตอรไ์ ปยงั ขาอมิ ิตเตอรไ์ ด้ครบวงจร ออดไฟฟา้ จงึ มเี สยี งดงั สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

255 หน่วยท่ี 6 | ไฟฟา้ ค่มู ือครูรายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 3. การปอ้ งกนั ไมใ่ ห้ไฟฟา้ ในบา้ นเกิดไฟฟ้าลดั วงจร ควรทำอยา่ งไร * แนวคำตอบ การป้องกันไม่ให้ไฟฟ้าในบ้านเกิดการลัดวงจรควรทำได้โดยหมั่นตรวจสอบสายไฟฟ้าว่ามีการชำรุด เสียหายหรือฉนวนที่หุ้มสายไฟฟ้าอยู่ในสภาพเปื่อยหรือไม่ หากสายไฟฟ้าชำรุดเสียหายหรือฉนวนที่หุ้มสายไฟฟ้าอยู่ ในสภาพเป่ือยควรให้ช่างไฟฟ้าทม่ี ีความชำนาญเปล่ียนสายไฟฟา้ ในบ้าน 4. การเลือกใชเ้ คร่อื งใช้ไฟฟ้าให้ประหยดั ถกู ตอ้ ง และปลอดภยั ควรทำอยา่ งไร จงยกตวั อย่างประกอบ * แนวคำตอบ การเลือกใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าให้ประหยัดต้องคำนึงถึงกำลังไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้าให้เหมาะสมกับการ ใช้งานและวิธีการใช้งาน การเลือกเครื่องใช้ไฟฟ้าให้ถูกต้องคือต้องเลือกให้ความต่างศักย์ไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้าตรง กับความตา่ งศักยไ์ ฟฟา้ ของแหล่งจา่ ยไฟฟา้ สว่ นการใชเ้ ครื่องใช้ไฟฟา้ ให้ปลอดภยั คอื ต้องใช้ให้ถูกวธิ ี เช่น • การเลือกใช้เครื่องปรับอากาศต้องเลือกเครื่องปรับอากาศที่ใช้กับความต่างศักย์ไฟฟ้า 220 โวลต์ ซึ่งตรงกับค่า ความต่างศักย์ไฟฟ้าของประเทศไทย และควรเลือกเครื่องปรับอากาศที่ได้มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและ คุณภาพในการใช้พลังงานที่คุ้มค่าที่สุดจากฉลากแสดงประสิทธิภาพอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือฉลากประหยัดไฟเบอร์ 5 ของสำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม นอกจากนี้ควรพิจารณาขนาดของเครื่องปรับอากาศ (บีทียูต่อ ชั่วโมง) ให้เหมาะสมกับขนาดของห้อง เช่น ถ้าห้องมีขนาดใหญ่ แต่ใช้เครื่องปรับอากาศขนาดเล็ก จะทำให้หอ้ งไม่ เย็นและเครื่องปรับอากาศจะทำงานหนักและใช้พลังงานไฟฟ้ามาก และควรติดตั้งเครื่องปรับอากาศในตำแหน่งท่ี สามารถให้ความเย็นออกและหมุนเวียนภายในห้องได้อย่างทั่วถึง ในการใช้งานเครื่องปรับอากาศควรศึกษาวิธีใช้ และปฏิบัติตามคู่มือ ก่อนเปิดเครื่องปรับอากาศควรปิดประตูห้องหรือหน้าต่างให้มิดชิดเพื่อป้องกัน ความเย็น รั่วไหลออกจากห้อง