สรุปหน่วยการเรียนรู้ที่ 3 เรื่อง ไฟฟ้า

ตวั อยา่ ง

วทิ ยาศาสตรวแ์ ทิ ลยะาเศทาคสตโนรโ์ชลนั้ยปี รชะ้ันถปมศรกึะษถามปศีทึกี่ ๓ษาปที ่ี ๖

ตวั อยา่ ง

1. การเกดิ แรงไฟฟา้ แรงไฟฟ้า คอื เกิดขน้ึ ระหว่างวัตถุทีม่ ปี ระจุไฟฟ้า ซงึ่ ประจไุ ฟฟา้ มี ๒ ชนดิ คอื ประจุไฟฟ้า บวก และประจุไฟฟา้ ลบ วตั ถทุ ม่ี ปี ระจุไฟฟ้าชนิดเดยี วกัน ผลกั กนั ตา่ งชนดิ กันดึงดูดกนั

++ -- ประจไุ ฟฟ้าชนดิ เดียวกันผลกั กนั

+- - ประจไุ ฟฟ้าตา่ งชนดิ กันดึงดูดกนั

ตัวอย่าง การเกิดแรงไฟฟา้ ในชวี ิตประจาวนั ในชว่ งฤดหู นาวอากาศจะแห้ง เมอ่ื ใช้มอื ลบู ท่ขี นแมวหลาย ๆ ครั้ง เมื่อหวผี มหลาย ๆ ครงั้ จะทาให้ เสอื้ ผ้าอาจถกู ดดู ติดตวั ของเราได้ จะทาใหม้ ขี นแมวตดิ มอื หลายเสน้ เกดิ แรงไฟฟา้ ได้ เสน้ ผมจึงตดิ ทห่ี วี

แรงไฟฟ้าเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติ การนาวัตถุมาขัดถูกันจะทาให้เกิดแรงไฟฟ้า ขนึ้ บริเวณทม่ี กี ารขดั ถขู องวัตถุเทา่ นั้น เรียกแรงไฟฟา้ นี้ว่า ไฟฟา้ สถิต ตวั อย่างการทดสอบไฟฟา้ สถติ อยา่ งง่ายดว้ ยการหวผี ม แลว้ นาหวไี ปจ่อใกล้ ๆ เศษกระดาษชิ้นเล็ก ๆ

แรงไฟฟ้าไม่สามารถเกดิ ขึ้นไดก้ ับวตั ถุทกุ ชนดิ ตวั อย่างดงั ตาราง วสั ดทุ ท่ี าใหเ้ กิดแรงไฟฟา้ วัสดุทเี่ กิดแรงไฟฟา้ ได้ค่อนข้างยาก หรืออาจไม่เกดิ เลย พลาสติก ยาง แกว้ โลหะ ไม้

ปจั จัยที่ส่งผลต่อการเกิดแรงไฟฟา้ ความช้นื ของวัตถุ ประเภทของวัสดุ ระยะเวลาทใ่ี ชข้ ดั ถวู ัตถุ วัตถุท่ีมีความชืน้ สูงจะเกิด วัสดุทเ่ี กดิ แรงไฟฟ้าไดง้ ่าย หากนอ้ ยเกนิ ไปจะไมท่ าให้ แรงไฟฟา้ ไดค้ ่อนข้างยาก เช่น พลาสตกิ แกว้ ยาง เกดิ แรงไฟฟ้า

ตวั อยา่ ง

2. ผลของแรงไฟฟา้ ท่เี กดิ ขึน้ เม่อื นาวตั ถุ 2 ชนดิ มาขัดถกู ัน จะทาให้ประจุไฟฟา้ เกดิ การแลกเปลย่ี นกนั วัตถุจงึ ไมเ่ ป็นกลางทางไฟฟ้า หากนาวตั ถุทไี่ มเ่ ป็นกลางทางไฟฟา้ มาเขา้ ใกลว้ ตั ถทุ ่ีมนี า้ หนกั เบา จะเกดิ การเหนย่ี วนาไฟฟา้ จึงสามารถดงึ ดูดวัตถุท่ีมนี ้าหนกั เบาได้ เช่น ใชผ้ า้ แหง้ ขัดถูไม้บรรทดั พลาสติกหลาย ๆ ครัง้ จะทาใหเ้ กิดแรงไฟฟ้าข้นึ

