วันพุธที่ 22 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2555
วันจันทร์ที่ 20 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2555
ผลิตไฟฟ้า
ประวัติ
ก่อนที่จะมีความรู้ทางด้านไฟฟ้า มีผู้คนตระหนักถึงภัยของปลาดุกไฟฟ้า ในสมัยอียิปต์โบราณพบข้อความที่จารึกในช่วงประมาณ 250 ปีก่อนพุทธศักราช ว่าปลาไฟฟ้าเป็น "สายฟ้าแห่งแม่น้ำไนล์" และพรรณนาว่ามันเป็น "ผู้พิทักษ์" แก่ปลาอื่นๆ ทั้งมวล ทั้งนี้ยังค้นพบบันทึกอื่นๆ ทั้งในกรีกโบราณ โรมัน อาหรับ[1] ว่าการที่ถูกไฟช็อตโดยปลาดุกไฟฟ้า (Electric catfish) และปลากระเบนไฟฟ้า เม่นไฟฟ้า (torpedo ray หรือ Electric ray) จะทำให้รู้สึกตัวชา และยังทราบว่าการช็อตเช่นนั้น สามารถทำให้วัตถุเกิดการเคลื่อนที่ได้ด้วย[2] ผู้ป่วยที่ได้รับความเจ็บปวดจากการเป็นเกาต์หรือปวดหัว จะได้รับการรักษาโดยการสัมผัสปลาไฟฟ้า ซึ่งหวังว่าจะทำให้ผู้ป่วยกระตุกเป็นการรักษาฟื้นฟูอาการ ด้วยความบังเอิญจากการช็อตทำให้ค้นพบแหล่งกำเนิดแสงสว่าง
วัตถุที่เฉพาะเจาะจงอย่างมากคือแท่งอำพัน ที่นำมาขัดถูกับขนแมว ทำให้เกิดแสงเหมือนปกคลุมด้วยขนนก ซึ่งพบโดยอารยธรรมโบราณแถบเมดิเตอร์เรเนียน เธลีส แห่ง มิเลทัส ได้จัดลำดับการเกิดไฟฟ้าสถิตในสมัยพุทธกาล ซึ่งเป็นสิ่งที่เขาเชื่อว่าเมื่อเสียดสีกับอำพันแล้ว จะทำให้อำพันแสดงความเป็นแม่เหล็กออกมา ซึ่งในทางกลับกัน หินแร่ (minerals) กลับแสดงความเป็นแม่เหล็กโดยไม่ต้องขัดถู [3][4] แต่ความเขื่อของเธลีสนั้นผิดที่การขัดสีอำพันไม่ได้แสดงความเป็นแม่เหล็กของอำพันเลย แต่ภายหลังวิทยาศาสตร์ก็พิสูจน์ได้ว่าเป็นความเชื่อมต่อระหว่างความเป็นแม่เหล็กกับความเป็นไฟฟ้า เป็นที่ยอมรับกันว่าในตะวันออกกลาง สมัยราชวงศ์ปาร์เธีย (Parthia) อาจจะมีความรู้ทางด้านแผ่นโลหะไฟฟ้า (Electroplating) เพราะในปี พ.ศ. 2479 มีการค้นพบแบตเตอรี่แบกแดด ซึ่งคล้ายคลึงกับเซลล์ไฟฟ้าเคมี ถึงแม้จะยังไม่ทราบแน่ใจว่าทั้งคู่จะใช่ไฟฟ้าจากธรรมชาติชนิดเดียวกันหรือไม่[5]
ความรู้ทางด้านไฟฟ้ายังมีเล็กน้อยนับพันปีให้หลัง จนกระทั่งพุทธศตวรรษที่ 22 เมื่อวิลเลียม กิลเบิร์ต นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษได้ศึกษาแม่เหล็กและไฟฟ้าอย่างละเอียด ผลกระทบของแร่เหล็กจากไฟฟ้าสถิตนั้นเกิดขึ้นจากการขัดสีของอำพัน [3] เขาบัญญัติศัพท์จากการค้นพบใหม่เป็นภาษาละตินใหม่ว่า "electricus" (แปลว่าอำพันในภาษากรีก) ซึ่งก็หมายถึงคุณสมบัติของการดึงดูดวัตถุเล็กๆหลังจากการขัดสี .[6] ในภาษาอังกฤษเรียกว่า "electric" และ "electricity" ปรากฏขึ้นครั้งแรกใน Pseudodoxia Epidemica ของโธมัส บราวน์ เมื่อปี พ.ศ. 2189 [7]