และเมื่อเปิดเครื่องปรับอากาศควรตั้งค่าอุณหภูมิให้เหมาะสม คือ 26 องศาเซลเซียส ตั้งค่า ความเร็วพัดลมไปที่ตำแหน่งสูงสุดจนความเย็นเป็นที่ต้องการแล้วจึงปรับลดความเร็วพัดลมลง นอกจากนี้ควรทำ ความสะอาดแผ่นกรองอากาศ อุปกรณ์ในระบบปรับอากาศ และตะแกรง รวมถึงชุดคอมเดนเซอร์ เพื่อให้อากาศ ผ่านเข้าออกไดส้ ะดวก และไมค่ วรใช้เครอื่ งใชไ้ ฟฟา้ ทใี่ หค้ วามรอ้ นในหอ้ งทเ่ี ปดิ เครอ่ื งปรบั อากาศใชง้ าน • การเลือกใช้หม้อหุงข้าวต้องเลือกหม้อหุงข้าวที่ใช้กับความต่างศักย์ไฟฟ้า 220 โวลต์ ซึ่งตรงกับค่าความต่าง ศักย์ไฟฟ้าของประเทศไทย และควรเลือกหม้อหุงข้าวที่ได้มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและคุณภาพในการใช้ พลังงานของหม้อหงุ ข้าวท่คี ุ้มค่าทีส่ ดุ จากฉลากแสดงประสทิ ธภิ าพอปุ กรณ์ไฟฟ้าหรือฉลากประหยัดไฟเบอร์ 5 ของ สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม นอกจากน้ีควรพิจารณาขนาดของหม้อหุงข้าวให้สอดคล้องกับจำนวน คนที่รับประทาน ถ้ามีจำนวนมาก ขนาดของหม้อหุงข้าวที่เลือกใช้ก็จะใหญ่ เมื่อขนาดของหม้อหุงข้าวใหญ่ จะมี กำลังไฟฟ้ามากตามไปด้วย ทำให้ปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าจะมากตามไปด้วย เช่น จำนวนคนที่รับประทาน 1-3 คน ควรเลือกใช้หม้อหุงข้าวขนาด 1 ลิตรที่มีกำลังไฟฟ้า 450 วัตต์ ถ้าจำนวนคนที่รับประทาน 4-5 คน ควร เลือกใช้หม้อหุงข้าวขนาด 1.5-1.8 ลิตรที่มีกำลังไฟฟ้า 550-570 วัตต์ และถ้าจำนวนคนที่รับประทาน 6-8 คน ควรเลือกใช้หมอ้ หงุ ข้าวขนาด 2-2.2 ลติ รท่มี ีกำลังไฟฟา้ 600-620 วัตต์ สว่ นการใช้งานหมอ้ หงุ ข้าวควรศึกษาวิธีใช้ และปฏิบตั ิตามค่มู ือ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 6 | ไฟฟา้ 256 คู่มอื ครรู ายวิชาพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยแบบฝกึ หดั ทา้ ยหน่วย 1. จากแผนภาพวงจรไฟฟา้ มีอุปกรณไ์ ฟฟ้าอะไรบ้าง* ก. หลอดไฟฟา้ แอมมเิ ตอร์ สวติ ช์ ตัวเกบ็ ประจุ ข. แอมมเิ ตอร์ แหลง่ กำเนิดไฟฟ้า หลอดไฟฟา้ ตัวเกบ็ ประจุ ค. แหลง่ กำเนดิ ไฟฟา้ สวิตช์ หลอดไฟฟา้ โวลต์มิเตอร์ ง. สวติ ช์ แอมมเิ ตอร์ หลอดไฟฟ้า แหลง่ กำเนดิ ไฟฟา้ เฉลย ง. เพราะ เป็นสญั ลักษณแ์ ทนแหลง่ กำเนดิ ไฟฟา้ เป็นสญั ลกั ษณ์แทนสวติ ช์ เปน็ สญั ลักษณแ์ ทนหลอดไฟฟ้า เป็นสัญลักษณ์แทนแอมมเิ ตอร์ ดงั น้นั อปุ กรณไ์ ฟฟ้าท่ปี รากฏในวงจรนี้ ได้แก่ แหล่งกำเนิดไฟฟา้ สวิตช์ หลอดไฟฟา้ แอมมเิ ตอร์ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

