1. โครงงานเรื่อง ไฟฟ้า ชื่อผู้ทำโครงงาน นาย รัตนพล สินธุรัตน์ ชั้น ม.6/3 เลขที่ 6 อาจารย์ที่ปรึกษา อาจารย์ คเชนทร์ กองพิลา โรงเรียนฝางวิทยายน

2. ประวัติ ก่อนที่จะมีความรู้ทางด้านไฟฟ้า มีผู้คนตระหนักถึงภัยของปลาไฟฟ้า ในสมัยอียิปต์โบราณพบข้อความที่จารึกในช่วงประมาณ 250 ปีก่อนพุทธศักราช ว่าปลาไฟฟ้าเป็น "สายฟ้าแห่งแม่น้ำไนล์" และพรรณนาว่ามันเป็น "ผู้พิทักษ์" แก่ปลาอื่นๆ ทั้งมวล ทั้งนี้ยังค้นพบบันทึกอื่นๆ ทั้งในกรีกโบราณโรมันอาหรับ[1] ว่าการที่ถูกไฟช็อตโดยปลาดุกไฟฟ้า (Electric catfish) และปลากระเบนไฟฟ้า เม่นไฟฟ้า (torpedo ray หรือ Electric ray) จะทำให้รู้สึกตัวชา และยังทราบว่าการช็อตเช่นนั้น สามารถทำให้วัตถุเกิดการเคลื่อนที่ได้ด้วย[2]ผู้ป่วยที่ได้รับความเจ็บปวดจากการเป็นเกาต์หรือปวดหัว จะได้รับการรักษาโดยการสัมผัสปลาไฟฟ้า ซึ่งหวังว่าจะทำให้ผู้ป่วยกระตุกเป็นการรักษาฟื้นฟูอาการ ด้วยความบังเอิญจากการช็อตทำให้ค้นพบแหล่งกำเนิดแสงสว่าง

4. ไฟฟ้ากระแส (Electric Current) ว่าด้วยการเคลื่อนไหวของการไหลในกระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็นแอมแปร์

5. สนามไฟฟ้า (Electric Field) ว่าด้วยผลที่เกิดขึ้นจากกระแสไฟฟ้าที่พยายามออกแรงเปลี่ยนแปลงสิ่งที่อยู่ใกล้เคียง

6. พลังงานไฟฟ้า (Electric Energy) ว่าด้วยพลังงานที่มีโดยเกิดจากกระแสไฟฟ้าที่กระทำต่อสื่อไฟฟ้าต่างๆ