หากนาวตั ถุ 2 ชน้ิ ท่ไี ม่เป็นกลางทางไฟฟ้ามาเขา้ ใกล้กนั จะทาให้เกดิ แรงระหว่างประจุไฟฟา้ ขึ้น ดังน้ี การขดั ถวู ตั ถุชนดิ เดยี วกนั ด้วยสงิ่ เดียวกัน การขัดถูวัตถุชนดิ เดียวกนั ดว้ ยสิ่งท่ีต่างกนั จะทาใหเ้ กดิ ประจุไฟฟา้ ชนิดเดยี วกัน ซ่งึ จะมีแรง จะทาให้เกิดประจไุ ฟฟ้าต่างชนิดกนั ซ่งึ จะมแี รง ระหวา่ งประจุไฟฟ้า เม่ือนาวตั ถมุ าเขา้ ใกล้กนั ระหวา่ งประจไุ ฟฟ้า เม่ือนาวตั ถมุ าเขา้ ใกลก้ ัน จะเกิดแรงผลกั จะเกดิ แรงดงึ ดดู ถูลกู โป่งทง้ั 2 ใบ ดว้ ยผ้าแห้ง ถูด้วยมือแหง้ ถูด้วยผ้าแหง้

นกั เรียนคดิ ว่า หากเราใชม้ อื ลบู หลังของแมวท่แี ห้งหลาย ๆ คร้ัง จะเกิดผลอย่างไร เพราะอะไร “เมอ่ื เราใช้มือลบู หลังของแมวทแี่ ห้งหลาย ๆ ครั้ง จะทาให้ขนของแมว ตั้งชขู นึ้ หรือมีขนของแมวติดมือหลายเส้น” เพราะมแี รงไฟฟ้าเกดิ ข้ึน

อานาจไฟฟา้ ท่เี กิดจากประจุไฟฟา้ อยู่กบั ที่ในวตั ถซุ ่ึงเกิดจากการขดั ถกู ันของวัตถทุ า ใหเ้ กิดประจไุ ฟฟา้ สะสมในวตั ถุ เรียกว่า ไฟฟ้าสถิต ประจไุ ฟฟ้าชนดิ เดียวกนั จะส่ง แรงผลักกัน ส่วนประจไุ ฟฟา้ ตา่ งชนดิ กันจะดงึ ดดู กัน และตัวนาที่มีประจไุ ฟฟ้าจะ ดึงดดู อนภุ าคท่ไี มม่ ีประจุไฟฟ้าโดยการเหนยี่ วนา

ตวั อยา่ ง

วงจรไฟฟ้า เครื่องใช้ไฟฟา้ ในชวี ติ ประจาวัน เคร่อื งใช้ในชวี ติ ประจาวันของเราหลาย วทิ ยาศาสตรวแ์ ทิ ลยะาเศทาคสตโนรโ์ชลนั้ยปี รชะ้นัถปมศรกึะษถามปศีทกึ ี่ ๓ษาปที ่ี ๖ อย่างจาเป็นตอ้ งใชพ้ ลงั งานไฟฟา้ เพอื่ ทาให้เคร่ืองใชเ้ หลา่ นนั้ ทางานได้ เช่น โทรศัพทเ์ คลื่อนท่ี คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ การจะนาพลงั งานไฟฟา้ มาใช้งานกับ เครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้าน้ัน จาเปน็ ต้องทาใหป้ ระจุไฟฟา้ เคลื่อนทจ่ี ากแหล่งกาเนดิ ไฟฟ้าผ่านตวั กลางไป ยงั เคร่ืองใช้ไฟฟ้าตา่ ง ๆ

▪ การต่อวงจรไฟฟ้าอยา่ งงา่ ย วงจรไฟฟ้าอย่างง่ายประกอบด้วย 3 สว่ นสาคัญ ดังน้ี 1 แหล่งกาเนดิ ไฟฟ้า 2 สายไฟฟา้ หรอื ตัวนาไฟฟ้า 3 อปุ กรณ์ไฟฟา้ หรือเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้า ทาหนา้ ที่ให้พลงั งานไฟฟา้ ทาหนา้ ที่เชอื่ มตอ่ ระหวา่ ง ทาหนา้ ที่เปลยี่ นพลังงานไฟฟา้ แหลง่ กาเนิดไฟฟ้ากับอุปกรณไ์ ฟฟ้า ไปเปน็ พลงั งานรูปแบบตา่ ง ๆ หรอื เครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้าเขา้ ดว้ ยกนั