257 หน่วยที่ 6 | ไฟฟ้า คูม่ อื ครูรายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 2. เม่อื ต่อโวลตม์ เิ ตอร์ระหวา่ งอุปกรณ์ไฟฟา้ โดยใชข้ ้ัวบวกท่ีรองรบั ความตา่ งศักยไ์ ฟฟา้ สงู สุดของโวลต์มเิ ตอรเ์ ปน็ 300 โวลต์ เขม็ ของโวลตม์ ิเตอรช์ ี้ดังภาพ ค่าท่อี ่านไดเ้ ป็นเทา่ ใด * ก. 2.2 โวลต์ ข. 11 โวลต์ ค. 22 โวลต์ ง. 220 โวลต์ เฉลย ง. เพราะที่ขั้วบวกที่รองรับความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงสุดเท่ากับ 300 โวลต์ แต่ละช่องจะมีค่าเท่ากับ 300 V/30 ชอ่ ง = 10 โวลต์ต่อช่อง จากภาพ เขม็ ช้ที ี่ชอ่ งที่ 22 ดงั น้นั ค่าทีอ่ ่านไดจ้ ากโวลต์มิเตอร์เปน็ 220 โวลต์ 3. หลอดไฟฟ้า 2 หลอดต่อเข้ากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า 9 โวลต์ ดังภาพ ถ้าความต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมหลอดไฟฟ้า ก เปน็ 6 โวลต์ และกระแสไฟฟ้าทผ่ี า่ นเปน็ 0.2 แอมแปร์ ค่าความต้านทานไฟฟ้าของหลอดไฟฟา้ ข เปน็ เทา่ ใด ** กข ก. 15 โอหม์ ข. 30 โอหม์ ค. 45 โอหม์ ง. 75 โอหม์ เฉลย ก. เพราะหลอดไฟฟ้าทั้งสองตอ่ กันแบบอนกุ รม ความต่างศักย์ไฟฟ้าทัง้ 2 หลอดรวมกันจะเป็น 9 V ดังนั้น จะ ได้ว่าความตา่ งศักยไ์ ฟฟ้าของหลอดไฟฟ้า ข มีคา่ เท่ากบั 9 V – 6 V = 3 V จากความสมั พนั ธ์ V = IR จะได้ว่า ความตา้ นทานไฟฟา้ เท่ากบั R = V/I = (3 V)/(0.2 A) = 15 Ω สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 6 | ไฟฟา้ 258 คู่มอื ครรู ายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 4. แผนภาพวงจรไฟฟา้ ใ ที่เมอ่ื หลอดไฟฟ้าหลอดใดหลอดหนง่ึ ขาด หลอดท่เี หลือยงั คงสวา่ ง * ก. ข. ค. ง. เฉลย ค. เพราะการต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าแบบขนานจะทำให้เมื่ออุปกรณ์ไฟฟ้าใดชำรุด อุปกรณ์ไฟฟ้าที่เหลือจะยังคง ทำงานได้จากตัวเลอื กขอ้ ค. เป็นการต่อหลอดไฟฟา้ แบบขนาน ส่วนข้ออนื่ ๆ เปน็ การต่อแบบอนกุ รม 5. หลอดไฟฟ้า 3 หลอดเหมือนกันทุกประการต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ดังภาพ ถ้าความต่างศักย์ไฟฟ้าของหลอด ไฟฟ้า ก เปน็ 8 โวลต์ ความต่างศกั ย์ไฟฟา้ ของหลอดไฟฟ้า ค จะเป็นเท่าใด * ก. 2 โวลต์ ข. 4 โวลต์ ค. 8 โวลต์ ง. 12 โวลต์ เฉลย