ชุดการเรียนที่ 1 ก
ชุดการเรียนที่ 1 ก ค ำน ำ หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ เรื่อง ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ได้จัดท าขึ้นให้สอดคล้องกับ ธรรมชาติของวิชาและสอดคล้องกับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยีและหลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐานพุทธศักราช 2551 (ปรับปรุง พ.ศ. 2560) เพื่อให้ นักเรียนสามารถน าไปใช้ได้อย่างเหมาะสมชุดกิจกรรมการเรียนรู้ชุดนี้ ผู้สอนได้จัดท าขึ้นเพื่อเป็นคู่มือ ในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้ร่วมกับแผนการจัดการเรียนรู้เพื่อให้นักเรียนใช้กระบวนการทาง วิทยาศาสตร์สืบเสาะหาความรู้และสร้างความรู้ใหม่สามารถคิดวิเคราะห์สื่อสารให้เข้าใจตรงกันมี กิจกรรมวิทยาศาสตร์ตลอดจนเชื่อมโยงและน าความรู้ไปใช้ในชีวิตประจ าวันได้ การจัดท าหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ เรื่อง ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน (ว23102) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เสร็จสมบูรณ์ได้ เพราะได้รับความร่วมมืออนุเคราะห์จากผู้เชี่ยวชาญหลายท่านที่ได้ให้ค าปรึกษาแนะน า จึงขอขอบคุณไว้ณ โอกาสนี้และหวังเป็นอย่างยิ่งว่าหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ชุดนี้ จะช่วยพัฒนา นักเรียนให้เป็นบุคคลแห่งการเรียนรู้สามารถเรียนรู้ได้ตลอดชีวิตตามเจตนารมณ์ที่ตั้งไว้
ชุดการเรียนที่ 1 ข ค ำชี้แจง หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ เรื่อง ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เนื้อหาแบ่งออกเป็นเรื่องย่อย ทั้งหมด 6 เล่มดังนี้ เล่มที่ 1 เรื่อง ปริมาณทางไฟฟ้า เล่มที่ 2 เรื่อง อุปกรณ์ไฟฟ้า เล่มที่ 3 เรื่อง วงจรไฟฟ้า เล่มที่ 4 เรื่อง พลังงานไฟฟ้า เล่มที่ 5 เรื่อง เครื่องใช้ไฟฟ้า เล่มที่ 6 เรื่อง อิเล็กทรอนิกส์ แต่ละเล่มประกอบด้วย ค าน า ค าชี้แจง ค าแนะน าส าหรับครู ค าแนะน าส าหรับนักเรียน จุดประสงค์การเรียนรู้ แบบทดสอบก่อนเรียน ใบความรู้ กิจกรรมแนะแนวค าตอบกิจกรรม แบบทดสอบหลังเรียน เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน-หลังเรียน ซึ่งจัดท าขึ้นเพื่อให้นักเรียนใช้เรียน ในห้องเรียน
ชุดการเรียนที่ 1 ค สำรบัญ เรื่อง หน้ำ ค าน า ก ค าชี้แจง ข สารบัญ ค ค าชี้แจงในการใช้หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ส าหรับครู 1 ค าชี้แจงในการใช้หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ส าหรับนักเรียน 2 สาระส าคัญ 3 สาระการเรียนรู้ 3 จุดประสงค์การเรียนรู้ 3 แบบทดสอบก่อนเรียน เรื่อง ปริมาณทางไฟฟ้า 4 ใบความรู้เรื่อง ปริมาณทางไฟฟ้า 6 กิจกรรมที่ 1 เรื่อง ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า 17 กิจกรรมที่ 2 เรื่อง ความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้า 19 กิจกรรมที่ 3 เรื่อง การหาค่าความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสไฟฟ้า และความต้านทานไฟฟ้า 22 กิจกรรมที่ 4 แผนผังความคิด เรื่อง ปริมาณทางไฟฟ้า 24 แบบทดสอบหลังเรียน เรื่อง ปริมาณทางไฟฟ้า 25 แนวค าตอบกิจกรรมที่ 1 เรื่องความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า 27 แนวค าตอบ กิจกรรมที่ 2 เรื่อง ความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้า แนวค าตอบกิจกรรมที่ 3 เรื่องการหาค่าความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้า 31 แนวค าตอบกิจกรรมที่ 4 แผนผังความคิดเรื่องความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและ ความต้านทานไฟฟ้า 33 เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน เรื่อง ปริมาณทางไฟฟ้า 34 เฉลยแบบทดสอบหลังเรียน เรื่อง ปริมาณทางไฟฟ้า 35 บรรณานุกรม 36
ชุดการเรียนที่ 1 1 ค ำชี้แจงในกำรใช้หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ส ำหรับครู 1. หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ เรื่องไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ประกอบด้วย หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ ทั้งหมด 6 เรื่อง ดังนี้ เล่มที่ 1 เรื่อง ปริมาณทางไฟฟ้า เล่มที่ 2 เรื่อง อุปกรณ์ไฟฟ้า เล่มที่ 3 เรื่อง วงจรไฟฟ้า เล่มที่ 4 เรื่อง พลังงานไฟฟ้า เล่มที่ 5 เรื่อง เครื่องใช้ไฟฟ้า เล่มที่ 6 เรื่อง อิเล็กทรอนิกส์ 2. หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ เล่มนี้ คือ เล่มที่ 1 เรื่อง ปริมาณทางไฟฟ้า ใช้เป็นสื่อการเรียนรู้ ประกอบการใช้แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 1 เรื่อง ความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าและความต้านทาน ไฟฟ้าและ แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 2 เรื่อง ความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าและความต้านทาน ไฟฟ้า ต่อหน่วยการเรียนรู้ที่ 6 ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ 3. ครูควรศึกษาค าแนะน าในการใช้หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ให้เข้าใจก่อนจัดกิจกรรมการ เรียนรู้ 4.ครูต้องชี้แจงขั้นตอนการเรียนโดยใช้หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ให้นักเรียนเข้าใจทุกคนก่อน ด าเนินกิจกรรมต่าง ๆ 5. ถ้านักเรียนศึกษาหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ไม่เข้าใจ ครูควรแนะน าเพิ่มเติม อาจให้นักเรียนได้ ปฏิบัติกิจกรรมทั้งในและนอกเวลาเรียนจะท าให้ผู้เรียนมีทักษะและมีความรู้ความความเข้าใจมาก ยิ่งขึ้น
