แหล่งกำเนิดไฟฟ้า

1,653 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,653
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
293
Actions
Shares
0
Downloads
12
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

แหล่งกำเนิดไฟฟ้า

  1. 1. เนื้อหาสาระ หน่วยที่ 1 ชื่อหน่วยการสอน แหล่งกำเนิดไฟฟ้ำ 1.1 แหล่งกาเนิดไฟฟ้ า พลังงำนไฟฟ้ำ ได้โดยอำศัยพลังงำนรูปอื่น 6 รูป อันได้แก่ แรงเสียดทำน ควำมกดดัน ควำมร้อน แสง แม่เหล็ก และปฏิกิริยำเคมีซึ่งจะได้กล่ำวถึงรำยละเอียดต่อไป ดังนี้ 1.เกิดจากการเสียดทานขัดสี กำรเกิดไฟฟ้ำชนิดนี้เกิดจำกกำรนำสำร2ชนิดขัดสีกันสำรที่เสียอิเล็กตรอน ไปมีประจุบวก ส่วนสำรที่ได้รับอิเล็กตรอนจะเกิดประจุลบและบนสำรทั้งสองจะมีประจุไฟฟ้ำสถิต เกิดขึ้น วัตถุทุกชนิดเมื่อมีประจุไฟฟ้ำสถิตจะมีแรงดึงดูดซึ่งกันและกันเสมอ ถ้ำเรำวำงประจุต่ำงกันให้ติดกัน อิเล็กตรอนบนประจุลบจะวิ่ง (Discharge) เข้ำหำประจุบวกทันที ถ้ำวัตถุนั้นมีประจุเป็นจำนวนมำก อิเล็กตรอนจะกระโดดจำกแท่งลบสู่แท่งบวกก่อนวัตถุจะสัมผัสกัน ลักษณะเช่นนี้จะทำให้เกิดกำรอำร์ค (Arc) ของไฟฟ้ำขึ้นเช่นเดียวกับไฟฟ้ำสถิตที่เกิดขึ้นตำมธรรมชำติ เช่น ฟ้ำแลบ และฟ้ำผ่ำ 2. เกิดจากแรงกดอัด เมื่อออกแรงกดบนสำรบำงชนิด แรงที่กด ผ่ำนเนื้อสำรเข้ำถึงอะตอมและไล่ อิเล็กตรอนหลุดจำกวงโคจรไปตำมทิศทำงของแรง อิเล็กตรอนจะวิ่งจำกผิดด้ำนหนึ่งของสสำรไปสู่ผิวลึก อีกด้ำนหนึ่ง ดังนั้น ประจุบวกและลบก็จะเกิดขึ้นผิดทั้งสองด้ำน เมื่อคลำยแรงกดลงอิเล็กตรอนจะวิ่งกลับ สู่วงจรเดิมของมัน กำรตัดชิ้นสำรพวกนี้ด้วยวิธีกำรบำงอย่ำงสำมำรถที่จะควบคุมพื้นผิว ที่จะเกิดประจุได้ สำรบำงอย่ำงจะมีปฏิกิริยำเมื่อได้รับแรงกดงอโค้ง สำรบำงอย่ำงก็มีปฏิกิริยำกับแรงบิด บิโซอิเล็กทริดซิต์ เป็นชื่อใช้เรียกกำรเกิดประจุไฟฟ้ำโดยใช้แรงกดอัดบิโซเป็นคำที่มำจำกภำษำกรีก แปลว่ำ ควำมดัน สำรที่จะเกิดประจุไฟฟ้ำเมื่อถูกแรงกดนั้นได้แก่ ผลึกของสำรบำงชนิด เช่น หินควอตซ์
  2. 2. แบเรียมติตำเนท หินควอตซ์ หินเขี้ยวหนุมำน ทูมำลิน และเกลือโรเซล เป็นต้น สำรเหล่ำนี้จะมีคุณสมบัติ พิเศษ คือ เมื่อได้รับแรงกดอัดจะทำให้เกิดไฟฟ้ำ ถ้ำเรำนำผลึกดังกล่ำวมำวำงระหว่ำงแผ่นโลหะ 2 แผ่น แล้วออกแรงกดจะเห็นได้ชัดจำกเครื่องวัดกระแสไฟฟ้ำว่ำมีไฟฟ้ำเกิดขึ้นไฟฟ้ำที่เกิดขึ้นจะมำกหรือน้อย ขึ้นอยู่กับแรงที่กดผลึกนั้น พลังงำน ไฟฟ้ำที่ได้จำกควำมกดอัดนี้จะมีกำลังต่ำมำกจึงใช้ได้กับงำนกำลังต่ำ เช่น ไมโครโฟนผลึก (Crystal Microphone) หัวเข็มแผ่นเสียง (Phono Cardridges) และอุปกรณ์โซนำร์ 3. เกิดจากความร้อน