การทดลองไฟฟ้ากระแส

โวลต์มิเตอร์ (Voltmeter)

โวลต์มิเตอร์ (Voltmeter)

โวลต์มิเตอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดแรงดันไฟฟ้า หรือความต่างศักย์ตกคร่อมจุดสองจุดใดๆ เมื่อนำไปวัดจึงต้องนำไปต่อคร่อมจุดที่ต้องการวัด

โวลต์มิเตอร์ ดัดแปลงจากการนำความต้านทานที่มีค่าสูงมาต่ออนุกรมกับแกลแวนอมิเตอร์

สาเหตุที่นำความต้านทานสูงๆ มาต่อ เพราะต้องการให้โวลต์มิเตอร์ มีความต้านทานภายในสูงมากๆ เพื่อป้องกันไม่ให้กระแสในวงจรแยกไหลมาเข้าโวลต์มิเตอร์ ซึ่งจะทำให้กระแสที่จะไหลผ่านจุดที่ต้องการวัดมีค่าน้อยลง เป็นผลให้การวัดเกิดความคลาดเคลื่อน

การนำไปใช้วัด

นำโวลต์มิเตอร์ไปต่อขนาน หรือต่อคร่อมจุดที่ต้องการวัดแรงดันในวงจร ดังนี้



ค่าแรงดันที่โวลต์มิเตอร์อ่านค่าได้ จะเป็นแรงดันที่ตกคร่อมตัวต้านทาน

คุณสมบัติของโวลต์มิเตอร์ที่ดี

1. มีความแม่นยำสูง ซึ่งเกิดจากการนำความต้านทาน r ที่มีค่าสูงมากๆ ต่ออนุกรมกับแกลแวนอมิเตอร์ เพื่อป้องกันมิให้มีกระแสแยกไหลผ่านโวลต์มิเตอร์ ทำให้กระแสไหลผ่านจุดที่ต้องการวัดทั้งหมด ค่าแรงดันที่วัดได้ จึงมีความผิดพลาดน้อย
2. มีความไวสูง แม้ค่าแรงดันมีค่าต่ำมากก็สามารถตรวจวัดได้

ที่มา ; http://www.pbj.ac.th/tawattidate/electronic/lanning3.htm

Part 2



1. อธิบายว่าอะไรเป็นสาเหตุให้เกิดฟ้าผ่า หลักการของประจุชนิดต่างกันทำให้เกิดฟ้าผ่าได้หรือไม่

ตอบ ได้ เพราะว่าฟ้าผ่าเกิดจากการเสียดสีของก้อนเมฆกับบรรยากาศแล้วก็เกิดการสะสมประจุไว้ พอมากขึ้นก็ปลดปล่อยออกมาสู่พื้นดิน



2. อธิบายว่าแสงที่เกิดขึ้นขณะฟ้าผ่า ว่าเดินทางจากเมฆลงมายังพื้นดิน หรือพื้นดินขึ้นไปบนท้องฟ้า

ตอบ เมฆลงมายังพื้นดิน ตามตัวนำไฟฟ้าหรืออุณหภูมิ



3. วาด diagram แสดงอิเล็กตรอนบนก้อนเมฆ และพื้นดิน

ตอบ


4. ในระหว่างเกิดฟ้าผ่า นักเรียนควรปฏิบัติอย่างไรเพื่อหลีกเลี้ยงการเกิดอุบัติเหตุ
ตอบ 1. ปิดอุปกรณ์สื่อสารทั้งหมด
2. ไม่อยู่ไกล้ของสูงๆ หรือไม่อยู่ใต้ต้นไม้
3. ปิดโทรศัทน์


5. เพราะเหตุในนักเรียนจึงไม่ควรอยู่ในน้ำขณะที่เกิดฟ้าผ่า
ตอบ เพราะว่าน้ำจะนำกระแสไฟฟ้าได้ดี หากเกิดฟ้าผ่าลงในน้ำบริเวณนั้นจะทำให้ได้รับอันตรายถึงชีวิตได้


6. ให้นักเรียนยกตัวอย่างผลของไฟฟ้าสถิตที่มีในชีวิตประจำวัน
ตอบ เกิดการสะดุ้งเมื่อนำมือไปสัมผัสกับโทรศัทน์


7. อธิบายว่าอิเล็กโทรสโคปสามารถใช้ตรวจสอบไฟฟ้าสถิตได้อย่างไร
ตอบ เป็นเครื่องมือที่ใช้ตรวจสอบประจุไฟฟ้าจำนวนน้อยๆ


8. เพราะเหตุใดจึงไม่ใช้โลหะเป็นตัวทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต
ตอบ ไฟฟ้าสถิตมันเกิดกับวัตถุที่เป็ฉนวนเท่านั้น


9. ยกตัวอย่างประโยชน์ของไฟฟ้าสถิตมาสัก 5 ตัวอย่าง
ตอบ 1. การดูดน้ำใต้ดิน
2. เครื่องพิมพ์เลเซอร์
3. ประดิษฐ์เส้นใยนาโน
4. การทำกระดาษทราย
5. กรองฝุ่นและเขม่าออกจากควันไฟ


