วิชา
Log in | วันอังคารที่ 2 ก.ย. 2557
 

อธิบายวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย (Simple Circuits)

โพสโดย derekowens
 
กรุณารอสักครู่นะครับ
 

อธิบายวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย (Simple Circuits)

เราจะมาพูดถึงวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย (simple circuits) กันครับ ผมจะอธิบายว่าวงจรไฟฟ้า (electric circuit) คืออะไรและให้ตัวอย่างด้วย

ก่อนอื่นเลยคุณต้องรู้ก่อนว่าวงจรไฟฟ้าทุกประเภทจะต้องมีส่วนประกอบสามอย่าง จดไว้เลยนะครับ

1. แหล่งพลังงาน (power source) ยกตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่หรือถ่านไฟฉาย จะเป็นถ่านไฟฉายขนาด 1.5 โวลต์ที่เห็นกันทั่วไป หรือจะเป็นถ่านไฟฉายแบบอื่นก็ได้ หรืออาจจะเป็นเครื่องกำเนิดพลังงาน (generator) เต้าเสียบไฟฟ้าที่อยู่ตรงผนังบ้านของคุณก็เป็นแหล่งพลังงานได้เหมือนกัน ง่ายๆก็คือ อะไรก็ได้ที่ให้พลังงานไฟฟ้า

2. สายตัวนำไฟฟ้าที่ต่อถึงกันแบบครบรอบ (complete closed path) ข้อนี้จริงๆแล้วก็คือสายไฟฟ้า (wire) หรือสิ่งอื่นๆที่อยู่ในวงจรครับ

3. โหลด (load) ซึ่งก็คือสิ่งที่ใช้ไฟฟ้าในการทำงาน ผมจะวาดหลอดไฟไว้เป็นโหลดในวงจรนี้แล้วกันนะครับ พลังงานไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานในรูปแบบอื่นที่นี่ ซึ่งในกรณีนี้เปลี่ยนไปเป็นพลังงานแสงในหลอดไฟ
สายไฟยอมส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าไฟสู่หลอดไฟ สายไฟต้องยอมให้พลังงานไฟฟ้าไหลผ่านได้ ดังนั้นมันจึงต้องทำมาจากวัสดุที่เป็นตัวนำ (conductor) ที่ดี แล้วหลอดไฟมันให้แสงสว่างได้ยังไงล่ะ เราลองมาดูเจ้าหลอดไฟนี่ให้ใกล้เข้าไปอีกหน่อยครับ

ผมจะลองวาดรูปหลอดไฟให้ดูนะครับ ทั่วไปแล้วหลอดไฟจะมีโครงตรงฐานที่เป็นโลหะแบบนี้ แล้วก็จะมีส่วนหัวเป็นแก้วเพื่อให้แสงส่องผ่านออกมาได้ ด้านในของหลอดไฟจะมีสายไฟที่ติดอยู่กับฐานโลหะเส้นหนึ่ง และอีกเส้นหนึ่งจะเชื่อมติดกับส่วนก้นแบบนี้ครับ

ดังนั้นหากคุณต้องการต่อสายไฟเข้ากับหลอดไฟ คุณจะต้องเชื่อมสายไฟเส้นหนึ่งกับด้านข้างของฐานโลหะ และอีกเส้นให้ต่อเข้ากับส่วนก้นของหลอดไฟ กระแสไฟฟ้าก็จะเข้าไปในหลอดไฟผ่านสายไฟเส้นหนึ่ง แล้วออกมาทางอีกเส้น ซึ่งเมื่อกระแสไฟฟ้าเข้าไปในหลอดไฟแล้ว ก็จะไหลไปด้านบนนี้แล้วไหลผ่านไส้หลอด (filament) ซึ่งก็คือขดลวดตรงนี้ แล้วจากนั้นก็ไหลออกไปตามสายไฟเส้นด้านล่างนี่ครับ

