011 - DOC

Document Sample
011 - DOC Powered By Docstoc
					                                   กระแสไฟฟ้า

                         คาศัพท์ประจาสัปดาห์
                       Electrical Current
             กระแสไฟฟ้า (I) เป็นอัตราการไหลของประจุไฟฟ้าในตัวนาโลหะ
ประจุที่ไหลเป็นอิเล็กตรอน (อนุภาคที่มีประจุเป็นลบ)
เหตุที่ไหลไปได้เนื่องจากความต่างศักย์ไฟฟ้า ระหว่างจุด 2 จุดในสนามไฟฟ้า
     ้
ดังนันจึงจาเป็นต้องมีความต่างศักย์ไฟฟ้า เพื่อให้มีกระแสไฟฟ้า วงจรไฟฟ้าเป็นวงปิด
ประกอบด้วยแหล่งความต่างศักย์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่นๆที่ให้กระแสไหลผ่าน
                                  ประกายไฟฟ้า
         เครื่องกาเนิดไฟฟ้าแรงสูง สร้างประกายไฟฟ้าขึ้น
โดยประกายไฟฟ้าเกิดขึ้นจากโดมตัวใหญ่จะวิ่งเข้าหาทรงกลมอันเล็ก ที่ต่อกับสายดินไว้
ประกายไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้น
เมื่อความต่างศักย์ของโดมมากพอที่จะทาให้อากาศโดยรอบเกิดการแตกตัวเป็นอิออน
ทาให้อากาศเปลี่ยนจากฉนวนเป็นตัวนาไฟฟ้า ปรากฎการณ์นี้เกิดขึ้นเร็วมากประมาณ 1 ใน
100วินาที




    ปลาไหลไฟฟ้าเป็นสัตว์ที่ประหลาดประเภทหนึ่งอาศัยอยู่ในแม่น้าของอเมริกาใต้
มันสามารถฆ่าเหยื่อของมันได้โดยใช้กระแสไฟฟ้าจานวนมากที่สร้างขึ้นเองภายในตัวของมัน
ตลอดลาตัวจากหัวถึงหางสามารถสร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าได้หลายร้อยโวลต์
ให้กระแสไฟฟ้าได้ถึง 1 แอมแปร์ ตอนนี้ก็ถึงคาถามสาคัญที่ว่า
ปลาไหลที่น่ารักนี้สร้างกระแสไฟฟ้าได้อย่างไร
โดยที่ตัวมันเองไม่โดนกระแสไฟฟ้าช็อตตายไปเสียก่อน อ่านต่อครับ
ลองคานวณหากระแสไฟฟ้าของปลาไหลตัวนี้กัน




1. ธรรมชาติของไฟฟ้า ....
   สสารที่มีในโลกนี้ประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ ซึ่งเราเรียกว่า อะตอมหรือ ปรมาณู
(Atoms)ภายในอะตอมจะประกอบไปด้วยอนุภาคไฟฟ้าเล็กๆ 3 ชนิด คืออิเล็กตรอน
โปรตอนและนิวตรอน โดยที่อิเล็กตรอนจะมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ โปรตอนมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก
และในนิวตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็นกลาง การอยู่ร่วม
กันของอนุภาคทั้งสามในอะตอมเป็นลักษณะที่โปรตอนและนิวตรอนร่วมกันอยู่ ตรงกลาง เรียกว่า
นิวเคลียส และมีอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบ ๆ
เซลเชื้อเพลิงทางานอย่างไร?
   คุณคงเคยได้ยินความมหัศจรรย์ และพลังงานของเซลเชื้อเพลิงกันมาบ้างแล้ว
บางท่านคงจะได้เห็นมาจากโทรทัศน์ บางท่านอาจจะได้ยินข่าวสารนี้มาจากวิทยุ
ไม่ว่าจะมาทางใดก็ตามเทคโนโลยีนี้มีความน่าสนใจมากๆ
เพราะเป็นแหล่งพลังงานที่มีความสะอาด ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะ
และให้ประสิทธิภาพสูงกว่าพลังงานจากแหล่งอื่นๆ พลังงานนี้คืออะไร
เหมือนกับการเผาไหม้เชื้อเพลิงอย่างเช่น น้ามัน หรือไม่
หรือถ้าไม่เหมือนมันมีความแตกต่างกันอย่างไร ?