ข. เพราะจากภาพหลอดไฟฟา้ ข กับหลอดไฟฟ้า ค ตอ่ ขนานกนั แลว้ ไปต่ออนุกรมกับหลอดไฟฟา้ ก พจิ ารณา ที่หลอดไฟฟ้า ข และ ค จะพบว่าความต่างศักย์ไฟฟ้าของหลอดไฟฟ้า ข และ ค เท่ากัน เนื่องจากต่อขนาน กัน และมีค่าเท่ากับความต่างศักย์ไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า – ความต่างศักย์ไฟฟ้าของหลอดไฟฟ้า ก ดงั นน้ั หลอดไฟฟ้า ค มีความต่างศกั ย์ไฟฟ้าเทา่ กับ 12 V – 8 V = 4 V สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

259 หน่วยท่ี 6 | ไฟฟา้ คู่มือครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 6. พิจารณาการใชเ้ คร่ืองใช้ไฟฟา้ ตอ่ ไปนี้ พัดลมขนาด 50 วตั ต์ จำนวน 2 เครือ่ ง เปิดเดือนละ 30 วนั วันละ 3 ช่วั โมง โทรทัศน์ขนาด 200 วตั ต์ เปิดเดือนละ 20 วัน วนั ละ 2 ช่วั โมง เตารีดขนาด 1,000 วตั ต์ รดี ผ้าเดือนละ 4 คร้ัง คร้ังละ 1 ช่ัวโมง ถา้ คิดคา่ ไฟฟ้าหน่วยละ 2 บาท จะต้องจ่ายค่าไฟฟา้ จากการใชเ้ ครอ่ื งใช้ไฟฟ้าใดมากท่สี ดุ และน้อยทสี่ ุดตามลำดับ * ก. เตารดี พัดลม ข. เตารดี โทรทศั น์ ค. โทรทศั น์ พดั ลม ง. พดั ลม เตารดี เฉลย ง. เพราะหาพลงั งานไฟฟา้ ทีเ่ คร่อื งใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดใช้ หาคา่ ไฟฟ้าจากการใช้พัดลม โจทย์กำหนด กำลงั ไฟฟ้าของพัดลม 50 วตั ต์หรือ 0.05 กโิ ลวตั ต์ พดั ลมเปดิ ใช้งานเปน็ เวลาวนั ละ 3 ชัว่ โมง จากความสมั พันธ์ W = Pt = 0.05 kW x 3 h = 0.15 kW h หรือ 0.15 unit ใน 1 วัน พดั ลมจำนวน 1 เครอื่ งจะใชพ้ ลงั งานไฟฟ้า 0.15 หน่วย ถา้ พัดลมจำนวน 2 เคร่อื งจะใช้พลังงานไฟฟ้า 2 x 0.15 หนว่ ย เทา่ กับ 0.3 หนว่ ย ใน 1 เดือน พัดลมทงั้ 2 เคร่อื งจะใชพ้ ลงั งานไฟฟา้ 30 วนั x 0.3 หน่วย เท่ากับ 9 หนว่ ย คดิ คา่ ไฟฟา้ หนว่ ยละ 2 บาท จะต้องจ่ายค่าไฟฟ้าจากการใชพ้ ัดลม 9 หนว่ ย x 2 บาท เท่ากับ 18 บาท หาคา่ ไฟฟ้าจากการใช้โทรทศั น์ โจทยก์ ำหนด กำลงั ไฟฟา้ ของโทรทัศน์ 200 วตั ตห์ รือ 0.2 กโิ ลวัตต์ โทรทศั น์เปดิ ใช้งานเป็นเวลาวันละ 2 ช่ัวโมง จากความสัมพันธ์ W = Pt = 0.2 kW x 2 h = 0.4 kW h หรอื 0.4 unit ใน 1 วัน โทรทัศน์จะใช้พลงั งานไฟฟ้า 0.4 หนว่ ย ใน 1 เดือน โทรทัศน์จะใช้พลงั งานไฟฟา้ 20 วนั x 0.4 หนว่ ย เทา่ กบั 8 หน่วย คดิ ค่าไฟฟ้าหนว่ ยละ 2 บาท จะต้องจา่ ยคา่ ไฟฟ้าจากการใช้โทรทัศน์ 8 หนว่ ย x 2 บาท เทา่ กบั 16 