วงจรไฟฟ้า

วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เล่ม 1 ชน้ั ประถมศกึ ษาปที ี่ 6 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี หนว่ ยการเรยี นรู้ท่ี 1 หนว่ ยการเรยี นรทู้ ่ี 2 หนว่ ยการเรียนรูท้ ่ี 3 หนว่ ยการเรียนรทู้ ี่ 4 Slide PowerPoint_ส่อื ประกอบการสอน บรษิ ทั อักษรเจริญทศั น์ อจท. จำกัด : 142 ถนนตะนำว เขตพระนคร กรุงเทพฯ 10200 Aksorn CharoenTat ACT.Co.,Ltd : 142 Tanao Rd. Pranakorn Bangkok 10200 Thailand โทร./แฟกซ.์ : 0 2622 2999 (อตั โนมตั ิ 20 คูส่ ำย) [email protected] / www.aksorn.com

นักเรยี นคดิ วา่ การตอ่ วงจรไฟฟา้ ของเครอื่ งใช้ไฟฟ้าที่ใช้ภายในบา้ น เปน็ การต่อวงจรไฟฟา้ แบบใด เพราะอะไร “เป็นแบบไหนนะ” “เรามาชว่ ยกันหา คาตอบกันเถอะ”

1. การตอ่ วงจรไฟฟ้า 1.1 การตอ่ วงจรไฟฟา้ อยา่ งง่าย วงจรไฟฟ้า เป็นเสน้ ทำงทก่ี ระแสไฟฟำ้ ไหลมำจำกแหล่งกำเนิดไฟฟำ้ ผ่ำนตวั นำไฟฟำ้ และอปุ กรณ์ไฟฟำ้ แล้วไหลกลบั สแู่ หลง่ กำเนดิ ไฟฟำ้ เดิมได้ครบวงจร กำรตอ่ วงจรไฟฟ้ำอย่ำงงำ่ ย รปู ภำพกำรต่อวงจรไฟฟำ้ อย่ำงงำ่ ย

1.1 การต่อวงจรไฟฟา้ อยา่ งงา่ ย วงจรไฟฟ้าอย่างงา่ ยประกอบด้วย 3 สว่ นสาคัญ ดังน้ี 1 แหลง่ กาเนิดไฟฟา้ 2 สายไฟฟ้าหรอื ตัวนาไฟฟา้ 3 อุปกรณไ์ ฟฟ้าหรอื เครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้า ทำหน้ำท่ีใหพ้ ลงั งำนไฟฟ้ำ ทำหนำ้ ที่เชอ่ื มตอ่ ระหวำ่ ง ทำหน้ำท่ีเปลี่ยนพลังงำนไฟฟำ้ แหลง่ กำเนดิ ไฟฟำ้ กับอุปกรณไ์ ฟฟำ้ ไปเปน็ พลังงำนรปู แบบต่ำง ๆ หรอื เครอื่ งใชไ้ ฟฟำ้ เขำ้ ดว้ ยกัน

1.1 การต่อวงจรไฟฟ้าอยา่ งงา่ ย เมอ่ื ตอ่ วงจรไฟฟ้ำจะมกี ระแสไฟฟำ้ ไหลผ่ำนในวงจร โดยมสี วติ ซท์ ำหนำ้ ท่ีควบคมุ กระแสไฟฟ้ำ หำกต่อวงจรไฟฟ้ำครบวงจรและเคร่ืองใช้ไฟฟ้ำ หำกต่อวงจรไฟฟ้ำไม่ครบวงจร โดยปลดสำยไฟฟ้ำ สำมำรถทำงำนไดจ้ ะเรยี กวำ่ วงจรปิด เส้นใดเส้นหน่ึงออกหรือยกสวิตช์ขึ้น และเคร่ืองใช้ ไฟฟ้ำไมส่ ำมำรถทำงำนได้จะเรยี กว่ำ วงจรเปิด