ชุดการเรียนที่ 1 2 ค ำชี้แจงในกำรใช้หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ส ำหรับนักเรียน 1. หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ เรื่องไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ รายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่มนี้คือ เล่มที่ 1 เรื่อง ปริมาณทางไฟฟ้า 2.ตรวจสอบหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ว่าครบ ตรวจสอบหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ว่าครบถ้วน หรือไม่ถ้า ไม่ครบถ้วนต้องแจ้งครูผู้สอนทันที 3. ศึกษาจุดประสงค์การเรียนรู้ของหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ก่อนที่จะเริ่มศึกษาหาความรู้ใน ล าดับต่อไป 4. นักเรียนท าแบบทดสอบก่อนเรียนจ านวน 10 ข้อ 5. ศึกษาหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ด้วยตนเองตามล าดับที่จัดในหนังสืออิเล็กทรอนิกส์เมื่อเข้าใจ แล้วท ากิจกรรมให้ครบทุกกิจกรรม 6. ศึกษาหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ด้วยความเอาใจใส่และมีความซื่อสัตย์ไม่เปิดดูเฉลยก่อน 7. เมื่อศึกษาเนื้อหาและท ากิจกรรมในหนังสืออิเล็กทรอนิกส์เสร็จแล้วตรวจสอบความ ถูกต้องจากเฉลย 8. นักเรียนท าแบบทดสอบหลังเรียนจ านวน 10 ข้อ 9. ในกรณีที่นักเรียนท าแบบทดสอบหลังเรียนได้ไม่ถึง 8 ข้อให้นักเรียนกลับไปศึกษาหนังสือ อิเล็กทรอนิกส์ชุดนี้ใหม่แล้วท าแบบทดสอบหลังเรียนอีกครั้งจนกว่าจะได้คะแนนตามเกณฑ์ 10. เมื่อมีปัญหาใดๆเช่นไม่เข้าใจเนื้อหาสามารถขอค าแนะน าจากครูได้ตลอดเวลา
ชุดการเรียนที่ 1 3 หนังสืออิเล็กทรอนิกส์เรื่องไฟฟ้ำและอิเล็กทรอนิกส์รำยวิชำวิทยำศำสตร์พื้นฐำน กลุ่มสำระกำรเรียนรู้วิทยำศำสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษำปีที่ 3 เล่มที่ 1 เรื่อง ปริมำณทำงไฟฟ้ำ สำระส ำคัญ กระแสไฟฟ้าความต่างศักย์ไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้ามีความสัมพันธ์กันตามกฎของโอห์ม สำระกำรเรียนรู้ 1. ความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้ามีความสัมพันธ์กันตามกฎของ โอห์ม 2. การน ากฎของโอห์มไปใช้วิเคราะห์วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย จุดประสงค์กำรเรียนรู้ 1. ทดลอง และอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและความ ต้านทานไฟฟ้าได้ 2. น าความรู้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและความ ต้านทานไฟฟ้าไปใช้ประโยชน์ได้
ชุดการเรียนที่ 1 4 แบบทดสอบก่อนเรียน เรื่อง ปริมำณทำงไฟฟ้ำ ค าสั่ง : ให้นักเรียนเลือกค าตอบที่ถูกที่สุดเพียงค าตอบเดียวแล้วท าเครื่องหมายกากบาท ( x ) ลงในกระดาษค าตอบ 1. กระแสไฟฟ้าจะมีการไหลอย่างไรในวงจรไฟฟ้า ก. จากที่สูงลงสู่ที่ต่ ากว่า ข. จากที่อุณหภูมิสูงไปยังที่อุณหภูมิต่ า ค. จากที่ศักย์ไฟฟ้าต่ าไปยังศักย์ไฟฟ้าสูง ง. จากที่ศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังศักย์ไฟฟ้าต่ า 2. ในวงจรไฟฟ้าที่มีความต้านทานไฟฟ้า 100 โอห์ม มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 1 แอมแปร์ จงหาว่าความต่างศักย์ไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ามีค่าเท่าใด ก. 10 โวลต์ ข. 100 โวลต์ ค. 110 โวลต์ ง. 120 โวลต์ 3. จากการทดลองเรื่องการวัดกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า ข้อใดไม่ถูกต้อง ก. วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยแหล่งก าเนิดไฟฟ้า สายไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้า ข. เมื่อความต้านทานไฟฟ้าคงที่ความต่างศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น กระแสไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น ค. เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าคงที่ กระแสไฟฟ้าลดลง ความต้านทานไฟฟ้าจะมากขึ้น ง. เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าคงที่ กระแสไฟฟ้าลดลง ความต้านทานไฟฟ้าจะลดลง 4. เมื่อใช้แอมมิเตอร์กระแสตรงวัดไฟฟ้ากระแสตรงในวงจรปรากฏว่าเข็มเบนกลับได้ กระแสไฟฟ้าน้อยกว่าเดิมเนื่องจากสาเหตุใด ก. กระแสลดน้อยลง ข. ต่อวงจรสลับขั้วบวกลบ ค. กระแสที่วัดเป็นกระแสสลับ ง. แอมมิเตอร์ช ารุดใช้การไม่ได้
ชุดการเรียนที่ 1 5 5. ต้องใช้ถ่านไฟฉายกี่ก้อนจึงจะได้ค่าต่างศักย์ไฟฟ้าใกล้เคียงกับไฟฟ้าในบ้านเรือน ก. 50 ก้อน ข. 89 ก้อน ค. 147 ก้อน ง. 175 ก้อน 6. แอมมิเตอร์ที่มีคุณภาพสามารถวัดกระแสไฟฟ้าได้ถูกต้องมากที่สุดจะมีลักษณะตามข้อใด ก. ความต้านทานน้อย ข. ความต้านทานมาก ค. ความต่างศักย์ไฟฟ้ามาก ง. ความต่างศักย์ไฟฟ้าน้อย 7. ลวดในข้อใดน าไฟฟ้าได้ดีที่สุด ก. ลวดเงินขนาด 5 เซนติเมตร ยาว 10 เซนติเมตร ข. ลวดเหล็กขนาด 5 เซนติเมตร ยาว 10 เซนติเมตร ค. ลวดเหล็กขนาด 6 เซนติเมตรยาว 15 เซนติเมตร ง. ลวดทองแดงขนาด 6 เซนติเมตรยาว 15 เซนติเมตร 8. ข้อใดต่อไปนี้มีค่ากระแสไฟฟ้ามากที่สุด ก. กระแสไฟฟ้าในบ้าน ข. แบตเตอรี่ขนาด 150 โวลต์ ค. ถ่านไฟฉายจ านวน 350 ก้อน ง. เครื่องปั่นไฟฟ้าขนาด 550 โวลต์ 9. ข้อใดอธิบายได้ถูกต้องเกี่ยวกับการไหลของกระแสไฟฟ้า ก. ไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ข. หลังจากไฟฟ้าต่ าไปยังศักย์ไฟฟ้าสูง ค. ไหลในทิศทางเดียวกันกับกระแส อิเล็กทรอนิกส์ ง. ประจุไฟฟ้าที่ไหลกลับไปกลับมาอยู่ตลอดเวลาในถ่านไฟฉาย 10. อุปกรณ์ที่ใช้วัดกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าคือข้อใด ก. โอห์มมิเตอร์ ข. แอมมิเตอร์ ค. โวลต์มิเตอร์ ง. บารอมิเตอร์
