โครงงานวิทยาศาสตร์ ประเภทสิ่งประดิษฐ์
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Like this? Share it with your network

Share

โครงงานวิทยาศาสตร์ ประเภทสิ่งประดิษฐ์

  • 150,922 views
Uploaded on

 

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
  • --
    Are you sure you want to
    Your message goes here
No Downloads

Views

Total Views
150,922
On Slideshare
150,917
From Embeds
5
Number of Embeds
1

Actions

Shares
Downloads
399
Comments
1
Likes
7

Embeds 5

https://twitter.com 5

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. โครงงานวิท ยาศาสตร์แบบจำา ลองใบพัด กัง หัน ลม โดย นายอมรเทพ ศรีเมฆ นายอัซรอน แก้วสลำา ครูท ี่ป รึก ษา คุณครูเลิศศักดิ์ ประกอบชัยชนะ
  • 2. บทคัด ย่อ จากปัจจุบันนี้โลกของเราได้ประสบปัญหาภาวะโลกร้อนและได้มีการรณรงค์ให้ใช้พลังงานทดจากธรรมชาติซึ่งพลังงานธรรมชาติเช่นพลังงานลมพลังงานนำ้า พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นต้นคณะผูจัดทำาได้คำานึงถึงเรื่องพลังงาน ้ธรรมชาติที่ไม่ต้องใช้ต้นทุนอะไรมากและไม่ก่อให้เกิดปัญหาโลกร้อน โดยเฉพาะพลังงานลม จึงได้ประดิษฐ์แบบจำาลอง
  • 3. แบบจำาลองกังหันลมจะประกอบด้วยส่วนที่สำาคัญหลัก คือส่วนใบพัดเนื่องจากกระแส ส่วนใหญ่แล้วพลังธรรมชาติที่ใช้ก็จะเป็น พลังงานนำ้า กับ พลังงานแสงอาทิตย์ ซึง ่ใช้พนทีในการติดตั้งอย่างมาก โดยเฉพาะ ื้ ่พลังงานนำ้าที่ต้องตัดต้นไม้ไปมากเพื่อใช้สร้างเขือน แต่พลังงานลมนันสามารถติดตั้ง ่ ้ได้ทุกที่ที่มลม คณะผู้จัดทำาเห็นปัญหานี้ จึง ีได้คดประดิษฐ์ใบพัดกังหันลมที่สามารถให้ ิกระแสไฟฟ้าได้มากที่สด ุ
  • 4. ใบพัดกังหันลมที่เราได้ทดลองนั้นมีด้วยกัน 4 แบบโดยใช้ชอย่อคือแบบA B C และ ื่D ซึ่งแต่ละแบบเราจะกำาหนดให้ทุกอย่างเหมือนกันแตกต่างกันแค่รูปแบบของใบ ที่จะเน้นพืนที่ในส่วนปลายหรือส่วนต้น 2 ซึ่งใน ้การทดสอบกระแสไฟฟ้าจะทดสอบชนิดละ10 รอบ รอบละ 5 วินาที การทดสอบกระแสไฟฟ้าของใบพัดกังหันลมแต่ละรูปแบบปรากฏว่ากระแสไฟฟ้าที่ได้ของแต่ละรูปแบบนั้นต่างกัน โดยรูปแบบที่มีรัศมีการหมุนของมวลที่น้อยจะมีคากระแส ่ไฟฟ้าที่มาก
  • 5.   รายงานโครงงานวิทยาศาสตร์ เรื่องแบบจำาลองใบพัดกังหันลม ฉบับนี้สำาเร็จได้ด้วยความอนุเคราะห์ของ บุคคลหลายท่าน ซึงได้แก่ครูที่ ่ปรึกษาโครงงาน ครูเลิศศักดิ์ ประกอบชัยชนะ ที่ได้ให้คำาปรึกษาในหลายๆเรื่องในการทำาโครงงานรวมทัง ตรวจทาน และแก้ไขข้อบกพร่องต่าง ๆ และ ้เพื่อนๆ ทีได้ให้คำาปรึกษาในเรื่องการทำาโครงงาน ่และครูบุญประภา ช่วยชม ครูผู้สอนวิชาโครงงานวิทยาศาสตร์ ทีได้ให้คำาแนะนำาต่าง ๆ รวมถึงผู้ ่ปกครองของพวกเราที่ได้ให้คำาปรึกษาและให้กำาลังใจคอยช่วยเหลืออยู่เสมอ                   ขอขอบคุณโรงเรียนสตูลวิทยาที่ให้การสนับสนุนในเรื่องงบประมาณในการทำาโครงงานทำาให้โครงงานนีสำาเร็จลุลวงได้ด้วยดี ้ ่
