Training_plan

คานา สถาบันส่งเสริ มการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ร่ วมกบั สานักงาน คณะกรรมการการศกึ ษาข้นั พ้นื ฐาน (สพฐ.) ดาเนินโครงการเพอื่ ยกระดบั คุณภาพครูและบุคคลากร ทางการศกึ ษา กลุ่มสาระวิทยาศาสตร์ ในจงั หวดั นาร่อง 25 จงั หวดั ซ่ึงหน่ึงในกิจกรรมของโครงการ น้ีคือการพฒั นาครูแกนนา (master teacher) ใหส้ ามารถนาความรู้ไปขยายผลสู่เพ่ือครูในสถานศกึ ษา ตลอดจนในทอ้ งถ่นิ ของตวั เอง สสวท. และเขตพ้ืนท่ีการศึกษาประถมศึกษาในจงั หวดั นาร่องจึง ไดค้ ดั เลือกครูผมู้ สี มรรถภาพสูงเขา้ รับการอบรมเชิงปฏบิ ตั ิการ เพอื่ เพ่มิ พนู ความรู้ความสามารถดา้ น วิทยาศาสตร์ และเสริมสร้างความมนั่ ใจในการจดั การเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ สามารถเผยแพร่ ความรู้และประสบการณ์ไปยงั เพ่ือนครูและบุคคลากรทางการศึกษาในทอ้ งถิ่น และนาความรู้ไป ขยายผลใหส้ อดคลอ้ งกบั ยทุ ธศาสตร์ของการปฏริ ูปการศึกษารอบสองของกระทรวงศึกษาธิการได้ อย่างเต็มภาคภูมิ เอกสารฉบับน้ีเป็ นตัวอย่างการจัดกิจกรรมการเรี ยนรู้วิทยาศาสตร์ระดับ ประถมศึกษาครอบคลมุ เน้ือหาสาระตามหลกั สูตรการศกึ ษาข้นั พ้ืนฐาน ปี พ.ศ. 2551 แม่เหลก็ และ ไฟฟ้ า ดิน หิน แร่ และปรากฏการณ์ดาราศาสตร์ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี หวงั เป็ นอยา่ งย่ิงว่าเอกสารฉบบั น้ีจะ เป็นแนวทางใหค้ รูนาไปพฒั นาใหส้ อดคลอ้ งกบั บริบทของทอ้ งถ่ินและขยายผลต่อไป สาขาวิทยาศาสตร์ประถมศึกษา สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

สารบญั 2 สาระการเรียนรู้ที่ 4 แรงและการเคล่ือนท่ี หน้า สาระการเรียนรู้ที่ 5 พลังงาน 4 เรื่อง แรงไฟฟ้ า 17 พลงั งานไฟฟ้ าและวงจรไฟฟ้ า 32 การต่อหลอดไฟฟ้ าแบบอนุกรมและขนาน กระแสไฟฟ้ ากบั ความต่างศกั ย์ 48 แมเ่ หลก็ และแม่เหลก็ ไฟฟ้ า 62 สาระการเรียนรู้ที่ 6 กระบวนการเปล่ียนแปลงของโลก 66 75 เร่ือง ลกั ษณะของหิน 81 องคป์ ระกอบของหิน 87 การเกดิ หินอคั นี 91 การเกดิ หินตะกอน 99 การเกิดหินแปร 103 การเปลีย่ นแปลงของหิน โดยการผพุ งั อยกู่ บั ที่ และการกร่อน วฐั จกั รหิน 111 การจาแนกหินโดยใชส้ มบตั ิทางกายภาพ และทางเคมีของหิน 118 126 สาระการเรียนรู้ที่ 7 ดาราศาสตร์และอวกาศ 145 163 เร่ือง กลางวนั กลางคืน 173 ทิศและเวลา ฤดขู องโลก ขา้ งข้ึน ขา้ งแรม การข้ึนตกของดวงจนั ทร์ สุริยปุ ราคา จนั ทรุปราคา สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

3 แผนการอบรมครู แรง ไฟฟ้ า และแม่เหลก็ ไฟฟ้ า สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

แผนการอบรมครู 1 4 สาระที่ 4: แรงและการเคล่อื นที่ เวลา 2.00 ชวั่ โมง เร่ือง แรงไฟฟ้ า แนวความคดิ หลกั โดยทว่ั ไป วตั ถจุ ะอยใู่ นสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้ า แต่เมอ่ื วตั ถบุ างชนิดผา่ นการถจู ะเกดิ ประจุไฟฟ้ า สามารถดึงดูดวตั ถุอน่ื ได้ แรงที่เกิดข้ึนเรียกวา่ แรงไฟฟ้ า วตั ถุสองชนิดท่ีผา่ นการถเู มือ่ นาเขา้ ใกลก้ นั จะเกิดแรงไฟฟ้ าทดี่ ึงดูดหรือผลกั กนั ได้ ประจุไฟฟ้ าท่ีเกดิ บนวตั ถุท่ีผา่ นการถมู ี 2 ชนิด คือ ประจุไฟฟ้ าบวกและประจุไฟฟ้ าลบ วตั ถทุ ี่มปี ระจุไฟฟ้ าชนิดเดียวกนั เม่อื นาเขา้ ใกลก้ นั จะ ผลกั กนั ส่วนวตั ถทุ ี่มีประจุไฟฟ้ าคนละชนิดเมื่อนาเขา้ ใกลก้ นั จะดึงดดู กนั จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. ทดลองและบอกไดว้ ่าวตั ถบุ างชนิดเมือ่ ผา่ นการถแู ลว้ จะดึงดูดวตั ถุอนื่ ได้ 2. ทดลองและสรุปไดว้ า่ วตั ถบุ างชนิดเมื่อผา่ นการถจู ะเกดิ ประจุไฟฟ้ า 3. ทดลองและบอกไดว้ า่ วตั ถุสองชนิดเมื่อผา่ นการถแู ลว้ จะดงึ ดูดหรือผลกั กนั ได้ 4. อภิปรายและบอกไดว้ า่ แรงดึงดดู หรือแรงผลกั ที่เกิดจากประจุไฟฟ้ าเรียกว่าแรง ไฟฟ้ า 5. ทดลองและบอกไดว้ ่าวตั ถทุ ี่มปี ระจุไฟฟ้ าชนิดเดียวกนั เมอื่ นาเขา้ ใกลก้ นั จะผลกั กนั และวตั ถทุ ่ีมีประจุไฟฟ้ าต่างชนิดกนั เมือ่ นาเขา้ ใกลก้ นั จะดึงดดู กนั ความรู้พนื้ ฐาน 1. แรงทาใหว้ ตั ถุเคลอ่ื นท่ีได้ 2. หลอดไฟติดแสดงว่ามีกระแสไฟฟ้ าผา่ น ความเข้าใจคลาดเคลอื่ น 1. วตั ถุที่มีประจุไฟฟ้ าบวกมีแต่ประจุไฟฟ้ าบวกอยา่ งเดียวท้งั กอ้ นและวตั ถุท่ีมีประจุ ไฟฟ้ าลบมีแต่ประจุไฟฟ้ าลบอยา่ งเดียวท้งั กอ้ น (วตั ถทุ ี่มีประจุไฟฟ้ าบวกจะมีปริมาณประจุไฟฟ้ าบวกหรือโปรตอนมากกว่า ปริมาณประจุไฟฟ้ าลบหรืออิเลก็ ตรอน ส่วนวัตถทุ ี่มปี ระจไุ ฟฟ้ าลบจะมีปริมาณ ประจุไฟฟ้ าลบหรืออิเลก็ ตรอนมากกว่าปริมาณประจุไฟฟ้ าบวกหรือโปรตอน) 2. วตั ถุท่ีเป็นกลางทางไฟฟ้ าหรือวตั ถทุ ี่ไม่มปี ระจุไฟฟ้ าจะไมม่ ปี ระจุไฟฟ้ าอยเู่ ลย สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

5 (วตั ถทุ ่ีเป็นกลางทางไฟฟ้ าหรือวัตถทุ ่ีไม่มปี ระจไุ ฟฟ้ าหมายถงึ วตั ถนุ ้ันมปี ระจุ ไฟฟ้ าบวกและลบเท่ากัน) วธิ ีการจดั กจิ กรรม 1. ใหผ้ เู้ รียนทากิจกรรมส้นั ๆ เพอ่ื สร้างความสนใจดงั น้ี - จดั วสั ดุอปุ กรณ์ใหแ้ ต่ละกลุ่ม ไดแ้ ก่ จานกระดาษขนาดเลก็ เกลอื ป่ น พริกไทยป่ น กระดาษเยอื่ ลกู โป่ งหรือแผน่ ใส - ใหผ้ เู้ รียนตกั เกลอื ป่ นประมาณ 1 ชอ้ นชาใส่จานกระดาษ เทพริกไทยป่ น ลงในเกลอื เลก็ นอ้ ย เขยา่ ใหเ้ ขา้ กนั - ใหผ้ เู้ รียนหาวธิ ีแยกผงพริกไทยออกจากเกลอื ป่ นโดยใชอ้ ุปกรณ์ทีจ่ ดั ให้ (ถลู กู โป่ งหรือแผ่นใสด้วยกระดาษเยื่อ นาไปดูดเกลือป่ นออกจากจาน กระดาษ) 2. จากผลการทากิจกรรม นามาอภิปรายจนสรุปไดว้ า่ วตั ถุท่ีผา่ นการถสู ามารถดึงดดู วตั ถอุ ่นื ๆ ได้ และยกคาถามอ่นื เพมิ่ เติม ดงั น้ี - วตั ถทุ ่ีผา่ นการถู ดึงดูดพริกไทยดว้ ยหรือไม่ (ดึงดูด แต่พริกไทยมีนา้ หนักมากกว่าจึงถกู ดึงดดู ให้ขึน้ มาติดแผ่นใสหรือ ลกู โป่ งได้ยากกว่าเกลือป่ น) - วตั ถทุ ี่ผา่ นการถู ดึงดดู เฉพาะวตั ถุเบา ๆ ใช่หรือไม่ (ดึงดดู วตั ถทุ ุกอย่าง แต่การดึงดดู วตั ถเุ บา ๆ จะเห็นผลชัดเจน ผ้สู อนอาจ ให้ผ้เู รียนทดลองดึงดดู สายนา้ เลก็ ๆ จากก๊อกนา้ ให้เห็นว่า ลกู โป่ งที่ผ่าน การถู ดึงดดู ให้สายนา้ เบนไปได้) 3. ต้งั ประเด็นใหผ้ เู้ รียนคิดวา่ การถวู ตั ถทุ าใหเ้ กิดอะไร วตั ถุน้นั จึงดึงดูดวตั ถุอ่นื ได้ เพือ่ นาเขา้ สู่กิจกรรมต่อไป 4. ใหผ้ เู้ รียนทาการทดลองตามใบกิจกรรมท่ี 1.1และบนั ทึกผลในใบบนั ทึกกจิ กรรม 1.1 นาเสนอผลการทดลอง แลว้ ร่วมกนั อภิปรายโดยใชต้ วั อยา่ งคาถามต่อไปน้ี - จากการทดลองเมื่อแตะขาหลอดนีออนกบั อิเลก็ โตรฟอรัส หลอดนีออนมกี าร เปลี่ยนแปลงอยา่ งไร เพราะเหตุใด (หลอดนีออนสว่างในกรณีถแู ผ่นใสด้วยกระดาษเยือ่ ) - การท่ีเกิดหลอดนีออนสว่าง สรุปไดว้ า่ อยา่ งไร (มไี ฟฟ้ าผ่านหลอดนีออน) - เกิดอะไรข้ึนกบั แผน่ ใสที่ถดู ว้ ยกระดาษเยอ่ื ทราบไดอ้ ยา่ งไร ( เกิดประจุไฟฟ้ า บนแผ่นใส ทราบได้จากเม่อื วางจานอิเลก็ โตรฟอรัสบนแผ่นใสแล้วแตะด้วยขาหลอดนีออน มไี ฟฟ้ า ผ่านหลอดนีออนทาให้ หลอดนีออนสว่ าง) สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

6 5. ผสู้ อนใหค้ วามรู้เพิ่มเติมวา่ การถวู ตั ถุบางชนิดทาใหเ้ กิดประจุไฟฟ้ าบนวตั ถุ เม่ือนา วตั ถทุ ่ีผา่ นการถเู ขา้ ใกลว้ ตั ถุอ่นื ที่ไม่ผา่ นการถจู ะเกิดแรงดึงดูดระหวา่ งวตั ถุได้ แรงที่เกิดข้ึนเรียกว่า แรงไฟฟ้ า เช่นเดียวกบั การถลู กู โป่ ง ทาใหเ้ กิดประจุไฟฟ้ าบนลกู โป่ งจึงดึงดดู เกลอื ป่ นใหแ้ ยกจาก พริกไทยได้ จากน้นั ต้งั คาถามใหผ้ เู้ รียนคดิ ว่า ถา้ นาวตั ถทุ ี่ผา่ นการถใู หเ้ กิดประจุไฟฟ้ าแลว้ เขา้ ใกล้ กนั ผลจะเป็นอยา่ งไร เพื่อนาเขา้ สู่กิจกรรมต่อไป 6. ใหผ้ เู้ รียนทาการทดลองตามใบกิจกรรมท่ี 1.2 และบนั ทึกผลในใบบนั ทึกกิจกรรมท่ี 1.2 แลว้ นาเสนอผลการทดลอง และสรุปผลการทดลองต่อช้นั เรียน 7. ผสู้ อนนาอภิปราย โดยใชป้ ระเดน็ คาถามจากการทดลอง ควรไดค้ าตอบและ ขอ้ สรุปดงั น้ี - วตั ถใุ ดบา้ งที่ถดู ว้ ยกระดาษเยอื่ แลว้ เกิดประจุไฟฟ้ าบนวตั ถุ ทราบได้ อยา่ งไร (หลอดดดู ลกู โป่ ง แผ่นใส ท่อ PVC ถดู ้วยกระดาษเยอ่ื แล้วเกิดประจุไฟฟ้ า ทราบได้จาก การนาวัตถเุ ข้าใกล้เศษกระดาษเลก็ ๆ แล้วดึงดดู เศษกระดาษเลก็ ๆได้) - วตั ถชุ นิดเดียวกนั ถดู ว้ ยกระดาษเยอ่ื เมื่อนาเขา้ ใกลก้ นั ผลจะเป็นอยา่ งไร ( ผลกั กนั ) - สรุปผลการทดลองไดว้ ่าอยา่ งไร ( วตั ถชุ นิดเดียวกัน ถดู ้วยกระดาษเยื่อ เหมือนกัน น่าจะเกิดประจุไฟฟ้ าแบบเดียวกนั เม่อื นาวัตถเุ ข้าใกล้กันจะผลกั กนั และเมอื่ ถวู ัตถตุ ่าง ชนิดกนั จนเกิดประจุไฟฟ้ าแล้วนาเข้าใกล้กนั พบว่าส่วนมากผลกั กนั แสดงว่าวตั ถเุ หล่านั้นเกิดประจุ ไฟฟ้ าแบบเดียวกนั มวี ัตถบุ างคู่ที่ถจู นเกิดประจุไฟฟ้ าแล้วนาเข้าใกล้กันปรากฏว่าดึงดูดกนั แสดงว่า ประจุไฟฟ้ าบนวัตถทุ ั้งสองแตกต่างกนั ) 8. ผสู้ อนต้งั ประเดน็ คาถามและใหค้ วามรู้เพมิ่ เติมดงั ต่อไปน้ี - วตั ถุเมอ่ื ถูกถูจะเกดิ ประจุไฟฟ้ าบนวตั ถุได้อย่างไร อะตอมซ่ึงเป็นส่วนเลก็ ท่ีสุดของสารประกอบดว้ ยอนุภาคโปรตอน(มปี ระจุไฟฟ้ าบวก)ท่ีจบั ตวั กบั อนุภาคนิวตรอน(เป็น กลางทางไฟฟ้ า)อยเู่ ป็นแกนกลางของอะตอมหรือนิวเคลียส และมีอนุภาคอิเลก็ ตรอน(มปี ระจุไฟฟ้ า ลบ)เคลือ่ นท่ีอยรู่ อบ ๆ นิวเคลยี ส ปริมาณประจุไฟฟ้ าของโปรตอนและอเิ ลก็ ตรอนแต่ละอนุภาค เท่ากนั คือ 1.6 × 10-19 คลู อมบ์ แต่มีชนิดของประจุไฟฟ้ าตรงกนั ขา้ ม ในอะตอมท่ีเป็นกลางทางไฟฟ้ าจะมจี านวนโปรตอนเท่ากบั จานวน อเิ ลก็ ตรอนหรือปริมาณประจุไฟฟ้ าบวกเท่ากบั ปริมาณประจไุ ฟฟ้ า ลบ อาจเรียกอะตอมท่ีเป็นกลางทางไฟฟ้ าวา่ ไมม่ ปี ระจุไฟฟ้ ากไ็ ด้ รูปวาดอะตอม เมอ่ื ถวู ตั ถุ เช่น หลอดดดู ดว้ ยกระดาษเยอ่ื จะมกี ารถ่ายโอน พลงั งานท่ีเกิดจากการถใู หแ้ ก่อะตอมของหลอดดูดและกระดาษเยอื่ จนอิเลก็ ตรอนในอะตอมของวตั ถแุ ต่ละชนิดมรี ะดบั พลงั งานสูงข้ึนพอที่จะทาใหอ้ เิ ลก็ ตรอนในบาง สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