ชุดการเรียนที่ 1 6 ใบควำมรู้ ควำมต่ำงศักย์ไฟฟ้ำ ความต่างศักย์ไฟฟ้าหมายถึงความแตกต่างของพลังงานไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดซึ่ง ท าให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าขึ้นตัวอย่างเช่นเมื่อเราน าสายไฟฟ้ามาต่อเข้ากับถ่านไฟฉายและ หลอดไฟปรากฏว่าหลอดไฟสว่างขึ้นการที่หลอดไฟสว่างขึ้นแสดงว่ามีการไหลของกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น โดยการไหลของกระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ภาพที่ 1 แสดงทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า และอิเล็กตรอน ที่มา : http//www.horhook.com/wbi/1circuit-02.html (วันที่สืบค้น 3 พฤศจิกายน 2565) เราเปรียบเทียบความต่างศักย์ไฟฟ้ากับการไหลของน้ าซึ่งโดยปกติแล้วน้ าจะมีการไหลจากที่ สูงไปยังที่ต่ าและจะหยุดไหลก็ต่อเมื่อทั้งสองบริเวณมีระดับน้ าเท่ากันเหมือนกับความต่างศักย์ไฟฟ้า ระหว่างจุดสองจุดคือกระแสไฟฟ้าไหลจากบริเวณที่มีความต่างศักย์มากไปยังบริเวณที่มีความต่างศักย์ น้อยและจะหยุดไหลเมื่อทั้งสองจุดมีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน ความต่างศักย์ไฟฟ้าจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับชนิดของสารหรือโลหะที่มาท าขั้วไฟฟ้าเช่น สังกะสีจะแตกตัวให้อิเล็กตรอนมากที่สุดรองลงมาคือคาร์บอนที่อยู่ในรูปแบบไฟล์ส่วนเงินแตกตัวให้ อิเล็กตรอนน้อยที่สุดเราก็สามารถวัดได้โดยใช้เครื่องมือที่ เรียกว่า โวลต์มิเตอร์ ภาพที่ 2 แสดงลักษณะของโวลต์มิเตอร์
ชุดการเรียนที่ 1 7 ข้อควรรู้ เครื่องมือที่ใช้วัดความต่างศักย์ไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า เรียกว่า โวลต์มิเตอร์มีหน่วยการวัดคือ โวลต์ใช้ตัวย่อแทนความต่างศักย์ว่า V สัญลักษณ์ของโวลต์มิเตอร์คือ โวลต์มิเตอร์ที่ดี จะต้องมีความต้านทานสูงเพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้น้อยที่สุด โวลต์( volt ) เป็นชื่อของ อาเลสซันโดร วอลตา ( Alexander volta ) ผู้ประดิษฐ์คิดค้น แบตเตอรี่เป็นคนแรก ภาพที่ 3 อาเลสซันโดร วอลตา ที่มา : http//www.siweb.dss.go.th/Scientist/ Alexander volta.himl (วันที่สืบค้น 3 พฤศจิกายน 2565) เมื่อเราต้องการวัดความต่างศักย์ระหว่างจุด 2 จุดใดๆในวงจรไฟฟ้าสามารถท าได้โดยการน า โวลต์มิเตอร์ต่อคร่อมระหว่างจุด 2 จุดนั้น เราเรียกการต่อลักษณะนี้ว่าการต่อแบบขนาน ดังภาพ ภาพที่ 4 แสดงการต่อโวลต์มิเตอร์ในวงจรไฟฟ้า ที่มา : http//www.maceducation.com/e-knowledge/2432209100/08.htm (วันที่สืบค้น 3 พฤศจิกายน 2565) การที่กระแสไฟฟ้าไหลเนื่องจากความต่างศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่ขั้วของแหล่งก าเนิดไฟฟ้าและ ความต่างศักย์ไฟฟ้าของแหล่งก าเนิดไฟฟ้าแต่ละชนิดก็จะไม่เท่ากันเช่นถ่านไฟฉายมีความต่าง ศักย์ไฟฟ้าประมาณ 1.5 โวลต์แบตเตอรี่รถยนต์มีความต่างศักย์ไฟฟ้าประมาณ 12 โวลต์ส่วน สายไฟฟ้าภายในบ้านมีความต่างศักย์ไฟฟ้าประมาณ 220 โวลต์ทั้งนี้ถ้าความต่างศักย์ไฟฟ้ามีค่ามาก ขึ้นระดับพลังงานไฟฟ้าก็จะมากขึ้นด้วยซึ่งจะมีผลและเกิดอันตรายได้ง่าย
ชุดการเรียนที่ 1 8 กระแสไฟฟ้ำ กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณหนึ่ง กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นได้หลายวิธีเช่นเกิดจากความต่างศักย์ของพลังงาน 2 บริเวณเกิดจากปฏิกิริยาเคมี เกิดจากการเหนี่ยวน าของวัตถุเป็นต้น ตัวอย่างของกระแสไฟฟ้าได้แก่ปรากฏการณ์ฟ้าผ่าลมสุริยะ ( ท าให้เกิดแสงเหนือ-แสงใต้) ภาพที่ 5 แสดงปรากฏการณ์ฟ้าผ่า ที่มา : http//www.manager.co.th ภาพที่ 6 แสดงการเกิดลมสุริยะ ที่มา : www.vcharkarn.com/varticle/40405
ชุดการเรียนที่ 1 9 กระแสไฟฟ้ำแบ่งออกเป็น 2 ชนิดได้แก่ 1. กระแสไฟฟ้าตรง เป็นกระแสไฟฟ้าที่ไหลไปในทิศทางเดียวกันโดยปกติกระแสไฟฟ้าที่ไหล จากจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าไปยังจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ ากว่าหรือจากขั้วบวกผ่านวงจรไปยังขั้วลบทาง เดียวตลอดเวลาเช่นกระแสไฟฟ้าจากเซลล์ไฟฟ้าถ่านไฟฉายหรือจากแบตเตอรี่ 2. ไฟฟ้ากระแสสลับ เป็นกระแสไฟฟ้าที่ไหลกลับทิศไปมาโดยกระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวกไป ยังขั้วลบและไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวกสลับกันเช่นกระแสไฟฟ้าใช้ตามอาคารบ้านเรือนกระแสไฟฟ้า ที่เกิดจากไดนาโม ข้อควรรู้ เครื่องมือที่ใช้วัดกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าเรียกว่าแอมมิเตอร์มีหน่วยการวัดคือ A ใช้ตัวย่อ แทนกระแสไฟฟ้าว่า I สัญลักษณ์ของแอมมิเตอร์ ภาพที่ 7 แสดงลักษณะของแอมมิเตอร์ แอมมิเตอร์ที่ดีต้องมีความต้านทานน้อยเพื่อให้กระแสไฟฟ้าในวงจรไหลผ่านตัวแอมมิเตอร์ให้ มากที่สุดการใช้แอมป์มิเตอร์วัดปริมาณกระแสไฟฟ้ามีลักษณะเช่นเดียวกับการใช้มาตรวัดปริมาณน้ าที่ ไหลผ่านท่อประปาคือต้องต่อแอมมิเตอร์ในวงจรที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเรียงล าดับในวงจรไฟฟ้าเป็น การต่อแบบอนุกรมเพื่อให้กระแสไฟฟ้าที่อ่านได้จากแอมมิเตอร์เป็นค่าเดียวกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน วงจรนั้น ดังภาพ ภาพที่ 8 แสดงการต่อแอมมิเตอร์ในวงจรไฟฟ้า http : www.maceducation.com/e-khowledge/2432209100/08.htm.