ในส่วนของไส้หลอด (filament) จริงๆแล้วมันค่อนข้างยาวครับ แต่มันถูกขดไว้ และมันก็เป็นเส้นสายไฟที่บางมาก มันจึงมีความต้านทานไฟฟ้า (electrical resistance) มาก มันถูกออกแบบมาให้มีความต้านทานไฟฟ้าสูง เพราะถ้ามันต้านทานไฟฟ้าสูง ไส้หลอดไฟก็จะสร้างพลังงานความร้อนได้

ลองนึกภาพตามนะครับ ในส่วนไส้หลอด หากขยายให้เห็นภาพได้ก็จะเป็นอย่างนี้ ด้านในจะมีอะตอมของโลหะกระจายตัวอยู่ สมมุติว่าเป็นสายไฟทำจากทองแดง (copper) แล้วกันครับ และเครื่องหมายลบสีขาวนี่ก็แทนอิเล็กตรอน เป็นประจุขั้วลบ และอิเล็กตรอนเหล่านี้ก็ต้องเดินทางผ่านสายไฟ ซึ่งขณะที่อิเล็กตรอนเดินทางผ่านอยู่ก็จะไปชนเข้ากับอะตอมของโลหะ ทำให้อะตอมสั่นไปมา

จำได้ไหมครับว่า ในระดับที่เล็กจนตาเปล่ามองไม่เห็นนี้ เมื่ออะตอมสั่น มันก็จะทำให้เกิดพลังงานความร้อน ดังนั้นเมื่ออิเล็กตรอนชนเข้ากับอะตอมและทำให้อะตอมสั่นเคลื่อนไหว อิเล็กตรอนกำลังถ่ายเทพลังงานจากตัวมันเองไปให้อะตอมของโลหะในสายไฟนี่ สายไฟจึงร้อนขึ้นจนเกิดเป็นพลังงานความร้อนภายในสายไฟ และมันจะร้อนมากจนในที่สุดก็เปล่งแสงออกมา และหลอดไฟก็ทำงานได้เพราะอย่างนี้ครับ มันถูกออกแบบมาให้ทำงานแบบนี้

นอกจากนี้ยังมีสิ่งอื่นที่ถูกออกแบบมาให้เกิดพลังงานความร้อนมากพอที่จะเปล่งแสงได้เหมือนกัน ยกตัวอย่างเช่นเตาขดลวดไฟฟ้า ขดลวดจะร้อนจนเปล่งแสงเป็นสีแดงๆ ด้วยเหตุผลเดียวกันนี้ครับ แต่เตาขดลวดไฟฟ้าไม่ได้ถูกออกแบบมาให้เปล่งแสง แต่ถูกออกแบบมาให้สร้างพลังงานความร้อน แต่ขดลวดมันร้อนเสียจนสามารถเปล่งรังสีที่ตามองเห็นได้ออกมาเป็นสีแดง ส่วนหลอดไฟนั้นจะร้อนพอที่จะเปล่งแสงออกมาในหลายๆ คลื่นความถี่ คุณจึงเห็นว่าแสงที่เปล่งออกมาเป็นสีขาว

ดังนั้น หากเรากลับมาที่รูปนี้อีกที ผมก็จะวาดสายไฟที่อยู่ในหลอดไฟไว้อย่างนี้ครับ และคราวนี้คุณก็จะเห็นเลยว่าสายไฟต่อไว้ครบวงจรแล้ว ตัวหลอดไฟเองก็เป็นส่วนหนึ่งของวงจรสายไฟเช่นกัน แต่ส่วนใหญ่แล้วตัวนำไฟฟ้าในวงจรก็คือสายไฟ แต่ทางเดินของกระแสไฟทั้งหมด ก็จะรวมทั้งสายไฟ หลอดไฟ และถ่านไฟฉาย ทั้งหมดประกอบกันเป็นวงจรไฟฟ้าที่สมบูรณ์ ทำให้อิเล็กตรอนไหลไปได้เรื่อยๆทั่วทั้งวงจรครับ