ชิ้นงานที่ให้การสนับสนุนต่อๆ มานำโดยอ็อตโต ฟอน เกียริก, โรเบิร์ต บอยล์, สตีเฟน เกรย์ และชาร์ล เอฟ. ดู เฟย์ ในพุทธศตวรรษที่ 23 เบนจามิน แฟรงคลิน ทำการวิจัยเรื่องไฟฟ้าอย่างกว้างขวาง เขาขายทรัพย์สมบัติที่มีเพื่อเป็นทุนวิจัยของเขา ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2295 เขาได้ติดลูกกุญแจโลหะไว้ที่หางว่าว แล้วปล่อยลอยขึ้นในวันที่ท้องฟ้ามีลมพายุรุนแรง [8] เขาสังเกตประกายไฟที่ประโดดจากลูกกุญแจโลหะสู่หลังมือของเขา มันมีแสงซึ่งก็คือไฟฟ้าในธรรมชาติอย่างแท้จริง [9]
ในปีพ.ศ. 2334 ลุยจิ กัลวานี นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีได้ตีพิมพ์การค้นพบไฟฟ้าชีวภาพ พิสูจน์ให้เห็นว่าไฟฟ้าอยู่ระหว่างเซลล์ประสาทผ่านสัญญาณไปสู่กล้ามเนื้อ [10] แบตเตอรี่ของอเล็กซานโดร โวลต้าในพุทธศตวรรษที่ 24 ทำมาจากชั้นที่สลับซ้อนกันของสังกะสีและทองแดง ซึ่งได้รับความเห็นจากนักวิทยาศาสตร์ว่าเป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่เชื่อถือได้มากกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Generator) [10] ที่เคยใช้กันมาก่อนหน้านี้ มีการจำแนกทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetism) เป็นสาขาของปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็ก โดยฮันส์ คริสเตียน เออสเตด และอังเดร มารี แอมแปร์ในปีพ.ศ. 2362-พ.ศ. 2363 ในปีพ.ศ. 2364 ไมเคิล ฟาราเดย์ได้ประดิษฐ์มอเตอร์ไฟฟ้า (ไดนาโม) และจอร์จ ไซมอน โอห์มได้ใช้คณิตศาสตร์วิเคราะห์วงจรไฟฟ้า หรือเป็นที่รู้จักในชื่อ "กฎของโอห์ม" ในปีพ.ศ. 2370 [10]
ในศตววรษต่อมาวิทยาศาสตร์ด้านไฟฟ้าเจริญรุดหน้าอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะเห็นความก้าวหน้าของวิศวกรรมไฟฟ้าอย่างมาก ดังจะเห็นได้จากปูชนียบุคคลสำคัญเฉกเช่น นิโคลา เทสลา, โทมัส อัลวา เอดิสัน, อ็อตโต บราธี, จอร์จ สตีเฟนสัน, เอินสท์ เวอเทอ ฟอน ซีเมนส์, อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ และวิลเลียม ทอมสัน บารอนเคลวินที่ 1 ไฟฟ้าได้แปลงโฉมหน้าวิถีชีวิตของคนสมัยใหม่ มีความจำเป็นและสมควรกับการเป็นแรงขับเคลื่อนในการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 2[11]
[แก้]แนวคิดทางไฟฟ้า
[แก้]ประจุไฟฟ้า
- ดูบทความหลักที่ ประจุไฟฟ้า
ประจุไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติของอนุภาคซึ่งเล็กกว่าอะตอม (Subatomic particle) ที่ชัดเจน ซึ่งแสดงให้เห็นและมีผลกระทบต่อแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นหนึ่งในสี่แรงพื้นฐาน (Fundamential Interaction) ในธรรมชาติ (แรงมูลฐานประกอบด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า, แรงโน้มถ่วง, แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน และแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม) ประจุไฟฟ้าเกิดจากอะตอมซึ่งมีปริมาณของอิเล็กตรอนและโปรตอน มันจะอนุรักษ์ประจุของมันเอาไว้ เพราะกลุ่มประจุจะอยู่ในระบบโดดเดี่ยว (Isolated system) ซึ่งจะทำให้ประจุยังคงอยู่ในระบบของมันตลอดเวลา ในระบบประจุสามารถถ่ายเทกันได้ระหว่างอะตอม ถ้าไม่เกิดจากการสัมผัสกันโดยตรงก็เกิดจากการนำประจุของโลหะอย่างเช่นเส้นลวด อาจกล่าวได้ว่าพฤติกรรมของประจุเหล่านี้เป็นไฟฟ้าสถิตก็ได้ โดยทั่วไปจะเกิดจากการขัดถูของวัตถุที่แตกต่างกันสองชนิด จะเกิดการถ่ายเทประจุจากวัตถุชนิดหนึ่งไปยังอีกชนิดหนึ่ง
พฤติกรรมของประจุจะทำให้เกิดแรงแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้น แรงของมันเป็นที่รู้กันในอดีต แต่ในช่วงเวลานั้นยังไม่มีใครเข้าใจปรากฏการณ์ดังกล่าว
ลูกบอลน้ำหนักเบาที่ถูกแขวนสามารถมีประจุไฟฟ้าได้จากการกระตุ้นโดยแท่งแก้วที่ขัดถูกับผ้ามาแล้ว ในทำนองเดียวกันลูกบอลที่มีประจุไฟฟ้าโดยการกระตุ้นจากแท่งแก้วเหมือนกันกับลูกบอลลูกแรก เมื่อมาเจอกันก็จะผลักกัน สามารถกล่าวได้ว่าวัตถุที่มีประจุเหมือนกันจะผลักกัน อย่างไรก็ตามถ้าลูกบอลลูกหนึ่งถูกกระตุ้นโดยแท่งแก้ว ส่วนอีกลูกหนึ่งถูกกระตุ้นโดยแท่งอำพัน ลูกบอลสองลูกนั้นจะดึงดูดกัน นั่นคือวัตถุที่มีประจุต่างกันจะดูดกัน ปรากฏการณ์นี้ค้นพบโดยชาร์ลส์ ออกัสติน เดอ คูลอมป์
หลักการก็คือจะเกิดแรงที่ประจุด้วยตัวของมันเอง ดังนั้นประจุจึงมีแนวโน้มที่จะกระจายไปทั่วบริเวณและเป็นไปได้ที่จะกรัจาบไปทั่วผิวหน้าวัตถุ ส่วนสำคัญของเรื่องแรงแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ว่าจะดูดหรือผลักกัน จะเป็นไปตามกฎของคูลอมป์ซึ่งเกี่ยวข้องกับแรงที่เกิดจากประจุและมีความเกี่ยวข้องกับกฎจัตุรัสตรงข้าม (Inverse-square Law) ระหว่างประจุที่เกิดแรงซึ่งกันและกัน แรงแม่เหล็กไฟฟ้านี้แข็งแรงมาก เป็นรองแค่แรงนิวเคลียร์อย่างเข้มเท่านั้น
[แก้]กระแสไฟฟ้า
การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าเราเรียกว่า กระแสไฟฟ้า ความเข้มของมันเราวัดในหน่วยแอมแปร์ กระแสไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้แม้ประจุเพียงเล็กน้อย ซึ่งประจุที่ว่านั้นโดยทั่วไปจะหมายถึงอิเล็กตรอน แต่ประจุที่ที่เคลื่อนที่ร่วมกันนั้นเรียกว่ากระแส
