แผนการสอนงานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

149 แบบฝึกหัดบทที่ 4 กฎของโอห์ม กำลังไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้า วัตถุประสงค์ เพื่อประเมินความรู้เดิมของนักศึกษาเกี่ยวกับเรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า เขียนเครื่องหมายกากบาท (X) ลงในข้อที่ถูกต้องที่สุด 1. ประจุไฟฟ้าคืออะไร ก. ความจุของไฟฟ้า ข. การเก็บปริมาณไฟฟ้าไว้ ค. ปริมาณไฟฟ้าแสดงค่าออกมา ง. ขั้วของไฟฟ้าที่มีความแตกต่างกัน 2. ปริมาณของไฟฟ้าที่แสดงออกมาในขณะเกิดความไม่สมดุลคืออะไร ก. ศักย์ไฟฟ้า ข. ประจุไฟฟ้า ค. เส้นแรงไฟฟ้า ง. พลังงานไฟฟ้า 3. อำนาจไฟฟ้าที่แผ่ออกรอบตัวประจุไฟฟ้าคืออะไร ก. พลังงานไฟฟ้า ข. เส้นแรงไฟฟ้า ค. ประจุไฟฟ้า ง. ศักย์ไฟฟ้า 4. การทำงานของวงจรไฟฟ้าข้อใดถูกต้อง ก. R คงที่ E เพิ่ม I ลด ข. E คงที่ R เพิ่ม I เพิ่ม ค. I คงที่ R เพิ่ม E เพิ่ม ง. I เปลี่ยนแปลงโดยตรงกับ R 5. สมการกฎของโอห์มข้อใดถูกต้อง ก. R = I E ข. I = R E ค. E = IR ง. ถูกทุกข้อ 6. คำกล่าวที่ว่า อัตราของงานที่ถูกกระทำในวงจรไฟฟ้าซึ่งเกิดกระแสไหล 1 A เมื่อมีแรงดันจ่ายให้วงจร 1 V เป็นคำกล่าวของอะไร ก. ศักย์ไฟฟ้า ข. กำลังไฟฟ้า ค. กฎของโอห์ม ง. พลังงานไฟฟ้า 7. สูตรคำนวณข้อใดถูกต้อง ก. R = PI2 ข. P = RE2 ค. I = R P ง. E = P I 8. หน่วยปริมาณไฟฟ้าข้อใดถูกต้อง ก. 1 V = 1 10-6 V ข. 1 V = 1 10-3 mV ค. 1 kV = 1 10-6 MV ง. 10,000 V = 1 10-4 kV 9. พลังงานไฟฟ้าคืออะไร ก. แรงขับเคลื่อนอุปกรณ์ไฟฟ้า ข. พลังงานที่สะสมอยู่ในแหล่งจ่าย ค. พลังงานที่เกิดขึ้นเองในวัตถุธาตุ ง. กำลังไฟฟ้าใช้ไปสัมพันธ์กับเวลา 10. เครื่องมือวัดพลังงานไฟฟ้า ที่ติดตั้งใช้งานตามบ้านเรือนเรียกว่าอะไร ก. วัตต์มิเตอร์ ข. เพาเวอร์มิเตอร์ ค. วัตต์อาวร์มิเตอร์ ง. เพาเวอร์วัตต์อาวร์มิเตอร์

150 ใบปฏิบัติงาน 4.1 กฎของโอห์ม จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. ประกอบวงจรไฟฟ้าใช้ทำการทดลองเรื่องกฎของโอห์มได้ 2. วัดและอ่านค่าแรงดันและกระแสที่เกิดขึ้นได้ 3. มีความอดทนอดกลั้นในการทำงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. ตัวต้านทาน 100 Ω, 200 Ω, 300 Ω, 400 Ω, 500 Ω, 600 Ω, 700 Ω, 800 Ω ; 2 W ค่าละ 1 ตัว 2. มัลติมิเตอร์ชนิดเข็มชี้ 2 เครื่อง 3. แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงปรับค่าได้ 0 – 30 V 1 เครื่อง 4. สายต่อวงจร 1 ชุด ลำดับขั้นการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรูปที่ 4.1 ยังไม่จ่ายแรงดันให้วงจร R 400 DC DC DC รูปที่ 4.1 ทดลองกฎของโอห์มโดยกำหนดความต้านทานคงที่ 400

151 2. ปรับแหล่งจ่ายแรงดันปรับค่าได้ให้มีแรงดัน (E) ตกคร่อมตัวต้านทาน (R) มีค่า 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 และ 16 V ตามลำดับค่าที่กำหนดในตารางที่ 4.1 วัดและบันทึกค่ากระแส (I) ลงในตารางที่ 4.1 แถว I วัดได้ ช่อง E ตกคร่อม R ค่า 2 V ถึง 16 V ทุกค่าตามลำดับ ตารางที่ 4.1 ทดลองกฎของโอห์มโดยกำหนดให้ความต้านทานคงที่ 400 E ตกคร่อม R (V) 2 4 6 8 10 12 14 16 I วัดได้ (mA) I คำนวณได้ (mA) 3. คำนวณค่ากระแส (I) โดยใช้กฎของโอห์มสูตร I = E/R ที่กำหนดให้ค่า R คงที่ 400 ใช้ค่าแรงดัน (E) ที่กำหนดให้ตาม ตารางที่ 4.1 บันทึกค่าลงในตารางที่ 4.1 แถว Iคำนวณได้ทุกค่า 4. นำค่ากระแส (I) ที่ได้จากการวัด และแรงดัน (E) ตกคร่อม R ที่กำหนดในตารางที่ 4.1 ไปเขียนกราฟลงในรูปที่ 4.2 4 I (mA) E (V) 0 2 6 8 10 12 10 20 40 30 14 16รูปที่ 4.2 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระแส และแรงดัน เมื่อความต้านทานคงที่ 5. ประกอบวงจรตามรูปที่ 4.3 ยังไม่จ่ายแรงดันให้วงจร R = 100 DC DC รูปที่ 4.3 ทดลองกฎของโอห์มโดยกำหนดแรงดันคงที่ 10 V 7. จ่ายแรงดันให้วงจร 10 V คงที่ วัดและบันทึกค่ากระแส (I) ลงในตารางที่ 4.2 แถว I วัดได้ ช่อง R = 100

152 ตารางที่ 4.2 ทดลองกฎของโอห์มโดยกำหนดให้แรงดันคงที่ 10 V ค่าความต้านทาน R () 100 200 300 400 500 600 700 800 I วัดได้ (mA) I คำนวณได้ (mA) 7. เปลี่ยนค่าความต้านทานเป็น 200, 300, 400, 500, 600, 700 และ 800 ตามลำดับค่าที่ใช้ในตารางที่ 4.2 วัดและ บันทึกค่ากระแส (I) ลงในตารางที่ 4.2 แถว I วัดได้ ช่องค่าความต้านทาน R 200 ถึง 800 ตามลำดับ 8. คำนวณค่ากระแสโดยใช้กฎของโอห์มสูตร I = E/R ที่กำหนดค่าแรงดัน (E) คงที่ 10 V ค่าความต้านทาน (R) ใช้ค่าที่ กำหนดให้ตามตารางที่ 4.2 บันทึกค่าลงในตารางที่ 4.2 แถว I คำนวณได้ 9. นำค่ากระแส (I) ที่ได้จากการวัด และค่าความต้านทาน (R) ที่กำหนดในตารางที่ 4.2 ไปเขียนกราฟลงในรูปที่ 4.4 200 I (mA) 0 100 300 400 500 600 10 20 100 50 40 30 R () 700 800 60 90 80 70 รูปที่ 4.4 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระแส และความต้านทาน เมื่อแรงดันคงที่

153 สรุปผลการทดลอง ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ คำถามและการวิเคราะห์ 1. ค่ากระแสที่ได้จากการวัดและค่าที่ได้จากการคำนวณ เท่ากันหรือแตกต่างกันอย่างไร ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

154 ใบปฏิบัติงาน 4.2 กำลังไฟฟ้า จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. ประกอบวงจรไฟฟ้าทำการทดลองเรื่องกำลังไฟฟ้าได้ 2. วัดและอ่านค่าแรงดันและกระแสที่เกิดขึ้นได้ 3. มีความกระตือรือร้นต่อการทำงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. ตัวต้านทาน 100 Ω ; 10 W 1 ตัว 2. มัลติมิเตอร์ชนิดเข็มชี้ 2 เครื่อง 3. แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงปรับค่าได้ 0 – 30 V 1 เครื่อง 4. สายต่อวงจร 1 ชุด ลำดับขั้นการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรูปที่ 4.5 ยังไม่จ่ายแรงดันให้วงจร DC DC DC R = 100 , 10 Wรูปที่ 4.5 วงจรทดลองหากำลังไฟฟ้า 2. ปรับแหล่งจ่ายแรงดันปรับค่าได้ให้มีแรงดัน (E) ตกคร่อมตัวต้านทาน (R) มีค่า 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 และ 20 V ตามลำดับ ตามค่าที่กำหนดในตารางที่ 4.3 วัดและบันทึกค่ากระแส (I) ลงในตารางที่ 4.3 แถว I ช่อง Eค่า 2 V ถึง 20 V ทุก ค่าตามลำดับ

155 ตารางที่ 4.3 ทดลองหาค่ากำลังไฟฟ้าของตัวต้านทาน 100 Ω E (V) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 I (mA) P = EI (W) 3. คำนวณค่ากำลังไฟฟ้า (P) ด้วยสูตร P = EI โดยใช้ค่า E, I ที่ได้จากการทดลองในตารางที่ 4.3 ทุกค่า บันทึกลงใน ตารางที่ 4.3 แถว P 4. นำค่าแรงดัน (E) ที่ไว้ในตารางที่ 4.3 และค่ากำลังไฟฟ้า (P) ที่คำนวณได้ในตารางที่ 4.3 ไปเขียนกราฟลงในรูปที่ 4.6 4 P (W) 0 2 6 8 10 12 0.5 1 2.5 2 1.5 14 16 3 4.5 4 3.5 E (V) 18 20รูปที่ 4.6 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน และกำลังไฟฟ้า เมื่อความต้านทานคงที่ 100 Ω

156 สรุปผลการทดลอง ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ คำถามและการวิเคราะห์ 1. ค่ากำลังไฟฟ้าที่คำนวณได้ในตารางที่ 4.3 เปลี่ยนแปลงไปอย่างไร เมื่อปรับเปลี่ยนค่าแรงดันที่จ่ายให้ตัวต้านทาน ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

157 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 ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

158 วิทยาลัยการอาชีพเสนา บันทึกหลังการสอน ผลการใช้แผนการจัดการเรียนรู้ .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ผลการเรียนของผู้เรียน .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ปัญหาที่พบ .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... แนวทางแก้ปัญหา .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ผลการสอนของครู .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................

159 แผนการสอน/แผนการเรียนรู้ภาคทฤษฏี แผนการสอน/การเรียนรู้ภาคทฤษฎี บทที่ 5 ชื่อวิชา งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น สอนสัปดาห์ที่ 7 ชื่อหน่วย วงจรไฟฟ้าและเซลล์ไฟฟ้า คาบรวม 4 ชื่อเรื่อง. วงจรไฟฟ้าและเซลล์ไฟฟ้า จำนวนคาบ 4 หัวข้อเรื่อง ด้านความรู้ • ส่วนประกอบวงจรไฟฟ้า • รูปแบบการต่อวงจรไฟฟ้า • รูปแบบการต่อเซลล์ไฟฟ้า • วงจรไฟฟ้าแสงสว่าง • บทสรุป ด้านทักษะ 4. มีทักษะในการเขียนวงจรไฟฟ้าแสงสว่าง 5. มีทักษะต่อวงจรเซลล์ไฟฟ้าแต่ละแบบ 6. มีทักษะต่อวงจรไฟฟ้าแสงสว่างแต่ละแบบ ด้านคุณธรรม จริยธรรม 3. เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่างถูกต้อง 4. มีความรับผิดชอบ ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้องในเรื่องเครื่องมือวัดไฟฟ้าเบื้องต้น และสำเร็จภายใน เวลาที่ กำหนดอย่างมีเหตุและผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง

160 สาระสำคัญ วงจรไฟฟ้าเป็นการนำอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าไปต่อใช้งานกับแหล่งจ่ายไฟฟ้าต่ออยู่ในวงจร ส่วนประกอบหลักของวงจรไฟฟ้ามี 3 ส่วน คือแหล่งจ่ายไฟฟ้า โหลด และสายต่อวงจร ชนิดของวงจรไฟฟ้าในการต่อใช้งานต่อได้ 3 แบบ คือ วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม โดยการต่อโหลดเรียงลำดับกันไป ทำให้ วงจรมีกระแสผ่านโหลดเท่ากันทุกตัว เกิดแรงดันตกคร่อมโหลดแต่ละตัวไม่เท่ากัน วงจรไฟฟ้าแบบขนาน โดยการต่อโหลดทุกตัวใน วงจรคร่อมขนานกันไปทั้งหมด มีแรงดันโหลดทุกตัวเท่ากัน แต่กระแสไหลผ่านโหลดแต่ละตัวไม่เท่ากัน และวงจรไฟฟ้าแบบผสม เป็นการต่อวงจรรวมกันระหว่างวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมกับวงจรไฟฟ้าแบบขนาน รูปแบบการต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม ไม่มีมาตรฐาน ตายตัว สมรรถนะอาชีพประจำหน่วย (สิ่งที่ต้องการให้เกิดการประยุกต์ใช้ความรู้ ทักษะ คุณธรรม เข้าด้วยกัน) เขียนวงจรไฟฟ้าแสงสว่าง จุดประสงค์การสอน/การเรียนรู้ • จุดประสงค์ทั่วไป / บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง 1. เพื่อให้มีความรู้เกี่ยวกับส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้า,แบบวงจรไฟฟ้า,การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบนุกรม,การต่อเซลล์ไฟฟ้า แบบขนาน,การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบผสม(ด้านความรู้) 2. เพื่อให้มีทักษะในการเขียนวงจรไฟฟ้าแสงสว่าง (ด้านทักษะ) 3. เพื่อให้มีเจตคติที่ดีต่อการเตรียมความพร้อมด้านการเตรียม วัสดุ อุปกรณ์ และการปฏิบัติงานอย่างถูกต้อง สำเร็จ ภายในเวลาที่กำหนด มีเหตุและผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง (ด้านคุณธรรม จริยธรรม) • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม / บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง 1. อธิบายส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้า (ด้านความรู้) 2. วิเคราะห์แบบวงจรไฟฟ้า (ด้านความรู้) 3. วิเคราะห์การเขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรม (ด้านความรู้) 4. วิเคราะห์กาเขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบขนาน (ด้านความรู้) 5. วิเคราะห์การเขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบผสมได้ (ด้านความรู้) 6. เขียนวงจรไฟฟ้าแสงสว่าง (ด้านทักษะ) 7. เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่างถูกต้อง (ด้านคุณธรรม จริยธรรม/บูรณาการ เศรษฐกิจพอเพียง) 8. ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้อง และสำเร็จภายใน เวลาที่กำหนดอย่างมีเหตุและผลตามหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง (ด้านคุณธรรม จริยธรรม/บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง)

161 เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ • ด้านความรู้(ทฤษฎี) 5.1 ส่วนประกอบวงจรไฟฟ้า จากทฤษฎีกฎของโอห์ม ได้กล่าวถึงความสัมพันธ์ของแรงดัน กระแส และความต้านทาน ไว้ว่าเกิดขึ้นจากการทำงานของ วงจรไฟฟ้า (Electrical Circuit) ซึ่งวงจรไฟฟ้าจะทำงานได้ต้องมีส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน ดังนี้คือ แหล่งจ่ายไฟฟ้า (Electrical Source) ภาระหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า (Electrical Equipment) และสายไฟฟ้า (Electrical Wire) ต่อเข้าด้วยกันในรูปวงจรอย่างถูกต้อง วงจรไฟฟ้า แบบเบื้องต้น แสดงดังรูปที่ 5.1 + - 1 2 3 + - 1 2 3 (ก) รูปการต่อวงจร (ข) สัญลักษณ์การต่อวงจร รูปที่ 5.1 วงจรไฟฟ้าเบื้องต้น จากรูปที่ 5.1 แสดงวงจรไฟฟ้าเบื้องต้น วงจรมีส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน ดังนี้ 1. แหล่งจ่ายไฟฟ้า เป็นแหล่งจ่ายแรงดันและกระแสให้กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าในการทำงาน โดยสามารถนำ แหล่งจ่ายไฟฟ้ามาใช้ได้หลายชนิด เช่น จากแบตเตอรี่ จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และจากเซลล์แสงอาทิตย์ เป็นต้น บอกหน่วยการ วัดเป็นโวลต์ (V) 2. ภาระหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ไฟฟ้าในการทำงาน ภาระจะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็น พลังงานรูปอื่นๆ เช่น เสียง แสง ความร้อน และความเย็น เป็นต้น สร้างไว้ในรูปเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิด เช่น ตู้เย็น พัดลม เครื่อง ขยายเสียง โทรทัศน์ และเตาไฟฟ้า เป็นต้น ภาระแต่ละชนิดจะใช้พลังงานไฟฟ้าในการทำงานไม่เท่ากัน 3. สายไฟฟ้า เป็นสายไฟต่อวงจร ใช้ต่อเชื่อมวงจร ระหว่างแหล่งจ่ายไฟฟ้ากับภาระเข้าด้วยกัน ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าหรือ เครื่องใช้ไฟฟ้าต่อครบวงจร มีกระแสไหล เกิดการทำงาน 5.2 รูปแบบการต่อวงจรไฟฟ้า ส่วนสำคัญของวงจรไฟฟ้าที่ต้องนำไปใช้งานคือภาระ สามารถต่อภาระเข้าวงจรไฟฟ้าได้ 3 แบบ คือ วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม (Series Electrical Circuit) วงจรไฟฟ้าแบบขนาน (Parallel Electrical Circuit) และวงจรไฟฟ้าแบบผสม (Compound Electrical Circuit) การต่อวงจรไฟฟ้าแต่ละแบบมีความแตกต่างกันไป

162 5.2.1 วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม เป็นการต่อวงจรแบบที่มีภาระหลายตัวต่อเรียงเป็นลำดับกันไปในวงจร ลักษณะ การต่อปลายด้านที่ 2 ของภาระตัวที่ 1 ต่อเข้ากับปลายด้านที่ 1 ของภาระตัวที่ 2 และปลายด้านที่ 2 ของภาระตัวที่ 2 ต่อเข้ากับ ปลายด้านที่ 1 ของภาระตัวที่ 3 การต่อเป็นเช่นนี้เรื่อยไป ปลายที่เหลือของภาระตัวที่ 1 และภาระตัวสุดท้ายต่อรับแหล่งจ่ายไฟฟ้า การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม แสดงดังรูปที่ 5.2 + - E R1 IT E1 R2 E2 R3 E3 R4 E4 + - IT E E1 E2 E3 E4 R1 R2 R3 R4 (ก) รูปการต่อวงจร (ข) สัญลักษณ์การต่อวงจร รูปที่ 5.2 วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม จากรูปที่ 5.2 แสดงวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม การต่อวงจรแบบนี้ทำให้มีกระแสไหลผ่านภาระทุกตัวเพียงค่าเดียว ทำให้มี กระแสไหลผ่านภาระทุกตัวเท่ากันมีค่าเท่ากับ IT ส่วนแรงดันตกคร่อมภาระแต่ละตัวแตกต่างกันไปตามค่าความต้านทานในตัวภาระ นั้น ส่วนสำคัญของการต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม คือมีกระแสไหลผ่านภาระทุกตัวเท่ากัน 5.2.2 วงจรไฟฟ้าแบบขนาน การต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนาน เป็นการต่อวงจรแบบที่มีภาระทุกตัวต่อคร่อมขนานกันทั้งหมด ต่อในลักษณะปลาย ด้านที่ 1 ของภาระทุกตัวต่อรวมกันไว้ที่จุดเดียวกันจุดหนึ่ง และปลายด้านที่ 2 ของภาระทุกตัวต่อรวมไว้ที่จุดเดียวกันอีกจุดหนึ่ง นำจุดรวมกันทั้งสองของภาระทั้งหมดไปต่อรับแหล่งจ่ายไฟฟ้า การต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนาน แสดงดังรูปที่ 5.3 + - E R1 IT R2 R3 R4 I1 I2 I3 I4 + - IT E I1 R1 R2 R3 R4 I2 I3 I4 (ก) รูปการต่อวงจร (ข) สัญลักษณ์การต่อวงจร รูปที่ 5.3 วงจรไฟฟ้าแบบขนาน จากรูปที่ 5.3 แสดงวงจรไฟฟ้าแบบขนาน การต่อวงจรแบบนี้ทำให้มีกระแสแยกไหลผ่านภาระแต่ละตัวแตกต่างกัน มี ค่ากระแสไหลผ่านมากน้อยแตกต่างกันตามค่าความต้านทานในตัวภาระนั้น ส่วนแรงดันตกคร่อมภาระทุกตัวมีค่าเท่ากัน โดยมีค่า เท่ากับแรงดันของแหล่งจ่ายไฟฟ้า E ส่วนสำคัญของการต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนาน คือมีแรงดันตกคร่อมภาระทุกตัวเท่ากัน

163 5.2.3 วงจรไฟฟ้าแบบผสม การต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม เป็นการต่อวงจรแบบที่มีภาระหลายตัวต่อรวมกันทั้งแบบอนุกรมและแบบขนาน ภาระบางส่วนต่อแบบอนุกรมและบางส่วนต่อแบบขนาน ผสมรวมกันในวงจรแบบไม่ตายตัว เปลี่ยนแปลงได้ตามความต้องการ หรือตามลักษณะวงจรที่กำหนดไว้ แหล่งจ่ายไฟฟ้าถูกต่อเข้ากับจุดเริ่มต้นของภาระต่อผสมและจุดสุดท้ายของภาระต่อผสม การต่อ วงจรไฟฟ้าแบบผสม แสดงดังรูปที่ 5.4 + - E R1 IT R2 R3 R4 I3 I4 E1 E2 I1 I2 E3 E4 + - IT E I1 R1 R2 R3 R4 I2 I3 I4 E1 E2 E3 E4 (ก) รูปการต่อวงจร (ข) สัญลักษณ์การต่อวงจร รูปที่ 5.4 วงจรไฟฟ้าแบบผสม จากรูปที่ 5.4 แสดงวงจรไฟฟ้าแบบผสม การต่อวงจรแบบนี้ทำให้มีเส้นทางของกระแสไหลผ่านภาระเส้นทางเดียวเมื่อ ส่วนวงจรต่อแบบอนุกรมคือ IT = I1 = I2 และกระแสไหลผ่านภาระแยกไหลเมื่อส่วนวงจรต่อแบบขนานคือ IT = I3 + I4 ค่าแรงดันตก คร่อมภาระแตกต่างกันเมื่อส่วนวงจรต่อแบบอนุกรม และค่าแรงดันตกคร่อมภาระเท่ากันเมื่อส่วนวงจรต่อแบบขนานคือ E3 = E4 ส่วนสำคัญของการต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม คือต้องการให้ทั้งกระแสและแรงดันในวงจรแตกต่างกัน 5.3 รูปแบบการต่อเซลล์ไฟฟ้า แบตเตอรี่หรือถ่านไฟฉายสร้างขึ้นมาจากเซลล์ไฟฟ้า (Electrical Cell) เกิดจากปฏิกิริยาเคมี เซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้จะให้กำเนิด แรงดันขึ้นมาต่ำ อาจไม่เพียงพอกับการนำไปใช้งาน จึงจำเป็น ต้องนำเซลล์ไฟฟ้ามาต่อร่วมกัน เพื่อเพิ่มแรงดัน หรือเพิ่มกระแส ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับลักษณะการต่อวงจรเซลล์ไฟฟ้า เซลล์ไฟฟ้าชนิดเซลล์เดียวและหลายเซลล์ที่สร้างมาใช้งาน แสดงดังรูปที่ 5.5 + - + -รูปร่าง สัญลักษณ์ รูปร่าง สัญลักษณ์ (ก) ชนิดเซลล์เดียว (ข) ชนิดหลายเซลล์ รูปที่ 5.5 เซลล์ไฟฟ้า เซลล์ไฟฟ้าแต่ละเซลล์สามารถนำมาต่อร่วมกันได้ การต่อใช้งานขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้ใช้งาน ซึ่งการต่อเซลล์ไฟฟ้า ที่แตกต่างกันมีผลต่อค่าแรงดัน และค่ากระแสที่เกิดขึ้นมีความแตกต่างกันไปด้วย การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบ่งออกได้เป็น 3 แบบ คือ ต่อ

164 เซลล์แบบอนุกรม (Series Cells) ต่อเซลล์แบบขนาน (Parallel Cells) และต่อเซลล์แบบผสม (Compound Cells) 5.3.1 เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรม เป็นการต่อเซลล์ไฟฟ้าแต่ละเซลล์แบบเรียงเป็นลำดับกันไปอย่างต่อเนื่องภายใน วงจร ลักษณะการต่อดังนี้ปลายด้านลบของเซลล์ที่ 1 ต่อเข้ากับปลายด้านบวกของเซลล์ที่ 2 และปลายด้านลบของเซลล์ที่ 2 ต่อ เข้ากับปลายด้านบวกของเซลล์ที่ 3 ต่อเช่นนี้เรื่อยไปจนครบทุกเซลล์ ปลายด้านบวกของเซลล์ที่ 1 และปลายด้านลบของเซลล์ สุดท้ายต่อจ่ายออกไปใช้งาน เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม แสดงดังรูปที่ 5.6 1.2 V E1 E2 E3 E4 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + - ET = 4.8 V, IT = 250 mAh + - + - + - + - 1.2 V E1 E2 E3 E4 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + - ET = 4.8 V, IT = 250 mAh (ก) รูปการต่อวงจร (ข) สัญลักษณ์การต่อวงจร รูปที่ 5.6 เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม มีคุณสมบัติดังนี้ 1. แรงดันรวมเพิ่มขึ้นตามจำนวนเซลล์ไฟฟ้าที่ต่อเพิ่มในวงจร เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ ET = E1 + E2 + E3 + E4 + .... + En .....(5-1) 2. ค่ากระแสที่จ่ายออกมาได้เท่ากับเซลล์ไฟฟ้าเพียงเซลล์เดียว เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ IT = กระแส 1 เซลล์ของวงจร .....(5-2) เมื่อ ET = แรงดันรวมของวงจร หน่วย V E1 , E2 , E3 , E4 = แรงดันของแต่ละเซลล์ หน่วย V En = แรงดันเซลล์สุดท้ายของวงจร หน่วย V IT = กระแสจ่ายออกมาได้สูงสุดหน่วย แอมแปร์-ชั่วโมง (Ah) ตัวอย่างที่ 5.1 แหล่งจ่ายแรงดันต่ออนุกรมตามรูปที่ 5.7 จงหาค่าแรงดันและกระแสที่เซลล์ไฟฟ้าสามารถจ่ายออกมาได้ + - + - + - + - 1.2 V E1 E2 E3 E4 200 mAh 1.2 V 200 mAh 1.2 V 200 mAh 1.2 V 200 mAh + - ET = ? V, IT = ? mAh + - E5 1.2 V 200 mAh รูปที่ 5.7 เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม 5 เซลล์