  • 6. บทที่ 1 บทนำา ที่ม าและความสำา คัญ ปัจจุบนเกิดวิกฤติทางด้านพลังงานไปทั่วโลก ัสำาหรับพลังงานหลักของประเทศไทย 79% มาจากนำ้ามันปิโตรเลียม ถ่านหิน และแก๊สธรรมชาติซึ่งเป็นทรัพยากรที่ใช้แล้วหมดไป ส่วนใหญ่ถูกนำาไปใช้ในกิจกรรมขนส่ง ซึ่งเป็นกิจกรรม ที่มีความสำาคัญต่อภาคเศรษฐกิจและสังคม ดังนันการ ้ขาดแคลนพลังงานดังกล่าวจะส่งผลกระทบต่อชีวิตความเป็นอยู่และระบบเศรษฐกิจเป็นอย่างมากด้วยเหตุนี้ภาครัฐจึงต้องวางแผนงานรองรับการจัดหา หรือการผลิตเชือเพลิงเพื่อใช้ในกิจกรรม ้เหล่านี้ให้เพียงพอ
  • 7. ลมเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ซึ่งเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ ความกดดันของบรรยากาศและแรงจากการหมุนของโลก สิงเหล่านี้เป็นปัจจัยที่ก่อให้เกิดความเร็วลม ่และกำาลังลม เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปว่าลมเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่มีอยู่ในตัวเอง ซึ่งในบางครั้งแรงที่เกิดจากลมอาจทำาให้บ้านเรือนที่อยู่อาศัยพังทลายต้นไม้ หักโค่นลง สิงของวัตถุต่างๆ ล้มหรือ ่ปลิวลอยไปตามลม ฯลฯ
  • 8. ในปัจจุบันมนุษย์จึงได้ให้ความสำาคัญและนำาพลังงานจากลมมาใช้ประโยชน์มากขึ้น เนื่องจากพลังงานลมมีอยูโดยทั่วไป ไม่ ่ต้องซื้อหา เป็นพลังงานที่สะอาดไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสภาพแวดล้อม และสามารถนำามาใช้ประโยชน์ได้อย่างไม่รู้จักหมดสิน ้ กังหันลม คือ เครื่องจักรกลอย่างหนึ่งที่สามารถรับพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของลมให้ เป็นพลังงานกลได้ จากนั้นนำาพลังงานกลมาใช้ประโยชน์โดยตรงหรือในปัจจุบันใช้ผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า 
  • 9. การพัฒนากังหันลมเพื่อใช้ประโยชน์มีมาตั้งแต่ชนชาวอียปต์โบราณและมีความต่อ ิเนื่องถึงปัจจุบน โดยการออกแบบกังหันลม ัจะต้องอาศัยความรู้ทางด้านพลศาสตร์ของลมและหลัก วิศวกรรมศาสตร์ในแขนงต่างๆเพื่อให้ได้กำาลังงาน พลังงาน และประสิทธิภาพสูงสุด   ดังนั้นกลุ่มของกระผมจึงมีแนวคิดที่จะผลิตกังหันลมรูปแบบใหม่ขึ้นมามาเพื่อสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้พอตามความต้องการของมนุษย์ ด้วยการนำารูปแบบของกังหันลมชนิดแนวแกนนอน ชนิดต่างๆเพือมาทดลองแล้วเปรียบเทียบ ่ 
