Principle Electric

หนว่ ยท่ี หลกั การและ 1 แหล่งกาเนดิ ไฟฟ้า วิชา งานไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนิกส์ 30100-0003 อ.สันตภิ าพ มะสะ

วิชา งานไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนิกส์ 30100-0003 1 หลักการและแหล่งกาเนิดไฟฟา้ อ.สันติภาพ มะสะ จดุ ประสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม บอกโครงสรา้ งของอะตอมได้ บอกประเภทของไฟฟา้ ได้ บอกหลักการของแหลง่ กาเนดิ ไฟฟา้ ได้

วชิ า งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนิกส์ 30100-0003 2 หลักการและแหลง่ กาเนิดไฟฟา้ อ.สันตภิ าพ มะสะ โครงสร้างของอะตอม อิเลก็ ตรอน นิวเคลยี ส อะตอม ประกอบด้วย นิวเคลยี ส กบั อเิ ลก็ ตรอน นิวเคลียส จะเปน็ แกนกลางของอะตอม โดยมีอเิ ล็กตรอน วงิ่ โคจรรอบ ๆ นิวเคลียส อิเล็กตรอน มปี ระจทุ างไฟฟ้า เปน็ ลบ มจี านวนเทา่ กับ โปรตรอนและนิวตรอน ซึง่ อยูภ่ ายในนวิ เคลียส แหล่งท่ีมาของภาพประกอบ : https://www.thaipng.com/png-2fohtd/

วชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 30100-0003 3 หลักการและแหลง่ กาเนิดไฟฟ้า อ.สันตภิ าพ มะสะ โครงสรา้ งของนวิ เคลยี ส นวิ เคลยี ส จะประกอบด้วย โปรตรอน และ นวิ ตรอน โปรตรอนและนิวตรอน อยู่รวมกันและมีจานวนเทา่ ๆ กัน โปรตรอน มปี ระจุทางไฟฟา้ เป็นบวก สว่ นนิวตรอน มี สภาวะเป็นกลาง แหล่งที่มาของภาพประกอบ : https://mgronline.com/science/detail/9540000068868

วชิ า งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 30100-0003 4 หลักการและแหล่งกาเนดิ ไฟฟ้า อ.สนั ตภิ าพ มะสะ วงโคจรของอเิ ลก็ ตรอน นิวเคลยี ส KL M NOP ช้ันที่ 1 (วงในสุด) วงโคจรของอิเล็กตรอน อยู่ห่างจากนิวเคลยี ส เท่าๆ กนั ในแตล่ ะวง แตจ่ ะมีจานวนอิเล็กตรอนไมเ่ ท่ากนั วงโคจรของอิเลก็ ตรอน จะกากบั ด้วยตัวอักษรภาษาองั กฤษ เริ่มจาก K ซ่ึงเปน็ วงในสดุ ตามด้วย L , M , N , O , P และ Q ตามลาดับ จนถึงวงนอกสดุ แหลง่ ท่มี าของภาพประกอบ : http://electricity-basic.blogspot.com/2012/09/blog-post_2098.html

วชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 30100-0003 5 หลกั การและแหลง่ กาเนิดไฟฟ้า อ.สนั ตภิ าพ มะสะ จานวนอเิ ลก็ ตรอน จานวนอเิ ลก็ ตรอนแต่ละวง จะมีไมเ่ ทา่ กนั สามารถบรรจุ ตามสูตร 2N2 โดย N คือ ลาดบั ของวงโคจร (เริ่มจากวงใน) วง K (วงท1ี่ ) มจี านวนอเิ ล็กตรอนสูงสุด = 2(1)2 = 2 ตวั วง L (วงท2ี่ ) มจี านวนอิเลก็ ตรอนสูงสดุ = 2(2)2 = 8 ตัว วง M (วงท3ี่ ) มจี านวนอิเลก็ ตรอนสงู สดุ = 2(3)2 = 18 ตัว วง N (วงท่ี4) มจี านวนอเิ ลก็ ตรอนสูงสุด = 2(4)2 = 32 ตวั ตั้งแต่ วง O (วงท5่ี ) เปน็ ตน้ ไป จะมีจานวนอิเลก็ ตรอน ไม่เต็มจานวนตามสูตรที่คานวณได้ แหลง่ ทม่ี าของภาพประกอบ : https://www.youtube.com/watch?v=QHVj-YEmLww