มีการกำหนดแบบแผนการทิศทางของกระแสให้ประจุบวกเคลื่อนที่ หรือมีการเคลื่อนที่ของประจุจากส่วนที่เป็นขั้วบวกไปยังส่วนที่เป็นขั้วลบในวงจรไฟฟ้าอย่างชัดเจน การกำหนดแบบแผนทิศทางของกระแสไฟฟ้าดังกล่าวเรียกว่า กระแสสมมติ การเคลื่อนที่ของประจุลบในวงจรไฟฟ้าเรียกว่า กระแสอิเล็กตรอน คือหนึ่งในรูปแบบที่นิยมในการกำหนดทิศทางของกระแส ดังนั้นจะเห็นได้ว่าทิศทางของกระแสสมมติ (ดูการเคลื่อนที่ของประจุบวก) จะเคลื่อนที่ตรงข้ามกับทิศทางของกระแสอิเล็กตรอน (ดูการเคลื่อนที่ของประจุลบ) อย่างไรก็ตามขึ้นอยู่ที่การใช้งาน กระแสอิเล็กตรอนใช้ในการรวมประจุให้ไปในทิศทางเดียวกัน ส่วนกระแสสมมติก็ใช้วิเคราะห์ได้ง่ายและกว้าง
ในการเกิดกระแสไฟฟ้าจะผ่านวัสดุที่เรียกว่าตัวนำไฟฟ้า มีวัสดุธรรมชาติมากมายที่สามารถก่อให้เกิดประจุได้ ตัวอย่างของกระแสไฟฟ้าที่อยู่ในวัตถุตัวนำก็คือ อิเล็กตรอนที่ไหลอยู่ในตัวนำไฟฟ้า อาทิโลหะ หรือการอิเล็กโตรไลซิส(คือการที่ไอออนไหลอยู่ในของเหลว) โดยปกติแล้วมันจะไหลช้ามากๆ บางทีเฉลี่ยเป็นแค่ความเร็วลอยเลื่อนเท่านั้น คิดเป็นเพียงเศษของมิลลิเมตรต่อวินาทีเลยทีเดียว สนามไฟฟ้าสามารถขับเคลื่อนด้วยตัวของมันเอง ด้วยการแพร่ไปด้วยความเร็วใกล้ความเร็วแสง ทำให้สัญญาณอิเล็กตรอนสามารถส่งผ่านไปยังสายตัวนำอย่างรวดเร็ว
กระแสไฟฟ้ามีกรณีที่สังเกตเห็นได้ในหลายเหตุการณ์ ตามประวัติศาสตร์นั่นหมายความว่ามันเป็นที่รู้จักมานานแล้ว น้ำสามารถถูกแยกได้โดยกระแสจากโวตาอิก ไพล์ (แบตเตอรี่ของโวลต้า) ซึ่งค้นพบโดยวิลเลี่ยม นิโคลสันกับเซอร์ แอนโธนี คาร์ลิเซิลสองนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เมื่อคริสต์ศตวรรษที่ 1800 โดยกระบวนการอิเล็กโตรไลซิส ในเรื่องของไฟฟ้ากระแสยังมีการกล่าวถึงความต้านทาน ซึ่งเกิดจากความร้อน ผลกระทบนี้เจมส์ เพรสคอต จูลได้ทำการศึกษามันทางคณิตศาสตร์ในปี พ.ศ. 2383 เรื่องสำคัญที่มีความเกี่ยวข้องกับกระแสเรื่องหนึ่งนั้นถูกค้นพบโดยบังเอิญโดยฮันส์ คริสเตียน เออร์สเตดในปีพ.ศ. 2363 เมื่อครั้งที่เขากำลังเตรียมการสอน เขาพบเห็นกระแสในเส้นลวดทำให้เกิดแม่เหล็กขึ้นล้อมรอบ เออร์สเตดจึงค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า ซึ่งต่อมาเรียกว่าแม่เหล็กไฟฟ้า
ในทางวิศวกรรมหรือการใช้งานตามอาคารบ้านเรือน เรามักจะพบเจอกับกระแสไฟฟ้าอยู่บ่อยๆ ไม่ว่าจะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) หรือไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)
[แก้]สนามไฟฟ้า
สนามไฟฟ้า (electric field) คือปริมาณซึ่งใช้บรรยายการที่ประจุไฟฟ้าทำให้เกิดแรงกระทำกับอนุภาคมีประจุภายในบริเวณโดยรอบ หน่วยของสนามไฟฟ้าคือ นิวตันต่อคูลอมบ์ หรือโวลต์ต่อเมตร (มีค่าเท่ากัน) สนามไฟฟ้านั้นประกอบขึ้นจากโฟตอนและมีพลังงานไฟฟ้าเก็บอยู่ ซึ่งขนาดของความหนาแน่นของพลังงานขึ้นกับกำลังสองของความหนานแน่นของสนาม ในกรณีของไฟฟ้าสถิต สนามไฟฟ้าประกอบขึ้นจากการแลกเปลี่ยนโฟตอนเสมือนระหว่างอนุภาคมีประจุ ส่วนในกรณีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้น สนามไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปพร้อมกับสนามแม่เหล็ก โดยมีการไหลของพลังงานจริง และประกอบขึ้นจากโฟตอนจริง