10. อธิบายว่าสามารถใช้หลักการเกี่ยวกับเรื่องไฟฟ้าสถิตในการควบคุมมลพิษในอากาศได้อย่างไร
ตอบ การเก็บฝุ่นโดยอาศัยหลักการกรองด้วยเครื่องจับอนุภาคด้วยไฟฟ้าสถิต




บทความจาก ; http://bee2pay.blogspot.com/2010/08/part2.html

Part 1
ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลใน website ต่างๆ เกี่ยวกับ"ฟ้าผ่า" แล้วตอบคำถามต่อไปนี้

1. อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต
ตอบ การที่ปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบบนผิววัสดุมีไม่เท่ากันทำให้เกิดแรงดึงดูดเมื่อวัตถุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุต่างชนิดกัน หรือเกิดแรงผลักกันเมื่อวัสดุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุชนิดเดียวกัน

2. ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร
ตอบ ฟ้าผ่าเกิดจากการที่ก้อนเมฆลอยตัวไปแล้วเสียดสีกับบรรยากาศทำให้เกิดการสะสมไฟฟ้าสถิตในตัวก้อนเมฆมากทำให้ก้อนเมฆมีศักดิ์ไฟฟ้าสูงตั้งแต่ 10-100 MV เมื่อสะสมไว้มากก็เกิดความเครียสของสนามไฟฟ้า เมื่อความเครียสของสนามไฟฟ้าถึงขั้นวิกฤตก็ต้องปลดปล่อยโดยการดิสซาร์จระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดินเลยเกิดเป็นฟ้าฝ่า

3. การเกิดฟ้าฝ่าเกี่ยวข้องกับไฟฟ้าสถิตหรือไม่อย่างไร
ตอบ การเกิดไฟฟ้าสถิต เมื่อมีวัตถุทั้งสองชนิดเป็นฉนวนที่มีการสัมผัสกันจะมีประจุบางส่วน ถูกถ่ายโอนจากวัสดุฉนวนชิ้นหนึ่งไปสู่วัสดุขนวนอีกชิ้นหนึ่ง และเมื่อฉนวนทั้งสองชิ้นถูกแยกออกจากกัน ประจุดังกล่าวก็จะไม่สามารถย้อนกลับไฟยังวัสดุฉนวนเดิมได้ จึงทำให้ประจุดังกล่าวก็ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปในวัตถุฉนวนได้ ซึ่งถ้าวัตถุทั้งสองเป็นกลางแล้วก็จะเกิดประจุบวกขึ้นใน วัสดุฉนวนชิ้นหนึ่งและเกิดประจุลบกับวัตถุอีกชิ้นหนึ่ง
ส่วนการเกิดฟ้าฝ่า เกิดจากถ่ายเทประจุไฟฟ้าระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดินเป็น ถ้ามีสิ่งกีดขวางไม่ยอมให้ประจุผ่านไปได้สะดวก เช่น ต้นไม้ บ้าน รถยนต์ คน สัตว์ ก็จะเกิดความร้อนและลุกไหม้เป็นอันตรายมาก หรือที่เรียกกันว่า "ฟ้าผ่า" ดังนั้นจึงสังเกตุได้ว่าตามอาคารสูงๆจะมีการติดสายล่อฟ้า ทำด้วยเหล็กกล้ารูปสามง่ามไว้บนยอดสูงสุดของอาคาร เชื่อมต่อกับสายทองแดงลงมาที่พื้นดินเพื่อถ่ายเทประจะไฟฟ้านำลงสูดิน

บทความจาก ; http://sureeponfug.blogspot.com/2010/08/part1.html

ไฟฟ้ากระแสตรง

ไฟฟ้ากระแสตรง หมายถึง กระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางไหลไปในทิศทางเดียวกันเสมอคือไหลจากขั้วบอกไปขั้วลบ (กระแสสมมติ) กระแสจะไหลจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าผ่านตัวนำเข้าไปทำงานยังอุปกรณ์ไฟฟ้าแล้วไหลกลับแหล่งกำเนิดเดิมโดยไม่มีการไหลกลับขั้วจากลงไปบวก








วงจรไฟฟ้ากระแสตรง



วงจรไฟฟ้ากระแสตรงประกอบด้วย วงจรแบบอนุกรม แบบขนาน และวงจรผสม



วงจรอนุกรม



เป็นวงจรที่ต่อตัวต้านทานแบบอนุกรมดดยเอาปลายด้านหนึ่งต่อกับปลายด้านหนึ่งไปเรื่อยๆ สรุปผลที่ได้จากการต่อวงจรแบบอนุกรม