วิธีนี้ใช้กำรเผำขั้วโลหะให้ร้อนโดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่ำ เทอร์โมคัปเปิล ซึ่ง ประกอบด้วยลวดทองแดง และลวดเหล็ก ซึ่งปลำยข้ำงหนึ่งย้ำปลำยให้ติดกัน จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้ำ จำนวนกระแสไฟฟ้ำจะมำกหรือน้อยขึ้นอยู่กับควำมแตกต่ำงของอุณหภูมิระหว่ำงโลหะทั้งสอง เทอร์โมคัปเปิล ใช้งำนหลำยอย่ำงโดยเฉพำะกับวงจรไฟฟ้ำกำลังงำนต่ำ ๆ เช่น ใช้เป็นตัววัดควำม แตกต่ำงของอุณหภูมิโดยที่แรงดันไฟฟ้ำที่เกิดจำกประจุบนโลหะทั้งสองจะมำกหรือน้อยขึ้นอยู่กับ อุณหภูมิของปลำยชิ้นโลหะ2ชนิดซึ่งควำมแตกต่ำงของอุณหภูมิมีค่ำมำกแรงดันไฟฟ้ำที่เกิดขึ้นก็ยิ่งมีค่ำ สูงจึงนำเทอร์โมคัปเปิลไปทำเป็นตัวตรวจจับอุณหภูมิในงำนอุตสำหกรรม 1. เกิดจำกแสง แสงสว่ำงเป็นพลังงำนรูปหนึ่ง ไฟฟ้ำจำกแสงได้ถูกค้นพบโดยนักฟิสิกซ์ชำว เยอรมัน ชื่อไฮนริช รูคอล์ฟ เฮิร์ท แสงประกอบขึ้นจำกอนุภำคพลังงำนเล็ก ๆ ที่เรียกว่ำ โฟ ตอน เมื่อโฟตอนในลำแสงกระทบวัตถุ มันจะคลำยพลังงำนออกมำ สำหรับสำรบำงชนิด พลังงำนจำกโฟตอนสำมำรถทำให้อะตอมปล่อนอิเล็กตรอนออกมำได้สำรพวกนี้ได้แก่ โปแทสเซียม โซเดียมลิเทียม ซิลิเนียม เจอร์มิเนียม แคดเมียร์ และตะกั่วซัลไฟต์ โซลำร์ เซลล์ เมื่อได้รับแสงสว่ำงมำก ๆ จะกำเนิดแรงดันไฟฟ้ำได้จำนวนมำก และเมื่อแสงสว่ำงมี ควำมเข้มข้นลดลง แรงดันไฟฟ้ำที่เกิดขึ้นจะลดลงด้วย
  3. 3. กำรใช้เซลล์แสดงอำทิตย์เพื่อกำเนิดไฟฟ้ำนี้มีลักษณะกำรใช้งำนจะมีแผงของเซลล์แสงอำทิตย์ขนำดใหญ่ เป็นตัวกลำงพลังงำนแสงอำทิตย์เป็นพลังงำนไฟฟ้ำและเก็บพลังงำนไฟฟ้ำที่ได้สะสมไว้ในแบตเตอรี่แล้ว ผ่ำนเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้ ำเป็นไฟฟ้ำที่ใช้งำนได้โดยส่งไปตำมเสำส่ง ไฟฟ้ำ 5. ปฎิกริยาทางเคมี 5.1. นักวิทยำศำสตร์ชำวอิตำเลี่ยน ชื่อ อเลซซำนโดร โวลตำ ได้ทำกำรทดลองและค้นพบว่ำกำรนำ สำรละลำยอิเล็กโตรไลด์ ซึ่งประกอบด้วย กรดซัลฟูริกและน้ำ ใส่ไว้ในโถแก้ว แล้วนำแท่งทองแดง จำนวน 1 แท่ง กับสังกะสี จำนวน 1 แท่งจุ่มลงในสำรละลำยดังกล่ำว 5.2.เมื่อจุ่มโลหะ2ชนิดในสำรละลำยอิเล็กโตรไลต์แล้วจะทำให้เกิดประจุไฟฟ้ำบวกขึ้นที่แท่ง ทองแดง และเกิดประจุไฟฟ้ำลบขึ้นที่แท่งสังกะสี 5.3.อิเล็กตรอนจะถูกผลักให้วิ่งผ่ำนอิเล็กโตรไลท์จำกแผ่นหนึ่งถึงแผ่นหนึ่ง ทำให้แผ่นหนึ่งขำด อิเล็กตรอนและกลำยเป็นขั้วบวก โลหะแผ่นลบจะกร่อนลงไปทุกทีและที่ขั้วบวกจะเป็นฟองแก๊สผุดขึ้น ในที่สุดแผ่นลบก็จะละลำยหำยไปหมด เซลล์ก็หมดอำยุผลิตประจุไฟฟ้ำไม่ได้นอกจำกจะเปลี่ยนแผ่นลบ ใหม่ 5.4.หลักกำรนี้ใช้ในถ่ำนไฟฉำยและแบตเตอรี่ เมื่อทำกำรตรวจสอบโดยกำรวัดค่ำควำมต่ำงศักย์ระ
