หน่วยที่ 3 แหล่งกำเนิดและประเภทของไฟฟ้า

หนว่ ยที่ 3 แหล่งกําเนิดไฟฟ้าและประเภทไฟฟ้า www.neutron.rmutphysics.com

จดุ ประสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม นักเรียนสามารถ........... 1. อธบิ ายโครงสรา้ งของอะตอมได้ 2. อธบิ ายแหล่งกําเนดิ ของไฟฟ้าได้ 3. บอกประเภทของไฟฟา้ ได้

1. โครงสร้างของอะตอม เนอ้ื หาสาระ 2. แหลง่ กาํ เนดิ ของไฟฟา้ 2.1 เกิดจากการเสยี ดสหี รอื ขัดถู 2.2 เกิดจากปฏกิ ิรยิ าทางเคมี 2.3 เกดิ จากความรอ้ น 2.4 เกดิ จากแสง 2.5 เกดิ จากแรงกดอัด 2.6 เกดิ จากสนามแม่เหล็ก 3. ประเภทของไฟฟา้ 3.1 ไฟฟา้ สถติ 3.2 ไฟฟา้ กระแส

1_อะตอมและการคน้ พบอเิ ลก็ ตรอน 2_อะตอมและโมเลกลุ 3_โครงสรา้ งอะตอม ตอนท่ี 1 4_โครงสร้างอะตอม ตอนที่ 2 ipodiplay.com

โครงสรา้ งของธาตุหรอื สสาร ธาตุหรือสสาร โมเลกุล อะตอม นวิ เคลยี ส อเิ ล็ตรอน นิวตรอน โปรตรอน

โครงสร้างของอะตอม อเิ ล็กตรอน นวิ เคลียส วงโคจรของอเิ ลก็ ตรอน

สสารตา่ งๆ จะประกอบดว้ ยโมเลกุลขนาดเล็กเปน็ จํานวนมาก ซึง่ กล่าวได้ว่า โมเลกุลเป็นสว่ นท่เี ล็กที่สดุ ของสสารทีย่ งั แสดง คณุ สมบัติของธาตนุ นั้ อยไู่ ด้ โมเลกุล จะประกอบดว้ ยสว่ นทเ่ี ล็กลงไปอีกเรียกว่า อะตอม อะตอม ประกอบดว้ ยนวิ เคลยี ส ซง่ึ จะอยกู่ ง่ึ กลางของอะตอม และมีอเิ ล็กตรอนวงิ่ โคจรอยรู่ อบๆ นวิ เคลียส ซงึ่ มปี ระจุเป็นลบ (-) นวิ เคลยี ส ประกอบด้วยโปรตรอน มปี ระจเุ ปน็ บวก (+) กับ นวิ ตรอน มสี ภาวะเป็นกลางทางไฟฟา้

วงโคจรของอเิ ล็กตรอน นวิ ตรอน อเิ ลก็ ตรอน นิวเคลียส โปรตรอน

วงโคจรของอเิ ลก็ ตรอน นวิ เคลยี ส K LM NO P Q วงโคจรของอิเล็กตรอน

วงโคจรของอิเล็กตรอน จะมีตัวอักษรภาษาองั กฤษกาํ กับอยู่ โดยเร่ิม จากวงโคจรชั้นในสุด คอื วงโคจรช้ัน L , M , N , O , P , Q ตามลาํ ดบั จํานวนอเิ ล็กตรอนทว่ี งิ่ อยู่รอบๆ นิวเคลยี ส จะวง่ิ เปน็ วงๆ โดยแต่ ละวงโคจรจะมจี ํานวนอเิ ลก็ ตรอนไมเ่ ทา่ กนั สามารถคํานวณได้ จากสูตร 2N2 โดย N คือ ลาํ ดบั วงโคจรท่ีห่างจากนิวเคลยี ส โดยเริม่ จากวงในสุด เช่น วงโคจรชนั้ ที่ 2 แสดงว่า N = 2 ดงั นนั้ จํานวนอเิ ลก็ ตรอนที่อยใู่ นวงโคจรชั้นที่ 2 คือ 2(2)2 = 8 ตัว