1.1 การต่อวงจรไฟฟา้ อย่างงา่ ย กำรตอ่ วงจรไฟฟำ้ อย่ำงง่ำย แล้วทำใหห้ ลอดไฟฟำ้ สว่ำงทำไดห้ ลำยวธิ ี เช่น นำปลำยด้ำนล่ำงส่วนท่เี ปน็ โลหะ ตอ่ ปลำยด้ำนหนึง่ ของสำยไฟฟำ้ แต่ละ 1 ของหลอดไฟฟ้ำแตะทข่ี ั้วบวก (+) 1 เสน้ เข้ำกับขวั้ บวก (+) และขั้วลบ (-) ของถ่ำนไฟฉำย ของถ่ำนไฟฉำย 2 นำสำยไฟฟ้ำต่อเข้ำกบั ดำ้ นข้ำง 2 นำปลำยสำยไฟฟำ้ ทีเ่ หลือเส้นหน่งึ ต่อ บริเวณทีเ่ ปน็ โลหะของหลอดไฟฟำ้ เขำ้ กบั ปลำยดำ้ นลำ่ งของหลอดไฟฟ้ำ 3 นำปลำยสำยไฟฟ้ำที่เหลอื ต่อเข้ำ 3 นำปลำยของสำยไฟฟ้ำอกี เสน้ ตอ่ เข้ำ กับขวั้ ลบ (-) ของถำ่ นไฟฉำย กับบรเิ วณโลหะของหลอดไฟฟ้ำ สว่ นการต่อวงจรไฟฟ้าภายในบ้าน ทาไดโ้ ดยนาเตา้ เสยี บของเครอื่ งใชไ้ ฟฟ้าต่าง ๆ ต่อเข้ากบั เตา้ รับ เครือ่ งใชไ้ ฟฟา้ จงึ ทางานได้

1.1 การตอ่ วงจรไฟฟา้ อยา่ งงา่ ย กำรเขยี นแผนภำพวงจรไฟฟำ้ แทนกำรวำดรปู ทำไดโ้ ดยใช้สญั ลกั ษณ์แสดงสว่ นประกอบของวงจรไฟฟำ้ และลักษณะ กำรต่อของแตล่ ะส่วนประกอบในวงจรน้นั ดังน้ี เซลลไ์ ฟฟ้า สายไฟฟา้ หลอดไฟฟา้ มอเตอร์ไฟฟา้ ออดไฟฟ้า สวติ ช์ไฟฟา้ สญั ลกั ษณ์ สญั ลกั ษณ์ สัญลกั ษณ์ สัญลกั ษณ์ สัญลกั ษณ์ 1 เซลล์ หรือ M ปดิ สัญลกั ษณ์ หลายเซลล์ สญั ลกั ษณ์ เปดิ

1.1 การตอ่ วงจรไฟฟ้าอยา่ งงา่ ย 4 ตวั อยำ่ งกำรเขยี นแผนภำพวงจรไฟฟ้ำอย่ำงง่ำย 123

1.2 การตอ่ เซลลไ์ ฟฟา้ แบบอนุกรม การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรม คือ กำรนำเซลล์ไฟฟ้ำ หลำย ๆ เซลล์ มำเรียงต่อกันเพียงแถวเดียว ทำให้ เซลลไ์ ฟฟา้ คอื แหล่งกำเนดิ กระแสไฟฟำ้ หรือ กระแสไฟฟ้ำเดินไปทิศทำงเดียว โดยให้ข้ัวบวกของ แหลง่ จ่ำยกระแสฟำ้ แบบหนึ่งทใี่ ช้ปฏกิ ริ ยิ ำเคมี เซลล์ไฟฟ้ำเซลล์หน่ึงต่อกับข้ัวลบของอีกเซลล์หนึ่ง ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้ำได้ เรยี งกันไปเรอ่ื ย ๆ ทำใหม้ พี ลงั งำนไฟฟ้ำในวงจรมำกขึ้น 1.5 โวลต์ 1.5 โวลต์ 1.5 โวลต์ เซลล์ไฟฟ้า 3 เซลล์ = 1.5 + 1.5 + 1.5 = 4.5 โวลต์