  4. 4. ยะห่ำงแท่งทองแดงกับแท่งสังกะสี ปรำกฎว่ำมีค่ำประมำณ 1.5 โวลต์ ดังนั้น จึงนำเอำหลักกำรเกิดประจุ ไฟฟ้ำจำกปฏิกิริยำทำงเคมีนี้ นำมำเป็นหลักกำรเบื้องต้นของแบตเตอรี่ 6. เกิดจากอานาจแม่เหล็ก ไมเคิล ฟำรำเดย์นักวิทยำศำสตร์ชำวอังกฤษ เป็นผู้ทำกำรทดลองค้นพบ หลักกำรของแรงเคลื่อนไฟฟ้ำเหนี่ยวนำ กล่ำวคือ ถ้ำนำเอำลวดตัวนำไฟฟ้ำให้เคลื่อนที่ตัดผ่ำน สนำมแม่เหล็กหรือเส้นแรงแม่เหล็กเคลื่อนที่ผ่ำนลวดตัวนำ จะทำให้เกิดกำรเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนใน ลวดตัวนำ จึงมีผลทำให้เกิดควำมต่ำงศักย์ขึ้นระหว่ำงปลำย ทั้งสองของลวดตัวนำ จะทำให้เกิด แรงดันไฟฟ้ำที่ปลำยทั้ง 2 ข้ำง ของลวดตัวนำนั้น เนื่องจำกแรงดันไฟฟ้ำที่เกิดจำกกำรเหนี่ยวนำระหว่ำง สนำมแม่เหล็กกับเส้นลวดตัวนำจึงเรียกว่ำแรงเคลื่อนไฟฟ้ ำเหนี่ยวนำหรือแรงดันไฟฟ้ำเหนี่ยวนำ 1.2 ไฟฟ้ าสถิต ไฟฟ้ำสถิต คือ ไฟฟ้ำที่เกิดจำกกำรเสียดสีเมื่อเอำวัตถุบำงอย่ำงมำถูกันจะทำให้เกิดพลังงำนขึ้น ซึ่งพลังงำนนี้สำมำรถ ดูดเศษกระดำษหรือฟำงข้ำวเบำๆได้ เช่น เอำแท่งยำงแข็งถูกับผ้ำสักหลำด หรือครั่ง ถูกับผ้ำขนสัตว์พลังงำนที่เกิดขึ้น เหล่ำนี้เรียกว่ำ ประจุไฟฟ้ำสถิต เมื่อเกิดประจุไฟฟ้ำแล้ว วัตถุที่เกิด ประจุไฟฟ้ำนั้นจะเก็บประจุไว้แต่ในที่สุดประจุไฟฟ้ำ จะถ่ำยเทไปจนหมด วัตถุที่เก็บประจุไฟฟ้ำไว้นั้น จะคำยประจุอย่ำงรวดเร็วเมื่อต่อลงดิน ในวันที่มีอำกำศแห้งจะทำให้เกิด ประจุไฟฟ้ำได้มำก ซึ่งทำให้ สำมำรถดูดวัตถุจำกระยะทำงไกลๆได้ดี ประจุไฟฟ้ำที่เกิดมีอยู่ 2 ชนิด คือ ประจุบวกและ ประจุลบ คุณสมบัติของประจุไฟฟ้ำ คือ ประจุไฟฟ้ำชนิดเดียวกันจะผลักกันประจุไฟฟ้ำต่ำงชนิดกันจะดูดกัน
  5. 5. 1.3 ไฟฟ้ ากระแส ไฟฟ้ำกระแสคือ กำรไหลของอิเล็กตรอนภำยใน ตัวนำไฟฟ้ำจำกที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งเช่น ไหลจำก แหล่งกำเนิดไฟฟ้ำไปสู่แหล่ง ที่ต้องกำรใช้กระ แสไฟฟ้ำ ซึ่งก่อให้เกิด แสงสว่ำง เมื่อกระแส ไฟฟ้ำไหล ผ่ำนลวด ควำมต้ำนทำนสูงจะก่อให้ เกิดควำมร้อน เรำใช้หลักกำรเกิดควำมร้อน เช่นนี้มำประดิษฐ์ อุปกรณ์ไฟฟ้ำ เช่น เตำหุงต้ม เตำรีดไฟฟ้ำ เป็นต้น 1.4 ไฟฟ้ ากระแสตรง เป็นไฟฟ้ำที่มีทิศทำงกำรไหลไปทำงเดียวตลอดระยะเวลำที่วงจรไฟฟ้ำปิดกล่ำวคือกระแสไฟฟ้ำจะ ไหลจำกขั้วบวก ภำยในแหล่งกำเนิด ผ่ำนจำกขั้วบวกจะไหลผ่ำนตัวต้ำนหรือโหลดผ่ำนตัวนำไฟฟ้ำแล้ว ย้อนกลับเข้ำแหล่งกำเนิดที่ขั้วลบ วนเวียนเป็นทำงเดียวเช่นนี้ตลอดเวลำ กำรไหลของไฟฟ้ำกระแสตรง เช่นนี้ แหล่งกำเนิดที่เรำรู้จักกันดีคือ ถ่ำน-ไฟฉำย ไดนำโม ดีซี เยนเนอเรเตอร์ เป็นต้น

×