การผลิตกระแสไฟฟ้า


การผลิตกระแสไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้า
เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน โดยอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำผ่านลวดตัวนำไปยังจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าสูง ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม คือ จากจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำ

ค่าความต่างศักย์ มีหน่วยเป็นโวลต์ (V) เมื่อเกิดความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดจะมีพลังงานผลักดันให้กระแสไฟฟ้าไหล

การผลิตกระแสไฟฟ้า อาจได้จากปฏิกิริยาเคมีหรือพลังงานกลก็ได้

ความรู้เกี่ยวกับเซลล์ไฟฟ้าเคมี 
     เซลล์ไฟฟ้าเคมี ทำหน้าที่เปลี่ยนรูปพลังงานเคมีไปเป็นพลังงานไฟฟ้า
     ส่วนประกอบของเซลล์ไฟฟ้าเคมี ได้แก่  แผ่นโลหะที่ต่างกัน 2 ชนิด ทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบ  สารละลายที่นำไฟฟ้าได้ (อิเล็กโทรไลต์) ซึ่งจะมีไอออนบวกและไอออนลบ โดยจะต้องจุ่มแผ่นโลหะทั้ง 2 ชนิดลงในสารละลายที่นำไฟฟ้าได้

          
        ภาพที่ 1 รูปแสดงส่วนประกอบของเซลล์ไฟฟ้าเคมี

หลักการสร้างเซลล์ไฟฟ้า
     จุ่มแผ่นโลหะต่างกัน 2 ชนิด ลงในสารละลายที่แตกตัวให้ไอออนบวกและไอออนลบ โลหะต่างชนิดกันจะแตกตัวให้อิเล็กตรอนได้ต่างกัน ดังนั้นเมื่อต่อแผ่นโลหะทั้งสองเข้าด้วยกันโลหะที่แตกตัวให้อิเล็กตรอนดีกว่า จะมีศักย์ไฟฟ้าต่ำ เรียกว่า ขั้วลบ ส่วนโลหะที่เสียอิเล็กตรอนยากกว่าจะมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่า เรียกว่า ขั้วบวก อิเล็กตรอนจะไหลจากขั้วที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำไปยังขั้วที่มีศักย์ไฟฟ้าสูง ส่วนกระแสไฟฟ้าจะไหลจากขั้วที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังขั้วที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำ กระแสไฟฟ้าจะไหลจนกระทั่งศักย์ไฟฟ้าที่ขั้วทั้งสองเท่ากัน จึงจะหยุดไหล แสดงว่าไฟหมด
เซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ใช้แผ่นโลหะสังกะสีและแผ่นโลหะทองแดงจุ่มลงในสารละลายกรดซัลฟิวริก มีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น ดังนี้ 
          ปฏิกิริยาที่แผ่นสังกะสี  Zn(s) ----> Zn2+(aq) + 2e- 
          ปฏิกิริยาที่แผ่นทองแดง คือ  2H +(aq) + 2e- ----> H2(g)
          ดังนั้นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์ไฟฟ้าเคมีชนิดนี้ คือ  Zn(s)+2H+(aq) ----> Zn2+(aq) + H2(g)

        
                           ภาพที่ 2 รูปแสดงการเกิดปฏิกิริยาในเซลล์ไฟฟ้าเคมี

     เมื่อขั้วสังกะสีแตกตัวให้สังกะสีไอออน ( Zn2+) และอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนจะไหลผ่านลวดตัวนำผ่านเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าไปยังขั้วทองแดง Zn2+ จะอยู่ในสารละลาย สังกะสีจึงกร่อนไป ส่วน H+ จะเข้าไปรับอิเล็กตรอนที่แผ่นทองแดง จึงเกิดแก๊ส H2 เกาะอยู่ที่แผ่นทองแดง