วิชา งานไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกส์ 30100-0003 6 หลกั การและแหลง่ กาเนดิ ไฟฟ้า อ.สนั ติภาพ มะสะ วาเลนซ์เซลลแ์ ละวาเลนซ์อเิ ลก็ ตรอน วาเลนซ์เซลล์ ยกตัวอย่าง โครงสร้างอิเล็กตรอนของอะตอมโซเดยี ม (Na) วาเลนซเ์ ซลล์ หมายถงึ วงโครจร วงสุดทา้ ยหรือวงทอี่ ยนู่ อกสุด วาเลนซ์อิเล็กตรอน หมายถงึ อเิ ลก็ ตรอนท่บี รรจุอยู่บนวงโคจรนอกสดุ และ มจี านวนได้ ไม่เกนิ 8 ตวั แหล่งทม่ี าของภาพประกอบ : https://th.wikipedia.org/wiki/

วิชา งานไฟฟา้ และอิเล็กทรอนกิ ส์ 30100-0003 7 หลักการและแหลง่ กาเนดิ ไฟฟ้า อ.สนั ตภิ าพ มะสะ 2 ประเภท ประเภทของไฟฟา้ ไฟฟ้าสถิต แท่งอาพัน หมายถึง ไฟฟ้าท่เี กดิ จากการเสียดสีของวัตถุ 2 ชนดิ ตวั อย่างเช่น แทง่ แกว้ นามาขัดถกู ับผา้ ไหม จะมีผล ทาให้อเิ ล็กตรอนเคลือ่ นที่ แท่งแก้วจะมอี านาจไฟฟา้ ดึงดดู วัตถุเบา ๆ เช่น เศษกระดาษ หรือ ไฟฟา้ สถิตที่เกิดจากธรรมชาติ อาทิเช่น ฟ้าแลบ็ ฟา้ รอ้ ง ฟา้ ผา่ ไฟฟา้ กระแส หมายถึง ไฟฟ้าท่ีเกิดจากการไหลของ ประจไุ ฟฟา้ ผา่ นตัวนา อยา่ งสม่าเสมอตอ่ เน่ือง ประจุทีไ่ หลในตวั นา เรียกว่า กระแสไฟฟา้ เกดิ จาก การเคลือ่ นท่ีของอิเลก็ ตรอนอิสระ ซง่ึ มปี ระจุเปน็ ลบ ไฟฟา้ กระแส สามารถแบง่ ออกเปน็ 2 ชนดิ แหลง่ ที่มาของภาพประกอบ : http://119.46.166.126/self_all/selfaccess12/m6/683/1/item2.php https://sunisalaput.files.wordpress.com/2012/12/electrotstatics-references-metallux-resistors-control- electrostatic-charges.jpg?w=300

วิชา งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนิกส์ 30100-0003 8 หลกั การและแหลง่ กาเนิดไฟฟ้า อ.สันตภิ าพ มะสะ ชนดิ ของไฟฟ้ากระแส 2 ชนิด ไฟฟา้ กระแสตรง หมายถงึ ไฟฟ้าที่มที ศิ ทางการไหลของกระแส หรือขั้วของ แหลง่ จา่ ย ที่แน่นอนคงท่ี ไมม่ ีการสลบั ข้ัวไปมา เชน่ กระแสไฟฟ้าจากถ่านไฟฉาย หรือ แบตเตอร่ี ไฟฟา้ กระแสสลับ หมายถึง ไฟฟ้าทมี่ กี ารเปลีย่ นแปลงทิศทางของกระแส ไฟฟา้ ตลอดเวลา โดยขั้วหรอื ประจไุ ฟฟ้าจะสลบั กันไปมา บวก-ลบ ตลอดเวลา ซง่ึ เกิดจากการหมุนของขดลวดตัด กบั สนามแมเ่ หล็ก ลกั ษณะของไฟฟ้าที่ออกมาจะเป็น สัญญาณรูปคลื่นซายน์ พบเห็นและมีใช้งานทั่วไปตาม บา้ นเรอื น แหลง่ ท่ีมาของภาพประกอบ : http://www.payarad.com/articles/42313075/ https://car.kapook.com/view214863.html https://sites.google.com/site/woratatteerachaiyasat/kheruxngkl-fifa

วชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 30100-0003 9 หลกั การและแหลง่ กาเนิดไฟฟ้า อ.สนั ติภาพ มะสะ 6 วธิ ี แหลง่ กาเนดิ ไฟฟ้า เกิดจากการเสยี ดสีหรอื ขดั ถู เกดิ จากการทาปฏกิ ริ ยิ าทางเคมี เกิดจากความรอ้ น เกิดจากแสง เกิดจากแรงกดอดั เกดิ จากสนามแม่เหลก็