ส่วนภายในถ่านไฟฉายนั้น จะเกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้าขึ้น โดยมันจะบังคับให้อิเล็กตรอนออกจากถ่านไฟฉายจากด้านหนึ่ง และดึงให้อิเล็กตรอนกลับเข้ามาอีกด้านหนึ่ง ปฏิกิริยาเคมีคือสิ่งที่ทำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอน หากถ่านไฟฉายอยู่เฉยๆ ไม่มีวงจรมาต่อ อิเล็กตรอนด้านในก็จะยังอยู่อย่างนั้น ไม่ได้ไหลไปไหนครับ และมันก็ไหลผ่านอากาศไม่ค่อยได้ด้วย เพราะอากาศไม่ใช้ตัวนำไฟฟ้าที่ดี แต่เมื่อคุณต่อสายไฟและหลอดไฟเข้ากับถ่านไฟฉาย ก็คือคุณกำลังสร้างเส้นทางให้อิเล็กตรอนไหลไปได้ และภายในขั้นตอนกระบวนการนี้ อิเล็กตรอนก็ทำให้หลอดไฟเปล่งแสงด้วย ซึ่งปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในถ่านไฟฉายก็จะทำให้พลังงานในถ่านหมดไป และถูกใช้ไปตรงหลอดไฟครับ

(แปลโดยทีมงานทรูปลูกปัญญา)

เรื่อง : อธิบายวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย (Simple Circuits)
ชื่อเจ้าของคลิป : derekowens
URL : http://www.youtube.com/watch?v=9iQhL3VTDb8
 
ข้อสอบที่เกี่ยวข้อง
โพส : 20 ส.ค. 2552
เข้าชม : 8,155 ครั้ง
ผู้สร้าง : ทีมงานทรูปลูกปัญญา
โพส : 31 พ.ค. 2553
เข้าชม : 7,461 ครั้ง
ผู้สร้าง : ON_LEE
โพส : 2 มิ.ย. 2553
เข้าชม : 20,310 ครั้ง
ผู้สร้าง : ON_LEE
โพส : 23 ม.ค. 2557
เข้าชม : 21,872 ครั้ง
ผู้สร้าง : ❤Math❤
โพส : 1 ต.ค. 2552
เข้าชม : 16,631 ครั้ง
ผู้สร้าง : ทีมงานทรูปลูกปัญญา
โพส : 9 มิ.ย. 2553
เข้าชม : 44,661 ครั้ง
ผู้สร้าง : ON_LEE
 
ความรู้ที่เกี่ยวข้อง
พลังงานไฟฟ้า ตอน 1
โพส : 23 พ.ค. 2557
เข้าชม : 129 ครั้ง
โพสโดย : ทีมงานทรูปลูกปัญญา
พลังงานไฟฟ้า ตอน 2
โพส : 23 พ.ค. 2557
เข้าชม : 63 ครั้ง
โพสโดย : ทีมงานทรูปลูกปัญญา
พลังงานไฟฟ้า ตอน 3
โพส : 23 พ.ค. 2557
เข้าชม : 59 ครั้ง
โพสโดย : ทีมงานทรูปลูกปัญญา
พลังงานไฟฟ้า ตอน 4
โพส : 23 พ.ค. 2557
เข้าชม : 56 ครั้ง
โพสโดย : ทีมงานทรูปลูกปัญญา
 

อธิบายวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย (Simple Circuits)

เราจะมาพูดถึงวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย (simple circuits) กันครับ ผมจะอธิบายว่าวงจรไฟฟ้า (electric circuit) คืออะไรและให้ตัวอย่างด้วย

ก่อนอื่นเลยคุณต้องรู้ก่อนว่าวงจรไฟฟ้าทุกประเภทจะต้องมีส่วนประกอบสามอย่าง จดไว้เลยนะครับ

1. แหล่งพลังงาน (power source) ยกตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่หรือถ่านไฟฉาย จะเป็นถ่านไฟฉายขนาด 1.5 โวลต์ที่เห็นกันทั่วไป หรือจะเป็นถ่านไฟฉายแบบอื่นก็ได้ หรืออาจจะเป็นเครื่องกำเนิดพลังงาน (generator) เต้าเสียบไฟฟ้าที่อยู่ตรงผนังบ้านของคุณก็เป็นแหล่งพลังงานได้เหมือนกัน ง่ายๆก็คือ อะไรก็ได้ที่ให้พลังงานไฟฟ้า