วงโคจรของ อเิ ล็กตรอน นิวเคลยี ส K L MN O P Q K = 2 ตวั อิเล็กตรอน L = 8 ตวั M = 18 ตัว N = 32 ตัว O = 50 ตัว P และ Q น้อยกว่าสตู รท่ี คํานวณได้

ตัวอย่าง ธาตหุ รอื สสารชนิดหนง่ึ มีอเิ ลก็ ตรอน จํานวน 70 ตัว แสดงวา่ ธาตหุ รือสสารน้ี มวี งโคจรของอเิ ล็กตรอนก่ีช้ัน 2 8 18 32 



นิวเคลียส อเิ ลก็ ตรอนอสิ ระ วาเลนซอ์ ิเล็กตรอน

วงโคจรช้นั นอกสุด เรยี กว่า วาเลนซเ์ ซลล์ มจี ํานวน อเิ ล็กตรอนได้ไม่เกิน 8 ตัว และอเิ ล็กตรอนท่อี ยบู่ นวงโคจร ช้นั นอกสุด เรียกว่า วาเลนซอ์ ิเลก็ ตรอน เมอ่ื อเิ ลก็ ตรอนได้รับพลังงานไฟฟา้ รปู แบบใดๆ จะทาํ ใหอ้ เิ ล็กตรอนหลุดออกจากวงโคจร เรียกอิเล็กตรอนตัวนีว้ ่า อิเล็กตรอนอสิ ระ

5_ความรูเ้ บือ้ งต้นเกย่ี วกบั ไฟฟ้า 6_แหลง่ กาํ เนดิ ไฟฟา้ 7_กาํ เนดิ พลังงานไฟฟา้ 8_แหลง่ กําเนิดพลงั งานไฟฟา้ ipodiplay.com

แหลง่ กาํ เนดิ ไฟฟา้ (Power Souse) คอื ต้นกาํ เนดิ ของกาํ ลงั ไฟฟา้ หรอื แรงเคลอื่ นไฟฟา้ ซง่ึ มวี ธิ กี ารต่างๆ ตั้งแต่ยคุ แรกๆ จนถึงยุคปัจจบุ ัน และพัฒนาตลอดเวลาเพอ่ื ใหไ้ ด้แหล่ง กําเนิดท่มี ีคณุ ภาพ และประสิทธภิ าพสูงสุด 1. เกดิ จากการเสยี ดสีหรอื ขัดถู (Friction) 2. เกดิ จากปฏกิ ริ ยิ าทางเคมี (Chemicals) 3. เกิดจากความร้อน (Heat) 4. เกดิ จากแสง (Light) 5. เกิดจากแรงกดอดั (Pressure) 6. เกิดจากสนามแม่เหล็ก (Magnetism)

1. ไฟฟา้ เกิดจากการเสียดสี คอื การนําวตั ถุ 2 ชนดิ มาเสยี ดสีกนั เช่น แท่งแกว้ กับ ผ้าแพร แทง่ พลาสติกกับผา้ หวกี บั ผม

ประจไุ ฟฟ้าและไฟฟา้ สถติ • เราสามารถทําการทดลองง่ายๆ ทพี่ สิ จู น์ถงึ การมีอยู่ของแรงทาง ไฟฟา้ สถิต • เชน่ หวที ี่สามารถดูดเศษ กระดาษเล็กๆ ได้หลังจากท่ีหวี ผมเสรจ็ ใหม่ๆ • แรงที่เกดิ ขนึ้ มีขนาดพอที่จะยึด เศษกระดาษนน้ั ๆ ไม่ให้ตกลง เปน็ เวลาพอสมควร

2. ไฟฟ้าเกิดจากปฏิกริ ิยาทางเคมี คือ การนําแท่งสังกะสี กับ แท่งทองแดง มาจุ่มลงในกรด กาํ มะถัน จึงนาํ มาสรา้ ง แบตเตอรี่ และถา่ นไฟฉาย