ชุดการเรียนที่ 1 10 กำรต่อแอมมิเตอร์วัดกระแสไฟตรง แอมป์มิเตอร์ไฟตรงเป็นมิเตอร์วัดปริมาณการไหลของกระแสไฟฟ้าตรงที่ไหลอยู่ในวงจรไฟฟ้า การวัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรไฟฟ้าเหมือนกับการวัดกระแสน้ าที่ไหลผ่านไปในท่อน้ าการวัด ดังกล่าวต้องตัดวงจรไฟฟ้าออกและใช้มิเตอร์ต่อแทรกเข้าไปต่อมิเตอร์วัดน้ าวัดการไหลของน้ าและต่อ แอมมิเตอร์ที่วัดไหลของกระแสไฟฟ้าการต่อมิเตอร์วัดปริมาณทั้งสองต้องต่อแบบอนุกรมกับวงจรที่ ต้องการวัดเสมอลักษณะการต่อแอมมิเตอร์เข้าวงจรไฟฟ้าแสดงดังภาพ ภาพที่ 9 แสดงการต่อแอมมิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า ที่มา : http : www.maceducation.com/e-khowledge/2432209100/08.htm. จากภาพแสดงการต่อแอมป์มิเตอร์ไฟฟ้าวัดกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าตัวแอมมิเตอร์ต้องต่อ แบบอนุกรมกับวงจรไฟฟ้าสิ่งที่ต้องระมัดระวังในการต่อแอมมิเตอร์เข้าวงจรคือเรื่องขั้วต่อของ แอมมิเตอร์ไฟฟ้าที่จะต่อเข้าวงจรต้องมีขั้วเหมือนกับพวกของแหล่งจ่ายแรงดันใช้หลักการต่อวัดค่า ดังนี้ใกล้บวกต่อบวก ใกล้ลบต่อลบ หมายถึงการต่อแอมมิเตอร์เข้าวงจรไฟฟ้าต้องต่อให้ขั้วบวกของ แอมมิเตอร์ใกล้กับขั้วบวกของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าการต่อให้ขั้วลบของแอมมิเตอร์ใกล้กับขั้วลบของ แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าจากภาพจะเห็นว่าด้านขวาของแอมมิเตอร์ใกล้ขั้วบวกของแบตเตอรี่ต้องใช้ ขั้วบวกของแอมมิเตอร์ต่อการต่อผิดขั้วท าให้แอมป์มิเตอร์ไฟตรงวัดค่าไม่ได้และอาจท าให้แอมมิเตอร์ ไฟตรงช ารุดเสียหายได้
ชุดการเรียนที่ 1 11 กำรเลือกแอมมิเตอร์ที่เหมำะสมมำใช้งำน แอมมิเตอร์ไฟตรงที่สร้างมาใช้งานมีหลายขนาดของการวัดกระแสได้สูงสุด การน าแอมมิเตอร์ มาต่อวัดกระแสในวงจรไฟฟ้า ต้องระวังในเรื่องขนาดกระแสที่ไหลผ่านวงจรที่มีแอมมิเตอร์ต่ออยู่ซึ่ง จะต้องมีค่ากระกระแสน้อยกว่า ค่าทนกระแสได้ของแอมมิเตอร์ตัวนั้น คือ ต้องใช้แอมมิเตอร์สามารถ ทนกระแสได้สูงกว่ากระแสที่ไหลในวงจร เพราะมิเช่นนั้นแอมมิเตอร์อาจช ารุดเสียหายได้ กรณีที่ไม่ ทราบค่ากระแสในวงจร ควรใช้แอมมิเตอร์ทนกระแสได้สูงๆ มาต่อวัดก่อน เมื่อต่อวัดแล้วเข็มมิเตอร์ไม่ ขึ้น หรือเข็มมิเตอร์ชี้ขึ้นน้อย จึงค่อย ๆ ลดขนาดการทนกระแสได้ของแอมมิเตอร์ จนอยู่ในย่านการ บ่ายเบนของเข็มชี้ที่ต าแหน่งพอเหมาะในย่านประมาณกลาง ๆ สเกล ไม่ควรต่ าหรือสูงเกินไป ควำมต้ำนทำนไฟฟ้ำ ความต้านทาน Electrical resistance คือคุณสมบัติของสสารที่ต่อต้านการไหลของ กระแสไฟฟ้าที่มีความต้านทานไฟฟ้าน้อยเรียกว่าตัวน าไฟฟ้าส่วนสสารที่มีตัวต้านทานไฟฟ้าสูงเรียกว่า ฉนวนไฟฟ้าความต้านทานไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโอห์มความต้านทานไฟฟ้าจะมีค่าเป็นส่วนประกอบของ ความน าไฟฟ้า (conductivity) ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและความต้านทาน เป็นไปตามกฎของโอห์ม R = V/I ความต้านทานเกิดขึ้นทุกๆที่ที่มีกระแสไฟฟ้าไหลไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในสายไฟเท่านั้นตัวอย่าง ความต้านทานต่างๆมีดังนี้ 1. ความต้านทานของตัวน าได้แก่ความต้านทานของลวดสายไฟฟ้าเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหล 2. ความต้านทานของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ได้แก่ ความต้านทานของสารละลายของกรด เกลือกรดก ามะถันน้ าเกลือเป็นต้น 3. ความต้านทานของจุดสัมผัสได้แก่ความต้านทานที่เกิดขึ้นที่จุดสัมผัสของสวิสหรือรอย เชื่อมต่อระหว่างสายไฟที่จุดสัมผัสนี้กระแสจะไหลได้ยากเพราะมีความต้านทานสูงความต้านทานของ จุดสัมผัสนี้จะเป็นปัญหามากเมื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเป็นจ านวนมากค่าความต้านทานนี้จะลดลง โดยการขัดผิวจุดสัมผัสให้เรียบหรือเพิ่มแรงกดที่จุดสัมผัสหรือบัดกรีเชื่อมต่อระหว่างสายไฟเสีย 4. ความต้านทานของสายดินได้แก่ความต้านทานที่เกิดขึ้นระหว่างดินและแผ่นโลหะฝังลงดิน ภาพที่ 10 แสดงความต้านทานระหว่างดินและแผ่นโลหะ ที่มา : http : www.maceducation.com/e-khowledge/2432209100/08.htm.
ชุดการเรียนที่ 1 12 5. ความต้านทานของฉนวนเพื่อป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้ารั่วจากสายไฟจะใช้ไวนิลหรือยางซึ่ง เป็นวัสดุที่มีค่าตัวต้านทานจ าเพาะสูงหุ้มสายไฟนั้นไว้เราเรียกการป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่วนี้ว่าการ ฉนวนและวัสดุที่ใช้ในการค านวณนี้ว่าฉนวนแต่การฉนวนนี้ไม่ได้หมายความว่ากระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ไม่ได้เลย ภาพที่ 11 แสดงความต้านทานของฉนวน ข้อควรรู้ เครื่องมือที่ใช้วัดความต้านทานเรียกว่า เทสมิเตอร์ (หรือมัลติมิเตอร์) เครื่องวัดนี้มีสวิตซ์ที่ สามารถสลับเพื่อวัดกระแสแรงดันและความต้านทานได้เมื่อ เครื่องวัดนี้มีสวิตซ์ที่สามารถสลับเพื่อวัด กระแสแรงดันและความต้านทานได้เมื่อจะวัดค่าความต้านทานต้องสลับสวิตช์มา เครื่องวัดนี้มีสวิตซ์ที่ สามารถสลับเพื่อวัดกระแสแรงดันและความต้านทานได้เมื่อจะวัดค่าความต้านทานต้องสลับสวิตช์มา ที่จะ โอห์มจากนั้น โอห์มจากนั้นจึงน าปลายทั้งสองข้างของมิเตอร์ไปต่อกับตัวต้านทานแล้ว ภาพที่ 12 แสดงลักษณะของเทสมิเตอร์ หรือมัลติมิเตอร์
ชุดการเรียนที่ 1 13 ความต้านทานไฟฟ้าจะสูงหรือต่ าขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆตามกฎของโอห์ม ( Ohm’s Law ) ดังนี้ 1. ชนิดของตัวน ำไฟฟ้ำ วัตถุต่างชนิดกันแม้จะมีขนาดเท่ากันจะมีความต้านทานไฟฟ้าต่างกัน เช่นทองแดงจะมีความต้านทานไฟฟ้ามากกว่าเงินเป็นต้น ตัวน าไฟฟ้า คือ วัตถุที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ดีได้แก่โลหะ เช่น เงิน ทองแดง สังกะสี อลูมิเนียม เป็นต้น และ มีอโลหะบางชนิดที่น าไฟฟ้า เช่น แกรไฟต์ เป็นต้น ฉนวนไฟฟ้า คือ วัตถุที่ไม่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านหรือไหลผ่านได้น้อย ได้แก่ เช่นพลาสติก ไม้ ผ้า เป็นต้น 2. ขนำดของตัวน ำไฟฟ้ำ ตัวน าไฟฟ้าชนิดเดียวกันที่มีขนาดต่างกันจะมีความต้านทาน ต่างกันโดยตัวน าไฟฟ้าขนาดเล็กจะมีความต้านทานสูงส่วนตัวน าไฟฟ้าขนาดใหญ่จะมีความต้านทาน ต่ า 3. ควำมยำวของตัวน ำไฟฟ้ำตัวน ำไฟฟ้ำ ชนิดเดียวกันที่มีความยาวไม่เท่ากันจะมีความ ต้านทานต่างกันโดยตัวน าไฟฟ้าที่มีความยาวน้อยจะมีความต้านทานต่ าจึงยอมให้กระแสไฟฟ้าไหล ผ่านได้มากส่วนตัวน าไฟฟ้าที่มีความยาวมากจะมีความต้านทานสูงจึงยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ น้อย 4. อุณหภูมิ ตัวน าไฟฟ้าที่เป็นโลหะบริสุทธิ์และโลหะผสมเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นค่าความ ต้านทานก็จะเพิ่มขึ้นด้วยซึ่งค่าความต้านทานของโลหะผสมจะขึ้นอยู่กับสัมประสิทธิ์ความต้านทาน ของโลหะที่น ามาผสมกันในทางกลับกันตัวน าที่เป็นสารกึ่งตัวน าเมื่อน าภูมิสูงขึ้นค่าความต้านทานจะ ลดลงและอุปกรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าบางประเภทที่ให้พลังงานความร้อนเช่นเตารีดกาต้มน้ าเครื่องปิ้ง ขนมปังจะใช้ลวดตัวต้านทานที่มีคุณสมบัติเฉพาะมีจุดหลอมเหลวสูงให้ความร้อนเร็วเช่นลวดนิโครมซึ่ง เป็นโลหะผสมระหว่างนิกเกิลกับโครเมียมเป็นต้น ภาพที่ 13 เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้ลวดต้านทาน ภาพที่ 14 เตารีดกับลวดต้านทานหรือให้ความร้อน ที่มา : http : www.maceducation.com/e-khowledge/2432209100/08.htm.