2. สายตัวนำไฟฟ้าที่ต่อถึงกันแบบครบรอบ (complete closed path) ข้อนี้จริงๆแล้วก็คือสายไฟฟ้า (wire) หรือสิ่งอื่นๆที่อยู่ในวงจรครับ

3. โหลด (load) ซึ่งก็คือสิ่งที่ใช้ไฟฟ้าในการทำงาน ผมจะวาดหลอดไฟไว้เป็นโหลดในวงจรนี้แล้วกันนะครับ พลังงานไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานในรูปแบบอื่นที่นี่ ซึ่งในกรณีนี้เปลี่ยนไปเป็นพลังงานแสงในหลอดไฟ
สายไฟยอมส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าไฟสู่หลอดไฟ สายไฟต้องยอมให้พลังงานไฟฟ้าไหลผ่านได้ ดังนั้นมันจึงต้องทำมาจากวัสดุที่เป็นตัวนำ (conductor) ที่ดี แล้วหลอดไฟมันให้แสงสว่างได้ยังไงล่ะ เราลองมาดูเจ้าหลอดไฟนี่ให้ใกล้เข้าไปอีกหน่อยครับ

ผมจะลองวาดรูปหลอดไฟให้ดูนะครับ ทั่วไปแล้วหลอดไฟจะมีโครงตรงฐานที่เป็นโลหะแบบนี้ แล้วก็จะมีส่วนหัวเป็นแก้วเพื่อให้แสงส่องผ่านออกมาได้ ด้านในของหลอดไฟจะมีสายไฟที่ติดอยู่กับฐานโลหะเส้นหนึ่ง และอีกเส้นหนึ่งจะเชื่อมติดกับส่วนก้นแบบนี้ครับ

ดังนั้นหากคุณต้องการต่อสายไฟเข้ากับหลอดไฟ คุณจะต้องเชื่อมสายไฟเส้นหนึ่งกับด้านข้างของฐานโลหะ และอีกเส้นให้ต่อเข้ากับส่วนก้นของหลอดไฟ กระแสไฟฟ้าก็จะเข้าไปในหลอดไฟผ่านสายไฟเส้นหนึ่ง แล้วออกมาทางอีกเส้น ซึ่งเมื่อกระแสไฟฟ้าเข้าไปในหลอดไฟแล้ว ก็จะไหลไปด้านบนนี้แล้วไหลผ่านไส้หลอด (filament) ซึ่งก็คือขดลวดตรงนี้ แล้วจากนั้นก็ไหลออกไปตามสายไฟเส้นด้านล่างนี่ครับ

ในส่วนของไส้หลอด (filament) จริงๆแล้วมันค่อนข้างยาวครับ แต่มันถูกขดไว้ และมันก็เป็นเส้นสายไฟที่บางมาก มันจึงมีความต้านทานไฟฟ้า (electrical resistance) มาก มันถูกออกแบบมาให้มีความต้านทานไฟฟ้าสูง เพราะถ้ามันต้านทานไฟฟ้าสูง ไส้หลอดไฟก็จะสร้างพลังงานความร้อนได้

ลองนึกภาพตามนะครับ ในส่วนไส้หลอด หากขยายให้เห็นภาพได้ก็จะเป็นอย่างนี้ ด้านในจะมีอะตอมของโลหะกระจายตัวอยู่ สมมุติว่าเป็นสายไฟทำจากทองแดง (copper) แล้วกันครับ และเครื่องหมายลบสีขาวนี่ก็แทนอิเล็กตรอน เป็นประจุขั้วลบ และอิเล็กตรอนเหล่านี้ก็ต้องเดินทางผ่านสายไฟ ซึ่งขณะที่อิเล็กตรอนเดินทางผ่านอยู่ก็จะไปชนเข้ากับอะตอมของโลหะ ทำให้อะตอมสั่นไปมา