                 รถทดลองที่ใช้พลังงานจากเซลเชื้อเพลิง
                              รถไฮบริด

                                       บทนา
    ขณะที่คุณนารถไปเติมน้ามัน เด็กปั๊มจะนาหัวจ่ายสอดใส่เข้าไปในถังน้ามัน
พร้อมกับราคาของน้ามันที่เพิ่มอย่างรวดเร็ว แต่ละหยดของน้ามันหมายถึงเงินในกระเป๋าของคุณ
ที่ต้องโบยบินออกไป
   ปัจจุบันเทคโนโลยีของรถยนต์ก้าวหน้าพัฒนาไปมากมาย เพื่อประหยัดน้ามันให้กับรถของคุณ
พร้อมก้บพยายามรักษาสิ่งแวดล้อมให้สะอาด

     ตอนนี้มีรถสองยี่ห้อ คือฮอนด้า และโตโยต้า ที่กาลังแข่งขันกันประหยัดน้ามัน
คาตอบที่เป็นไปได้มากสุด คือรถแบบผสมผสานที่เรียกเป็นภาษาอังกฤษว่า รถไฮบริด
ทั้งสองบริษัทเป็นของญี่ปุ่น เริ่มขายรถไฮบริดในประเทศอเมริกา
เพราะเป็นประเทศที่ร่ารวยพอจะมีเงินซื้อเทคโนโลยีใหม่ได้
ส่วนประเทศไทยของเราคงต้องรอให้ราคาถูกกว่านี้จึงจะพอมีปัญญาซื้อมาใช้ได้




รถฮอนด้าอินไซด์ เป็นรถไฮบริดอิเล็กทริก ( hybrid electric)

     รถไฮบริดสามารถวิ่งได้ไกลกว่ารถเก๋งธรรมดา ไม่ก่อมลพิษให้กับสิ่งแวดล้อมใช่หรือไม่
ฟิสิกส์ราชมงคลจะไขความลับนี้ให้คุณได้ทราบ ว่าเทคโนโลยีอันแสนมหัศจรรย์ของโตโยต้า
และฮอนด้านั้น มันเป็นอย่างไร



                                 การทดลองเสมือนจริง
ไฟฟ้ากระแสตรง

ในห้องทดลองนี้คุณสามารถสร้างวงจรไฟฟ้ากระแสตรงได้หลายรูปแบบตามใจชอบ
อย่างไรก็ตามมีข้อจากัดบางประการที่จะต้องทราบก่อน ยกตัวอย่างเช่น
แบตเตอรี่หรือแหล่งจ่ายไฟกาหนดค่าได้ตั้งแต่ +10 V ถึง -10 V
ดังนั้นถ้าคุณต้องการแบตเตอรี่ค่า 20 V ให้ต่อแบต 2 อันอนุกรมกัน
กดที่รูปภาพหรือที่นี่เพื่อเข้าสู่การทดลอง


การชาร์จตัวเก็บประจุ

   ในห้องทดลองนี้คุณสามารถเปลี่ยนค่าตัวเก็บประจุ และตัวต้านทาน หลังจากที่ปิดสวิทซ์
คุณจะสังเกตเห็น แรงดันไฟฟ้า กับกระแส เปลี่ยนแปลงไปตามเวลา
ขณะที่กาลังชาร์จตัวเก็บประจุ กดที่รูปภาพหรือที่นี่เพื่อเข้าสู่การทดลอง
                                       บทนา
    ก่อนที่จะมีการประดิษฐ์หลอดไฟ เราได้แสงสว่างจากดวงอาทิตย์ กองไฟ ตะเกียง
และเปลวเทียน แต่แสงสว่างจากสิ่งเหล่านี้ เป็นอันตรายอยู่เหมือนกัน
ถ้าเราไปใช้ในห้องที่ปิดมิดชิด และยังทาให้เกิดควันและกลิ่นที่น่าราคาญอีกด้วย