1.2 การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรม กำรต่อเซลลไ์ ฟฟำ้ หลำยเซลลจ์ ะทำใหม้ ีพลงั งำนไฟฟำ้ ในวงจรมำกกว่ำกำรตอ่ เซลลไ์ ฟฟ้ำเพยี งเซลล์เดียว เชน่ 1 เมอื่ ใช้ถ่านไฟฉาย 1 ก้อน ต่อเขา้ กบั หลอดไฟฟ้า ปรากฏวา่ หลอดไฟฟ้าสว่างเลก็ นอ้ ย 1.5 โวลต์ เซลล์ไฟฟ้า 1 เซลล์ = 1.5 โวลต์

1.2 การตอ่ เซลลไ์ ฟฟา้ แบบอนกุ รม 2 เม่ือใช้ถ่านไฟฉาย 2 ก้อน ตอ่ เข้ากับหลอดไฟฟา้ ปรากฏวา่ หลอดไฟฟ้าสวา่ งเพมิ่ ข้นึ 1.5 โวลต์ 1.5 โวลต์ เซลลไ์ ฟฟา้ 2 เซลล์ = 1.5 + 1.5 โวลต์ = 3 โวลต์

1.2 การตอ่ เซลลไ์ ฟฟา้ แบบอนกุ รม 3 เม่ือใช้ถา่ นไฟฉาย 3 ก้อน ตอ่ เข้ากบั หลอดไฟฟา้ ปรากฏวา่ หลอดไฟฟา้ สว่างเพิ่มข้นึ อีก 1.5 โวลต์ 1.5 โวลต์ 1.5 โวลต์ เซลล์ไฟฟา้ 3 เซลล์ = 1.5 + 1.5 + 1.5 โวลต์ = 4.5 โวลต์

1.2 การตอ่ เซลลไ์ ฟฟา้ แบบอนุกรม 4 เม่อื ใช้ถา่ นไฟฉาย 4 กอ้ น ตอ่ เข้ากับหลอดไฟฟ้า ปรากฏว่าหลอดไฟฟ้าสวา่ งมากท่ีสุด 1.5 โวลต์ 1.5 โวลต์ 1.5 โวลต์ 1.5 โวลต์ เซลลไ์ ฟฟา้ 4 เซลล์ = 1.5 + 1.5 + 1.5 +1.5 โวลต์ = 6 โวลต์

1.2 การต่อเซลลไ์ ฟฟ้าแบบอนกุ รม เซลลไ์ ฟฟ้ำทพี่ บไดท้ ่ัวไปมีหลำยแบบ เชน่ เซลล์ไฟฟา้ แบบกระดุมนิยมใชใ้ นนาฬิกาขอ้ มอื เซลลไ์ ฟฟา้ แบบก้อนมักใช้ในรโี มตคอนโทรลตา่ ง ๆ วิทยุ ถา่ นไฟฉาย

1.2 การตอ่ เซลล์ไฟฟา้ แบบอนุกรม ในเซลล์ไฟฟ้ำทกุ แบบจะมขี ว้ั ไฟฟำ้ 2 ขวั้ คอื ข้ัวบวก (+) ข้วั ลบ (-) เมือ่ ตอ่ วงจรไฟฟ้ำครบ วงจรกระแสไฟฟ้ำจำก แหลง่ กำเนิดไฟฟำ้ จะเคล่อื นที่จำกข้วั บวกผ่ำน อปุ กรณ์ไฟฟ้ำกลับเขำ้ ส่ขู ั้วลบในทิศทำงเดยี ว กำรเคล่อื นที่ของกระแสไฟฟำ้

1.2 การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรม ถา่ นไฟฉาย 1 กอ้ น = เซลล์ไฟฟ้า 1 เซลล์ เซลลไ์ ฟฟา้ หลำย ๆ เซลล์ ที่ตอ่ เขำ้ กันเรียกวำ่ แบตเตอร่ี ซงึ่ มหี ลำยชนิด เชน่ แบตเตอรกี่ ลอ้ งถ่ายภาพ แบตเตอรร่ี ถยนต์ แบตเตอร่โี ทรศพั ทม์ ือถอื