165 วิธีทำ หาแรงดันจาก สูตร ET = E1 + E2 + E3 + E4 + E5 แทนค่า ET = 1.2 V + 1.2 V + 1.2 V + 1.2 V + 1.2 V = 6 V หากระแสจาก สูตร IT = กระแส 1 เซลล์ของวงจร แทนค่า IT = 200 mAh แรงดันที่จ่ายออกมา = 6 V กระแสที่จ่ายได้สูงสุด = 200 mAh ตอบ 5.3.2 เซลล์ไฟฟ้าต่อขนาน การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบขนาน เป็นการต่อเซลล์ไฟฟ้าทุกเซลล์แบบคร่อมขนานเข้าด้วยกันทั้งหมดในวงจร ลักษณะการต่อดังนี้ ปลายด้านบวกของเซลล์ไฟฟ้าทุกเซลล์ต่อรวมกันไว้ที่จุดเดียวกันจุดหนึ่ง และปลายด้านลบของเซลล์ไฟฟ้าทุกเซลล์ ต่อรวมกันไว้ที่จุดเดียวกันอีกจุดหนึ่ง นำจุดรวมของเซลล์ไฟฟ้าทั้งสองจุดจ่ายออกไปใช้งาน เซลล์ไฟฟ้าต่อขนาน แสดงดังรูปที่ 5.8 1.2 V E1 E2 E3 E4 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + - IT = 1 Ah ET = 1.2 V + - + - + - + - 1.2 V E1 E2 E3 E4 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + - IT = 1 Ah ET = 1.2 V (ก) รูปการต่อวงจร (ข) สัญลักษณ์การต่อวงจร รูปที่ 5.8 เซลล์ไฟฟ้าต่อขนาน เซลล์ไฟฟ้าต่อขนาน มีคุณสมบัติดังนี้ 1. ค่าแรงดันที่จ่ายออกมาได้เท่ากับแรงดันเพียงเซลล์เดียว เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ ET = แรงดัน 1 เซลล์ของวงจร .....(5-3) 2. กระแสรวมเพิ่มขึ้นตามจำนวนเซลล์ไฟฟ้าที่ต่อเพิ่มในวงจร เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ IT = IC1 + IC2 + IC3 + IC4 + .... + ICn .....(5-4) เมื่อ ET = แรงดันรวมของวงจร หน่วย V IT = กระแสจ่ายออกมาได้สูงสุด หน่วย Ah IC1, IC2 , IC3 , IC4 = กระแสจ่ายออกมาได้ในแต่ละเซลล์ หน่วย Ah ICn = กระแสจ่ายออกมาได้ในเซลล์สุดท้าย หน่วย Ah ตัวอย่างที่ 5.2 แหล่งจ่ายแรงดันต่อขนานตามรูปที่ 5.9 จงหาค่าแรงดันและกระแสที่เซลล์ไฟฟ้าสามารถจ่ายออกมาได้

166 + - + - + - + - 1.2 V E2 E3 E4 E5 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + - IT = ? mAh ET = ? V + - 1.2 V E1 250 mAh รูปที่ 5.9 เซลล์ไฟฟ้าต่อขนาน 5 เซลล์ วิธีทำ หาแรงดันจาก สูตร ET = แรงดัน 1 เซลล์ของวงจร แทนค่า ET = 1.2 V หากระแสจาก สูตร IT = IC1 + IC2 + IC3 + IC4 + IC5 แทนค่า IT = 250 mAh + 250 mAh + 250 mAh + 250 mAh + 250 mAh = 1,250 mAh = 1.25 Ah แรงดันที่จ่ายออกมา = 1.2 V กระแสที่จ่ายได้สูงสุด = 1.25 Ah ตอบ 5.3.3 เซลล์ไฟฟ้าต่อผสม การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบผสม เป็นการต่อเซลล์ไฟฟ้าที่มีอยู่แบบรวมกัน ทั้งต่ออนุกรมและต่อขนาน เซลล์ไฟฟ้า บางส่วนต่ออนุกรมและบางส่วนต่อขนาน ผสมรวมกันแบบไม่ตายตัว เปลี่ยนแปลงได้ตามความต้องการ หรือตามลักษณะวงจรที่ กำหนดไว้ นำจุดเริ่มต้นของการต่อผสมและจุดสุดท้ายของการต่อผสมจ่ายออกไปใช้งาน เซลล์ไฟฟ้าต่อผสม แสดงดังรูปที่ 5.10 1.2 V E1 E2 E3 E4 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + - ET = 4.8 V, IT = 500 mAh 1.2 V E5 E6 E7 E8 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + - + - + - + - 1.2 V E1 E2 E3 E4 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + - ET = 4.8 V, IT = 500 mAh + - + - + - + - 1.2 V E5 E6 E7 E8 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh (ก) รูปการต่อวงจร (ข) สัญลักษณ์การต่อวงจร รูปที่ 5.10 เซลล์ไฟฟ้าต่อผสม เซลล์ไฟฟ้าต่อผสม มีคุณสมบัติดังนี้ 1. แรงดันรวมเพิ่มขึ้นตามจำนวนเซลล์ไฟฟ้าที่ต่ออนุกรมของชุดเดียว เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ หรือ ET = E1 + E2 + E3 + E4 + .... ET = E5 + E6 + E7 + E8 + .... .....(5-5)

167 2. ค่ากระแสที่จ่ายออกมา เท่ากับค่ากระแสเพียงเซลล์เดียวในวงจรเซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรมแต่ละชุด คูณจำนวนชุดของ เซลล์ไฟฟ้าที่ต่อขนาน เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ IT = กระแส 1 เซลล์ชุดต่ออนุกรม จำนวนชุดเซลล์ที่ต่อขนาน .....(5-6) เมื่อ ET = แรงดันรวมของวงจร หน่วย V E1 , E2 , E3 , E4 = แรงดันของแต่ละเซลล์ที่ต่ออนุกรมชุดที่ 1 หน่วย V E5 , E6 , E7 , E8 = แรงดันของแต่ละเซลล์ที่ต่ออนุกรมชุดที่ 2 หน่วย V IT = กระแสจ่ายออกมาได้สูงสุด หน่วย Ah ตัวอย่างที่ 5.3 แหล่งจ่ายแรงดันต่อผสมตามรูปที่ 5.11 จงหาค่าแรงดันและกระแสที่เซลล์ไฟฟ้าสามารถจ่ายออกมาได้ + - + - + - + - 1.2 V E1 E2 E3 E4 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + ET = ? V, IT = ? mAh + - + - + - + - 1.2 V E6 E7 E8 E9 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + - E5 1.2 V 250 mAh + - E10 1.2 V 250 mAh -รูปที่ 5.11 เซลล์ไฟฟ้าต่อผสม 5 เซลล์ วิธีทำ หาแรงดันจาก สูตร ET = E1 + E2 + E3 + E4 + E5 แทนค่า ET = 1.2 V + 1.2 V + 1.2 V + 1.2 V + 1.2 V = 6 V หากระแสจาก สูตร IT = กระแส 1 เซลล์ชุดต่ออนุกรม จำนวนชุดเซลล์ที่ต่อขนาน แทนค่า IT = 250 mAh 2 = 500 mAh แรงดันที่จ่ายออกมา = 6 V กระแสที่จ่ายได้สูงสุด = 500 mAh ตอบ 5.4 วงจรไฟฟ้าแสงสว่าง แสงสว่างเป็นสิ่งจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ มีประโยชน์มากมายต่อการนำไปใช้งาน เช่น ช่วยให้เกิดความสว่าง ทำ ให้สามารถมองเห็นสิ่งต่างๆ ทำให้เกิดความปลอดภัยต่อชีวิตและทรัพย์สิน และช่วยในการทำงานทางอุตสาหกรรม เป็นต้น แสงสว่าง ที่มีใช้งานแบ่งได้ 2 ชนิด คือ เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น แสงจากดวงอาทิตย์ และแสงจากดวงดาว เป็นต้น เกิดจากการ ประดิษฐ์ขึ้นมาของมนุษย์ เช่น หลอดไฟฟ้า (Lamp) และการอาร์คของโลหะ เป็นต้น แสงสว่างจากหลอดไฟฟ้า เป็นสิ่งที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นมาใช้งานอย่างยาวนาน ต่อเนื่องเรื่อยมา เพราะด้วยความสำคัญ และประโยชน์ของแสงสว่าง ทำให้ปัจจุบันมีหลอดไฟฟ้าถูกผลิตขึ้นมาใช้งานมากมาย หลายแบบ หลายชนิด และหลายประเภท ซึ่ง กล่าวโดยภาพรวมแล้วหลอดไฟฟ้าแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ หลอดไส้ (Incandescent Lamps) และหลอดปล่อยประจุ (Discharge Lamps) แต่ละประเภทของหลอดไฟฟ้า มีความแตกต่างกันไป

168 5.4.1 หลอดไส้ หลอดไส้ เป็นหลอดไฟฟ้าที่ใช้ไส้หลอดเป็นตัวเปล่งแสงสว่างออกมา เมื่อมีกระแสไหลผ่านไส้หลอด ทำให้ไส้หลอด เกิดความร้อนและเปล่งแสงออกมา หลอดไส้แบ่งออกเป็น 2ชนิด ดังนี้คือ หลอดไส้ทั่วไป (Normal Incandescent Lamp) และหลอด ทังสเตนฮาโลเจน (Tungsten Halogen Lamp) หลอดไส้ทั่วไปและหลอดทังสเตนฮาโลเจน แสดงดังรูปที่ 5.12 (ก) หลอดไส้ทั่วไป (ข) หลอดทังสเตนฮาโลเจน รูปที่ 5.12 หลอดไส้ จากรูปที่ 5.12 แสดงหลอดไส้ ทั้งหลอดไส้ทั่วไป และหลอดทังสเตนฮาโลเจน มีการต่อวงจรและการทำงานเหมือนกัน คือเมื่อไส้หลอดมีกระแสไหลผ่าน จะเกิดความร้อนและเปล่งแสงสว่างออกมา ความร้อนเพิ่มมากขึ้นแสงสว่างก็เพิ่มมากขึ้นตามไป ด้วย ส่วนแตกต่างคือโครงสร้างภายในหลอด หลอดไส้ทั่วไปภายในบรรจุก๊าซเฉื่อย เช่น อาร์กอน หรือไนโตรเจนไว้ ส่วนหลอด ทังสเตนฮาโลเจนภายในบรรจุก๊าซแตกต่างกันไป เช่น ไอโอดีน คลอรีน โบรมีน หรือฟลูออรีนไว้โครงสร้างภายในหลอดไส้ แสดงดัง รูปที่ 5.13 (ก) หลอดไส้ทั่วไป (ข) หลอดทังสเตนฮาโลเจน รูปที่ 5.13 โครงสร้างภายในหลอดไส้ การต่อวงจรไฟฟ้าของหลอดไส้ เป็นวงจรที่ต่อใช้งานได้ง่าย โดยเพียงนำขั้วทั้งสองของหลอดไส้ไปต่อรับแหล่งจ่ายแรงดัน ตามค่าที่เหมาะสมได้โดยตรง อาจต่อเพิ่มสวิตช์ตัดต่อวงจรเข้าไปช่วยควบคุมการทำงานได้ตามต้องการ และการต่อวงจรไฟฟ้าให้ หลอดทังสเตนฮาโลเจน ก็สามารถต่อวงจรได้ในลักษณะเดียวกัน โดยการเปลี่ยนจากหลอดไส้ทั่วไปมาใช้หลอดทังสเตนฮาโลเจน แทน สิ่งสำคัญคือต้องจ่ายแรงดันที่เหมาะสมให้หลอดทังสเตนฮาโลเจน เพราะจะใช้งานกับแรงดันได้หลายค่า ข้อเสียหลอดไส้ คือ เกิดความร้อนสูง อายุใช้งานสั้น และสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าสูง การต่อวงจรไฟฟ้าให้หลอดไส้ แสดงดังรูปที่ 5.14

169 (ก) หลอดไส้ทั่วไป (ข) หลอดทังสเตนฮาโลเจน รูปที่ 5.14 วงจรไฟฟ้าของหลอดไส้ 5.4.2 หลอดปล่อยประจุ หลอดปล่อยประจุ เป็นหลอดไฟฟ้าที่มีโครงสร้างของหลอดคล้ายกับหลอดไส้ คือมีไส้หลอด มีกระเปาะแก้ว และมีก๊าซเฉื่อยบรรจุอยู่ภายใน แต่แตกต่างในส่วนของแสงที่ได้ออกมา โดยที่ไส้หลอดไม่ได้ทำหน้าที่เปล่งแสงออกมาใช้งาน โดยตรง แต่ทำหน้าที่เป็นเพียงตัว กระตุ้นก๊าซที่อยู่ภายในหลอดให้ปล่อยประจุออกมา ไปทำให้เกิดแสงขึ้นมา หลอดปล่อยประจุ สามารถแบ่งออกเป็น 2 แบบ ดังนี้ ➢ หลอดปล่อยประจุความดันต่ำ (Low Pressure Discharge Lamp) ได้แก่ หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent Lamp) หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ (Compact Fluorescent Lamp) และหลอดโซเดียมความดันไอต่ำ (Low Pressure Sodium Lamp) ➢ หลอดปล่อยประจุความดันสูง (High Pressure Discharge Lamp) ได้แก่ หลอดไอปรอท (Mercury Vapor Lamp) หลอดโซเดียมความดันไอสูง (High Pressure Sodium Lamp) และหลอดเมตัลฮาไลด์ (Metal Halide Lamp) หลอดทั้งสองแบบแบ่งออกเป็นชนิดย่อยๆ ได้หลายชนิด แต่ละชนิดมีโครงสร้างและการนำไปใช้งานที่แตกต่าง กัน มีรายละเอียดมากมาย ในบทนี้จะกล่าวเพียงหลอดปล่อยประจุชนิดพื้นฐานที่นิยมนำไปใช้งานภายในบ้านเรือนเท่านั้น ได้แก่ หลอดฟลูออเรสเซนต์ และหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ 1. หลอดฟลูออเรสเซนต์หรือหลอดเรืองแสง เป็นหลอดไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงสว่าง โดยที่แสงสว่างเกิด ขึ้นมาจากการเรืองแสงของสารเรืองแสงที่เคลือบไว้ผิวด้านในของหลอด เป็นหลอดไฟฟ้าที่นิยมใช้งานมาก เพราะประหยัดพลังงาน ไฟฟ้ามากกว่า มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าหลอดไส้ประมาณ 8 เท่า และให้แสงสว่างนวลตา การต่อวงจรทำงานหลอดฟลูออเรส เซนต์จะต้องใช้งานร่วมกับบัลลาสต์ (Ballast) และสตาร์ทเตอร์ (Starter) การต่อวงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ จะต้องประกอบด้วย ส่วนประกอบต่างๆ หลายส่วน มีรายละเอียดดังนี้ ก. หลอดฟลูออเรสเซนต์มีรูปร่างลักษณะหลอดหลายรูปแบบ เช่น ทรงกระบอก วงกลม และตัวยู เป็นต้น ภายในหลอดจะบรรจุด้วยก๊าซเฉื่อยประเภทอาร์กอน และมีไอปรอท กระจายอยู่ทั่วบริเวณ ภายในหลอดแก้วด้านในเคลือบด้วย สารเรืองแสง ฟอสเฟอร์ (Phosphor) ก๊าซที่บรรจุอยู่ภายในหลอดจะแตกตัวเป็นไอออน เมื่อแรงดันที่ขั้วไส้หลอดทั้งสองข้างมีค่าสูง พอ ทำให้ความต้านทานภายในหลอดลดต่ำลงอย่างรวดเร็ว เกิดกระแสไหลผ่านภายในหลอดแก้วไปกระทบไอปรอท ทำให้ไอปรอท เปล่งแสงอุลตราไวโอเลต (Ultraviolet) ที่มองไม่เห็นออกมา ไปกระทบกับสารเรืองแสงที่เคลือบผิวด้านในของหลอดแก้ว สารเรือง แสงจึงเปล่งแสงสว่างออกมาเป็นสีต่างๆ ตามคุณสมบัติของสารเรืองแสงที่ใช้เคลือบไว้ หลอดฟลูออเรสเซนต์แสดงดังรูปที่ 5.15

170 (ก) รูปร่าง (ข) โครงสร้าง รูปที่ 5.15 หลอดฟลูออเรสเซนต์ ข. บัลลาสต์ทำหน้าที่สร้างแรงดันค่าสูงขึ้นมาในขณะที่หลอดฟลูออเรสเซนต์เริ่มทำงาน เมื่อหลอดฟลูออเรสเซนต์ ทำงานแล้ว จะทำหน้าที่ลดแรงดันที่ตกคร่อมหลอดให้ต่ำลง และช่วยจำกัดกระแสไม่ให้ไหลผ่านหลอดมากเกินไปในขณะที่หลอด เปล่งแสงสว่างออกมา บัลลาสต์ที่ผลิตมาใช้งานแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ ชนิดบัลลาสต์แม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic ballast) และ ชนิดบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Ballast) บัลลาสต์แสดงดังรูปที่ 5.16 ค. สตาร์ทเตอร์ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ตัดต่อโดยอัตโนมัติ จะต่อวงจรในขณะหลอดฟลูออเรสเซนต์ยังไม่เปล่งแสง สว่างออกมา และตัดวงจรออกเมื่อหลอดฟลูออเรสเซนต์เปล่งแสงสว่างออกมาสตาร์ทเตอร์ที่ผลิตมาใช้งานแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ ชนิดสตาร์ทเตอร์ทำงานด้วยความร้อน (Thermal Starter) และชนิดสตาร์ทเตอร์ทำงานด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Starter) สตาร์ทเตอร์ แสดงดังรูปที่ 5.17 (ก) ชนิดแม่เหล็กไฟฟ้า (ข) ชนิดอิเล็กทรอนิกส์ (ก) ชนิดใช้ความร้อน (ข) ชนิดอิเล็กทรอนิกส์ รูปที่ 5.16 บัลลาสต์ รูปที่ 5.17 สตาร์ทเตอร์ การต่อวงจรไฟฟ้าของหลอดฟลูออเรสเซนต์ ทำได้โดยนำหลอดฟลูออเรสเซนต์ บัลลาสต์และสตาร์ทเตอร์ มาประกอบเป็น วงจรให้ถูกต้อง ก็จะได้วงจรไฟฟ้าแสงสว่างหลอดฟลูออเรสเซนต์ตามต้องการ แสดงดังรูปที่ 5.18

171 รูปที่5.18 วงจรไฟฟ้าแสงสว่างหลอดฟลูออเรสเซนต์ 2. หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์เรียกสั้นๆ ว่าหลอดคอมแพกต์หรือมักเรียกว่าหลอดตะเกียบ เป็นหลอดไฟฟ้าชนิด เรืองแสงที่มีขนาดเล็ก มีหลักการทำงานเช่นเดียวกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ ถูกพัฒนาขึ้นมาใช้งานแทนหลอดไส้ เพราะสามารถ ประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่าหลอดไส้ถึง 4 เท่า มีอายุการใช้งานนานกว่าหลอดไส้ถึงประมาณ 4 – 12 เท่า (แล้วแต่รุ่นของ หลอด) และเกิดความร้อนต่ำ หลอดคอมแพกต์แบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด แยกตามการติดตั้งบัลลาสต์ให้กับหลอด ดังนี้ หลอดคอมแพ กต์ชนิดบัลลาสต์ภายนอก และหลอดคอมแพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายใน ก. หลอดคอมแพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายนอก มักถูกเรียกว่า หลอดตะเกียบ หรือหลอด FL เป็นหลอดชนิดที่มีตัว หลอดแยกออกต่างหากจากบัลลาสต์ ขั้วหลอดเป็นชนิด 2 เขี้ยว โดยมีสตาร์ทเตอร์ถูกติดตั้งไว้ที่ขั้วหลอด ส่วนบัลลาสต์ถูกแยก ออกไปต่างหากอยู่ที่ฐานรับหลอด เวลาหลอดเสียสามารถเปลี่ยนเฉพาะหลอดอย่างเดียว ลักษณะหลอดเป็นแท่งแก้วตรง 2 แท่ง ตอนปลายถูกเชื่อมเข้าด้วยกันเป็นรูปตัวยู (U) คล้ายตะเกียบ หลอดคอมแพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายนอก แสดงดังรูปที่ 5.19 (ก) (ก) ชนิดบัลลาสต์ภายนอก (ข) ชนิดบัลลาสต์ภายใน รูปที่ 5.19 หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ ข. หลอดคอมแพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายใน มักเรียกว่า หลอด CFL เป็นหลอดที่พัฒนาขึ้นมาให้เกิดความ สะดวกสบายในการใช้งานมากขึ้น โดยมีขนาดเล็กกะทัดรัดมากขึ้น และสร้างให้เกิดความพร้อมในการใช้งาน ด้วยการนำบัลลาสต์ และสตาร์ทเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์ติดตั้งไว้ภายในที่บริเวณขั้วหลอด ทั้งตัวหลอดและฐานขั้วหลอดถูกยึดติดกันสมบูรณ์พร้อมใช้งาน

172 รูปร่างลักษณะหลอดมีความหลากหลายมากขึ้น เช่น รูปตัวยูชุดเดียว รูปตัวยูหลายชุด และรูปเกลียว เป็นต้น หลอดคอมแพกต์ช นิดบัลลาสต์ภายใน แสดงดังรูปที่ 5.19 (ข) หลอดคอมแพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายใน เป็นหลอดชนิดที่นิยมใช้งานอย่างแพร่หลาย เพราะด้วยสะดวกสบายในการใช้งาน มี ขนาดเล็กกะทัดรัด และช่วยในการประหยัดพลังงานได้มากขึ้น สามารถผลิตรูปแบบหลอดที่มีความหลากหลาย โครงสร้างหลอดคอม แพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายใน แสดงดังรูปที่ 5.20 (ก) ส่วนประกอบภายในหลอดแก้ว (ข) โครงสร้างส่วนประกอบหลอด รูปที่ 5.20 หลอดคอมแพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายใน การต่อวงจรไฟฟ้าแสงสว่างของหลอดคอมแพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายใน ทำได้เช่นเดียวกับวงจรไฟฟ้าแสงสว่างของหลอด ฟลูออเรสเซนต์ แต่สะดวกมากขึ้น โดยนำหลอดคอมแพกต์ไปต่อแทนหลอดไส้ได้โดยตรง วงจรไฟฟ้าแสงสว่างของหลอดคอมแพ กต์ชนิดบัลลาสต์ภายใน แสดงดังรูปที่ 5.21 รูปที่ 5.21 วงจรไฟฟ้าแสงสว่างของหลอดคอมแพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายใน

173 5.5 บทสรุป วงจรไฟฟ้าเป็นการนำอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าไปต่อใช้งานกับแหล่งจ่ายไฟฟ้าต่ออยู่ในรูปวงจร ส่วนประกอบ หลักของวงจรไฟฟ้ามี 3 ส่วน คือ แหล่งจ่ายไฟฟ้า ภาระ และสายต่อวงจร ชนิดของวงจรไฟฟ้าในการต่อใช้งานต่อได้ 3 แบบ คือ วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม โดยการต่อภาระเรียงลำดับกันไป ทำให้ วงจรมีกระแสผ่านภาระเท่ากันทุกตัว เกิดแรงดันตกคร่อมภาระแต่ละตัวไม่เท่ากัน วงจรไฟฟ้าแบบขนาน โดยการต่อภาระทุกตัวใน วงจรคร่อมขนานกันไปทั้งหมด มีแรงดันตกคร่อมภาระทุกตัวเท่ากัน แต่กระแสไหลผ่านภาระแต่ละตัวไม่เท่ากัน และวงจรไฟฟ้าแบบ ผสม เป็นการต่อวงจรรวมกันระหว่างวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมกับวงจรไฟฟ้าแบบขนาน รูปแบบการต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสมไม่มีมาตรฐาน ตายตัว การต่อเซลล์ไฟฟ้า แบ่งได้ 3 วิธี คือ การต่อเซลล์แบบอนุกรม เป็นการต่อเซลล์ไฟฟ้าเรียงลำดับกันไป โดยนำขั้วไฟฟ้า ต่างกันต่อเรียงกันไปเหลือขั้วเซลล์หัวท้ายใช้ต่อใช้งาน การต่อเซลล์แบบขนาน เป็นการต่อเซลล์ไฟฟ้าคร่อมขนานกันไป โดยนำขั้ว เหมือนกันต่อรวมกันเป็นจุดเดียวใช้ขั้วบวกรวมและขั้วลบรวมต่อออกไปใช้งาน และการต่อเซลล์แบบผสมเป็นการต่อเซลล์ ไฟฟ้า รวมกันระหว่างการต่อเซลล์แบบอนุกรมและการต่อเซลล์แบบขนาน วงจรไฟฟ้าแสงสว่าง เป็นวงจรต่อหลอดไฟฟ้าไปใช้งาน เพื่อให้เปล่งแสงสว่างออกมา การต่อวงจรต้องต่อให้ถูกต้อง สมบูรณ์ตามชนิดของหลอด หลอดไส้สามารถต่อหลอดเข้าแหล่งจ่ายไฟฟ้าได้โดยตรง ส่วนหลอดฟลูออเรสเซนต์การต่อวงจรต้องต่อเพิ่ม ตัวบัลลาสต์และตัวสตาร์ตเตอร์เข้าวงจรด้วย และหลอดคอมแพกต์ถูกพัฒนาขึ้นมาใช้งานแทนหลอดไส้ ช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้า ได้มากกว่า แต่ใช้งานได้สะดวกเช่นเดียวกับหลอดไส้ • ด้านทักษะ(ปฏิบัติ) (จุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 6) 7. ใบปฏิบัติงานที่ 5.1เซลล์ไฟฟ้าอนุกรมและขนาน 8. ใบปฏิบัติงานที่ 5.2 วงจรไฟฟ้าแสงสว่าง 9. แบบประเมินผลการเรียนรู้ • ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง (จุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 7-8) 5. การเตรียมความพร้อมด้านการเตรียม วัสดุ อุปกรณ์นักศึกษาจะต้องกระจายงานได้ทั่วถึง และ ตรงตาม ความสามารถของสมาชิกทุกคนมีการจัดเตรียมสถานที่ สื่อ วัสดุ อุปกรณ์ไว้อย่างพร้อมเพรียง 6. ความมีเหตุมีผลในการปฏิบัติงาน ตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง นักศึกษาจะต้องมีการใช้ เทคนิคที่แปลกใหม่ ใช้สื่อและเทคโนโลยี ประกอบการ นำเสนอที่น่าสนใจ นำวัสดุในท้องถิ่นมาประยุกต์ใช้อย่างคุ้มค่าและประหยัด

174 กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกิจกรรมของครู ขั้นตอนการเรียนรู้หรือกิจกรรมของนักเรียน 1. ขั้นนำเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที) 1. ผู้สอนเตรียมตัวสอนบทที่ 5 เรื่อง วงจรไฟฟ้า 2. ผู้สอนแจ้งวัตถุประสงค์ของการเรียน เรื่อง วงจรไฟฟ้า 3. ผู้สอนร่วมมือกับผู้เรียนยกตัวอย่างส่วนประกอบของ วงจรไฟฟ้า 4. ผู้สอนให้ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดบทที่ 5 เรื่อง วงจรไฟฟ้า แล้วให้นักศึกษาสลับกันตรวจคำตอบ และให้ คะแนน 2. ขั้นให้ความรู้( 60 นาที) 1. ผู้สอนฉายแผ่นใสและให้ผู้เรียนเปิดหนังสือ งาน ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น บทที่ 6 เรื่อง วงจรไฟฟ้า พร้อมอธิบายเนื้อหาทีละหน้า 2. ผู้สอนอธิบายความรู้เพิ่มเติมนอกเหนือจากหนังสือ และให้ผู้เรียนช่วยกันเขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบต่าง ๆ 3. ผู้สอนเปิดโอกาสให้ผู้เรียนซักถามข้อสงสัยที่เกิดขึ้น ระหว่างการเรียนการสอน และตอบข้อซักถาม 3. ขั้นประยุกต์ใช้ ( 105 นาที) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนแบ่งกลุ่ม ๆ ละ 4-5 คน ทำ กิจกรรมเสนอแนะ บทที่ 5 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนทำใบปฏิบัติงานที่ 5.1 , 5.2 3. ผู้สอนให้ผู้เรียนนำเสนอหน้าชั้นเรียน ผู้สอนคอย สรุปเนื้อหาของแต่ละกลุ่ม 1. ขั้นนำเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที) 1. ผู้เรียนเตรียมตัวเรียนบทที่ 5 เรื่อง วงจรไฟฟ้า 2. ผู้เรียนทำความเข้าใจเกี่ยวกับวัตถุประสงค์ของการ เรียน เรื่อง วงจรไฟฟ้า 3. ผู้เรียนร่วมมือกับผู้สอนยกตัวอย่างส่วนประกอบของ วงจรไฟฟ้า 4. ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดบทที่ 5 เรื่อง วงจรไฟฟ้า แล้ว สลับกันตรวจคำตอบด้วยความซื่อสัตย์ 2. ขั้นให้ความรู้( 60 นาที) 1. ผู้เรียนดูบนเรียนจากแผ่นในและเปิดหนังสือ งาน ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น บทที่ 5 เรื่อง วงจรไฟฟ้า พร้อมกับจดบันทึกเนื้อที่ได้เรียน 2. ผู้เรียนฟังผู้สอน เรื่อง วงจรไฟฟ้า และช่วยผู้สอน เขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบต่าง ๆ 3. ผู้เรียนซักถามข้อสงสัยที่เกิดขึ้น 3. ขั้นประยุกต์ใช้ ( 105 นาที) 1. ผู้เรียนเข้ากลุ่ม ทำกิจกรรมเสนอแนะ บทที่ 5 ตามที่ ผู้สอนกำหนด 2. ผู้เรียนทำใบปฏิบัติงานที่ 5.1 , 5.2 3. ผู้เรียนแต่ละกลุ่มอธิบายหน้าชั้นเรียนโดยขอ คำแนะนำจากผู้สอน

175 กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกิจกรรมของครู ขั้นตอนการเรียนรู้หรือกิจกรรมของนักเรียน 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 60 นาที) 1. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียนให้มี ความเข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนทำแบบฝึกหัด บทที่ 5อีครั้ง 4. ครูตรวจแบบฝึกหัดหลังเรียนพร้อมกับบันทึกคะแนน (บรรลุจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 1-8) (รวม 240 นาที หรือ 4 คาบเรียน) 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 60 นาที) 1. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียนให้มี ความเข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้เรียนทำแบบฝึกหัด บทที่ 5 ด้วยความซื่อสัตย์ 4. ผู้เรียนนำคะแนนจากแบบฝึกหัดทั้งสองครั้งมา เปรียบเทียบกันว่าเป็นอย่างไรมีผลต่างกันอย่างไร เพื่อดู ความก้าวหน้าของตนเอง (บรรลุจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 1-8)

176 งานที่มอบหมายหรือกิจกรรมการวัดผลและประเมินผล ก่อนเรียน 1. จัดเตรียมเอกสาร สื่อการเรียนการสอนตามที่อาจารย์ผู้สอนและบทเรียนกำหนด 2. ทำความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การเรียนของบทที่ 5 และการให้ความร่วมมือในการทำกิจกรรมในบทที่ 5 ขณะเรียน 1. ศึกษาเนื้อหา ในบทที่ 5 เรื่อง วงจรไฟฟ้า 2. รายงานผลหน้าชั้นเรียน 3. ปฏิบัติใบปฏิบัติงานที่5.1 และใบปฏิบัติงานที่ 5.2 4. ฝึกการเขียนเขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบต่าง ๆ ตอบข้อสงสัย หลังเรียน 1. ทำแบบฝึกหัดหลังเรียน 2. ทำแบบประเมินการเรียนรู้ ผลงาน/ชิ้นงาน/ความสำเร็จของผู้เรียน 1. การเขียนวงจรไฟฟ้าแสงสว่าง 2. ใบปฏิบัติงานที่ 5.1 3. ใบปฏิบัติงานที่ 5.2 4. แบบฝึกหัดบทที่ 5 สื่อการเรียนการสอน/การเรียนรู้ สื่อสิ่งพิมพ์ 1. หนังสือเรียนวิชา งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น (ใช้ประกอบการเรียนการสอนจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 1- 8) 2. แผ่นใส บทที่ 5 เรื่อง วงจรไฟฟ้า (ใช้ประกอบการเรียนการสอนขั้นสอน เพื่อให้บรรลุจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 1- 8) 3. ใบปฏิบัติงานที่ 5.1 เรื่อง เซลล์ไฟฟ้าอนุกรมและขนาน (ใช้ประกอบการเรียนการสอนจุดประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อที่ 6) 4. ใบปฏิบัติงานที่ 5.2 เรื่อง วงจรไฟฟ้าแสงสว่าง(ใช้ประกอบการเรียนการสอนจุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 6) 5. แบบฝึกหัดบทที่ 5 ใช้ประกอบการสอนขั้นเตรียม ข้อ 2 6. แบบประเมินผลงานตามใบปฏิบัติงาน ใช้ประกอบการสอนขั้นการเรียนการสอน ข้อ 2

177 7. แบบประเมินพฤติกรรมการทำงานกลุ่ม ใช้ประกอบการสอนขั้นการเรียนการสอน ข้อ 2 สื่อโสตทัศน์(ถ้ามี) 1. เครื่องฉาย ภาพ โปรเจคเตอร์(PROJECTOR) 2. เครื่องฉายแผ่นใส (OVERHEAD) สื่อของจริง 1. มัลติมิเตอร์ 1 เครื่อง 2. เอซีปลั๊ก 1 ตัว 3. สวิตช์ 1 ตัว 4. สตาร์ตเตอร์ 20W 1 ตัว 5. บัลลาสต์ 20W 1 ตัว 6. หลอดฟลูออเรสเซนต์ ขนาด 20W 1 หลอด 7. ขาหลอดฟลูออเรสเซนต์ ขนาด 20W 1 ชุด 8. เทปพันสายไฟ 1 ม้วน 9. สายต่อวงจร 1 ชุด 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 5.1 และ ใบปฏิบัติงานที่ 5.2

178 2. สังเกตการทำงานกลุ่ม หลังเรียน 1. ตรวจแบบฝึกหัดหลังเรียน 2. ตรวจแบบแบบประเมินผลการเรียนรู้ ผลงาน/ชิ้นงาน/ผลสำเร็จของผู้เรียน ตรวจผลงาน ชิ้นงาน เรื่อง การเขียนวงจรไฟฟ้าแสงสว่าง คำถาม อธิบายให้ได้ใจความสมบูรณ์และแสดงวิธีทำให้สมบูรณ์ถูกต้อง 1. การต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสมคืออะไร มีลักษณะการต่อวงจรเป็นอย่างไร 2. การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรมคืออะไร มีคุณสมบัติของวงจรอย่างไร 3. การต่อเซลล์ไฟฟ้าขนานตามรูป จงหาค่าแรงดันและกระแสที่สามารถจ่ายออกมาได้ + - + - + - + - 1.25 V E2 E3 E4 E6 500 mAh 1.25 V 500 mAh 1.25 V 500 mAh 1.25 V 500 mAh + - IT = ? mAh ET = ? V + - 1.25 V E1 500 mAh + - E5 1.25 V 500 mAh 4. หลอดไฟฟ้าชนิดหลอดไส้และชนิดหลอดปล่อยประจุ มีความแตกต่างกันอย่างไร 5. วงจรไฟฟ้าแสงสว่างหลอดฟลูออเรสเซนต์มีส่วนประกอบที่สำคัญอะไรบ้างแต่ละส่วนทำหน้าที่อะไร รายละเอียดการประเมินผลการเรียนรู้ • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 1 อธิบายส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้าได้ 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 3. เกณฑ์การให้คะแนน : อธิบายส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้าได้ จะได้ 4 คะแนน a. จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 2 วิเคราะห์แบบวงจรไฟฟ้าได้ 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 3. เกณฑ์การให้คะแนน : วิเคราะห์แบบวงจรไฟฟ้าได้ จะได้ 4 คะแนน

179 a. จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 3 วิเคราะห์การเขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรมได้ 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 3. เกณฑ์การให้คะแนน : วิเคราะห์การเขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรมได้ จะได้ 4 คะแนน a. จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 4 วิเคราะห์การเขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบขนาน 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 3. เกณฑ์การให้คะแนน : วิเคราะห์การเขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบขนานได้ จะได้ 4 คะแนน a. จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 5 วิเคราะห์การเขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบผสมได้ 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด เกณฑ์การให้คะแนน : วิเคราะห์การเขียนวงจรการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบผสมจะได้ 4 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 6 เขียนวงจรไฟฟ้าแสงสว่างได้ 1. วิธีการประเมิน : ทดสอบ 2. เครื่องมือ : แบบฝึกหัด 3. เกณฑ์การให้คะแนน : เขียนวงจรไฟฟ้าแสงสว่างได้จะได้ 10 คะแนน • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 7 เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่างถูกต้อง 1. วิธีการประเมิน : ตรวจผลงาน 2. เครื่องมือ : แบบประเมินกระบวนการทำงานกลุ่ม 3. เกณฑ์การให้คะแนน : เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่าง ถูกต้อง จะได้ 5 คะแนน a. จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม ข้อที่ 8 ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้อง และสำเร็จภายใน เวลาที่กำหนดอย่างมีเหตุ และผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง 1. วิธีการประเมิน : ตรวจผลงาน 2. เครื่องมือ : แบบประเมินกระบวนการทำงานกลุ่ม 3. เกณฑ์การให้คะแนน : ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้อง และสำเร็จภายใน เวลาที่กำหนดอย่างมีเหตุ และผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง จะได้ 5 คะแนน

180 แบบฝึกหัดบทที่ 5 เรื่อง วงจรไฟฟ้าและเซลล์ไฟฟ้า วัตถุประสงค์ เพื่อประเมินความรู้เดิมของนักศึกษาเกี่ยวกับเรื่อง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและประเภทของไฟฟ้า เขียนเครื่องหมายกากบาท (X) ลงในข้อที่ถูกต้องที่สุด 1. การจะทราบว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าในวงจรทำงานอยู่ ต้องตรวจสอบที่ปริมาณไฟฟ้าใด ก. เกิดความต้านทานขึ้นในวงจร ข. มีกระแสไหลผ่านวงจร ค. มีแรงดันตกคร่อมวงจร ง. ถูกทุกข้อ 2. วงจรไฟฟ้ามีส่วนประกอบหลักที่จำเป็นอะไรบ้าง ก. แหล่งจ่ายไฟฟ้า ภาระ สวิตช์ และสายไฟ ข. แหล่งจ่ายไฟฟ้า ภาระ ฟิวส์ และสายไฟ ค. แหล่งจ่ายไฟฟ้า ภาระ และสายไฟ ง. แหล่งจ่ายไฟฟ้า ภาระ และสวิตช์ 3. ส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้าส่วนใดที่เมื่อทำงานจะเกิดกำลังไฟฟ้าขึ้นมา ก. สวิตช์ ข. สายไฟ ค. หลอดไฟ ง. แหล่งจ่ายไฟฟ้า 4. วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมมีคุณสมบัติในการทำงานเป็นอย่างไร ก. มีแรงดันตกคร่อมภาระทุกตัวเท่ากัน ข. มีกระแสไหลผ่านภาระทุกตัวเท่ากัน ค. มีความต้านทานที่ภาระทุกตัวเท่ากัน ง. มีกำลังไฟฟ้าเกิดขึ้นที่ภาระทุกตัวเท่ากัน 5. วงจรไฟฟ้าแบบขนานมีคุณสมบัติในการทำงานเป็นอย่างไร ก. มีแรงดันตกคร่อมภาระทุกตัวเท่ากัน ข. มีกระแสไหลผ่านภาระทุกตัวเท่ากัน ค. มีความต้านทานที่ภาระทุกตัวเท่ากัน ง. มีกำลังไฟฟ้าเกิดขึ้นที่ภาระทุกตัวเท่ากัน 6. การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรมเกิดผลอย่างไร ก. กระแสรวมลดลงตามจำนวนเซลล์ที่ต่อ ข. แรงดันรวมลดลงตามจำนวนเซลล์ที่ต่อ ค. กระแสรวมเพิ่มขึ้นตามจำนวนเซลล์ที่ต่อ ง. แรงดันรวมเพิ่มขึ้นตามจำนวนเซลล์ที่ต่อ 7. การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบขนานเกิดผลอย่างไร ก. กระแสรวมลดลงตามจำนวนเซลล์ที่ต่อ ข. แรงดันรวมลดลงตามจำนวนเซลล์ที่ต่อ ค. กระแสรวมเพิ่มขึ้นตามจำนวนเซลล์ที่ต่อ ง. แรงดันรวมเพิ่มขึ้นตามจำนวนเซลล์ที่ต่อ 8. หลอดไฟฟ้าที่แสงสว่างเกิดจากไส้หลอดโดยตรงคือชนิดใด ก. หลอดไอปรอท ข. หลอดคอมแพกต์ ค. หลอดฟลูออเรสเซนต์ ง. หลอดทังสเตนฮาโลเจน 9. สารฟอสเฟอร์ที่ใช้เคลือบไว้ในหลอดไฟฟ้าทำหน้าที่อะไร ก. เรืองแสงสว่างออกมา ข. เปล่งแสงอุลตราไวโอเลต ค. ช่วยในการแตกตัวของไอออน ง. ช่วยให้เกิดกระแสไหลผ่านภายในหลอด 10. หลอดคอมแพกต์มีคุณสมบัติในการให้กำเนิดแสงเหมือนกับหลอดชนิดใด ก. หลอดฟลูออเรสเซนต์ ข. หลอดเมตัลฮาไลด์ ค. หลอดไอปรอท ง. ถูกทุกข้อ

181 ใบปฏิบัติงาน 5.1 เซลล์ไฟฟ้าอนุกรมและขนาน จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. ต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรมและแบบขนานได้ 2. วัดหาค่าแรงดันที่เกิดขึ้นแต่ละส่วนได้ 3. มีความรอบคอบในการทำงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. ถ่านไฟฉาย 1.5 V ขนาด AA 4 ก้อน 2. รางถ่านชนิดก้อนเดียว 4 ชุด 3. มัลติมิเตอร์ชนิดเข็มชี้ 1 เครื่อง 4. สายต่อวงจร 1 ชุด ลำดับขั้นการทดลอง 1. อ่านค่าแรงดันที่บอกค่าไว้ด้านข้างถ่านไฟฉายแต่ละก้อน บันทึกค่าลงในตารางที่ 5.1 ตามค่าที่กำหนดไว้ในตาราง ในช่อง แรงดันค่าปกติ 2. นำถ่านไฟฉายแต่ละก้อนใส่ลงรางถ่าน นำมาประกอบวงจรอนุกรมตามรูปที่ 5.1 + - B1 B2 B3 B4 + - B1 + - B2 + - B3 + - B4 + - (ก) รูปวงจร (ข) สัญลักษณ์วงจร รูปที่ 5.1 ถ่านไฟฉายต่ออนุกรม 3. วัดแรงดันตกคร่อมถ่านไฟฉายตามตำแหน่งที่กำหนดให้ในตารางที่ 5.1 ทุกค่า บันทึกค่าลงในช่องแรงดันวัดได้ ตารางที่ 5.1 ค่าแรงดันถ่านไฟฉายต่ออนุกรม ถ่านไฟฉายก้อนที่ แรงดันค่าปกติ (V) แรงดันวัดได้ (V) B1 B2 B3

182 B4 B1 + B2 B1 + B2 + B3 B1 + B2 + B3 + B4 4. ประกอบวงจรตามรูปที่ 5.2 ต่อถ่านไฟฉาย B1 เข้าวงจรก้อนเดียว + - B1 B2 B3 B4 S1 S2 S3 S4 + - + - + - + - + - B1 B2 B3 B4 S1 S2 S3 S4 (ก) รูปวงจร (ข) สัญลักษณ์วงจร รูปที่ 5.2 ถ่านไฟฉายต่อขนาน 5. อ่านค่าแรงดันที่บอกค่าไว้ด้านข้างถ่านไฟฉายแต่ละก้อน ตามค่าที่กำหนดให้ในตารางที่ 5.2 บันทึกค่าไว้ในช่องแรงดันค่า ปกติ ตารางที่ 5.2 ค่าแรงดันถ่านไฟฉายต่อขนาน ถ่านไฟฉายก้อนที่ แรงดันค่าปกติ (V) แรงดันวัดได้ (V) B1 B1 + B2 B1 + B2 + B3 B1 + B2 + B3 + B4 6. วัดแรงดันตกคร่อมถ่านไฟฉายที่จุดจ่ายแรงดันออก +, – บันทึกค่าแรงดันที่วัดได้ลงในตารางที่ 5.2 ลงในแถว B1 ช่อง แรงดันวัดได้ 7. ต่อเพิ่มถ่านไฟฉาย B2 , B3 และ B4 เข้าวงจรตามลำดับตามค่าที่กำหนดให้ในตารางที่ 5.2 วัดและบันทึกค่าแรงดันตก คร่อมถ่านไฟฉายที่จุดจ่ายแรงดันออก +, – ลงในแถว B1 + B2 , B1 + B2 + B3 และ B1 + B2 + B3 + B4 ตามลำดับ ของช่องแรงดันวัด ได้

183 สรุปผลการทดลอง ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ คำถามและการวิเคราะห์ 1. แรงดันที่วัดได้ในตารางที่ 5.1 ถ่านไฟฉายต่ออนุกรม และในตารางที่ 5.2 ถ่านไฟฉายต่อขนานแตกต่างกันอย่างไร ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

184 ใบปฏิบัติงาน 5.2 วงจรไฟฟ้าแสงสว่าง จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. ประกอบวงจรไฟฟ้าแสงสว่างได้ 2. วัดแรงดันและกระแสในวงจรขณะทำงานได้ 3. มีมนุษยสัมพันธ์ที่ดีกับเพื่อนร่วมงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. ชุดวงจรหลอดคอมแพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายใน (ปลั๊ก, สวิตช์, ชุดฐานหลอด, หลอดคอมแพกต์) 1 ชุด 2. ชุดวงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ 20 W (บัลลาสต์, สตาร์ทเตอร์, ชุดฐานหลอด, หลอดฟลูออเรสเซนต์) 1 ชุด 3. เทปพันสายไฟ 1 ม้วน 4. มัลติมิเตอร์ชนิดเข็มชี้ 1 เครื่อง 5. สายต่อวงจร 1 ชุด ลำดับขั้นการทดลอง 1. แบ่งนักเรียนออกเป็นกลุ่ม กลุ่มละ 3 คน 2. ประกอบวงจรหลอดคอมแพกต์ตามรูปที่ 5.3 ยังไม่จ่ายแรงดันให้วงจร 220 V รูปที่ 5.3 วงจรหลอดคอมแพกต์ 3. ให้เพื่อนในกลุ่มช่วยตรวจสอบการต่อวงจรที่ถูกต้อง และรอยต่อสายไฟมีการปิดด้วยเทปพันสายไฟเรียบร้อยปลอดภัย อีกครั้ง 4. นำปลั๊กไฟไปเสียบเข้าแหล่งจ่ายแรงดันไฟสลับ 220 V ต่อสวิตช์ (ON) จ่ายไฟให้วงจรหลอดคอมแพกต์ เกิดผลเช่นไร (หลอดไฟติดหรือไม่) ............................................................. 5. ถ้าหลอดคอมแพกต์ไม่ติดสว่าง ให้ตัดสวิตช์ (OFF) ดึงปลั๊กไฟออกจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟสลับ ตรวจสอบการต่อวงจร ใหม่อีกครั้งจนถูกต้อง ทดลองการทำงานอีกครั้ง หรือจนกว่าหลอดคอมแพกต์จะติดสว่างขึ้น

185 6. ประกอบวงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ตามรูปที่ 5.4 ยังไม่จ่ายแรงดันให้วงจร 220 Vรูปที่ 5.4 วงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ 7. ให้เพื่อนในกลุ่มช่วยตรวจสอบการต่อวงจรที่ถูกต้อง และรอยต่อสายไฟมีการปิดด้วยเทปพันสายไฟเรียบร้อยปลอดภัย อีกครั้ง 8. นำปลั๊กไฟไปเสียบเข้าแหล่งจ่ายแรงดันไฟสลับ 220 V ต่อสวิตช์ (ON) จ่ายไฟให้วงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ เกิดผลเช่น ไร (หลอดไฟติดหรือไม่) ....................................................... 9. ถ้าหลอดฟลูออเรสเซนต์ไม่ติดสว่าง ให้ตัดสวิตช์ (OFF) ดึงปลั๊กไฟออกจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟสลับ ตรวจสอบการต่อ วงจรใหม่อีกครั้งจนถูกต้อง ทดลองการทำงานอีกครั้ง 10. เมื่อหลอดฟลูออเรสเซนต์ติดสว่าง ทดลองถอดสตาร์ทเตอร์ออกจากวงจร ผลที่เกิดเป็นเช่นไร (หลอดไฟติดหรือดับ) ............................................................................................ 11. ตัดสวิตช์(OFF) งดจ่ายแรงดันไฟสลับ 220 V ให้วงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ และต่อสวิตช์(ON) จ่ายไฟให้วงจรหลอด ฟลูออเรสเซนต์ใหม่อีกครั้ง โดยไม่ใส่สตาร์ทเตอร์ ผลที่เกิดเป็นเช่นไร (หลอดไฟติดหรือดับ) ..................... เป็นเพราะเหตุใด .........................................................................................................................................................................................

186 สรุปผลการทดลอง ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ คำถามและการวิเคราะห์ 1. ความยากง่ายในการประกอบวงจรไฟฟ้าแสงสว่างของหลอดไฟฟ้าทั้ง 2 ชนิดแตกต่างกันอย่างไร ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

187 บทที่ 5 วงจรไฟฟ้า และเซลล์ไฟฟ้า ตอนที่ 1 1. ข 2. ค 3. ค 4. ข 5. ก 6. ง 7. ค 8. ง 9. ก 10. ง ตอนที่ 2 1. การต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสมคืออะไร มีลักษณะการต่อวงจรเป็นอย่างไร การต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม เป็นการต่อวงจรแบบที่มีภาระหลายตัวต่อรวมกันทั้งแบบอนุกรมและแบบขนาน ภาระ บางส่วนต่อแบบอนุกรมและบางส่วนต่อแบบขนาน ผสมรวมกันในวงจรไม่ตายตัว เปลี่ยนแปลงได้ตามความต้องการ หรือตาม ลักษณะวงจรที่กำหนดไว้แหล่งจ่ายไฟฟ้าถูกต่อเข้ากับจุดเริ่มต้นของภาระต่อผสมและจุดสุดท้ายของภาระต่อผสม การต่อ วงจรไฟฟ้าแบบผสม แสดงดังรูปที่ 1 + - E R1 IT R2 R3 R4 I3 I4 E1 E2 I1 I2 E3 E4 + - IT E I1 R1 R2 R3 R4 I2 I3 I4 E1 E2 E3 E4 (ก) รูปการต่อวงจร (ข) สัญลักษณ์การต่อวงจร รูปที่ 1 วงจรไฟฟ้าแบบผสม จากรูปที่ 1 แสดงวงจรไฟฟ้าแบบผสม การต่อวงจรแบบนี้ทำให้มีเส้นทางของกระแสไหลผ่านภาระเส้นทางเดียวเมื่อส่วน วงจรต่อแบบอนุกรมคือ IT = I1 = I2 และกระแสไหลผ่านภาระแยกไหลเมื่อส่วนวงจรต่อแบบขนานคือ IT = I3 + I4ค่าแรงดันตกคร่อม ภาระแตกต่างกันเมื่อส่วนวงจรต่อแบบอนุกรม และค่าแรงดันตกคร่อมภาระเท่ากันเมื่อส่วนวงจรต่อแบบขนานคือ E3 = E4 ส่วน สำคัญของการต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม คือต้องการให้ทั้งกระแสและแรงดันในวงจรแตกต่างกัน 2. การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรมคืออะไร มีคุณสมบัติของวงจรอย่างไร การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรม เป็นการต่อเซลล์ไฟฟ้าแต่ละเซลล์แบบเรียงเป็นลำดับกันไปอย่างต่อเนื่องภายในวงจร ลักษณะการต่อดังนี้ ปลายด้านลบของเซลล์ที่ 1 ต่อเข้ากับปลายด้านบวกของเซลล์ที่ 2 และปลายด้านลบของเซลล์ที่ 2 ต่อเข้า กับปลายด้านบวกของเซลล์ที่ 3 ต่อเช่นนี้เรื่อยไปจนครบทุกเซลล์ปลายด้านบวกของเซลล์ที่ 1 และปลายด้านลบของเซลล์สุดท้าย ต่อจ่ายออกไปใช้งาน เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม แสดงดังรูปที่ 2

188 1.2 V E1 E2 E3 E4 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + - ET = 4.8 V, IT = 250 mAh + - + - + - + - 1.2 V E1 E2 E3 E4 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh 1.2 V 250 mAh + - ET = 4.8 V, IT = 250 mAh (ก) รูปการต่อวงจร (ข) สัญลักษณ์การต่อวงจร รูปที่ 2 เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม มีคุณสมบัติดังนี้ 1. แรงดันรวมเพิ่มขึ้นตามจำนวนเซลล์ไฟฟ้าที่ต่อเพิ่มในวงจร เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ ET = E1 + E2 + E3 + E4 + .... + En .....(1) 2. ค่ากระแสที่จ่ายออกมาได้เท่ากับเซลล์ไฟฟ้าเพียงเซลล์เดียว เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ IT = กระแส 1 เซลล์ของวงจร .....(2) เมื่อ ET = แรงดันรวมของวงจร หน่วย V E1 , E2 , E3 , E4 = แรงดันของแต่ละเซลล์ หน่วย V En = แรงดันเซลล์สุดท้ายของวงจร หน่วย V IT = กระแสจ่ายออกมาได้สูงสุดหน่วย แอมแปร์-ชั่วโมง (Ah) 3. การต่อเซลล์ไฟฟ้าขนานตามรูปที่ 3 จงหาค่าแรงดันและกระแสที่สามารถจ่ายออกมาได้ + - + - + - + - 1.25 V E2 E3 E4 E6 500 mAh 1.25 V 500 mAh 1.25 V 500 mAh 1.25 V 500 mAh + - IT = ? mAh ET = ? V + - 1.25 V E1 500 mAh + - E5 1.25 V 500 mAhรูปที่ 3 วิธีทำ หาแรงดันจาก สูตร ET = แรงดัน 1 เซลล์ของวงจร แทนค่า ET = 1.25 V หากระแสจาก สูตร IT = IC1 + IC2 + IC3 + IC4 + IC5 + IC6 แทนค่า IT = 500 mAh + 500 mAh + 500 mAh + 500 mAh + 500 mAh + 500 mAh = 3,000 mAh = 3 Ah

189 แรงดันที่จ่ายออกมา = 1.25 V กระแสที่จ่ายได้สูงสุด = 3 Ah ตอบ 4. หลอดไฟฟ้าชนิดหลอดไส้และชนิดหลอดปล่อยประจุ มีความแตกต่างกันอย่างไร หลอดไฟฟ้าชนิดหลอดไส้ เป็นหลอดไฟฟ้าที่ใช้ไส้หลอดเป็นตัวเปล่งแสงสว่างออกมา เมื่อมีกระแสไหลผ่านไส้หลอด ทำให้ ไส้หลอดเกิดความร้อนและเปล่งแสงออกมา หลอดไส้แบ่งออก เป็น 2 ชนิด ดังนี้คือ หลอดไส้ทั่วไป (Normal Incandescent Lamp) และหลอดทังสเตนฮาโลเจน (Tungsten Halogen Lamp) หลอดไส้ทั่วไปและหลอดทังสเตนฮาโลเจน แสดงดังรูปที่ 4 (ก) หลอดไส้ทั่วไป (ข) หลอดทังสเตนฮาโลเจน รูปที่ 4 หลอดไส้ จากรูปที่ 4 แสดงหลอดไส้ ทั้งหลอดไส้ทั่วไป และหลอดทังสเตนฮาโลเจน มีการต่อวงจรและการทำงานเหมือนกัน คือ เมื่อไส้หลอดมีกระแสไหลผ่าน จะเกิดความร้อนและเปล่งแสงสว่างออกมาความร้อนเพิ่มมากขึ้นแสงสว่างก็เพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย ส่วนแตกต่างคือโครงสร้างภายใน หลอด หลอดไส้ทั่วไปภายในบรรจุก๊าซเฉื่อย เช่น อาร์กอน หรือไนโตรเจนไว้ ส่วนหลอดทังสเตน ฮาโลเจนภายในบรรจุก๊าซแตกต่างกันไป เช่น ไอโอดีน คลอรีน โบรมีน หรือฟลูออรีนไว้ หลอดไฟฟ้าชนิดหลอดปล่อยประจุ เป็นหลอดไฟฟ้าที่มีโครงสร้างของหลอดคล้ายกับหลอดไส้คือมีไส้หลอด มี กระเปาะแก้ว และมีก๊าซเฉื่อยบรรจุอยู่ภายใน แต่แตกต่างในส่วนของแสงที่ได้ออกมา โดยที่ไส้หลอดไม่ได้ทำหน้าที่เปล่งแสง ออกมาใช้งานโดยตรง แต่ทำหน้าที่เป็นเพียงตัว กระตุ้นก๊าซที่อยู่ภายในหลอดให้ปล่อยประจุออกมา ไปทำให้เกิดแสงขึ้นมา หลอด ปล่อยประจุสามารถแบ่งออกเป็น 2 แบบ ดังนี้ ก. หลอดปล่อยประจุความดันต่ำ (Low Pressure Discharge Lamp) ได้แก่ หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent Lamp) หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ (Compact Fluorescent Lamp) และหลอดโซเดียมความดันไอต่ำ (Low Pressure Sodium Lamp) ข. หลอดปล่อยประจุความดันสูง (High Pressure Discharge Lamp) ได้แก่ หลอดไอปรอท (Mercury Vapor Lamp) หลอดโซเดียมความดันไอสูง (High Pressure Sodium Lamp) และหลอดเมตัลฮาไลด์(Metal Halide Lamp) 5. วงจรไฟฟ้าแสงสว่างหลอดฟลูออเรสเซนต์มีส่วนประกอบที่สำคัญอะไรบ้าง แต่ละส่วนทำหน้าที่อะไร วงจรไฟฟ้าแสงสว่างหลอดฟลูออเรสเซนต์มีส่วนประกอบที่สำคัญดังนี้ ก. หลอดฟลูออเรสเซนต์มีรูปร่างลักษณะหลอดหลายรูปแบบ เช่น ทรงกระบอก วงกลม และตัวยูเป็นต้น ภายใน หลอดจะบรรจุด้วยก๊าซเฉื่อยประเภทอาร์กอน และมีไอปรอท กระจายอยู่ทั่วบริเวณ ภายในหลอดแก้วด้านในเคลือบด้วยสาร เรืองแสง ฟอสเฟอร์ (Phosphor) ก๊าซที่บรรจุอยู่ภายในหลอดจะแตกตัวเป็นไอออน เมื่อแรงดันที่ขั้วไส้หลอดทั้งสองข้างมีค่าสูงพอ ทำให้ความต้านทานภายในหลอดลดต่ำลงอย่างรวดเร็ว เกิดกระแสไหลผ่านภายในหลอดแก้วไปกระทบไอปรอท ทำให้ไอปรอท เปล่งแสงอุลตราไวโอเลต (Ultraviolet) ที่มองไม่เห็นออกมา ไปกระทบกับสารเรืองแสงที่เคลือบผิวด้านในของหลอดแก้ว สาร

190 เรืองแสงจึงเปล่งแสงสว่างออกมาเป็นสีต่างๆ ตามคุณสมบัติของสารเรืองแสงที่ใช้เคลือบไว้ หลอดฟลูออเรสเซนต์แสดงดังรูปที่ 5 (ก) รูปร่าง (ข) โครงสร้าง รูปที่ 5 หลอดฟลูออเรสเซนต์ ข. บัลลาสต์ทำหน้าที่สร้างแรงดันค่าสูงขึ้นมาในขณะที่หลอดฟลูออเรสเซนต์เริ่มทำงาน เมื่อหลอดฟลูออเรสเซนต์ ทำงานแล้ว จะทำหน้าที่ลดแรงดันที่ตกคร่อมหลอดให้ต่ำลง และช่วยจำกัดกระแสไม่ให้ไหลผ่านหลอดมากเกินไปในขณะที่ หลอดเปล่งแสงสว่างออกมา บัลลาสต์ที่ผลิตมาใช้งานแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ ชนิดบัลลาสต์แม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic ballast) และชนิดบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Ballast) บัลลาสต์แสดงดังรูปที่ 6 ค. สตาร์ทเตอร์ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ตัดต่อวงจรโดยอัตโนมัติจะต่อวงจรในขณะหลอดฟลูออเรสเซนต์ยังไม่เปล่งแสง สว่างออกมา และตัดวงจรออกเมื่อหลอดฟลูออเรสเซนต์เปล่งแสงสว่างออกมาสตาร์ทเตอร์ที่ผลิตมาใช้งานแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ ชนิดสตาร์ทเตอร์ทำงานด้วยความร้อน (Thermal Starter) และชนิดสตาร์ทเตอร์ทำงานด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Starter) สตาร์ทเตอร์ แสดงดังรูปที่ 7 (ก) ชนิดแม่เหล็กไฟฟ้า (ข) ชนิดอิเล็กทรอนิกส์ (ก) ชนิดใช้ความร้อน (ข) ชนิดอิเล็กทรอนิกส์ รูปที่ 6 บัลลาสต์ รูปที่ 7 สตาร์ทเตอร์

191 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 ................................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

192 วิทยาลัยการอาชีพเสนา บันทึกหลังการสอน ผลการใช้แผนการจัดการเรียนรู้ .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ผลการเรียนของผู้เรียน .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ปัญหาที่พบ .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... แนวทางแก้ปัญหา .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ผลการสอนของครู .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................

193 แผนการสอน/แผนการเรียนรู้ภาคทฤษฏี แผนการสอน/การเรียนรู้ภาคทฤษฎี บทที่ 6 ชื่อวิชา งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น สอนสัปดาห์ที่ 8 ชื่อหน่วย มอเตอร์และการควบคุมเบื้องต้น คาบรวม 4 ชื่อเรื่อง. มอเตอร์และการควบคุมเบื้องต้น จำนวนคาบ 4 หัวข้อเรื่อง ด้านความรู้ • แม่เหล็กถาวร • แม่เหล็กไฟฟ้า • มอเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้น • การทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า • ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้า • การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้น • บทสรุป ด้านทักษะ 1. มีทักษะในการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า 2. วิเคราะห์การทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าได้ ด้านคุณธรรม จริยธรรม 1. เพื่อให้มีเจตคติที่ดีต่อการเตรียมความพร้อมด้านการเตรียม วัสดุ อุปกรณ์ และการปฏิบัติงานอย่างถูกต้อง สำเร็จภายในเวลาที่กำหนด มีเหตุและผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง 2. เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่างถูกต้อง 3. มีความรับผิดชอบ ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้องในเรื่องมอเตอร์และการควบคุมเบื้องต้น สำเร็จภายใน เวลาที่ กำหนดอย่างมีเหตุและผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง

194 สาระสำคัญ มอเตอร์คือเครื่องกลไฟฟ้าที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกลในรูปของการหมุนเคลื่อนที่ นำไปใช้ งานร่วมกับอุปกรณ์ไฟฟ้า เครื่องมือไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้ามากประมาณ 80 – 90 % แม่เหล็กเป็นโลหะที่สามารถดูดโลหะจำพวกเหล็กให้เกาะติดแน่น แม่เหล็กมี2 ขั้ว คือขั้วเหนือ ( N ) และขั้วใต้ ( S ) รอบแท่งแม่เหล็กจะมีเส้นแรงแม่เหล็กเกิดขึ้นเคลื่อนที่จากขั้วเหนือไปขั้วใต้ ขั้วแม่เหล็กต่างกันจะดูดกัน ขั้วแม่เหล็กเหมือนกันจะ ผลักกัน สมรรถนะอาชีพประจำหน่วย (สิ่งที่ต้องการให้เกิดการประยุกต์ใช้ความรู้ ทักษะ คุณธรรม เข้าด้วยกัน) ควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า จุดประสงค์การสอน/การเรียนรู้ • จุดประสงค์ทั่วไป / บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง 1. เพื่อให้มีความรู้เกี่ยวกับเส้นแรงแม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก,แม่เหล็กไฟฟ้า,มอเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้น,การทำงานของมอเตอร์ ไฟฟ้า,ส่วนประกอบของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง(ด้านความรู้) 2. เพื่อให้มีทักษะในการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า (ด้านทักษะ) 3. เพื่อให้มีเจตคติที่ดีต่อการเตรียมความพร้อมด้านการเตรียม วัสดุ อุปกรณ์ และการปฏิบัติงานอย่างถูกต้อง สำเร็จ ภายในเวลาที่กำหนด มีเหตุและผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง (ด้านคุณธรรม จริยธรรม) • จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม / บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง 1. อธิบายคุณสมบัติของเส้นแรงแม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก (ด้านความรู้) 2. บอกสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงความเข้มของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (ด้านความรู้) 3. อธิบายหลักการทำงานเบื้องต้นของมอเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้น (ด้านความรู้) 4. อธิบายหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า (ด้านความรู้) 5. บอกส่วนประกอบของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (ด้านความรู้) 6. วิเคราะห์การทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าได้ (ด้านทักษะ) 7. เตรียมความพร้อมด้าน วัสดุ อุปกรณ์สอดคล้องกับงานได้อย่างถูกต้อง (ด้านคุณธรรม จริยธรรม/บูรณาการเศรษฐกิจ พอเพียง) 8. ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้อง และสำเร็จภายใน เวลาที่กำหนดอย่างมีเหตุและผลตามหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง (ด้านคุณธรรม จริยธรรม/บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง)

195 เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ • ด้านความรู้(ทฤษฎี) 6.1 แม่เหล็กถาวร แม่เหล็กถาวร (Permanent Magnet) เป็นโลหะชนิดหนึ่งที่มีความสามารถดึงดูดโลหะจำพวกเหล็กได้แสดงสภาวะเป็น แม่เหล็กตลอดเวลา ในแม่เหล็กหนึ่งแท่งมีขั้วแม่เหล็ก 2 ขั้ว คือ ขั้วเหนือ (North Pole) หรือ ขั้ว N และขั้วใต้ (South Pole) หรือ ขั้ว S เกิดขึ้นที่ปลายแต่ละด้านของแท่งแม่เหล็ก เมื่อนำมาห้อยแขวนด้วยเชือก แท่งแม่เหล็กสามารถหมุนได้อย่างอิสระ แต่จะชี้ไปใน ทิศทางเดิมตลอดเวลา โดยชี้ไปในแนวสนามแม่เหล็กโลก โดยขั้วแม่เหล็กถาวรขั้วเหนือ (N) จะชี้ไปทางขั้วโลกเหนือ (N) และ ขั้วแม่เหล็กถาวรขั้วใต้ (S) จะชี้ไปทางขั้วโลกใต้ (S) แม่เหล็กถาวรที่ผลิตมาใช้งานมีรูปร่างแตกต่างกันไปมากมาย ตามความต้องการ ในการใช้งาน ลักษณะสนามแม่เหล็กโลก และรูปร่างแม่เหล็กถาวรแบบต่างๆ แสดงดังรูปที่ 6.1 N S S N (ก) สนามแม่เหล็กโลก (ข) แม่เหล็กถาวรแบบต่างๆ รูปที่ 6.1 สนามแม่เหล็กโลกและแม่เหล็กถาวร แท่งแม่เหล็กถาวรแต่ละแท่งจะเกิดสนามแม่เหล็ก (Magnetic Field) แผ่ออกรอบตัวเอง สนามแม่เหล็กมีความเข้มสูง บริเวณตอนปลายขั้วแท่งแม่เหล็กทั้งสอง ความเข้มสนามแม่เหล็กจะค่อยๆ ลดน้อยลงในบริเวณถัดเข้ามาด้านใน และไม่มี สนามแม่เหล็กเลยในส่วนตอนกลางแท่งแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กมีการวิ่งเคลื่อนที่ ประสานกันระหว่างขั้วแม่เหล็กทั้งสอง โดยวิ่ง เคลื่อนที่จากขั้วเหนือ (N) ไปยังขั้วใต้ (S) การวิ่งเคลื่อนที่ของสนามแม่เหล็ก ทำให้เกิดเส้นแรงแม่เหล็ก (Magnetic Line of Force) ขึ้นมารอบแท่งแม่เหล็ก การทดสอบความเข้มของสนามแม่เหล็กทำได้โดยโรยผงเหล็กให้รอบแท่งแม่เหล็กถาวร จะเกิดเส้นแรง แม่เหล็กรอบแท่งแม่เหล็ก การเกิดสนามแม่เหล็กจากผงเหล็ก และการเคลื่อนที่ของเส้นแรงแม่เหล็ก แสดงดังรูปที่ 6.2

196 (ก) การเกิดสนามแม่เหล็กจากผงเหล็ก (ข) สนามแม่เหล็กในรูปเส้นแรงแม่เหล็ก รูปที่ 6.2 สนามแม่เหล็กและเส้นแรงแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรขั้วเหนือ (N) และขั้วใต้ (S) มีคุณสมบัติตรงข้ามกัน โดยมีเส้นแรงแม่เหล็กขั้วเหนือ (N) วิ่ง เคลื่อนที่ออก ส่วนเส้นแรงแม่เหล็กขั้วใต้ (S) วิ่งเคลื่อนที่เข้า ทำให้ขั้วแม่เหล็กที่ต่างกันเกิดการดูดกัน และขั้วแม่เหล็กที่เหมือนกัน เกิดการผลักกัน คุณสมบัติดังกล่าวเหมือนกับคุณสมบัติของประจุไฟฟ้า นำคุณสมบัตินี้ไปใช้ประโยชน์ในการผลิตมอเตอร์ไฟฟ้าได้ การดูดกันและการผลักกันของขั้วแม่เหล็กถาวร แสดงดังรูปที่ 6.3 (ก) ขั้วแม่เหล็กต่างกันดูดกัน (ข) ขั้วแม่เหล็กเหมือนกันผลักกัน รูปที่ 6.3 การดูดกันและผลักกันของขั้วแม่เหล็กถาวร เส้นแรงแม่เหล็กเกิดขึ้นที่ขั้วแม่เหล็กถาวรสองแท่ง ไม่มีการตัดกัน แต่จะเกิดการดูดกันหรือผลักกันเท่านั้น ในกรณีที่แท่ง แม่เหล็กถาวรสองแท่งเกิดการผลักกัน จะทำให้เกิดจุดสะเทิน (Neutral Point) ขึ้นระหว่างแท่งแม่เหล็กทั้งสอง จุดสะเทินนี้เป็นจุดที่ เส้นแรงแม่เหล็กหักล้างกันหมดไป ไม่มีความเข้มของสนามแม่เหล็กในบริเวณนี้ คือมีความเข้มเป็นศูนย์ ปริมาณเส้นแรงแม่เหล็กเคลื่อนที่จากขั้วหนึ่งของแท่งแม่เหล็ก ไปยังอีกขั้วหนึ่งเรียกว่า ฟลักซ์แม่เหล็ก (Magnetic Flux) วัด ค่าออกมาได้เป็นหน่วย เวเบอร์ (Weber ; Wb) ในบริเวณที่มีฟลักซ์แม่เหล็กหนาแน่นมาก เป็นบริเวณที่สนามแม่เหล็กมีค่ามาก ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก (Magnetic Flux Density) หรือค่าความเข้มสนามแม่เหล็ก มีค่าเท่ากับจำนวนเส้นแรงแม่เหล็ก ต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ ที่เส้นแรงแม่เหล็กพุ่งผ่านในแนวตั้งฉากที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง มีหน่วยเป็น เวเบอร์ต่อตารางเมตร (Wb/m2 ) หรือเทสลา (Tesla ; T) 6.2 แม่เหล็กไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนชื่อ ฮันซ์ คริสเตียน เออร์สเตด (Hans Christian Oersted) ได้ค้นพบความสัมพันธ์อย่างหนึ่งโดย บังเอิญ ขณะที่เขาทำการทดลองปล่อยกระแสผ่านเข้าไปในเส้นลวดตัวนำเส้นหนึ่ง และมีเข็มทิศวางอยู่ใกล้ๆ กับเส้นลวดที่มี กระแสไหลผ่าน เข็มทิศเกิดการบ่ายเบนไปจากแนวเดิม เออร์สเตดทดลองกลับทิศทางการไหลของกระแส เข็มทิศก็เกิดการบ่าย เบนไปอีกเช่นกัน โดยมีทิศทางตรงข้ามกับครั้งแรก เออร์สเตดสรุปผลการทดลองในครั้งนี้ไว้ว่า “เมื่อมีกระแสไหลผ่านเส้นลวดตัวนำ จะเกิดเส้นแรงแม่เหล็กขึ้นมารอบ เส้นลวดตัวนำนั้น”ลักษณะเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบเส้นลวดตัวนำ เกิดขึ้นเป็นลักษณะวงกลมล้อมรอบเส้นลวดตัวนำ ใน แนวตั้งฉากกับเส้นลวดตัวนำ ลักษณะการเกิดเส้นแรงแม่เหล็กรอบเส้นลวดตัวนำ แสดงดังรูปที่ 6.4

197 - + รูปที่ 6.4 การเกิดเส้นแรงแม่เหล็กขึ้นรอบเส้นลวดตัวนำ การหาทิศทางการเกิดเส้นแรงแม่เหล็ก และสนามแม่เหล็กรอบเส้นลวดตัวนำ ทำได้โดยใช้กฎมือขวา กล่าวไว้ดังนี้ “ใช้ มือขวากำรอบเส้นลวดตัวนำ โดยให้นิ้วหัวแม่มือชี้ขนานไปกับเส้นลวดตัวนำ นิ้วหัวแม่มือจะแสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแส นิยม (กระแสไหลจากขั้วบวกไปหาขั้วลบ) นิ้วทั้ง 4 ที่กำรอบเส้นลวดตัวนำ จะชี้ทิศทางการเกิดเส้นแรงแม่เหล็ก และสนาม แม่เหล็กรอบเส้นลวดตัวนำนั้น” (ถ้าใช้กระแสอิเล็กตรอน ไหลจากขั้วลบไปหาขั้วบวกให้ใช้มือซ้ายแทน) การหาเส้นแรงแม่เหล็ก รอบเส้นลวดตัวนำและทิศทางการเกิด แสดงดังรูปที่ 6.5 + - + กระแสไหลเข้า กระแสไหลออก (ก) การหาทิศทางการเกิดเส้นแรงแม่เหล็ก รอบเส้นลวดตัวนำ (ข) ภาพตัดขวางการเกิดเส้นแรงแม่เหล็ก รอบเส้นลวดตัวนำ ใช้กระแสนิยม รูปที่ 6.5 การหาเส้นแรงแม่เหล็กรอบเส้นลวดตัวนำและทิศทางการเกิด ความเข้มของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้น สามารถเปลี่ยนแปลงไปตามส่วนประกอบต่างๆ ที่ใช้งาน ดังนี้ 1. จำนวนรอบของการพันขดลวดตัวนำ พันรอบน้อยสนามแม่เหล็กเกิดน้อย พันรอบมากสนามแม่เหล็กเกิดมาก 2. ปริมาณกระแสที่ไหลผ่านขดลวดตัวนำกระแสไหลน้อยสนามแม่เหล็กเกิดน้อย กระแสไหลมากสนามแม่เหล็กเกิดมาก 3. ชนิดของวัสดุที่ใช้ทำแกนรองรับขดลวดตัวนำ มีผลต่อความเข้มของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นแตกต่างกัน ใช้แกนอากาศ ให้ความเข้มของสนามแม่เหล็กน้อย ใช้แกนที่ทำมาจากสารเฟอร์โรแมกเนติก (Ferromagnetic) ให้ความเข้มของสนามแม่เหล็ก มาก เช่น เหล็ก เฟอร์ไรต์ และโคบอลต์ เป็นต้น เพราะสารเฟอร์โรแมกเนติก เมื่อมีการชักนำอำนาจแม่เหล็กให้ จะสามารถให้

198 กำเนิดอำนาจแม่เหล็กขึ้นในตัวเองได้ เป็นการช่วยเสริมอำนาจแม่เหล็กในขดลวดตัวนำ ความเข้มสนามแม่เหล็กเกิดจากวัสดุที่ใช้ทำ แกน แสดงดังรูปที่ 6.6 N S N S (ก) แกนอากาศสนามแม่เหล็กเกิดน้อย (ข) แกนเฟอร์โรแมกเนติกสนามแม่เหล็กเกิดมาก รูปที่ 6.6 ความเข้มสนามแม่เหล็กเกิดจากวัสดุที่ใช้ทำแกน 4. ขนาดของแกนรองรับขดลวดตัวนำที่นำมาใช้งาน แกนมีขนาดเล็กให้กำเนิดสนาม แม่เหล็กขึ้นมาน้อย แกนมีขนาด ใหญ่ให้กำเนิดสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นมามาก 6.3 มอเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้น มอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor) คือ เครื่องกลไฟฟ้า (Electromechanical) ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า (Electric Energy) ให้เป็นพลังงานกล (Mechanical Energy) ในรูปของการหมุนเคลื่อนที่ มีประโยชน์ในการนำไปใช้งานได้อย่างกว้างขวางทั้ง ในงานอุตสาหกรรม และตามที่อยู่อาศัย ถูกนำไปใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ไฟฟ้า เครื่องจักรกล เครื่องมือและเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ มากมาย ถึงประมาณ 80 – 90 % ลักษณะมอเตอร์ไฟฟ้าแบบต่างๆ แสดงดังรูปที่ 6.7 รูปที่ 6.7 มอเตอร์ไฟฟ้าแบบต่างๆ มอเตอร์ไฟฟ้า มีส่วนประกอบหลักที่สำคัญ 2 ส่วน คือ ส่วนอยู่กับที่ (Stator) และส่วนหมุนเคลื่อนที่ (Rotor) หรืออาจ เรียกว่า อาร์เมเจอร์ (Armature) 1. ส่วนอยู่กับที่ เป็นส่วนที่ถูกยึดติดตายตัวอยู่กับที่ ประกอบด้วยตัวถังโลหะ (Frame) ชุดแม่เหล็กถาวร (Permanent Magnet) หรืออาจใช้เป็นชุดแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnet) ก็ได้มีขั้วแม่เหล็ก 2 ขั้ว คือ ขั้วเหนือ (N) และขั้วใต้ (S) ทำหน้าที่ให้ กำเนิดสนามแม่เหล็กออกมา วิ่งเคลื่อนที่จากขั้วเหนือ (N) ไปขั้วใต้ (S) และชุดแปรงถ่าน (Brush) ใช้เป็นจุดจ่ายแรงดันให้ส่วนหมุน เคลื่อนที่ โครงสร้างส่วนอยู่กับที่ของมอเตอร์ไฟฟ้า แสดงดังรูปที่ 6.8 2. ส่วนหมุนเคลื่อนที่ หรืออาร์เมเจอร์เป็นส่วนที่หมุนเคลื่อนที่ภายในมอเตอร์ เมื่อจ่ายแรงดันเข้ามา ประกอบด้วยขดลวด