บาท หาค่าไฟฟา้ จากการใชเ้ ตารีด โจทยก์ ำหนด กำลงั ไฟฟ้าของเตารีด 1,000 วตั ต์ หรอื 1 กโิ ลวตั ต์ เตารีดเปิดใช้งานเปน็ เวลาครงั้ ละ 1 ชวั่ โมง จากความสมั พันธ์ W = Pt = 1 kW x 1 h = 1 kW h หรอื 1 unit สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟ้า 260 คู่มอื ครูรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ใน 1 ครัง้ เตารีดจะใช้พลงั งานไฟฟ้า 1 หนว่ ย ใน 1 เดอื น เตารีดจะใชพ้ ลงั งานไฟฟา้ 4 ครั้ง x 1 หนว่ ย เทา่ กับ 4 หน่วย คดิ คา่ ไฟฟา้ หนว่ ยละ 2 บาท จะต้องจ่ายคา่ ไฟฟา้ จากการใชเ้ ตารีด 4 หนว่ ย x 2 บาท เท่ากับ 8 บาท ดงั น้ัน ตอ้ งจา่ ยค่าไฟฟ้าจากการใช้พดั ลมมากท่ีสุด และตอ้ งจา่ ยค่าไฟฟา้ จากการใช้เตารดี นอ้ ยทสี่ ุด 7. ตารางแสดงกำลงั ไฟฟา้ และระยะเวลาที่เปดิ ใชง้ านของหลอดไฟฟา้ A และ B ชนิดของหลอดไฟฟา้ กำลังไฟฟา้ (W) ระยะเวลาที่เปดิ ใช้งาน (h) A 75 150 B 20 150 กำหนดให้ 1 หนว่ ยเท่ากบั 1 กิโลวัตต์ ช่วั โมง หลอดไฟฟา้ A ใช้พลังงานไฟฟา้ สูงกว่าหลอดไฟฟ้า B กห่ี นว่ ย * ก. 3 หน่วย ข. 8.25 หน่วย ค. 11.25 หน่วย ง. 55 หนว่ ย เฉลย ข. เพราะหาพลังงานไฟฟ้าท่หี ลอดไฟฟา้ A และหลอดไฟฟ้า B ใช้ หาพลงั งานไฟฟ้าทีห่ ลอดไฟฟา้ A ใช้ โจทยก์ ำหนด กำลงั ไฟฟา้ ของหลอดไฟฟา้ A 75 วตั ตห์ รือ 0.075 กิโลวัตต์ หลอดไฟฟา้ A เปดิ ใช้งานเปน็ เวลา 150 ชวั่ โมง จากความสมั พนั ธ์ W = Pt = 0.075 kW x 150 h = 11.25 kW h หรอื 11.25 unit หลอดไฟฟา้ A จะใช้พลังงานไฟฟา้ 11.25 หนว่ ย หาพลังงานไฟฟา้ ทห่ี ลอดไฟฟา้ B ใช้ โจทยก์ ำหนด กำลงั ไฟฟา้ ของหลอดไฟฟา้ B 20 วัตตห์ รอื 0.02 กิโลวัตต์ หลอดไฟฟา้ B เปดิ ใช้งานเป็นเวลา 150 ชวั่ โมง จากความสมั พันธ์ W = Pt = 0.02 kW x 150 h = 3 kW h หรอื 3 unit หลอดไฟฟ้า B จะใช้พลังงานไฟฟ้า 3 หน่วย ดงั น้ันหลอดไฟฟา้ A ใชพ้ ลงั งานไฟฟา้ สูงกว่าหลอดไฟฟ้า B 11.25 – 3 หนว่ ย เท่ากบั 8.25 หนว่ ย สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

261 หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า ค่มู ือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 8. บ้านหลังหนึ่งเปลี่ยนหลอดไส้ขนาด 40 วัตต์จำนวน 5 หลอด เป็นหลอดแอลอีดีขนาด 10 วัตต์ทั้งหมด ถ้าปกติ บ้านนี้จะใช้หลอดไฟฟ้าวันละ 4 ชั่วโมง เมื่อเวลาผ่านไป 1 เดือนหลังเปลี่ยนหลอดไฟฟ้าแล้ว