สรุปผลที่ได้จากการต่อวงจรแบบอนุกรม

1. ความต้านทานรวมของวงจรเท่ากับค่าความต้านทานย่อยทั้งหมดรวมกัน

2. กระแสที่ไหลในวงจรเท่ากันตลอดหรือกระแสที่ไหลผ่านจุดแต่ละจุดในวงจรมีค่าเดียวกัน

3. แรงดันที่ตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวรวมกันเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับวงจร



วงจรขนาน



เป็นวงจรที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านปลายทางหรือตั้งแต่ 2 ทางขึ้นไปจนครบวงจร



สรุปผลที่ได้จากการต่อวงจรแบบขนาน

1. แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมที่มาจากวงจรย่อยเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายนั่นเอง เพราะว่าความต้าน ทานแต่ละตัวต่างก็ขนานกับแหล่งกำเนิด

2. กระแสไฟฟ้ารวมในวงจรขนานเท่ากับกระแสไฟฟ้าทั้งหมดรวมกัน

3. ความต้านทานรวมของวงจรขนานจะมีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับตัวต้านทานที่มีค่าน้อยที่สุดในวงจร



วงจรผสม



เป็นวงจรที่ต่อร่วมกันทั้งแบบอนุกรมและขนาน



บทความจาก ; http://www.mwtech.ac.th/~phugun/basicelec/ex3.him

โซล่าเซลล์ ผลิตกระแสไฟฟ้า

การทดลองไฟฟ้าสถิต

กระแสไฟฟ้า

1. กระแสไฟฟ้าในตัวนำ

การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าในตัวนำจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น ซึ่งเราได้กำหนดนิยาม ขนาดและทิศทางของกระแสไฟฟ้าไว้ดังนี้
"ขนาดของกระแสไฟฟ้าในตัวนำใดๆ ย่อมมีค่าเท่ากับปริมาณประจุไฟฟ้าที่วิ่งผ่าน หน้าตัดใดหน้าตัดหนึ่งของตัวนำในหนึ่งหน่วยเวลา"
"ทิศทางของกระแสไฟฟ้าโดยทั่วไป กำหนดให้มีทิศตามการเคลื่อนที่ของประจุบวก และศตรงกันข้ามกับประจุลบ"
การหาขนาดของกระแสไฟฟ้าจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า แยกการพิจารณาได้เป็น 2 แบบคือ
1. กระแสไฟฟ้าขณะใดๆ จะได้

q = พื้นที่ใต้กราฟ/กับ t

2. กระแสไฟฟ้าเฉลี่ย จะได้

q คือ ผลรวมของประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ผ่านหน้าตัดใดหน้าตัดหนึ่ง มีหน่วยเป็นคูลอม (C)
t = เวลาที่ประจุไฟฟ้าใช้ในการเคลื่อนที่ มีหน่วยเป็นวินาที (s)
l = กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A)

บทความจาก ; http://web.ku.ac.th/schoolnet/snet7/eng1.htm

ไฟฟ้าสถิต

ไฟฟ้าสถิต(Static electricity) เป็นปรากฏการณ์ที่ปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบบนผิววัสดุมีไม่เท่ากัน ปกติจะแสดงมในรูปการดึงดูด การผลักกัน และเกิดประกายไฟ

การเกิดไฟฟ้าสถิต
การที่ปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบบนผิววัสดุมีไม่เท่ากันทำให้เกิดแรงดึงดูดเมื่อวัตถุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุต่างชนิดกัน หรืออาจเกิดแรงผลักกันเมื่อวัตถุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุเดียวกัน เราสามารถสร้างไฟฟ้าสถิตโดยการนำผิวสัมผัสของวัสดุทั้ง 2 ชิ้นมาขัดสีกัน พลังงานที่เกิดจากการขัดสีกันทำให้ประจุไฟฟ้าบนผิววัสดุเกิดการแลกเปลี่ยนกัน โดยจะเกิดกับวัสดุประเภทที่ไม่นำไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า "ฉนวน" ตัวอย่างเช่น ยาง, พลาสติก, และแก้ว สำหรับวัสดุประเภทที่นำไฟฟ้านั้นมีโอกาสเกิดปรากฏการณ์ประจุไฟฟ้าบนผิววัสดุไม่เท่ากัน นั้นยากแต่ก็สามารถเกิดขึ้นได้

ไฟฟ้าสถิตเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่คุ้นเคยกับประเทศที่มีอากาศหนาว ในฤดูหนาวความชื้นในอากาศจะต่ำมาก การเกิดไฟฟ้าสถิตบนผิวหนังจะเกิดขึ้นง่ายมาก ดังนั้นเมื่อเกิดการสัมผัสกับวัตถุที่เป็นตัวนำจะทำให้เกิดการถ่ายเทประจุไปยังตัวนำอย่างรวดเร็วทำให้เกิดอาการสะดุ้งได้ และยังสามารถทำความเสียหายแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ผู้ค้นพบคือ เบนจามิน แฟรงคลิน ชาวอเมริกา

บทความจาก ; http://www.rmutphysics.com/CHARUD/scibook/electric%20current1/index.htm