7 อะตอมของวตั ถหุ น่ึงหลุดไปอยกู่ บั บางอะตอมของอีกวตั ถหุ น่ึง เช่น อิเลก็ ตรอนจากบางอะตอมของ กระดาษเยอื่ หลุดไปอยกู่ บั บางอะตอมของหลอดดูด หลอดดูดซ่ึงไดร้ ับอเิ ลก็ ตรอนเกินมาจะเป็นวตั ถุ ท่ีมีประจุไฟฟ้ าลบ และกระดาษเยอ่ื ท่ีเสียอิเลก็ ตรอนไปจะเป็นวตั ถทุ ี่มปี ระจุไฟฟ้ าบวก (ประจุ ไฟฟ้ าบนกระดาษเยอื่ จะสูญเสียใหส้ ่ิงแวดลอ้ มเร็วมากจนเป็นกลางทางไฟฟ้ า เนื่องจากสภาพผวิ ของ กระดาษเยอื่ ไม่เรียบ) -ถ้าถูแผ่นใสด้วยกระดาษเยอื่ จะมกี ารถ่ายโอนอเิ ลก็ ตรอนอย่างไรแผ่นใสจงึ จะ เป็ นวตั ถุท่มี ปี ระจุไฟฟ้ าบวก เม่ือถแู ผน่ ใสดว้ ยกระดาษเยอ่ื อเิ ลก็ ตรอนจากอะตอมของแผน่ ใส ไดร้ ับการถ่ายโอนพลงั งานจากการถจู นหลุดไปอยกู่ บั อะตอมของกระดาษเยอื่ ทาใหแ้ ผน่ ใสมี จานวนอิเลก็ ตรอนนอ้ ยกวา่ โปรตอนท่ีมปี ระจุไฟฟ้ าบวก - ประจุไฟฟ้ ามกี ชี่ นิด ประจุฟ้ ามี 2 ชนิด คือ ประจุไฟฟ้ าบวกและประจุไฟฟ้ า ลบ มกี ารกาหนดไวด้ งั น้ี ประจุไฟฟ้ าบวก เกิดบนวตั ถทุ ี่สูญเสียอเิ ลก็ ตรอนไป ในอดีตมีการกาหนดวา่ แท่งแกว้ ที่ ถกู ถดู ว้ ยผา้ ไหมหรือผา้ แพรจะมปี ระจุไฟฟ้ าเป็นบวก ประจไุ ฟฟ้ าลบ เกิดบนวตั ถทุ ่ีไดร้ ับอเิ ลก็ ตรอนเกินมา ในอดีตมกี ารกาหนดวา่ แท่งยาง แขง็ (ebonite) ที่ถกู ถดู ว้ ยผา้ ขนสตั วจ์ ะมปี ระจุไฟฟ้ าลบ วตั ถุท่ีมปี ระจุไฟฟ้ าชนิดเดียวกนั เมื่อนาเขา้ ใกลก้ นั จะผลกั กนั ส่วนวตั ถทุ ่ีมปี ระจุไฟฟ้ า คนละชนิดเม่อื นาเขา้ ใกลก้ นั จะดึงดดู กนั - ทาไมวตั ถุท่มี ปี ระจไุ ฟฟ้ าจงึ ดึงดูดวตั ถุที่เป็ นกลางทางไฟฟ้ าได้ เมอ่ื ถหู ลอด ดดู จนเกิดประจุไฟฟ้ า เช่น เกิดประจุไฟฟ้ าลบ แลว้ นาเขา้ ใกลเ้ ศษกระดาษที่เป็นกลางทางไฟฟ้ า ประจุไฟฟ้ าลบบนหลอดดูดจะผลกั ใหป้ ระจุไฟฟ้ าลบบนเศษกระดาไปอยรู่ ิมไกลสุด ส่วนเศษ กระดาษดา้ นใกลห้ ลอดดูดจะเป็นอะตอมท่ีมีประจุไฟฟ้ าบวก(เพราะขาดอิเลก็ ตรอน) ดงั รูป แรงดงึ ดูด แรงผลกั สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

8 แรงที่หลอดดดู กระทาต่อเศษกระดาษมที ้งั แรงท่ีดึงดดู และผลกั เศษกระดาษ แต่จากการที่ ระยะทางต่างกนั แรงลพั ธท์ ี่หลอดดูดกระทาต่อเศษกระดาษจึงเป็นแรงดึงดดู - ถ้านาแผ่นใสทถ่ี ูจนเกดิ ประจไุ ฟฟ้ าบวกเข้าใกล้เศษกระดาษทเี่ ป็ นกลางทาง ไฟฟ้ า ผลจะเป็ นอย่างไร เพราะเหตใุ ด แผน่ ใสที่มีประจุไฟฟ้ าบวกดึงดูดเศษกระดาษ เพราะ อเิ ลก็ ตรอนบนเศษกระดาษจะถ่ายเทไปอยกู่ บั อะตอมดา้ นใกลแ้ ผน่ ใส ส่วนอะตอมดา้ นไกลแผน่ ใส ขาดอิเลก็ ตรอนจะมปี ระจุไฟฟ้ าบวก ผสู้ อนควรใหค้ วามรู้เพมิ่ เติมว่า การท่ีวตั ถุที่มีประจุไฟฟ้ า ทาใหอ้ ิเลก็ ตรอนใน อะตอมของวตั ถุท่ีเป็นกลางทางไฟฟ้ ามกี ารถา่ ยเทเช่นน้ี เรียกว่า การเหนยี่ วนาไฟฟ้ า - เมอื่ ถูโลหะ เหตใุ ดจงึ ไม่เกดิ ประจไุ ฟฟ้ า ในทางไฟฟ้ า จะแบ่งวสั ดุไดเ้ ป็น 2 ประเภท คือ วสั ดุท่ีไฟฟ้ าผา่ นได้ เรียกว่าตวั นาไฟฟ้ า เช่น โลหะ อโลหะบางชนิด ร่างกายมนุษย์ สารละลายบางชนิด เป็นตน้ อกี ประเภทหน่ึง เป็นวสั ดุที่ไฟฟ้ าผา่ นไมไ่ ด้ เรียกว่า ฉนวนไฟฟ้ า เช่น พลาสติก ยาง ไมแ้ หง้ กระเบ้ืองเคลอื บ แท่งแกว้ เป็นตน้ ขณะถโู ลหะดว้ ยผา้ แหง้ หรือกระดาษเยอื่ จะเกิดการถ่ายเทอิเลก็ ตรอน เช่นเดียวกบั การถพู ลาสติก แต่ในการถโู ลหะมกั ใชม้ ือจบั โลหะโดยตรงทาใหป้ ระจุไฟฟ้ าที่ควรเกิด บนโลหะถา่ ยเทเขา้ สู่ร่างกายจนโลหะน้นั เป็นกลางทางไฟฟ้ าตลอดเวลา ถา้ โลหะมีท่ีจบั เป็น ฉนวนไฟฟ้ า กจ็ ะถใู หโ้ ลหะเกิดประจุไฟฟ้ าได้ เช่น ขณะใชเ้ ตารีดเราจบั ท่ีฉนวนไฟฟ้ า เวลารีดผา้ จะ เกิดประจไุ ฟฟ้ าบนโลหะที่เป็นตวั เตารีดได้ -ถ้าใช้แผ่นอะลมู เิ นยี มบาง ถูช้อนโลหะโดยมอื ท้งั สองข้างสวมถุงมอื ยาง(มี ฉนวนไฟฟ้ าหุ้ม) ช้อนโลหะจะเกดิ ประจุไฟฟ้ าหรือไม่ เพราะเหตุใด การใชว้ ตั ถทุ ่ีทาดว้ ยโลหะถกู นั จะไมเ่ กิดประจุไฟฟ้ า ท้งั อะลมู ิเนียมบางและชอ้ นโลหะทาดว้ ยสารท่ีเป็นตวั นาไฟฟ้ าขณะสมั ผสั กนั อิเลก็ ตรอนจะถ่ายเทไปหากนั จนเป็นกลางทางไฟฟ้ าตลอดเวลา ผสู้ อนสาธิตการทดลองดึงเทปใสจากพ้นื โตะ๊ ใหผ้ เู้ รียนสงั เกต วิเคราะหผ์ ล และตอบปัญหาดงั ต่อไปน้ี - ติดเทปใส 2 ชิ้นบนพ้ืนโตะ๊ ใหป้ ลายโผล่พน้ ขอบโต๊ะเลก็ นอ้ ย จบั ปลายเทปใสส่วน ที่พน้ ขอบโต๊ะ ดึงข้ึนจากพน้ื โตะ๊ นาเขา้ ใกลก้ นั ดงั รูป สงั เกตผล ภาพถ่าสยถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคภโนาพโถลา่ยยี

9 - ทาการทดลองซ้า แต่เปลยี่ นเป็นติดเทปใสชิ้นแรกบนพ้นื โต๊ะ อกี ช้ินหน่ึง ติดทบั บน พลาสติกของ เทปใสชิ้นแรก ดงั รูป ดึงเทปใสชิ้นบนข้ึนก่อน แลว้ จึงดึงเทปใสช้ินล่างข้ึนจากพ้นื โตะ๊ นาเทปใสท้งั สองชิ้นเขา้ ใกลก้ นั สงั เกตผล ขณะดึงเทปใสแต่ละ-ชเิน้มภอข่ืาพตึน้ ถดิ า่จเยทะมปกีใสารชขิ้นดั แสรีกกนบั อนยพ่านื้งไโรต๊ะเหแตลใุ ะดตเทดิ ปเทใปสใแสตอ่ลกี ะชชภนิ้ิน้าพหจถนงึ า่ มงย่ึ ปบี นระเทจไุปฟใสฟ้ชานิ้ตแ่างรชกนดิ กนั ขณะดึงเทปใสชิ้นบนข้ึน จะเกิดการขดั สีระหว่างเทปใสชิ้นบนกบั พลาสติกของเทปใสชิ้นล่าง และขณะดึงเทปใสชิ้นล่างข้ึน จะเกิดการขดั สีระหวา่ งเทปใสช้ินลา่ งกบั พ้ืนโต๊ะ การขดั สีระหว่าง เทปใสกบั วสั ดุคนละชนิดเชน่ น้ี ทาใหเ้ ทปใสแต่ละชิ้นเกิดประจุไฟฟ้ าคนละชนิด ข้อเสนอแนะ อเิ ลก็ โตรฟอรัส (Electrophorus) เป็นอปุ กรณ์เกบ็ ประจุไฟฟ้ า โดยใชก้ ารเหนี่ยวนาไฟฟ้ าจากแผน่ ใสท่ีถกู ถดู ว้ ยกระดาษเยอ่ื จนเกิดประจุไฟฟ้ า การทาอิเลก็ โตรฟอรัสอยา่ งง่ายทาได้ โดยเตรียมวสั ดุต่างๆ คือ ถาดอะลมู เิ นียม ฟอยลห์ รือแผน่ อะลมู เิ นียม กาวสองหนา้ แท่งวตั ถุน้ีเป็นฉนวนไฟฟ้ า เช่น ท่อพลาสติก ท่อพวี ซี ี ขวด แลว้ ฯลฯ นามาประกอบกนั โดยติดกาวสองหนา้ ที่กลางถาดอะลมู ิเนียม และนาแท่งวตั ถซุ ่ึงเป็น ฉนวนไฟฟ้ าติดบนกาวสองหนา้ น้นั เพ่อื ใชเ้ ป็นท่ีจบั ดงั รูป ท่ีจบั ทาดว้ ยฉนวน กาวสองหนา้ ถาดอะลมู ิเนียม สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

10 ความรู้เพม่ิ เตมิ สาหรับครู การทาให้วตั ถุตวั นาไฟฟ้ ามปี ระจุไฟฟ้ าด้วยวธิ เี หนี่ยวนาไฟฟ้ า เมอื่ นาวตั ถุเช่นแท่งพลาสติกท่ีมีประจุไฟฟ้ า เชน่ ประจุไฟฟ้ าลบ เขา้ ใกลต้ วั นาไฟฟ้ าเช่น โลหะ ท่ีเป็นกลางทางไฟฟ้ า จะเกดิ การเหนี่ยวนาไฟฟ้ า ดงั รูป - + - - + -- - - + - ประจุไฟฟ้ าลบหรืออเิ ลก็ ตรอนที่อยดู่ า้ นไกลบนลกู กลมโลหะเป็นอสิ ระอยู่ เม่ือใชส้ ายไฟต่อ ลกู กลมโลหะลงดิน เรียกวา่ ต่อสายดิน (สญั ลกั ษณ์ ) อเิ ลก็ ตรอนจากลกู กลมโลหะกจ็ ะถ่ายเทลงสู่ พ้ืนดิน เมื่อนาสายดินออกและนาแท่งพลาสติกออกไป ลกู กลมโลหะก็จะมีประจุไฟฟ้ าบวก - +- + - +- + - +- นาสายดินออก + -- การต่อสายดิน ไมจ่ าเป็นตอ้ งต่อลงดินจริง ๆ หากประจุไฟฟ้ าไม่มากจนเกินไป การถา่ ยเท ประจุไฟฟ้ าเขา้ สู่วตั ถขุ นาดใหญ่ เช่น ร่างกายมนุษย์ กเ็ ป็นการต่อสายดินเช่นกนั และจุดต่อสายดินจะ เป็นจุดใด ๆบนลกู กลมโลหะก็ไดซ้ ่ึงใหผ้ ลอยา่ งเดียวกนั - - - - - - - + - - + - หรือ - + - นาสายดนิ ออก + -- ++ -- + -- -- + -- + หรือ -- + + + ในทางกลบั กนั ถา้ นาวตั ถทุ ี่มีประจุไฟฟ้ าบวกเขา้ ใกลล้ กู กลมโลหะแลว้ ต่อสายดิน อิเลก็ ตรอน จากดิน(หรือร่างกาย)จะถา่ ยเทไปหาลกู กลมโลหะจนประจุบวกท่ีอยดู่ า้ นไกลของลกู กลมโลหะ เปล่ียนเป็นกลางทางไฟฟ้ า เม่อื นาสายดินออกและนาวตั ถุที่มปี ระจุไฟฟ้ าบวกออกไป ลกู กลมโลหะจะ มปี ระจุไฟฟ้ าลบ ดงั รูป + + + - + ++- - + - + - + ++ - + - ++ - ++ - - - สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

11 การทาใหอ้ เิ ลก็ โตรฟอรัสเกิดประจุไฟฟ้ าดว้ ยวิธกี ารเหนี่ยวนากใ็ ชว้ ิธีการเหนี่ยวนาดงั น้ี สมมติให้ แผน่ ใสถดู ว้ ยกระดาษเยอ่ื แลว้ เกิดประจุไฟฟ้ าลบบนแผน่ ใส การเหนี่ยวนาไฟฟ้ า ต่อสายดิน ยกออกจากแผน่ ใส เลิกต่อสายดิน สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

12 ใบกจิ กรรมที่ 1.1 กจิ กรรมเร่ือง ถูแล้วเกดิ อะไร 1. วางแผน่ ใสบนพ้นื ราบ กรอบตวั ชีว้ ดั สมรรถภาพ 2. วางจานโลหะของอเิ ลก็ โตรฟอรัสบนแผน่ ใส ทดลองและสรุปการเกิดประจุ ไฟฟ้ าจากการถวู ตั ถุ วสั ดุอปุ กรณ์(ต่อกล่มุ ) 3. ใชน้ ิ้วแตะจานโลหะแลว้ ยกนิ้วออก 1. แผน่ ใส 1 แผน่ 2. อเิ ลก็ โตรฟอรัส 1 ชุด 3. หลอดนีออน 1 หลอด 4. กระดาษเยอื่ 4. จบั ท่ีดา้ มซ่ึงเป็นฉนวนไฟฟ้ ายกอเิ ลก็ โตรฟอรัส ออกจากแผน่ ใส ระวงั ไม่ใหส้ ่วนของร่างกาย สมั ผสั จานโลหะ 5. จบั ขาขา้ งหน่ึงของหลอดนีออน นาขาหลอดอีกขา้ ง หน่ึงแตะที่จานโลหะ สงั เกตการเปลี่ยนแปลงของ หลอดนีออนทนั ที บนั ทึกผล 6. ถแู ผน่ ใสดว้ ยกระดาษเยอื่ 7-10 คร้ัง 7. ทาซ้าขอ้ 2-5 สงั เกตและบนั ทึกผล สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