ชุดการเรียนที่ 1 14 ควำมสัมพันธ์ระหว่ำงควำมต่ำงศักย์ไฟฟ้ำกระแสไฟฟ้ำและควำมต้ำนทำนไฟฟ้ำ กฎของโอห์มกล่าวว่าเมื่ออุณหภูมิคงที่อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้า ของตัวน าไฟฟ้าจะมีค่าลดลงเท่ากับความต้านทานของตัวน าไฟฟ้านั้น ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้าเขียนเป็น สมการได้ดังนี้ V = IR เมื่อ V แทน ความต่างศักย์ไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโวลต์ ( V ) I แทน กระแสไฟฟ้ามีหน่วยเป็น แอมแปร์ ( A ) R แทน ความต้านทานไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโอห์ม ( Ω ) ตัวอย่ำงที่ 1 หลอดไฟหลอดหนึ่งใช้ไฟฟ้าซึ่งมีความต่างศักย์ไฟฟ้า 220 โวลต์ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหล ผ่าน 2 แอมแปร์หลอดไฟฟ้าหลอดหนึ่งมีความต้านทานเท่าใด วิธีท ำ โจทย์ก าหนด V = 220 V I = 2A จากสมการ V = IR แทนค่า 220 = 2A X R R = 220 2 R = 110 Ω ดังนั้นหลอดไฟฟ้าหลอดนี้มีความต้านทานเท่ากับ 110 โอห์ม ตอบ
ชุดการเรียนที่ 1 15 ตัวอย่ำงที่ 2 ลวดตัวน าที่ต่อกับศักย์ไฟฟ้า 50 โวลต์มีค่าความต้านทานภายใน 10 โอห์มจะมี กระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดตัวน าเท่าใด วิธีท ำ โจทย์ก าหนด R = 10 Ω V = 50V จากสมการ V = IR แทนค่า 50V = 1 X 10 Ω I = 50 10Ω R = 5 A ดังนั้น กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านลวดตัวน านี้มีค่าเท่ากับ 5 แอมแปร์ ตอบ ตัวอย่ำงที่ 3 ลวดตัวน าที่มีค่าความต้านทานภายใน 6 โอห์มต่อกับศักย์ไฟฟ้าปรากฏว่าวัดค่า กระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดตัวน าได้ 0.25 แอมแปร์ ศักย์ไฟฟ้าที่ต่อกับลวดตัวน ามีค่าเท่าใด วิธีท ำ โจทย์ก าหนด R = 6 Ω I = 0.25 A จากสมการ V = IR แทนค่า V = 0.25 A X 6 Ω R = 1.5 V ดังนั้น ความต่างศักย์ระหว่างปลายทั้งสองของลวดตัวน าเท่ากับ 1.5 โวลต์ตอบ ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้ามีความสัมพันธ์กันกล่าวได้ว่าเมื่อมี ความต่างศักย์ระหว่างสองจุด จะท าให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าขึ้น โดยกระแสไฟฟ้าจะไหลจาก บริเวณที่มีความต่างศักย์สูงไปยังบริเวณที่มีความต่างศักย์ต่ าและถ้ามีความต่างศักย์มากจะท าให้ กระแสไฟฟ้ามากเช่นกันดังนั้นถ้ากระแสไฟฟ้าจะแปรผันตรงกับความต่างศักย์ไฟฟ้า เมื่อเพิ่มจ านวนถ่านไฟฉาย ค่าของกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้าจะเพิ่มมากขึ้น ตำมล ำดับและถ้าค านวณหาอัตราส่วนระหว่างค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าที่อ่านได้จากโวลต์มิเตอร์กับค่า กระแสไฟฟ้าที่อ่านได้จากแอมมิเตอร์จะพบ ได้ดังนี้ 1.1 0.12 = 9.16 2.2 0.24 = 9.16 3 0.33 = 9.09 4 0.44 = 9.09 ค่าที่ได้จากการทดลอง มีค่าใกล้เคียงกัน คือ 9.16 และ 9.09
ชุดการเรียนที่ 1 16 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจะมีลักษณะของกราฟเป็น เส้นตรงทแยงเฉียงขึ้นแปลความหมายว่าค่ากระแสไฟฟ้าจะมีค่ามากค่าความต่างศักย์ไฟฟ้ามากและถ้า กระแสไฟฟ้ามีค่าน้อยความต่างศักย์ไฟฟ้าก็จะน้อยซึ่งปรากฏตามกราฟ ดังนี้ กระแสไฟฟ้า (แอมแปร์) ความต่างศักย์ไฟฟ้า (โวลต์)
ชุดการเรียนที่ 1 17 กิจกรรมที่ 1 เรื่อง ควำมสัมพันธ์ระหว่ำงกระแสไฟฟ้ำ และควำมต่ำงศักย์ไฟฟ้ำ จุดประสงค์ 1. สามารถอธิบายเกี่ยวกับความหมายของความต่างศักย์ไฟฟ้าได้ 2. สามารถบอกอุปกรณ์ที่ใช้วัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าได้ 3. สามารถทดลองต่อวงจรไฟฟ้าและวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าได้ อุปกรณ์กำรทดลอง 1. แอมมิเตอร์ 4. โวลต์มิเตอร์ 2. หลอดไฟฟ้า 5. สายไฟ 9 เส้น 3. ถ่านไฟฉาย 4 ก้อน วิธีกำรทดลอง 1. ให้นักเรียนติดตั้งวงจรไฟฟ้าตามภาพ หมำยเหตุ - ให้ต่อสายสีด าของแอมป์มิเตอร์เข้ากับขั้วลบของถ่านไฟฉายและต่อสายอีกข้างหนึ่งเข้ากับ หลอดไฟฟ้า - ให้ต่อสายสีด าของโวลต์มิเตอร์เข้ากับขั้วลบของถ่านไฟฉายและต่อสายอีกข้างหนึ่งเข้ากับ ขั้วบวกของถ่านไฟฉาย 2. ให้นักเรียนหาค าตอบว่าถ้านักเรียนเพิ่มจ านวนถ่านไฟฉายในวงจรมากขึ้นและวัดความต่าง ศักย์และกระแสไฟฟ้าจะได้ผลเป็นอย่างไรโดยบันทึกผลการทดลองลงในตาราง
ชุดการเรียนที่ 1 18 ตำรำงบันทึกผลกำรทดลอง จ านวนถ่านไฟฉาย ( แหล่งก าเนิดไฟฟ้า ) ค่าที่อ่านได้จากแอมมิเตอร์ ( กระแสไฟฟ้า) ค่าที่อ่านได้จากโวลต์มิเตอร์ ( ความต่างศักย์ ) 1 ก้อน 2 ก้อน 3 ก้อน 4 ก้อน สรุปผลกำรทดลอง .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ค ำถำมท้ำยกำรทดลอง 1. เมื่อเพิ่มจ านวนถ่านไฟฉายกับเซลล์ไฟฟ้าที่อ่านได้จากแอมมิเตอร์และความต่างศักย์ไฟฟ้า ที่อ่านได้จากโวลต์มิเตอร์เปลี่ยนแปลงหรือไม่อย่างไร …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… 2. กระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์มีความสัมพันธ์กันอย่างไรวาดกราฟเส้นเพื่อแสดงค่า กระแสไฟฟ้าและค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ( เขียนกราฟ )
ชุดการเรียนที่ 1 19 กิจกรรมที่ 2 เรื่อง ควำมต่ำงศักย์ไฟฟ้ำ กระแสไฟฟ้ำ และควำมต้ำนทำนไฟฟ้ำ ชื่อ .............................................................................ชั้น ............................เลขที่…………………….. จงเติมค าหรือข้อความลงในช่องว่างให้ถูกต้องและสมบูรณ์ ควำมต่ำงศักย์ไฟฟ้ำ 1. ความต่างศักย์ไฟฟ้า หมายถึง ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 2. ความต่างศักย์ไฟฟ้าเปรียบได้กับอะไร …………………………………………............................................................…………………………………………….. …………………………………………………………………………………………...............……………………………………… ................................................................................................................................................................ 3. ความต่างศักย์ไฟฟ้ามีหน่วย เป็น …………………………………………………....................................................……………………………………………. ................................................................................................................................................................ 4. เครื่องมือวัดความต่างศักย์ไฟฟ้า คือ …………………………………………............................................………………..............………………………………. ................................................................................................................................................................ 5. ความต่างศักย์ไฟฟ้าจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ ………………………………….........................................................................…………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………...............……………… ................................................................................................................................................................