บ้านหลังนี้จะใช้ พลังงานไฟฟ้าเปลย่ี นแปลงจากการใช้หลอดไส้อยา่ งไร (1 เดือนคดิ 30 วนั ) * ก. ลดลง 3.6 หนว่ ย ข. ลดลง 6 หน่วย ค. ลดลง 18 หน่วย ง. ลดลง 30 หนว่ ย เฉลย ค. เพราะหาพลังงานไฟฟา้ ทห่ี ลอดไสแ้ ละหลอดแอลอีดใี ช้ หาพลงั งานไฟฟ้าทหี่ ลอดไสใ้ ช้ โจทยก์ ำหนด กำลังไฟฟ้าของหลอดไส้ 40 วตั ตห์ รือ 0.04 กโิ ลวตั ต์ หลอดไส้เปิดใชง้ านเปน็ เวลาวนั ละ 4 ชวั่ โมง จากความสัมพันธ์ W = Pt = 0.04 kW x 4 h = 0.16 kW h หรือ 0.16 unit หลอดไสจ้ ำนวน 1 หลอดใชพ้ ลังงานไฟฟา้ 0.16 หน่วย ถ้าหลอดไส้จำนวน 5 หลอดใชพ้ ลงั งานไฟฟ้า 0.16 หนว่ ย x 5 หลอด เทา่ กับ 0.8 หน่วย ใน 1 เดือน หลอดไสจ้ ะใชพ้ ลงั งานไฟฟ้าทั้งหมด 0.8 หนว่ ย x 30 วัน เทา่ กับ 24 หนว่ ย หาพลังงานไฟฟา้ ทหี่ ลอดแอลอีดีใช้ โจทยก์ ำหนด กำลงั ไฟฟา้ ของหลอดแอลอดี ี 10 วัตตห์ รือ 0.01 กิโลวัตต์ หลอดไฟฟา้ แบบไส้เปดิ ใชง้ านเป็นเวลาวันละ 4 ช่ัวโมง จากความสมั พนั ธ์ W = Pt = 0.01 kW x 4 h = 0.04 kW h หรอื 0.04 unit หลอดแอลอดี จี ำนวน 1 หลอดใชพ้ ลังงานไฟฟ้า 0.04 หนว่ ย ถา้ หลอดแอลอดี จี ำนวน 5 หลอดใช้พลังงานไฟฟ้า 0.04 หนว่ ย x 5 หลอด เท่ากบั 0.2 หน่วย ใน 1 เดือน หลอดแอลอดี ีจะใช้พลงั งานไฟฟา้ ทั้งหมด 0.2 หนว่ ย x 30 วนั เท่ากับ 6 หนว่ ย ดังนัน้ เมื่อเวลาผา่ นไป 1 เดอื นหลังเปลีย่ นหลอดไฟฟ้าแล้ว บ้านหลงั น้ีจะใช้พลงั งานไฟฟา้ ลดลงจากเดมิ คือ 24 - 6 หนว่ ย เทา่ กับ 18 หนว่ ย สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 6 | ไฟฟา้ 262 ค่มู ือครูรายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 9. ถา้ นำตัวเก็บประจุที่สามารถใช้กับความต่างศกั ย์ไฟฟา้ สูงสุด 25 โวลต์ มาตอ่ กับแหลง่ กำเนิดไฟฟา้ 3 โวลต์ แล้ว นำไปต่อกับไดโอดเปล่งแสง จากนั้นนำตัวเก็บประจุอันเดิมมาต่อกับแหลง่ กำเนิดไฟฟ้า 6 โวลต์ ความต่างศักย์ไฟฟ้าของ ตัวเก็บประจุน้จี ะมเี ทา่ ใด * ก. 3 โวลตเ์ ทา่ กบั แหลง่ กำเนิดไฟฟ้าขนาด 3 โวลต์ ข. 6 โวลตเ์ ท่ากับแหลง่ กำเนิดไฟฟ้าขนาด 6 โวลต์ ค. 9 โวลตเ์ ทา่ กบั แหล่งกำเนิดไฟฟา้ ท้งั สองแหล่งรวมกนั ง. 25 โวลตเ์ ทา่ กบั ความต่างศักยไ์ ฟฟ้าสูงสุดที่กำหนดไวบ้ นตัวเก็บประจุ เฉลย ข. เพราะเมื่อนำตัวเก็บประจุไปต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้าจะทำให้ตัวเก็บประจุรับประจุไฟฟ้ามาเก็บไว้ และมี