13 ใบบันทกึ กจิ กรรมที่ 1.1 เร่ือง ถูแล้วเกดิ อะไร ตารางบันทึกผลการทดลอง การทดลอง การเปลย่ี นแปลงท่ีสงั เกตไดข้ องหลอดนีออน เมอื่ ไมถ่ แู ผน่ ใส แผน่ ใส ดว้ ยกระดาษเยอื่ อเิ ลกโตรฟอรัส หลอดนีออน เมือ่ ถแู ผน่ ใสดว้ ย แผน่ ใส กระดาษเยอ่ื อิเลกโตรฟอรัส หลอดนีออน ตอบคาถามต่อไปนี้ 1. เมื่อยงั ไมถ่ แู ผน่ ใส ขณะแตะขาหลอดนีออนกบั จานของอิเลกโตรฟอรัส หลอดนีออนมกี าร เปลีย่ นแปลงหรือไม่ อยา่ งไร ...........................................(หลอดนีออนไม่ติด) 2. เมอ่ื ถแู ผน่ ใสดว้ ยกระดาษเยอ่ื ขณะแตะขาหลอดนีออนกบั อิเลก็ โตรฟอรัส หลอดนีออนมีการ เปล่ยี นแปลงอยา่ งไร เพราะเหตุใด ...(หลอดนีออนสว่างในกรณีถแู ผ่นใสด้วยกระดาษเยอ่ื แสดงว่ามไี ฟฟ้ าผ่านหลอดนีออน)… 3. เกิดอะไรข้นี กบั แผน่ ใสท่ีถกู ถดู ว้ ยกระดาษเยอ่ื ทราบไดอ้ ยา่ งไร …………………………….. ( เกิดประจไุ ฟฟ้ าบนแผ่นใส ทราบได้จากเม่อื วางจานอิเลก็ โตรฟอรัส บนแผ่นใสแล้วแตะด้วยขาหลอดนีออน มีไฟฟ้ าผ่านหลอดนีออนทาให้หลอด นีออนติด)............. 4. สรุปผลการทดลองไดว้ ่าอยา่ งไร ......................(การถแู ผ่นใสด้วยกระดาษเยอ่ื จะทาให้เกิดประจุไฟฟ้ าขึน้ บนแผ่นใส)....................... สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

14 ใบกจิ กรรมท่ี 1.2 กจิ กรรมเรื่อง ประจุไฟฟ้ ามกี ชี่ นดิ กรอบตวั ชีว้ ดั สมรรถภาพ ตอนท่ี 1 1. ทดลองและบอกชนิดของ 1.ถลู กู โป่ งดว้ ยกระดาษเยอ่ื แลว้ นาเขา้ ใกลเ้ ศษ วตั ถทุ ่ีเกิดประจุไฟฟ้ าเมอ่ื ถกู ถู กระดาษเลก็ ๆ สงั เกตผล 2. ทดลองและสรุปชนิดและ 2. ทดลองเช่นเดียวกบั ขอ้ 1แต่เปลยี่ นจากลกู โป่ งเป็น สมบตั ิของประจุไฟฟ้ าท่ีเกิดบน หลอดดูด ดินสอไม้ แผน่ ใส ท่อพี วี ซี ชอ้ นโลหะ วตั ถุต่างชนิดกนั ได้ สงั เกตและบนั ทึกผล วสั ดุอปุ กรณ์ (ต่อกลุ่ม) ตอนท่ี 2 1. ฝาขวดพลาสติกนูน 1 อนั 1. วางหลอดดดู บนฝาขวดนูน แลว้ ถหู ลอดดูดอกี 2. หลอดดูด 2 อนั อนั หน่ึงดว้ ยกระดาษเยอื่ นาปลายท่ีถกู ถเู ขา้ ใกลป้ ลาย 3. ลกู โป่ ง 2 ใบ หลอดดดู บนฝาขวด ดงั รูป สงั เกตและบนั ทึกผล 4. แผน่ ใส 1แผน่ 5. ชอ้ นโลหะ 1 คนั 2. ทดลองซ้าขอ้ 1 แตห่ถรหู ือลภอาพดวดาดู ดท้งั สองหลอดดว้ ย 6. ดินสอไม้ 1 แท่ง กระดาษเยอ่ื นาท้งั สองหลอดเขา้ ใกลก้ นั สงั เกตและ 7. ท่อ PVC ยาว 20 cm. 2 อนั บนั ทึกผล 8. กระดาษเยอ่ื 9. เทปใส 3. ทาซ้าขอ้ 2 แต่เปล่ียนหลอดดูดอนั ท่ีไม่อยบู่ นฝาขวด 10. ถงุ พลาสติกหูหิ้ว เป็นลกู โป่ ง แผน่ ใส แท่งพี วี ซี สงั เกตและบนั ทึกผล 4. ถลู กู โป่ งที่เป่ าแลว้ 2 ลกู ดว้ ยกระดาษเยอื่ นาดา้ นท่ีถกู ถเู ขา้ ใกลก้ นั ดงั รูป สงั เกตและบนั ทึกผล 5. ทดลองซ้าขอ้ 2 โดยเลอื กใชว้ ตั ถทุ ้งั คู่ที่เหมือนกนั และค่ทู ่ีแตกต่างกนั สงั เกตและบนั ทึกผล 6. ทดลองซ้าขอ้ 5 แต่เปลีย่ นวตั ถุท่ีใชถ้ เู ป็น ถงุ พลาสติก หรือผา้ แหง้ สงั เกตและบนั ทึกผล สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

15 ใบบนั ทกึ กจิ กรรมท่ี 1.2 เร่ือง ประจไุ ฟฟ้ ามกี ช่ี นดิ ตารางบันทกึ ผลการทดลอง ตอนท่ี 1 วตั ถุ ผลการสงั เกต ดึงดูดเศษกระดาษ ไม่ดึงดดู หลอดดดู ลกู โป่ ง ดินสอไม้ แผน่ ใส ท่อ PVC ชอ้ นโลหะ ตอบคาถามต่อไปนี้ 1. วตั ถใุ ดบา้ งที่ผา่ นการถแู ลว้ มีประจุไฟฟ้ าเกดิ บนวตั ถุ.................................................................. .............................(ตามผลการทดลอง)........................................................................................ 2. วตั ถุท่ีทาจากวสั ดุประเภทใด เม่ือถกู ถจู ะไมเ่ กิดประจุไฟฟ้ า..............( โลหะ)..................... 3. สรุปผลการทดลองไดว้ ่าอยา่ งไร........................................................( วตั ถทุ ี่ทาจากพลาสติก ไม้ ยาง เม่ือถดู ้วยกระดาษเย่ือจะเกิดประจุไฟฟ้ าบนวัตถุ ส่วนวตั ถทุ ี่ทาจากโลหะเม่ือถกู ถจู ะไม่เกดิ ประจุไฟฟ้ า )......................................................................... ตารางบันทกึ ผลการทดลอง ตอนที่ 2 ใส่ผลการสงั เกตวา่ ดึงดดู กนั ผลกั กนั หรือไมเ่ ปลยี่ นแปลงในช่องว่างของตาราง วตั ถุที่นามาใกลก้ นั หลอดดูด ลกู โป่ ง แผน่ ใส ท่อ PVC หลอดดูด ลกู โป่ ง แผน่ ใส ท่อ PVC สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

16 ตอบคาถามต่อไปนี้ 4. วตั ถุท่ีผา่ นการถแู ลว้ ค่ใู ดบา้ ง เมือ่ นาเขา้ ใกลก้ นั จะผลกั กนั ...................................................... .........................(ตอบตามผลการทดลอง)..................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 5. วตั ถทุ ่ีผา่ นการถแู ลว้ ค่ใู ดบา้ ง เมือ่ นาเขา้ ใกลก้ นั จะดึงดดู กนั ..................................................... .........................(ตอบตามผลการทดลอง)..................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 6. การถวู ตั ถดุ ว้ ยถงุ พลาสติก หรือผา้ แหง้ ใหผ้ ลแตกต่างจากการถดู ว้ ยกระดาษเยอ่ื หรือไม่ อยา่ งไร .........................(ตอบตามผลการทดลอง)..................................................................................... ...................................................................................................................................................... 7. สรุปผลการทดลองไดว้ ่าอยา่ งไร.................................................. .................................................. .......................... ( วตั ถชุ นิดเดียวกัน ถดู ้วยกระดาษเย่ือเหมือนกนั น่าจะเกิดประจุไฟฟ้ าแบบ เดียวกนั เม่อื นาวตั ถเุ ข้าใกล้กันจะผลกั กนั และเมื่อถวู ตั ถตุ ่างชนิดกนั จนเกิดประจุไฟฟ้ าแล้ว นาเข้าใกล้กัน พบว่าส่วนมากผลกั กนั แสดงว่าวัตถเุ หล่านั้นเกิดประจุไฟฟ้ าแบบเดยี วกนั มวี ตั ถุ บางคู่ท่ีถจู นเกิดประจุไฟฟ้ าแล้วนาเข้าใกล้กันปรากฏว่าดึงดดู กัน แสดงว่าประจุไฟฟ้ าบนวตั ถุ ทั้งสองแตกต่างกัน)…………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………. สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

แผนการอบรมครู 2 17 สาระที่ 5: พลงั งาน เวลา 2.00 ชว่ั โมง เรื่อง พลงั งานไฟฟ้ าและวงจรไฟฟ้ า แนวความคดิ หลกั ถา่ นไฟฉาย แบตเตอรี่และเครื่องกาเนิดไฟฟ้ า เป็นแหลง่ กาเนิดพลงั งานไฟฟ้ า ถา่ นไฟฉายและแบตเตอร่ี เปลย่ี นพลงั งานเคมเี ป็นพลงั งานไฟฟ้ า ส่วนเครื่องกาเนิดไฟฟ้ าท่ีใชใ้ น โรงไฟฟ้ า ใชแ้ หล่งพลงั งานจากธรรมชาติทาใหเ้ กิดพลงั งานกลแลว้ เปล่ียนพลงั งานกลเป็นพลงั งาน ไฟฟ้ า จากน้นั จึงใชเ้ คร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าเปลย่ี นพลงั งานไฟฟ้ าเป็นพลงั งานอ่ืนตามตอ้ งการ แหล่งพลงั งาน ที่ใชก้ บั เครื่องกาเนิดไฟฟ้ า มที ้งั แหล่งพลงั งานที่มจี ากดั และแหลง่ พลงั งานท่ีหมุนเวยี นกลบั มาใช้ ใหม่ได้ เครื่องใชไ้ ฟฟ้ าจะทางานไดต้ อ้ งต่อเขา้ กบั แหล่งกาเนิดพลงั งานไฟฟ้ าดว้ ยสายไฟ ให้ กระแสไฟฟ้ าผา่ นไดค้ รบเป็นวง เรียกว่า วงจรไฟฟ้ าอยา่ งงา่ ยและเป็นวงจรไฟฟ้ าปิ ด แต่ถา้ กระแสไฟฟ้ าผา่ นไม่ได้ เพราะการต่อไมค่ รบเป็นวงจะเป็นวงจรไฟฟ้ าเปิ ด สายไฟทาดว้ ยวสั ดุที่ไฟฟ้ าผา่ นได้ เช่นโลหะ วสั ดุน้นั จะเป็นตวั นาไฟฟ้ า ส่วนวสั ดุท่ีไฟฟ้ า ผา่ นไม่ได้ เช่น กระเบ้ืองหรือยาง จะเป็นฉนวนไฟฟ้ า จดุ ประสงค์การเรียนรู้ 1. ทดลองและสรุปไดว้ า่ พลงั งานเคมีเปลี่ยนเป็นพลงั งานไฟฟ้ าได้ 2. ทดลองและบอกไดว้ ่าพลงั งานกลเปลยี่ นเป็นพลงั งานไฟฟ้ าได้ 3. อภิปรายและสรุปไดว้ า่ อปุ กรณ์ไฟฟ้ าเปล่ยี นพลงั งานไฟฟ้ าเป็นพลงั งานอน่ื ได้ 4. อภิปรายและอธิบายการใชพ้ ลงั งานไฟฟ้ าอยา่ งประหยดั เพอ่ื อนุรักษแ์ หลง่ พลงั งานจากธรรมชาติที่ใชแ้ ลว้ หมดไปและความจาเป็นในการใชแ้ หล่งพลงั งานหมนุ เวยี น 5. ทดลองและจาแนกวสั ดุเป็นตวั นาไฟฟ้ าและฉนวนไฟฟ้ า ตลอดจนนาสมบตั ิของ ตวั นาไฟฟ้ าและฉนวนไฟฟ้ าไปใชใ้ นชีวิตประจาวนั 6. ทดลองและอธิบายวงจรไฟฟ้ าปิ ด วงจรไฟฟ้ าเปิ ดและวงจรไฟฟ้ าอยา่ งง่ายได้ ความเข้าใจคลาดเคลอื่ น - ถา่ นไฟฉายและเครื่องกาเนิดไฟฟ้ าของโรงไฟฟ้ าเป็นแหลง่ ผลติ กระแสไฟฟ้ า สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

18 ( ถ่านไฟฉายและเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ าของโรงไฟฟ้ าไม่ใช่แหล่งผลดิ กระแสไฟฟ้ าแต่ ถ่านไฟฉายหรือแบตเตอร่ีเป็นอปุ กรณ์ที่เปลีย่ นพลงั งานเคมีเป็นพลงั งานไฟฟ้ า และเคร่ืองกาเนิด ไฟฟ้ าของโรงไฟฟ้ าเป็นอปุ กรณ์เปลย่ี นพลงั งานกลเป็นพลงั งานไฟฟ้ า) - เซลลไ์ ฟฟ้ าจากผลไม้ เช่น มะนาวทาใหห้ ลอดไฟฟ้ าขนาดเลก็ ติดได้ (เซลล์ไฟฟ้ าเคมที ่ีทาจากมะนาว 1 ผล ให้แรงเคลอ่ื นไฟฟ้ าประมาณ 1.2 โวลต์ และเมื่อต่อ กบั หลอดไฟฟ้ าขนาดเลก็ จนครบวงจร จะมกี ระแสไฟฟ้ าผ่านหลอดไฟเพียงเลก็ น้อย ไม่สามารถทา ให้ไส้หลอดสว่างได้ เมอ่ื ใช้เซลล์ไฟฟ้ าจากมะนาว 2 ผล ต่อกันแบบอนุกรม ได้แรงเคลื่อนไฟฟ้ า รวมมากขึน้ กระแสไฟฟ้ าท่ีผ่านหลอดไฟฟ้ ากอ็ าจไม่เพียงพอท่ีจะทาให้ไส้หลอดสว่าง แต่ถ้าต่อกับ LED แทนหลอดไฟฟ้ าจะทาให้หลอด LED สว่างได้ เพราะหลอด LED จะสว่างเมือ่ มีกระแสไฟฟ้ า ผ่านเพียงเลก็ น้อย และได้รับความต่างศกั ย์ประมาณ 1.7 โวลต์ขึน้ ไป) วธิ ีการจดั กจิ กรรม 1. ต้งั ประเดน็ ใหผ้ เู้ รียนคาดคะเนหาวิธีการว่า จากการทดลองถแู ผน่ ใสและใช้ อเิ ลก็ โตรฟอรัสทาใหห้ ลอดนีออนติดไดช้ วั่ ขณะ ถา้ ตอ้ งการใหห้ ลอดนีออนติดไดต้ ลอดเวลา จะมี วิธีทาไดห้ รือไม่ อยา่ งไร (อิเลก็ โตรฟอรัสเกบ็ ประจุไฟฟ้ าไว้เพียงเลก็ น้อย จึงทาให้หลอดนีออนติดได้ ชั่วขณะ ถ้าต้องการให้หลอดนีออนติดตลอดเวลา ต้องใช้แหล่งพลงั งานไฟฟ้ าอื่น ๆ แทน การใช้ ประจุไฟฟ้ าอิเลก็ โตรฟอรัส เช่น ใช้พลงั งานไฟฟ้ าจากเต้ารับในบ้าน เป็นต้น ผ้สู อนอาจสาธิตการใช้ ไขควงตรวจไฟต่อกับเต้ารับของไฟบ้านให้เห็นจริง ยา้ ให้ผ้เู รียนเห็นว่า ในไขควงตรวจไฟมตี ัว ต้านทานค่าสูงต่ออย่ดู ้วยทาให้ไม่เป็นอันตราย ห้ามใช้หลอดนีออนต่อกบั เต้ารับ 220V โดยตรง เพราะหลอดนีออนใช้กบั ความต่างศกั ย์ได้ไม่เกิน 110V เท่านั้น) 2. ผเู้ รียนยกตวั อยา่ งแหลง่ กาเนิดพลงั งานไฟฟ้ า ( ถ่านไฟฉาย แบตเตอรี่ โรงไฟฟ้ า เซลล์สุริยะ ฯลฯ) ต่อจากน้นั ผสู้ อนใหผ้ เู้ รียนอภิปรายเกี่ยวกบั พลงั งานไฟฟ้ าจาก แหลง่ กาเนิดแต่ละแหล่งไดม้ าอยา่ งไร 3. ผสู้ อนต้งั คาถามใหผ้ เู้ รียนหาคาตอบ เช่น พลงั งานเคมีเปล่ียนเป็นพลงั งาน ไฟฟ้ าไดห้ รือไม่ แลว้ ใหท้ าการทดลองตามใบกิจกรรม 2.1 และบนั ทึกผลในใบบนั ทึกกจิ กรรม 2.1 4. ผเู้ รียนนาเสนอผลการทดลองและร่วมกนั อภิปรายจนไดข้ อ้ สรุปและผสู้ อน ใหค้ วามรู้เพ่มิ เติมดงั น้ี -การจุ่มโลหะ 2 ชนิด เช่น แผน่ สงั กะสีและแผน่ ทองแดงลงในสารละลาย กรดเจือจาง ทาใหเ้ กิดปฏกิ ิริยาเคมี และเปล่ยี นพลงั งานเคมเี ป็นพลงั งานไฟฟ้ า แหล่งกาเนิดพลงั งาน ไฟฟ้ าแบบน้ี จดั เป็น เซลลไ์ ฟฟ้ าเคมีประเภทหน่ึง สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