1.2 การต่อเซลล์ไฟฟา้ แบบอนุกรม เรำสำมำรถนำควำมรเู้ กีย่ วกบั กำรตอ่ เซลล์ไฟฟำ้ แบบอนกุ รมไปประยุกตใ์ ชใ้ นชีวิตประจำวันได้ เน่อื งจำกมีอุปกรณ์ ไฟฟำ้ หรอื เคร่ืองใช้ไฟฟำ้ ตำ่ ง ๆ ที่ต้องใชเ้ ซลล์ไฟฟำ้ หลำยเซลล์ตอ่ เข้ำดว้ ยกนั จึงจะทำงำนได้ เช่น 1 ไฟฉาย 2 รถของเล่น 3 รีโมตเคร่ืองปรับอากาศ

1.2 การตอ่ เซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรม 4 วิทยุ 5 นาฬกิ าปลกุ 6 นาฬกิ าแขวน

1.3 การต่อหลอดไฟฟา้ แบบอนุกรมและแบบขนาน การต่อหลอดไฟฟา้ แบบอนุกรม คือ กำรต่อหลอดไฟฟ้ำแบบเรียงต่อกัน โดยกระแสไฟฟ้ำท่ีผ่ำน หลอดไฟฟ้ำแต่ละดวงจะมีปริมำณเดียวกัน เมื่อถอดหลอดไฟฟ้ำ ดวงใดดวงหนึ่งออก จะทำให้หลอดไฟฟ้ำที่เหลือดับทั้งหมด เพรำะทำใหว้ งจรไฟฟำ้ ไมค่ รบวงจรและไม่มกี ระแสไฟฟำ้ ไหลผ่ำน ประโยชน์ • กำรต่อวงจรไมย่ งุ่ ยำกซับซ้อน • สำมำรถเปดิ หลอดไฟฟ้ำทกุ ๆ ดวงในวงจรได้พร้อมกัน

1.3 การต่อหลอดไฟฟ้าแบบอนุกรมและแบบขนาน การต่อหลอดไฟฟ้าแบบอนกุ รม ข้อจากดั • หำกหลอดไฟฟ้ำดวงหนึ่งชำรุดหรือถูก ถอดออกหลอดไฟฟ้ำดวงที่เหลือจะดับ ทง้ั หมด (วงจรไฟฟ้ำเปิด)

1.3 การตอ่ หลอดไฟฟ้าแบบอนกุ รมและแบบขนาน การต่อหลอดไฟฟา้ แบบอนกุ รม การประยุกต์ใชใ้ นชีวิตประจาวัน • ใช้กับกำรต่อหลอดไฟฟ้ำท่ีต้องกำรให้สว่ำงพร้อมกัน เช่น โคมไฟหรือไฟประดบั ตำมสถำนที่ต่ำง ๆ ไฟกะพริบ ตำมงำนร่ืนเริง กำรต่อฟิวส์ภำยในบ้ำนหรือในอำคำร สถำนทตี่ ำ่ ง ๆ

1.3 การตอ่ หลอดไฟฟา้ แบบอนกุ รมและแบบขนาน การตอ่ หลอดไฟฟ้าแบบขนาน คือ กำรต่อหลอดไฟฟ้ำแต่ละดวงคร่อมกัน ทำให้มีปริมำณกระแสไฟฟ้ำแยกผ่ำนแต่ละเส้นทำงตำมสำยไฟฟ้ำท่ีผ่ำนหลอดไฟฟ้ำ แต่ละดวง เมือ่ ถอดหลอดไฟฟ้ำดวงใดดวงหนึ่งออกจะไม่มกี ระแสไฟฟำ้ ไหลผ่ำนเสน้ ทำงนน้ั แต่เสน้ ทำงอน่ื ยงั มีกระแสไฟฟำ้ ไหลผ่ำนอยู่ ทำให้หลอดไฟฟ้ำทีเ่ หลือยังคงสวำ่ งอยู่ ประโยชน์ • หลอดไฟฟำ้ ทุกดวงสว่ำงเทำ่ กนั • เมื่อหลอดไฟฟำ้ ดวงหน่ึงเสยี หลอดไฟฟำ้ ดวงอืน่ จะยงั คงทำงำนไดต้ ำมปกติ • สำมำรถเปดิ หรอื ปิดหลอดไฟฟ้ำเฉพำะดวงที่ต้องกำรใช้งำนได้