  • 10. เพื่อศึกษารูปร่างของกังหันลมที่มีผลต่อ กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ สมมติฐ านกังหันลมที่มีรูปแบบใบพัดที่ต่างกัน จะส่งผลให้กระแสไฟฟ้าที่ได้ต่างกัน ตัว แปรที่เ กี่ย วข้อ งตัว แปรต้น รูปแบบใบกังหัดลมชนิดต่างๆ ของกังหันลมชนิด แนวแกนนอนและรูปแบบใบของกังหันลมที่ผลิตขึ้นเองตัว แปรตาม กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จากกังหันลมตัว แปรที่ค วบคุม ความเร็วลม,สถานที่,ขนาดของเครื่องกำาเนิดไฟฟ้า,ขนาด
  • 11. บทที่ 2 เอกสารและทฤษฎีท ี่เกี่ย วข้อ ง ในการศึกษาครั้งนี้ผู้ศึกษาได้ศึกษาเอกสารและทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง และได้นำาเสนอตามหัวข้อต่อไปนี้ 1.ความรู้เกี่ยวกับเรื่องพลังงานลม 2.ความรู้เกี่ยวกับเรื่องกังหันลม 3.หลักการของไดนาโม 4.โมเมนต์ความเฉื่อย 5.กระแสไฟฟ้า 
  • 12. บทที่ 3 วิธ ีด ำา เนิน การทดลองวัส ดุอ ป กรณ์ ุ 1.ไม้กระดานอัด 9.เครื่องเจียร์(ลูกหมู) 2. ฟิวเจอร์บอร์ด 3. เลื่อย 10.มีดคัตเตอร์ 4. แกนเพลาของ 11.สว่าน ไดนาโม 5. ดินสอตีเส้น 12.ไม้ขนาด 2 x 1.5 6. น็อต นิ้ว 7. กาวร้อน 13.เครื่องวัดกระแส 8. เครื่องกำาเนิด ไฟฟ้าแบบดิจตอลิ ไฟฟ้า (ไดนาโม) (AC/DC Digital Multitester)
  • 13. ขั้น ตอนการดำา เนิน งาน ขัน ตอนที่ 1 การประดิษ ฐ์ใ บพัด ้ กัง หัน ลมและตัว กัง หัน ลม 1.1 ทำาการศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับหลัก การของไดนาโม 1.2 ออกแบบใบพัดของกังหันลม โดยทำาจากฟิวเจอร์บอร์ด 1.3 นำาใบพัดกังหันลมชนิดต่างๆ และตัวกังหันลมมาปรึกษากับครูที่ปรึกษา 1.4 ลงมือประดิษฐ์โดยนำาไม้มาส ร้างเป็นฐานของกันหันลมจากนั้นนำาไดนาโมมา
  • 14. ชนิด A ชนิด B ชนิด Cชนิด D
  • 15. ภาพที่ 3.1 การออกแบบใบพัดกังหันลม ภาพที่ 3.2 การทำาฐานของกังหันลม ภาพที่ 3.3 การทำา แกนเสีย บใบพัด กัง หัน ลมจอร์บอร์ดเพื่อนำามา ภาพที่ 3.5 การปร เสียบ
  • 16. ขั้น ตอนที่ 2 การทดสอบประสิท ธิภ าพการทำา งานของ 2.1การนำาใบพัดที่ได้ประดิษฐ์ขึ้นประกอบเข้ากับแกนเสียบใบพัด โดยใช้ใบพัดทั้งหมด 8ใบ ในแต่ละชนิดต่อการทดสอบ 2.2ทำาการทดสอบเพื่อวัดค่ากระแสไฟฟ้าโดยจะเริ่มวัดกระแสไฟฟ้าเมื่อใบพัดหมุนคงที่ 2.3ถ่ายวิดีโอขณะทำาการทดลองเพี่อนำามาอ่านค่ากระแสไฟฟ้า โดยถ่ายครั้งละ 5 วินาที 2.4ทำาการทดลองซำ้าจำานวน 10 ครั้ง ต่อแต่ละชนิดของใบพัด