19 -การตรวจสอบว่ามพี ลงั งานไฟฟ้ าเกิดข้ึนจากเซลลไ์ ฟฟ้ าเคมี สงั เกตไดจ้ าก หลอด LED ที่ต่อกบั แผน่ โลหะของเซลลไ์ ฟฟ้ าเคมี เม่ือมีกระแสไฟฟ้ าเลก็ นอ้ ย ผา่ นหลอด LED จะ สวา่ งอาจตอ้ งใชเ้ ซลลไ์ ฟฟ้ าเคมี 2 เซลล์ ต่ออนุกรมกนั เพอ่ื ใหม้ แี รงเคล่อื นไฟฟ้ ามากพอจึงะทาให้ หลอด LED สว่าง ส่วนการต่อเซลลไ์ ฟฟ้ าเคมีเขา้ กบั หลอดไฟฟ้ าขนาดเลก็ จะตอ้ งใชเ้ ซลลไ์ ฟฟ้ าเคมี หลายๆ เซลล์ ต่ออนุกรมกนั จนมีกระแสไฟฟ้ าผา่ นไสห้ ลอดมากพอ จึงจะทาใหห้ ลอดไฟฟ้ าสว่างได้ อาจใชโ้ วลตม์ ิเตอร์วดั ระหว่างข้วั ของเซลลไ์ ฟฟ้ าเคมี จะเห็นผลไดช้ ดั เจนกว่าการใชห้ ลอดไฟฟ้ า -ในการทาเซลลไ์ ฟฟ้ าจากผลไม้ อาจทดลองใชผ้ ลไมอ้ ่ืนๆ แทนมะนาว เช่น สบั ปะรด แตงโม ฯลฯ 5. ผสู้ อนใหค้ วามรู้เพิม่ เติมเกี่ยวกบั ถา่ นไฟฉาย ดงั น้ี ถา่ นไฟฉายท่ีใชก้ นั ทวั่ ไปก็เป็นเซลไฟฟ้ าเคมี ทาหนา้ ที่เป็นแหล่งพลงั งาน ไฟฟ้ าโดยใชแ้ ท่งคาร์บอน(ข้วั บวก) และกระป๋ องสงั กะสี(ข้วั ลบ) สมั ผสั กบั สารละลายอิเลก็ โทรไลต์ ถ่านไฟฉาย 1 กอ้ นใหพ้ ลงั งานไฟฟ้ าไดป้ ระมาณ 1.5 จลู ต่อประจุไฟฟ้ า 1 คลู อมบ์ หรือเรียกว่ามี แรงเคลือ่ นไฟฟ้ า 1.5 โวลต์ ปัจจุบนั มกี ารพฒั นาถ่านไฟฉายใหม้ ีรูปแบบต่าง ๆ กนั สารละลาย อิเลก็ โทรไลต์ ส่วนประกอบภายในถา่ นไฟฉาย เซลลไ์ ฟฟ้ าชนิดต่าง ๆ 6. ต้งั คาถามใหผ้ เู้ รียนอภิปรายวา่ การผลิตพลงั งานไฟฟ้ าปริมาณมาก ๆ จะใช้ วิธีการอยา่ งไร ใชก้ ารเปลีย่ นพลงั งานเคมเี ป็นพลงั งานไฟฟ้ าไดห้ รือไม่ จากน้นั ใหผ้ เู้ รียนสงั เกตชุด สาธิตเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ าอยา่ งง่ายซ่ึงใชก้ ารหมนุ แท่งแมเ่ หลก็ ใหส้ นามแมเ่ หลก็ ที่ผา่ นขดลวดเกิด การเปลี่ยนแปลง ทาใหห้ ลอดไฟฟ้ าสว่างได้ ช้ีใหผ้ เู้ รียนเห็นวา่ มกี ารเปล่ยี นพลงั งานกลเป็นพลงั งาน ไฟฟ้ า สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

20 ชุดสาธิตเครื่องกาเนิดไฟฟ้ าอยา่ งง่าย 7. ต้งั หวั ขอ้ ใหผ้ เู้ รียนระดมความคิดวา่ หากตอ้ งการใหเ้ กิดพลงั งานไฟฟ้ าตลอด เวลา จะทาไดอ้ ยา่ งไร แลว้ นาเสนอต่อช้นั เรียน (ทาได้โดยใช้พลงั งานกลหมนุ แท่งแม่เหลก็ ตลอดเวลา โดยแหล่งพลงั งานกล อาจมาจากนา้ มนั ดีเซล นา้ มนั เตา ถ่านหิน แก๊สธรรมชาติ พลงั งานจากนา้ เหนือเข่ือน พลงั งานลม ) 8. จากแหล่งพลงั งานที่ผเู้ รียนนาเสนอ ใหผ้ เู้ รียนจาแนกแหลง่ พลงั งานออกเป็น แหลง่ พลงั งานท่ีมีจากดั และแหล่งพลงั งานหมนุ เวียน พร้อมท้งั เสนอแนะวธิ ีการใชพ้ ลงั งานไฟฟ้ า อยา่ งประหยดั และปลอดภยั แลว้ นาเสนอต่อช้นั เรียน 9. ผสู้ อนใหค้ วามรู้เพ่มิ เติมวา่ ในชีวิตประจาวนั มนุษยต์ อ้ งการใชพ้ ลงั งาน ต่าง ๆ เช่น ความร้อน แสง เสียง พลงั งานกลตลอดจนคลนื่ แม่เหลก็ ไฟฟ้ าอื่น ไม่ไดใ้ ชพ้ ลงั งาน ไฟฟ้ าโดยตรง แต่ปัจจุบนั พลงั งานไฟฟ้ าเป็นพลงั งานที่สาคญั ที่สุด เนื่องจากมีการประดษิ ฐอ์ ปุ กรณ์ ไฟฟ้ าท่ีเปลย่ี นพลงั งานไฟฟ้ าเป็นพลงั งานอน่ื ท่ีมนุษยต์ อ้ งการ และใชไ้ ดอ้ ยา่ งสะดวก จากน้นั ให้ ผเู้ รียนยกตวั อยา่ งอุปกรณ์ไฟฟ้ าในบา้ นท่ีเปล่ยี นพลงั งานไฟฟ้ าเป็นพลงั งานอื่นใหเ้ ห็นจริง 10. ผสู้ อนใหค้ วามรู้เก่ียวกบั อปุ กรณ์ไฟฟ้ าซ่ึงมีหลายชนิด และในการเขียน แผนภาพวงจรไฟฟ้ านิยมเขียนสญั ลกั ษณ์แทนอปุ กรณ์ไฟฟ้ า เช่น สายไฟ สวิตช์ หรือ หลอดไฟฟ้ า ถา่ นไฟฉาย 1 กอ้ น (ขีดยาวแทนข้วั บวกขีดส้นั แทนข้วั ลบ) ถ่านไฟฉายต่อเรียงกนั หรือแบตเตอรี่ หลอด LED สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

21 การต่ออปุ กรณ์ไฟฟ้ าใหเ้ ป็นวงจรไฟฟ้ า จะเขียนเป็นแผนภาพวงจรไฟฟ้ าโดย ใชส้ ญั ลกั ษณ์แทนอุปกรณ์ต่าง ๆ ไดด้ งั รูป การต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ เป็นวงจรไฟฟ้ า แผนภาพแสดงวงจรไฟฟ้ า 11. ผเู้ รียนทาการทดลองตามใบกิจกรรมที่ 2.2 และบนั ทึกผลในใบบนั ทึก กิจกรรมที่ 2.2 12. ผเู้ รียนเสนอผลการทดลองและขอ้ สรุปต่อช้นั เรียน โดยผสู้ อนร่วมในการ อภิปรายสรุปและใหค้ วามรู้เพ่มิ เติม ดงั น้ี -หลอดไฟฟ้ าสวา่ งไดเ้ มือ่ ต่อหลอดไฟฟ้ าเขา้ กบั ถา่ นไฟฉายดว้ ยสายไฟให้ กระแสไฟฟ้ าผา่ นครบเป็นวง จากข้วั บวกของถ่านไฟฉายผา่ นหลอดไฟฟ้ าจนถงึ ข้วั ลบของ ถ่านไฟฉาย เรียกว่า วงจรไฟฟ้ าปิ ด การต่ออุปกรณ์ตา่ ง ๆ เขา้ ดว้ ยกนั น้ี เรียกว่า วงจรไฟฟ้ า -ถา้ ส่วนใดส่วนหน่ึงของวงจรไฟฟ้ าไมต่ ่อกนั จะไม่มกี ระแสไฟฟ้ าผา่ นใน วงจร เรียกว่า วงจรไฟฟ้ าเปิ ด -วงจรไฟฟ้ าอยา่ งง่าย ประกอบดว้ ยแหล่งกาเนิดพลงั งานไฟฟ้ า อุปกรณ์ ไฟฟ้ าและสายไฟต่อกนั ครบวงจร -สวติ ชเ์ ป็นอปุ กรณ์ตดั และต่อวงจรไฟฟ้ า -การทาใหห้ ลอดไฟฟ้ าสวา่ งมากข้ึน ทาไดโ้ ดยเพิ่มถ่านไฟฉายและใชว้ ิธี ต่อเรียงกนั เรียกวา่ การต่อแบบอนุกรม ถ่านไฟฉายที่ต่ออนุกรมกนั แลว้ เรียกว่า แบตเตอรี่ ซ่ึงจะให้ พลงั งานไฟฟ้ ามากข้นึ แต่ตอ้ งระวงั ไมใ่ หพ้ ลงั งานไฟฟ้ าเกนิ กวา่ ค่าที่กาหนดไวท้ ี่หลอดไฟฟ้ า -เราสามารถเขียนแผนภาพวงจรไฟฟ้ าโดยใชส้ ญั ลกั ษณ์แทนอุปกรณ์ไฟฟ้ า ต่าง ๆ ได้ 13. ผสู้ อนใชว้ งจรไฟฟ้ าอยา่ งง่ายสาธิตใหผ้ เู้ รียนเห็นว่า สามารถใชก้ ารแยกและ การต่อสายไฟเขา้ ดว้ ยกนั กท็ าใหเ้ กิดวงจรไฟฟ้ าปิ ด และวงจรไฟฟ้ าเปิ ดได้ ดงั รูป เพ่ือนาเขา้ สู่ กิจกรรมต่อไป สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

22 14. ใหผ้ เู้ รียนทาการทดลองตามใบกิจกรรม 2.3 และบนั ทึกผลในใบบนั ทึก กิจกรรมที่ 2.3 แลว้ นาเสนอผลการทดลองและขอ้ สรุปต่อช้นั เรียน 15. จากผลการทดลอง ผสู้ อนนาอภิปรายและใหค้ วามรู้เพมิ่ เติมจนสรุปไดด้ งั น้ี -วสั ดุหลายชนิดท่ีกระแสไฟฟ้ าผา่ นได้ เรียกวสั ดุเหลา่ น้นั วา่ ตวั นาไฟฟ้ า เช่น เหลก็ ทองแดง สงั กะสี อะลมู ิเนียม แกรไฟต์ เป็นตน้ ส่วนวสั ดุที่กระแสไฟฟ้ าผา่ นไม่ได้ เรียกวา่ ฉนวนไฟฟ้ า เช่น พลาสติก ยาง ไม้ เป็นตน้ -วสั ดุท่ีเป็นตวั นาไฟฟ้ า เรานามาใชใ้ นการทาสายไฟ ส่วนวสั ดุท่ีเป็น ฉนวนไฟฟ้ า นามาใชเ้ ป็นวสั ดุหุม้ สายไฟหรือหุม้ อุปกรณ์ไฟฟ้ า ไม่ใหเ้ กิดการลดั วงจรหรือเกดิ กระแสไฟฟ้ ารั่วเขา้ สู่ร่างกาย -ร่างกายของมนุษยแ์ ละสตั ว์ สารละลายหลายชนิด เป็นตวั นาไฟฟ้ า -การทาใหว้ งจรไฟฟ้ าเปิ ดหรือปิ ดตามตอ้ งการสามารถใชส้ วติ ชซ์ ่ึงทาดว้ ย โลหะที่เป็นตวั นาไฟฟ้ า ต่อแทรกในวงจรเพอื่ ตดั หรือต่อวงจรไฟฟ้ า คาถาม เมอ่ื ใชว้ งจรไฟฟ้ าอยา่ งง่ายตรวจสอบก่ิงไมท้ ว่ั ไปท่ีไมใ่ ช่ก่ิงไมแ้ หง้ พบว่าก่ิงไม้ เป็นฉนวนไฟฟ้ า แต่เหตุใดบางคร้ังที่กิ่งไมไ้ ปพาดสายไฟริมถนน จึงมีกระแสไฟฟ้ าร่ัวผา่ นก่ิงไมจ้ น เป็นอนั ตรายต่อชีวติ ได้ (โดยทั่วไปกิ่งไม้มคี วามชืน้ อย่ดู ้วยจึงนาไฟฟ้ าได้ แต่เป็นตวั นาไฟฟ้ าที่ไม่ดี เมอ่ื ตรวจด้วยวงจรไฟฟ้ าอย่างง่ายที่ใช้พลงั งานไฟฟ้ าจากถ่านไฟฉาย จึงไม่มกี ระแสไฟฟ้ าผ่านและเป็น ฉนวนไฟฟ้ า แต่สายไฟตามถนนมพี ลงั งานไฟฟ้ าสูงมาก กระแสไฟฟ้ าจึงผ่านกิ่งไม้ได้ นน่ั คือ กิ่งไม้ จะเป็นตัวนาไฟฟ้ าเมอื่ ต่อกบั แหล่งกาเนิดไฟฟ้ าที่มพี ลงั งานสูง) สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

23 ใบกจิ กรรมที่ 2.1 เร่ือง พลงั งานเคมเี ปลยี่ นเป็นพลงั งานไฟฟ้ าไดห้ รือไม่ กรอบตวั ชี้วดั สมรรถภาพ ตอนท่ี 1 ทดลองและสรุปการเปลีย่ น 1. ขดั แผน่ ทองแดงและสงั กะสีดว้ ยกระดาษทรายใหส้ ะอาด 2. ใส่สารละลายกรดซลั ฟิ วริกเจือจางลง 30 cm3 ลงใน พลงั งานเคมเี ป็นพลงั งานไฟฟ้ าได้ บีกเกอร์ วสั ดุอุปกรณ์ (ต่อกลมุ่ ) 3. ใชส้ ายไฟต่อแผน่ ทองแดงและสงั กะสีเขา้ กบั หลอด LED 1. บีกเกอร์ 50 cm3 1 ใบ 2. แผน่ ทองแดง 2.5cm x 5 cm 1แผน่ โดยต่อขาแอโนด (บวก) ของ LED เขา้ กบั แผน่ ทองแดง 3. แผน่ สงั กะสี 2.5cm x 5 cm 1 แผน่ และต่อขาแคโทด(ลบ) กบั แผน่ สงั กะสี แลว้ จุ่มแผน่ 4. กระดาษทราย 5cm x 5 cm 1 แผน่ ทองแดงและสงั กะสีในกรดเจือจาง ดงั รูป สงั เกตและ 5. สายไฟพร้อมปากหนีบจระเข้ บนั ทึกผล 4 เสน้ +_ 6. หลอด LED 1 หลอด 7. มะนาว 2 ผล 5.ทดลองซ้าขอ้ 3 และ 4 โดยใชอ้ ุปกรณ์ 2 ชุดต่อเรียงกนั สารเคมี ดงั รูป สงั เกตผล 4.1ส. กงั เรกดตซแลัลฟะิ วบรนั ิกท1ึกmผoลl/ dm3 40 cm3 +_ หลอด LED _ + สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ตอนที่ 2 24 1. คลึงมะนาว 2 ผล เสียบแผน่ ทองแดงและสงั กะสี +_ ท่ีขดั สะอาดแลว้ ลงในมะนาวแต่ละผล 2. ใชส้ ายไฟต่อมะนาวท้งั 2 ผลแบบเรียงกนั แลว้ ต่อกบั LED โดยต่อขาแอโนด (บวก)ของ LEDเขา้ กบั แผน่ ทองแดงและต่อขาแคโทด(ลบ)กบั แเผน่ สงั กะสี สงั เกตและบนั ทึกผล หมายเหตุ แผน่ ทองแดงและแผน่ สงั กะสีควรเสียบขวางกลีบของมะนาว เพือ่ ใหต้ ดั ผา่ นผนงั ช้นั ในของโครงสร้าง ผลมะนาว หรือผนงั ก้นั ระหว่างกลบี ของมะนาว และเสียบโลหะท้งั สองแผน่ ใหล้ กึ ลงไปในผลมะนาว ใหม้ ากท่ีสุดโดยโลหะท้งั สองไม่สมั ผสั กนั สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