9_กําเนดิ แบตเตอร่ี 10_การผลติ แบตเตอร่ี

3. ไฟฟ้าเกิดจากความรอ้ น คอื การนําเอาแผ่นโลหะ 2 แผ่น มายึดติดกันด้านหนง่ึ และ ใหค้ วามร้อน เช่นทองแดง และเหล็ก จึงนาํ มาสร้าง เทอรโ์ มคับเปลิ

11_กาํ เนดิ เคร่อื งจักรไอน้ํา(โรงไฟฟา้ พลงั ความรอ้ น)

4. ไฟฟา้ เกิดจากแสงสว่าง คือ การนําอุปกรณ์ท่ี เรียกว่า โซลาเซลล์ ที่มีโครงสร้าง จากการนํา สารก่ึงตัวนําชนิดซิลิกอน ท่มี โี ปรตรอน (P) อิเล็กตรอน (N) มากกว่า ปกติ มาประกอบติดกนั

พลังงานแสงแดด : ทดแทนเชอ้ื เพลงิ ในปจั จบุ นั - Solar cell (11.2 Watt/ft2): เซลลเี นียมเคลอื บเหลก็ , โลหะเคลอื บทองแดงออกไซด์ - เครอ่ื งคิดเลข, นาฬกิ า, ดาวเทยี ม, บา้ น - ไมม่ ีการถ่ายเทมวลสาร (อายกุ ารใช้งานมาก) - ปัจจุบนั ทําได้ถึง 30,000 Watts



12_พลงั งานทดแทน พลงั งานแสงอาทติ ย์ 13_การต์ นู เรือ่ ง พลังงานทดแทน พลงั งานลม พลงั งานความรอ้ นใต้พภิ พ

5. ไฟฟา้ เกิดจากแรงกดอดั คอื การนําแร่ควอตซห์ รอื ผลึก ควอตซ์ มาประกอบกับแผ่น โลหะด้านบนและลา่ ง

ไฟฟ้าพีโซ (Piezoelectric) - แร่ควอต, เกลอื โรเชล (Rochell salt), PZT - ไมโครโฟน

6. ไฟฟา้ เกิดจากสนามแมเ่ หลก็ คอื การนําเอาเสน้ ลวดตัวนาํ เคล่ือนทต่ี ดั ผ่านสนามแม่เหล็ก หรือ เอาสนามแม่เหล็กเคลอ่ื นทต่ี ัดกับเสน้ ลวดตัวนาํ จึงนาํ มาสร้าง เจนเนอเรเตอร์



ความหมายของกระแสไฟฟ้า • กระแสไฟฟ้า หมายถึง การเคลอ่ื นทข่ี องอิเล็กตรอนอสิ ระไปใน ทิศทางเดยี วกนั ต่อระยะเวลาทีก่ ําหนด

การไหลของกระแสไฟฟา้ • กระแสอิเล็กตรอนและกระแสนยิ ม (conventional current)

ประเภทของไฟฟ้า ไฟฟา้ แบ่งออกเปน็ 2 ประเภท ไฟฟา้ สถิตย์ ไฟฟ้ากระแส

ไฟฟา้ สถิต (Statics Electricity) ไฟฟ้าสถิต เป็นกระแสไฟฟา้ ทเี่ กดิ จากการเสยี ดสีของวัตถุ 2 ชนิด คอื แทง่ แกว้ นํามาขัดถกู ับผา้ ไหม จะมผี ลทําให้อเิ ลก็ ตรอน ย้ายที่ แทง่ แก้วจะมีอํานาจไฟฟา้ ดงึ ดูดวัตถุเบาๆ เช่น เศษกระดาษ หรือไฟฟา้ สถิตทีเ่ กดิ จากธรรมชาติ เช่น ฟา้ แล็บ ฟา้ รอ้ ง ฟ้าผา่