วิชา งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 30100-0003 10 หลักการและแหล่งกาเนิดไฟฟา้ อ.สันติภาพ มะสะ แหลง่ กาเนดิ ไฟฟา้ จากการเสียดสีหรอื ขัดถู เป็นไฟฟ้า ที่เกิดจากการนาวัตถุ 2 ชนิด มาเสียดสีกัน หรือขดั ถู อยา่ งเชน่ แท่งยางกบั ผ้าขนสัตว์ แท่งแก้วกับผ้า แพร แผ่นพลาสติกกับผา้ และหวกี ับผม การทดลอง โดยการนาแทง่ อาพันถูกับผ้าขนสัตว์ ปรากฏ ว่า แท่งอาพันและผ้าขนสัตว์ สามารถดูดผงเล็ก ๆ ได้ ปรากฏการณ์น้ี คือ การเกิดไฟฟ้าสถิต บนวัตถทุ ้งั สอง เกิดความไม่สมดุลขึ้นของประจุไฟฟ้า เนื่องจากเกิดการ ถา่ ยเทประจไุ ฟฟา้ วัตถุท้งั สอง จะแสดงศักย์ไฟฟ้าออกมา ตา่ งกัน แหลง่ ทีม่ าของภาพประกอบ : https://www.slideshare.net/TheerawatDuangsin/ss-33282643

วิชา งานไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนกิ ส์ 30100-0003 11 หลักการและแหล่งกาเนดิ ไฟฟา้ อ.สันติภาพ มะสะ แหลง่ กาเนดิ ไฟฟ้าจากการทาปฏิกิริยาทางเคมี เป็นไฟฟ้าที่เกิดจากการการนาโลหะ 2 ชนิด ท่ีแตกต่างกัน เช่น สังกะสีกับทองแดง จุ่มลงในสารละลายอิเล็กโทรไลท์ โลหะท้ัง 2 จะทาปฏิกิริยาเคมีกับสารละลายอิเล็กโทรไลท์ โดยอิเล็กตรอน (ประจุลบ) จากทองแดงจะถูกดูดเข้าไปยัง ข้ัวของสังกะสี เม่ือทองแดงขาดประจุลบ จะเปล่ียนความ ต่างศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกทันที เรียกว่าขั้วบวก ส่วนสังกะสีจะ เป็นขั้วลบ ตามความตา่ งศักย์ ไฟฟ้าที่เกิดจากการทาปฏิกิริยาทางเคมี แบบเบื้องต้นนี้ เรียกว่า โวลตาอิกเซลล์ ซึ่งปัจจุบัน จึงเกิดถ่านไฟฉายและ แบตเตอร่ี มาใชง้ าน แหล่งที่มาของภาพประกอบ : https://moowanjubu.wordpress.com/2015/06/24/ https://sites.google.com/site/mechatronicett09/project-definition/2-1

วชิ า งานไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนิกส์ 30100-0003 12 หลกั การและแหล่งกาเนดิ ไฟฟ้า อ.สนั ติภาพ มะสะ แหลง่ กาเนิดไฟฟ้าจากความร้อน เป็นไฟฟ้าท่ีเกิดจากการนาแท่งโลหะหรือแผ่นโลหะต่าง ชนิดกัน 2 ชิ้น เชน่ ทองแดงและเหล็ก โดยให้ปลายด้านหน่ึง ของโลหะท้ังสองต่อติดกัน ด้วยวิธีการเชื่อมหรือยึดด้วยหมุด และปลายอีกด้านหนึง่ นาไปตอ่ กับเขา้ มเิ ตอร์วัดแรงดันไฟฟา้ เม่ือให้ความร้อนท่ีปลายด้านต่อติดกัน จะส่งผลให้เกิด การแยกตัวของประจุไฟฟ้า เกิดศักย์ไฟฟ้าข้ึนท่ีปลาย ด้านเปิดของโลหะ และแสดงค่าแรงดนั ออกมาทีม่ ิเตอร์ อุปกรณ์ท่ีถูกสร้างขึ้นมาใช้งานจริงตามหลักการเกิดจาก ความรอ้ น เรียกว่า เทอรโ์ มคัปเปิล (Thermocouple) แหล่งที่มาของภาพประกอบ : http://watchara.edsup.org/wp-content/uploads/2017/05/ https://sites.google.com/site/mechatronicett09/project-definition/2-1

วชิ า งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนกิ ส์ 30100-0003 13 หลกั การและแหล่งกาเนดิ ไฟฟ้า อ.สันติภาพ มะสะ แหล่งกาเนิดไฟฟา้ จากแสงสวา่ ง เป็นไฟฟา้ ที่เกดิ จากการท่แี สงสวา่ งมากระทบกับอุปกรณ์ ทีม่ ชี ื่อว่า โฟโตวอลเทอิกเซลล์ ซึง่ ประกอบดว้ ย วตั ถทุ ี่นามา วางเปน็ ช้นั ๆ เมอ่ื โฟโตวอลเทอกิ เซลล์ ได้รับแสงสว่าง จะทาให้อิเลก็ ตรอน วิง่ จากด้านบนไปส่โู วลต์มิเตอร์ แลว้ ไหลกลับมาชั้นลา่ ง ส่งผลให้เกิดกระแสไฟฟ้าขนึ้ อุปกรณท์ ี่ถกู สร้างข้ึนมาใชง้ านจรงิ ตามหลกั การเกดิ จาก แสงสวา่ ง เรยี กวา่ โซลา่ เซลล์ (Solar Cell) แหล่งทีม่ าของภาพประกอบ : http://watchara.edsup.org/wp-content/uploads/2017/05/ https://sites.google.com/site/mechatronicett09/project-definition/2-1

วชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนกิ ส์ 30100-0003 14 หลักการและแหลง่ กาเนิดไฟฟ้า อ.สันตภิ าพ มะสะ แหลง่ กาเนิดไฟฟ้าจากแรงกดอดั เปน็ ไฟฟา้ ท่ีเกดิ จากแรงกดดันของพลงั งานเสยี ง ซง่ึ ทาให้ แผ่นไดอะแฟรมเคล่ือนไหว สง่ ผลให้ขดลวดเคลื่อนท่ผี า่ น สนามแม่เหลก็ จึงเกิดพลงั งานไฟฟ้าข้นึ ไมโครโฟน เปน็ อปุ กรณท์ ่ีใชเ้ ปลีย่ นคล่ืนแรงกดของเสยี งให้ เปน็ ไฟฟา้ โดยมีผลึกท่มี ีคณุ สมบตั ิทาให้เกดิ ประจไุ ฟฟา้ ขน้ึ เมอ่ื ถกู แรงกด เช่น แร่ควอตซ์ แรค่ ริสตลั และ เกลือโรเชลล์ โดยนาไปสอดระหวา่ งโลหะ 2 ชนดิ ทีต่ า่ งกนั พลงั งานจะมากหรือนอ้ ย ขน้ึ อยู่กับแรงกด ซึง่ ผลึกจะเกิดการ หดตวั และขยายตัว ออกไดต้ ามปริมาณของประจุ แหล่งที่มาของภาพประกอบ : https://th.wikipedia.org/wiki/ https://sites.google.com/site/wwwkrutoncom/chang-dein-say-fifa/say-fifa/-haelng-kaneid

วิชา งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนิกส์ 30100-0003 15 หลักการและแหล่งกาเนดิ ไฟฟ้า อ.สนั ตภิ าพ มะสะ แหล่งกาเนดิ ไฟฟ้าจากสนามแม่เหลก็ เป็นไฟฟ้าทเ่ี กิดจากการนาแทง่ แม่เหล็กเคลื่อนที่ผา่ น ขดลวด หรอื นาขดลวดเคล่ือนทีผ่ า่ นสนามแมเ่ หล็ก จะเกดิ แรงดันไฟฟา้ เหนยี่ วนาข้ึนในขดลวดนัน้ สง่ ผลใหเ้ กดิ กระแสไฟฟา้ ไหลผา่ น ท้ังน้ี กระแสไฟฟ้า จะเกดิ ได้มากหรือ น้อยข้ึนอย่กู บั จานวนขดลวด จานวนเส้นแรงแมเ่ หลก็ และ ความเร็วในการเคลอ่ื นที่ของแมเ่ หล็ก โดยถ้ามีจานวนมาก จะทาใหเ้ กิดแรงดันไฟฟา้ เพมิ่ ขนึ้ เปน็ ท่ีมาของการสรา้ งเคร่ืองกาเนดิ ไฟฟ้าหรือเยนเนอเรเตอร์ (Generator) แหลง่ ทม่ี าของภาพประกอบ : https://th.wikipedia.org/wiki/ https://sites.google.com/site/mechatronicett09/project-definition/2-1

วิชา งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ 30100-0003 16 หลักการและแหลง่ กาเนิดไฟฟา้ อ.สันตภิ าพ มะสะ แหล่งอ้างองิ ขอ้ มลู ธนกรคีรีพทิ กั ษ์. 2537. สารกึ่งตัวนาและวงจร.ปทุมธานี : สกายบ๊คุ . พนั ธ์ศักด์ิ พุฒมิ านิตพงศ.์ ม.ป.ป.. ทฤษฎีอิเลก็ ทรอนิกสเ์ บื้องตน้ . กรุงเทพฯ : สานักพมิ พศ์ นู ย์ส่งเสริมวชิ าการ. _______. 2557. อปุ กรณ์อิเลก็ ทรอนิกสแ์ ละวงจร.กรงุ เทพฯ : สานักพิมพศ์ ูนย์สง่ เสรมิ วชิ าการ. ไวพจน์ ศรีธัญ. 2546. อุปกรณ์อเิ ล็กทรอนกิ ส์. กรุงเทพฯ : สานักพมิ พ์วังอกั ษร. อ.สนั ตภิ าพ มะสะ ช่ือวิชา อปุ กรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส์และวงจร