8. 2 แนวคิดทางไฟฟ้า

9. 2.1 ประจุไฟฟ้า

10. 2.2 กระแสไฟฟ้า

11. 2.3 สนามไฟฟ้า

12. 2.4 ศักย์ไฟฟ้า

13. 2.5 แม่เหล็กไฟฟ้า

14. 3 วงจรไฟฟ้า

15. 3.1 วงจรอนุกรม

16. 3.1.1 กระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรม

17. 3.1.2 ความต้านทานรวมในวงจรอนุกรม

18. 3.1.3 แรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรม

19. 3.1.4 ลักษณะคุณสมบัติของวงจรอนุกรม

20. 3.2 วงจรขนาน

21. 3.2.1 แรงดันไฟฟ้าในวงจรขนาน

22. 3.2.2 กระแสไฟฟ้าในวงจรขนาน3.2.3 ลักษณะคุณสมบัติของวงจรขนาน

24. 4.1 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและการส่ง

25. 4.2 การใช้งาน

26. 5 ไฟฟ้าในธรรมชาติ

27. 5.1 ปรากฏการณ์ในทางสรีรศาสตร์

28. 5.2 ไฟฟ้าในปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ

30. สนามไฟฟ้า สนามไฟฟ้า (electric field) คือปริมาณซึ่งใช้บรรยายการที่ประจุไฟฟ้าทำให้เกิดแรงกระทำกับอนุภาคมีประจุภายในบริเวณโดยรอบ หน่วยของสนามไฟฟ้าคือ นิวตันต่อคูลอมบ์ หรือโวลต์ต่อเมตร (มีค่าเท่ากัน) สนามไฟฟ้านั้นประกอบขึ้นจากโฟตอนและมีพลังงานไฟฟ้าเก็บอยู่ ซึ่งขนาดของความหนาแน่นของพลังงานขึ้นกับกำลังสองของความหนานแน่นของสนาม ในกรณีของไฟฟ้าสถิต สนามไฟฟ้าประกอบขึ้นจากการแลกเปลี่ยนโฟตอนเสมือนระหว่างอนุภาคมีประจุ ส่วนในกรณีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้น สนามไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปพร้อมกับสนามแม่เหล็ก โดยมีการไหลของพลังงานจริง และประกอบขึ้นจากโฟตอนจริง

31. กระแสไฟฟ้า การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าเราเรียกว่า กระแสไฟฟ้า ความเข้มของมันเราวัดในหน่วยแอมแปร์ กระแสไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้แม้ประจุเพียงเล็กน้อย ซึ่งประจุที่ว่านั้นโดยทั่วไปจะหมายถึงอิเล็กตรอน แต่ประจุที่ที่เคลื่อนที่ร่วมกันนั้นเรียกว่ากระแส มีการกำหนดแบบแผนการทิศทางของกระแสให้ประจุบวกเคลื่อนที่ หรือมีการเคลื่อนที่ของประจุจากส่วนที่เป็นขั้วบวกไปยังส่วนที่เป็นขั้วลบในวงจรไฟฟ้าอย่างชัดเจน การกำหนดแบบแผนทิศทางของกระแสไฟฟ้าดังกล่าวเรียกว่า กระแสสมมติ การเคลื่อนที่องประจุลบในวงจรไฟฟ้าเรียกว่า กระแสอิเล็กตรอน คือหนึ่งในรูปแบบที่นิยมในการกำหนดทิศทางของกระแส ดังนั้นจะเห็นได้ว่าทิศทางของกระแสสมมติ (ดูการเคลื่อนที่ของประจุบวก) จะเคลื่อนที่ตรงข้ามกับทิศทางของกระแสอิเล็กตรอน (ดูการเคลื่อนที่ของประจุลบ) อย่างไรก็ตามขึ้นอยู่ที่การใช้งาน กระแสอิเล็กตรอนใช้ในการรวมประจุให้ไปในทิศทางเดียวกัน ส่วนกระแสสมมติก๋ใช้วิเคราะห์ได้ง่ายและกว้าง

32. ศักย์ไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า หรือ เรียกว่าศักดาไฟฟ้า คือระดับของพลังงานศักย์ไฟฟ้า ณ จุดใดๆ ในสนามไฟฟ้า จากรูป ศักย์ไฟฟ้าที่ A สูงกว่าศักย์ไฟฟ้าที่ B เพราะว่าพลังงานศักย์ไฟฟ้าที่ A สูงกว่าที่ B ศักย์ไฟฟ้ามี 2 ชนิด คือ ศักย์ไฟฟ้าบวก เป็นศักย์ของจุดที่อยู่ในสนามของประจุบวก และศักย์ไฟฟ้าลบ เป็นศักย์ของจุดที่อยู่ในสนามของประจุลบ ศักย์ไฟฟ้าจะมีค่ามากที่สุดที่ประจุต้นกำเนิดสนาม และมีค่าน้อยลง เมื่อห่างออกไป จนกระทั่งเป็นศูนย์ที่ ระยะอนันต์ (infinity) ในการวัดศักย์ไฟฟ้า ณ จุดใดๆ วัดจากจำนวนพลังงานศักย์ไฟฟ้า ที่เกิดจากการเคลื่อนประจุทดสอบ +1 หน่วย ไปยังจุดนั้น ดังนั้น จึงให้นิยามของศักย์ไฟฟ้าได้ว่า ศักย์ไฟฟ้า ณ จุดใดๆ ในสนามไฟฟ้า คือ พลังงานนี้สิ้นเปลืองไปในการเคลื่อนประจุ ทดสอบ +1 หน่วยประจุจาก infinity มายังจุดนั้น หรือจากจุดนั้นไปยัง infinity ศักย์ไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโวลต์