25 ใบบันทกึ กจิ กรรมท่ี 2.1 เร่ือง พลงั งานเคมเี ปลยี่ นเป็ นพลงั งานไฟฟ้ าได้หรือไม่ ตอนท่ี 1 บนั ทึกผลการสงั เกตเม่ือจุ่มแผน่ ทองแดงและสงั กะสีที่ต่อกบั หลอด LED ลงในสารละลาย กรดเจือจาง วตั ถุ การเปล่ียนแปลงท่ีเกิดข้ึน แผน่ ทองแดง (เกิดฟองแก๊สที่แผ่นทองแดง) แผน่ สงั กะสี (เกิดตะกอนสีขาวที่แผ่นสังกะสี) หลอด LED (หลอด LED สว่าง) หลอด LED เม่ือต่อ เรียงกนั 2 ชุด (หลอด LED สว่างมากขึน้ กว่าชุดเดียว) ตอบคาถามต่อไปนี้ 1. ในการทดลอง มปี ฏกิ ิริยาเคมเี กิดข้ึนหรือไม่ อยา่ งไร)……………………………………………. ...............(เกิดปฏิกิริยาเคมี เพราะเกิดแก๊สที่แผ่นทองแดงและเกิดสารใหม่ที่แผ่นสังกะสี) ........ ..... 2. จากการทดลอง มพี ลงั งานไฟฟ้ าเกดิ ข้ึนหรือไม่ ทราบไดอ้ ยา่ งไร............................................... ...............(มพี ลงั งานไฟฟ้ าเกิดขึน้ สังเกตได้จากหลอด LED ติดสว่าง)...................................... 3. สรุปผลการทดลองไดว้ า่ อยา่ งไร........................................................................................... ....................(เม่อื จุ่มแผ่นทองแดงและสังกะสีลงในสารละลายกรดเจือจาง จะเกิดปฏกิ ิริยาเคมี และมกี ารเปลยี่ นพลงั งานเคมีเป็นพลงั งานไฟฟ้ า)....................................................................... ตอนที่ 2 บนั ทึกผลการสงั เกต เมอื่ เสียบแผน่ ทองแดงและสงั กะสีที่ต่อกบั หลอด LED ลงในผล มะนาว วตั ถุ การเปลีย่ นแปลงท่ีเกิดข้ึน แผน่ ทองแดง (ไม่สามารถสังเกตได้) แผน่ สงั กะสี (เมือ่ ดึงสังกะสีออกจากมะนาว จะมีตะกอนสีขาวติดกบั แผ่นสังกะสี) หลอด LED (หลอด LED สว่าง) สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

26 ตอบคาถามต่อไปนี้ 1. ในการทดลอง น่าจะมีปฏกิ ิริยาเคมีเกิดข้ึนหรือไม่ ทราบไดอ้ ยา่ งไร)…………………… ...........(น่าจะมีปฏิกิริยาเคมีเกิดขนึ้ เพราะมตี ะกอนท่ีแผ่นสังกะสี และเมอื่ เปรียบเทียบกับการจุ่ม แผ่นทองแดง กบั แผ่นสังกะสีลงในสาระละลายกรดเจือจาง พบว่าให้ผลอย่างเดียวกัน คือ หลอด LED สว่าง) ........ .......................................... 2. จากการทดลอง มีพลงั งานไฟฟ้ าเกดิ ข้ึนหรือไม่ ทราบไดอ้ ยา่ งไร............................................... ...............(มพี ลงั งานไฟฟ้ าเกิดขึน้ สังเกตได้จากหลอด LED สว่าง)...................................... 3. สรุปผลการทดลองไดว้ ่าอยา่ งไร........................................................................................... ....................(เมอ่ื เสียบแผ่นทองแดงและสังกะสีลงในผลมะนาว จะเกิดปฏิกิริยาเคมี และมกี ารเปลี่ยนพลงั งานเคมีเป็นพลงั งานไฟฟ้ า)................................................................. สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

27 ใบกจิ กรรมท่ี 2.2 เรื่อง หลอดไฟฟ้ าสว่างไดเ้ มอ่ื ใด 1. กาหนดให้ ถ่านไฟฉาย 1 กอ้ น หลอดไฟฟ้ าพร้อมฐาน กรอบตวั ชี้วดั สมรรถภาพ 1 ชุด สายไฟ 3 เสน้ หาวิธีต่อใหห้ ลอดไฟฟ้ าสว่าง 1. ทดลองและสรุปลกั ษณะของ 2. เขียนแผนภาพแสดงวงจรไฟฟ้ าเมอื่ ต่อครบวงจร วงจรไฟฟ้ าปิดและวงจรไฟฟ้ า โดยใชส้ ญั ลกั ษณ์แทนอปุ กรณ์ต่าง ๆ เปิ ดได้ 3. หาวิธีทาให้หลอดไฟฟ้ าติดและดบั ตามตอ้ งการ 2. เขียนแผนภาพแสดงวงจร 4. ใชถ้ า่ นไฟฉาย 2 กอ้ นต่อเรียงกนั แลว้ ต่อกบั หลอด ไฟฟ้ า อยา่ งง่ายโดยใช้ สญั ลกั ษณ์แทนอุปกรณ์ไฟฟ้ า ไฟฟ้ าสงั เกตผลเปรียบเทียบกบั เมือ่ ต่อกบั ถ่านไฟฉาย ได้ 1 กอ้ น บนั ทึกผลและเขียนแผนภาพแสดงการต่อ วงจรไฟฟ้ า วสั ดุอุปกรณ์ (ต่อกลุ่ม) 1. ถา่ นไฟฉายพร้อมกระบะถา่ น ขนาด 1 กอ้ น 2 ชุด 2. หลอดไฟฟ้ า 2.5 V พร้อมฐาน 1 ชุด 3. สายไฟพร้อมปากหนีบจระเข้ 3 เสน้ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

28 ใบบนั ทกึ กจิ กรรมที่ 2.2 เรอ่ื ง หลอดไฟฟ้ าสว่างได้เมอ่ื ใด บนั ทกึ ผลการทดลองต่อวงจรไฟฟ้ าโดยใช้อปุ กรณ์ท่กี าหนดให้ 1. รูปแสดงการต่อวงจรไฟฟ้ าท่ีทาใหห้ ลอดไฟฟ้ าสวา่ ง 2. แผนภาพวงจรไฟฟ้ าในขอ้ 1 โดยใชส้ ญั ลกั ษณ์แทนอปุ กรณ์ไฟฟ้ า 3. การเปล่ียนแปลงที่เกิดข้ึนเมื่อเปลย่ี นจานวนถ่านไฟฉาย............................................................... ..........(หลอดไฟฟ้ า เมื่อต่อกบั ถ่านไฟฉายหลายก้อนจะสว่างกว่าเมอ่ื ต่อกบั ถ่านไฟฉาย 1 ก้อน).... แผนภาพวงจรไฟฟ้ าของขอ้ 3 สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

29 ตอบคาถามต่อไปนี้ 1. มวี ธิ ีใดจึงจะทาใหห้ ลอดไฟฟ้ าติดและดบั ไดต้ ามตอ้ งการ........................................ .................(นาสายไฟต่อกนั หลอดไฟฟ้ าจะติดและถ้านาสายไฟแยกจากกันหลอดไฟฟ้ าจะ ดับ)........ 2. การใชถ้ า่ นไฟฉาย 2 กอ้ นต่อเรียงกนั ใหผ้ ลแตกต่างจากการใชถ้ ่านไฟฉาย 1 กอ้ นอยา่ งไร เพราะ เหตุใด............................................................................................................................................ ............................(เมอ่ื ใช้ถ่านไฟฉาย 2 ก้อนหลอดไฟฟ้าสว่างมากกว่าการใช้ถ่านไฟฉาย 1 ก้อน เพราะเม่ือใช้ถ่านไฟฉาย 2 ก้อน จะทาให้พลงั งานไฟฟ้ ามากขึน้ กระแสไฟฟ้ าท่ีผ่านหลอดไฟฟ้ า จึงมากขนึ้ ) ................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

30 ใบกจิ กรรมที่ 2.3 เร่ือง กระแสไฟฟ้ าผา่ นอะไรไดบ้ า้ ง กรอบตวั ชี้วดั สมรรถภาพ 1. ต่อวงจรไฟฟ้ าอยา่ งง่ายโดยใชถ้ ่านไฟฉาย 1 กอ้ น ทดลองและจาแนกวสั ดุออกเป็น แยกปลายสายไฟ A และ B ไม่ใหแ้ ตะกนั ดงั แผนภาพวงจรไฟฟ้ า ตวั นาไฟฟ้ าและฉนวนไฟฟ้ าได้ วสั ดุอปุ กรณ์ (ต่อกลมุ่ ) 2. นาปลายสายไฟ A และ B แตะกนั สงั เกตผล 1. ถ่านไฟฉายพร้อมกระบะ 3. แยกปลายสายไฟ A และ B ออกจากกนั นาวตั ถตุ ่าง ๆ 1 กอ้ น 2. หลอดไฟฟ้ า 1.5 V พร้อมฐาน มาต่อระหว่างปลาย A และ B ดงั รูป สงั เกตและ 1 ชุด บนั ทึกผล 3. สายไฟพร้อมปากหนีบจระเข้ 4 เสน้ 4. นาปลายสายไฟ A และ B ต่อเขา้ กบั สวติ ช์ กดสวติ ช์ 4. ตะปู 1 ตวั ต่อวงจรไฟฟ้ าและยกสวติ ชต์ ดั วงจรไฟฟ้ า สงั เกต 5. ลวดทองแดงยาว 10 cm 1 เสน้ การเปลย่ี นแปลงและบนั ทึกผล 6. แผน่ สงั กะสี ยาว 5 cm 1 แผน่ 7. แผน่ อะลมู ิเนียมบางยาว 5 cm 1 แผน่ ต่ 8. ไมบ้ รรทดั พลาสติก 1 อนั 9. ยางรัดของ 1 เสน้ 10. เศษไม้ 1 ช้ิน 11. กระดาษ 1 ชิ้น สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

31 ใบบันทกึ กจิ กรรมท่ี 2.3 เรอ่ื ง กระแสไฟฟ้ าผ่านอะไรได้บ้าง ตารางบนั ทกึ ผลการทดลอง การนาวตั ถตุ ่าง ๆ ต่อแทรกในวงจรไฟฟ้ า วตั ถุ วสั ดุที่ใชท้ า ผลการสงั เกต ตะปู ลวดทองแดง แผน่ สงั กะสี แผน่ อะลมู เิ นียม ไมบ้ รรทดั พลาสติก ยางรัดของ เศษไม้ กระดาษ ตอบคาถามต่อไปนี้ 1. วตั ถุอะไรบา้ ง ท่ีนามาต่อระหวา่ งปลายสายไฟ A และ B แลว้ ทาใหว้ งจรไฟฟ้ าปิ ด ทราบได้ อยา่ งไร (ตะปู ลวดทองแดง แผ่นสังกะสี แผ่นอะลมู ิเนียมบาง ทราบได้จากการนาวัตถเุ หล่าน้ันต่อเข้ากับ ปลายสายไฟ A และ B แล้วหลอดไปสว่าง) 2. วตั ถุอะไรบา้ ง ท่ีนามาต่อระหว่างปลายสายไฟ A และ B แลว้ ทาใหว้ งจรไฟฟ้ าเปิ ด ทราบได้ อยา่ งไร ( ไม้บรรทัดพลาสติก ยางรัดของ กระดาษ เศษไม้ ทราบได้จากหลอดไฟไม่สว่าง เม่อื ต่อวตั ถุ เหล่านีเ้ ข้ากับปลายสายไฟ A และ B) 3. วตั ถทุ ่ีกระแสไฟฟ้ าผา่ นได้ ทาจากวสั ดุอะไรบา้ ง (ส่วนใหญ่ทาด้วยโลหะเช่น เหลก็ ทองแดง สังกะสี อะลมู ิเนียม) 4. วตั ถุที่กระแสไฟฟ้ าผา่ นไม่ได้ ทาจากวสั ดุอะไรบา้ ง (พลาสติก ยาง กระดาษ ไม้) 5. สวิตชท์ าหนา้ ท่ีอะไรในวงจรไฟฟ้ า (เป็นอุปกรณ์ตัดและต่อวงจรไฟฟ้ า) 6. สรุปผลการทดลองไดว้ า่ อยา่ งไร (วัสดบุ างชนิดท่ีกระแสไฟฟ้ าผ่านได้ ส่วนใหญ่เป็นโลหะ ท่ีไม่ใช่โลหะได้แก่ แกรไฟต์หรือคาร์ บอน ส่วนวัสดุพวกยาง กระดาษ พลาสติก ไม้ กระแสไฟฟ้ าผ่านไม่ได้). สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

32 แผนการอบรมครู 3 สาระท่ี : 5 พลงั งาน เร่ือง การต่อหลอดไฟฟ้ าแบบอนุกรมและขนาน กระแสไฟฟ้ ากบั ความต่างศกั ย์ เวลา 3.00 ชั่วโมง แนวความคดิ หลกั การต่อหลอดไฟฟ้ าสองหลอดข้ึนไปในวงจรไฟฟ้ า มี 2 แบบ คือการต่อแบบอนุกรม และแบบขนาน กระแสไฟฟ้ าจะแปรผนั ตรงกบั ความต่างศกั ย์ อตั ราส่วนระหว่างความต่างศกั ยก์ บั กระแสไฟฟ้ า คือความตา้ นทานไฟฟ้ าของวงจรน้นั พลงั งานไฟฟ้ าเป็นพลงั งานศกั ย์ เรียกว่าพลงั งานศกั ยไ์ ฟฟ้ า พลงั งานศกั ยไ์ ฟฟ้ าของ ประจุไฟฟ้ า 1 คูลอมบเ์ รียกวา่ ศกั ยไ์ ฟฟ้ า ผลต่างของศกั ยไ์ ฟฟ้ าระหว่างจุด 2 จุดเรียกว่าความต่าง ศกั ยว์ ดั พลงั งานไฟฟ้ าที่อุปกรณ์ไฟฟ้ าใชไ้ ปใน 1 วินาทีเรียกว่ากาลงั ไฟฟ้ า และทราบค่ากาลงั ไฟฟ้ า ไดจ้ ากอกั ษรท่ีกากบั มากบั อปุ กรณ์ไฟฟ้ า ค่าไฟฟ้ า เป็นการคิดค่าพลงั งานไฟฟ้ าที่ใชไ้ ปใน 1 เดือนโดยปริมาณของพลงั งานไฟฟ้ า ที่ใชจ้ ะวดั ในหน่วยกิโลวตั ตช์ วั่ โมงหรือ “หน่วย” จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. ทดลอง อธิบายและเขียนแผนภาพวงจรไฟฟ้ าการต่อหลอดไฟฟ้ าแบบอนุกรมและ แบบขนาน 2. อภิปรายและอธิบายปริมาณกระแสไฟฟ้ าที่ผา่ นหลอดไฟฟ้ าซ่ึงต่อกนั แบบอนุกรม และแบบขนาน 3. อภิปรายและอธิบายการนาวธิ ีต่อหลอดไฟฟ้ าแบบอนุกรมและแบบขนานไปใชใ้ น ชีวิตประจาวนั 4. ทดลองและสรุปความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งกระแสไฟฟ้ ากบั ความต่างศกั ยไ์ ฟฟ้ าใน วงจรไฟฟ้ าได้ ความรู้พนื้ ฐาน หลอดไฟฟ้ าท่ีเหมอื นกนั ทุกประการ เมื่อที่ต่อในวงจรไฟฟ้ า หลอดที่สว่างมากกว่าจะมี กระแสไฟฟ้ าผา่ นมากกว่า สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