วงจรไฟฟา้ อย่างงา่ ย ตัวนาและฉนวนไฟฟา้ เคร่ืองใช้ไฟฟ้าท่ีเราใช้ในชีวิตประจาวัน ถ้าเราไม่ได้เสียบปลั๊ก ไม่ได้เปิดสวิตช์ เครื่องใชไ้ ฟฟ้าเหลา่ นัน้ กจ็ ะไมท่ างาน เพราะไมม่ ีกระแสไฟฟา้ ส่งมายังเครอื่ งใชไ้ ฟฟ้า วทิ ยาศาสตรว์แทิ ลยะาเศทาคสตโนรโ์ชลน้ัยปี รชะั้นถปมศรกึะษถามปศีทกึ ี่ ๓ษาปีที่ ๖

ห ล อ ด ไ ฟ ฟ้ า จ ะ ส ว่ า ง เ ม่ื อ มี ก า ร ต่ อ ถ่านไฟฉาย สายไฟฟ้า และ หลอดไฟฟ้าเข้า ด้วยกันเป็นวงจรไฟฟ้า ทาให้กระแสฟ้าไหลครบ วงจร เรียกว่า วงจรปิด ซ่ึงสายไฟฟ้าทาหน้าท่ี เป็นตัวนาไฟฟ้า ถ้าสายไฟฟ้าขาดออกจากกัน จะทาให้กระแสไฟฟ้าไหลไม่ครบวงจร หลอด ไฟฟา้ จะดับ เรยี กวา่ วงจรเปดิ วทิ ยาศาสตรวแ์ ทิ ลยะาเศทาคสตโนรโ์ชลนั้ยปี รชะั้นถปมศรกึะษถามปศีทึกี่ ๓ษาปที ี่ ๖

ภาพและแผนภาพแสดงการตอ่ วงจรไฟฟา้ แบบวงจรปดิ วทิ ยาศาสตรว์แทิ ลยะาเศทาคสตโนรโ์ชลน้ัยปี รชะนั้ถปมศรกึะษถามปศีทึกี่ ๓ษาปที ่ี ๖

ภาพและแผนภาพแสดงการตอ่ วงจรไฟฟา้ แบบวงจรเปดิ วิทยาศาสตรวแ์ ทิ ลยะาเศทาคสตโนรโ์ชลนั้ยปี รชะ้ันถปมศรกึะษถามปศีทึกี่ ๓ษาปีท่ี ๖

▪ การต่อวงจรไฟฟ้าอย่างงา่ ย เมือ่ ต่อวงจรไฟฟ้าจะมีกระแสไฟฟา้ ไหลผ่านในวงจร โดยมสี วติ ซท์ าหนา้ ที่ควบคมุ กระแสไฟฟา้ หากต่อวงจรไฟฟ้าครบวงจรและเคร่ืองใช้ไฟฟ้า หากต่อวงจรไฟฟ้าไมค่ รบวงจร โดยปลดสายไฟฟ้า สามารถทางานได้จะเรียกว่า วงจรปิด เสน้ ใดเสน้ หน่ึงออกหรือยกสวิตช์ข้ึน และเครื่องใช้ ไฟฟา้ ไมส่ ามารถทางานได้จะเรยี กวา่ วงจรเปิด

▪ การตอ่ วงจรไฟฟ้าอยา่ งงา่ ย การต่อวงจรไฟฟา้ อยา่ งง่าย แลว้ ทาใหห้ ลอดไฟฟา้ สวา่ งทาไดห้ ลายวิธี เช่น นาปลายด้านล่างสว่ นทเ่ี ป็นโลหะ ต่อปลายดา้ นหนงึ่ ของสายไฟฟ้าแตล่ ะ 1 ของหลอดไฟฟา้ แตะท่ขี ้วั บวก (+) 1 เสน้ เขา้ กบั ขัว้ บวก (+) และขว้ั ลบ (-) ของถ่านไฟฉาย ของถา่ นไฟฉาย 2 นาสายไฟฟ้าตอ่ เข้ากบั ด้านขา้ ง 2 นาปลายสายไฟฟ้าทเี่ หลอื เสน้ หนึ่งตอ่ บริเวณท่เี ป็นโลหะของหลอดไฟฟา้ เขา้ กับปลายด้านลา่ งของหลอดไฟฟา้ 3 นาปลายสายไฟฟา้ ท่เี หลือต่อเข้า 3 นาปลายของสายไฟฟา้ อีกเสน้ ตอ่ เขา้ กับข้วั ลบ (-) ของถา่ นไฟฉาย กับบรเิ วณโลหะของหลอดไฟฟ้า สว่ นการต่อวงจรไฟฟา้ ภายในบา้ น ทาไดโ้ ดยนาเต้าเสยี บของเครื่องใช้ไฟฟา้ ต่าง ๆ ตอ่ เขา้ กบั เตา้ รบั เครอื่ งใช้ไฟฟา้ จงึ ทางานได้