ถ่านไฟฉาย
     ถ่านไฟฉาย เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ไม่ใช้สารละลายที่เป็นของเหลว จึงเรียกว่า เซลล์แห้ง (Dry cell) ผู้ที่สร้างเซลล์ไฟฟ้าเคมีชนิดนี้คือ เลอคังเช ดังนั้นจึงอาจเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า เซลล์เลอคังเช ถ่านไฟฉาย 1 ก้อนหรือ 1 เซลล์มีความต่างศักย์ประมาณ 1.5 โวลต์

ส่วนประกอบของถ่านไฟฉายและทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสอิเล็กตรอน 
     ถ่านไฟฉายเมื่อใช้ไปนาน ๆ ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดน้อยลง ( ความต่างศักย์ลดลง ) เนื่องจากสารเคมีที่ใช้ทำปฏิกิริยาเคมีเหลือน้อยลง ขณะเกิดปฏิกิริยาเคมีจะมีน้ำเกิดขึ้น ดังนั้นเมื่อใช้งานไปนาน ๆ ถ่านไฟฉายจะบวม เยิ้ม เปียก แสดงว่า ถ่านเสื่อมสภาพ ควรเลิกใช้ เพราะมีสารที่เป็นอันตรายต่อร่างกาย 
     แมงกานีสไดออกไซด์ (NnO2) เป็นสารที่มีอันตราย  ถ้าเข้าสู่ร่างกาย จะไปทำลายระบบประสาทของร่างกาย

         
                                 ภาพที่ 3 รูปแสดงส่วนประกอบของถ่านไฟฉาย

แบตเตอรี่
     แบตเตอรี่ เป็นคำเรียกทั่วๆไป ใช้เรียกเซลล์ไฟฟ้าที่นำมาต่อกันแบบอนุกรมตั้งแต่ 2 เซลล์ขึ้นไป เช่น แบตเตอรี่รถยนต์ได้จากการนำเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่วซึ่งมีความต่างศักย๋เซลล์ละ 2 โวลต์ มาต่อกันแบบอนุกรม 6 เซลล์ ได้ความต่างศักย์รวม = 6 x 2 = 12 โวลต์

เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว (Lead Storage Cell) 
     1.ส่วนประกอบ ได้แก่ แผ่นตะกั่ว แผ่นตะกั่วออกไซต์สารละลายกรดซัลฟิวริก 
     2.ให้ความต่างศักย์ 2 โวลต์ กระแสไฟฟ้าจะไหลจากแผ่นตะกั่วออกไซด์ไปยังแผ่นตะกั่ว 
     3.เมื่อใช้ไปนาน ๆ จะเกิดตะกั่วซัลเฟต (PbSo4) จับที่ขั้วทั้งสอง ทำให้ไม่เกิดความต่างศักย์กระแสไฟฟ้าจึงหยุดไหล แต่สามารถนำไปประจุไฟฟ้าใหม่ ก็จะได้ตะกั่ว ตะกั่วออกไซต์ และกรดซัลฟิวริก ซึ่งนำมาใช้ได้อีก 
     4.การประจุไฟฟ้าให้ต่อขั้วลบเข้ากับขั้วลบ ขั้วบวกเข้ากับขั้วบวก 
     5.สารตะกั่วมีอันตราย เพราะไปทำลายเม็ดโลหิตแดงและระบบประสาทของร่างกาย ดังนั้นจึงต้องระวังทั้งในกระบวนการผลิต การใช้ และไม่ควรนำไปทิ้งในที่สาธารณะ

                  
         ภาพที่ 4 รูปแสดงส่วนประกอบของเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว

เซลล์แอลคาไล เซลล์เงิน เซลล์ปรอท
     เซลล์แอลคาไล เซลล์เงิน เซลล์ปรอท มีขนาดเล็กมาก มีรูปร่างคล้ายเม็ดกระดุม ใช้กับนาฬิกาข้อมือ หูฟัง ซึ่งใช้งานได้นานกว่าถ่านไฟฉายธรรมดา