  • 17. ขั้น ตอนที่ 3 การบัน ทึก ผลการทดลอง 3.1นำาวีดีโอที่ถ่ายไว้มาดูเพืออ่านค่า ่กระแสไฟฟ้า 3.2บันทึกค่ากระแสไฟฟ้าที่อ่านค่าได้ลงในตาราง 3.3นำาค่ากระแสไฟฟ้าที่อ่านค่าได้ในแต่ละค่ามาหาค่าเฉลี่ยและนำามาสร้างกราฟ 3.4นำาค่าเฉลี่ยที่หาค่าได้ทั้งหมด 10ครั้งของใบพัดแต่ละชนิด มาหาค่าเฉลี่ยรวม 3.5นำาค่าเฉลี่ยรวมของใบพัดทั้ง 4ชนิดมาเปรียบเทียบกันโดยใช้แผนถูมิแท่ง
  • 18. บทที่ 4 ผลการทดลอง   จากการดำาเนินการในการออกแบบใบพัดกังหันลม โดยเริ่มตั้งแต่กระบวนการสร้างอุปกรณ์ที่เป็นส่วนประกอบต่างๆของกังหันลม จนกระทั่งทดสอบกระแสไฟฟ้าที่ได้จากใบพัดแต่ละชนิดผลการทดลอง ดังนี้ตารางที่ 1 ผลการทดสอบกระแสไฟฟ้าที่ได้จากใบพัดรูปแบบ Aจำานวน ครั้ง ทีครั้ง ผลการทดลองวิ(mA) 10 ่ ครั้งละ 5 นาที 14.72  1 2 14.32 *จากตารางที่ 1 ได้ค่าเฉลี่ยรวมทั้ง 10 คร 3 13.88 เท่ากับ 14.41 mA 4 13.95 5 14.18 6 14.20 7 15.15 8 15.13 9 14.73 10 13.82 เฉลี่ย 14.41
  • 19. กราฟที่ 1 ผลการทดลองใบพัดรูปแบบ A
  • 20. ตารางที่ 2 ผลการทดสอบกระแสไฟฟ้าทีได้จาก ่ ใบพัดรูปแบบ B จำานวน 10 ครั้ง ครั้งละ 5 วินาที ครั้ง ที่ ผลการทดลอง (mA) 1 14.43 2 14.64 3 14.57 4 14.52 5 14.35 6 14.28 7 14.57 8 14.34 9 14.66 10 14.85 เฉลี่ย 14.52ากตารางที่ 2 ได้ค่าเฉลี่ยรวมทัง 10 ครั้ง เท่ากับ 14.52 mA ้
  • 21. กราฟที่ 2 ผลการทดลองใบพัดรูป แบบ B
  • 22. ผลการทดสอบกระแสไฟฟ้าทีได้จากใบพัดรูปแบบ C จำานวน 10 ่นาที ครั้ง ที่ ผลการทดลอง (mA) 1 15.06 2 14.96 3 14.81 4 15.34 5 15.67 6 15.39 7 15.35 8 15.29 9 15.36 10 15.40 เฉลี่ย 15.27จากตารางที่ 3 ได้ค่าเฉลี่ยรวมทั้ง 10 ครั้ง เท่ากับ 15.27 mA
  • 23. กราฟที่ 3 ผลการทดลองใบพัดรูปแบบ C
  • 24. 4 ผลการทดสอบกระแสไฟฟ้าทีได้จากใบพัดรูปแบบ D จำานวน 1 ่ นาที ครั้ง ที่ ผลการทดลอง (mA) 1 16.36 2 16.22 3 14.79 4 16.12 5 16.80 6 17.42 7 16.89 8 16.96 9 16.73 10 16.38 เฉลี่ย 16.47 จากตารางที่ 4 ได้ค่าเฉลี่ยรวมทั้ง 10 ครั้ง เท่ากับ 16.47 mA
  • 25. กราฟที่ 4 ผลการทดลองใบพัดรูปแบบ D
  • 26. แสดงผลการเปรียบเทียบ ค่าเฉลี่ยรวมของค่ากระแสไฟฟ้าที่ได้จา A B C และ D รูปแบบของ ค่าเฉลี่ยทั้ง 10 ครั้ง ใบพัด A 14.41 B 14.52 C 15.27 D 16.47ผลการเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่า ใบพัดรูปแบบที่ D ให้ค่ากระแ มากทีสุด ่
  • 27. ผลการทดสอบกระแสไฟฟ้าโดยเฉลี่ยทีได้จากใบพัดรูปแบบ A B C ่