33. แม่เหล็กไฟฟ้า แม่เหล็กไฟฟ้า คือ แท่งแม่เหล็กที่เกิดจากอำนาจไฟฟ้า โดยการพันขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลรอบๆแกนแม่เหล็ก วงจรไฟฟ้า วงจรไฟฟ้า เป็นการนำเอาสายไฟฟ้าหรือตัวนำไฟฟ้าที่เป็นเส้นทางเดินให้กระแสไฟฟ้าสามารถ ไหลผ่านต่อถึงกันได้นั้นเราเรียกว่า วงจรไฟฟ้า การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่อยู่ภายในวงจรจะเริ่มจากแหล่งจ่ายไฟไปยัง อุปกรณ์ไฟฟ้า ดังการแสดงการต่อวงจรไฟฟ้าเบื้องต้นโดยการต่อแบตเตอรี่ต่อเข้ากับหลอดไฟ หลอดไฟฟ้าสว่างได้เพราะว่ากระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจรไฟฟ้าและเมื่อ หลอดไฟฟ้าดับก็เพราะว่ากระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจร เนื่องจากสวิตซ์เปิดวงจรไฟฟ้าอยู่นั่นเอง

34. วงจรอนุกรม วงจรอนุกรมหมายถึง การนำเอาอุปกรณ์ทางไฟฟ้ามาต่อกันในลักษณะที่ปลายด้านหนึ่งของอุปกรณ์ตัวที่ 1 ต่อเข้ากับอุปกรณ์ตัวที่ 2 จากนั้นนำปลายที่เหลือของอุปกรณ์ตัวที่ 2 ไปต่อกับอุปกรณ์ตัวที่ 3 และจะต่อลักษณะนี้ไปเรื่อยๆ ซึ่งการต่อแบบนี้จะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวกระแสไฟฟ้าภายในวงจร อนุกรมจะมีค่าเท่ากันทุกๆจุด ค่าความต้านทานรวมของวงจรอนุกรมนั้นคือการนำเอาค่าความต้านทานทั้งหมดนำมา รวมกันส่วนแรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรมนั้นแรงดันจะปรากฏคร่อมตัวต้านทานทุกตัว ที่จะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านซึ่งแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะมีค่าไม่เท่ากันโดยสา มารถคำนวณหาได้จากกฎของโอห์ม RT = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 RT = ค่าความต้านทานรวมหรือค่าความต้านทานทั้งหมด R1 ค่าความต้านทานตัวที่ 1 R2 ค่าความต้านทานตัวที่ 2 R3 ค่าความต้านทานตัวที่ 3 R4 ค่าความต้านทานตัวที่ 4 R5 ค่าความต้านทานตัวที่ 5

35. กระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรม เนื่องจากกระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรมมีการไหลในทิศทางเดียว ดังนั้นกระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรมจะมีค่าเท่ากันทุกจุด จากสมการ IT = I1 = I2 = I3 ความต้านทานรวมในวงจรอนุกรม ค่าความต้านทานรวมในวงจรอนุกรมนั้น คำนวณได้โดยนำค่าความต้านทานของตัวต้านทานแต่ละตัวมารวมกัน จากสมการ RT = R1 + R2 + R3 + R4 +…….

36. แรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรม แรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรมจะปรากฏคร่อมตัวต้านทานทุกตัวที่มี กระแสไฟฟ้าไหลผ่านซึ่งแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะมีค่าไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ดังนั้นจึงทำให้แรงดันไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรมแต่ละจุดจะมีค่าไม่เท่ากัน โดยสามารถที่จะคำนวณได้จากการใช้กฎของโอห์ม ลักษณะคุณสมบัติของวงจรอนุกรม 1. ในวงจรหรือส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรอนุกรมจะมีกระแสไหลผ่านในทิศทางเดียวเท่านั้น 2. แรงดันตกคร่อมที่ความต้านทานแต่ละตัวในวงจรเมื่อนำมาร่วมกันจะมีค่าเท่ากับแรงดันที่จ่ายให้กับวงจร 3. ค่าความต้านทานย่อยแต่ละตัวในวงจร เมื่อนำมารวมกันก็จะมีค่าเท่ากับค่าความต้านทานรวมกันทั้งหมดในวงจร 4. กำลังและพลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่ความต้านทานย่อยแต่ละตัวในวงจร เมื่อนำมารวมกันก็จะมีค่าเท่ากำลังและพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดในวงจร

37. กระแสไฟฟ้าในวงจรขนาน กระแสไฟฟ้าภายในวงจรขนานจะมีหลายค่าด้วยกัน ทั้งนี้เนื่องจากทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ามีมากกว่า 1 ทิศทาง ดังนั้น การคำนวณหาค่ากระแสไฟฟ้าจึงใช้กฎของ Kerchhoff,s Current Law โดยมีวิธีการคำนวณสองวิธีคือ 1. กระแสไฟฟ้ารวมภายในวงจร ( IT ) จะมีค่าเท่ากับผลรวมของกระแสไฟฟ้าที่ไหลแยกในแต่ละทิศทาง ( I1 + I2 + I3 + I4+…..) 2. กระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าสู่จุดๆ หนึ่งจะมีค่าเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากจุดๆ นั้นเสมอ ลักษณะคุณสมบัติของวงจรขนาน 1. แรงดันที่ตกคร่อมที่อิลิเมนท์ หรือที่ความต้านทานทุกตัวของวงจรจะมีค่าเท่ากันเพราะว่าเป็นแรงดันตัวเดียวกันในจุดเดียวกัน 2. กระแสที่ไหลในแต่ละสาขาย่อยของวงจร เมื่อนำมารวมกันจะมีค่าเท่ากับกระแสที่ไหลผ่านวงจรทั้งหมดหรือกระแสรวมของวงจร 3. ค่าความนำไฟฟ้าในแต่ละสาขาย่อยของวงจร เมื่อนำมารวมกันจะมีค่าเท่ากับค่าความนำไฟฟ้าทั้งหมดของวงจร 4. กำลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่อิลิเมนท์หรือค่าความต้านทานในแต่ละสาขาในวงจร เมื่อนำมาร่วมกันก็จะมีค่าเท่ากับกำลังและพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดของวงจร

39. ^Bullock,Theodore H. (2005),Electroreception, Springer, หน้า 5-7,ISBN 0387231927

40. ^3.03.1Stewart,Joseph (2001),Intermediate Electromagnetic Theory, World Scientific, หน้า 50,ISBN 9-8102-4471-1

41. ^Simpson, Brian (2003),Electrical Stimulation and the Reliefof Pain, Elsevier Health Sciences, หน้า 6-7,ISBN 0-4445-1258-6

42. ^Frood, Arran (27 February2003),Riddle of 'Baghdad's batteries', BBC,http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/2804257.stm, retrieved 2008-02-16

43. ^Baigrie, Brian (2006),Electricity and Magnetism: A HistoricalPerspective, Greenwood Press, หน้า 7-8,ISBN 0-3133-3358-0

44. ^Chalmers, Gordon (1937), "The Lodestone and the Understanding ofMatter in Seventeenth Century England",Philosophy of Science4 (1): 75-95,doi:10.1086/286445

45. ^Srodes, James (2002),Franklin: The Essential FoundingFather, Regnery Publishing, หน้า 92-94,ISBN 0895261634It is uncertain if Franklin personallycarried out this experiment, but it is popularly attributed to him.

46. ^Uman,Martin (1987) (PDF).All About Lightning. Dover Publications.ISBN 048625237X. http://ira.usf.edu/CAM/exhibitions/1998_12_McCollum/supplemental_didactics/23.Uman1.pdf.