เซลล์ไฟฟ้าเคมี แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ 
     1. เซลล์ปฐมภูมิ (Primary Cell) เมื่อใช้แล้วสารเคมีจะหมดไป และเมื่อใช้กระแสไฟฟ้าหมดแล้ว ไม่สามารถนำไปประจุไฟฟ้าเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีก เช่น ถ่านไฟฉาย เซลล์แอลคาไล เซลล์ปรอท เซลล์เงิน 
     2. เซลล์ทุติยภูมิ (Secondary Cell) เมื่อใช้กระแสไฟฟ้าหมดแล้ว สามารถนำไปประจุไฟฟ้าเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีก เช่น เซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว เซลล์ไฟฟ้าแบบนิกเกิล-แคดเมียม (นิกแคด)

กระแสไฟฟ้า มี 2 ชนิด 
     1. ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current = D.C.) มีทิศทางการไหลในวงจรทิศทางเดียวตลอดเวลา เช่น กระแสไฟฟ้าจากเซลล์ไฟฟ้าเคมีทุกชนิด กระแสไฟฟ้าจากไดนาโม 
     2. ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current = A.C.) ม ีทิศทางการไหลกลับไปกลับมาในวงจร เป็นกระแสไฟฟ้าที่ได้จากไดนาโมเท่านั้น
การเกิดปฏิกิริยาเคมี สังเกตได้จากการเกิดฟองแก๊ส ตะกอน สารเปลี่ยนสี การเกิดความร้อน อุณหภูมิลดลง


ข้อมูลจาก : รัตนาภรณ์ อิทธิไพสิฐพันธุ์ และคณะ . สมุดเสริมความรู้ ทักษะปฏิบัติ และแบบทดสอบตามจุดประสงค์  วิทยาศาสตร์ ว 306 ชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 3. 2543. หน้า 130-131.

ข้อสอบที่เกี่ยวข้อง
#Trending now
AdGang59 ,Adgang60 ,ข่าวครู ,สื่อการสอน ,แผนการสอน ,เทคนิคการสอน ,สอบครู ,ข่าวครู ,admissions 59 ,admissions 60 ,ad59 ,ad60 ,admissions ,สอบตรง 59 ,รับตรง 59 ,สอบตรง 60 ,รับตรง 60 ,ข้อสอบรับตรง ,อาเซียน ,AEC ,ข่าวกิจกรรม ,ข่าวทุน ,ข่าวเด่น ,เรียนต่อ ,ทุน ,ทุนเรียนต่อ ,ทุนการศึกษา ,clearing house ,เคลียร์ริ่งเฮ้าส์ ,ค้นหาตัวเอง ,ปฎิทินสอบ ,ONET ,GAT ,PAT ,ติว ,ติว GAT ,ติว PAT ,GAT เชื่อมโยง ,โครงงานวิทยาศาสตร์ ,โครงงาน ,เรียนต่อต่างประเทศ ,ข้อสอบ ,คลังข้อสอบ ,ข่าว admissions ,แอดมิชชั่น ,สาระน่ารู้ ,โควตา ,แนะแนว ,สามเณร ,ธรรมะ ,ว.วชิรเมธี ,ธรรม ,ท่องเที่ยว ,คลิปเด็ด ,รวมคลิปเด็ด ,คลิปเด็ดแปลไทย ,ติวเข้ม ,สอบเข้า ,สอบสัมภาษณ์ ,สอบเข้า ม.1 ,สอบเข้า ม.4 ,สอบเข้าเตรียมอุดมฯ ,สอบเข้าสาธิต ,สอบเข้ามหิดล ,ทดลองวิทย์ ,ฮอร์โมน ,Hormone ,จักรยาน ,CU TEP ,TU GET ,สามเณรปลูกปัญญาธรรม ,truelittlemonk ,ของเล่นวิทยาศาสตร์ ,เพลงชาติไทย ,วิศวะ จุฬา ,บัญชี จุฬา ,สอบทุน ,Smart Exams ,TOEIC ,TOEFL ,สูตรลัดคณิตศาสตร์ ,วิสาขบูชา ,หน้าหนาว ,เชียงใหม่ ,เชียงราย ,เงินเดือนครู ,ครูผู้ช่วย ,สมัครสอบครู ,ข้อสอบ o-net ป.6 
กลับด้านบน