     เมื่อวิทยาศาสตร์ทางไฟฟ้า เริ่มต้นขึ้นในปี ค.ศ. 1800
นักประดิษฐ์หลายท่านได้สร้างผลิตภัณฑ์ที่ใช้ประโยชน์จากไฟฟ้าขึ้นมาอย่างมากมาย
หนึ่งในจานวนนั้นคือ นาย โทมัส เอดิสัน ท่านได้ประดิษฐ์หลอดไฟขึ้นในปี ค.ศ. 1879
ภายในเวลาเพียง 25 ปี หลอดไฟของท่านถูกนาไปใช้ในสถานที่ต่างๆเกือบทุกตาแหน่งของโลก
สิ่งนี้คือเทคโนโลยีที่นาโลกออกจากความมืดมิด

    พื้นฐานทางฟิสิกส์ของหลอดไฟนั้นแสนจะธรรมดา แต่การพัฒนาอย่างต่อเนื่องนั้น
เป็นความมหัศจรรย์ หลอดไฟสมัยใหม่แทบจะไม่เหมือนกับหลอดไฟของท่านเอดิสัน
ฟิสิกส์ราชมงคล จะเปิดเผยความลี้ลับว่า หลอดไฟมันเปล่งแสงออกมาได้อย่างไร
หลอดนีออน

   หลอดนีออนมีชื่อจริงว่า หลอดฟลูออเรสเซนต์ เห็นได้อยู่ทั่วไป ไม่ว่าจะเป็นที่ทางาน
โรงเก็บของ ถนน ห้างสรรพสินค้า บ้าน หรือแม้แต่ห้องน้า ทุกคนรู้จักดีว่า
มันให้แสงสีขาวนวล แต่มีสักกี่คนที่รู้จักมันดีกว่านี้

   ฟิสิกส์ราชมงคล จะเปิดเผยหลักการทางานของหลอดฟลูออเรสเซนต์ ว่าเป็นอย่างไร
มีประสิทธิภาพมากกว่าหลอดไฟมีไส้ แค่ไหน ในหน้าถัดไป




                      ความเป็นมาของ Superconductors
                วันนั้น วันที่ 18 มีนาคม ค.ศ.1987 ณ.ห้อง ชัตตัน บอลรูม โรงแรมนิวยอร์ค
       ฮิลตัน ประเทศสหรัฐอเมริกา นักฟิสิกส์ นักข่าว และผู้สนใจงาน ด้านฟิสิกส์ จานวนมากถึง
       3,800 คน ได้ไปเข้าร่วมประชุม งานวันประชุม สมาคมนักฟิสิกส์ อเมริกัน
       ในสาขาคอนแดนส์ แมตเตอร์ ฟิสิกส์ เป็นเรื่องที่ตื่นเต้น ที่สุดในรอบหลายทศวรรษ
       ที่ผ่านมา นั่นคือ การรายงาน ผลการค้นพบ "ซูเปอร์คอนดัคเตอร์ อุณหภูมิสูง" (High -
       temperature superconductor)




Magnetic-levitation เป็นตัวอย่าง ที่ใช้อธิบาย การใช้งาน สารตัวนายิ่งยวด ได้เป็นอย่างดี
ยานพาหนะ ที่ใช้ในการขนส่ง เช่นรถไฟ สามารถถูกทาให้ ลอยตัว อยู่บน สนามแม่เหล็กแรงสูง
ที่ผลิตจากสารตัวนายิ่งยวดได้ หมดปัญหา การเสียดสี ระหว่างราง และตัวรถ ลงได้โดยปริยาย
ในแม่เหล็กธรรมดา ไม่เพียงแต่ จะสิ้นเปลือง พลังงาน ไปเนื่องจาก ความร้อน ยังมีขนาดใหญ่กว่า
แม่เหล็ก ที่ทาจากสาร ตัวนายิ่งยวด อีกด้วย
Maglev technology นี้ได้กาเหนิดขึ้น ในปี ค.ศ. 1990 โดยโครงงาน ของรัฐบาลญี่ปุ่น
และกระทรวงคมนาคม ได้มีคาสั่ง ให้สร้างขึ้น ในปี ค.ศ.1997 เส้นแรกชื่อว่า Yamanashi
Maglev Test Line ในวันที่ 3 เมษายน 1997 สองปีต่อมา ในวันที่ 14 เมษายน
ค.ศ.1999 รถไฟฟ้ารุ่น MLX01รถทดสอบ ดังแสดงในรูป ซึ่งมีความสามารถ เร่งความเร็ว
ได้ถึง 343 ไมล์ต่อ ชั่วโมง ซึ่งก็ยังอยู่ ในระหว่าง กระบวนการ พัฒนา อยู่ในขณะนี้