1.3 การตอ่ หลอดไฟฟา้ แบบอนกุ รมและแบบขนาน การตอ่ หลอดไฟฟา้ แบบขนาน ขอ้ จากดั • ต้องใช้อปุ กรณต์ อ่ หลอดไฟฟำ้ มำกกวำ่ แบบอนุกรม • วิธีกำรต่อหลอดไฟฟ้ำซับซ้อนมำกกว่ำกำรต่อแบบ อนุกรม

1.3 การต่อหลอดไฟฟา้ แบบอนกุ รมและแบบขนาน การตอ่ หลอดไฟฟา้ แบบขนาน การประยุกตใ์ ชใ้ นชวี ติ ประจาวัน • กำรต่อหลอดไฟฟ้ำแบบขนำนถูกนำมำใช้ประโยชน์กับ เคร่ืองใช้ไฟฟ้ำภำยในบ้ำน โดยมีวิธีกำรต่อท่ีซับซ้อนกว่ำ กำรต่อแบบอนุกรม แต่มีประสิทธิภำพในกำรใช้งำนดีกว่ำ เพรำะหำกเครื่องใช้ไฟฟ้ำชนิดหนึ่งมีปัญหำ เคร่ืองใช้ไฟฟ้ำ ชนดิ อื่นจะยงั คงใชง้ ำนไดต้ ำมปกติ

1.3 การต่อหลอดไฟฟา้ แบบอนุกรมและแบบขนาน กำรต่อวงจรไฟฟำ้ แบบอนุกรมและแบบขนำนสำมำรถนำไปประยกุ ต์ใชป้ ระโยชนใ์ นชวี ิตประจำวนั ได้แตกต่ำงกนั ดงั น้ี การต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนาน การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม นยิ มใชต้ อ่ วงจรไฟฟำ้ ภำยในบ้ำน เพ่อื ให้สำมำรถ ใช้ตอ่ กับอปุ กรณไ์ ฟฟ้ำหรือเครื่องใช้ไฟฟ้ำบำงชนดิ เลือกใช้เครอื่ งใช้ไฟฟำ้ เครอ่ื งใดเครือ่ งหนง่ึ ได้ เช่น กำรตอ่ หลอดไฟฟำ้ ประดับตำมสถำนทีต่ ่ำง ๆ

2. ตัวนาไฟฟา้ และฉนวนไฟฟา้ ตัวนาไฟฟ้า ฉนวนไฟฟา้ คือ วัสดุที่ยอมให้กระแสไฟฟ้ำไหลผ่ำนได้ คือ วัสดุท่ีไม่ยอมให้กระแสไฟฟ้ำไหลผ่ำนหรือ ส่วนใหญเ่ ป็นวัสดปุ ระเภทโลหะ เช่น ไหลผ่ำนได้ไมด่ ี เช่น พลำสตกิ ไม้ แกว้ ยำง ผำ้ ทองแดง อะลูมเิ นียม พลาสตกิ ไม้ ผ้า

นกั เรียนคิดวา่ การต่อวงจรไฟฟ้าของเครอื่ งใช้ไฟฟา้ ทีใ่ ชภ้ ายในบ้าน เปน็ การตอ่ วงจรไฟฟา้ แบบใด เพราะอะไร “เปน็ การต่อวงจรไฟฟา้ “เพราะการต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนานทาให้เราสามารถเลือกใช้เคร่ืองใช้ไฟฟ้า แบบขนานครบั ” เคร่ืองใดเครื่องหน่ึงได้ตามต้องการ เน่ืองจากเมื่อส่วนใดส่วนหน่ึงของ วงจรไฟฟา้ ขาดไปเครือ่ งใช้ไฟฟ้าอ่นื ๆ ยังคงสามารถทางานได้ตามปกติ”