ชุดการเรียนที่ 1 20 กระแสไฟฟ้ำ 1. กระแสไฟฟ้า หมายถึง ……………………………………………………………………………………………………...... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 2. กระแสไฟฟ้าแบ่งออกเป็น .........................ชนิด ได้แก่ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 3. เครื่องมือที่ใช้วัดกระแสไฟฟ้าเรียกว่า .......................................มีหน่วยเป็น ..................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 4. จงอธิบายการเลือกแอมมิเตอร์ที่เหมาะสมมาใช้งาน ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 5. กระแสไฟฟ้าที่ใช้ตามอาคารบ้านเรือนเป็นแบบใด ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
ชุดการเรียนที่ 1 21 ควำมต้ำนทำนไฟฟ้ำ 1. ความต้านทานไฟฟ้า หมายถึง ........................................................................................................... ………………………………………………………………………………………………………………….....................………… …………………………………………………………………………………………………………........……………………………. 2. ความต้านทานจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปัจจัยใด ………………………………………………………...………… …………………………………………………………………………………………………………………........……………………. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 3. เหล็ก ทอง เงิน ทองแดง จงเรียงล าดับของตัวน าจากตัวน าที่มีค่าความต้านทานมากไปหาน้อย ………………………………………………………………………………………………………….......…………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………….......…………….. ................................................................................................................................................................ 4. ตัวน าขนาดเล็กจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ................................................................................ ส่วนตัวน าขนาดใหญ่จะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน …………………………………………………………..... ................................................................................................................................................................ 5. ความต้านทานมีหน่วยเป็น .....................................................................มีสัญลักษณ์ในวงจร คือ ………………………………………………………………………………………………….......…………………………………….. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
ชุดการเรียนที่ 1 22 กิจกรรมที่ 3 เรื่อง กำรหำค่ำควำมสัมพันธ์ระหว่ำงค่ำควำมต่ำงศักย์ไฟฟ้ำ กระแสไฟฟ้ำ และควำมต้ำนทำนไฟฟ้ำ ชื่อ ................................................................ชั้น............................เลขที่................ ค ำชี้แจง ให้นักเรียนค านวณหาค าตอบจากโจทย์ต่อไปนี้ 1. หลอดไฟฟ้าหลอดหนึ่งใช้ไฟฟ้าซึ่งมีความต่างศักย์ไฟฟ้า 200 โวลต์ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 4 แอมแปร์หลอดไฟฟ้าหลอดนี้มีความต้านทานเท่าไร วิธีท ำ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 2. ลวดตัวน าเส้นหนึ่งมีความต้านทาน 20 โอห์มถ้าความต่างศักย์ระหว่างปลายทั้งสองของลวดตัวน านี้ มีค่า 80 โวลต์กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านลวดตัวน านี้มีค่ากี่แอมแปร์ วิธีท ำ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
ชุดการเรียนที่ 1 23 3. ลวดตัวน าเส้นหนึ่งมีความต้านทาน 12 โอห์มมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 0.5 แอมแปร์ความต่างศักย์ ระหว่างปลายทั้งสองของลวดตัวน าเป็นเท่าใด วิธีท ำ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 4. หลอดไฟฟ้าหลอดหนึ่งมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 0.25 แอมแปร์ซึ่งต่อกับความต่างศักย์ 200 โวลต์ ความต้านทานของหลอดไฟฟ้าหลอดนี้มีค่าเป็นกี่โอห์ม วิธีท ำ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
ชุดการเรียนที่ 1 24 กิจกรรมที่ 4 แผนผังควำมคิดเรื่องปริมำณทำงไฟฟ้ำ ชื่อ.......................................................................ชั้น..........................เลขที่................ หลังจากเรียนเรื่อง ความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความต้านทานไฟฟ้าแล้ว เรามาช่วยกันเขียนแผนผังความคิดนะคะ
ชุดการเรียนที่ 1 25 แบบทดสอบหลังเรียน เรื่อง ปริมำณทำงไฟฟ้ำ ค ำสั่ง ให้นักเรียนเลือกค าตอบที่ถูกที่สุดเพียงค าตอบเดียวแล้วท าเครื่องหมายกากบาท ( x ) ลงในกระดาษค าตอบ 1. จากการทดลองเรื่องการวัดกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้าข้อใดไม่ถูกต้อง ก. วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยแหล่งก าเนิดไฟฟ้าสายไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้า ข. เมื่อความต้านทานไฟฟ้าคงที่ความต่างศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นกระแสไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น ค. เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าคงที่กระแสไฟฟ้าลดลงความต้านทานไฟฟ้าจะมากขึ้น ง. เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าคงที่กระแสไฟฟ้าลดลงความต้านทานไฟฟ้าจะลดลง 2. อุปกรณ์ที่ใช้วัดกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าคือข้อใด ก. โอห์มมิเตอร์ ข. แอมมิเตอร์ ค. โวลต์มิเตอร์ ง. บารอมิเตอร์ 3. เมื่อใช้แอมมิเตอร์กระแสตรงวัดไฟฟ้ากระแสตรงในวงจรปรากฏว่าเข็มเบนกลับได้ กระแสไฟฟ้าน้อยกว่าเดิมเนื่องจากสาเหตุใด ก. กระแสลดน้อยลง ข. ต่อวงจรสลับขั้วบวกลบ ค. กระแสที่วัดเป็นกระแสสลับ ง. แอมมิเตอร์ช ารุดใช้การไม่ได้ 4. ลวดในข้อใดน าไฟฟ้าได้ดีที่สุด ก. ลวดเงินขนาด 5 เซนติเมตร ยาว 10 เซนติเมตร ข. ลวดเหล็กขนาด 5 เซนติเมตร ยาว 10 เซนติเมตร ค. ลวดเหล็กขนาด 6 เซนติเมตรยาว 15 เซนติเมตร ง. ลวดทองแดงขนาด 6 เซนติเมตรยาว 15 เซนติเมตร 5. กระแสไฟฟ้าจะมีการไหลอย่างไรในวงจรไฟฟ้า ก. จากที่สูงลงสู่ที่ต่ ากว่า ข. จากที่อุณหภูมิสูงไปยังที่อุณหภูมิต่ า ค. จากที่สับไฟฟ้าต่ าไปยังศักย์ไฟฟ้าสูง ง. จากที่ศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังตัดไฟฟ้าต่ า