จำได้ไหมครับว่า ในระดับที่เล็กจนตาเปล่ามองไม่เห็นนี้ เมื่ออะตอมสั่น มันก็จะทำให้เกิดพลังงานความร้อน ดังนั้นเมื่ออิเล็กตรอนชนเข้ากับอะตอมและทำให้อะตอมสั่นเคลื่อนไหว อิเล็กตรอนกำลังถ่ายเทพลังงานจากตัวมันเองไปให้อะตอมของโลหะในสายไฟนี่ สายไฟจึงร้อนขึ้นจนเกิดเป็นพลังงานความร้อนภายในสายไฟ และมันจะร้อนมากจนในที่สุดก็เปล่งแสงออกมา และหลอดไฟก็ทำงานได้เพราะอย่างนี้ครับ มันถูกออกแบบมาให้ทำงานแบบนี้

นอกจากนี้ยังมีสิ่งอื่นที่ถูกออกแบบมาให้เกิดพลังงานความร้อนมากพอที่จะเปล่งแสงได้เหมือนกัน ยกตัวอย่างเช่นเตาขดลวดไฟฟ้า ขดลวดจะร้อนจนเปล่งแสงเป็นสีแดงๆ ด้วยเหตุผลเดียวกันนี้ครับ แต่เตาขดลวดไฟฟ้าไม่ได้ถูกออกแบบมาให้เปล่งแสง แต่ถูกออกแบบมาให้สร้างพลังงานความร้อน แต่ขดลวดมันร้อนเสียจนสามารถเปล่งรังสีที่ตามองเห็นได้ออกมาเป็นสีแดง ส่วนหลอดไฟนั้นจะร้อนพอที่จะเปล่งแสงออกมาในหลายๆ คลื่นความถี่ คุณจึงเห็นว่าแสงที่เปล่งออกมาเป็นสีขาว

ดังนั้น หากเรากลับมาที่รูปนี้อีกที ผมก็จะวาดสายไฟที่อยู่ในหลอดไฟไว้อย่างนี้ครับ และคราวนี้คุณก็จะเห็นเลยว่าสายไฟต่อไว้ครบวงจรแล้ว ตัวหลอดไฟเองก็เป็นส่วนหนึ่งของวงจรสายไฟเช่นกัน แต่ส่วนใหญ่แล้วตัวนำไฟฟ้าในวงจรก็คือสายไฟ แต่ทางเดินของกระแสไฟทั้งหมด ก็จะรวมทั้งสายไฟ หลอดไฟ และถ่านไฟฉาย ทั้งหมดประกอบกันเป็นวงจรไฟฟ้าที่สมบูรณ์ ทำให้อิเล็กตรอนไหลไปได้เรื่อยๆทั่วทั้งวงจรครับ

ส่วนภายในถ่านไฟฉายนั้น จะเกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้าขึ้น โดยมันจะบังคับให้อิเล็กตรอนออกจากถ่านไฟฉายจากด้านหนึ่ง และดึงให้อิเล็กตรอนกลับเข้ามาอีกด้านหนึ่ง ปฏิกิริยาเคมีคือสิ่งที่ทำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอน หากถ่านไฟฉายอยู่เฉยๆ ไม่มีวงจรมาต่อ อิเล็กตรอนด้านในก็จะยังอยู่อย่างนั้น ไม่ได้ไหลไปไหนครับ และมันก็ไหลผ่านอากาศไม่ค่อยได้ด้วย เพราะอากาศไม่ใช้ตัวนำไฟฟ้าที่ดี แต่เมื่อคุณต่อสายไฟและหลอดไฟเข้ากับถ่านไฟฉาย ก็คือคุณกำลังสร้างเส้นทางให้อิเล็กตรอนไหลไปได้ และภายในขั้นตอนกระบวนการนี้ อิเล็กตรอนก็ทำให้หลอดไฟเปล่งแสงด้วย ซึ่งปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในถ่านไฟฉายก็จะทำให้พลังงานในถ่านหมดไป และถูกใช้ไปตรงหลอดไฟครับ

(แปลโดยทีมงานทรูปลูกปัญญา)

 
วิดีโอที่เกี่ยวข้องจาก
 
แบ่งปันให้เพื่อน
อีเมล์เพื่อน (แยกแต่ละอีเมล์ด้วย semi-colon ;)
ส่ิิงโดย
ข้อความ
 
 
   
 ระดับปฐมวัย
 ระดับประถมและมัธยมศึกษา