ข่าว O-NET/GAT/PAT
ข่าวการศึกษา
คะแนน แอดมิชชั่น
สูงสุด-ต่ำสุด
คณิตศาสตร์
วิทยาศาสตร์
ข่าววิทยาศาสตร์
ภาพยนตร์วิทยาศาสตร์
เรื่องน่ารู้
พจนานุกรม
นักวิทยาศาสตร์
คำถามวิทยาศาสตร์
สีสันวิทยาศาสตร์
การทดลองวิทยาศาสตร์
บทเรียน / แบบฝึกหัด
ฟิสิกส์ - เคมี - ชีวะ
ภาษาอังกฤษ
ภาษาไทย
ดาราศาสตร์
ประวัติศาสตร์
มุมคนเก่ง
คลังข้อสอบเก่า
คลังความรู้หลักสูตรเก่า
I.Q. Tests
 

 

หน้าแรก | มุมนักเรียน | หน้าแรกวิทยาศาสตร์ | บทเรียน | บทเรียน

บทเรียน
   

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 : วงจรไฟฟ้า
 
ระดับชั้น : ประถมปลาย

ร่างกายมนุษย์การดำรงชีวิตของสัตว์ สิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมสารในชีวิตประจำวันปรากฏการณ์ของโลกและเทคโนโลยีอวกาศ



ไฟฟ้า (electricity) เป็นพลังงานรูปหนึ่งที่สามารถทำงานได้ เราใช้ประโยชน์จากกระแสไฟฟ้า ที่ผลิตขึ้นผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้า โดยการต่อสายไฟฟ้าระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้า เช่น พัดลม โทรทัศน์ วิทยุ เตารีด เมื่อเปิดสวิตซ์แล้ว เครื่องใช้ไฟฟ้าจะทำงานโดยเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า เป็นพลังงานรูปอื่น เช่น พลังงาน พลังงานเสียง พลังงานกล

การต่อสายไฟฟ้าระหว่างแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากับเครื่องใช้ไฟฟ้า ทำให้เกิดทางเดินของไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า วงจรไฟฟ้า (electrical circuit)

5.1 สมบัติของตัวนำไฟฟ้าและฉนวนไฟฟ้า

อะไรเป็นตัวนำไฟฟ้าและอะไรเป็นฉนวนไฟฟ้า

วัตถุใดที่ทำด้วยวัสดุนำไฟฟ้าได้ เรียกวัตถุนั้นว่า ตัวนำไฟฟ้า เช่น เหล็ก ทองแดง อะลูมิเนียม สังกะสี เป็นต้น สำหรับวัสดุที่ไม่เป็นโลหะ เช่น ไส้ดินสอซึ่งทำจากแกไฟต์เป็นตัวนำไฟฟ้า ซึ่งน้องๆ สามารถทำการทดลองการนำไฟฟ้าได้ โดยการนำไส้ดินสอยาวประมาณ 2.5 - 3 เซนติเมตรต่อเข้ากับวงจรไฟฟ้ากับหลอดไฟฟ้า 2.5 V และถ่านไฟฉาย 1 ก้อน ( คลิก! ดูภาพ )


วัตถุที่ทำจากวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า เรียกวัตถุนั้นว่า ฉนวนไฟฟ้า เช่น ยาง ไม้ กระเบื้อง พลาสติก เป็นต้น ฉนวนไฟฟ้า เช่น พลาสติกที่หุ้มสายไฟจะช่วยป้องกันการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าเข้าสู่ร่างกาย ซึ่งจะทำให้ได้รับอันตรายถึงชีวิตได้ (เพราะร่างกายมนุษย์เป็นตัวนำไฟฟ้า)

สายไฟที่ไม่มีฉนวนหุ้ม ถ้าสัมผัสกันจะเกิดการลัดวงจรหรือที่เรียกว่า ไฟช็อต ทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้

ในสายไฟแรงสูงจะไม่มีฉนวนหุ้ม ถ้างูเลื้อยขึ้นไปพาดสายไฟ ตัวงูเป็นตัวนำไฟฟ้า จึงมีกระแสไฟฟ้าผ่านตัวงู ทำให้เกิดไฟฟ้ารัดวงจรได้