[แก้]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
[แก้]แม่เหล็กไฟฟ้า
แม่เหล็กไฟฟ้า คือ แท่งแม่เหล็กที่เกิดจากอำนาจไฟฟ้า โดยการพันขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลรอบๆแกนแม่เหล็ก เมื่อกดคุณกดปุ่ม บันทึก ถือว่าคุณยอมรับเงื่อนไขการใช้งาน และคุณตกลงให้ข้อความที่คุณเผยแพร่นั้นอยู่ภายใต้สัญญาอนุญาต CC-BY-SA 3.0 และ GFDL โดยไม่สามารถแก้กลับคืน คุณยอมรับว่าการใส่ลิงก์กลับมายังหน้านี้เพียงพอสำหรับนำเนื้อหาของคุณไปใช้ในทุกกรณี โปรดทราบ เมื่อคุณกดบันทึก ผลการแก้ไขของคุณจะปรากฏแก่สาธารณะในทันที หากคุณต้องการทดลอง กรุณาใช้หน้าทดลองเขียนแทน โปรดเพิ่มเฉพาะเนื้อหารูปแบบสารานุกรม พร้อมแหล่งอ้างอิงซึ่งสามารถพิสูจน์ได้จากแหล่งข้อมูลอื่น และกรุณาเขียนอย่างเป็นกลาง ไม่มีอคติ โปรดอย่าคัดลอกและวางเนื้อหาจากแหล่งที่มีลิขสิทธิ์ มีเพียงข้อมูลจากแหล่งข้อมูลสาธารณสมบัติเท่านั้นที่สามารถคัดลอกได้โดยไม่ต้องขออนุญาต
[แก้]วงจรไฟฟ้า
วงจรไฟฟ้า เป็นการนำเอาสายไฟฟ้าหรือตัวนำไฟฟ้าที่เป็นเส้นทางเดินให้กระแสไฟฟ้าสามารถ ไหลผ่านต่อถึงกันได้นั้นเราเรียกว่า วงจรไฟฟ้า การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่อยู่ภายในวงจรจะเริ่มจากแหล่งจ่ายไฟไปยัง อุปกรณ์ไฟฟ้า ดังการแสดงการต่อวงจรไฟฟ้าเบื้องต้นโดยการต่อแบตเตอรี่ต่อเข้ากับหลอดไฟ หลอดไฟฟ้าสว่างได้เพราะว่ากระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจรไฟฟ้าและเมื่อ หลอดไฟฟ้าดับก็เพราะว่ากระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจร เนื่องจากสวิตซ์เปิดวงจรไฟฟ้าอยู่นั่นเอง
[แก้]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
[แก้]กระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรม
เนื่องจากกระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรมมีการไหลในทิศทางเดียว ดังนั้นกระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรมจะมีค่าเท่ากันทุกจุด
จากสมการ
IT = I1 = I2 = I3
[แก้]ความต้านทานรวมในวงจรอนุกรม
ค่าความต้านทานรวมในวงจรอนุกรมนั้น คำนวณได้โดยนำค่าความต้านทานของตัวต้านทานแต่ละตัวมารวมกัน
จากสมการ
RT = R1 + R2 + R3 + R4 +…….
[แก้]แรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรม
แรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรมนั้น คำนวณได้โดยการนำค่าแรงดันไฟฟ้าในวงจรมารวมกัน
จากสมการ
VT = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + ......