                                  การทดลองเสมือน


หลอดไฟ




  จากภาพการทดลองดังกล่าว หลอดไฟฟ้า 2 หลอดคือหลอด A และหลอด B
ต่ออนุกรมกับเครื่องจ่ายไฟ 20 V ดังรูป เมื่อเราเปลี่ยนค่าความต้านทานของหลอดไฟ A
และหลอดไฟ B จะได้ภาพของหลอดไฟที่มีความสว่างแตกต่างกันออกไป ซึ่งหาได้จากสูตร P =
E 2 / R กดเข้าไปทดลองครับ
130 ปีแห่งการเปลี่ยนแปลงกิจการ
ไฟฟ้า


   บทความพิเศษ วงกต วงศ์อภัย (คณะวิศวกรรมศาสตร์ ม.เชียงใหม่)
wongkot_w@yahoo.com มติชนรายสัปดาห์ วันที่ 09 เมษายน พ.ศ. 2547 ปีที่
24 ฉบับที่ 1234

        ไฟฟ้าได้ก้าวเข้ามามีบทบาทในการพัฒนาของโลกมากว่า 150 ปี
มีการบันทึกไว้ว่านับแต่ทฤษฎีไฟฟ้าของ William Gilbert ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 17
ไปสู่การค้นพบกระแสไฟฟ้าจากฟ้าแลบของ Benjamin Franklin
ผู้ซึ่งถือว่าเป็นบิดาแห่งไฟฟ้า ใน ค.ศ.1752 ตามติดด้วยการคิดค้นหลอดไฟเป็นครั้งแรกของ
Thomas Alva Edison ในปี 1879
       นับแต่นั้นมา ไฟฟ้าได้เข้ามามีบทบาทในการพัฒนาสังคมและการผลิตต่างๆ มากมาย
แต่หากเรามุ่งสนใจเฉพาะในกิจการไฟฟ้าที่มุ่งให้บริการแก่สังคมและชุมชนนั้น
ทางองค์การพลังงานสากล (IEA)
ได้สรุปการเปลี่ยนแปลงและการพัฒนาในกิจการไฟฟ้าไว้โดยเริ่มนับจากปี ค.ศ. 1870
เป็นยุคแรกหรือประมาณ 130 ปีที่ผ่านมาและมีการพัฒนาต่อเนื่องจวบจนถึงในยุคปัจจุบัน




              โรงงานไฟฟ้าในชนบทยุคเริ่มต้นของทางยุโรป


                             การทดลองเสมือน
นาหลอดฟลูออเรสเซนต์มาต่อเข้ากับส่วนอื่นดังรูป
เราสามารถทาให้หลอดฟลูออเรสเซนต์ติดและสว่างปกติได้ โดยทาตามข้อใดข้อเดียวดังนี้
สับสวิตช์ S1 ลงอันเดียว
สับสวิตช์ S1 และ S2 ลงพร้อมกัน
สับสวิตช์ S1 และ S2 ลงพร้อมกัน ต่อมาสักครู่จึงยก S2 ออกให้อยู่ในสภาวะเดิม
สับสวิตช์ S1 และ S2 ลงพร้อมกัน ต่อมาสักครู่จึงยก S1 ออกให้อยู่ในสภาวะเดิม

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:46
posted:1/15/2012
language:Thai
pages:11