33 ความเข้าใจคลาดเคลอ่ื น กระแสไฟฟ้ าก่อนเขา้ หลอดไฟฟ้ ามากกว่ากระแสไฟฟ้ าที่ออกจากหลอดไฟฟ้ า (กระแสไฟฟ้ าขณะเข้าและออกจากหลอดไฟฟ้ ามคี ่าคงที่ ส่ิงท่ีสูญเสียขณะกระแสผ่าน หลอดไฟฟ้ า คือพลงั งานไฟฟ้ า) วธิ ีการจดั กจิ กรรม 1. ใหผ้ เู้ รียนสงั เกตไฟหยดน้าหรือไฟคริสตม์ าส ว่ามีการต่อหลอดไฟฟ้ าอยา่ งไร ถา้ ไส้ หลอดไฟฟ้ าขาด 1 หลอด ผลจะเป็นอยา่ งไร (ไฟคริสต์มาส ต่อเป็นสายไว้ประมาณ 3-5สาย แต่ละ สายประกอบด้วยหลอดไฟฟ้ าขนาด 6V ประมาณ 35 - 40 หลอดต่อกันแบบอนุกรมแล้วต่อเข้ากับ ไฟบ้าน 220V ถ้าหลอดไฟฟ้ าขาด 1หลอด หลอดไฟฟ้ าอ่ืน ๆ ในสายนั้นจะดบั หมด) 2. เพื่อหาคาตอบ ใหผ้ เู้ รียนทาการทดลองตามใบกิจกรรม 3.1 และบนั ทกึ ผลในใบบนั ทึก กิจกรรม 3.1 นาเสนอผลการทดลองและอภิปรายสรุปซ่ึงควรไดข้ อ้ สรุปดงั น้ี - การต่อหลอดไฟฟ้ าหลายหลอดเรียงกนั ไป แลว้ จึงต่อกบั ถา่ นไฟฉาย จะมกี ระแส ไฟฟ้ าผา่ นวงจรไฟฟ้ านอ้ ยกว่าการต่อหลอดไฟฟ้ า 1 หลอดกบั ถา่ นไฟฉาย สงั เกตไดจ้ ากความสวา่ ง ของหลอดไฟฟ้ า - เมื่อถอดหลอดไฟฟ้ าหลอดหน่ึงออก จะเกิดวงจรไฟฟ้ าเปิ ด ไม่มีกระแสไฟฟ้ าใน วงจร สงั เกตจากหลอดไฟฟ้ าที่เหลอื ดบั 3. ผสู้ อนใหค้ วามรู้เพม่ิ เติมดงั ต่อไปน้ี - การต่อหลอดไฟฟ้ าหลายหลอดเรียงกนั ไป เรียกว่าการต่อหลอดไฟฟ้ าแบบอนุกรม - พิจารณาจากวงจรไฟฟ้ าทต่ี ่อหลอดไฟฟ้ าแบบอนุกรม จะมีเสน้ ทางผา่ นของกระแส ไฟฟ้ าเพยี งเสน้ ทางเดียว กระแสไฟฟ้ าท่ีผา่ นหลอดไฟฟ้ าทุกหลอดในวงจรจะมีปริมาณเดียวกนั สิ่งท่ี สูญเสียไปขณะกระแสไฟฟ้ าผา่ นหลอดไฟฟ้ า คือ พลงั งานไฟฟ้ าที่เปลย่ี นเป็นพลงั งานความร้อน และแสงสว่าง - ไฟหยดน้าหรือไฟคริสตม์ าสแต่ละสาย ใชก้ ารต่อหลอดไฟฟ้ าแบบอนุกรมเมอื่ หลอดใดหลอดหน่ึงขาด จะเกิดวงจรไฟฟ้ าเปิ ด ไม่มีกระแสไฟฟ้ าผา่ น หลอดไฟฟ้ าอืน่ ๆ ในสายจะ ดบั ท้งั หมด 4. ผสู้ อนยกคาถามใหค้ ิดวา่ ไฟฟ้ าท่ีใชใ้ นบา้ น เม่ือถอดหรือดบั หลอดไฟฟ้ าหลอดใด หลอดหน่ึง หลอดอ่ืน ๆ ไม่ไดด้ บั ไปดว้ ย หลอดไฟเหลา่ น้นั ต่อกนั อยา่ งไร จากน้นั ใหผ้ เู้ รียนทาการ ทดลองตามใบกิจกรรมท่ี 3.2 และบนั ทึกผลในใบบนั ทึกกจิ กรรมที่ 3.2 5. ผเู้ รียนเสนอผลการทดลองและขอ้ สรุปต่อช้นั เรียน โดยผสู้ อนนาอภิปรายและให้ ความรู้เพมิ่ เติมจนไดข้ อ้ สรุปดงั น้ี สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

34 - การนาสายไฟจากข้วั ขา้ งเดียวกนั ของหลอดไฟฟ้ าหลายหลอดมารวมกนั ก่อนท่ีจะ ต่อกบั แหล่งกาเนิดไฟฟ้ าน้ี เรียกว่าการต่อหลอดไฟฟ้ าแบบขนาน - หลอดไฟฟ้ าท่ีต่อกนั แบบขนานเมื่อต่อกบั แหลง่ กาเนิดไฟฟ้ าครบวงจร กระแส ไฟฟ้ าจะแยกผา่ นหลอดไฟฟ้ าแต่ละหลอด เม่ือถอดหรือดบั หลอดไฟฟ้ าหลอดใดหลอดหน่ึง กระแส ไฟฟ้ ายงั ผา่ นหลอดไฟฟ้ าหลอดอื่น ๆ ที่เหลอื ไดเ้ พราะยงั เป็ นวงจรไฟฟ้ าปิ ดอยู่ - การต่อหลอดไฟฟ้ าในบา้ น ใชว้ ธิ ีต่อแบบขนาน เมือ่ ต่อสวิตชค์ วบคุมใหห้ ลอด ไฟฟ้ าหลอดหน่ึงดบั หลอดอน่ื ๆ จะยงั ติดสว่างอยไู่ ด้ 6. ผสู้ อนอธิบายความหมายของคาต่าง ๆเพิ่มเติมดงั ต่อไปน้ี พลงั งานศักย์ไฟฟ้ าและศักย์ไฟฟ้ า พลงั งานไฟฟ้ าเป็นพลงั งานศกั ยไ์ ฟฟ้ า(หน่วย เป็นจูล) พลงั งานศกั ยไ์ ฟฟ้ าทาใหก้ ระแสไฟฟ้ าผา่ นไดค้ รบวงจร พลงั งานศกั ยไ์ ฟฟ้ าที่ใหแ้ ก่ประจุ ไฟฟ้ า 1 คูลอมบ์ เรียกวา่ ศกั ยไ์ ฟฟ้ า มีหน่วยเป็น จูลต่อคูลอมบ์ หรือ โวลต์ (Volt : V) ความต่างศักย์ ผลต่างของศกั ยไ์ ฟฟ้ าระหวา่ งจุด 2 จุดในวงจรไฟฟ้ า เรียกว่า ความ ต่างศกั ย์ วดั ไดด้ ว้ ย โวลตม์ เิ ตอร์ ค่าความต่างศกั ยท์ ี่อ่านไดจ้ ะบอกถงึ พลงั งานที่ประจุไฟฟ้ าแต่ละ คูลอมบส์ ูญเสียไประหว่างจุดท้งั สอง ทศิ ทางของกระแสไฟฟ้ าในวงจรไฟฟ้ า เมอ่ื มกี ระแสไฟฟ้ าผา่ นวงจรไฟฟ้ า แสดง ว่ามีประจุไฟฟ้ าเคลอ่ื นที่ผา่ นจุดต่าง ๆ ในสายไฟตลอดจนอปุ กรณ์ไฟฟ้ า โดยถือว่าเสมอื นประจุ บวกเคล่ือนท่ีจากจุดท่ีมีศกั ยไ์ ฟฟ้ าสูงกว่าไปยงั จุดท่ีมีศกั ยไ์ ฟฟ้ าต่ากว่า กระแสไฟฟ้ า ปริมาณประจุไฟฟ้ าที่ผา่ นจุด ๆ หน่ึงในวงจรไฟฟ้ าในเวลา 1 วนิ าที คือ กระแส ไฟฟ้ า มหี น่วยวดั เป็น คูลอมบต์ ่อวินาที หรือ แอมแปร์ (Ampere :A) แรงเคลอ่ื นไฟฟ้ า ข้วั บวกของถ่านไฟฉายมศี กั ยไ์ ฟฟ้ าสูงกว่าข้วั ลบประมาณ 1.5 โวลต์ ผลต่างของศกั ยไ์ ฟฟ้ าระหวา่ งข้วั ของถ่านไฟฉายซ่ึงวดั ขณะยงั ไมต่ ่อวงจรไฟฟ้ าน้ี เรียกว่า แรงเคลือ่ นไฟฟ้ า ดงั น้นั แรงเคลื่อนไฟฟ้ าของถา่ นไฟฉายมคี ่าประมาณ 1.5 โวลต์ โวลต์มเิ ตอร์ เป็นเคร่ืองมอื วดั ความต่างศกั ย์ วดั ไดโ้ ดยใชโ้ วลตม์ เิ ตอร์ต่อขนานกบั จุด 2 จุดที่ตอ้ งการทราบค่าความต่างศกั ย์ ข้วั บวกของโวลตม์ ิเตอร์ตอ้ งต่อตรงจุดที่มศี กั ยไ์ ฟฟ้ าสูง กว่า และข้วั ลบของโวลตม์ ิเตอร์ตอ้ งต่อตรงจุดท่ีมีศกั ยไ์ ฟฟ้ าต่ากว่า คาถาม วดั ความต่างศกั ยร์ ะหวา่ งข้วั ของหลอดไฟฟ้ า ได้ 1.2 โวลต์ หมายความว่าอยา่ งไร (ศกั ย์ไฟฟ้ าท่ี A สูงกว่าศกั ย์ไฟฟ้ าท่ี B 1.2 โวลต์ หรือ ระหว่างจุด A และ B มีการสูญเสียพลงั งานไป 1.2 โวลต์ หรือ 1.2 จูลต่ คูลอมบ์) สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

35 แอมมเิ ตอร์ เป็นเครื่องมือวดั ปริมาณกระแสไฟฟ้ าในวงจร วดั ไดโ้ ดยใช้ แอมมเิ ตอร์ต่ออนุกรมตรงจดุ ที่ตอ้ งการทราบปริมาณกระแสไฟฟ้ า ข้วั บวกของแอมมิเตอร์ตอ้ งต่อ กบั จุดที่มศี กั ยไ์ ฟฟ้ าสูงกว่า และข้วั ลบของแอมมิเตอร์ตอ้ งต่อกบั จุดที่มีศกั ยไ์ ฟฟ้ าต่ากวา่ +- * ห้ามใช้แอมมเิ ตอร์วดั คร่อมข้ัวของถ่านไฟฉายหรือต่อกบั ถ่านไฟฉานที่ไม่มเี ครื่องใช้ไฟฟ้ าต่ออยู่ จะทาให้แอมมเิ ตอร์ชารุด 7. ผสู้ อนเตรียมถ่านไฟฉาย 4 กอ้ น พร้อมกระบะถา่ น และโวลตม์ ิเตอร์ใหผ้ เู้ รียนทดลอง วดั ความต่างศกั ยร์ ะหว่างข้วั ของถ่านไฟฉายหรือแรงเคล่อื นไฟฟ้ าขณะยงั ไม่ต่อวงจรไฟฟ้ า โดยวดั แรงเคล่อื นไฟฟ้ า 1 2 3 และ 4 กอ้ นท่ีต่ออนุกรมกนั ในกระบะถา่ น และผเู้ รียนควรสรุปไดว้ า่ เมือ่ ถ่านไฟฉายมากข้ึน แรงเคลอ่ื นไฟฟ้ าจะมากข้ึน 8. ผสู้ อนยกคาถามใหผ้ เู้ รียนคาดคะเนวา่ ในวงจรไฟฟ้ า ถา้ ความต่างศกั ยเ์ พิ่มข้ึนจะมีผล ต่อกระแสไฟฟ้ าในวงจรอยา่ งไร จากน้นั ใหผ้ เู้ รียนทาการทดลองตามใบกิจกรรมท่ี 3.3 และบนั ทึก ผลในใบบนั ทึกกิจกรรมท่ี 3.3 9. ผเู้ รียนนาเสนอผลการทดลองและสรุปผลการทดลองต่อช้นั เรียน และผสู้ อนใหค้ วามรู้ เพ่ิมเติมจนสรุปไดด้ งั น้ี - เม่อื เพมิ่ ถ่านไฟฉาย มีผลใหค้ วามต่างศกั ยข์ องหลอดไฟฟ้ าและกระแสไฟฟ้ าท่ี ผา่ นหลอดไฟฟ้ าเพิม่ ข้ึน - จากการเขียนกราฟระหวา่ งกระแสไฟฟ้ า (I) กบั ความต่างศกั ย์ (V) เป็นกราฟ เสน้ ตรง แสดงวา่ กระแสไฟฟ้ าและความต่างศกั ยส์ มั พนั ธก์ นั ในลกั ษณะแปรผนั ตรง - อตั ราส่วนระหว่างความต่างศกั ยแ์ ละกระแสไฟฟ้ ามคี ่าคงที่ เขียนเป็นสมการได้ ว่า V/I = ค่าคงท่ี ค่าคงที่น้ีคือ ค่าความตา้ นทานของอปุ กรณ์ไฟฟ้ า ใชอ้ กั ษรยอ่ R และมีหน่วย วดั เป็น โวลต/์ แอมแปร์ หรือ โอห์ม ( ) เขียนเป็นสมการใหม่ไดเ้ ป็น V/I = R หรือ V = IR สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

36 ซ่ึงคือ กฎของโอห์ม ซ่ึงกลา่ ววา่ เมื่ออณุ หภมู คิ งท่ี กระแสไฟฟ้ าจะแปรผนั ตรง กบั ความต่างศกั ย์ 10. ผสู้ อนควรช้ีใหเ้ ห็นว่า ในการทดลอง อตั ราส่วนระหวา่ งความต่างศกั ยก์ บั กระแส ไฟฟ้ าอาจต่างกนั เลก็ นอ้ ย เน่ืองจากขณะกระแสไฟฟ้ าผา่ นหลอดไฟฟ้ าจะเกิดความร้อน อุณหภูมิไม่ คงที่ ค่าที่อา่ นไดจ้ ึงคลาดเคลื่อน 11. ผสู้ อนเตรียมอปุ กรณ์ไฟฟ้ าท่ีใชใ้ นบา้ น เชน่ หลอดไฟฟ้ า หรือกลอ่ งที่ใชบ้ รรจุ เครื่องใชไ้ ฟฟ้ า ใหผ้ เู้ รียนสงั เกตวา่ มีอกั ษรอะไรบา้ งกากบั อปุ กรณ์ ผสู้ อนนาอภิปรายและใหค้ วามรู้ เพ่ิมเติม ซ่ึงควรสรุปไดด้ งั น้ี - หลอดไฟฟ้ ามีอกั ษรกากบั เช่น 220V 40Wหมายความว่าหลอดไฟฟ้ าน้ีใชก้ บั ความต่างศกั ย์ 220 โวลต์ และใชก้ าลงั ไฟฟ้ า 40 วตั ต์ - กาลงั ไฟฟ้ า หมายถงึ พลงั งานไฟฟ้ าทใ่ี ชไ้ ปใน 1 วนิ าที ซ่ึงเขียนเป็นสมการได้ วา่ P = W/t หน่วยของกาลงั ไฟฟ้ าเป็น จลู ต่อวนิ าที หรือ วตั ต์ (Watt :W) คาถาม a. หลอดไฟฟ้ ามีอกั ษรกากบั 40W จะใชพ้ ลงั งานไฟฟ้ าเท่าไร ( 40 จูลใน 1 วินาที) b. ถา้ เปิ ดหลอดไฟฟ้ ามีอกั ษรกากบั 40W อยนู่ าน 1 ชวั่ โมง จะใชพ้ ลงั งาน ไฟฟ้ าเท่าไร ( 40 จูล/วินาที x 3600 วินาที = 144,000 จูล) 12. ผสู้ อนใหค้ วามรู้เพม่ิ เติมดงั ต่อไปน้ี - การใชพ้ ลงั งานไฟฟ้ าในบา้ นใช้ อปุ กรณ์ไฟฟ้ าหลายชนิดนานหลายชว่ั โมง การคดิ พลงั งานไฟฟ้ าในหน่วยจูลจะเป็นตวั เลขที่มาก การคิดพลงั งานท่ีใชใ้ นบา้ นจึงใชว้ ิธีที่ทาให้ ตวั เลขนอ้ ยลงโดยดจู ากสมการ P =W/t หรือ W = Pt นนั่ คือ พลงั งานไฟฟ้ า = กาลงั ไฟฟ้ า × เวลาที่ใช้ กาลงั ไฟฟ้ า อ่านจากอกั ษรกากบั เคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ า แต่ทาใหห้ น่วยเป็นกโิ ลวตั ต์ หาไดจ้ าก กาลงั ไฟฟ้ าในหน่วยวตั ต์ = กาลงั ไฟฟ้ าเป็นกิโลวตั ต์ 1000 และเวลาที่ใช้ วดั ในหน่วยชวั่ โมง จะได้ พลงั งานไฟฟ้ าวดั เป็น หน่วย = กาลงั ไฟฟ้ าในหน่วยวตั ต์ × ชวั่ โมง 1000 สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