ดังนั้น เราจึงควรตรวจดูสายไฟในบ้าน ไม่ปล่อยให้สายไฟชำรุดฉีกขาด เพราะลวดทองแดงของสายไฟอาจสัมผัสกัน ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร หรือช็อตได้ เป็นเหตุทำให้เกิดไฟฟ้าไหม้ได้

5.2 วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย

วงจรไฟฟ้าเป็นเส้นทางที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ครบ

การประกอบวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย

วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย เป็นวงจรที่ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าและสายไฟ เมื่อเปิดสวิตช์กระแสไฟฟ้าจะออกจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้า (ถ่านไฟฉาย) ทางขั้วบวก ผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้าในวงจรไปยังขั้วลบของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า เป็นการเคลื่อนที่ครบวงจรของกระแสไฟฟ้า เรียกวงจรไฟฟ้านี้ว่า วงจรไฟฟ้าปิด


แต่ถ้าวงจรไฟฟ้านี้ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลออกจาขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้าไปยังขั้วลบ ซึ่งอาจเกิดจากส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้าขาดหรือไม่สัมผัสกัน เรียกวงจรไฟฟ้านี้ว่า วงจรไฟฟ้าเปิด

ดังนั้น ถ่านไฟฉาย สายไฟ หลอดไฟฟ้า เป็นส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย ส่วนสวิตช์จะทำหน้าที่ตัดและต่อวงจรไฟฟ้า

ในกรณีถ้าเราเพิ่มถ่านไฟฉายในวงจรไฟฟ้าให้มากขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ผ่านหลอดไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่


จากการทดลองเพิ่มถ่านไฟฉายในวงจรไฟฟ้าให้มากขึ้น โดยการนำถ่านไฟฉายมาต่อให้ขั้วบวกของก้อนแรกต่อเข้ากับขั้วลบของก้อนที่สองเรียงกันไป เรียกว่า การต่อถ่านไฟฉายแบบอนุกรม ทำให้พลังงานไฟฟ้ามากขึ้น มีผลทำให้กระแสไฟฟ้าที่ผ่านหลอดไฟฟ้ามากขึ้นด้วย

ถ้านำถ่านไฟฉายจำนวน 2 ก้อน มาต่อแบบขนาน พลังงานที่ไก้จากถ่านไฟฉายทั้งสองจะเท่ากับพลังงานไฟฟ้าของถ่านไฟฉายเพียง 1 ก้อน เท่านั้น การต่อแหล่งกำเนิดไฟฟ้า การต่อแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแบบขนานไม่เป็นที่นิยมนำมาต่อเพื่อใช้งาน

ถ่านไฟฉายที่นำมาต่อกันตั้งแต่ 2 ก้อนขึ้นไป เรียกว่า แบตเตอรี่

แบตเตอรี่

แบตเตอรี่เป็นกลุ่มของถ่านไฟฉายที่ต่อกันแบบอนุกรม พลังงานไฟฟ้าของแบตเตอรี่เป็นพลังงานไฟฟ้าของถ่านไฟฉายทุกก้อนรวมกัน เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง เมื่อต่อครบวงจรกระแสไฟฟ้าจากขั้วบวกของแบตเตอรี่ ผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้าไปทางขั้วลบของแบตเตอรี่เพียงทิศทางเดียว ส่วนไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้านเรือนเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ที่มีพลังงานไฟฟ้ามากกว่าไฟฟ้าจากแบตเตอรี่

5.3 การต่อหลอดไฟฟ้าแบบอนุกรม และแบบขนาน

การต่อหลอดไฟฟ้าแบบอนุกรมและแบบขนาน

การต่อหลอดไฟฟ้าแบบอนุกรม กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกส่วนของวงจรเท่ากัน วงจรไฟฟ้าแบบนี้ ถ้าสายไฟขาดแม้เพียงสายเดียว จะมีผลให้วงจรเปิดทั้งวงจร ทำให้หลอดไฟฟ้าดับหมด

การต่อหลอดไฟฟ้าแบบอนุกรม

การต่อหลอดไฟฟ้าแบบขนาน เป็นการต่อเครื่องใช้ไฟฟ้า (หลอดไฟฟ้า) คร่อมกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า (แบตเตอรี่) ทำให้กระแสไฟฟ้าแยกผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละตัว วงจรไฟฟ้าแบบนี้ ถ้าสายไฟที่ต่อวงจรส่วยใดส่วนหนึ่งขาด ส่วนนั้นวงจรเปิด เครื่องใช้ไฟฟ้าเฉพาะช่วงนั้นจะไม่ทำงาน แต่เครื่องใช้ไฟฟ้าในส่วนอื่นๆ ยังคงทำงานได้