14_ประโยชนข์ องไฟฟ้าสถติ

การค้นพบทางไฟฟา้ • มนษุ ยร์ จู้ กั ปรากฏการณ์ฟ้าผ่ามา ตัง้ แตด่ กึ ดาํ บรรพ์ โดยไมท่ ราบวา่ เก่ียวขอ้ งกับไฟฟ้า • ปี 700 BC ชาวกรีกสังเกต ปรากฏการณไ์ ฟฟ้าสถติ โดยการถู อําพัน สามารถทาํ ใหอ้ ําพนั นน้ั ดูด เศษฟางหรอื ขนนกเล็กๆได้ • คําวา่ electric มาจากภาษากรีกที่ ใชเ้ รียกอาํ พนั (elektron)

ไฟฟา้ กระแส (Current Electricity) ไฟฟ้ากระแส คือ ไฟฟ้าที่เกิดจากการไหลของประจุไฟฟ้า ในตัวนําอย่างสมํ่าเสมอต่อเน่ือง การท่ีประจุไหลในตัวนํา เรียกว่า กระแสไฟฟ้า (electric current) ประจุไฟฟ้าท่ีวิ่งในตัวนําจะเป็น ประจุชนิดลบ ซ่ึงก็คือ อิเล็กตรอนอิสระนั้นเอง ไฟฟ้ากระแส แบ่ง ไดอ้ อกเปน็ 2 ชนิด คอื

ชนิดของไฟฟ้ากระแส ไฟฟา้ กระแส ไฟฟา้ กระแสตรง ไฟฟ้ากระแสสลบั + + _ _ DIRECT CURRENT ALTERNATING CURRENT

ไฟฟา้ กระแสตรง (Direct Current : DC) เปน็ กระแสไฟฟ้าทมี่ ที ิศทางการไหล หรือขัว้ ของแหล่งจ่ายท่ี แน่นอน ไม่มกี ารสลบั ข้ัวบวกลบ เช่น กระแสไฟฟา้ จากถา่ นไฟฉาย หรือแบตเตอรีร่ ถยนต์

ไฟฟา้ กระแสสลับ (Alternating Current : AC) ไฟฟา้ กระแสสลับ เปน็ กระแสไฟฟ้าที่มีการเปล่ียนแปลงทิศทาง การไหลอยตู่ ลอดเวลา โดยขวั้ หรือประจุทางไฟฟ้าจะสลับบวก-ลบ ตลอดเวลา จากรูป เปน็ การสร้างไฟฟา้ กระแสสลบั โดยการหมุน ขดลวดตดั กับสนามแมเ่ หลก็ ค่าของแรงดันไฟฟา้ ท่อี อกมาจะมี ลักษณะเปน็ สัญญาณรปู คล่ืนซายน์ (Sinusoidal wave )





16_ระบบผลติ ไฟฟา้ ขนาดจิ๋ว 17_รอบรเู้ รื่องไฟฟา้ พลังนา้ํ วนอสิ ระ (เข่ือนอเนกประสงค์) 18_ววิ ฒั นาการของเข่ือน 19_กําเนิดถ่านหิน (โรงไฟฟา้ พลงั นํา้ ) (การพฒั นาถา่ นหนิ ในประเทศ) ipodiplay.com

20_ปรากฏการณเ์ รอื นกระจก 21_รอบรู้เร่อื งปิโตรเลยี ม (เทคโนโลยถี ่านหนิ สะอาด) (โรงไฟฟา้ กงั หนั กา๊ ซ) 22_นวิ เคลยี รพ์ ลงั งานทางเลือก ipodiplay.com แหง่ อนาคต(โรงไฟฟา้ นวิ เคลียร์)

แหล่งอ้างอิงข้อมลู บรษิ ทั ลีโอนิค จาํ กดั . (ม.ป.ป.). ความรเู้ กี่ยวกับเซลลแ์ สงอาทติ ย.์ [ระบบออนไลน์] จาก http://www.leonics.co.th/html/th/aboutpower/solar_knowledge.php สืบค้น เม่ือ 30 พฤษภาคม 2558