37 - การไฟฟ้ าคิดเงินค่าพลงั งานไฟฟ้ าในอตั รากา้ วหนา้ คือ ถา้ หน่วยการใชพ้ ลงั งาน ไฟฟ้ ายงิ่ มากข้นึ จะเสียค่าไฟในอตั ราสูงข้ึน โดยการไฟฟ้ าอา่ นค่าพลงั งานไฟฟ้ าท่ีใชจ้ ากมาตรวดั ที่ เรียกวา่ Kilowatt hour meter 13. ผสู้ อนควรเนน้ ว่า ค่าไฟที่พดู ถงึ กนั ทวั่ ไป ไมใ่ ช่ค่ากระแสไฟฟ้ า แต่เป็นค่าพลงั งาน ไฟฟ้ าท่ีใชไ้ ปกบั อุปกรณไ์ ฟฟ้ าต่าง ๆ ในบา้ น สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

38 ความรู้เพม่ิ เตมิ สาหรับครู โวลต์มเิ ตอร์ (Voltmeter) เป็นเคร่ืองมือวดั ความต่างศกั ยห์ รือผลต่างของ แผนภาพวงจรไฟฟ้ าท่ีต่อโวลตม์ เิ ตอร์ ศกั ยไ์ ฟฟ้ าระหว่างจุดสองจุด โดยใชโ้ วลตม์ เิ ตอร์ต่อ คร่อมหรือต่อขนานกบั จุดท้งั สองท่ีตอ้ งการวดั ความ ตา้ นทานของโวลตม์ เิ ตอร์สูงมากจนถือว่าไม่มีกระแส ไฟฟ้ าแยกผา่ นโวลตม์ เิ ตอร์ โวลตม์ ิเตอร์มีป่ ุมต่อสายไฟ คือ ป่ ุมลบ ซ่ึงตอ้ ง ต่อกบั จุดท่ีมศี กั ยไ์ ฟฟ้ าต่าหรือจดุ ที่อย่ใู กลข้ ้วั ลบของ แหลง่ กาเนิดไฟฟ้ า ส่วนป่ ุมบวกตอ้ งต่อกบั จุดท่ีมี ศกั ยไ์ ฟฟ้ าสูงกว่าหรือใกลข้ ้วั บวกของแหลง่ กาเนิด ไฟฟ้ า ป่ ุมบวกมีอยหู่ ลายป่ ุมใหเ้ ลือก ไดแ้ ก่ 5V 10V 300V การต่อสายไฟเขา้ ป่ ุมใดแสดงว่าเลอื กวดั ค่า ความต่างศกั ยส์ ูงสุดเท่ากบั ค่าท่ีกาหนดไวท้ ่ีป่ ุม เช่นถา้ เลือกใชป้ ่ ุม 5V แสดงว่าถา้ เข็มเบนสุดสเกล จะอา่ นค่า ได้ 5 โวลต์ เป็นตน้ ในการใชง้ าน ถา้ ไม่ทราบค่าประมาณของความ ต่างศกั ยท์ ่ีจะวดั ตอ้ งเลอื กใชป้ ่ ุมบวกท่ีวดั ค่าสูงสุด ก่อน หากเขม็ ไมเ่ บนจึงลดลงมาใชป้ ่ ุมท่ีวดั ค่าสูงสุด ไดน้ อ้ ยลงตามลาดบั โวลตม์ ิเตอร์ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

39 ความรู้เพม่ิ เตมิ สาหรับครู แอมมเิ ตอร์ (Ammeter) ใชว้ ดั กระแสไฟฟ้ า โดยต่อแทรกหรือต่อ แผนภาพวงจรไฟฟ้ าที่ต่อแอมมเิ ตอร์ อนุกรมเขา้ กบั สายไฟตรงจุดท่ีตอ้ งการทราบ ปริมาณกระแสไฟฟ้ าท่ีผา่ นจุดน้นั แอมมเิ ตอร์มี ความตา้ นทานต่ามากจนไม่ทาใหก้ ระแสไฟฟ้ าใน วงจรเปลยี่ นไป ป่ ุมต่อสายไฟของแอมมเิ ตอร์มหี ลายป่ ุม คือ ป่ ุมลบตอ้ งต่อกบั สายไฟทางดา้ นข้วั ลบของ แหลง่ กาเนิดไฟฟ้ า ส่วนป่ ุมบวกตอ้ งต่อกบั สายไฟ ดา้ นใกลข้ ้วั บวกของแหล่งกาเนิดไฟฟ้ าป่ ุมบวกมี หลายป่ ุมใหเ้ ลอื ก ไดแ้ ก่ ป่ ุม 2mA 10mA 100mA และ 5A การหมนุ ป่ ุมปรับค่าใหต้ รงกบั ป่ ุมใด เป็น การเลอื กค่าสูงสุดท่ีแอมมเิ ตอร์จะอ่านได้ เช่น ถา้ เลือกหมุนป่ ุมปรับค่าใหเ้ ป็น100mA หมายความวา่ ตอ้ งเสียบป่ ุมบวกท่ี 100 mAถา้ เข็มของแอมมเิ ตอร์ เบนไปสุดสเกล จะอา่ นได้ 100 มลิ ลิแอมแปร์ เป็ นตน้ ในการใชง้ าน ตอ้ งเลอื กใชป้ ่ ุมบวกท่ีวดั ค่าสูงสุดก่อน หากเข็มไม่เบนจึงลดลงมาใชป้ ่ ุมท่ี วดั ค่าสูงสุดไดน้ อ้ ยลงตามลาดบั แอมมิเตอร์ *ห้ามใช้แอมมเิ ตอร์ต่อกบั ถ่านไฟฉายโดยตรงหรือต่อกบั ถ่านไฟฉายที่ไม่มเี คร่ืองใช้ไฟฟ้ าต่ออยู่ แอมมเิ ตอร์จะชารุดได้ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

40 ความรู้เพมิ่ เตมิ สาหรับครู มลั ตมิ เิ ตอร์ (multimeter) มลั ติมเิ ตอร์ เป็นเครื่องมอื วดั ค่าต่าง ๆ ทางไฟฟ้ าไดห้ ลายอยา่ ง เช่น ใชว้ ดั ค่า กระแสไฟฟ้ า (I) ความต่างศกั ยข์ องไฟฟ้ ากระแสตรง (V D.C.) ความต่างศกั ยข์ องไฟฟ้ ากระแสสลบั (V A.C.) และค่าความตา้ นทาน (R) มลั ติมเิ ตอร์มที ้งั แบบท่ีเป็นเขม็ เบนบนหนา้ ปัด ซ่ึงเรียกวา่ แบบอะนาลอ็ ก (Analog) และแบบที่แสดงผลเป็นตวั เลขซ่ึงเรียกวา่ แบบดจิ ิตลั (Digital) มลั ติมเิ ตอร์แบบดิจิตลั มลั ติมิเตอร์จะมสี ายไฟสาหรับใชว้ ดั มาให้ 2 เสน้ สายไฟสีดาจะต่อกบั ป่ ุม 0 หรือป่ ุม ลบ (-) และสายไฟสีแดงจะต่อกบั ป่ ุมบวก (+) ของมลั ติมเิ ตอร์ การใชม้ ลั ติมเิ ตอร์วดั กระแสไฟฟ้ าและความต่างศกั ย์ ตอ้ งทาดงั น้ี 1. หมุนป่ ุมเลอื กวา่ จะวดั ค่าใดในวงจรไฟฟ้ าและวดั ค่าสูงสุดไมเ่ กินเท่าใด 2. ต่อสายไฟของมลั ติมเิ ตอร์เขา้ กบั วงจรไฟฟ้ าท่ตี อ้ งการวดั สายไฟสีดาจะต่อกบั จุดที่มี ศกั ยไ์ ฟฟ้ าต่า ส่วนสายไฟสีแดงจะต่อกบั จุดท่ีมีศกั ยไ์ ฟฟ้ าสูง 3. อา่ นค่าจากหนา้ ปัดของมลั ติมิเตอร์แลว้ ถอดสายไฟของมลั ติมิเตอร์ออกจาก วงจรไฟฟ้ าทนั ที (ถา้ ปล่อยท้ิงไวจ้ ะมกี ระแสไฟฟ้ าผา่ นตลอดเวลาอาจทาใหม้ ลั ติ มเิ ตอร์ชารุดได)้ การวดั กระแสไฟฟ้ า จะตอ้ งต่อมลั ติมิเตอร์แทรก หรือต่ออนุกรมเขา้ ในวงจรไฟฟ้ า สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

41 เช่นเดียวกบั แอมมิเตอร์ แลว้ หมุนป่ ุมเลือกไปทีค่ ่ากระแสไฟฟ้ าสูงสุดก่อน ถา้ อา่ นค่าไมไ่ ดจ้ ึงหมนุ ป่ ุมเลอื กไปที่ค่ากระแสไฟฟ้ ารองลงมา มลั ติมิเตอร์สามารถวดั ค่ากระแสไฟฟ้ าไดใ้ นหน่วยมลิ ลิ แอมแปร์ (mA) เท่าน้นั ไม่สามารถวดั กระแสไฟฟ้ าปริมาณมากในระดบั แอมแปร์ (A) ได้ การวดั ความต่างศักย์ ตอ้ งต่อมลั ติมิเตอร์คร่อมจดุ 2 จุดที่ตอ้ งการวดั (ต่อขนาน) เช่นเดียวกบั โวลตม์ เิ ตอร์ หมุนป่ ุมเลอื กไปที่ V DC. (ความต่างศกั ยข์ องไฟฟ้ ากระแสตรง ) ตรงตวั เลขท่ีวดั ค่าความต่างศกั ยส์ ูงสุดมากกวา่ แรงเคลือ่ นไฟฟ้ าท่ีใชใ้ นวงจรก่อน หากอา่ นค่าไม่ได้ จึงหมนุ ป่ ุมเลอื กไปที่ค่าความต่างศกั ยร์ องลงมา ค่าที่อ่านไดเ้ ป็นความต่างศกั ยใ์ นหน่วยโวลต์ ( ถา้ ตอ้ งการ อ่านค่าความต่างศกั ยข์ องไฟฟ้ ากระแสสลบั จะตอ้ งหมนุ ป่ มุ เลือกไปท่ี V AC. ที่มีค่าสูงสุดก่อน เช่นเดียวกนั สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

42 ใบกจิ กรรมท่ี 3.1 เร่ือง หลอดไฟฟ้ าท่ีต่อกนั แบบอนุกรมใหผ้ ลอยา่ งไร กรอบตวั ชีว้ ดั สมรรถภาพ 1. ต่อหลอดไฟฟ้ า 1 หลอดเขา้ กบั ถ่านไฟฉาย 2 กอ้ น 1. ทดลองและอธิบายการต่อ และสวิตช์ ดงั รูป กดสวิตชต์ ่อวงจรแลว้ สงั เกตและ หลอดไฟฟ้ าแบบอนุกรมได้ บนั ทึกผล 2. สรุปผลท่ีเกิดจากการต่อ หลอดไฟฟ้ าแบบอนุกรมได้ วสั ดุอปุ กรณ์ (ต่อกลมุ่ ) 2. ต่อหลอดไฟฟ้ า 2 หลอดเรียงกนั ดงั รูป ก. และต่อ 1. ถา่ นไฟฉาย 2 กอ้ นพร้อม ถ่านไฟฉาย 2 กอ้ นกบั สวิตช์ ดงั รูป ข. กระบะถา่ น 2. หลอดไฟฟ้ า 2.5V พร้อมฐาน 2 A B ชุด 3. สวติ ช์ 1 อนั รูป ก. 4. สายไฟ 5 เสน้ B A รูป ข. 3. ต่อสายไฟแต่ละปลาย (A และ B )จากหลอดไฟฟ้ า เขา้ กบั ปลาย A และ Bชุดของถ่านไฟฉายและ สวิตช์ กดสวติ ช์ ต่อวงจร สงั เกตและบนั ทกึ ผล 4. ขณะกดสวิตชต์ ่อวงจรแลว้ ถอดหลอดไฟฟ้ าหลอดใดหลอดหน่ึงออก สงั เกตและบนั ทึกผล สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

43 ใบบนั ทกึ กจิ กรรมที่ 3.1 เรื่อง หลอดไฟฟ้ าที่ต่อกนั แบบอนกุ รมให้ผลอย่างไร 1. แผนภาพวงจรไฟฟ้ าที่ต่อในขอ้ 1 และขอ้ 3 แผนภาพวงจรไฟฟ้ าตามกิจกรรมขอ้ 1 แผนภาพวงจรไฟฟ้ าตามกิจกรรมขอ้ 3 2. ตารางบนั ทึกผลการต่อหลอดไฟฟ้ าเขา้ กบั ถ่านไฟฉาย การทดลอง ผลการสงั เกต 1. เม่อื ต่อหลอดไฟฟ้ า 1 หลอด (หลอดไฟฟ้ าสว่าง) 2. เม่ือต่อหลอดไฟฟ้ า 2 หลอดเรียงกนั (หลอดไฟฟ้ าท้ังสองหลอดสว่าง แต่ความสว่าง น้อยลง) 3. เมื่อถอดหลอดไฟฟ้ าออก 1 หลอด (หลอดไฟฟ้ าดบั หมด) ตอบคาถามท้ายการทดลอง 1. กระแสไฟฟ้ าที่ผา่ นหลอดไฟฟ้ าแต่ละหลอดในวงจรที่ต่อกนั แบบอนุกรมแตกต่างกนั หรือไม่ ทราบไดอ้ ยา่ งไร (ไม่แตกต่ากัน ทราบได้จาก มีเส้นทางที่กระแสไฟฟ้ าผ่านเส้นทางเดียว และ หลอดไฟฟ้ าสว่างเท่ากัน) 2. กระแสไฟฟ้ าที่ผา่ นหลอดไฟฟ้ าแต่ละหลอดขณะต่ออนุกรมกนั กบั กระแสไฟฟ้ าที่ผา่ นหลอด ไฟฟ้ าขณะมีหลอดไฟฟ้ าหลอดเดียวในวงจร แตกต่างกนั หรือไม่ ทราบไดอ้ ยา่ งไร............... ......................................(ต่างกนั ขณะท่ีต่อหลอดไฟฟ้ าแบบอนุกรมจะมกี ระแสไฟฟ้ าผ่าน น้อยกว่าขณะมีหลอดไฟฟ้ าหลอดเดียวในวงจร สังเกตได้จากความสว่างของหลอดไฟฟ้ า)....... .................................................................................................................................................... 3. สรุปผลการทดลองไดว้ ่าอยา่ งไร.............................................................................................. ....................( การต่อหลอดไฟฟ้ าแบบเรียงกันหรือต่ออนุกรมทาให้กระแสไฟฟ้ าผ่านวงจร น้อยลง และเมอื่ ถอดหลอดไฟฟ้ าดวงใดดวงหน่ึงออก จะเกดิ วงจรไฟฟ้าเปิ ด ไม่มกี ระแสไฟฟ้ า ผ่านวงจร).................................................................................................................................... สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

44 ใบกจิ กรรมที่ 3.2 เรื่อง หลอดไฟฟ้ าในบา้ นต่อกนั อยา่ งไร กรอบตวั ชีว้ ดั สมรรถภาพ 1. ต่อหลอดไฟฟ้ า 1 หลอดเขา้ กบั ถา่ นไฟฉาย 2 กอ้ น 1. ทดลองและอธิบายการต่อ และสวิตชเ์ ป็นวงจรไฟฟ้ าอยา่ งง่าย ดงั รูป กดสวิตช์ หลอดไฟฟ้ าแบบขนานได้ ต่อวงจรแลว้ สงั เกตและบนั ทึกผล 2. สรุปผลที่เกิดจากการต่อ หลอดไฟฟ้ าแบบขนานได้ วสั ดุอุปกรณ์ (ต่อกลุ่ม) 2. ต่อหลอดไฟฟ้ า 2 หลอดคร่อมกนั โดยนาปลาย 1. ถ่านไฟฉาย 2 กอ้ นพร้อมกระบะ สายไฟจากแต่ละข้วั ของหลอดไฟฟ้ าแต่ละหลอด ถ่าน รวมกนั ดงั รูป ก. และต่อถา่ นไฟฉาย 2 กอ้ นเขา้ กบั 2. หลอดไฟฟ้ า 2.5V พร้อมฐาน 2 สวติ ช์ ดงั รูป ข. ชุด 3. สวติ ช์ 1 อนั 4. สายไฟ 7 เสน้ A B B รูป ก. A รูป ข. 3. ต่อสายไฟแต่ละปลาย (A และ B )จากหลอดไฟฟ้ า เขา้ กบั ปลาย A และ B ของชุด ถ่านไฟฉาย และสวิตช์ กดสวติ ชต์ ่อวงจร สงั เกตและบนั ทึกผล 4. ขณะกดสวิตชต์ ่อวงจรแลว้ ถอดหลอดไฟฟ้ าหลอดใดหลอดหน่ึงออก สงั เกตและบนั ทึกผล สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