  • 28. บทที่ 5 สรุป และอภิป รายผลการทดลอง จากการทดสอบกระแสไฟฟ้าของใบพัดกังหันลมทัง 4 ชนิด พบว่ากระแสไฟฟ้าทีได้จากใบพัดใน ้ ่แต่ละรูปแบบ มีผลออกมาต่างกัน เนื่องจากใบพัดกังหันลมมีรูปร่างทีต่างกัน ่สรุป ผล จากผลการทดลองของใบพัดรูปแบบ A ได้ค่าเฉลี่ยรวมทั้ง 10 ครั้ง เท่ากับ 14.41 mA จากผลการทดลองของใบพัดรูปแบบ B ได้ค่าเฉลี่ยรวมทั้ง 10 ครั้ง เท่ากับ 14.52 mA จากผลการทดลองของใบพัดรูปแบบ C ได้ค่าเฉลี่ยรวมทั้ง 10 ครั้ง เท่ากับ 15.28 mA จากผลการทดลองของใบพัดรูปแบบ D ได้ค่าเฉลีย่รวมทั้ง 10 ครั้ง เท่ากับ 16.47 mA
  • 29. จากผลการทดลองของใบพัดรูปแบบ A B C และD ซึ่งเห็นได้ว่าใบพัดทีรูปแบบต่างกันจะให้กระแสไฟฟ้า ่ทีต่างกันด้วย ซึ่งผลการทดลองตรงกับสมมติฐานทีตั้งไว้ ่ ่และสามารถหารูปแบบใบพัดกังหันลมที่สามารถให้กระแสไฟฟ้าทีดีทสุดซึ่งให้กระแสไฟฟ้าได้มากกว่ารูปแบบอื่น ่ ี่นันก็คือใบพัดกังหันลมรูปแบบ D ซึ่งเป็นไปตามจุด ้ประสงค์ของโครงงานนี้
  • 30. อภิป รายผลการทดลอง ในการทดลองครั้งนีเราได้ใบพัดกังหันลมรูปแบบ ้D ทีให้กระแสไฟฟ้ามากทีสุด เนื่องจากมีรัศมีการหมุน ่ ่ของมวล น้อยที่สด ซึ่งทำาให้โมเมนต์ความเฉื่อยลดลง ส่ง ุผลให้ความเร็วเชิงมุมมีค่ามากกว่าใบพัดกังหันลมรูปแบบA B และ C โดยกระแสไฟฟ้าทีได้จะเพิ่มขึ้นตามรัศมีการ ่หมุนของมวลทีลดลง่ ถึงแม้ว่าในกระบวนการดำาเนินงานแต่ละขั้นตอนจะเกิดปัญหาขึ้น ทางผู้ทำาโครงงานก็สามารถใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ รวมถึงความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์แก้ปัญหาทีเกิดขึ้นได้ ทำาให้ ่สามารถทำาการทดลองกระแสไฟฟ้าทีได้จากกังหันลมทีมี ่ ่ใบพัดต่างชนิดกันจนสำาเร็จไปได้
  • 31. อุป สรรคและข้อ เสนอแนะ จากการสร้างชุดกังหันลมจำาลอง เพือทำาการ ่ทดสอบกระแสไฟฟ้าทีได้จากใบพัดกังหันลมทีมรูปแบบ ่ ่ ีต่างกัน ยังมีส่วนทีจะต้องปรับปรุงแก้ไขในบางส่วน ได้แก่ ่แกนของไดนาโมและแกนเสียบใบพัดกังหันลม มีการหมุนทีไม่สมำ่าเสมอ ทำาให้ค่าของกระแสไฟฟ้าทีได้ไม่คงทีเกิด ่ ่ ่ดารกระชากในบางครั้งซึ่งเห็นได้จากกราฟแสดงผลการทดลอง ซึ่งหากสามารถแก้ปัญหาข้างต้นนี้ได้ก็จะทำาให้ค่าของกระแสไฟฟ้ามีความคงที่ และสามารถเห็นความแตกต่างของใบพัดในแต่ละรูปแบบได้อย่างชัดเจนและผลการทดลองนี้สามารถนำาไปเป็นต้นแบบใบพัดของกังหันลมทีสามารถใช้ได้จริง ่
  • 32. เอกสารอ้า งอิงพลังงานลม (ออนไลน์).(2553).สืบค้นจาก:http://www.thaitap.com/ewtadmin85/ewt/thaitap_web/ewt_news.php?nid=402 [15 พฤษภาคม 2555 ]กังหันลม (ออนไลน์).(2553).สืบค้นจาก: http://www.dede.go.th [28 พฤษภาคม2555 ]หลักของไดนาโม (ออนไลน์).(2552).สืบค้นจาก:http://www.trueplookpanya.com/true/knowledge_detail.php [20 ตุลาคม 2555 ]