ชุดการเรียนที่ 1 26 6. แอมมิเตอร์ที่มีคุณภาพสามารถวัดกระแสไฟฟ้าได้ถูกต้องมากที่สุดจะมีลักษณะตามข้อใด ก. ความต้านทานน้อย ข. ความต้านทานมาก ค. ความต่างศักย์ไฟฟ้ามาก ง. ความต่างศักย์ไฟฟ้าน้อย 7. ข้อใดอธิบายได้ถูกต้องเกี่ยวกับการไหลของกระแสไฟฟ้า ก. ไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ข. หลังจากไฟฟ้าต่ าไปยังศักย์ไฟฟ้าสูง ค. ไหลในทิศทางเดียวกันกับกระแส อิเล็กทรอนิกส์ ง. ประจุไฟฟ้าที่ไหลกลับไปกลับมาอยู่ตลอดเวลาในถ่านไฟฉาย 8. ในวงจรไฟฟ้าที่มีความต้านทานไฟฟ้า 100 โอห์ม มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 1 แอมแปร์ จงหาว่าความต่างศักย์ไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ามีค่าเท่าใด ก. 10 โวลต์ ข. 100 โวลต์ ค. 110 โวลต์ ง. 120 โวลต์ 9. ข้อใดต่อไปนี้มีค่ากระแสไฟฟ้ามากที่สุด ก. กระแสไฟฟ้าในบ้าน ข. แบตเตอรี่ขนาด 150 โวลต์ ค. ถ่านไฟฉาย จ านวน 350 ก้อน ง. เครื่องปั่นไฟฟ้า ขนาด 550 โวลต์ 10. ต้องใช้ถ่านไฟฉายกี่ก้อนจึงจะได้ค่าต่างศักย์ไฟฟ้าใกล้เคียงกับไฟฟ้าในบ้านเรือน ก. 50 ก้อน ข. 89 ก้อน ค. 147 ก้อน ง. 175 ก้อน
ชุดการเรียนที่ 1 27 แนวค ำตอบกิจกรรมที่ 1 เรื่อง ควำมสัมพันธ์ระหว่ำงกระแสไฟฟ้ำ และควำมต่ำงศักย์ไฟฟ้ำ จุดประสงค์ 1. สามารถอธิบายเกี่ยวกับความหมายของความต่างศักย์ไฟฟ้าได้ 2. สามารถบอกอุปกรณ์ที่ใช้วัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าได้ 3. ทดลองต่อวงจรไฟฟ้าและวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าได้ ผลกำรทดลองเป็นดังนี้ จ านวนถ่านไฟฉาย ( แหล่งก าเนิดไฟฟ้า ) ค่าที่อ่านได้จากแอมมิเตอร์ ( กระแสไฟฟ้า) ค่าที่อ่านได้จากโวลต์มิเตอร์ ( ความต่างศักย์ ) 1 ก้อน 1.1 0.120 2 ก้อน 2.2 0.24 3 ก้อน 3.0 0.330 4 ก้อน 4.0 0.440 สรุปผลกำรทดลอง เมื่อเพิ่มจ านวนถ่านไฟฉายถ้าของกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้าที่อ่านได้จะเพิ่มขึ้น เมื่อน ามาเขียนกราฟระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจะได้กราฟเส้นตรงเฉียงขึ้น ค ำถำมท้ำยกำรทดลอง 1. เมื่อเพิ่มจ านวนถ่านไฟฉายกับเซลล์ไฟฟ้าที่อ่านได้จากแอมมิเตอร์และความต่างศักย์ไฟฟ้า ที่อ่านได้จากโวลต์มิเตอร์เปลี่ยนแปลงหรือไม่อย่างไร เมื่อเพิ่มจ านวนถ่านไฟฉายค่าของกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงคือ มากขึ้นตามล าดับ 2. กระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์มีความสัมพันธ์กันอย่างไรวาดกราฟเส้นเพื่อแสดงค่า กระแสไฟฟ้าและค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นได้หรือไหลได้ก็ต่อเมื่อ สองบริเวณมีศักย์ไฟฟ้าต่างกันกระแสไฟฟ้าและ ความต่างศักย์จะมีความสัมพันธ์กันคือเมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้ามากขึ้นกระแสที่ไหลจะมากขึ้นตามแปร ผันตรงซึ่งกันและกัน
ชุดการเรียนที่ 1 28 เขียนกรำฟ กระแสไฟฟ้ำ ( A ) ควำมต่ำงศักย์ ( V )
ชุดการเรียนที่ 1 29 แนวค ำตอบกิจกรรมที่ 2 เรื่อง ควำมต่ำงศักย์ไฟฟ้ำกระแสไฟฟ้ำและควำมต้ำนทำนไฟฟ้ำ ควำมต่ำงศักย์ไฟฟ้ำ 1. ความต่างศักย์ไฟฟ้า หมายถึง ความแตกต่างของพลังงานไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดซึ่งท าให้เกิดการ ไหลของกระแสไฟฟ้าขึ้น 2. ความต่างศักย์ไฟฟ้าเปรียบได้กับอะไร เปรียบได้กับการไหลของน้ าซึ่งจะไหลจากที่สูงไปยังที่ต่ าแล้ว จะหยุดไหลเมื่อระดับน้ าเท่ากัน 3. ความต่างศักย์ไฟฟ้ามีหน่วย เป็น โวลต์ ( Voltage ) ซึ่งแทนด้วย V 4. เครื่องมือวัดความต่างศักย์ไฟฟ้า คือ โวลต์มิเตอร์ 5. ความต่างศักย์ไฟฟ้าจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ ชนิดของสารหรือโลหะที่น ามาท าขั้วไฟฟ้า กระแสไฟฟ้ำ 1. กระแสไฟฟ้า หมายถึง ปริมาณประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่หรือถ่ายเทผ่านพื้นที่หน้าตัดขวางจากจุดหนึ่ง ไปยังจุดหนึ่งที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้าแตกต่างกันของตัวน าไฟฟ้าในหนึ่งหน่วยเวลา 2. กระแสไฟฟ้าแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ได้แก่ ไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ 3. เครื่องมือที่ใช้วัดกระแสไฟฟ้าเรียกว่า แอมมิเตอร์ มีหน่วยเป็น แอมแปร์ 4. จงอธิบายการเลือกแอมมิเตอร์ที่เหมาะสมมาใช้งาน การน าแอมมิเตอร์มาต่อวัดกระแสใน วงจรไฟฟ้าต้องระวังในเรื่องขนาดกระแสที่ไหลผ่านวงจรที่มีแอมป์มิเตอร์ต่ออยู่ซึ่งจะต้องมีค่า กระแสไฟฟ้าน้อยกว่าค่าทนกระแสได้ของแอมมิเตอร์ตัวนั้นคือต้องใช้แอมมิเตอร์สามารถทนกระแสได้ สูงกว่ากระแสที่ไหลในวงจรควรใช้แอมป์มิเตอร์ทนกระแสได้สูงมาต่อวัดก่อนเมื่อต่อวัดแล้วเข็มมิเตอร์ ไม่ขึ้นหรือเข็มมิเตอร์ชี้ขึ้นน้อยจึงค่อยๆลดขนาดการทนกระแสได้ของแอมมิเตอร์ลงจนอยู่ในย่านการ บ่ายเบนของเข็มชี้ที่ต าแหน่งพอเหมาะในย่านประมาณกลาง ๆ สเกลไม่ควรต่ าหรือสูงเกินไป 5. กระแสไฟฟ้าที่ใช้ตามอาคารบ้านเรือนเป็นแบบใด เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ
ชุดการเรียนที่ 1 30 ควำมต้ำนทำนไฟฟ้ำ 1. ความต้านทานไฟฟ้า หมายถึง คุณสมบัติของสสารที่ต่อต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า 2. ความต้านทานจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปัจจัยใด 1 ขนาดของตัวน า 2 ชนิดของตัวน า 3 ระยะทาง หรือความยาวของตัวน า 3. เหล็ก ทอง เงิน ทองแดง จงเรียงล าดับของตัวน าจากตัวน าที่มีค่าความต้านทานมากไปหาน้อย เหล็ก ทอง ทองแดง เงิน 4. ตัวน าขนาดเล็กจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านส่วน ได้น้อย ตัวน าขนาดใหญ่จะยอมให้ กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ได้มาก 5. ความต้านทานมีหน่วยเป็น โอห์ม Ω มีสัญลักษณ์ในวงจร คือ
ชุดการเรียนที่ 1 31 แนวค ำตอบกิจกรรมที่ 3 เรื่อง กำรหำค่ำควำมสัมพันธ์ระหว่ำงค่ำควำมต่ำงศักย์ไฟฟ้ำ กระแสไฟฟ้ำ และควำมต้ำนทำนไฟฟ้ำ ค ำชี้แจง ให้นักเรียนค านวณหาค าตอบจากโจทย์ต่อไปนี้ 1. หลอดไฟฟ้าหลอดหนึ่งใช้ไฟฟ้าซึ่งมีความต่างศักย์ไฟฟ้า 200 โวลต์ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 4 แอมแปร์ หลอดไฟฟ้าหลอดนี้มีความต้านทานเท่าไร วิธีท ำ โจทย์ก าหนด I = 4 A V = 200V จากสมการ V = IR แทนค่า 200 = 4 X R R = 200 4 R = 50 โอห์ม ดังนั้น หลอดไฟฟ้าหลอดนี้มีความต้านทานเท่ากับ 50 โอห์ม ตอบ 2. ลวดตัวน าเส้นหนึ่งมีความต้านทาน 20 โอห์มถ้าความต่างศักย์ระหว่างปลายทั้งสองของลวดตัวน านี้ มีค่า 80 โวลต์กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านลวดตัวน านี้มีค่ากี่แอมแปร์ วิธีท ำ โจทย์ก าหนด R = 20 Ω V = 80V จากสมการ V = IR แทนค่า 80V = 1 X 20 I = 80 20 I = 4 A ดังนั้น กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านลวดตัวน านี้มีค่าเท่ากับ 4 แอมแปร์ ตอบ 3. ลวดตัวน าเส้นหนึ่งมีความต้านทาน 12 โอห์มมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 0.5 แอมแปร์ความต่างศักย์ ระหว่างปลายทั้งสองของลวดตัวน าเป็นเท่าใด วิธีท ำ โจทย์ก าหนด R = 12 โวลต์ I = 0.5 แอมแปร์ จากสมการ V = IR แทนค่า V = 0.50 X 12 V = 6 โวลต์ ดังนั้น หลอดไฟฟ้าหลอดนี้มีความต้านทานเท่ากับ 50 โอห์ม ตอบ
ชุดการเรียนที่ 1 32 4. หลอดไฟฟ้าหลอดหนึ่งมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 0.25 แอมแปร์ซึ่งต่อกับความต่างศักย์ 200 โวลต์ ความต้านทานของหลอดไฟฟ้าหลอดนี้มีค่าเป็นกี่โอห์ม วิธีท ำ โจทย์ก าหนด I = 0.25 A V = 200V จากสมการ V = IR แทนค่า 200 = 0.25 X R R = 200 0.25 R = 800 โอห์ม ดังนั้น หลอดไฟฟ้าหลอดนี้มีความต้านทานเท่ากับ 800 โอห์ม ตอบ
ชุดการเรียนที่ 1 33 กิจกรรมที่ 4 แผนผังควำมคิดเรื่องปริมำรทำงไฟฟ้ำ ชื่อ.......................................................................ชั้น..........................เลขที่.................... หลังจากเรียนเรื่อง ปริมาณทางไฟฟ้า เรามาช่วยกันเขียนแผนผังความคิดนะคะ พิจารณาจากผลงานของนักเรียน สามารถเขียนได้หลากหลายตามความคิดของแต่ละคน
ชุดการเรียนที่ 1 34 เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน เรื่อง ปริมำณทำงไฟฟ้ำ ค ำชี้แจง 1 เกณฑ์กำรประเมิน แบบทดสอบมีจ านวน 10 ข้อ ข้อละ 1 คะแนนคะแนนเต็ม 10 คะแนนดังนี้ 2 ระดับคุณภำพ ดี หมายถึง ได้คะแนน 8 - 10 คะแนน พอใช้ หมายถึง ได้คะแนน 5 - 7 คะแนน ปรับปรุง หมายถึง ได้คะแนน 0 - 4 คะแนน ข้อ ค ำตอบ 1 ง 2 ข 3 ง 4 ก 5 ค 6 ก 7 ก 8 ง 9 ก 10 ข
ชุดการเรียนที่ 1 35 เฉลยแบบทดสอบหลังเรียน เรื่อง ปริมำณทำงไฟฟ้ำ ค ำชี้แจง 1 เกณฑ์กำรประเมิน แบบทดสอบมีจ านวน 10 ข้อ ข้อละ 1 คะแนนคะแนนเต็ม 10 คะแนนดังนี้ 2 ระดับคุณภำพ ดี หมายถึง ได้คะแนน 8 - 10 คะแนน พอใช้ หมายถึง ได้คะแนน 5 - 7 คะแนน ปรับปรุง หมายถึง ได้คะแนน 0 - 4 คะแนน ข้อ ค ำตอบ 1 ง 2 ข 3 ก 4 ก 5 ง 6 ก 7 ก 8 ข 9 ง 10 ค
ชุดการเรียนที่ 1 36 บรรณำนุกรม กระทรวงศึกษาธิการ หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐานพุทธศักราช 2551 ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560. กรุงเทพมหานคร : คุรุสภาลาดพร้าว, 2560. การไหลของกระแสไฟฟ้าและอิเล็กตรอน [ออนไลน์] เข้าถึงได้จาก webhtml.horhook.com/wbi/1circuit-02.htm. 3 พฤศจิกายน 2565 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความต้านทาน ไฟฟ้า. [ออนไลน์] เข้าถึงได้จาก http : www.maceducation.com/ekhowledge/2432209100/08.htm. 3 พฤศจิกายน 2565 ประดับ นาคแก้วและดาวัลย์ เสริมบุญสุข. หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 กรุงเทพฯ : ซี.วี.แอล การพิมพ์จ ากัด, 2564. ปรากฏการณ์ฟ้าผ่า [ออนไลน์] เข้าถึงได้จาก http://www.manager.co.th. 3 พฤศจิกายน 2565 ยุพา วรยศ และคณะ. หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2 กรุงเทพมหานคร : บริษัทอักษรเจริญทัศน์ อจท. จ ากัด, 2564. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีหนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐาน วิทยาศาสตร์วิทยาศาสตร์ 5 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2.กรุงเทพมหานคร : โรงพิมพ์สกสค. ลาดพร้าว, 2564. สุรงค์ เปรมาตุน และวรัญยา วงค์สุวรรณ. คู่มือครูแห่งศตวรรษที่ 21 วิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3. กรุงเทพมหานคร: บริษัทพี.เอ็น.เค.แอนด์ สกายพริ้นติ้งส์ จ ากัด, 2556. http//www.horhook.com/wbi/1circuit-02.html (3 พฤศจิกายน 2565) http//www.siweb.dss.go.th/Scientist/ Alexander volta.himl (3 พฤศจิกายน 2565) http//www.maceducation.com/e-knowledge/2432209100/08.htm (3 พฤศจิกายน 2565) http//www.manager.co.th (3 พฤศจิกายน 2565)
ชุดการเรียนที่ 1 1