ตวั นาไฟฟ้า : ความต้านทานต่า กระแสไฟฟ้า ผา่ นไดด้ ี เชน่ ทองแดง เงนิ ทองคา ฉนวนไฟฟ้าไฟฟา้ : ความต้านทานสงู กระแสไฟฟา้ ผา่ นไดน้ ้อย เช่นพลาสตกิ แท่งไม้ แกว้ ส่วนารต่อวงจรไฟฟา้ ภายในบ้าน ทาได้โดยนาเต้าเสยี บของเครอื่ งใช้ไฟฟ้าตา่ ง ๆ ต่อเขา้ กบั เตา้ รบั เครื่องใช้ไฟฟ้าจงึ ทางานได้

ตวั อยา่ ง

สัญลักษณ์ที่ใช้ในวงจรไฟฟ้า แทนตัวอุปกรณ์ จะถูกใช้ในแผนภาพวงจรเพ่ือแสดงให้เห็นการต่อเข้า ดว้ ยกนั ของวงจร ดงั น้ี วทิ ยาศาสตรวแ์ ทิ ลยะาเศทาคสตโนรโ์ชลนั้ยปี รชะ้ันถปมศรกึะษถามปศีทกึ ี่ ๓ษาปที ี่ ๖

สญั ลกั ษณ์ของสว่ นประกอบตา่ ง ๆ ในการตอ่ วงจรไฟฟา้ วิทยาศาสตรว์แทิ ลยะาเศทาคสตโนรโ์ชลนั้ยปี รชะั้นถปมศรกึะษถามปศีทึกี่ ๓ษาปที ี่ ๖

1.1 การตอ่ วงจรไฟฟา้ อยา่ งง่าย การเขยี นแผนภาพวงจรไฟฟา้ แทนการวาดรปู ทาไดโ้ ดยใช้สัญลกั ษณแ์ สดงส่วนประกอบของวงจรไฟฟา้ และลกั ษณะ การตอ่ ของแตล่ ะสว่ นประกอบในวงจรนนั้ ดงั นี้ เซลลไ์ ฟฟา้ สายไฟฟา้ หลอดไฟฟา้ มอเตอร์ไฟฟ้า ออดไฟฟา้ สวติ ช์ไฟฟา้ สญั ลักษณ์ สญั ลักษณ์ สญั ลกั ษณ์ สญั ลกั ษณ์ สญั ลกั ษณ์ 1 เซลล์ สญั ลักษณ์ หรอื M ปดิ หลายเซลล์ สัญลกั ษณ์ เปดิ



1.1 การตอ่ วงจรไฟฟ้าอยา่ งงา่ ย 4 ตวั อยา่ งการเขยี นแผนภาพวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย 123

การต่อหลอดไฟฟ้า การตอ่ หลอดไฟฟ้ามี ๒ แบบ คอื การตอ่ หลอดไฟฟ้าแบบอนกุ รม และการต่อหลอดไฟฟ้าแบบขนาน การตอ่ หลอดไฟฟ้ามี ๒ แบบ คือ การต่อหลอดไฟฟ้าแบบอนุกรม และการต่อหลอดไฟฟ้าแบบขนาน การตอ่ หลอดไฟฟ้าแบบอนุกรมเมื่อถอดหลอดไฟฟ้าหลอดใดหลอดหน่ึงออกทาให้หลอดไฟฟ้าท่ีเหลือ ดบั ทั้งหมด ส่วนการต่อหลอดไฟฟ้าแบบขนาน เมอ่ื ถอดหลอดไฟฟ้าหลอดใดหลอดหน่งึ ออก หลอดไฟฟ้าท่ีเหลือก็ ยงั สวา่ งได้

การตอ่ หลอดไฟฟา้ แบบอนกุ รม

1.3 การต่อหลอดไฟฟา้ แบบอนุกรมและแบบขนาน การต่อหลอดไฟฟา้ แบบอนุกรม คือ การต่อหลอดไฟฟ้าแบบเรียงต่อกัน โดยกระแสไฟฟ้าท่ีผ่าน หลอดไฟฟ้าแต่ละดวงจะมีปริมาณเดียวกัน เมื่อถอดหลอดไฟฟ้า ดวงใดดวงหนึ่งออก จะทาให้หลอดไฟฟ้าที่เหลือดับทั้งหมด เพราะทาใหว้ งจรไฟฟา้ ไมค่ รบวงจรและไม่มกี ระแสไฟฟา้ ไหลผ่าน ประโยชน์ • การต่อวงจรไมย่ งุ่ ยากซับซ้อน • สามารถเปดิ หลอดไฟฟ้าทกุ ๆ ดวงในวงจรได้พร้อมกัน