45 ใบบันทกึ กจิ กรรมท่ี 3.2 เร่ือง หลอดไฟฟ้ าในบ้านต่อกนั อย่างไร 1. แผนภาพวงจรไฟฟ้ าที่ต่อในขอ้ 1 และขอ้ 3 แผนภาพวงจรไฟฟ้ าตามกิจกรรมขอ้ 1 แผนภาพวงจรไฟฟ้ าตามกิจกรรมขอ้ 3 2. ตารางบนั ทึกผลการทดลองต่อหลอดไฟฟ้ าเขา้ กบั ถ่านไฟฉาย การทดลอง ผลการสงั เกต 1. เมอื่ ต่อหลอดไฟฟ้ า 1 หลอด หลอดไฟฟ้ าสว่าง 2. เมื่อต่อหลอดไฟฟ้ า 1 หลอดคร่อมกนั หลอดไฟฟ้ าสว่างท้ังสองหลอด 3. เมอื่ ถอดหลอดไฟฟ้ าออก 1 หลอด หลอดไฟฟ้ าที่เหลือสว่าง ตอบคาถามท้ายการทดลอง 1. กระแสไฟฟ้ าท่ีผา่ นหลอดไฟฟ้ าแต่ละหลอดขณะมีหลอดไฟฟ้ าหลอดเดียวในวงจร กบั ขณะต่อ หลอดไฟฟ้ า 2 หลอดคร่อมกนั แตกต่างกนั หรือไม่ ทราบไดอ้ ยา่ งไร.......................................... ........................(ต่างกนั กระแสไฟฟ้ าที่ผ่านหลอดไฟฟ้ าขณะมีหลอดเดียวในวงจร มากกว่า กระแสไฟฟ้ าท่ีผ่านหลอดไฟฟ้ าแต่ละหลอดซึ่งต่อคร่ อมกนั อย่เู ลก็ น้อย สังเกตจากความสว่างของ หลอดไฟฟ้ า)................................................................................................................................. ...................................................................................................................................................... 2. เมอ่ื ถอดหลอดไฟฟ้ าออก 1 หลอด วงจรไฟฟ้ าเป็นวงจรเปิ ดหรือปิ ด ทราบไดอ้ ยา่ งไร ..............................( หลอดไฟฟ้ าที่เหลอื ยงั สว่าง แสดงว่าวงจรไฟฟ้ ายงั เป็นวงจรปิ ด มีกระแส ไฟฟ้ าผ่านหลอดไฟฟ้ าท่ีเหลือได้).................................................................................................... ........................................................................................................................................................ 3. สรุปผลการทดลองไดว้ ่าอยา่ งไร..................................................................................................... ....................(การต่อหลอดไฟฟ้ าคร่ อมกนั ก่อนแล้วต่อกบั แหล่งกาเนิดไฟฟ้ า กระแสไฟฟ้ าจะผ่าน หลอดไฟฟ้ าทั้งสองหลอด และเมอื่ ถอดหลอดไฟฟ้ าออก 1 หลอด ยงั เป็นวงจรไฟฟ้ าปิ ดมกี ระแส ไฟฟ้ าผ่านหลอดที่เหลือ)................................................................................................................. สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

46 ใบกจิ กรรมที่ 3.3 เร่ือง ความต่างศกั ยแ์ ละกระแสไฟฟ้ าสมั พนั ธก์ นั อยา่ งไร 1. ต่อวงจรไฟฟ้ าดงั แผนภาพ กรอบตวั ชีว้ ดั สมรรถภาพ 1. ทดลองและสรุปความสมั พนั ธ์ ระหวา่ งความต่างศกั ยก์ บั กระแสไฟฟ้ าได้ 2. คานวณหาความตา้ นทานของ อุปกรณ์ไฟฟ้ าได้ 2. เลอื กใชถ้ า่ นไฟฉาย 1 กอ้ น กดสวิตชต์ ่อวงจร อ่านค่า กระแสไฟฟ้ าและความต่างศกั ยท์ นั ที บนั ทกึ ผล วสั ดุอปุ กรณ์ (ต่อกลมุ่ ) 3. ทาซ้าขอ้ 2 แต่เปล่ียนเป็นใชถ้ ่านไฟฉาย 2, 3 และ 4 กอ้ น 1. ถ่านไฟฉาย 4 กอ้ นพร้อม ตามลาดบั กระบะ 2. หลอดไฟฟ้ า 6V พร้อมฐาน 1 ชุด 3. โวลตม์ ิเตอร์ 1 เคร่ือง 4. แอมมิเตอร์ 1 เคร่ือง 5. สวติ ช์ 1 อนั 6. สายไฟพร้อมปากหนีบจระเข้ 6 เสน้ 4. เขียนกราฟระหวา่ งความต่างศกั ยก์ บั กระแสไฟฟ้ า โดยให้ 7. กระดาษกราฟ 1 แผน่ ความต่างศกั ย์ (V) เป็นแกนต้งั และใหค้ ่าของกระแสไฟฟ้ า (I) เป็นแกนนอน หมายเหตุ สญั ลกั ษณ์ หมายถึง แบตเตอร่ีที่เลอื กแ้ รงเคลือ่ นไฟฟ้ าได้ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

47 ใบบนั ทกึ กจิ กรรมที่ 3.3 เรื่อง ความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้ าสัมพนั ธ์กนั อย่างไร 1. ตารางบนั ทึกผล ถ่านไฟฉาย ความต่างศกั ย(์ V) กระแสไฟฟ้ า(I) อตั ราส่วน (แอมแปร์) V/I (กอ้ น) (โวลต)์ 1 2 3 4 เฉลยี่ 2. เมอ่ื เพ่ิมถ่านไฟฉาย ความต่างศกั ยร์ ะหว่างข้วั หลอดไฟฟ้ าที่วดั ไดเ้ ป็นอยา่ งไร............................... ..............................(เพิ่มขึน้ เมื่อถ่านไฟฉายมากขนึ้ )...................................................................... 3. เมือ่ เพิม่ ถา่ นไฟฉายใหม้ ากข้ึน กระแสไฟฟ้ าที่ผา่ นหลอดไฟฟ้ าเปล่ยี นแปลงหรือไม่ อยา่ งไร....... ...............................(เปล่ยี นแปลง กระแสไฟฟ้ ามากขึน้ ตามลาดบั )............................................... 4. กราฟที่เขียนระหวา่ งความต่างศกั ยไ์ ฟฟ้ า(ในหน่วยโวลต)์ กบั กระแสไฟฟ้ า (ในหน่วยแอมแปร์) มี ลกั ษณะอยา่ งไร และจะสรุปไดว้ า่ อยา่ งไร กระแสไฟฟ้ า (I) ความต่างศกั ย(์ V) (กราฟเป็นเส้นตรง และกระแสไฟฟ้ ากบั ความต่างศกั ย์สัมพันธ์กันในลกั ษณะแปรผันตรง) 5. อตั ราส่วนระหวา่ งความต่างศกั ยก์ บั กระแสไฟฟ้ าในการทดลองแต่ละคร้ังแตกต่างกนั หรือไม่ อยา่ งไร.................................................................................................................................... ...................(ค่าไม่แตกต่างกนั )............................................................................................... สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

แผนการอบรมครู 4 48 สาระท่ี 5 : พลงั งาน เวลา 1.30 ชั่วโมง เร่ือง แม่เหลก็ และแม่เหลก็ ไฟฟ้ า แนวความคดิ หลกั แม่เหลก็ ดึงดดู กบั วตั ถุท่ีทาดว้ ยสารแม่เหลก็ ได้ และแม่เหลก็ ท่ีเคล่ือนท่ีอยา่ งอิสระใน แนวระดบั เมอื่ หยดุ น่ิงจะวางตวั ในแนวทิศเหนือ และทิศใต้ ปลายท้งั สองของแท่งแม่เหลก็ จึงถกู เรียกเป็นข้วั เหนือ และข้วั ใต้ รอบแท่งแม่เหลก็ จะมสี นามแม่เหลก็ ที่ทาใหเ้ ข็มทิศเบนไปจากเดิมได้ แนวการวางตวั ของ เขม็ ทิศในสนามแมเ่ หลก็ เรียกวา่ เสน้ แรงแม่เหลก็ สายไฟที่มกี ระแสไฟฟ้ าผา่ น จะมสี นามแมเ่ หลก็ เกิดข้ึนรอบสายไฟ จึงสามารถทา แม่เหลก็ ไฟฟ้ า เพอ่ื นาไปใชป้ ระโยชนไ์ ด้ สนามแมเ่ หลก็ และแม่เหล็กไฟฟ้ า จะมากหรือนอ้ ยข้นึ กบั กระแสไฟฟ้ า และจานวนรอบของขดลวดท่ีพนั รอบแท่งเหลก็ จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. ทดลองและบอกตาแหน่งท่ีมสี นามแมเ่ หลก็ ได้ 2. ทดลองและบอกลกั ษณะของเสน้ แรงแม่เหลก็ ในสนามแมเ่ หลก็ ได้ 3. ทดลองและอธิบายการเกิดสนามแม่เหลก็ รอบสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้ าผา่ น 4. ทดลองและอธิบายการทาแม่เหลก็ ไฟฟ้ า 5. ทดลองและสรุปความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งสนามแม่เหลก็ ของแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ ากบั ปริมาณ กระแสไฟฟ้ าและจานวนรอบของขดลวด 6. อภิปรายและอธิบายการนาความรู้เร่ืองแม่เหลก็ ไฟฟ้ าไปใชป้ ระโยชน์ ความรู้พนื้ ฐาน 1. แม่เหลก็ มแี รงดึงดูดหรือผลกั ระหว่างกนั และดึงดูดสารแม่เหลก็ ที่อยใู่ นสนามแม่เหลก็ 2. เขม็ ทิศทาจากแมเ่ หลก็ และวางตวั ในแนวทิศเหนือ-ใตต้ ามแนวสนามแม่เหลก็ โลก เขม็ ทิศจะเบนไปจากเดิมเมอื่ มีสนามแมเ่ หลก็ อ่ืนเขา้ ใกล้ ความเข้าใจคลาดเคลอื่ น - สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

49 วธิ ีการจดั กจิ กรรม 1. ผสู้ อนสาธิตการใชแ้ มเ่ หลก็ ดึงดดู วตั ถุท่ีทาดว้ ยเหลก็ เหรียญ 2 บาท (นิเกิล) เหรียญบาท(รุ่นใหม)่ และทบทวนจนไดข้ อ้ สรุปดงั น้ี - แม่เหลก็ ดึงดดู วตั ถุท่ีทาดว้ ยเหลก็ นิเกิล และโคบอลตไ์ ด้ สารท่ีแม่เหลก็ ดึงดดู ไดเ้ รียกว่าสารแม่เหลก็ - แม่เหลก็ มีแรงดึงดูดหรือแรงผลกั ระหว่างกนั ได้ - ถา้ แม่เหลก็ เคลือ่ นท่ีในแนวราบไดอ้ ยา่ งอสิ ระ จะวางตวั ในแนวเหนือ – ใต้ ตามแนวของสนามแมเ่ หลก็ โลก ปลายแท่งแม่เหลก็ ที่ช้ีไปทางทิศเหนือเรียกว่าข้วั เหนือ (N) ส่วน ปลายที่ช้ีไปทางทิศใตเ้ รียกวา่ ข้วั ใต้ (S) - เขม็ ทิศเป็นแม่เหลก็ ท่ีหมนุ ไดค้ ลอ่ งในแนวราบและจะวางตวั ในแนวทิศ เหนือ – ใตเ้ สมอ 2. ใหผ้ เู้ รียนวางเขม็ ทิศบนโตะ๊ แลว้ นาแท่งแมเ่ หลก็ เขา้ ใกล้ สงั เกตการเปล่ียนแปลงท่ี เกิดข้นึ (เขม็ ทิศเบนไปจากเดิม) ผสู้ อนต้งั คาถามใหค้ าดคะเนวา่ รอบแท่งแม่เหลก็ มอี ะไรจึงทาให้ เข็มทิศเบนไปจากเดิมได้ จากน้นั ใหท้ าการทดลองตามใบกจิ กรรมที่ 4.1 และบนั ทึกผลในใบบนั ทึก กิจกรรมที่ 4.1 3. ผเู้ รียนนาเสนอผลการทดลองต่อช้นั เรียน ผสู้ อนนาอภิปรายและใหค้ วามรู้เพม่ิ เติมจนได้ ขอ้ สรุปดงั น้ี - บริเวณโดยรอบแท่งแม่เหลก็ จะมสี นามแม่เหลก็ เข็มทิศและผงตะไบเหลก็ ที่ อยใู่ นสนามแมเ่ หลก็ จะถกู แรงจากแท่งแม่เหลก็ ทาใหเ้ บนไปจากแนวเดิม - ผงตะไบเหลก็ มขี นาดเลก็ และเบา เมอื่ อยใู่ นสนามแมเ่ หลก็ จะเปรียบได้ เสมือนเป็นเขม็ ทิศอนั เลก็ ๆ - แนวการวางตวั ของเข็มทิศหรือแนวการเรียงตวั ของผงตะไบเหลก็ ใน สนามแม่เหลก็ เรียกว่า เสน้ แรงแม่เหลก็ - สนามแมเ่ หลก็ ตรงจุดต่าง ๆ มที ิศทาง โดยกาหนดว่าทิศของสนามแมเ่ หลก็ ตรงจุดใด เป็นทิศเดยี วกบั ทิศที่ข้วั เหนือของเข็มทิศซ่ึงวางตรงจุดน้นั ช้ีไป 4. ผสู้ อนต้งั คาถามใหค้ ิดว่า นอกจากแท่งแมเ่ หลก็ แลว้ สนามแม่เหลก็ เกิดจากอะไรได้ อีกบา้ ง จากน้นั ใหท้ าการทดลองตามใบกิจกรรมที่ 4.2 และบนั ทึกผลในใบบนั ทึกกิจกรรมท่ี 4.2 5. ผเู้ รียนนาเสนอผลการทดลองต่อช้นั เรียน ผสู้ อนนาอภิปรายและใหค้ วามรู้เพ่ิมเติม จนไดข้ อ้ สรุปว่า สายไฟที่มกี ระแสไฟฟ้ าผา่ น จะมสี นามแม่เหลก็ เกิดข้นึ รอบสายไฟในลกั ษณะเป็น วงกลมที่มรี ะนาบต้งั ฉากกบั สายไฟ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

50 6. ผสู้ อนต้งั ประเดน็ ใหอ้ ภิปรายว่า จากความรู้เก่ียวกบั แม่เหลก็ จะนาไปใชท้ า ประโยชนอ์ ะไรไดบ้ า้ ง จากน้นั ใหผ้ เู้ รียนทาการทดลองตาใบกิจกรรมที่ 4.3 และบนั ทึกผลในใบ บนั ทึกกิจกรรม 4.3 7. ผเู้ รียนนาเสนอผลการทดลองต่อช้นั เรียน ผสู้ อนนาอภิปรายและใหค้ วามรู้เพิ่มเติม จนไดข้ อ้ สรุปดงั น้ี - เมื่อมกี ระแสไฟฟ้ าผา่ นสายไฟท่ีพนั เป็นขดลวด จะเกดิ สนามแม่เหลก็ รอบ ขดลวดแบบเดียวกบั สนามแมเ่ หลก็ ของแท่งแมเ่ หลก็ - ถา้ ใชแ้ ท่งเหลก็ เป็นแกนในการพนั ขดลวด เมือ่ กระแสไฟฟ้ าผา่ นขดลวดจะทา ใหแ้ ท่งเหลก็ เป็นแมเ่ หลก็ เรียกวา่ แม่เหลก็ ไฟฟ้ า - สนามแม่เหลก็ ของแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ าจะมากข้ึนเม่อื จานวนรอบของขดลวดมากข้ึน - สนามแมเ่ หลก็ ของแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ าจะมากข้ึนเมอ่ื ปริมาณกระแสไฟฟ้ าที่ผา่ น ขดลวดมากข้ึน (จากการทดลองเมือ่ ต่อขดลวดกบั ถ่านไฟฉาย 3และ 4 กอ้ น กระแสไฟฟ้ ามีปริมาณ มากข้ึนแต่สนามแม่เหลก็ อาจลดลงเนื่องจากสมบตั ขิ องเหลก็ ที่ใชท้ าแกนจะเป็นแม่เหลก็ ไดด้ ีเม่อื กระแสไฟฟ้ าที่ผา่ นขดลวดมคี ่าจากดั ไม่เกินค่าหน่ึงเท่าน้นั ) สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี