99 (ก) ทดสอบการเกิดไฟฟ้าจากปฏิกิริยาเคมี (ข) แบตเตอรี่ รูปที่ 3.6 ไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาเคมี แบตเตอรี่เป็นอุปกรณ์ให้กำเนิดไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมี ที่ผลิตขึ้นมาใช้งานจริง ใช้หลักการทำงานของโวลตาอิก เซลล์ มาพัฒนาโดยสร้างให้มีจำนวนเซลล์ไฟฟ้าภายในเพิ่มมากขึ้น นำเซลล์ไฟฟ้ามาต่อร่วมกัน ทำให้ได้ค่าแรงดันและกระแสเพิ่ม สูงขึ้น นำไปใช้งานกันอุปกรณ์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างกว้างขวางมากมาย 3.6 ไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่าง ไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่าง เป็นไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการใช้อุปกรณ์จำพวกสารกึ่งตัวนำ (Semi conductor) ที่มีความไวต่อแสงมา ต่อใช้งาน เมื่อมีแสงมาตกกระทบบนสารกึ่งตัวนำ จะสามารถให้กำเนิดไฟฟ้าออกมาได้ อุปกรณ์ที่นำมาใช้งานอย่างแพร่หลายมีชื่อ เรียกว่า เซลล์แสงอาทิตย์หรือโซลาร์เซลล์ (Solar Cell) โครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ ผลิตมาจากสารกึ่งตัวนำต่างชนิดกัน 2 ชนิด ต่อ ชนกัน ชนิดหนึ่งมีศักย์ไฟฟ้าบวก (+) อีกชนิดหนึ่งมีศักย์ไฟฟ้าลบ (–) เมื่อมีแสงส่องมาตกกระทบสารกึ่งตัวนำที่ต่อชนกัน จะทำให้เกิด การแยกตัวของศักย์ไฟฟ้า จ่ายเป็นแรงดันออกมา ไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่าง แสดงดังรูปที่ 3.7 DCV + - N P (ก) เซลล์แสงอาทิตย์ (ข) ทดสอบการเกิดไฟฟ้าจากแสงสว่าง รูปที่ 3.7 ไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่าง
100 เซลล์แสงอาทิตย์ ผลิตมาจากสารกึ่งตัวนำซิลิคอน (Silicon ; Si) มี 2 ชนิด คือ ชนิด P ที่มีโปรตอน หรือศักย์ไฟฟ้าบวก (+) มากกว่าปกติ และสารชนิด N ที่มีอิเล็กตรอน หรือศักย์ไฟฟ้าลบ (–) มากกว่าปกติ นำมาประกบติดกัน ส่วนนอกของสารชนิด P และ สารชนิด N ถูกปิดด้วยแผ่นโลหะอีกชั้น ใช้ต่อเป็นขั้วจ่ายแรงดันออกมา ด้านสารชนิด P มีขั้วไฟฟ้าออกมาเป็นบวก (+) ด้านสาร ชนิด N มีขั้วไฟฟ้าออกมาเป็นลบ (–) แผ่นโลหะด้านสารชนิด N เจาะเป็นช่องมีฉนวนโปร่งใสปิดทับด้านบนอีกชั้น เพื่อใช้รับแสงให้ ส่องมาตกกระทบสารกึ่งตัวนำชนิด N 3.7 ไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก ไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก เกิดขึ้นได้จากการใช้เส้นลวดตัวนำเคลื่อนที่ตัดผ่านสนาม แม่เหล็ก หรือใช้สนามแม่เหล็ก เคลื่อนที่ตัดผ่านเส้นลวดตัวนำ ผลการเคลื่อนที่ตัดผ่านกันทำให้เส้นลวดตัวนำกำเนิดแรงดันขึ้นมา เรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า เหนี่ยวนำ (Induced Electromotive Force ; Induced EMF) การเคลื่อนที่ตัดผ่านกันของสนามแม่เหล็กและเส้นลวดตัวนำ จะต้องทำ อย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก เป็นการกำเนิดไฟฟ้าที่มีความสำคัญต่อการใช้งานมาก ถูกนำไปใช้งานอย่าง กว้างขวาง และแพร่หลาย อุปกรณ์ที่ผลิตขึ้นมาใช้งานจริงมีชื่อเรียกว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) ไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก แสดงดังรูปที่ 3.8 (ก) เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ข) ทดสอบการเกิดไฟฟ้าจากสนามแม่เหล็ก รูปที่ 3.8 ไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก 3.8 ประเภทไฟฟ้า ไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นมาใช้งาน สามารถให้กำเนิดขึ้นมาได้จากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าหลายชนิดแตกต่างกันดังที่กล่าวมา แต่จะผลิตพลังงานไฟฟ้าออกมาเหมือนกัน เพียงแต่พลังงานไฟฟ้าที่ได้ออกมามีคุณสมบัติในตัวเองที่แตกต่างกันไป ในรูปแบบของ ไฟฟ้าที่กำเนิดขึ้นมา ซึ่งสามารถแบ่งไฟฟ้าออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ ได้แก่ ไฟฟ้าสถิต (Static Electricity) และไฟฟ้ากระแส (Current Electricity) ไฟฟ้าทั้งสองประเภทมีคุณลักษณะของการให้กำเนิด และการนำไฟฟ้าไปใช้ประโยชน์ที่แตกต่างกัน 3.8.1 ไฟฟ้าสถิต ไฟฟ้าสถิต เป็นไฟฟ้าที่เกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติ เช่น ฟ้าร้อง ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า และจากการเสียดสีของวัตถุ แตกต่างกัน 2 ชนิด เป็นต้น การเกิดไฟฟ้าสถิต สาเหตุเกิดมาจากความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้าบวก (+) และประจุไฟฟ้าลบ (–) ที่
101 สองตำแหน่งแตกต่างกัน หรือที่วัตถุ 2 ชนิดแตกต่างกัน เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้นมาพร้อมจะถ่ายเทประจุไฟฟ้าเข้าหากัน เมื่อมี ความต่างศักย์ไฟฟ้ามากพอ แสดงให้เห็นได้จากปรากฏการณ์ธรรมชาติเกิดขึ้นในขณะฝนฟ้าคะนอง จะเกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้า ระหว่างก้อนเมฆที่อยู่ใกล้กัน เรียกว่า ฟ้าแลบ และการถ่ายเทประจุไฟฟ้าจากก้อนเมฆลงสู่พื้นดิน เรียกว่า ฟ้าผ่า การเกิดฟ้าแลบ และฟ้าผ่า แสดงดังรูปที่ 3.9 นอกจากนั้นไฟฟ้าสถิตยังสามารถผลิตขึ้นมาได้ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต มีชื่อเรียกว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต แวนเดอกราฟ (Van de Graaff Static Generator) ใช้หลักการเสียดสีกันของวัตถุต่างชนิดที่เหมาะสมกัน 2 ชนิด ทำให้เกิดการแยกตัว ของประจุไฟฟ้าบวก (+) และประจุไฟฟ้าลบ (–) เกิดเป็นความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้นมา เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตแวนเดอกราฟ แสดงดัง รูปที่ 3.10 รูปที่ 3.9 การเกิดฟ้าแลบและฟ้าผ่า รูปที่ 3.10 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตแวนเดอกราฟ ไฟฟ้าสถิต ถูกนำไปประยุกต์ใช้งานอย่างแพร่หลาย นิยมนำไปใช้งานโดยอาศัยคุณสมบัติประจุไฟฟ้าต่างกันจะดูด กัน ไปใช้ดูดวัสดุชิ้นเล็กๆ ให้ไปเกาะกับสิ่งที่ต้องการ สามารถพัฒนาไปใช้ประโยชน์กับอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดต่างๆ เช่น เครื่องพิมพ์ เลเซอร์ เครื่องถ่ายเอกสาร เครื่องกำจัดฝุ่นละออง เครื่องทำอากาศบริสุทธิ์ เครื่องพ่นสี และเครื่องผลิตกระดาษทราย เป็นต้น 3.8.2 ไฟฟ้ากระแส ไฟฟ้ากระแส เป็นไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นมาใช้งานจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าแตกต่างกัน แต่การจ่ายไฟฟ้าไปใช้งาน จะต้องเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในเวลาใช้งานเหมือนกัน โดยจะมีกระแสไหลในวงจรไฟฟ้า ป้อนไปให้เครื่องใช้ไฟฟ้า ชนิดต่างๆ ทำงาน เกิดประโยชน์ต่อการใช้งานอย่างกว้างขวาง ถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลาย ไฟฟ้ากระแสแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current) และไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current) 1. ไฟฟ้ากระแสตรง เป็นไฟฟ้าที่กำเนิดขึ้นมาจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ที่มีขั้วไฟฟ้าจ่ายศักย์ไฟฟ้าออกมาแน่นอน ตายตัว คือ มีศักย์บวก (+) ขั้วหนึ่ง และมีศักย์ลบ (–) อีกขั้วหนึ่ง แน่นอนไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อนำไปใช้งานจะเกิดกระแสไหลใน ทิศทางเดียวตลอดเวลา และมีระดับแรงดันจ่ายออกมาคงที่ตลอดเวลาเช่นเดียวกัน แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่ผลิตออกมาใช้งาน เช่น ถ่านไฟฉาย และแบตเตอรี่รถยนต์ เป็นต้น แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรง แสดงดังรูปที่ 3.11
102 + - +12 V 0 (ก) แบตเตอรี่ (ข) สัญลักษณ์ (ค) ระดับแรงดันไฟตรงจ่ายออกมา รูปที่ 3.11 แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรง 2. ไฟฟ้ากระแสสลับ เป็นไฟฟ้าที่กำเนิดขึ้นมาจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ที่มีขั้วไฟฟ้าจ่ายศักย์ไฟฟ้าออกมาไม่แน่นอน แต่ละขั้วไฟฟ้าสามารถจ่ายศักย์ไฟฟ้าออกมาเปลี่ยนแปลงสลับไปสลับมาทั้งศักย์ไฟฟ้าบวก (+) และศักย์ไฟฟ้าลบ (–) เมื่อนำไปใช้งาน จะเกิดกระแสไหลมีทิศทางกลับไปกลับมาเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา และมีระดับแรงดันจ่ายออกมาเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาไม่คงที่ บางเวลามีค่าสูง บางเวลามีค่าต่ำ แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่ผลิตมาใช้งาน ได้แก่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ( AC Generator) แหล่งจ่ายแรงดันไฟสลับ แสดงดังรูปที่ 3.12 +311 V 0 -311 V (ก) เครื่องกำเนิดแรงดันไฟสลับ (ข) สัญลักษณ์ (ค) ระดับแรงดันไฟสลับจ่ายออก รูปที่ 3.12 แหล่งจ่ายแรงดันไฟสลับ ไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้าที่ถูกนำไปใช้งานในปริมาณมากที่สุด มีบทบาท มีความสำคัญต่อการใช้งาน การคิดค้นวิธี ผลิตไฟฟ้าขึ้นมาใช้งานจึงเป็นเรื่องท้าทาย การให้กำเนิดแรงดันไฟสลับ จะสามารถใช้พลังงานในการขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กระแสสลับให้ทำงานได้หลายวิธี เช่น ใช้พลังน้ำ สร้างไว้ในรูปเขื่อนเก็บกักน้ำ ใช้พลังลม สร้างไว้ในรูปกังหันลม และใช้เชื้อเพลิง หลายชนิด เช่น ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ น้ำมัน ก๊าซชีวภาพ และปรมาณู เป็นต้น ไปขับเคลื่อนให้เครื่องจักรกลทำงาน ส่งไปขับเคลื่อน เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ การกำเนิดไฟฟ้าด้วยเขื่อน และกังหันลม แสดงดังรูปที่ 3.13
103 (ก) กำเนิดไฟฟ้าด้วยเขื่อน (ข) กำเนิดไฟฟ้าด้วยกังหันลม รูปที่ 3.13 วิธีการผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ การเก็บกักน้ำไว้ในเขื่อน นอกจากไว้สำรองน้ำเพื่อการเกษตรแล้ว ยังนำไปใช้ประโยชน์ช่วยขับเคลื่อนกังหันไปปั่นเครื่อง กำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ให้กำเนิดไฟฟ้าขึ้นมา ถือเป็นแหล่ง กำเนิดไฟฟ้าที่สำคัญของประเทศแหล่งหนึ่ง แต่ด้วยการสร้างเขื่อนมีความยุ่งยากหลายประการ และการสร้างเขื่อนเพิ่มขึ้นใหม่ทำได้ยากมากขึ้น จึงหันมาหาวิธีการ กำเนิดไฟฟ้าวิธีอื่นช่วยทดแทน และเพื่อให้ทันกับความต้องการใช้งานที่มีเพิ่มมากขึ้นทุกขณะ การใช้กังหันลมช่วยในการขับเคลื่อน เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ จึงถูกพัฒนามาใช้งาน เพราะทำได้ง่ายกว่า และลมในประเทศไทยก็มีมากพอในการขับเคลื่อน กังหันช่วยปั่นให้กำเนิดไฟฟ้าขึ้นมา 3.9 บทสรุป แหล่งกำเนิดไฟฟ้าคือแหล่งให้กำเนิดพลังงานไฟฟ้า เพื่อใช้ป้อนอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดต่างๆ ไปทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง พลังงานไปอยู่ในรูปพลังงานต่างๆ ไฟฟ้าเกิดขึ้นได้จากแหล่งกำเนิดหลายชนิดแตกต่างกันไป แบ่งออกได้เป็น 6 ชนิด คือ ไฟฟ้าเกิด จากการเสียดสี เกิดขึ้นจากการนำวัตถุต่างกัน 2 ชนิดมาเสียดสีกัน ไฟฟ้าเกิดจากการทำปฏิกิริยาทางเคมี ทำได้โดยใช้แท่งโลหะ 2 แท่ง จุ่มลงในกรดกำมะถันเจือจาง ไฟฟ้าเกิดจากความร้อน ทำได้โดยใช้โลหะ 2 ชนิดเชื่อมติด กันที่ปลายด้านหนึ่ง และให้ความร้อน ที่ปลายด้านเชื่อมติดกันนั้น ไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่าง กำเนิดขึ้นได้จากอุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์ เป็นอุปกรณ์จำพวกสารกึ่งตัวนำ ไฟฟ้าเกิดจากแรงกดดัน ผลิตได้จากแร่ควอตซ์ เมื่อมีแรงกดดันหรือแรงสั่นสะเทือนให้แร่ควอตซ์ และไฟฟ้าเกิดจากสนาม แม่เหล็ก โดยการตัดผ่านกันของเส้นลวดตัวและสนามแม่เหล็ก ไฟฟ้าสถิตเป็นไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ หรือเกิดจากการเสียดสีของวัตถุ 2 ชนิด ส่วนไฟฟ้ากระแสเกิดขึ้นจาก แหล่งกำเนิดไฟฟ้าหลายชนิด ขณะเกิดไฟฟ้าต้องมีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนตลอดเวลา ไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้าที่ทิศทางการไหล ของกระแสมีทิศทางเดียว ส่วนไฟฟ้ากระแสสลับมีทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าสลับไปสลับมาตลอดเวลา
104 • ด้านทักษะ(ปฏิบัติ) (จุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 11-12) 1. ใบปฏิบัติงานที่ 3.1แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะนาว 2. ใบปฏิบัติงานที่ 3.2 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะเขือเทศ 3. แบบประเมินผลการเรียนรู้ • ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง (จุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 12-13) 1. การเตรียมความพร้อมด้านการเตรียม วัสดุ อุปกรณ์นักศึกษาจะต้องกระจายงานได้ทั่วถึง และ ตรงตาม ความสามารถของสมาชิกทุกคนมีการจัดเตรียมสถานที่ สื่อ วัสดุ อุปกรณ์ไว้อย่างพร้อมเพรียง 2. ความมีเหตุมีผลในการปฏิบัติงาน ตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง นักศึกษาจะต้องมีการใช้ เทคนิคที่แปลกใหม่ ใช้สื่อและเทคโนโลยี ประกอบการ นำเสนอที่น่าสนใจ นำวัสดุในท้องถิ่นมาประยุกต์ใช้อย่างคุ้มค่าและประหยัด
105 กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกิจกรรมของครู ขั้นตอนการเรียนรู้หรือกิจกรรมของนักเรียน 1. ขั้นนำเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที) 1. ผู้สอนเตรียมตัวสอนบทที่ 3 เรื่อง แหล่งกำเนิด ไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า 2. ผู้ ส อ น แ จ้ งส า เห ตุ ข อ งก า ร เรี ย น เรื่ อ ง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า 3. ผู้สอนร่วมมือกับผู้เรียนยกตัวอย่างวิธีการเกิดไฟฟ้า 4. ผู้สอนให้ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดบทที่ 1 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า แล้วให้นักศึกษา สลับกันตรวจคำตอบ และให้คะแนน 2. ขั้นให้ความรู้( 60 นาที) 1. ผู้สอนฉายแผ่นใส บทที่ 3 เรื่องแหล่งกำเนิดไฟฟ้า และประเภทของไฟฟ้า 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนแบ่งกลุ่ม เป็น 6 กลุ่ม - กลุ่มที่ 1 ไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสี - กลุ่มที่ 2 ไฟฟ้าเกิดจากการทำปฏิกิริยาทางเคมี - กลุ่มที่ 3 ไฟฟ้าเกิดจากความร้อน - กลุ่มที่ 4 ไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่าง - กลุ่มที่ 5 ไฟฟ้าเกิดจากแรงกดดัน - กลุ่มที่ 6 ไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก 3. ผู้สอนให้ผู้เรียนรายงานหน้าห้อง 4. ผู้สอนเปิดโอกาสให้ผู้เรียนซักถามข้อสงสัยที่เกิดขึ้น ระหว่างการเรียนการสอน และตอบข้อซักถาม 1. ขั้นนำเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที) 1. ผู้เรี ย น เต รี ย ม ตั ว เรี ย น บ ท ที่ 3 เรื่ อ ง เรื่ อ ง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า 2. ผู้เรียนทำความเข้าใจเกี่ยวกับเหตุผลของการเรียน แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า 3. ผู้เรียนร่วมมือกับผู้สอนยกตัวอย่างวิธีการเกิดไฟฟ้า และเตรียมตัวทำแบบฝึกหัดบทที่ 1 4. ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดบทที่ 1 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้า และประเภทของไฟฟ้า แล้วสลับกันตรวจคำตอบด้วยความ ซื่อสัตย์ 2. ขั้นให้ความรู้( 60 นาที) 1. ผู้เรียนดูบทเรียน บทที่ 3 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและ ประเภทของไฟฟ้า พร้อมกับจดบันทึกเนื้อที่ได้เรียน 2. ผู้เรียนแบ่งกลุ่ม 6 กลุ่ม 3. ผู้เรียนแต่ละกลุ่มรายงานหน้าห้องเรียน 4. ผู้เรียนซักถามข้อสงสัยที่เกิดขึ้น
106 กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกิจกรรมของครู ขั้นตอนการเรียนรู้หรือกิจกรรมของนักเรียน 3. ขั้นประยุกต์ใช้ ( 105 นาที) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนทำใบปฏิบัติงานที่ 3.1 เรื่อง แหล่งกำเนิด ไฟฟ้าจากมะนาวและใบปฏิบัติงานที่ 3.2 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้า จากมะเขือเทศ 2. ผู้ ส อ น แ บ่ ง ก ลุ่ ม ผู้ เรี ย น ก ลุ่ ม ล ะ 5 ค น ทำใบปฏิบัติงานที่ 3.1 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะนาว และ ใบปฏิบัติงานที่ 3.2 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะเขือเทศ 3. ผู้สอนให้ผู้เรียนเบิก เครื่องมือ วัสดุอุปกรณ์ในการ ปฏิบัติใบปฏิบัติงานที่ 3.1 และใบปฏิบัติงานที่ 3.2 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 60 นาที) 1. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียนให้มี ความเข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนทำแบบฝึกหั ดบทที่ 3 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า อีกครั้ง 3. แจกแบบฝึกหัดบทที่ 3 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้า และประเภทของไฟฟ้า 4. ครูตรวจแบบฝึกหัดหลังเรียนพร้อมกับบันทึกคะแนน (บรรลุจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 1-13) (รวม 240 นาที หรือ 4 คาบเรียน) 3. ขั้นประยุกต์ใช้ ( 105 นาที) 1. ผู้เรียนทำใบปฏิบัติงานที่ 3.1 เรื่อง แหล่งกำเนิด ไฟฟ้าจากมะนาว และใบปฏิบัติงานที่ 3.2 เรื่อง แหล่งกำเนิด ไฟฟ้าจากมะเขือเทศ 2. ผู้เรียนเข้ากลุ่ม และทำใบปฏิบัติงานที่ 3.1 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะนาว และใบปฏิบัติงานที่ 3.2 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะเขือเทศ ตามที่ผู้สอนกำหนด 3. เบิกเครื่องมือ วัสดุอุปกรณ์ การทดลอง เพื่อปฏิบัติ ใบปฏิบัติงานที่ 3.1 และใบปฏิบัติงานที่ 3.2 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 60 นาที) 1. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียนให้มี ความเข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดบทที่ 3 เรื่อง แหล่งกำเนิด ไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า 3. ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดบทที่ 3 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้า และประเภทของไฟฟ้า ด้วยความซื่อสัตย์ 4. ผู้เรียนนำคะแนนจากแบบฝึกหัดทั้งสองครั้งมา เปรียบเทียบกันว่าเป็นอย่างไรมีผลต่างกันอย่างไร เพื่อดู ความก้าวหน้าของตนเอง (บรรลุจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 1-13)
107 งานที่มอบหมายหรือกิจกรรมการวัดผลและประเมินผล ก่อนเรียน 1. จัดเตรียมเอกสาร สื่อการเรียนการสอนตามที่อาจารย์ผู้สอนและบทเรียนกำหนด 2. ทำความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การเรียนของบทที่ 3 และการให้ความร่วมมือในการทำกิจกรรมในบทที่ 3 ขณะเรียน 1. ศึกษาเนื้อหา ในบทที่ 3 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า 2. รายงานผลหน้าชั้นเรียน 3. ปฏิบัติใบปฏิบัติงานที่ 3.1 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะนาว หน้าที่ 66-68 และใบปฏิบัติงานที่ 3.2เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะเขือเทศ หน้า 69-71 4. สรุปผลการทดลอง หลังเรียน 1. ทำแบบฝึกหัดหลังเรียน 2. ทำแบบประเมินการเรียนรู้ ผลงาน/ชิ้นงาน/ความสำเร็จของผู้เรียน 1. ใบปฏิบัติงานที่ 3.1 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะนาว 2. ใบปฏิบัติงานที่ 3.2 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะเขือเทศ 3. แบบฝึกหัดบทที่ 3 4. ทดสอบไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก สื่อการเรียนการสอน/การเรียนรู้ สื่อสิ่งพิมพ์ 1. หนังสือเรียนวิชา งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น (ใช้ประกอบการเรียนการสอนจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่1- 13) 2. แผ่นใส บทที่ 3 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า (ใช้ประกอบการเรียนการสอนขั้นสอน เพื่อให้บรรลุ จุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 1-11)
108 3. ใบปฏิบัติงานที่ 3.1 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะนาว (ใช้ประกอบการเรียนการสอนจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 11) 4. ใบปฏิบัติงานที่ 3.2 เรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะเขือเทศ (ใช้ประกอบการเรียนการสอนจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 11) 5. แบบฝึกหัดบทที่ 3 ใช้ประกอบการสอนขั้นเตรียม ข้อ 2 6. แบบประเมินผลงานตามใบปฏิบัติงาน ใช้ประกอบการสอนขั้นการเรียนการสอน ข้อ 2 7. แบบประเมินพฤติกรรมการทำงานกลุ่ม ใช้ประกอบการสอนขั้นการเรียนการสอน ข้อ 2 สื่อโสตทัศน์(ถ้ามี) 1. เครื่องฉาย ภาพ โปรเจคเตอร์(PROJECTOR) 2. เครื่องฉายแผ่นใส (OVERHEAD) สื่อของจริง 1. ขดลวดโซลินอยด์แกนอากาศใช้ลวดเบอร์ 18 พัน 100 รอบ บนแกนกระดาษแข็งทรงกระบอกหรือท่อ PVC ขณะเส้น ผ่านศูนย์กลาง 1 นิ้ว ยาว 3 นิ้ว 1 ชุด 2. แท่งแม่เหล็กยาวประมาณ 4 นิ้ว สามารถเคลื่อนผ่านเข้าไปตอนกลางของท่อ PVC ได้ 1 แท่ง 3. กัลวานอมิเตอร์มีความไวเป็นไมโครแอมป์ ชนิดค่าศูนย์อยู่ตอนกลางเสกล 1 เครื่อง 4. มัลติมิเตอร์ 1 เครื่อง 5. แหล่งจ่ายแรงดัน 6V 1 เครื่อง 6. สวิตช์ 1 ตัว 7. หลอดไฟ 6V 1 หลอด 8. ปากคีบพร้อมสาย 2 ตัว 9. เส้นลวดเหล็ก ยาว 3.5 นิ้ว 1 เส้น 10. เส้นลวดทองแดงเปลือย ยาว 3.5 นิ้ว 1 เส้น 11. เส้นลวดอะลูมิเนียมยาว 3.5 นิ้ว 1 เส้น 12. แท่งคาร์บอน หรือไส้ดินสอ ยาว 3.5 1 แท่ง 13. แท่งพลาสติก ยาว 3.5 นิ้ว 1 แท่ง 14. แท่งไม้ ยาว 3.5 นิ้ว 1 แท่ง 15. ท่อกระดาษ ยาว 3.5 นิ้ว 1 แท่ง 16.เชือกป่าน ยาว 3.5 นิ้ว 1 เส้น
109 แหล่งการเรียนรู้ ในสถานศึกษา 1. ห้องสมุด 2. ห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ ศึกษาหาข้อมูลทาง INTERNET นอกสถานศึกษา ผู้ประกอบการ สถานประกอบการ ในท้องถิ่น การบูรณาการ/ความสัมพันธ์กับวิชาอื่น 1. บูรณาการกับวิชาชีวิตและวัฒนธรรมไทย ด้านการพูด การอ่าน การเขียน และการฝึกปฏิบัติตนทางสังคมด้านการ เตรียมความพร้อม ความรับผิดชอบ และความสนใจใฝ่รู้ 2. บูรณาการกับวิชาการบริหารการจัดซื้อ ด้านการซื้อ การแสวงหาผลิตภัณฑ์ 3. บูรณาการกับวิชากีฬาเพื่อพัฒนาสุขภาพและบุคลิกภาพ ด้านบุคลิกภาพในการนำเสนอหน้าชั้นเรียน การประเมินผลการเรียนรู้ หลักการประเมินผลการเรียนรู้ ขณะเรียน 1. ตรวจผลงานตามใบปฏิบัติงานที่ 3.1 และ ใบปฏิบัติงานที่ 3.2 2. สังเกตการทำงานกลุ่ม หลังเรียน 1. ตรวจแบบฝึกหัดหลังเรียน 2. ตรวจแบบแบบประเมินผลการเรียนรู้ คำถาม อธิบายให้ได้ใจความสมบูรณ์และแสดงวิธีทำให้สมบูรณ์ถูกต้อง 1. ส่วนประกอบภายในโครงสร้างแต่ละส่วนของวัตถุ ธาตุ หรือสสาร ตามทฤษฎีอะตอมประกอบ ด้วยอะไรบ้าง อธิบาย 2. อธิบายหลักการให้กำเนิดไฟฟ้าเกิดจากความร้อนมาให้เข้าใจ 3. อธิบายหลักการให้กำเนิดไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่างมาให้เข้าใจ 4. ไฟฟ้าสถิตคืออะไรเกิดขึ้นได้อย่างไร อธิบาย 5. ไฟฟ้ากระแสตรงกับไฟฟ้ากระแสสลับแตกต่างกันอย่างไร อธิบาย ผลงาน/ชิ้นงาน/ผลสำเร็จของผู้เรียน 1. ใบปฏิบัติงานที่ 3.1 2. ใบปฏิบัติงานที่ 3.2 3. แบบฝึกหัดบทที่ 3 4. ทดสอบไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก
110 รายละเอียดการประเมินผลการเรียนรู้ • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 1 อธิบายไฟฟ้ากับความเจริญของโลกได้ 7. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 8. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 9. เกณฑ์การให้คะแนน : อธิบายไฟฟ้ากับความเจริญของโลกได้ จะได้ 2 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 2 อธิบายไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสีได้ 6. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 7. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 8. เกณฑ์การให้คะแนน : อธิบายไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสีได้ จะได้ 2 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 3 อธิบายไฟฟ้าเกิดจากการทำปฏิกิริยาทางเคมีได้ 7. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 8. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 9. เกณฑ์การให้คะแนน : อธิบายไฟฟ้าเกิดจากการทำปฏิกิริยาทางเคมีได้ จะได้ 2 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 4 อธิบายไฟฟ้าเกิดจากความร้อนได้ 7. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 8. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 9. เกณฑ์การให้คะแนน : อธิบายไฟฟ้าเกิดจากความร้อนได้ จะได้ 2 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 5 อธิบายไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่างได้ 7. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 8. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 9. เกณฑ์การให้คะแนน : อธิบายไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่างได้ จะได้ 2 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 6 อธิบายไฟฟ้าเกิดจากแรงกดดันได้ 4. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 5. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 6. เกณฑ์การให้คะแนน : อธิบายไฟฟ้าเกิดจากแรงกดดันได้ จะได้ 2 คะแนน
111 • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 7 แยกแยะประเภทของไฟฟ้าได้ 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด เกณฑ์การให้คะแนน : แยกแยะประเภทของไฟฟ้าได้ จะได้ 2 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 8 อธิบายลักษณะของไฟฟ้ากระแสตรงได้ 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 3. เกณฑ์การให้คะแนน : อธิบายลักษณะของไฟฟ้ากระแสตรงได้ จะได้ 2 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 9 อธิบายลักษณะของไฟฟ้ากระแสสลับได้ 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 3. เกณฑ์การให้คะแนน : อธิบายลักษณะของไฟฟ้ากระแสสลับได้จะได้ 2 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 10 บอกทิศทางการไหลของกระแสได้ 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 3. เกณฑ์การให้คะแนน : บอกทิศทางการไหลของกระแสได้ จะได้ 2 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 11 ทดสอบไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 3. เกณฑ์การให้คะแนน : ทดสอบไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็กได้ จะได้ 10 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 12 เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่างถูกต้อง 7. วิธีการประเมิน : ตรวจผลงาน 8. เครื่องมือ : แบบประเมินกระบวนการทำงานกลุ่ม 9. เกณฑ์การให้คะแนน : เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่าง ถูกต้อง จะได้ 5 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 13 ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้อง และสำเร็จภายใน เวลาที่กำหนดอย่างมีเหตุ และผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง 7. วิธีการประเมิน : ตรวจผลงาน 8. เครื่องมือ : แบบประเมินกระบวนการทำงานกลุ่ม 9. เกณฑ์การให้คะแนน : ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้อง และสำเร็จภายใน เวลาที่กำหนดอย่างมีเหตุ
112 และผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง จะได้ 5 คะแนน แบบฝึกหัดบทที่ 3 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า วัตถุประสงค์ เพื่อประเมินความรู้เดิมของนักศึกษาเกี่ยวกับเรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า เขียนเครื่องหมายกากบาท (X) ลงในข้อที่ถูกต้องที่สุด 1. จากทฤษฎีอะตอมกล่าวว่า ส่วนที่เล็กที่สุดของวัตถุหรือสสาร ที่ยังคงแสดงคุณสมบัติของวัตถุ หรือสสารเดิมอยู่คือส่วนใด ก. นิวเคลียส ข. โมเลกุล ค. อะตอม ง. ธาตุ 2. ภายในอะตอมของวัตถุหรือสสาร ส่วนที่เคลื่อนที่ตลอดเวลาคืออะไร ก. นิวเคลียส ข. โปรตอน ค. นิวตรอน ง. อิเล็กตรอน 3. วัตถุ หรือสสาร ทุกชนิดมีประจุไฟฟ้าภายในตัวเอง เหตุใดในสภาวะปกติจึงไม่แสดงอำนาจไฟฟ้าออกมา ก. ศักย์ของประจุไฟฟ้าเกิดสภาวะสมดุล ข. พลังงานภายนอกมีแรงต้านมากกว่า ค. ศักย์ไฟฟ้าถูกซ่อนเก็บไว้ ง. ประจุไฟฟ้าเสื่อมสภาพ 4. ถ่านไฟฉายใช้หลักการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าชนิดใด ก. ความร้อน ข. แรงกดดัน ค. ปฏิกิริยาเคมี ง. สนามแม่เหล็ก 5. อุปกรณ์ที่ให้กำเนิดไฟฟ้าจากการสั่นสะเทือนคืออะไร ก. ผลึกแร่ควอตซ์ ข. เทอร์โมคัปเปิล ค. โวลตาอิกเซลล์ ง. โซลาร์เซลล์ 6. การหมุนของกังหันลมผลิตไฟฟ้าใช้หลักการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าชนิดใด ก. ความร้อน ข. แรงกดดัน ค. การเสียดสี ง. สนามแม่เหล็ก 7. อุปกรณ์ที่ให้กำเนิดไฟฟ้าจากความร้อนคืออะไร ก. ผลึกแร่ควอตซ์ ข. เทอร์โมคัปเปิล ค. โวลตาอิกเซลล์ ง. โซลาร์เซลล์ 8. เครื่องทำอากาศบริสุทธิ์ใช้หลักการทำงานจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าชนิดใด ก. ความร้อน ข. แรงกดดัน ค. การเสียดสี ง. สนามแม่เหล็ก 9. สาเหตุที่ทำให้เกิดฟ้าผ่าคืออะไร ก. การถ่ายเทประจุไฟฟ้าจากก้อนเมฆลงสู่พื้นดิน ข. เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างสองจุด ค. การถ่ายเทประจุไฟฟ้าระหว่างก้อนเมฆ ง. เกิดความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้า 10. แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่จัดอยู่ในประเภทไฟฟ้าสถิต คือไฟฟ้ากำเนิดได้จากอะไร ก. ความร้อน ข. แรงกดดัน
113 ค. การเสียดสี ง. สนามแม่เหล็ก ใบปฏิบัติงาน 3.1 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะนาว จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. บอกขั้นตอนการสร้างแหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากลูกมะนาวได้ 2. แสดงวิธีการทดสอบค่าแรงดันที่เกิดขึ้นได้ 3. เกิดความประหยัดในการปฏิบัติงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. ลูกมะนาวสด 3 ผล 2. ตะปูยาว 4 ซม. 3 ตัว 3. ลวดทองแดงยาว 4 ซม. 3 ท่อน 4. ไดโอดเปล่งแสง (LED) 1 ตัว 5. ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 1 เครื่อง 6. สายต่อวงจร 1 ชุด ลำดับขั้นการทดลอง 1.นำตะปู และลวดทองแดง เสียบลงในลูกมะนาว ให้มีระยะห่างจากกันของโลหะทั้งสองมากที่สุดทั้ง 3 ผล จะได้ขั้วแรงดัน ออกมา ด้านตะปูเป็นขั้วลบ (–) ด้านลวดทองแดงเป็นขั้วบวก (+) 2. ต่อวงจรแหล่งกำเนิดแรงดันจากลูกมะนาวแบบอนุกรมกัน ตามรูปที่ 3.1 3. ใช้ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ตั้งค่าที่ดีซีโวลต์มิเตอร์ย่านโวลต์ต่ำ นำไปวัดที่ขั้วโลหะทั้งสองของแหล่งกำเนิดแรงดันชุดแรกที่ ตำแหน่งวัด 1 – 2 ขั้วลบมิเตอร์วัดที่ตะปู (–) ขั้วบวกมิเตอร์วัดที่ลวดทองแดง (+) อ่านค่าแรงดันที่วัดได้ บันทึกค่าลงในตารางที่ 3.1 ช่องตำแหน่งที่วัด 1 – 2 4. วัดแรงดันตามตำแหน่งในตารางที่ 3.1 ช่องตำแหน่งที่วัดที่เหลือทั้งหมด ตามลำดับ บันทึกค่าลงในตารางที่ 3.1
114 DCV + - - + 1 2 4 3 - + - + รูปที่ 3.1 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะนาว ตารางที่ 3.1 แรงดันที่วัดได้จากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะนาว ตำแหน่งที่วัดที่ 1 – 2 2 – 3 3 – 4 1 – 3 1 – 4 แรงดัน (V) 5. นำ LED มาต่อแทนดิจิตอลมัลติมิเตอร์ ทดสอบครั้งแรกให้ LED เปล่งแสงก่อน โดยนำขาทั้งสองของ LED คร่อมที่ขั้ว แหล่งกำเนิดแรงดันตำแหน่ง 1 – 3 สลับขา K และขา A ไปมา ใช้ตำแหน่งที่ LED เปล่งแสงสว่างขึ้นมา ย้ายขา LED มาต่อที่ขา 1 – 2 ต่อวงจรตามรูปที่ 3.2 - + 1 2 K A LED 4 3 - + - + รูปที่ 3.2 ทดสอบกระแสไหลผ่านไดโอดเปล่งแสง ตารางที่ 3.2 ความสว่างของไดโอดเปล่งแสง ตำแหน่งที่วัดที่ 1 – 2 1 – 3 1 – 4 ความสว่างของ LED
115 สรุปผลการทดลอง ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ คำถามและการวิเคราะห์ 1. ค่าแรงดันที่เกิดขึ้นจากลูกมะนาวแต่ละลูกเท่ากันหรือแตกต่างกันอย่างไร แรงดันที่ต่ออนุกรมกันมีค่าเพิ่มขึ้นหรือไม่ เพราเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________
116 ใบปฏิบัติงาน 3.2 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะเขือเทศ จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. บอกขั้นตอนการสร้างแหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะเขือเทศได้ 2. แสดงวิธีการทดสอบค่าแรงดันที่เกิดขึ้นได้ 3. มีความรับผิดชอบในการปฏิบัติงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. ลูกมะเขือเทศสด 3 ผล 2. ตะปูยาว 4 ซม. 3 ตัว 3. ลวดทองแดงยาว 4 ซม. 3 ท่อน 4. ไดโอดเปล่งแสง (LED) 1 ตัว 5. ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 1 เครื่อง 6. สายต่อวงจร 1 ชุด ลำดับขั้นการทดลอง 1.นำตะปู และลวดทองแดง เสียบลงในลูกมะเขือเทศ ให้มีระยะห่างจากกันของโลหะทั้งสองมากที่สุดทั้ง 3 ผล จะได้ ขั้วแรงดันออกมา ด้านตะปูเป็นขั้วลบ (–) ด้านลวดทองแดงเป็นขั้วบวก (+) 2. ต่อวงจรแหล่งกำเนิดแรงดันจากลูกมะเขือเทศแบบอนุกรมกัน ตามรูปที่ 3.3 3. ใช้ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ตั้งค่าที่ดีซีโวลต์มิเตอร์ย่านโวลต์ต่ำ นำไปวัดที่ขั้วโลหะทั้งสองของแหล่งกำเนิดแรงดันชุดแรกที่ ตำแหน่งวัด 1 – 2 ขั้วลบมิเตอร์วัดที่ตะปู (–) ขั้วบวกมิเตอร์วัดที่ลวดทองแดง (+) อ่านค่าแรงดันที่วัดได้ บันทึกค่าลงในตารางที่ 3.3 ช่องตำแหน่งที่วัด 1 – 2 4. วัดแรงดันตามตำแหน่งในตารางที่ 3.3 ช่องตำแหน่งที่วัดที่เหลือทั้งหมด ตามลำดับ บันทึกค่าลงในตารางที่ 3.3
117 DCV + - - + - + 1 2 4 3 - + รูปที่ 3.3 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะเขือเทศ ตารางที่ 3.3 แรงดันที่วัดได้จากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากมะเขือเทศ ตำแหน่งที่วัดที่ 1 – 2 2 – 3 3 – 4 1 – 3 1 – 4 แรงดัน (V) 5. นำ LED มาต่อแทนดิจิตอลมัลติมิเตอร์ ทดสอบครั้งแรกให้ LED เปล่งแสงก่อน โดยนำขาทั้งสองของ LED คร่อมที่ขั้ว แหล่งกำเนิดแรงดันตำแหน่ง 1 – 3 สลับขา K และขา A ไปมา ใช้ตำแหน่งที่ LED เปล่งแสงสว่างขึ้นมา ย้ายขา LED มาต่อที่ขา 1 – 2 ต่อวงจรตามรูปที่ 3.4 - + - + 1 2 4 3 - + LED K A รูปที่ 3.4 ทดสอบกระแสไหลผ่านไดโอดเปล่งแสง ตารางที่ 3.4 ความสว่างของไดโอดเปล่งแสง ตำแหน่งที่วัดที่ 1 – 2 1 – 3 1 – 4 ความสว่างของ LED
118 สรุปผลการทดลอง ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ คำถามและการวิเคราะห์ 1. ค่าแรงดันที่เกิดขึ้นจากลูกมะเขือเทศแต่ละลูกเท่ากันหรือแตกต่างกันอย่างไร แรงดันที่ต่ออนุกรมกันมีค่าเพิ่มขึ้นหรือไม่ เพราเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________
119 บทที่ 3 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทไฟฟ้า ตอนที่ 1 1. ข 2. ง 3. ก 4. ค 5. ก 6. ง 7. ข 8. ค 9. ก 10. ค ตอนที่ 2 1. ส่วนประกอบภายในโครงสร้างแต่ละส่วนของวัตถุ ธาตุหรือสสาร ตามทฤษฎีอะตอมประกอบ ด้วยอะไรบ้าง อธิบาย ส่วนประกอบภายในโครงสร้างแต่ละส่วนของวัตถุ ธาตุ หรือสสาร ตามทฤษฎีอะตอมจะประกอบด้วยโมเลกุล อะตอม นิวเคลียส โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันดังนี้ 1. โมเลกุล คือ ส่วนที่เล็กที่สุดของวัตถุ ธาตุหรือสสาร ที่ยังคงแสดงคุณสมบัติเดิมอยู่ ทั้งทางด้านเคมีและฟิสิกส์ 2. อะตอม คือ ส่วนที่เล็กที่สุดของธาตุ แสดงโครงสร้างเดิมของธาตุนั้นๆ ออกมา เช่น น้ำเมื่อแยกตัวออกจนเป็นโมเลกุล ยังคงสภาพเป็นน้ำอยู่ แต่ถ้าแยกตัวออกไปอีกจะแสดงค่าอยู่ในรูปอะตอม มองเห็นเป็นธาตุเดิมที่มาประกอบร่วมกัน จะ ประกอบด้วยด้วย ธาตุออกซิเจน (O) และธาตุไฮโดรเจน (H) เป็นต้น 3. นิวเคลียส คือ ส่วนที่อยู่ใจกลางของอะตอม อยู่นิ่งไม่เคลื่อนไหว ภายในนิวเคลียสยังประกอบด้วย โปรตอน และ นิวตรอน 4. นิวตรอน คือส่วนที่อยู่ภายในนิวเคลียส อยู่นิ่งไม่เคลื่อนไหว ไม่มีประจุไฟฟ้า ไม่มีส่วนสำคัญทางด้านไฟฟ้า 5. โปรตอน คือ ส่วนที่อยู่ภายในนิวเคลียส อยู่นิ่งไม่เคลื่อนไหว มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก (+) มีบทบาทและมีส่วนสำคัญ ทางด้านไฟฟ้า เกิดอำนาจดึงดูดกับอิเล็กตรอน 6. อิเล็กตรอน คือส่วนที่วิ่งเคลื่อนที่รอบนิวเคลียส มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ (–) มีบทบาทและมีส่วนสำคัญทางด้านไฟฟ้า โดยจะถูกดึงดูดด้วยโปรตอน เนื่องจากอิเล็กตรอนมีน้ำหนักเบาและวิ่งเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสตลอดเวลา เมื่อมีพลังงานจาก ภายนอกมากระตุ้น อิเล็กตรอนจะสามารถวิ่งเคลื่อนที่ไปยังอะตอมอื่นๆ ได้โดยง่าย 2. อธิบายหลักการให้กำเนิดไฟฟ้าเกิดจากความร้อนมาให้เข้าใจ ไฟฟ้าเกิดจากความร้อน เป็นไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการใช้ลวดโลหะต่างชนิดกัน 2 เส้น หรือใช้แผ่นโลหะต่างชนิดกัน 2 แผ่น เช่น ทองแดง และเหล็ก นำปลายด้านหนึ่งของโลหะทั้งสองหมุนตีเกลียวหรือประกบติดกัน ยึดให้แน่นด้วยการเชื่อมหรือใช้ หมุดยึดติด ปลายโลหะที่เหลืออีกด้านทำให้แยกห่างออกจากกัน เมื่อใช้ความร้อนเผาที่ปลายด้านติดกันของโลหะทั้งสอง ส่งผลให้ โลหะทั้งสองบริเวณปลายด้านได้รับความร้อนเกิดการแยกตัวของประจุไฟฟ้า จ่ายศักย์ไฟฟ้าออกมา การตรวจสอบไฟฟ้าที่เกิดจาก โลหะทั้งสอง ทำได้โดยใช้โวลต์มิเตอร์วัดแรงดัน ไปวัดคร่อมที่ขั้วโลหะทั้งสองด้านปลายแยกห่างจากกัน โวลต์มิเตอร์จะแสดงค่า แรงดันออกมา อุปกรณ์ที่สร้างใช้งานจริงของไฟฟ้าเกิดจากความร้อน มีชื่อเรียกว่า เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) โครงสร้าง ไฟฟ้าเกิดจากความร้อน แสดงดังรูปที่ 1 DCmV - +
120 (ก) เทอร์โมคัปเปิล (ข) ทดสอบการเกิดไฟฟ้าจากเทอร์โมคัปเปิล รูปที่ 1 ไฟฟ้าเกิดจากความร้อน ในขณะที่เทอร์โมคัปเปิลยังไม่ได้รับความร้อนที่รอยต่อ จะยังไม่กำเนิดไฟฟ้าขึ้นมา เป็นเพราะอิเล็กตรอนในแต่ละ อะตอมของโลหะมีพลังงานไม่เพียงพอไม่เกิดการเคลื่อนที่ เมื่อมีความร้อนจ่ายให้ที่รอยต่อ มีพลังงานมากระตุ้นให้อิเล็กตรอนใน แต่ละอะตอมเกิดการเคลื่อนที่ระหว่างอะตอม ทำให้แผ่นโลหะทั้งสองเกิดความไม่สมดุลของศักย์ไฟฟ้าขึ้น แสดงเป็นแรงดัน ส่งออกที่ขั้วต่อ นำหลักการไปใช้ผลิตอุปกรณ์ได้หลายชนิด เช่น เครื่องตรวจวัดอุณหภูมิ และอุปกรณ์ควบคุมการทำงานด้าน อุณหภูมิ เป็นต้น 3. อธิบายหลักการให้กำเนิดไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่างมาให้เข้าใจ ไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่าง เป็นไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการใช้อุปกรณ์จำพวกสารกึ่งตัวนำ (Semi conductor) ที่มีความไวต่อแสง มาต่อใช้งาน เมื่อมีแสงมาตกกระทบบนสารกึ่งตัวนำ จะสามารถให้กำเนิดไฟฟ้าออกมาได้อุปกรณ์ที่นำมาใช้งานอย่างแพร่หลาย มีชื่อเรียกว่า เซลล์แสงอาทิตย์หรือโซลาร์เซลล์(Solar Cell) โครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ ผลิตมาจากสารกึ่งตัวนำต่างชนิดกัน 2 ชนิด ต่อชนกัน ชนิดหนึ่งมีศักย์ไฟฟ้าบวก (+) อีกชนิดหนึ่งมีศักย์ไฟฟ้าลบ (–) เมื่อมีแสงส่องมาตกกระทบสารกึ่งตัวนำที่ต่อชนกัน จะ ทำให้เกิดการแยกตัวของศักย์ไฟฟ้า จ่ายเป็นแรงดันออกมา ไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่าง แสดงดังรูปที่ 2 DCV + - N P (ก) เซลล์แสงอาทิตย์ (ข) ทดสอบการเกิดไฟฟ้าจากแสงสว่าง รูปที่ 2 ไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่าง เซลล์แสงอาทิตย์ ผลิตมาจากสารกึ่งตัวนำซิลิคอน (Si) มี 2 ชนิด คือ ชนิด P ที่มีโปรตอน หรือศักย์ไฟฟ้าบวก (+) มากกว่า ปกติ และสารชนิด N ที่มีอิเล็กตรอน หรือศักย์ไฟฟ้าลบ (–) มาก กว่าปกติ นำมาประกบติดกัน ส่วนนอกของสารชนิด P และสาร ชนิด N ถูกปิดด้วยแผ่นโลหะอีกชั้น ใช้ต่อเป็นขั้วจ่ายแรงดันออกมา ด้านสารชนิด P มีขั้วไฟฟ้าออกมาเป็นบวก (+) ด้านสารชนิด N มีขั้วไฟฟ้าออกมาเป็นลบ (–) แผ่นโลหะด้านสารชนิด N เจาะเป็นช่องมีฉนวนโปร่งใสปิดทับด้านบนอีกชั้น เพื่อใช้รับแสงให้ส่อง มาตกกระทบสารกึ่งตัวนำชนิด N 4. ไฟฟ้าสถิตคืออะไรเกิดขึ้นได้อย่างไร อธิบาย ไฟฟ้าสถิต เป็นไฟฟ้าที่เกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติเช่น ฟ้าร้อง ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า และจากการเสียดสีของวัตถุแตกต่างกัน 2 ชนิด เป็นต้น การเกิดไฟฟ้าสถิต สาเหตุเกิดมาจากความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้าบวก (+) และประจุไฟฟ้าลบ (–) ที่สองตำแหน่ง แตกต่างกัน หรือที่วัตถุ2 ชนิดแตกต่างกัน เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้นมาพร้อมจะถ่ายเทประจุไฟฟ้าเข้าหากัน เมื่อมีความต่าง ศักย์ไฟฟ้ามากพอ แสดงให้เห็นได้จากปรากฏการณ์ธรรมชาติเกิดขึ้นในขณะฝนฟ้าคะนอง จะเกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้าระหว่าง
121 ก้อนเมฆที่อยู่ใกล้กัน เรียกว่า ฟ้าแลบ และการถ่ายเทประจุไฟฟ้าจากก้อนเมฆลงสู่พื้นดิน เรียกว่า ฟ้าผ่า การเกิดฟ้าแลบ และ ฟ้าผ่า แสดงดังรูปที่ 3 นอกจากนั้นไฟฟ้าสถิตยังสามารถผลิตขึ้นมาได้ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต มีชื่อเรียกว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตแวนเด อกราฟ (Van de Graaff Static Generator) ใช้หลักการเสียดสีกันของวัตถุต่างชนิดที่เหมาะสมกัน 2 ชนิด ทำให้เกิดการแยกตัวของ ประจุไฟฟ้าบวก (+) และประจุไฟฟ้าลบ (–) เกิดเป็นความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้นมา เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตแวนเดอกราฟ แสดงดังรูป ที่ 4 รูปที่ 3 การเกิดฟ้าแลบและฟ้าผ่า รูปที่4 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตแวนเดอกราฟ ไฟฟ้าสถิต ถูกนำไปประยุกต์ใช้งานอย่างแพร่หลาย นิยมนำไปใช้งานโดยอาศัยคุณสมบัติประจุไฟฟ้าต่างกันจะ ดูดกัน ไปใช้ดูดวัสดุชิ้นเล็กๆ ให้ไปเกาะกับสิ่งที่ต้องการ สามารถพัฒนาไปใช้ประโยชน์กับอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดต่างๆ เช่น เครื่องพิมพ์เลเซอร์เครื่องถ่ายเอกสาร เครื่องกำจัดฝุ่นละออง เครื่องทำอากาศบริสุทธิ์เครื่องพ่นสีและเครื่องผลิตกระดาษทราย เป็นต้น 5. ไฟฟ้ากระแสตรงกับไฟฟ้ากระแสสลับแตกต่างกันอย่างไร อธิบาย ไฟฟ้ากระแสตรง เป็นไฟฟ้าที่กำเนิดขึ้นมาจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ที่มีขั้วไฟฟ้าจ่ายศักย์ไฟฟ้าออกมาแน่นอนตายตัว คือ มีศักย์บวก (+) ขั้วหนึ่ง และมีศักย์ลบ (–) อีกขั้วหนึ่ง แน่นอนไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อนำไปใช้งานจะเกิดกระแสไหลในทิศทาง เดียวตลอดเวลา และมีระดับแรงดันจ่ายออกมาคงที่ตลอดเวลาเช่นเดียวกัน แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่ผลิตออกมาใช้งาน เช่น ถ่านไฟฉาย และแบตเตอรี่รถยนต์ เป็นต้น แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรง แสดงดังรูปที่ 5 + - +12 V 0 (ก) แบตเตอรี่ (ข) สัญลักษณ์ (ค) ระดับแรงดันไฟตรงจ่ายออกมา รูปที่ 5 แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรง
122 ไฟฟ้ากระแสสลับ เป็นไฟฟ้าที่กำเนิดขึ้นมาจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ที่มีขั้วไฟฟ้าจ่ายศักย์ไฟฟ้าออกมาไม่แน่นอน แต่ละ ขั้วไฟฟ้าสามารถจ่ายศักย์ไฟฟ้าออกมาเปลี่ยนแปลงสลับไปสลับมาทั้งศักย์ไฟฟ้าบวก (+) และศักย์ไฟฟ้าลบ (–) เมื่อนำไปใช้งาน จะเกิดกระแสไหลมีทิศทางกลับ ไปกลับมาเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา และมีระดับแรงดันจ่ายออกมาเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาไม่คงที่ บางเวลามีค่าสูง บางเวลามีค่าต่ำ แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่ผลิตมาใช้งาน ได้แก่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Generator) แหล่งจ่ายแรงดันไฟสลับ แสดงดังรูปที่ 6 +311 V 0 -311 V (ก) เครื่องกำเนิดแรงดันไฟสลับ (ข) สัญลักษณ์ (ค) ระดับแรงดันไฟสลับจ่ายออก รูปที่ 6 แหล่งจ่ายแรงดันไฟสลับ
123 วิทยาลัยการอาชีพเสนา สื่อการจัดการเรียนรู้ สื่อสิ่งพิมพ์/สื่อโสตทัศน์ 1. หนังสือเรียน 2. หนังสือใบปฏิบัติงาน 3. สื่อเพาเวอร์ พอยต์ 4. อุปกรณ์ทดลอง 5. แบบทดสอบก่อนเรียนที่ 1 6. แบบสังเกตพฤติกรรมการเรียน 7. แบบประเมินคุณธรรม จริยธรรม หุ่นจำลองหรือของจริง แหล่งการเรียนรู้ / สถานที่ (แสดงเครื่องหมาย ลงในช่อง ตามแหล่งการเรียนรู้ที่ครูผู้สอนกำหนด) ในสถานศึกษา 1. ห้องสมุด ห้องปฏิบัติการ โรงฝึกงาน ศูนย์จำลองธุรกิจ 2. ครูผู้สอน Internet บทเรียนอิเล็กทรอนิกส์ E – book นอกสถานที่ 1. สถานประกอบการ แหล่งเรียนรู้ในชุมชน หน่วยงานของข้าราชการ หน่วยงานรัฐวิสาหกิจ แหล่งภูมิปัญญาท้องถิ่น 2. บุคคล ครอบครัว เครือญาติ ชุมชน ท้องถิ่น อื่น ๆ ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................
124 วิทยาลัยการอาชีพเสนา บันทึกหลังการสอน ผลการใช้แผนการจัดการเรียนรู้ .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ผลการเรียนของผู้เรียน .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ปัญหาที่พบ .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... แนวทางแก้ปัญหา .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ผลการสอนของครู .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................
125 แผนการสอน/แผนการเรียนรู้ภาคทฤษฏี แผนการสอน/การเรียนรู้ภาคทฤษฎี บทที่ 4 ชื่อวิชา งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น สอนสัปดาห์ที่ 5-6 ชื่อหน่วย กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า คาบรวม 8 ชื่อเรื่อง. กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า จำนวนคาบ 8 หัวข้อเรื่อง ด้านความรู้ • อะตอมกับไฟฟ้า • ไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสี • ไฟฟ้าเกิดจากแรงกดดัน • ไฟฟ้าเกิดจากความร้อน • ไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาเคมี • ไฟฟ้าเกิดจากแสงสว่าง • ไฟฟ้าเกิดจากสนามแม่เหล็ก • ประเภทไฟฟ้า • บทสรุป ด้านทักษะ 1. การใช้สมการกฎของโอห์ม 2. การแก้ปัญหาวงจรไฟฟ้าด้วยกฎของโอห์ม 3. การคำนวณหาค่ากำลังไฟฟ้า ด้านคุณธรรม จริยธรรม 1. เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่างถูกต้อง 2. มีความรับผิดชอบ ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้องในเรื่องเครื่องมือวัดไฟฟ้าเบื้องต้น และสำเร็จภายใน เวลาที่กำหนดอย่างมี เหตุและผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง สาระสำคัญ กฎของโอห์มกำหนดขึ้นมาจากความสัมพันธ์ของแรงดัน กระแส และความต้านทาน เกิดขึ้นตามความเป็นจริงของ
126 การทำงานในวงจรไฟฟ้า คือวงจรไฟฟ้าต้องประกอบด้วยส่วนประกอบอย่างน้อย 3 ส่วน คือแรงดัน กระแส และความต้านทาน วงจรไฟฟ้าจึงสามารถทำงานได้ ความสัมพันธ์เป็นดังนี้ จำนวนของกระแสที่ไหลในวงจรไฟฟ้า เปลี่ยนแปลงไปตามค่าแรงดันที่จ่าย ให้กับวงจรนั้น แต่เปลี่ยนแปลงเป็นส่วนกลับกับความต้านทานในวงจร กฎของโอห์มเขียนออกมาเป็นสูตรได้ I = E / R สมรรถนะอาชีพประจำหน่วย (สิ่งที่ต้องการให้เกิดการประยุกต์ใช้ความรู้ ทักษะ คุณธรรม เข้าด้วยกัน) 3. เขียนสมการกฎของโอห์ม 4. คำนวณแก้ปัญหาวงจรไฟฟ้าด้วยกฎของโอห์ม จุดประสงค์การสอน/การเรียนรู้ •จุดประสงค์ทั่วไป / บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง 1. เพื่อให้มีความรู้เกี่ยวกับศักย์ไฟฟ้า,กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้ากับกฎของโอห์ม พลังงานไฟฟ้า (ด้านความรู้) 2. เพื่อให้มีทักษะในการเขียนสมการกฎของโอห์ม การแก้ปัญหาวงจรไฟฟ้าด้วยกฎของโอห์ม ค่ากำลังไฟฟ้า (ด้านทักษะ) 3. เพื่อให้มีเจตคติที่ดีต่อการเตรียมความพร้อมด้านการเตรียม วัสดุ อุปกรณ์ และการปฏิบัติงานอย่างถูกต้อง สำเร็จ ภายในเวลาที่กำหนด มีเหตุและผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง (ด้านคุณธรรม จริยธรรม) • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม / บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง 1. บอกความหมายของประจุไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้า (ด้านความรู้) 2. เปรียบเทียบความสัมพันธ์ของปริมาณไฟฟ้าจากกฎของโอห์ม (ด้านความรู้) 3. บอกความสัมพันธ์ของกำลังไฟฟ้ากับกฎของโอห์ม (ด้านความรู้) 4. อธิบายความหมายของพลังงานไฟฟ้า (ด้านความรู้) 5. เขียนสมการกฎของโอห์ม (ด้านทักษะ) 6. แสดงวิธีการคำนวณแก้ปัญหาวงจรไฟฟ้าด้วยกฎของโอห์ม (ด้านทักษะ) 7. แสดงวิธีการคำนวณหาค่ากำลังไฟฟ้า (ด้านทักษะ) 8. เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่างถูกต้อง (ด้านคุณธรรม จริยธรรม/บูรณาการเศรษฐกิจ พอเพียง) 9. ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้อง และสำเร็จภายใน เวลาที่กำหนดอย่างมีเหตุและผลตามหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง (ด้านคุณธรรม จริยธรรม/บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง) เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ • ด้านความรู้(ทฤษฎี) 4.1 ศักย์ไฟฟ้าและประจุไฟฟ้า ประจุไฟฟ้า (Electric Charge) และศักย์ไฟฟ้า (Electric Potential) เป็นปริมาณทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นมาในเวลาพร้อมกัน มี ความสัมพันธ์และเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด จนไม่สามารถแยกปริมาณทั้งสองออกจากกันได้ การกล่าวถึงศักย์ไฟฟ้าจะต้องมีประจุ ไฟฟ้าเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย และถ้ากล่าวถึงประจุไฟฟ้าจะต้องมีศักย์ไฟฟ้าเข้ามาเกี่ยวข้องด้วยเช่นกัน ปริมาณไฟฟ้าทั้งสองเป็นตัว แสดงให้ทราบถึงจำนวนไฟฟ้าที่กำเนิดขึ้นมาว่ามีมากน้อยเพียงไร ความหมายของประจุไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้า เป็นดังนี้ ประจุไฟฟ้า คือ ขั้วของไฟฟ้าที่แตกต่างกัน แบ่งออกได้เป็น 2 ขั้ว คือ ขั้วบวก (+) หรือประจุบวก (Positive Charge) และ
127 ขั้วลบ (–) หรือประจุลบ (Negative Charge) ในทุกๆ อะตอมจะประกอบด้วยประจุบวกหรือโปรตอน และประจุลบหรืออิเล็กตรอน รวมกันอยู่ ในสภาวะปกติประจุไฟฟ้าทั้งสองมีค่าสมดุลกัน หรือเท่ากัน ศักย์ไฟฟ้า คือ ค่าของไฟฟ้า หรือปริมาณของไฟฟ้าที่แสดงออกมาในขณะเกิดความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้า แบ่งออกได้ เป็น 2 ค่า คือ ศักย์บวก (Positive Potential) หมายถึง การมีประจุไฟฟ้าบวกมากกว่าประจุไฟฟ้าลบ และศักย์ลบ (Negative Potential) หมายถึง การมีประจุไฟฟ้าลบมากกว่าประจุไฟฟ้าบวก ประจุไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้ามีพลังงานในตัวเอง สามารถเคลื่อนที่และเปลี่ยนแปลงค่าได้ และพร้อมจะเคลื่อนที่และ เปลี่ยนแปลงค่าตลอดเวลา เมื่ออยู่ในสภาวะที่เหมาะสมและเอื้ออำนวย ประจุไฟฟ้าหรือศักย์ไฟฟ้ามีอำนาจไฟฟ้าแผ่ออกรอบตัวเอง ในรูปของเส้นแรง (Line of Force) เรียกว่า เส้นแรงสนามไฟฟ้า (Electric Field Lines) ส่งผลต่อพลังงานหรือแรงที่เกิดขึ้น เส้นแรงสนามไฟฟ้าเกิดขึ้นที่ประจุไฟฟ้ามีลักษณะดังนี้ ถ้าเป็นประจุไฟฟ้าบวก (+) เส้นแรงสนามไฟฟ้าจะเคลื่อนที่ออกจาก ประจุถ้าเป็นประจุไฟฟ้าลบ (–) เส้นแรงสนามไฟฟ้าจะเคลื่อนที่เข้าหาประจุ เส้นแรงสนามไฟฟ้าจะเกิดขึ้นมากหรือน้อย ขึ้นอยู่ กับปริมาณศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้น เส้นแรงสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นรอบประจุไฟฟ้า แสดงดังรูปที่ 4.1 + - (ก) ประจุไฟฟ้าบวก (ข) ประจุไฟฟ้าลบ รูปที่ 4.1 เส้นแรงสนามไฟฟ้าเกิดขึ้นรอบประจุไฟฟ้า คุณสมบัติของประจุไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าแต่ละชนิด เป็นดังนี้ ➢ ประจุไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้ามีค่าต่างกันจะดูดกัน เช่น ประจุไฟฟ้าบวกดูดกับประจุไฟฟ้าลบ เกิดเส้นแรงสนามไฟฟ้า รวมกันจากประจุไฟฟ้าทั้งสองรวมเป็นชุดเดียวกัน ➢ ประจุไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้ามีค่าเหมือนกันจะผลักกัน เช่น ประจุไฟฟ้าบวกผลักกับประจุไฟฟ้าบวก หรือประจุไฟฟ้าลบ ผลักกับประจุไฟฟ้าลบ เกิดเส้นแรงสนามไฟฟ้าแยกจากกันของประจุไฟฟ้าแต่ละตัว การดึงดูดกันและการผลักกันของประจุไฟฟ้า แสดงดังรูปที่ 4.2
128 + - + + (ก) ประจุไฟฟ้าต่างกันดูดกัน (ข) ประจุไฟฟ้าเหมือนกันผลักกัน รูปที่ 4.2 การดึงดูดกันและการผลักกันของประจุไฟฟ้า 4.2 กฎของโอห์ม กฎของโอห์ม (Ohm’s Law) ถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ จอร์จ ไซมอน โอห์ม (George Simon Ohm) กฎ ของโอห์มกำหนดขึ้นมาจากความสัมพันธ์ของแรงดัน กระแส และความต้านทาน เกิดขึ้นตามความเป็นจริงของการทำงานใน วงจรไฟฟ้า คือ วงจรไฟฟ้าวงจรหนึ่งต้องประกอบด้วยส่วนประกอบอย่างน้อย 3 ส่วน คือ แรงดัน กระแส และความต้านทาน จึงจะ สามารถทำให้วงจรไฟฟ้าวงจรนั้นทำงานได้ เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงไปของแต่ละส่วนที่สัมพันธ์กัน ย่อมมีผลต่อการทำให้วงจรไฟฟ้า ทำงานเปลี่ยนแปลงไปด้วย ความสัมพันธ์ของปริมาณไฟฟ้าทั้งสามเกี่ยวข้องกัน ตามหน่วยมาตรฐาน คือ กระแสมีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A) แรงดันมี หน่วยเป็นโวลต์ (V) และความต้านทานมีหน่วยเป็นโอห์ม () มีความสัมพันธ์กันดังนี้ จำนวนกระแสที่ไหลในวงจรไฟฟ้า เปลี่ยนแปลงตามค่าแรงดันที่จ่ายให้กับวงจรนั้น แต่เปลี่ยนแปลงเป็นส่วนกลับกับความต้านทานในวงจร คำกล่าวนี้สามารถเขียน ออกมาเป็นสภาวะการทำงานได้ 2 สภาวะดังนี้ 1. ถ้ากำหนดให้ความต้านทาน (R) ในวงจรคงที่ กระแส (I) ในวงจรจะไหลได้มากเมื่อจ่ายแรงดัน (E) ให้วงจรมาก และ กระแส (I) ในวงจรจะไหลได้น้อย เมื่อจ่ายแรงดัน (E) ในวงจรน้อย เขียนความสัมพันธ์ออกมาได้ดังรูปที่ 4.3 และเขียนเป็นสมการ ได้ดังสมการที่ (4 – 1) + - E 3 V I = 0.3 A R 10 + - E 6 V I = 0.6 A R 10
129 (ก) แรงดันน้อยกระแสไหลน้อย (ข) แรงดันมากกระแสไหลมาก รูปที่4.3 เมื่อความต้านทานคงที่ กระแสไหลเปลี่ยนแปลงตามแรงดัน I E เมื่อ R คงที่ .....(4-1) 2. ถ้ากำหนดให้แรงดัน (E) ในวงจรคงที่ กระแส (I) ในวงจรจะไหลได้มากเมื่อต่อตัวต้านทานในวงจรมีค่าความ ต้านทาน (R) น้อย และกระแส (I) ในวงจรจะไหลได้น้อยเมื่อต่อตัวต้านทานในวงจรมีค่าความต้านทาน (R) มาก เขียนความสัมพันธ์ ออกมาได้ดังรูปที่ 4.4 และเขียนเป็นสมการได้ดังสมการที่ (4 – 2) + - E 6 V I = 0.3 A R 20 + - E 6 V I = 0.6 A R 10 (ก) ความต้านทานมากกระแสไหลน้อย (ข) ความต้านทานน้อยกระแสไหลมาก รูปที่ 4.4 เมื่อแรงดันคงที่ กระแสไหลเปลี่ยนแปลงตามความต้านทาน I R 1 เมื่อ E คงที่ .....(4-2) จากสมการที่ (4 – 1) และ (4 – 2) นำมาเขียนเป็นสมการทางไฟฟ้า เรียกว่ากฎของโอห์มเขียนเป็นสมการได้ดังนี้ I = R E .....(4-3) เมื่อ I = กระแส หน่วยแอมแปร์ (A) E = แรงดัน หน่วยโวลต์ (V) R = ความต้านทาน หน่วยโอห์ม () จากสมการที่ 4-3 เป็นการหาค่ากระแส (I) โดยสามารถ ย้ายสมการเพื่อหาค่าแรงดัน (E) หรือค่าความต้านทาน (R) ได้ เช่นเดียวกัน เพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้น จะนำสมการกฎของโอห์มมา เขียนไว้ในวงกลม แสดงดังรูปที่ 4.5 E I R รูปที่ 4.5 วงกลมสมการกฎของโอห์ม การหาสมการในแต่ละส่วนของวงกลม ทำได้โดยใช้นิ้วมือปิดส่วนที่ต้องการหาไว้ ส่วนที่เหลือคือสูตรที่ใช้ในการคำนวณ
130 สมการที่ได้ถ้าอยู่ในแถวเดียวกันเป็นการคูณกัน และถ้าสมการที่ได้อยู่ต่างแถวกันเป็นการหารกัน การหาค่าแรงดัน กระแส และ ความต้านทาน จากวงกลมสมการกฎของโอห์ม แสดงได้ดังรูปที่ 4.6 E=IR E I R (ก) สมการหาค่าแรงดัน (E) E I R I=E R (ข) สมการหาค่ากระแส (I) E I R R=E I (ค) สมการหาค่าความต้านทาน (R) รูปที่ 4.6 การหาค่าแรงดัน กระแส และความต้านทานจากวงกลมสมการกฎของโอห์ม 4.3 การแก้ปัญหาวงจรไฟฟ้าด้วยกฎของโอห์ม เราสามารถนำกฎของโอห์มไปช่วยแก้ปัญหาการคำนวณค่าต่างๆ ในวงจรไฟฟ้าได้ โดยการแทนค่าปริมาณไฟฟ้าด้วยกฎ ของโอห์ม คำนวณหาค่าปริมาณไฟฟ้าที่ต้องการออกมา ช่วยให้เกิดความสะดวกต่อการทำงานทางไฟฟ้า ช่วยลดขั้นตอนในการ ปฏิบัติงานลง และทำให้เกิดความปลอดภัยในการทำงานของวงจรไฟฟ้า สิ่งสำคัญของการใช้กฎของโอห์ม คือการแทนค่าในการ คำนวณทุกครั้ง จำเป็นต้องทำให้ค่าปริมาณไฟฟ้าทั้งหมดที่ใช้คำนวณ อยู่ในหน่วยมาตรฐานที่ถูกต้อง จึงจะทำให้ค่าที่คำนวณได้มี ความถูกต้อง ส่วนผลลัพธ์ที่คำนวณได้ควรแสดงค่าตัวเลข ให้มีหลักที่เหมาะสม และบอกบทที่เหมาะสมกำกับไว้ เพื่อลดความ ผิดพลาดจากการเขียนค่า และการอ่านค่าเหล่านั้น
131 ตัวอย่างที่ 4.1 เตาไฟฟ้าใช้แรงดันไฟสลับ 220 V มีกระแสไหลผ่าน 5 A จงหาค่าความต้านทานของเตาไฟฟ้าเครื่องนี้ E 220 V I = 5 A R = ? รูปที่ 4.7 วงจรเตาไฟฟ้าต้องการหาค่าความต้านทาน วิธีทำ สูตร R = I E เมื่อ R = ? E = 220 V I = 5 A แทนค่า R = 5 A 220 V = 44 ความต้านทานของเตาไฟฟ้า = 44 ตอบ ตัวอย่างที่ 4.2 กระติกต้มน้ำไฟฟ้ามีความต้านทาน 16 Ω ใช้กับแรงดันไฟสลับ 220 V จะมีกระแสไหลผ่านกระติกน้ำร้อนเท่าไร E 220 V I = ? A R = 16 รูปที่ 4.8 วงจรกระติกน้ำร้อนต้องการหาค่ากระแส วิธีทำ สูตร I = R E เมื่อ I = ? E = 220 V R = 16 Ω
132 แทนค่า I = 16 220 V = 13.75 A กระแสไหลผ่านกระติกต้มน้ำไฟฟ้า = 13.75 A ตอบ ตัวอย่างที่ 4.3 เครื่องขยายเสียงมีความต้านทาน 240 Ω ขณะทำงานมีกระแสไหลในวงจร 0.5 A จะมีแรงดันจ่ายให้เครื่องขยายเสียง เท่าไร E = ? V I = 0.5 A R = 240 + -รูปที่ 4.9 วงจรเครื่องขยายเสียงต้องการหาค่าแรงดัน วิธีทำ สูตร E = IR เมื่อ E = ? I = 0.5 A R = 240 Ω แทนค่า E = 0.5 A 240 Ω = 120 V แรงดันจ่ายให้เครื่องขยายเสียง = 120 V ตอบ 4.4 กำลังไฟฟ้าสัมพันธ์กับกฎของโอห์ม กำลัง (Power) คือ อัตราการทำงานในหนึ่งหน่วยเวลา โดยกำลังจะมีความสัมพันธ์กับเวลาเสมอ กำลังมีหน่วยเป็นวัตต์ (W) เมื่อกำลังถูกใช้งานทางด้านไฟฟ้า จึงเรียกว่า กำลังไฟฟ้า (Electrical Power ; P) คือ อัตราการใช้พลังงานไฟฟ้า (W) มีหน่วยเป็น จูล (J) ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ในเวลา (t) มีหน่วยเป็นวินาที (s) เขียนออกมาเป็นสมการได้ดังนี้ P = t W .....(4-4) เมื่อ P = กำลังไฟฟ้า หน่วยวัตต์ (W) W = พลังงานไฟฟ้าหรืองาน หน่วยจูล (J) t = เวลา หน่วยวินาที (s) กำลังไฟฟ้าเมื่อถูกนำมาใช้งานร่วมกับกฎของโอห์ม สามารถเขียนความสัมพันธ์กันได้ดังนี้ กำลังไฟฟ้า (P) 1 วัตต์ (W) คือ อัตราของงานที่ถูกกระทำในวงจรไฟฟ้าซึ่งเกิดกระแส (I) ไหล 1 แอมแปร์ (A) เมื่อมีแรงดัน (E) จ่ายให้วงจร 1 โวลต์ (V) กำลังไฟฟ้าหาได้จากผลคูณของแรงดัน มีหน่วยเป็นโวลต์ คูณด้วยกระแส มีหน่วยเป็นแอมแปร์ เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ P = EI .....(4-5)
133 เมื่อ P = กำลังไฟฟ้า หน่วยวัตต์ (W) E = แรงดัน หน่วยโวลต์ (V) I = กระแส หน่วยแอมแปร์ (A) จากสมการที่ 4 –5 เป็นการหาค่ากำลังไฟฟ้า (P) เรา สามารถย้ายสมการเพื่อหาค่าแรงดัน (E) หรือค่ากระแส (I) ได้ เช่นเดียวกัน เพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้น โดยนำสมการหาค่า กำลังไฟฟ้ามาเขียนไว้ในวงกลม แสดงดังรูปที่ 4.10 ต้องการหาค่าปริมาณไฟฟ้าใด ให้ใช้นิ้วมือปิด ปริมาณไฟฟ้านั้นไว้ ส่วนที่เหลือคือค่าสมการที่หาได้ สมการที่ ได้อยู่ในแถวเดียวกัน คือการคูณกัน P E I รูปที่ 4.10 วงกลมสมการกำลังไฟฟ้า สมการที่ได้อยู่ต่างแถวกัน คือการหารกัน เมื่อนำกฎของโอห์มมาแทนค่าลงในสมการหากำลังไฟฟ้า ทำให้สมการใช้คำนวณกำลัง ไฟฟ้าเกิดการเปลี่ยนแปลงไป สมการมีความสัมพันธ์กัน แสดงให้เห็นได้ดังตัวอย่างดังนี้ จากสมการกำลังไฟฟ้า P = EI นำสมการกฎของโอห์ม I = R E แทนค่าลงไป จะได้ P = E R E = R E 2 เป็นต้น เมื่อนำสมการกฎของโอห์มและสมการกำลังไฟฟ้า มาเขียนรวมกันในรูปวงกลม สามารถเขียนออกมาได้หลายค่า แสดงดังรูป ที่ 4.11 (W) P E I R IR EI I 2 R E2 P E2 R P R P E E R P I PR E P I I 2 (A) (V) () รูปที่ 4.11 วงกลมสมการกฎของโอห์มสัมพันธ์กับกำลังไฟฟ้า 4.5 การแปลงหน่วยปริมาณไฟฟ้า ปริมาณไฟฟ้าทั้ง 4 ค่า ได้แก่ แรงดัน กระแส ความต้านทาน และกำลังไฟฟ้า ที่นำไป ใช้งาน หรือใช้ในการคำนวณค่า
134 โดยปกติหน่วยของปริมาณไฟฟ้าเหล่านั้นจะต้องอยู่ในหน่วยมาตรฐาน คือแรงดัน (E) มีหน่วยเป็นโวลต์ (V) กระแส (I) มีหน่วยเป็น แอมแปร์ (A) ความต้านทาน (R) มีหน่วยเป็นโอห์ม (Ω) และกำลังไฟฟ้า (P) มีหน่วยเป็นวัตต์ (W) แต่การใช้งานแต่ละครั้งมีโอกาสใช้ หน่วยปริมาณไฟฟ้าที่แตกต่างไปจากหน่วยปกติ จึงจำเป็นต้องแปลงหน่วยใช้งานให้อยู่ในหน่วยปกติก่อนการคำนวณค่าเสมอ เพราะถ้าใช้หน่วยไม่ถูกต้อง จะทำให้ผลลัพธ์ที่คำนวณได้เกิดความผิดพลาด หน่วยของปริมาณไฟฟ้าทั้ง 4 ค่า แบ่งย่อยออกได้ดังนี้ 1. หน่วยแรงดัน แบ่งออกเป็นหน่วยย่อย คือ ไมโครโวลต์ (V) มิลลิโวลต์ (mV) โวลต์ (V) กิโลโวลต์ (kV) และเมกะโวลต์ (MV) ความสัมพันธ์ของหน่วยย่อยเป็นดังนี้ 1 โวลต์ (V) = 1,000 มิลลิโวลต์ (mV) = 1 103 มิลลิโวลต์ (mV) = 1,000,000 ไมโครโวลต์ (V) = 1 106 ไมโครโวลต์ (V) 1 มิลลิโวลต์ (mV) = 1,000 1 โวลต์ (V) = 1 10-3 โวลต์ (V) 1 ไมโครโวลต์ (V) = 1,000,000 1 โวลต์ (V) = 1 10-6 โวลต์ (V) 1 กิโลโวลต์ (kV) = 1,000 โวลต์ (V) = 1 103 โวลต์ (V) 1 เมกะโวลต์ (MV) = 1,000,000 โวลต์ (V) = 1 106 โวลต์ (V) 2. หน่วยกระแส แบ่งออกเป็นหน่วยย่อย คือ ไมโครแอมแปร์ (A) มิลลิแอมแปร์ (mA) แอมแปร์ (A) กิโลแอมแปร์ (kA) และเมกะแอมแปร์ (MA) ความสัมพันธ์ของหน่วยย่อยเป็นดังนี้ 1 แอมแปร์ (A) = 1,000 มิลลิแอมแปร์ (mA) = 1 103 มิลลิแอมแปร์ (mA) = 1,000,000 ไมโครแอมแปร์ (A) = 1 106 ไมโครแอมแปร์ (A) 1 มิลลิแอมแปร์ (mA) = 1,000 1 แอมแปร์ (A) = 1 10-3 แอมแปร์ (A) 1 ไมโครแอมแปร์ (A) = 1,000,000 1 แอมแปร์ (A) = 1 10-6 แอมแปร์ (A) 1 กิโลแอมแปร์ (kA) = 1,000 แอมแปร์ (A) = 1 103 แอมแปร์ (A) 1 เมกะแอมแปร์ (MA) = 1,000,000 แอมแปร์ (A) = 1 106 แอมแปร์ (A) 3. หน่วยความต้านทาน แบ่งออกเป็นหน่วยย่อย คือ ไมโครโอห์ม (Ω) มิลลิโอห์ม (mΩ) โอห์ม (Ω) กิโลโอห์ม (kΩ) และเมกะโอห์ม (MΩ) ความสัมพันธ์ของหน่วยย่อยเป็นดังนี้ 1 โอห์ม (Ω) = 1,000 มิลลิโอห์ม (mΩ) = 1 103 มิลลิโอห์ม (mΩ) = 1,000,000 ไมโครโอห์ม (Ω) = 1 106 ไมโครโอห์ม (Ω) 1 มิลลิโอห์ม (mΩ) = 1,000 1 โอห์ม (Ω) = 1 10-3 โอห์ม (Ω) 1 ไมโครโอห์ม (Ω) = 1,000,000 1 โอห์ม (Ω) = 1 10-6 โอห์ม (Ω) 1 กิโลโอห์ม (kΩ) = 1,000 โอห์ม (Ω) = 1 103 โอห์ม (Ω) 1 เมกะโอห์ม (MΩ) = 1,000,000 โอห์ม (Ω) = 1 106 โอห์ม (Ω) 4. หน่วยกำลังไฟฟ้า แบ่งออกเป็นหน่วยย่อย คือ มิลลิวัตต์ (mW) วัตต์ (W) กิโลวัตต์ (kW) และเมกะวัตต์ (MW)
135 ความสัมพันธ์ของหน่วยย่อยเป็นดังนี้ 1 วัตต์ (W) = 1,000 มิลลิวัตต์ (mW) = 1 103 มิลลิวัตต์ (mW) 1 มิลลิวัตต์ (mW) = 1,000 1 วัตต์ (W) = 1 10-3 วัตต์ (W) 1 กิโลวัตต์ (kW) = 1,000 วัตต์ (W) = 1 103 วัตต์ (W) 1 เมกะวัตต์ (MW) = 1,000,000 วัตต์ (W) = 1 106 วัตต์ (W) ตัวอย่างที่ 4.4 แปลงหน่วยปริมาณไฟฟ้าให้อยู่ในบทที่ต้องการ (1) 632,850 V ให้เป็นหน่วย kV (2) 412,900 V ให้เป็นหน่วย mV (3) 25,800 V ให้เป็นหน่วย V (4) 5,620 mA ให้เป็นหน่วย A (5) 0.075 A ให้เป็นหน่วย mA (6) 4,750,000 A ให้เป็นหน่วย A (7) 2.65 MΩ ให้เป็นหน่วย Ω (8) 68.5 kΩ ให้เป็นหน่วย Ω (9) 560,000 Ω ให้เป็นหน่วย kΩ (10) 8,490,000 W ให้เป็นหน่วย MW (11) 42,800 mW ให้เป็นหน่วย W (12) 560 MW ให้เป็นหน่วย kW วิธีทำ (1) เป็นหน่วย kV 632,850 V = 1,000 632,850 V = 632.85 kV (2) เป็นหน่วย mV 412,900 V = 1,000 412,900 mV= 412.9 mV (3) เป็นหน่วย V 25,800 V = 1,000,000 25,800 V= 0.0258 V (4) เป็นหน่วย A 5,620 mA = 1,000 5,620 A = 5.62 A (5) เป็นหน่วย mA 0.075 A = 0.075 1,000 mA = 75 mA (6) เป็นหน่วย A 4,750,000 A = 1,000,000 4,750,000 A = 4.75 A (7) เป็นหน่วย Ω 2.65 MΩ = 2.65 1,000,000 Ω = 2,650,000 Ω (8) เป็นหน่วย Ω 68.5 kΩ = 68.5 1,000 Ω = 68,500 Ω (9) เป็นหน่วย kΩ 560,000 Ω = 1,000 560,000 kΩ = 560 kΩ (10) เป็นหน่วย MW8,490,000 W = 1,000,000 8,490,000 MW = 8.49 MW
136 (11) เป็นหน่วย W 42,800 mW = 1,000 42,800 W = 42.8 W (12) เป็นหน่วย kW 560 MW = 560 1,000 kW = 560,000 kW ตอบ 4.6 การคำนวณค่ากำลังไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า ส่วนใหญ่กำลังไฟฟ้าจะถูกบอกค่ากำกับไว้ที่เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ เช่น เตาไฟฟ้า กระติกต้มน้ำไฟฟ้า เตารีดไฟฟ้า หม้อหุง ข้าวไฟฟ้า เตาไมโครเวฟ และหลอดไฟฟ้า เป็นต้น นอกจากนั้นยังถูกบอกไว้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อีกหลายชนิด เช่น เครื่องเสียง ลำโพง ตัวต้านทาน และหัวแร้งไฟฟ้า เป็นต้น กำลังไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้า และเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ เป็นตัวบอกให้ทราบถึงค่า การใช้กระแสของอุปกรณ์ไฟฟ้า และเครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านั้น ทำให้ทราบถึงค่าความสิ้นเปลืองการใช้ไฟฟ้า การคำนวณหาค่า กำลังไฟฟ้าทำได้หลายวิธีด้วยกัน โดยใช้สูตรคำนวณในวงกลมสมการกฎของโอห์มสัมพันธ์กับกำลังไฟฟ้าตามรูปที่ 4.11 ตัวอย่างที่ 4.5 หม้อหุงข้าวไฟฟ้าใช้แรงดัน 220 V มีกระแสไหลผ่าน 7.5 A จงหาค่ากำลังไฟฟ้าของหม้อหุงข้าวไฟฟ้าเครื่องนี้ E 220 V I = 7.5 A P = ? W รูปที่ 4.12 หม้อหุงข้าวไฟฟ้าต้องการหาค่ากำลังไฟฟ้า วิธีทำ สูตร P = EI เมื่อ P = ? E = 220 V I = 7.5 A แทนค่า P = 220 V 7.5 A = 1,650 W หม้อหุงข้าวไฟฟ้าใช้กำลังไฟฟ้า = 1,650 W ตอบ ตัวอย่างที่ 4.6 เตารีดไฟฟ้ามีความต้านทาน 24.2 Ω ใช้กับแรงดัน 220 V จงหาค่ากระแส และกำลังไฟฟ้าของเตารีดไฟฟ้าเครื่องนี้
137 E 220 V I = ? A P = ? W R = 24.2 รูปที่ 4.13 เตารีดไฟฟ้าต้องการหาค่ากระแส และกำลังไฟฟ้า วิธีทำ 1. หากระแสที่ไหลในวงจร จากสูตร I = R E เมื่อ I = ? E = 220 V R = 24.2 แทนค่า I = 24.2 220 V = 9.09 A 2. หากำลังไฟฟ้าของเตารีดไฟฟ้า จากสูตร P = R E 2 เมื่อ P = ? E = 220 V R = 24.2 แทนค่า P = 24.2 (220 V) 2 = 24.2 48,400 V2 = 2,000 W กระแสที่ไหลในวงจร = 9.09 A กำลังไฟฟ้าของเตารีดไฟฟ้า= 2,000 W ตอบ ตัวอย่างที่ 4.7 หลอดไฟฟ้าขนาด 108 W เมื่อทำงานมีกระแสไหลผ่าน 9 A จงหาค่าแรงดันที่จ่ายให้วงจร และค่าความต้านทาน ของหลอดไฟฟ้าหลอดนี้ I = 9 A + R = ? - E = ? V P = 108 W
138 รูปที่ 4.14 หลอดไฟฟ้าต้องการหาค่าแรงดัน และความต้านทาน วิธีทำ 1. หาแรงดันที่จ่ายให้วงจร จากสูตร E = I P เมื่อ E = ? P = 108 W I = 9 A แทนค่า E = 9A 108W = 12 V 2. หาความต้านทานของหลอดไฟฟ้า จากสูตร R = 2 I P เมื่อ R = ? P = 108 W I = 9 A แทนค่า R = 2 (9A) 108W = 2 81 A 108W = 1.33 แรงดันที่จ่ายให้วงจร = 12 V ความต้านทานของหลอดไฟฟ้า = 1.33 ตอบ 4.7 พลังงานไฟฟ้า พลังงาน (Energy) คือ ความสามารถของสิ่งใดๆ ที่เมื่อทำงานแล้วได้งาน (Work)ออกมา เมื่อพลังงานถูกใช้งานทางด้านไฟฟ้า จึงเรียกว่า พลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy ; W) คือ พลังงานที่ต้องการสำหรับเคลื่อนย้ายประจุไฟฟ้า จำนวน 1 คูลอมบ์(C) ผ่าน เข้าไปในที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้า 1 โวลต์(V) หรือ 1 คูลอมบ์ โวลต์ (CV) อีกความหมายหนึ่งของพลังงานไฟฟ้า คือ พลังงานที่ใช้ไปหรือสร้างขึ้นมาใหม่จากกำลัง ไฟฟ้าที่ส่งเข้ามาหรือส่งออกไป โดย มีความสัมพันธ์กับเวลา เช่นใช้กำลังไฟฟ้า 1 วัตต์(W) ต่อเนื่อง กันเป็นเวลา 1 วินาที(s) หรือ 1 วัตต์ วินาที (Ws) ปกติพลังงานไฟฟ้า แสดงหน่วยไว้เป็นจูล (J) เขียนออกมาเป็นสมการได้ดังนี้ W = Pt .....(4-6) เมื่อ W = พลังงานไฟฟ้า หน่วยจูล (J) P = กำลังไฟฟ้า หน่วยวัตต์ (W) t = เวลา หน่วยวินาที (s) ไฟฟ้ากระแสสลับที่ถูกจ่ายไปใช้งานตามบ้านเรือน และในงานอุตสาหกรรมต่างๆ อย่าง แพร่หลายในปัจจุบันถูกผลิต ขึ้นมาจากหน่วยงานที่ผลิตไฟฟ้าออกจำหน่าย เช่น การไฟฟ้านครหลวง และการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค เป็นต้น การนำไฟฟ้ามาใช้งาน
139 จำเป็นต้องซื้อไฟฟ้ามาใช้ การคิดค่าพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไป ไม่ได้บอกหน่วยพลังงานไฟฟ้าออกมาเป็นจูล (J) แต่จะบอกออกมาใน หน่วยกิโลวัตต์ – ชั่วโมง (Kilowatt – Hour ; kWh) มักจะถูกเรียกว่า หน่วย หรือยูนิต (Unit) โดยใช้เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้า มีชื่อ เรียกว่า วัตต์อาวร์มิเตอร์ (Watthour Meter) ติดตั้งไว้ตามฝาผนังบ้านเรือน หรือเสาไฟฟ้าใกล้บ้าน รูปร่างและการติดตั้งวัตต์อาวร์ มิเตอร์ แสดงดังรูปที่ 4.15 (ก) รูปร่าง (ข) การติดตั้งใช้งาน รูปที่ 4.15 วัตต์อาวร์มิเตอร์ การคำนวณหาค่าพลังงานไฟฟ้าใน 1 หน่วย หรือ 1 ยูนิต ที่วัดออกมาได้ด้วยวัตต์อาวร์มิเตอร์ โดยการวัดค่าการใช้ พลังงานไฟฟ้าไป 1 กิโลวัตต์ (kW) เป็นเวลา 1 ชั่วโมง (h) ใช้สูตรคำนวณในสมการที่ (4 – 6) ได้ดังนี้ W = Pt เมื่อ W = พลังงานไฟฟ้า หน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) หรือหน่วย, ยูนิต P = กำลังไฟฟ้า หน่วยกิโลวัตต์ (kW) t = เวลา หน่วยชั่วโมง (h) ตัวอย่างที่ 4.8 เตาไมโครเวฟขนาด 1,600 W ใช้งานเป็นเวลา 25 ชั่วโมง จะใช้พลังงานไฟฟ้าไปเท่าไร และค่าพลังงานไฟฟ้าหน่วย ละ 3.1381 บาท จะต้องเสียค่าใช้จ่ายเท่าไร E 220 V P = 1,600 W รูปที่ 4.16 วัตต์อาวร์มิเตอร์ วิธีทำ 1. หาพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไป จากสูตร W = Pt เมื่อ W = ?
140 P = 1,600 W = 1,000 1,600W = 1.6 kW t = 25 h แทนค่า W = 1.6 kW 25 h = 40 หน่วย 2. หาค่าใช้จ่ายในการใช้ไฟฟ้า ค่าพลังงานไฟฟ้าหน่วยละ 3.1381 บาท ใช้ไฟฟ้าไป 40 หน่วย เสียค่าใช้จ่ายในการใช้ไฟฟ้า = 3.1381 บาท 40 หน่วย = 125.52 บาท พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไป = 40 หน่วย เสียค่าใช้จ่ายในการใช้ไฟฟ้า = 125.52 บาท ตอบ 4.8 บทสรุป กฎของโอห์มกำหนดขึ้นมาจากความสัมพันธ์ของ แรงดัน กระแส และความต้านทาน การทำงานในวงจรไฟฟ้าต้อง ประกอบด้วยส่วนประกอบอย่างน้อย 3 ส่วน คือ แรงดัน กระแส และความต้านทาน วงจรไฟฟ้าจึงสามารถทำงานได้ กฎของโอห์ม เขียนออกมาเป็นสูตรได้ E = IRหน่วยปริมาณไฟฟ้าต้องอยู่ในหน่วยพื้นฐาน คือ กระแสเป็นแอมแปร์ (A) แรงดันเป็นโวลต์ (V) และ ความต้านทานเป็นโอห์ม () กำลังไฟฟ้า (P) 1W คือ อัตราของงานที่ถูกกระทำในวงจรซึ่งเกิดกระแส (I) 1A เมื่อมีแรงดัน (E) 1V เขียนเป็นสูตร ออกมาได้ P = EI นอกจากนั้นยังสามารถนำสมการกฎของโอห์มมาแทนค่าสมการของกำลังไฟฟ้า (P) ได้ ทำให้สูตรใช้ในการ คำนวณทางไฟฟ้าเพิ่มขึ้น พลังงานไฟฟ้า (W) คือ พลังงานที่ถูกใช้ไปหรือถูกสร้างขึ้นมาใหม่ จากกำลังไฟฟ้าที่ส่งเข้ามาหรือส่งออกไป โดยมี ความสัมพันธ์กับเวลา พลังงานไฟฟ้าที่ถูกนำมาใช้งานตามบ้านเรือนอยู่ในรูปไฟฟ้ากระแสสลับ จะคิดออกมาเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) โดยใช้เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้า เรียกว่า วัตต์อาวร์มิเตอร์ การคำนวณหาค่าพลังงานไฟฟ้าใน 1 หน่วย หรือ 1 ยูนิต ที่วัดออกมาได้ด้วยวัตต์อาวร์มิเตอร์ โดยการวัดค่าการใช้ พลังงานไฟฟ้าไป 1 กิโลวัตต์ (kW) เป็นเวลา 1 ชั่วโมง (h) เขียนเป็นสูตรออกมาได้ W = Pt
141 • ด้านทักษะ(ปฏิบัติ) (จุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 5-7) 4. ใบปฏิบัติงานที่ 4.1กฎของโอห์ม 5. ใบปฏิบัติงานที่ 4.2 กำลังไฟฟ้า 6. แบบประเมินผลการเรียนรู้ • ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง (จุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 8-9) 3. การเตรียมความพร้อมด้านการเตรียม วัสดุ อุปกรณ์นักศึกษาจะต้องกระจายงานได้ทั่วถึง และ ตรงตาม ความสามารถของสมาชิกทุกคนมีการจัดเตรียมสถานที่ สื่อ วัสดุ อุปกรณ์ไว้อย่างพร้อมเพรียง 4. ความมีเหตุมีผลในการปฏิบัติงาน ตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง นักศึกษาจะต้องมีการใช้ เทคนิคที่แปลกใหม่ ใช้สื่อและเทคโนโลยี ประกอบการ นำเสนอที่น่าสนใจ นำวัสดุในท้องถิ่นมาประยุกต์ใช้อย่างคุ้มค่าและประหยัด
142 กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกิจกรรมของครู ขั้นตอนการเรียนรู้หรือกิจกรรมของนักเรียน 1. ขั้นนำเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที ) 1. จัดเตรียมเอกสารประกอบการสอนและให้ผู้เรียน อ่านหนังสือบทที่ 4 เรื่อง กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และ พลังงานไฟฟ้า 2. ผู้สอนแจ้งจุดประสงค์การเรียนของบทที่ 4 เรื่อง กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า 3. ผู้สอนให้ผู้เรียนอธิบายเกี่ยวกับศักย์ไฟฟ้า 4. ผู้สอนให้ผู้เรียนเตรียมตัวทำแบบฝึกหัดบทที่ 4 เรื่อง กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า 5. เมื่อผู้เรียนพร้อม ผู้สอนให้ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดบท ที่ 4 เรื่อง กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า แล้ว ให้นักศึกษาสลับกันตรวจคำตอบ และให้คะแนน 2. ขั้นให้ความรู้( 120 นาที ) 1. ผู้สอนฉายแผ่นใส บทที่แจกเอกสารประกอบการ สอน บทที่ 4 เรื่อง กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงาน ไฟฟ้า และให้ผู้เรียนศึกษารายละเอียดด้วยตนเอง 2. ผู้สอนอธิบายวิธีการคำนวณแก้ปัญหาวงจรไฟฟ้า ด้วยกฎของโอห์มและการคำนวณหา ค่ากำลังไฟฟ้า ตอบข้อสงสัย และร่วมมือกับผู้เรียน 3. ขั้นประยุกต์ใช้ ( 285 นาที) 1. ผู้สอนแบ่งกลุ่ม ๆ 4-5 คน ทำกิจกรรมเสนอแนะ บทที่ 4 1. ขั้นนำเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที ) 1. ผู้เรียนอ่านหนังสื่อ เรื่อง กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า และทำความเข้าใจ 2. ผู้เรียนทำความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การเรียนของ บทที่ 4 เรื่อง กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า และ การให้ความร่วมมือในการทำกิจกรรม 3. ผู้เรียนอธิบายเกี่ยวกับศักย์ไฟฟ้าตามความเข้าใจ 4. ผู้เรียนเตรียมตัวทำแบบฝึกหัดบทที่ 4 เรื่อง กฎของ โอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า 5. ผู้เรียนทำแบบฝึกหัด เรื่อง กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า แล้วสลับกันตรวจคำตอบด้วยความซื่อสัตย์ 2. ขั้นให้ความรู้( 120 นาที ) 1. ผู้เรียนดูบทเรียนจากแผ่นใส บทที่ 4 เรื่อง กฎของ โอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า พร้อมกับจดบันทึกเนื้อที่ สำคัญ และถามข้อสงสัยที่เกิดขึ้น 2. ผู้เรียนร่วมมือกับผู้สอนคำนวณแก้ปัญหาวงจรไฟฟ้า ด้วยกฎของโอห์มและการคำนวณหา ค่ากำลังไฟฟ้า 3. ขั้นประยุกต์ใช้( 285 นาที ) 1. ผู้เรียนเข้ากลุ่ม ทำกิจกรรมเสนอแนะ บทที่ 4
143 กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกิจกรรมของครู ขั้นตอนการเรียนรู้หรือกิจกรรมของนักเรียน 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนทำใบปฏิบัติงานที่ 4.1 , 4.2 ผู้สอนเป็น ผู้คอยแนะนำ เป็นที่ปรึกษา แก้ไขปัญหา และตรวจสอบความ ผิดพลาด 3. ผู้สอนให้ผู้เรียนนำเสนอผลการทดลองและช่วยกัน สรุปผลการทดลอง 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 60 นาที) 1. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียนให้มี ความเข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดการเรียนรู้ บทที่ 4 อีกครั้ง 3. แจกแบบฝึกหัดที่ 4 4. ผู้สอนตรวจแบบฝึกหัดหลังเรียนพร้อมกับบันทึก คะแนน (บรรลุจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 1-9) (รวม 480 นาที หรือ 8 คาบเรียน) 2. ผู้เรียนทำใบปฏิบัติงานที่ 4.1 , 4.2 3. ผู้เรียนนำเสนอผลการทดลองและสรุปผลการ ทดลองจดบันทึกสรุปผลการทดลองที่ถูกต้อง 4. ขั้นสรุปและประเมินผล( 60 นาที) 1. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียนให้มี ความเข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดการเรียนรู้บทที่ 4 3. ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดที่ 4 ความซื่อสัตย์ 4. ผู้เรียนนำคะแนนจากแบบฝึกหัดทั้งสองครั้งมา เปรียบเทียบกันว่าเป็นอย่างไรมีผลต่างกันอย่างไร เพื่อดู ความก้าวหน้าของตนเอง (บรรลุจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 1-9)
144 งานที่มอบหมายหรือกิจกรรมการวัดผลและประเมินผล ก่อนเรียน 3. จัดเตรียมเอกสาร สื่อการเรียนการสอนตามที่อาจารย์ผู้สอนและบทเรียนกำหนด 4. ทำความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การเรียนของบทที่ 4 และการให้ความร่วมมือในการทำกิจกรรมในบทที่ 4 ขณะเรียน 5. ศึกษาเนื้อหา ในบทที่ 4 เรื่อง กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า 6. รายงานผลหน้าชั้นเรียน 7. ปฏิบัติใบปฏิบัติงานที่ 4.1 และใบปฏิบัติงานที่ 4.2 8. ฝึกการคำนวณแก้ปัญหาวงจรไฟฟ้าด้วยกฎของโอห์มและการคำนวณหาค่ากำลังไฟฟ้า ตอบข้อสงสัย หลังเรียน 1. ทำแบบฝึกหัดหลังเรียน 2. ทำแบบประเมินการเรียนรู้ ผลงาน/ชิ้นงาน/ความสำเร็จของผู้เรียน 5. เขียนสมการกฎของโอห์ม 6. แสดงวิธีการคำนวณแก้ปัญหาวงจรไฟฟ้าด้วยกฎของโอห์ม 7. แสดงวิธีการคำนวณหาค่ากำลังไฟฟ้า 8. ใบปฏิบัติงานที่ 4.1 9. ใบปฏิบัติงานที่ 4.2 10. แบบฝึกหัดบทที่ 4 สื่อการเรียนการสอน/การเรียนรู้ สื่อสิ่งพิมพ์ 8. หนังสือเรียนวิชา งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น (ใช้ประกอบการเรียนการสอนจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 1- 9) 9. แผ่นใส บทที่ 4 เรื่อง กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้าและพลังงานไฟฟ้า (ใช้ประกอบการเรียนการสอนขั้นสอน เพื่อให้บรรลุ จุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 1-9)
145 10. ใบปฏิบัติงานที่ 4.1เรื่อง กฎของโอห์ม (ใช้ประกอบการเรียนการสอนจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 5-6) 11. ใบปฏิบัติงานที่ 4.2 เรื่อง กำลังไฟฟ้า (ใช้ประกอบการเรียนการสอนจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 7) 12. แบบฝึกหัดบทที่ 4 ใช้ประกอบการสอนขั้นเตรียม ข้อ 2 13. แบบประเมินผลงานตามใบปฏิบัติงาน ใช้ประกอบการสอนขั้นการเรียนการสอน ข้อ 2 14. แบบประเมินพฤติกรรมการทำงานกลุ่ม ใช้ประกอบการสอนขั้นการเรียนการสอน ข้อ 2 สื่อโสตทัศน์(ถ้ามี) 3. เครื่องฉาย ภาพ โปรเจคเตอร์(PROJECTOR) 4. เครื่องฉายแผ่นใส (OVERHEAD) สื่อของจริง 1. มัลติมิเตอร์ 1 เครื่อง 2. มิลลิแอมมิเตอร์ 1 เครื่อง 3. ถ่านไฟฉาย 1.5V (แบตเตอร์รี่ 1.5V) 4 ก้อน 4. ตัวต้านทานโหลด 220Ω ;1W 1 ตัว 5. สวิตซ์ 2 ตัว 6. แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงปรับค่าได้ 0-30V 1 เครื่อง 7. ตัวต้านทานโหลด 200Ω, 1000 Ω ; 10W ค่าละ 1 ตัว 8. แผงประกอบวงจรและสายต่อวงจร 1 ชุด 9. หลอดไฟ 12 v 1 ดวง 10. ตัวต้านทานโหลด 10Ω ชนิด 5w,2w และ 0.5w ชนิดละ 1 ตัว แหล่งการเรียนรู้ ในสถานศึกษา 3. ห้องสมุด 4. ห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ ศึกษาหาข้อมูลทาง INTERNET นอกสถานศึกษา ผู้ประกอบการ สถานประกอบการ ในท้องถิ่น
146 การบูรณาการ/ความสัมพันธ์กับวิชาอื่น 1. บูรณาการกับวิชาชีวิตและวัฒนธรรมไทย ด้านการพูด การอ่าน การเขียน และการฝึกปฏิบัติตนทางสังคมด้านการ เตรียมความพร้อม ความรับผิดชอบ และความสนใจใฝ่รู้ 2. บูรณาการกับวิชาการบริหารการจัดซื้อ ด้านการซื้อ การแสวงหาผลิตภัณฑ์ 3. บูรณาการกับวิชากีฬาเพื่อพัฒนาสุขภาพและบุคลิกภาพ ด้านบุคลิกภาพในการนำเสนอหน้าชั้นเรียน การประเมินผลการเรียนรู้ หลักการประเมินผลการเรียนรู้ ขณะเรียน 3. ตรวจผลงานตามใบปฏิบัติงานที่ 4.1 และ ใบปฏิบัติงานที่ 4.2 4. สังเกตการทำงานกลุ่ม หลังเรียน 3. ตรวจแบบฝึกหัดหลังเรียน 4. ตรวจแบบแบบประเมินผลการเรียนรู้ คำถาม อธิบายให้ได้ใจความสมบูรณ์และแสดงวิธีทำให้สมบูรณ์ถูกต้อง 6. เตารีดไฟฟ้า 220 V วัดค่าความต้านทานของตัวเตารีดได้ 35 จงหาค่ากระแสไหลในวงจร 7. หลอดไฟฟ้า 24 V มีกระแสไหลผ่าน 1.5 A จงหาค่าความต้านทานของหลอดไฟฟ้า 8. หม้อหุงข้าวไฟฟ้าใบหนึ่งบอกค่าไว้ดังนี้ ใช้กับแรงดัน 220 V ขณะทำงานมีกระแสไหล 5 A จงหากำลังไฟฟ้า ของหม้อหุงข้าวใบนี้ 9. เครื่องซักผ้าขนาด 800 W ใช้กับแรงดันขนาด 220 V เครื่องซักผ้าจะมีกระแสไหลในวงจรเท่าไร และวงจรมี ความต้านทานเท่าไร 10. กระติกต้มน้ำไฟฟ้าขนาด 650 W ใช้งานนาน 6 ชั่วโมง จะใช้พลังงานไฟฟ้าไปเท่าไร และเสียค่าพลังงานไฟฟ้า หน่วยละ 3.50 บาท จะต้องเสียค่าใช้จ่ายเท่าไร
147 รายละเอียดการประเมินผลการเรียนรู้ • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 1 บอกความหมายของประจุไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าได้อย่างถูกต้อง 10. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 11. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 12. เกณฑ์การให้คะแนน : บอกความหมายของประจุไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าได้อย่างถูกต้องจะได้ 3 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 2 เปรียบเทียบความสัมพันธ์ของปริมาณไฟฟ้าจากกฎของโอห์มได้ 9. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 10. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 11. เกณฑ์การให้คะแนน : เปรียบเทียบความสัมพันธ์ของปริมาณไฟฟ้าจากกฎของโอห์ม จะได้ 3 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 3 บอกความสัมพันธ์ของกำลังไฟฟ้ากับกฎของโอห์มได้ 10. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 11. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 12. เกณฑ์การให้คะแนน : บอกความสัมพันธ์ของกำลังไฟฟ้ากับกฎของโอห์ม จะได้ 3 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 4 อธิบายความหมายของพลังงานไฟฟ้า 10. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 11. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 12. เกณฑ์การให้คะแนน : อธิบายความหมายของพลังงานไฟฟ้าได้จะได้3 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 5 เขียนสมการกฎของโอห์มได้ 10. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 11. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 12. เกณฑ์การให้คะแนน : เขียนสมการกฎของโอห์มได้ จะได้ 6 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 6 แสดงวิธีการคำนวณแก้ปัญหาวงจรไฟฟ้าด้วยกฎของโอห์มได้ 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 3. เกณฑ์การให้คะแนน : แสดงวิธีการคำนวณแก้ปัญหาวงจรไฟฟ้าด้วยกฎของโอห์มได้ จะได้ 6 คะแนน
148 • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 7 แสดงวิธีการคำนวณหาค่ากำลังไฟฟ้าได้ 4. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 5. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 6. เกณฑ์การให้คะแนน : แสดงวิธีการคำนวรหาค่ากำลังไฟฟ้าได้ จะได้ 6 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 8 เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่างถูกต้อง 10. วิธีการประเมิน : ตรวจผลงาน 11. เครื่องมือ : แบบประเมินกระบวนการทำงานกลุ่ม 12. เกณฑ์การให้คะแนน : เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่าง ถูกต้อง จะได้ 5 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 9 ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้อง และสำเร็จภายใน เวลาที่กำหนดอย่างมีเหตุ และผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง 10. วิธีการประเมิน : ตรวจผลงาน 11. เครื่องมือ : แบบประเมินกระบวนการทำงานกลุ่ม 12. เกณฑ์การให้คะแนน : ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้อง และสำเร็จภายใน เวลาที่กำหนดอย่างมีเหตุ และผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง จะได้ 5 คะแนน