1.3 การต่อหลอดไฟฟ้าแบบอนุกรมและแบบขนาน การต่อหลอดไฟฟ้าแบบอนกุ รม ข้อจากดั • หากหลอดไฟฟ้าดวงหนึ่งชารุดหรือถูก ถอดออกหลอดไฟฟ้าดวงที่เหลือจะดับ ทง้ั หมด (วงจรไฟฟ้าเปิด)

1.3 การตอ่ หลอดไฟฟ้าแบบอนกุ รมและแบบขนาน การต่อหลอดไฟฟา้ แบบอนกุ รม การประยุกต์ใชใ้ นชีวิตประจาวัน • ใช้กับการต่อหลอดไฟฟ้าท่ีต้องการให้สว่างพร้อมกัน เช่น โคมไฟหรือไฟประดบั ตามสถานที่ต่าง ๆ ไฟกะพริบ ตามงานร่ืนเริง การต่อฟิวส์ภายในบ้านหรือในอาคาร สถานทตี่ า่ ง ๆ

การต่อหลอดไฟฟา้ แบบขนาน

1.3 การตอ่ หลอดไฟฟา้ แบบอนกุ รมและแบบขนาน การตอ่ หลอดไฟฟ้าแบบขนาน คือ การต่อหลอดไฟฟ้าแต่ละดวงคร่อมกัน ทาให้มีปริมาณกระแสไฟฟ้าแยกผ่านแต่ละเส้นทางตามสายไฟฟ้าท่ีผ่านหลอดไฟฟ้า แต่ละดวง เมือ่ ถอดหลอดไฟฟ้าดวงใดดวงหนึ่งออกจะไม่มกี ระแสไฟฟา้ ไหลผ่านเสน้ ทางนน้ั แต่เสน้ ทางอน่ื ยงั มีกระแสไฟฟา้ ไหลผ่านอยู่ ทาให้หลอดไฟฟ้าทีเ่ หลือยังคงสวา่ งอยู่ ประโยชน์ • หลอดไฟฟา้ ทุกดวงสว่างเทา่ กนั • เมื่อหลอดไฟฟา้ ดวงหน่ึงเสยี หลอดไฟฟา้ ดวงอืน่ จะยงั คงทางานไดต้ ามปกติ • สามารถเปดิ หรอื ปิดหลอดไฟฟ้าเฉพาะดวงที่ต้องการใช้งานได้

1.3 การตอ่ หลอดไฟฟา้ แบบอนกุ รมและแบบขนาน การตอ่ หลอดไฟฟา้ แบบขนาน ขอ้ จากดั • ต้องใช้อปุ กรณต์ อ่ หลอดไฟฟา้ มากกวา่ แบบอนุกรม • วิธีการต่อหลอดไฟฟ้าซับซ้อนมากกว่าการต่อแบบ อนุกรม

1.3 การต่อหลอดไฟฟา้ แบบอนกุ รมและแบบขนาน การตอ่ หลอดไฟฟา้ แบบขนาน การประยกุ ตใ์ ชใ้ นชวี ติ ประจาวัน • การต่อหลอดไฟฟ้าแบบขนานถูกนามาใช้ประโยชน์กับ เคร่ืองใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน โดยมีวิธีการต่อท่ีซับซ้อนกว่า การต่อแบบอนุกรม แต่มีประสิทธิภาพในการใช้งานดีกว่า เพราะหากเครอ่ื งใช้ไฟฟ้าชนิดหนึ่งมีปัญหา เคร่ืองใช้ไฟฟ้า ชนดิ อื่นจะยงั คงใชง้ านไดต้ ามปกติ

1.3 การต่อหลอดไฟฟา้ แบบอนุกรมและแบบขนาน การต่อวงจรไฟฟา้ แบบอนุกรมและแบบขนานสามารถนาไปประยกุ ต์ใชป้ ระโยชนใ์ นชวี ิตประจาวนั ได้แตกต่างกนั ดงั น้ี การต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนาน การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม นิยมใช้ตอ่ วงจรไฟฟา้ ภายในบ้าน เพ่อื ให้สามารถ ใช้ตอ่ กับอปุ กรณไ์ ฟฟ้าหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าบางชนดิ เลือกใชเ้ ครอื่ งใช้ไฟฟา้ เครอ่ื งใดเครือ่ งหนง่ึ ได้ เช่น การตอ่ หลอดไฟฟา้ ประดับตามสถานทีต่ ่าง ๆ