การต่อหลอดไฟฟ้าแบบขนาน

5.4 แม่เหล็กไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าที่ผ่านลวดตัวนำหรือสายไฟจะสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นรอบๆ ลวดตัวนำหรือสายไฟ สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นนำไปใช้กับแม่เหล็กไฟฟ้า แรงแม่เหล็กจากแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นกับปริมาณกระแสไฟฟ้า และจำนวนรอบของขดลวดที่พันบนแกนเหล็ก และสามารถนำแม่เหล็กไฟฟ้าไปใช้ประโยชน์ได้

แม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร

เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านไปในตัวนำไฟฟ้า เช่น สายไฟ จะมีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นรอบๆ สายไฟ ทำให้เข็มทิศซึ่งวางใกล้สายไฟเบนไปจากตำแหน่งเดิม เพราะมีแรงจากสนามแม่เหล็กรอบสายไฟจะดูดเข็มทิศที่ปลายหนึ่งและผลักเข็มทิศที่อีกปลายหนึ่ง

ภาพ : การทดลองเข็มทิศไว้ใต้ไฟฟ้า จากนั้นเปิดสวิตช์ให้กระแสไฟฟ้าผ่าน

จากนั้น เรานำสนามแม่เหล็กรอบสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้าผ่านไปทำแม่เหล็ก ได้โดยดูจากการทดลองต่อไปนี้


ลวดทองแดงที่เคลือบฉนวนที่ถูกขดเป็นวงเรียงชิดๆ กัน ต่อเนื่องกันไป เมื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านขดลวด ถ้าขดลวดนี้พันรอบแท่งเหล็กแท่งเหล็กจะกลายเป็นแม่เหล็ก ซึ่งเรียกว่า แม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnet)

การพันขดลวดมากๆ รอบกับพันขดรวดน้อยรอบ สนามแม่เหล็กจะเท่ากันหรือไม่ กล่าวได้ว่า ในกรณีที่ตะปูเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าในการทดลองแรงแม่เหล็กของแท่งแม่เหล็กไฟฟ้า มีค่าขึ้นกับจำนวนรอบของขดลวด และปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ผ่านขดลวด

และในกรณีที่เราต้องการแยกเสาเหล็กออกจากเศษโลหะอื่น เช่น การนำแม่เหล็กไฟฟ้าไปใช้ทำปั้นจั่นยกของเพื่อดูดเศษเหล็กออกจากเศษโลหะอื่นๆ กระดิ่งไฟฟ้าหรือออดไฟฟ้า เมื่อเปิดสวิตช์ กระแสไฟฟ้าจะผ่านขดลวดที่พันรอบแกนเหล็ก ทำให้แกนเหล็กเป็นแม่เหล็กดูดคันเคาะ ซึ่งเป็นสารแม่เหล็กเข้ามากระทบกระดิ่งและเกิดเสียงดัง ขณะคันเคาะเคลื่อนเข้าหากระดิ่งคันเคาะจะไม่สัมผัสกับปลายแหลม เป็นเหตุให้วงจรไฟฟ้าเปิดไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร แกนเหล็กก็จะหมดสภาพแม่เหล็ก คันเคาะก็จะดีดตัวกลับไปสัมผัสกับปลายแหลม ทำให้วงจรไฟฟ้าปิดมีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร แกนเหล็กกลับเป็นแม่เหล็กก็จะดูดคันเคาะเข้ามากระทบกระดิ่งและเกิดเสียงดังอีก เหตุการณ์จะเกิดซ้ำไปซ้ำมา จนกว่าสวิตช์ไม่มีไฟฟ้าไหลในวงจร



ที่มาข้อมูล : สสวท. กระทรวงศึกษาธิการ คู่มือครูสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 พ.ศ.2544
สสวท. กระทรวงศึกษาธิการ หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 พ.ศ.2544
จำนวนคนอ่าน 79250 คน
   
 

© 2000 - 2014 www.myfirstbrain.com All Rights Reserved