[แก้]ลักษณะคุณสมบัติของวงจรอนุกรม
1. ในวงจรหรือส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรอนุกรมจะมีกระแสไหลผ่านในทิศทางเดียวเท่านั้น
2. แรงดันตกคร่อมที่ความต้านทานแต่ละตัวในวงจรเมื่อนำมาร่วมกันจะมีค่าเท่ากับแรงดันที่จ่ายให้กับวงจร
3. ค่าความต้านทานย่อยแต่ละตัวในวงจร เมื่อนำมารวมกันก็จะมีค่าเท่ากับค่าความต้านทานรวมกันทั้งหมดในวงจร
4. กำลังและพลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่ความต้านทานย่อยแต่ละตัวในวงจร เมื่อนำมารวมกันก็จะมีค่าเท่ากำลังและพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดในวงจร
[แก้]วงจรขนาน
วงจรที่เกิดจากการต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปให้ขนานกับแหล่งจ่ายไฟมีผลทำให้ค่าของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อม อุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละตัวมีค่าเท่ากัน ส่วนทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าจะมีตั้งแต่ 2 ทิศทางขึ้นไปตามลักษณะของสาขาของวงจรส่วนค่าความต้านทานรวมภายในวงจรขนานจะ มีค่าเท่ากับผลรวมของส่วนกลับของค่าความต้านทานทุกตัวรวมกัน ซึ่งค่าความต้านทานรวมภายในวงจรไฟฟ้าแบบขนานจะมีค่าน้อยกว่าค่าความต้านทาน ภายในสาขาที่มีค่าน้อยที่สุดเสมอ และค่าแรงดันที่ตกคร่อมความต้านทานไฟฟ้าแต่ละตัวจะมีค่าเท่ากับแรงเคลื่อน ของแหล่งจ่าย
[แก้]แรงดันไฟฟ้าในวงจรขนาน
สำหรับค่าแรงดันไฟฟ้าในวงจรขนานที่ตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวนั้น มีค่าเท่ากับค่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมความต้านทานแต่ละตัวซึ่งมีค่าเท่ากับ
VR1 = VR2 = VR3 = VR4 = VS = 9V
[แก้]กระแสไฟฟ้าในวงจรขนาน
กระแสไฟฟ้าภายในวงจรขนานจะมีหลายค่าด้วยกัน ทั้งนี้เนื่องจากทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ามีมากกว่า 1 ทิศทาง ดังนั้น การคำนวณหาค่ากระแสไฟฟ้าจึงใช้กฎของ Kerchhoff,s Current Law โดยมีวิธีการคำนวณสองวิธีคือ
1. กระแสไฟฟ้ารวมภายในวงจร ( IT ) จะมีค่าเท่ากับผลรวมของกระแสไฟฟ้าที่ไหลแยกในแต่ละทิศทาง ( I1 + I2 + I3 + I4+…..)
2. กระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าสู่จุดๆ หนึ่งจะมีค่าเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากจุดๆ นั้นเสมอ
[แก้]ลักษณะคุณสมบัติของวงจรขนาน
1. แรงดันที่ตกคร่อมที่อิลิเมนท์ หรือที่ความต้านทานทุกตัวของวงจรจะมีค่าเท่ากันเพราะว่าเป็นแรงดันตัวเดียวกันในจุดเดียวกัน
2. กระแสที่ไหลในแต่ละสาขาย่อยของวงจร เมื่อนำมารวมกันจะมีค่าเท่ากับกระแสที่ไหลผ่านวงจรทั้งหมดหรือกระแสรวมของวงจร
3. ค่าความนำไฟฟ้าในแต่ละสาขาย่อยของวงจร เมื่อนำมารวมกันจะมีค่าเท่ากับค่าความนำไฟฟ้าทั้งหมดของวงจร
4. กำลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่อิลิเมนท์หรือค่าความต้านทานในแต่ละสาขาในวงจร เมื่อนำมาร่วมกันก็จะมีค่าเท่ากับกำลังและพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดของวงจร
[แก้]การผลิตและการใช้งาน
[แก้]เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและการส่ง
[แก้]การใช้งาน
[แก้]ไฟฟ้าจากธรรมชาติ
พลังงานแสงอาทิตย์
อุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าเรียกว่า เซลล์สุริยะ(solar cell) เป็นอุปกรณ์ที่ไม่มีของเสียที่จะทำให้เกิดมลพิษขณะใช้งาน แต่มีข้อเสียในเรื่องประสิทธิภาพ เพราะให้กำลังไฟฟ้าน้อย
พลังงานน้ำ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้น้ำจากเขื่อนไปหมุนกังหัน
พลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลง
การเคลื่อนที่ของน้ำขึ้นน้ำลงผ่านช่องแคบสามารถนำไปใช้หมุนกังหันได้
[แก้]
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)