วันพฤหัสบดีที่ 20 กันยายน พ.ศ. 2555

นิทานกำเนิดชีวิต(1-3)







 

การเกิดภาพจากกระจกเงาราบ


การเกิดภาพจากกระจกโค้งเว้า

เพลงตารางธาตุ




การสะท้อนของแสง

วันเสาร์ที่ 15 กันยายน พ.ศ. 2555

การแบ่งเซลล์

วัฏจักรของน้ำ



โลกเหมือนเม็ดทรายในจักรวาล

วัฏจักรของคาร์บอน

การกำเนิดไฟฟ้าและแหล่งกำเนิดไฟฟ้า

การกำเนิดไฟฟ้าและแหล่งกำเนิดไฟฟ้า
1. ธรรมชาติของไฟฟ้า               สสารที่มีในโลกนี้ประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ ซึ่งเราเรียกว่า อะตอมหรือปรมาณู (Atoms)ภายในอะตอมจะประกอบไปด้วยอนุภาคไฟฟ้าเล็กๆ 3 ชนิด คืออิเล็กตรอน โปรตอนและนิวตรอน โดยที่อิเล็กตรอนจะมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ โปรตอนมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก และในนิวตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็นกลาง การอยู่ร่วมกันของอนุภาคทั้งสามในอะตอมเป็นลักษณะที่โปรตอนและนิวตรอนร่วมกันอยู่ตรงกลาง เรียกว่า นิวเคลียส และมีอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบๆ



2. การไหลของอิเล็กตรอน



               ภายในอะตอมจะมีอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบๆ นิวเคลียสเป็นวงๆ ซึ่งอิเล็กตรอนที่อยู่วงนอกสุดเรียกว่า อิเล็กตรอนอิสระและถ้าอิเล็กตรอนที่อยู่วงนอกนี้ได้รับพลังงานก็จะทำให้ อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปอยู่ในอะตอมที่ถัดไปทำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอน พลังงานที่จะทำให้อิเล็กตรอน ในวัตถุตัวนำไหลได้ คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
               ซึ่งจะทำหน้าที่ทั้งการรับและจ่ายอิเล็กตรอน ซึ่งเราเรียกว่า ขั้วไฟฟ้า โดยกำหนดไว้ว่าขั้วที่รับอิเล็กตรอนเรียกว่า ขั้วบวก ขั้วที่จ่ายอิเล็กตรอนเรียกว่า ขั้วลบ
3. ชนิดของไฟฟ้าไฟฟ้าที่เกิดขึ้นแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ดังนี้ คือ ไฟฟ้าสถิตและไฟฟ้ากระแส
               3.1 ไฟฟ้าสถิต ไฟฟ้าสถิตเกิดขึ้นจากการเสียดสี โดยการนำสารต่างชนิดมาถูกันอิเล็กตรอนที่อยู่ในวงจรโคจรของสารทั้งสองอาจชน กันได้อาจทำให้สารชิ้นหนึ่งสูญเสียอิเล็กตรอนไปให้กับสารอีกชนิดหนึ่ง แต่เนื่องจากว่าสารเหล่านี้ไม่ได้ต่อกับสารภายนอกอิเล็กตรอน ไม่มีโอกาสถ่ายเทได้จึงคงอยู่ที่สารนั้น เราจึงเรียกไฟฟ้าแบบนี้ว่า
ไฟฟ้าสถิต

               ผู้ค้นพบไฟฟ้าสถิตครั้งแรก คือ นักปราชญ์กรีกโบราณท่านหนึ่งชื่อเทลิส (Philosopher Thales) แต่ยังไม่ทราบอะไรเกี่ยวกับไฟฟ้ามากนัก จนถึงสมัยเซอร์วิลเลี่ยมกิลเบอร์ค(Sir William Gilbert)ได้ทดลองนำเอาแท่งอำพันถูกับผ้าขนสัตว์ปรากฏว่าแท่งอำพันและผ้าขน สัตว์สามารถดูดผงเล็กๆ ได้ปรากฏการณ์นี้คือการเกิดไฟฟ้าสถิตบนวัตถุทั้งสอง

               ประโยชน์ของไฟฟ้าสถิต
               ไฟฟ้าสถิตสามารถนำไปใช้ในวงการอุตสาหกรรม เกี่ยวกับการพ่นสีโลหะต่างๆ การกรองฝุ่นและเขม่าออกจากควันไฟ การทำกระดาษทราย เป็นต้น
               โทษของไฟฟ้าสถิต ได้แก่ การเกิดฟ้าผ่า

3.2 ไฟฟ้ากระแส
 ไฟฟ้ากระแส เป็นไฟฟ้าที่ใช้อยู่ในบ้านพักอาศัย และในโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไป ไฟฟ้ากระแสสามารถแบ่งได้ 2 ชนิดคือ
               1) ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current) ไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสที่มีทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าไปในทิศ ทางเดียวกันเป็นวงจร เช่น กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ (Battery) ถ่านไฟฉายเซลล์สุริยะ ไดนาโมกระแสตรง เป็นต้น



               2) ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current) เป็นไฟฟ้ากระแสที่มีทิศทางการเคลื่อนที่สลับกัน โดยกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในขดลวดตัวนำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งมีอยู่ 3 ชนิดคือ ไฟฟ้ากระแสสลับ เฟสเดียว สองเฟส และสามเฟส ในปัจจุบันนิยมใช้เพียง 2 ชนิดเท่านั้น คือ กระแสไฟฟ้าสลับเฟสเดียวกับสามเฟส

ก. ไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียว (Single Phase)



               ลักษณะการเกิดไฟฟ้ากระแสสลับ คือ ขดลวดชุดเดียวหมุนตัดเส้นแรงแม่เหล็ก เกิดแรงดันกระแสไฟฟ้าทำให้กระแสไหลไปยังวงจรภายนอก โดยผ่านวงแหวน และแปลงถ่านดังกล่าวมาแล้ว จะเห็นได้ว่าเมื่อออกแรงหมุนลวดตัวนำได้ 1 รอบ จะได้กระแสไฟฟ้าชุดเดียวเท่านั้น ถ้าต้องการให้ได้ปริมาณกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ก็ต้องใช้ลวดตัวนำหลายชุดไว้บนแกนที่หมุน ดังนั้นในการออกแบบขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับถ้าหากออกแบบชุดขด ลวดบนแกนให้เพิ่มขึ้นอีก 1 ชุด แล้วจะได้กำลังไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

ข. ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส (Three Phase)
               เป็นการพัฒนามาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับชนิดสองเฟส โดยการออกแบบจัดวางขดลวดบนแกนที่หมุนของเครื่องกำเนิดนั้น เป็น 3 ชุด ซึ่งแต่ละชุดนั้นวางห่างกัน 120 องศาทางไฟฟ้า



               ไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้ในบ้านพักอาศัย ส่วนใหญ่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียว (SinglePhase)ระบบการส่งไฟฟ้าจะใช้สายไฟฟ้า 2 สายคือ สายไฟฟ้า 1 เส้น และสายศูนย์ (นิวทรอล) หรือเราเรียกกันว่า สายดินอีก 1 สาย สำหรับบ้านพักอาศัยในเมืองบางแห่ง อาจจะใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดพิเศษ จะต้องใช้ไฟฟ้าชนิดสามเฟส ซึ่งจะให้กำลังมากกว่า เช่น มอเตอร์เครื่องสูบน้ำในการบำบัดน้ำเสีย ลิฟต์ของอาคารสูงๆ เป็นต้น

4. แหล่งกำเนิดไฟฟ้าแหล่งกำเนิดไฟฟ้ามีหลายชนิด ดังนี้
               4.1 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการเสียดสีของวัตถุ การนำวัตถุ 2 ชนิดมาเสียดสีกันจะเกิดไฟฟ้า เรียกว่า ไฟฟ้าสถิต
               4.2 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากพลังงานทางเคมี แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากพลังงานทางเคมีเป็นไฟฟ้าชนิดกระแสตรง (Direct Current) สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ



               1) เซลล์ปฐมภูมิ (Primary Cell) เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่ให้กระแสไฟฟ้าตรง ผู้ที่คิดค้นได้คนแรกคือ เคานต์อาเลสซันโดรยูเซปเปอันโตนีโออานัสตาซีโอวอลตา นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี โดยใช้แผ่นสังกะสี และแผ่นทองแดงจุ่มลงในสารละลายของกรดกำมะถันอย่างเจือจาง มีแผ่นทองแดงเป็นขั้วบวกแผ่นสังกะสีเป็นขั้วลบ เรียกว่า เซลล์วอลเทอิก เมื่อต่อเซลล์กับวงจรภายนอกก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลจากแผ่นทองแดงไปยังแผ่นสังกะสี

               ขณะที่เซลล์วอลเทอิกจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับหลอดไฟแผ่นสังกะสีจะค่อยๆ กร่อนไปทีละน้อยซึ่งจะเป็นผลทำให้กำลังในการจ่ายกระแสไฟฟ้าลดลงด้วย และเมื่อใช้ไปจนกระทั่งแผ่นสังกะสีกร่อนมากก็ต้องเปลี่ยนสังกะสีใหม่ จึงจะทำให้การจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ต่อไปเท่าเดิม .ข้อเสียของเซลล์แบบนี้คือ ผู้ใช้จะต้องคอยเปลี่ยนแผ่นสังกะสีทุกครั้งที่เซลล์จ่ายกระแสไฟฟ้าลดลงแต่ อย่างไรก็ตามเซลล์วอลเทอิกนี้ ถือว่าเป็นต้นแบบของการประดิษฐ์เซลล์แห้ง (Dry Cell) หรือถ่านไฟฉายในปัจจุบัน ทั้งเซลล์เปียกและเซลล์แห้งนี้เรียกว่า เซลล์ปฐมภูมิ (Primary Cell) ข้อดีของเซลล์ปฐมภูมินี้ คือ เมื่อสร้างเสร็จสามารถนำไปใช้ได้ทันที

               2) เซลล์ทุติยภูมิ (Secondary Cell) เป็นเซลล์ไฟฟ้าสร้างขึ้นแล้วต้องนำไปประจุไฟเสียก่อนจึงจะนำมาใช้ และเมื่อใช้ไฟหมดแล้วก็สามารถนำไปประจุไฟใช้ได้อีกโดยไม่ต้องเปลี่ยนส่วนประกอบภายใน และเพื่อให้มีกระแสไฟฟ้ามากจะต้องใช้เซลล์หลายแผ่นต่อกันแบบขนานแต่ถ้าต้อง การให้แรงดันกระแสไฟฟ้าสูงขึ้นก็ต้องใช้เซลล์หลายๆแผ่น.แบบอนุกรมเซลล์ไฟฟ้าแบบนี้มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า สตอเรจเซลล์ หรือ สตอเรจแบตเตอรี่(Storage Battery)



               4.3 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากพลังงานแสง เกิดจากการที่แสงผ่านกระแสไฟฟ้า จากพลังงานสารกึ่งตัวนำ เพราะว่าเมื่อสารกึ่งตัวนำได้รับแสง อิเล็กตรอนภายในสารหลุดออกมาและเคลื่อนที่ได้ แหล่งกำเนิดไฟฟ้านี้ที่ใช้อยู่ปัจจุบันเรียกว่า โฟโตเซลล์ (Photo Cell) ใช้ในเครื่องวัดแสงของกล้องถ่ายรูป การปิดเปิดประตู ลิฟต์และระบบนิรภัย เป็นต้น



               4.4 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากพลังงานความร้อน กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นจากพลังงานความร้อนโดยการนำโลหะ 2 ชนิดมายึดติดกันแล้วให้ความร้อนจะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลในแท่งโลหะทั้งสอง เช่น ใช้ทองคำขาวกับคอนสแตนตันยึดปลายข้างหนึ่งให้ติดกัน และปลายอีกด้านหนึ่งของโลหะทั้งสองต่อเข้ากับเครื่องวัดไฟฟ้ากัลวานอร์มิเตอร์ เมื่อใช้ความร้อนเผาปลายของโลหะที่ยึดติดกันนั้น พลังงานความร้อนจะทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้าขึ้น เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเครื่องวัดไฟฟ้า
               4.5 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากแรงกด กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากแรงกด สารที่ถูกแรงกดหรือดึง จะเกิดกระแสไฟฟ้าผลึกของควอตซ์ ทัวร์มาไลท์และเกลือโรเซลล์ เมื่อนำเอาผลึกดังกล่าวมาวางไว้ระหว่างโลหะทั้งสองแผ่นแล้วออกแรงกด สารนี้จะมีไฟฟ้าออกมาที่ปลายโลหะทั้งสอง พลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนี้ต่ำมาก นำไปใช้ทำไมโครโฟน หูฟัง โทรศัพท์ หัวปิคอัพของเครื่องเล่นจานเสียง เป็นต้น



                4.6 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าที่ได้มาจากพลังงานแม่เหล็กโดยวิธีการใช้ลวดตัวนำไฟฟ้าตัดผ่านสนามแม่เหล็ก หรือการนำสนามแม่เหล็กวิ่งตัดผ่านลวดตัวนำอย่างใดอย่างหนึ่ง ทั้งสองวิธีนี้จะทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลในตัวนำนั้น กระแสที่ผลิตได้มีทั้งกระแสตรงและกระแสสลับ

1) เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง หลักการของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงอาศัยหลักการที่ตัวนำเคลื่อนที่ตัด สนามแม่เหล็กจะเกิดแรงเคลื่อนที่ไฟฟ้าขึ้นในลวดตัวนำนั้น



โครงสร้างของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง มีดังนี้
ก. ส่วนที่อยู่กับที่ประกอบด้วย โครงและขั้วแม่เหล็ก ส่วนนี้สร้างสนามแม่เหล็กหรือเส้นแรงแม่เหล็กและส่วนที่รับกระแสไฟออก



ข. ส่วนที่เคลื่อนที่หรือส่วนที่หมุนเรียกว่า อาร์มาเจอร์ (Armature) ประกอบด้วย 1. แกนเพลา 2. แกนเหล็ก 3. คอมมิวเตเตอร์



2) เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ มีโครงสร้างเหมือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง แต่ที่อาร์มาเจอร์มีวงแหวนแทนคอมมิวเตเตอร์ (Commutature)



ไฟฟ้า


ประวัติความเป็นมาของไฟฟ้า
ขอขอบคุณข้อมูลภายใต้ความร่วมมือของคลังความรู้ พลังงานไฟฟ้า และวิชาการดอทคอมhttp://electrical.huaiyot.ac.th/ 


 
                ไฟฟ้าที่พวกเรากำลังใช้ประโยชน์นี้ ชาวกรีกโบราณเป็นพวกแรกที่ได้ค้นพบในราว 2000 ปีมาแล้ว พวกเขาได้สังเกตุ เห็นว่า เมื่อนำวัสดุที่เดียวนี้เรียกว่า "อำพัน" ถูกับวัสดุชนิดอื่นก็จะเกิดแรงลึกลับขึ้นที่อำพันนี้ และอำพันดังกล่าวสามารถดึงดูด พวกวัสดุเบาๆ เช่นใบไม้แห้งๆ, เศษกระดาษ เป็นต้น ส่วนคำว่าไฟฟ้า (electricity) ที่ใช้กันปัจจุบันนี้ ก็มาจากรากศัพท์ ภาษากรีกคำว่า อีเล็กตรอน (electron) ซึงแปลว่าอำพัน




                ในสมัยแรกๆ มนุษย์รู้ว่า ไฟฟ้าเกิดจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่น ฟ้าแลบ ฟ้าร้อง และฟ้าผ่านับเป็นเวลานาน ที่มนุษย์ไม่สามารถให้คำอธิบายความเป็นไปที่แท้จริงของไฟฟ้า ที่ดูเหมือนว่าวิ่งลงมาจากฟ้า และมีอำนาจในการทำลายได้ จนกระทั่งมนุษย์สามารถประดิษฐ์สายล่อฟ้าไว้ป้องกันฟ้าผ่าได้



 

                 เมื่อ 2500 ปี ก่อนคริสต์ศักราช ชนพวกติวตัน ที่อาศัยอยู่แถบฝั่งแซมแลนด์ของทะเล บอลติกในปรัสเซียตะวันออก ได้พบหินสีเหลืองชนิดหนึ่งซึ่งเมื่อถูกแสงอาทิตย์ก็จะมีประกายคล้ายทอง คุณสมบัติพิเศษของมันคือ เมื่อโยนลงในกองไฟมันจะสุกสว่างและติดไฟได้เรียกกันว่า "อำพัน" ซึ่งเกิดจากการทับถมของยางไม้เป็นเวลานานๆ อำพันถูกนำมาเป็นเครื่องประดับและหวี เมื่อนำแท่งอำพันมาถูด้วยขนสัตว์ จะเกิดประกายไฟขึ้นได้ และเมื่อหวีผมด้วยหวีที่ทำจากอำพันก็จะมีเสียงดังอย่างลึกลับ และหวีจะดูดเส้นผม เหมือนว่าภายในอำพันมีแรงลึกลับอย่างหนึ่งซ่อนอยู่
                ต่อมาเมื่อ 600 ปี ก่อนคริสต์ศักราช ทาลีส (Thales) นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกได้ค้นพบไฟฟ้าขึ้น กล่าวคือเมื่อเขาได้นำเอาแท่งอำพันถูกับผ้าขนสัตว์ แท่งอำพันจะมีอำนาจดูดสิ่งของต่างๆ ที่เบาได้ เช่น เส้นผมเศษกระดาษ เศษผง เป็นต้น เขาจึงให้ชื่ออำนาจนี้ว่า ไฟฟ้า หรือ อิเล็กตรอน (Electron) ซึ่งมาจาก ภาษา กรีกว่า อีเล็กตร้า (Elektra) 

                ต่อมาเมื่อ พ.ศ. 2143 (ค.ศ. 1600) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อ ดร.วิลเลี่ยม กิลเบิร์ต (William Gilbert) ได้ทำการทดลองอย่างเดียวกันโดยนำเอาแท่งแก้ว และแท่งยางสน มาถูกับผ้าแพรหรือผ้าขนสัตว์แล้วนำมาทดลองดูดของเบาๆ จะได้ผลเช่นเดียวกับทาลีส กิลเบิร์ต จึงให้ชื่อไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนี้ว่า อิเล็กตริกซิตี้ (Electricity)

                ต่อมาเมื่อ พ.ศ. 2280 (ค.ศ. 1747) เบนจามิน แฟรงคลิน (Benjamin Franklin) นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันได้ค้นพบไฟฟ้าในอากาศขึ้น โดยเขาได้ทำการทดลองนำว่าวซึ่งมีกุญแจผูกติดอยู่กับสายป่านขึ้นในอากาศขณะที่เกิดพายุฝน เขาพบว่าเมื่อเอามือไปใกล้กุญแจก็ปรากฏประกายไฟฟ้ามายังมือของเขา จากการทดลองนี้ทำให้เขาค้นพบเกี่ยวกับปรากฏการณ์ฟ้าแลบ ฟ้าร้อง และฟ้าผ่า ซึ่งเกิดจากประจุไฟฟ้าในอากาศ นับตั้งแต่นั้นมาแฟรงคลินก็สามารถประดิษฐ์สายล่อฟ้าได้เป็นคนแรก โดยเอาโลหะต่อไว้กับยอดหอคอยที่สูงๆ แล้วต่อสายลวดลงมายังดิน ซึ่งเป็นการป้องกันฟ้าผ่าได้ กล่าวคือไฟฟ้าจากอากาศจะไหลเข้าสู่โลหะที่ต่ออยู่กับยอดหอคอยแล้วไหลลงมาตามสายลวดที่ต่อเอาไว้ลงสู่ดินหมดโดยไม่เป็นอันตรายต่อคนหรืออาคารบ้านเรือน

                ต่อมาเมื่อ พ.ศ. 2333 (ค.ศ. 1790) วอลตา (Volta) นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาเลียนได้ค้นพบไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมี โดยนำเอาวัตถุต่างกันสองชนิด เช่น ทองแดงกับสังกะสีจุ่มในน้ำยาเคมี เช่นกรดีกำมะถันหรือกรดซัลฟิวริก โลหะสองชนิดจะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับน้ำยาเคมีทำให้เกิดไฟฟ้าขึ้นได้ เรียกการทดลองนี้ว่า วอลเทอิก เซลล์ (Voltaic Cell) ซึ่งต่อมาภายหลังวิวัฒนาการมาเป็น เซลล์แห้ง หรือถ่านไฟฉาย และเซลล์เปียกหรือแบตเตอรี่

                ในปี ค.ศ. 1791 ลุยจิ กัลวานี (Luigi Galvani) นักฟิสิกส์ชาวอิตาลี ได้ค้นพบไฟฟ้าชีวภาพ กัลวานีได้พิสูจน์ให้เห็นว่าไฟฟ้าเป็นตัวกลางของการส่งสัญญาณจากเซลล์ประสาทปสู่กล้ามเนื้อ

                ประมาณปี ค.ศ. 1819 – 1820 ได้มีการนำเสนอทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetism) เป็นทฤษฎีที่ศึกษาเกี่ยวกับปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็ก โดยฮันส์ คริสเตียน เออสเตด (Hans Christian Orsted) และอังเดร มารี แอมแปร์ (Andre-Marie Ampere)

                ปี ค.ศ. 1827 จอร์จ ไซมอน โอห์ม (Georg Simon Ohm) ได้ใช้คณิตศาสตร์วิเคราะห์วงจรไฟฟ้า หรือเป็นที่รู้จักในชื่อ "กฎของโอห์ม (Ohm’s law)"

                อเล็กซานโดร โวลต้า (Alessandro Volta) ได้ประดิษฐ์แบตเตอรี่ที่ทำมาจากแผ่นเซลล์ที่ซ้อนทับกันของสังกะสีและทองแดง นับว่าเป็นความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์ที่สามารถพัฒนาแหล่งจ่ายไฟฟ้า ที่ดีกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Generator) ที่เคยใช้กันมาก่อนหน้านี้

                พ.ศ. 2374 (ค.ศ. 1831) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ชื่อ ไมเคิล ฟาราเดย์ (Michael Faraday) ได้ค้นพบไฟฟ้าที่เกิดจากอำนาจแม่เหล็ก โดยนำขดลวดเคลื่อนที่ตัดผ่านสนามแม่เหล็ก ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นในขดลวด ถือเป็นบิดาแห่งวิชาไฟฟ้า ผู้ที่ประดิษฐ์คิดค้น "ไดนาโม (Dynamo)" ซึ่งเป็นต้นแบบของเครื่องกำเนิดพลังงานไฟฟ้าในปัจจุบัน 

                ปี ค.ศ. 1861 และ 1862 เจมส์ คลาร์ก แมกซ์เวลล์ (James Clerk Maxwell) ได้นำเสนอทฤฎีแม่เหล็กไฟฟ้า อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า

                พ.ศ. 2420 - 2430 (ค.ศ.1877-1887) นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ โทมัส อัลวา เอดิสัน (Thomas A. Edison) ได้ประดิษฐ์หลอดไฟฟ้าขึ้นสำเร็จเป็นคนแรก และยังได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ ไฟฟ้าอื่นๆ ฉายภาพยนตร์ หีบเสียง เครื่องอัดสำเนา เป็นต้น 

                นิโคลา เทสลา เป็นเจ้าของแนวความคิดเรื่องไฟฟ้ากระแสสลับ เขาได้ค้นพบมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าและสามารถนำมาใช้งานได้เป้นครั้งแรกเมื่อ ค.ศ. 1888 อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีของเทสลามีความขัดแย้งกับทฤษฎีของโทมัส อัลวา เอดิสันโดยสิ้นเชิง ทำให้ในขณะที่โทมัส อัลวา เอดิสัน ได้รับการยกย่องให้เป็นสุดยอดนักประดิษฐ์ เทสลากลับถูกมองว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่เพี้ยนคนหนึ่งเท่านั้น 

                นอกจากนี้ ยังมีนักวิทยาศาสตร์อีกหลายท่าน เช่น อะเล็กซานเดอร์ เกรแฮมเบลล์ (Alexander Graham Bell) ผู้ประดิษฐ์โทรศัพท์ มาร์โคนี (Marconi) นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาเลียนเป็นผู้ค้นพบการส่งสัญญาณวิทยุ อ็อตโต บราธี (Otto Blathy) ผุ้ประดิษฐ์หม้อแปลงไฟฟ้า เอินสท์ เวอเทอ ฟอน ซีเมนส์ (Ernst Werner von Siemens)เป็นต้น

                วิทยาศาสตร์ด้านไฟฟ้าเจริญรุดหน้าอย่างรวดเร็ว ไฟฟ้าได้แปลงวิถีชีวิตของคนสมัยใหม่ และถือได้ว่าเป็ยแรงขับเคลื่อนสำคัญในการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 2


ไฟฟ้าสถิตคือ
 

      ไฟฟ้าสถิต (Static electricity หรือ Electrostatic Charges)
เป็นปรากฏการณ์ที่ปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบบนผิววัสดุ
มีไม่เท่ากันปกติจะแสดงในรูปการดึงดูด
,การผลักกันและเกิดประกายไฟ

                ประจุไฟฟ้า  (Charge)
                ประจุไฟฟ้าเป็นปริมาณทางไฟฟ้าปริมาณหนึ่งที่กำหนดขึ้นธรรมชาติ ของสสารจะประกอบด้วยหน่วยย่อยๆ  ที่มีลักษณะและ มีสมบัติเหมือนกันที่เรียกว่า อะตอม(atom)ภายในอะตอม จะประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน3ชนิดได้แก่  โปรตอน (proton)  นิวตรอน (neutron) และ อิเล็กตรอน (electron)โดยที่โปรตอนมีประจุไฟฟ้าบวกกับนิวตรอนที่เป็นกลางทางไฟฟ้ารวมกันอยู่เป็นแกนกลางเรียกว่านิวเคลียส (nucleus) ส่วนอิเล็กตรอน มี ประจุ ไฟฟ้าลบ จะอยู่รอบๆนิวเคลียส
                ตามปกติวัตถุจะมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า กล่าวคือจะมีประจุไฟฟ้าบวกและประจุไฟฟ้าลบ เท่ากัน เนื่องจากในแต่ละอะตอมจะมีจำนวนอนุภาคโปรตอนและอนุภาคอิเล็กตรอนเท่ากัน  เป็นไปตามกฏการอนุรักษ์ประจุ ( Law of Conservation of Charge ) เมื่อนำวัตถุสองชนิดมาถูกันจะเกิดการถ่ายเทประจุระหว่างวัตถุทั้งสองชนิดทำให้วัตถุหนึ่งมีปริมาณประจุบวกมากกว่าประจุลบ  จึงมีประจุสุทธิเป็นบวก และวัตถุอีกอันหนึ่งมีปริมาณ ประจุลบมากกว่าประจุบวก  จึงมีประจุสุทธิเป็นลบ เราสามารถวัดค่าไฟฟ้าสถิตได้โดยใช้ Static Field Meter โดยหน่วยที่วัดคือ โวลท์

                การเกิดไฟฟ้าสถิต
                การที่ปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบบนผิววัสดุมีไม่เท่ากันทำให้เกิดแรงดึงดูดเมื่อวัตถุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุต่างชนิดกันหรือเกิดแรงผลักกัน  เมื่อวัสดุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุชนิดเดียวกันเราสามารถสร้างไฟฟ้าสถิตโดยการนำผิวสัมผัสของวัสดุ 2 ชิ้นมาขัดสีกัน  พลังงานที่เกิดจากการขัดสีกันทำให้ประจุไฟฟ้าบนผิววัสดุจะเกิดการแลกเปลี่ยนกัน  โดยจะเกิดกับวัสดุประเภทที่ไม่นำไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า ฉนวน ตัวอย่างเช่น ยาง,พลาสติก และแก้ว   สำหรับวัสดุประเภทที่นำไฟฟ้านั้น โอกาสเกิดปรากฏการณ์ประจุไฟฟ้าบนผิววัสดุไม่เท่ากันนั้นยาก  แต่ก็สามารถเกิดขึ้นได้
                 การถ่ายเทประจุไฟฟ้า (Electrostatic Discharge)
                คือการถ่ายเทประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว  เมื่อประจุไฟฟ้าบนผิววัสดุ 2  ชนิดไม่เท่ากัน

                ตัวอย่างการเกิดไฟฟ้าสถิตและการถ่ายเทประจุไฟฟ้า
                เมื่อเราใส่รองเท้าหนังแล้วเดินไปบนพื้นที่ปูด้วยขนสัตว์หรือพรม  เมื่อเดินไปจับลูกบิดประตูจะมีความรู้สึกว่าถูกไฟช๊อต ที่เป็นเช่นนี้สามารถอธิบายได้ว่า  เกิดประจุไฟฟ้าขึ้นจากการขัดสีของวัตถุ 2 ชนิด วัตถุใดสูญเสียอิเล็คตรอนไปจะมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก  ส่วนวัตถุใดได้รับอิเล็คตรอนมาจะมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ   ซึ่งขึ้นอยู่กับวัตถุที่มาขัดสีกัน ร่างกายของคนเราเป็นตัวกลางทางไฟฟ้าที่ดี  เมื่อเราเดินผ่านพื้นที่ปูด้วยขนสัตว์หรือพรม  รองเท้าหนังของเราจะขัดสีกับพื้นขนสัตว์หรือพรม ทำให้อิเล็คตรอนถ่ายเทจากรองเท้าหนังไปยังพื้นพรม เมื่อเราเดินไปเรื่อย ๆ อิเล็คตรอนจะถ่ายเทจากรองเท้าไปยังพื้นมากขึ้น จึงทำให้เรามีประจุไฟฟ้าเป็นบวกกระจายอยู่เต็มตัวเรา เมื่อเราไปจับลูกบิดประตู ซึ่งเป็นโลหะจะทำให้อิเล็คตรอนจากประตูถ่ายเทมายังตัวเรา ทำให้เรารู้สึกว่าคล้าย ๆ ถูกไฟช๊อต  ในลักษณะเดียวกันถ้าเราใส่รองเท้ายาง  รองเท้ายางจะรับอิเล็คตรอนจากผ้าขนสัตว์หรือพรมจะทำให้เรามีประจุไฟฟ้าเป็นลบ  เมื่อเราเข้าไปใกล้และจะจับลูกบิดประตู  จะทำให้อิเล็คตรอนถ่ายเทจากเราไปยังลูกบิดประตู เราจะมีความรู้สึกว่าคล้าย ๆ ถูกไฟช๊อต

                ทำไมไฟฟ้าสถิตถึงเป็นปัญหา
                ในสภาพแวดล้อมในการทำงานของเรา ไฟฟ้าสถิตเป็นสิ่งที่เราต้องให้ความสนใจ นอกจากไฟฟ้าสถิตจะมีผลต่อคน  เมื่อไปสัมผัสกับวัสดุประเภทตัวนำแล้ว ทำให้รู้สึกสะดุ้งเหมือนถูกไฟช็อตแล้ว   ไฟฟ้าสถิตยังส่งผลต่อกระบวนการในการผลิตด้วย
                 ปัจจุบันชิ้นงานอิเลคทรอนิคส์นับวันจะมีขนาดเล็กลงและประสิทธิภาพที่สูงขึ้น  การมีวงจรไฟฟ้ามากมายในขนาดของชิ้นงานที่เล็กลง จะส่งผลให้ชิ้นงานยิ่งไวต่อไฟฟ้าสถิตมากขึ้น ไฟฟ้าสถิตจะถูกส่งจากคนงานในสายการผลิต  เครื่องมือ และอุปกรณ์อื่นๆ ไปยังชิ้นงานอิเล็คทรอนิคส์  ซึ่งมีผลทำให้คุณสมบัติทางไฟฟ้าของชิ้นงานเหล่านั้นเปลี่ยนไป  อาจจะเป็นการลดคุณภาพลงหรือทำลายชิ้นงาน  มีการศึกษาและพบว่ามากกว่า 50% ของชิ้นงานที่เสียหายล้วนมีผลมาจากไฟฟ้าสถิต

                ข้อควรปฏิบัติเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิต
                 เพื่อควบคุมไฟฟ้าสถิต  มีแนวทางในการปฏิบัติดังนี้    
                1. ออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์ชิ้นส่วนอิเล็คทรอนิคส์/เครื่องมืออิเล็คทรอนิคส์
                    ให้ทนต่อไฟฟ้าสถิต เท่าที่เป็นไปได้
                2. ลดหรือขจัดเหตุในการเกิดไฟฟ้าสถิต มีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณา เช่น
                    -พื้น / วัสดปูพื้น 
                    - ความชื้นของอากาศในห้อง
                    - เก้าอี้
                    -รองเท้า
                    - ชุดที่สวมใส่
                    - วิธีทำความสะอาด
                3.สลายไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้น
                วิธีการนี้คือการต่อสายดิน (Grounding) เป็นการถ่ายเทประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นให้มีศักดิ์เป็นศูนย์ (0) เท่ากับพื้นดิน เราสามารถหลีกเลี่ยงปัญหาเรื่องไฟฟ้าสถิตได้โดยการให้พนักงานในสายการผลิตใช้ สายรัดข้อมือ (WristStrap)การใช้กระเบื้องยางปูพื้นชนิด Static Dissipative PVC หรือ Static Conductive PVC   
 

 
 
 
 
กระแสไฟฟ้าคืออะไร

เมื่อได้ทราบไปแล้วว่า ไฟฟ้าเกิดขึ้น ไ ด้อย่างไร เรามาพิจารณากันต่อไปว่า " กระแสไฟฟ้าคืออะไร " จากปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าต่างๆ ที่เกิดขึ้น จะพบว่ามีสาเหตุมาจากการไหลของไฟฟ้า ไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ได้จะมีคุณสมบัติตรงข้ามกับไฟฟ้าสถิตย์ เรียกว่า ไฟฟ้าเคลื่อนไหว สายไฟทั่วไปทำด้วยลวดตัวนำ คือ โลหะทองแดงและอะลูมิเนียม อะตอมของโลหะมีอิเล็กตรอนอิสระ ไม่ยึดแน่นกับอะตอม จึงเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ ถ้ามีประจุลบเพิ่มขึ้นในสายไฟ อิเล็กตรอนอิสระ 1 ตัวจะถูกดึงเข้าหาประจุไฟฟ้าบวก แล้วรวมตัวกับประจุไฟฟ้าบวกเพื่อเป็นกลาง ดังนั้น อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ เมื่อเกิดสภาพขาดอิเล็กตรอนจึงจ่ายประจุไฟฟ้าลบออกไปแทนที่ ทำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอนในสายไฟจนกว่าประจุไฟฟ้าบวกจะถูกทำให้เป็นกลางหมด การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนหรือการไหลของอิเล็กตรอนในสายไฟนี้เรียกว่า กระแสไฟฟ้า (Electric Current)

กระแสไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนกับโปรตอน โดยจะเคลื่อนที่เข้าหาขั้วไฟฟ้าที่มีประจุตรงข้าม 
สำหรับในตัวนำที่เป็นของแข็ง กระแสไฟฟ้าเกิดจากการไหลของอิเล็กตรอน โดยอิเล็กตรอนจะไหลจากขั้วลบไปหาขั้วบวกเสมอ ในตัวนำที่เป็นของเหลวและก๊าซ

ถ้าจะเรียกว่า กระแสไฟฟ้าคือการไหลของอิเล็กตรอนก็ได้ แต่ทิศทางของกระแสไฟฟ้าจะตรงข้ามกับการไหลของอิเล็กตรอน ขนาดของกระแสไฟฟ้าที่ไหลในสายไฟฟ้านั้น กำหนดได้จากปริมาณของประจุไฟฟ้าที่ไหลผ่านจุดใดๆ ในเส้นลวดใน 1 วินาที มีหน่วยเป็น แอมแปร์ (Ampere ซึ่งแทนด้วย A) กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ คือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำไฟฟ้า 2 ตัวที่วางขนานกันโดยมีระยะห่าง 1 เมตร แล้วทำให้เกิดแรงในแต่ละตัวนำเท่ากับ 2 x 10 -7 นิวตันต่อเมตร หรือเท่ากับประจุไฟฟ้า 1 คูลอมบ์ ซึ่งเทียบได้กับอิเล็กตรอน 6.24 x 10 18 ตัววิ่งผ่านใน 1 วินาที

แรงดันไฟฟ้าคืออะไร 
กระแสไฟฟ้าเกิดจากการที่มีอิเล็กตรอนไหลในสายไฟ ซึ่งการที่อิเล็กตรอนไหลหรือเคลื่อนที่ได้นั้นจะต้องมีแรงมากระทำต่ออิเล็กตรอนทำให้เกิดกระแสไหล แรงดังกล่าวนี้เรียกว่า แรงดันไฟฟ้า (Voltage)
ศักย์ไฟฟ้า เป็นอีกคำหนึ่งที่คล้ายกับแรงดันไฟฟ้า จะหมายถึง ระดับไฟฟ้า เช่น ลูกกลมที่ 1 มีประจุไฟฟ้าบวกจะมีศักย์ไฟฟ้าสูง ส่วนลูกกลมที่ 2 มีประจุไฟฟ้าลบจะมีศักย์ไฟฟ้าต่ำ ดังนั้น ลูกกลมที่ 1 และ 2 จึงมีความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้า เรียกว่า ความต่างศักย์ไฟฟ้า

แรงขับเคลื่อนทางไฟฟ้า หมายถึง แรงที่สร้างให้เกิดแรงดันไฟฟ้าซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระตลอดเวลา กระแสไฟฟ้าจึงไหลตลอดเวลา แรงเคลื่อนไฟฟ้านี้อาจเกิดจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า , แบตเตอรี่ , ถ่านไฟฉาย และเซลล์เชื้อเพลิง ฯลฯ
หน่วยของแรงดันไฟฟ้า , ความต่างศักย์ไฟฟ้า หรือแรงขับเคลื่อนทางไฟฟ้า มีหน่วยเดียวกัน คือ โวลต์ (Voltage ซึ่งแทนด้วย V) แรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์ คือ แรงดันที่ทำให้กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ไหลผ่านเข้าไปในความต้านทาน 1 โอห์ม 

ความต้านทานไฟฟ้าคืออะไร 

เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลย่อมหมายถึงมีการเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนในสายไฟ และอิเล็กตรอนจะวิ่งชนกับอะตอมของเส้นลวด เกิดการต้านทานการไหลของอิเล็กตรอนขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ไหลในสายไฟมีคุณสมบัติการไหลต่างกันเพราะมี ความต้านทานไฟฟ้า (Resistance) ความต้านทานไฟฟ้าเป็นสมบัติเฉพาะของวัตถุในการที่จะขวางหรือต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้าที่จะไหลผ่านวัตถุนั้นๆ ไป
หน่วยของความต้านทานไฟฟ้าเป็น โอห์ม (Ohm แทนด้วยสัญลักษณ์ ? )
ความต้านทาน 1 โอห์ม คือ ความต้านทานของเส้นลวดที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ 1 แอมแปร์ เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์
วัตถุแต่ละชนิดยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้แตกต่างกัน วัตถุที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ง่าย เรียกว่า ตัวนำไฟฟ้า (Conductor) เช่น ทองแดง , เงิน , อะลูมิเนียม , สารละลายของกรดเกลือ , กรดกำมะถัน และน้ำเกลือ ฯลฯ สำหรับวัตถุที่ไม่ยอมให้กระแสไหลผ่านได้หรือไหลผ่านได้ยาก เรียกว่า ฉนวนไฟฟ้า (Insulator) เช่น พลาสติก , ยาง , แก้ว และกระดาษแห้ง ฯลฯ นอกจากนี้ยังมีวัตถุอีกชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติระหว่างตัวนำไฟฟ้าและฉนวนไฟฟ้า เรียกว่า สารกึ่งตัวนำ (Semiconductor) เป็นวัตถุที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้และสามารถควบคุมการไหลผ่านได้ เช่น คาร์บอน , ซิลิคอน และเยอรมันเนียม ฯลฯ

ความต้านทานของตัวนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับปัจจัยที่สำคัญ คือ

?  ชนิดของวัตถุ วัตถุที่ต่างชนิดกันจะมีความต้านทานต่างกัน

?  อุณหภูมิของวัตถุ เมื่ออุณหภูมิของตัวนำไฟฟ้าหนึ่งๆ เปลี่ยนไป จะมีผลให้ความต้านทานของตัวนำนั้นเปลี่ยนตามไปด้วย 
คำค้น : กระแสไฟฟ้า
ข้อสอบที่เกี่ยวข้อง
ความหมายศัพท์ไฟฟ้า
 1. แรงดันไฟฟ้า หรือแรงเคลื่อนไฟฟ้า หมายถึงแรงที่ดันให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านความต้านทานของวงจรไปได้ ใช้แทนด้วยตัว E มีหน่วยวัดเป็น โวลท์ (V)
   2. กระแสไฟฟ้า หมายถึงการเคลื่อนที่ของอิเล็คตรอนอิสระจากอะตอมหนึ่งไปยังอะตอมหนึ่ง จะไหลมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความต้านทานของวงจร ใช้แทนด้วยตัว I มีหน่วยวัดเป็นแอมแปร์ (A)
   3. ความต้านทานไฟฟ้า หมายถึงตัวที่ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าให้ไหลในจำนวนจำกัด ซึ่ง อยู่ในรูปของเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิด เช่น แผ่นลวดความร้อนของเตารีด หม้อหุงข้าว หลอดไฟฟ้า เป็นต้น เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านี้ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าให้ไหลในจำนวนจำกัด ใช้แทนด้วยตัว R มีหน่วยวัดเป็นโอห์ม (W )
   4. กำลังงานไฟฟ้า หมายถึงอัตราการเปลี่ยนแปลงพลังงาน หรืออัตราการทำงาน ได้จากผลคูณของแรงดันไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้า ใช้แทนด้วยตัว P มีหน่วยวัดเป็นวัตต์ (W)
   5. พลังงานไฟฟ้า หมายถึงกำลังไฟฟ้าที่นำไปใช้ในระยะเวลาหนึ่ง มีหน่วยวัดเป็นวัตต์ชั่วโมง (Wh) หรือยูนิต ใช้แทนด้วยตัว W
   6. ไฟฟ้าลัดวงจรหมายถึงการที่ไฟฟ้าไหลผ่านจากสายไฟฟ้าเส้นหนึ่งไปยังอีกเส้นหนึ่ง โดยไม่ผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลดใดๆ สาเหตุส่วนใหญ่เกิดจากฉนวนของสายไฟฟ้าชำรุด และมาสัมผัสกันจึงมีความร้อนสูง มีประกายไฟ ทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้ถ้าบริเวณนั้นมีวัสดุไวไฟ

หน่วยกำลังไฟฟ้า

หน่วยกำลังไฟฟ้า
                หน่วยวัดไฟฟ้าเบื้องต้นที่จำเป็นจะต้องรู้ไว้ ได้แก่ แรงเคลื่อนไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้า ความถี่ แรงม้า ซึ่งแยกกล่าวได้ดังนี้



แรงเคลื่อนไฟฟ้า (Voltage)
                • แรงเคลื่อนไฟฟ้า คือ แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการสะสมตัวของประจุไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุด
                • ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากประจุลบไปประจุบวก ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร
                • หรือแรงดันให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านความต้านทานของวงจร
                • แรงเคลื่อนไฟฟ้าเป็นแรงเคลื่อนจากแหล่งกำเนิดจ่ายไปยัง load
                • ส่วนแรงดันไฟฟ้า คือ แรงที่ตกคร่อม (Voltage Drop) ที่ load
                • แรงเคลื่อนไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโวลต์ ใช้สัญลักษณ์เป็น V คือ หน่วยที่ใช้เรียกเพื่อบอก

                ขนาดของแรงดันไฟฟ้าในบ้าน อาทิ 220  V หมายถึง ขนาดของแรงดันไฟฟ้าเท่ากับ 220 โวลท์ (ประเทศไทยก็ใช้ไฟระบบนี้)
                1,000 ไมโครโวลต์ (µV)                 =             1 มิลลิโวลต์ (mV)
                1,000 มิลลิโวลต์ (mV)                   =             1 โวลต์ (V)
                1,000 โวลต์ (V)                          =              1 กิโลโวลต์ (kV)

กระแสไฟฟ้า (Current)
                • กระแสไฟฟ้า คือ อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่จากอะตอมหนึ่งไปสู่อีกอะตอมหนึ่ง
                • เป็นการเคลื่อนที่แบบต่อเนื่องขณะนำเอาวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าต่างกันวางไว้ใกล้กัน
                • อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าลบ ไปยังวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าบวก
                • สัญลักษณ์ที่ใช้แทนกระแสไฟฟ้า คือ I
                • กระแสไฟฟ้ามีหน่วยวัดเป็นแอมแปร์ (Ampere) ใช้สัญลักษณ์เป็น A คือ หน่วยที่ใช้เรียกปริมาณของ

                กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำ หรืออุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น 10A หมายถึงปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน 10 แอมป์

                1,000 ไมโครแอมแปร์ (µA)            =             1 มิลลิแอมแปร์ (mA)
                1,000 มิลลิแอมแปร์ (mA)              =             1 แอมแปร์ (A)

                กระแสไฟฟ้า มี 2 ชนิด คือ                กระแสไฟฟ้าตรง (Direct Current) หรือฟ้าตรง คือ ไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลของอิเล็กตรอนไปในทิศทางเดียวตลอด ได้แก่ ถ่านไฟฉาย, แบตเตอรี่
                กระแสไฟฟ้าสลับ (Alternating Current) คือ ไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลของอิเล็กตรอนไปในทิศทางเปลี่ยนแปลงซ้ำๆ กันตลอดเวลา

ความต้านทานไฟฟ้า (Resistance)
                • ความต้านทานไฟฟ้า คือ วัตถุที่ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะต้านการไหลของกระแสมากหรือ
  น้อยขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัตถุนั้นๆ
                • ถ้าวัตถุมีความต้านทานมาก กระแสจะผ่านได้น้อย
                • ถ้าวัตถุมีความต้านทานน้อย กระแสจะผ่านได้มาก
                • ความต้านทานไฟฟ้า ใช้สัญลักษณ์ R
                • ความต้านทานมีหน่วยวัดเป็นโอห์ม (ohm) สัญลักษณ์ที่ใช้แทน คือ   W
                1,000 โอห์ม (W)                     =            1 กิโลโอห์ม (kW)
                1,000 กิโลโอห์ม (kW)               =            1 เมกะโอห์ม (MW)

กำลังไฟฟ้า (Electric Power)
                • กำลังไฟฟ้า คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงพลังงาน หรืออัตราการทำงาน
                • กำลังไฟฟ้า ใช้สัญลักษณ์ P
                • มีหน่วยเป็นวัตต์ (Watt) สัญลักษณ์ใช้แทนคือ W หน่วยวัดกำลังไฟฟ้าที่เป็นตัวบอกพลังงานไฟฟ้าของ

                อุปกรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้า แต่ละชนิดใช้ในการทำงาน เช่น หลอดไฟ 100 วัตต์ หมายความว่า หลอดไฟดวงนี้กินไฟ 100 วัตต์ต่อชั่วโมง
                1,000 มิลลิวัตต์ (mW)                 =             1 วัตต์ (W)
                1,000 วัตต์ (W)                        =              1 กิโลวัตต์ (kW)
                1,000 กิโลวัตต์ (kW)                  =             1 เมกะวัตต์ (MW)

                สมการของกำลังไฟฟ้า (P)
                P             =             EI
                               =             I2R
                               =             E2 / R
เมื่อ   P   คือ   กำลังไฟฟ้า              มีหน่วยเป็นวัตต์
       E   คือ   แรงเคลื่อนไฟฟ้า        มีหน่วยเป็นโวลต์
       I    คือ   กระแสไฟฟ้า            มีหน่วยเป็นแอมแปร์
       R   คือ   ความต้านทานไฟฟ้า    มีหน่วยเป็นโอห์ม

พลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy)
                • พลังงานไฟฟ้า คือ กำลังไฟฟ้าที่นำไปใช้ในระยะเวลาหนึ่ง
                • พลังงานไฟฟ้ามี หน่วยเป็นวัตต์ชั่วโมง หรือยูนิต
                • พลังงานไฟฟ้าวัดได้ด้วยวัตต์เอาร์มิเตอร์  หรือกิโลวัตต์เอาร์มิเตอร์ (KWh Meter) ซึ่งเป็นมิเตอร์วัด 

                พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้าน
                1,000 วัตต์-ชั่วโมง          =          1 กิโลวัตต์-ชั่วโมง
                                                 =          1 ยูนิต

                สมการของพลังงานไฟฟ้า
                W         =         Pt
                            =         EIt
เมื่อ      W     คือ       พลังงานไฟฟ้า                    มีหน่วยเป็นวัตต์-ชั่วโมง (Wh )
          P      คือ       กำลังไฟฟ้า                        มีหน่วยเป็นวัตต์ (W)
          E      คือ       แรงเคลื่อนไฟฟ้า                   มีหน่วยเป็นโวลต์ (V)
          I       คือ       กระแสไฟฟ้า                       มีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A)
          t       คือ       เวลา                               มีหน่วยเป็นชั่วโมง (h)

ความถี่ (Frequency)
                • ความถี่ หมายถึง จำนวนรอบของกระแสไฟฟ้าสลับต่อวินาที
                • มีหน่วยเป็น Hertz ( Hz)
                                1 Hz      =       1 รอบ / วินาที

รอบ (Cycle)
                • รอบ คือ การเปลี่ยนแปลงครบ 360 องศา
                • ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงค่าบวก และค่าลบได้สมบูรณ์ในหนึ่งครั้งของไฟฟ้ากระแสสลับ

แรงม้า (Horse Power)
                • แรงม้าหรือกำลังม้า เป็นหน่วยวัดกำลังหรืออัตราการทำงาน
                • โดยกำหนดว่า 1 แรงม้า คือ อัตราการทำงานได้ 550-ฟุต-ปอนด์ต่อวินาที
                • 1 แรงม้า มีค่าเท่ากับ 745.5 วัตต์ (746 วัตต์)


1 แรงม้า =  746 วัตต์

วงจรไฟฟ้า

วงจรไฟฟ้าคืออะไร
                     ในวงจรไฟฟ้าทั่ว ๆ ไปจะมีสิ่งที่มาเกี่ยวข้อง 3 อย่าง คือ กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และความต้านทานไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าจะไหลไปได้หรือเคลื่อนที่ไปได้จะต้องมีตัวนำหรือสายไฟฟ้า และจะต้องมีกำลังดันหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้า(V) ดันให้กระแสไฟฟ้าไหลไป จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวนำ และความต้านทานประกอบกัน วงจรไฟฟ้า คือ ทางเดินของไฟฟ้าเป็นวง ไฟฟ้าจะไหลไปตามตัวนำหรือสายไฟจนกระทั่งไหลกลับตามสายมายัง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นวงครบรอบ คือ ออกจากเครื่องกำเนิดแล้วกลับมายังเครื่องกำเนิดอีกครั้งหนึ่ง จนครบ 1 เที่ยว เรียกว่า 1 วงจร หรือ 1 Cycle
วงจรไฟฟ้า แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
1. วงจรปิด (Closed Circuit) จากรูปจะเห็น กระแสไฟฟ้าไหลออกจากแหล่งกำเนิด ผ่านไปตามสายไฟ แล้วผ่าน สวิทช์ไฟซี่งแตะกันอยู่ (ภาษาพูดว่าเปิดไฟ) แล้วกระแสไฟฟ้าไหลต่อไปผ่านดวงไฟ แล้วไหลกลับมาที่แหล่งกำเนิดอีกจะ เห็นได้ว่ากระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านได้ครบวงจร หลอดไฟจึงติด

2. วงจรเปิด (Open Circuit) ถ้าดูตามรูป วงจรเปิด ไฟจะไม่ติดเพราะว่า ไฟออกจากแหล่งกำเนิดก็จะไหลไปตาม สายพอไปถึงสวิทช์ซึ่งเปิดห่างออกจากกัน (ภาษาพูดว่าปิดสวิทช์) ไฟฟ้าก็จะผ่านไปไม่ได้ กระแสไฟฟ้าไม่สามารถจะไหล ผ่านให้ครบวงจรได้

                     วงจรไฟฟ้า เป็นการนำเอาสายไฟฟ้าหรือตัวนำไฟฟ้าที่เป็นเส้นทางเดินให้กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านต่อถึงกันได้นั้นเราเรียกว่า วงจรไฟฟ้า การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่อยู่ภายในวงจรจะเริ่มจากแหล่งจ่ายไฟไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า
                      วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 4 ส่วนคือ
- แหล่งกำเนิดไฟฟ้า หมายถึง แหล่งจ่ายไฟฟ้าไปยังวงจรไฟฟ้า เช่น แบบเตอรี่
- ตัวนำไฟฟ้า หมายถึง สายไฟฟ้าหรือสื่อที่จะเป็นตัวนำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้า ซึ่งต่อระหว่างแหล่งกำเนิดกับเครื่องใช้ไฟฟ้า
- เครื่องใช้ไฟฟ้า หมายถึง เครื่องใช้ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานรูปอื่น ซี่งจะเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า โหลด
- สะพานไฟ (Cut out) หรือสวิทช์ (Switch) เป็นตัวตัดและต่อกระแสไฟฟ้า

วงจรไฟฟ้ากระแสตรง                     การแสดงการต่อวงจรไฟฟ้าเบื้องต้นโดยการต่อแบตเตอรี่ต่อเข้ากับหลอดไฟ หลอดไฟฟ้าสว่างได้เพราะว่ากระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจรไฟฟ้าและเมื่อหลอดไฟฟ้าดับก็เพราะว่ากระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจร เนื่องจากสวิตซ์เปิดวงจรไฟฟ้าอยู่นั่นเอง การต่อวงจรไฟฟ้ากระแสตรงต้องต่อขั้วไฟให้ถูกต้องเพราะอุปกรณ์ในวงจรดังกล่าวจะมีขั้วไฟดังแสดงในรูป


วงจรไฟฟ้ากระสลับ
                      การต่อวงจรไฟฟ้ากระแสสลับจะต้องต่ออุปกรณ์ได้โดยไม่คำนึงถึงขั้วไฟ

โครงสร้างโลก2

โครงสร้างโลก



โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในระบบสุริยะที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 4,600 ล้านปีมาแล้ว นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่สันนิษฐานว่าระบบสุริยะเกิดจากการหมุนวนของฝุ่นและแก๊สในอวกาศ (เนบิวลา) แรงโน้มถ่วงระหว่างมวลทำให้ฝุ่นและแก๊สในอวกาศเกิดการยุบตัวและรวมกับจนในที่สุด กลายเป็นระบบสุริยะซึ่งประกอบ ด้วยดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ต่างๆ

1. การศึกษาโครงสร้างโลก
 
นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามหาวิธีการต่างๆ ที่จะศึกษาโครงสร้างโลกทั้งทางตรงและทางอ้อม โดยพยายามใช้หลักฐานต่างๆ ที่สามารถค้นพบได้ รวมทั้งใช้ทฤษฎี หลักการทางวิทยาศาสตร์แขนงต่างๆ และ เทคโนโลยีที่ทันสมัย เพื่อจะตอบข้อสงสัยดังกล่าว

ในปัจจุบันมนุษย์มีข้อจำกัดด้านเทคโนโลยีสำหรับการศึกษาโครงสร้างของโลกโดยทางตรง  และในขณะนี้ได้ศึกษาจากหลุมเจาะสำรวจเพื่อเก็บตัวอย่างหิน  ซึ่งหลุมที่เจาะสำรวจที่ลึกที่สุดในปัจจุบันเจาะได้เพียงในระดับความลึก 12.3 กิโลเมตร เท่านั้น 

สำหรับการศึกษาโครงสร้างภายในของโลกโดยทางอ้อม ได้จากการศึกษาคลื่นไหวสะเทือนที่เกิดจากแผ่นดินไหวและจากการทดลองของมนุษย์

การศึกษาโครงสร้างโลกจากคลื่นไหวสะเทือนที่เคลื่อนที่ผ่านโลก คลื่นที่ใช้ในการวิเคราะห์  คือ คลื่นปฐมภูมิ (Primary waves, P waves) และคลื่นทุติยภูมิ (Secondary waves, S waves) ซึ่งเป็นคลื่นในตัวกลาง (Body wave) โดยที่คลื่นไหวสะเทือนดังกล่าวมีสมบัติสำคัญ ดังนี้
           -  คลื่น P สามารถที่ผ่านตัวกลางได้ทุกสถานะ และมีความเร็วมากกว่าคลื่น S
           คลื่น S สามารถเคลื่อนที่ผ่านได้เฉพาะตัวกลางที่เป็นของแข็งเท่านั้น
2. การแบ่งโครงสร้างโลก

ผลจากการตรวจวัดคลื่นไหวสะเทือนทำให้นักวิทยาศาสตร์ทราบว่าโครงสร้างภายในของโลกแสดงลักษณะเป็นชั้น แต่ละชั้นมีสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน คือ ธรณีภาค  ฐานธรณีภาค มีโซสเฟียร์  แก่นโลก   ชั้นนอกและแก่นโลกชั้นใน

การแบ่งโครงสร้างโลกโดยใช้สมบัติของคลื่นไหวสะเทือน  

1. ธรณีภาค (lithosphere) เป็นชั้นนอกสุดของโลก พบว่าคลื่น P และคลื่น S จะเคลื่อนที่ผ่านธรณีภาคด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในช่วง 6.4 -8.4 กิโลเมตรต่อวินาที และ 3.7 - 4.8 กิโลเมตรต่อวินาที ตามลำดับ โดยทั่วไปชั้นนี้มีความลึกประมาณ 100 กิโลเมตร จากผิวโลก ประกอบด้วยหินที่มีสมบัติเป็นของแข็ง

2. ฐานธรณีภาค (asthenosphere) เป็นบริเวณที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วไม่สม่ำเสมอ แบ่งออกได้เป็น 2 บริเวณ คือ
          2.1 เขตที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วลดลง (low velocity zone) เป็นบริเวณที่คลื่นไหวสะเทือน P และ S มีความเร็วลดลง เกิดขึ้นในระดับความลึกประมาณ 100 – 400 กิโลเมตร จากผิวโลก และเนื่องจากบริเวณนี้ประกอบด้วยหินที่มีสมบัติเป็นพลาสติก (อุณหภูมิและความดันบริเวณนี้ทำให้แร่บางชนิดที่อยู่ในหินเกิดการหลอมตัว เล็กน้อย) และวางตัวอยู่ส่วนล่างของธรณีภาค
          2.2 เขตที่มีการเปลี่ยนแปลง (transitional zone) เป็นบริเวณที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วเพิ่มขึ้นในอัตราที่ไม่สม่ำเสมอ เกิดขึ้นในระดับความลึกประมาณ 400 – 660 กิโลเมตร จากผิวโลก เนื่องจากหินบริเวณส่วนล่างของฐานธรณีภาคเป็นของแข็งที่แกร่ง และมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของแร่

3. มีโซสเฟียร์ (mesosphere) เป็นชั้นที่อยู่ใต้ฐานธรณีภาค และเป็นบริเวณที่คลื่นไหวสะเทือนมีความเร็วเพิ่มขึ้นสม่ำเสมอ เนื่องจากหิน หรือสาร บริเวณส่วนล่างของมีโซสเฟียร์มีสถานะเป็นของแข็ง มีความลึกประมาณ 660-2,900 กิโลเมตร จากผิวโลก

4. แก่นโลกชั้นนอกและแก่นโลกชั้นใน
          4.1  แก่นโลกชั้นนอก (outer core) เป็นชั้นที่อยู่ใต้มีโซสเฟียร์มีความลึกประมาณ 2,900-5,140กิโลเมตร จากผิวโลว คลื่น P มีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ในขณะที่คลื่น S ไม่สามารถเคลื่อนที่ผ่านชั้นดังกล่าวได้
          4.2  แก่นโลกชั้นใน (inter core) อยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 5,140 กิโลเมตร จนถึงจุดศูนย์กลางของโลก คลื่น P และ S มีอัตราเร็วค่อนข้างคงที่ เนื่องจากแก่นโลกชั้นในเป็นของแข็งที่มีเนื้อเดียวกัน

นอกจากที่กล่าวมาข้างต้นนักวิทยาศาสตร์ยังได้แบ่งโครงสร้างโลกจากการศึกษาส่วนประกอบทางกายภาพ และทางเคมีของหิน  รวมทั้งสารต่างๆ ที่อยู่ภายในโลก  โดยแบ่งออกเป็น  ชั้นเปลือกโลก ชั้นเนื้อโลก    และชั้นแก่นโลก ซึ่งในแต่ละชั้นมีลักษณะและองค์ประกอบต่างกัน

การแบ่งโครงสร้างโลกจากการศึกษาส่วนประกอบทางกายภาพ และทางเคมีของหิน รวมทั้งสารต่างๆ ที่อยู่ภายในโลก

หนังสือเรียน โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ ช่วงชั้นที่ 4

1. ชั้นเปลือกโลก (Crustเป็นเสมือนผิวด้านนอกที่ปกคลุมโลก  แบ่งออกได้เป็น 2 บริเวณ  คือเปลือกโลกภาคพื้นทวีป  หมายถึง ส่วนที่เป็นแผ่นดินทั้งหมด ประกอบด้วยธาตุซิลิคอน (Si) และอะลูมิเนียม (Al) เป็นส่วนใหญ่  และเปลือกโลกใต้มหาสมุทร  หมายถึงเปลือกโลกส่วนที่ถูกปกคลุมด้วยน้ำ  ประกอบด้วยธาตุซิลิคอน (Si) และแมกนีเซียม (Mg) เป็นส่วนใหญ่  มีความลึกตั้งแต่ 5 กิโลเมตร  ในส่วนที่อยู่ใต้มหาสมุทรไปจนถึง 70 กิโลเมตร ในบริเวณที่อยู่ใต้เทือกเขาสูงใหญ่

2. ชั้นเนื้อโลก (Mantleเป็นชั้นที่อยู่ถัดลงไปจากชั้นเปลือกโลก  ส่วนมากเป็นของแข็ง  มีความลึกประมาณ 2,900 กิโลเมตร นับจากฐานล่างสุดของเปลือกโลกจนถึงตอนบนของแก่นโลก  ชั้นเนื้อโลกส่วนบนเป็นหินที่เย็นตัวแล้วและบางส่วนมีรอยแตกเนื่องจากความเปราะ  ชั้นเนื้อโลกส่วน   กับชั้นเปลือกโลก รวมตัวกันเรียกว่า  ธรณีภาค (Lithosphere) ซึ่งมาจากรากศัพท์ภาษากรีก แปลว่าชั้นหิน ชั้นธรณีภาคมีความหนาประมาณ 100 กิโลเมตรนับจากผิวโลกลงไปชั้นเนื้อโลกถัดลงไปที่ความลึก 100 350  กิโลเมตร  เรียกว่าชั้นฐานธรณีภาค (Asthenosphere) เป็นชั้นของหินหลอมละลายร้อนหรือ หินหนืดที่เรียกว่า แมกมาซึ่งหมุนวนอยู่ภายในโลกอย่างช้า ๆ  ชั้นเนื้อโลกที่อยู่ถัดลงไปอีกเป็นชั้นล่างสุดอยู่ที่ความลึกตั้งแต่ 350 2,900 กิโลเมตร  เป็นชั้นที่เป็นของแข็งร้อนแต่แน่นและหนืดกว่า  ตอนบนมีอุณหภูมิสูง ตั้งแต่ประมาณ 2,250 4,500 C

3. ชั้นแก่นโลก (Coreอยู่ในระดับความลึกจากผิวโลกประมาณ  2,900 กิโลเมตร ลงไป  แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ แก่นโลกชั้นนอกมีความหนาตั้งแต่ 2,900 5,100 กิโลเมตร  เชื่อกันว่าชั้นนี้ประกอบด้วยสารเหลวของโลหะเหล็กและนิเกิลเป็นส่วนใหญ่และมีความร้อนสูงมาก  ต่อเนื่องจากแก่นโลกชั้นนอกลงไปเป็นแก่นโลกชั้นนอกแต่อยู่ในสภาพของแข็งเนื่องจาก มีความดันและอุณหภูมิสูงมาก อาจสูงถึง 6,000 C

จะเห็นได้ว่าชั้นต่างๆ ของโลกมีลักษณะ และสมบัติแตกต่างกัน ทั้งทางด้านกายภาพและส่วนประกอบทางเคมี โครงสร้างและส่วนประกอบภายในของโลกดังกล่าว เป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เรียกว่าแผ่นดินไหว และภูเขาไฟระเบิด