ความต่างศักย์ไฟฟ้าเพ่ิมขึ้นจนกระท่ังความต่างศักย์ไฟฟ้าเทา่ กับความตา่ งศักยไ์ ฟฟ้าของแหล่งกำเนดิ ไฟฟา้ ตัวเก็บประจุก็จะหยุดการประจุ จากสถานการณ์ถ้านำตัวเก็บประจุต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า 3 โวลต์ ตัวเก็บประจุจะรับประจุไฟฟ้าและมีความต่างศักย์ไฟฟ้า 3 โวลต์ ถ้านำตัวเก็บประจุต่อกับไดโอดเปล่งแสง ตัวเก็บประจุจะคายประจุไฟฟ้าให้กับไดโอดเปล่งแสง ตัวเก็บประจุจึงกลับมาเป็นกลางทางไฟฟ้าอีกคร้ัง หรือมคี วามต่างศกั ยไ์ ฟฟ้า 0 โวลต์ ดงั นั้นถา้ นำตัวเกบ็ ประจตุ อ่ กับแหล่งกำเนดิ ไฟฟ้า 6 โวลตอ์ กี ครงั้ ตัวเก็บ ประจุก็จะมคี วามต่างศักย์ไฟฟ้าเท่ากบั 6 โวลต์ 10. ถ้านำตัวเก็บประจุที่ผ่านการประจุกับแหล่งกำเนิด ไฟฟ้ามาต่อกับตัวต้านทาน ไดโอดเปล่งแสง และกดสวิตช์ เป็นวงจรไฟฟ้า ดังภาพ เมื่อกดสวิตช์ลงเพื่อให้วงจรปิดจะ เขยี นแผนภาพวงจรไฟฟา้ ได้ตามขอ้ ใด * ก. ข. ค. ง. สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

263 หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า คู่มือครูรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลย ค. เพราะชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในวงจรตามสถานการณ์ ประกอบด้วยสวิตช์ ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน และ ไดโอดเปล่งแสง ซงึ่ แตล่ ะชิน้ สว่ นอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ใชส้ ญั ลักษณใ์ นวงจรคือ สวติ ช์ไฟฟ้า ใช้สญั ลกั ษณ์ ปดิ วงจร คอื ตวั เกบ็ ประจุไฟฟา้ ชนิดมขี ัว้ ใชส้ ัญลกั ษณ์ คือ +- ตัวต้านทานคงที่ ใช้สญั ลักษณ์ คือ ไดโอดเปลง่ แสง ใช้สญั ลักษณ์ คือ ดังนั้นเมื่อนำชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทุกอันมาต่อแบบอนุกรมต้องพิจารณาขั้วและต่อให้ถูกต้อง โดยขั้วบวก ของชนิ้ ส่วนอิเลก็ ทรอนิกส์ควรตอ่ เข้ากบั ขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ซ่ึงวงจรไฟฟา้ น้ี ตัวเกบ็ ประจุท่ีประจุ ประจุไฟฟ้าเรียบร้อยแล้วจะทำหน้าที่เสมือนเป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าของวงจร นั่นคือ ขั้วบวกหรือขั้วแอโนด ของไดโอดเปล่งแสงควรต่อเข้ากับขั้วบวกของตัวเก็บประจุ และขั้วลบหรือขั้วแคโทดของไดโอดเปล่งแสง ควรตอ่ เข้ากับขั้วลบของตวั เกบ็ ประจุ ดงั ภาพ สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี