250 การจ าแนกคาน คานจ าแนกได้ 3 ประเภทหรือ 3 อนัดบัดงัน้ี 1. คานอันดับที่ 1 เป็ นคานที่มีจุด (F) อยรู่ะหวา่งแรงความพยายาม (E) และแรงความต้านทาน (W) เช่น กรรไกรตัดผ้ากรรไกรตัดเล็บ คีมตัดลวด เรือแจว ไม้กระดก เป็ นต้น รูปแสดงคานอันดับ 1 2. คานอันดับ 2 เป็ นคานที่มีแรงความต้านทาน (W) อยรู่ะหวา่งแรงความพยายาม (E) และจุดหมุน (F) เช่น ที่เปิดขวดน้า อดัลม รถเข็นทราย ที่ตัดกระดาษ เป็ นต้น รูปแสดงคานอันดับ 2
251 3. คานอันดับที่ 3 เป็ นคานที่มีแรงความพยายาม (E) อยรู่ะหวา่งแรงความตา้นทาน (W) และจุดหมุน (F) เช่น ตะเกียบ คีมคีบถ่าน แหนบ เป็ นต้น รูปแสดงคานอันดับ 3 การผอ่นแรงของคาน จะมีค่ามากหรือนอ้ยโดยดูจากระยะ E ถึง F และ W วา่ถา้ระยะ EF ยาวหรือส้ัน กวา่ระยะ WF ถา้ในกรณีที่ยาวกวา่ก็จะช่วยผอ่นแรงถา้ส้ันกวา่ก็จะไม่ผอ่นแรง หลักการและขั้นตอนการค านวณเรื่องคานและโมเมนต์ 1.วาดรูปคาน พร้อมกบัแสดงตา แหน่งของแรงที่กระทา บนคานท้งัหมด 2. หาตา แหน่งของจุดหมุนหรือจุดฟัลครัม ถา้ไม่มีใหส้มมติข้ึน 3. ถา้โจทยไ์ม่บอกน้า หนกัของคานมาให้เราไม่ตอ้งคิดน้า หนกัของคานและถือวา่คานมี ขนาดสม่า เสมอกนัตลอด 4. ถา้โจทยบ์อกน้า หนกัคานมาใหต้อ้งคิดน้า หนกัคานดว้ยโดยถือวา่น้า หนกัของคานจะอยจูุ่ด ก่ึงกลางคานเสมอ 5. เมื่อคานอยใู่นสภาวะสมดุลโมเมนตท์วนเขม็นาฬิกาเท่ากบัโมเมนตต์ามเขม็นาฬิกา 6. โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา หรือโมเมนตต์ามเขม็นาฬิกามีค่าเท่ากบัผลบวกของโมเมนตย์อ่ยแต่ ละชนิด
252 ตัวอย่างการค านวณเรื่องโมเมนตํ์ ตัวอย่างที่ 1คานอนัหน่ึงเบามากมีน้า หนกั 300 นิวตนัแขวนที่ปลายคานขา้งหน่ึงและอยหู่ ่างจุดหมุน 1 เมตรจงหาวา่จะตอ้งแขวนน้า หนกั 150 นิวตัน ทางด้านตรงกนัขา้มที่ใดคานจึงจะสมดุล วธิีทา สมมุติใหแ้ขวนน้า หนกั 150 นิวตัน ห่างจากจุดหมุนF = x เมตร( คิดโมเมนต์ที่จุด F) 1. วาดรูปแสดงแนวทางของแรงที่กระทา บนคานท้งัหมด 2. ให้ F เป็นจุดหมุน หาค่าโมเมนต์ตามและโมเมนต์ทวน โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา = 150 x (X) = 150 X นิวตัน-เมตร โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา = 1 x (300) = 300 นิวตัน-เมตร 3. ใช้กฎของโมเมนต์ โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา = โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา 150 X = 300 X = 300/150 = 2 เมตร ตอบ ตอ้งแขวนน้า หนกั 150 นิวตนัห่างจากจุดหมุน 2 เมตร A B 1 X 150 N
253 ตัวอย่างที่ 2คานยาว 6 เมตร หนกั150 นิวตนั ใชง้ดักอ้นหินซ่ึงหนกั3000 นิวตัน โดยวางให้จุดหมุนอยู่ ห่างจากกอ้นหิน 1 เมตรจงหาวา่จะตอ้งออกแรงที่ปลายคานเพื่องดักอ้นหินเท่าไร วิธีท า สมมติให้ออกแรงที่จุด B = X นิวตัน และคิดโมเมนต์ที่จุด F โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา = โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา (X x 5) + (200 x 2) = 1 x 3000 5X + 400 = 3000 5X = 3000 – 400 = 2600 X = 3600/5 = 720 ตอบ ต้องออกแรงพยายาม = 720 นิวตัน ตัวอย่างที่ 3ไมก้ระดานหกยาว5 เมตร นายก. หนกั400 นิวตนัยนือยทู่ ี่ปลาย A ส่วนนายข. หนกั600 นิวตนัยนือยทู่ ี่ปลาย B อยากทราบวา่จะตอ้งวางจุดหมุนไวท้ี่ใด คานจึงจะสมดุล วิธีท า สมมุติใหจุ้ดหมุนอยหู่ ่างจากนายก. X เมตร โมเมนต์ตามเข็มนาฬิกา = โมเมนต์ทวนเข็มนาฬิกา 600 (5- X) = 400 x X 6(5-X) = 4X 30 – 6X = 4X 30 = 10X X = 3 F A 1 N 2 3 B 200 N
254 ตอบ จุดหมุนอยหู่ ่างจาก นายก. 3 เมตร การใช้โมเมนต์ในชีวิตประจ าวัน ความรู้เกี่ยวกบัเรื่องของโมเมนต์สามารถนา ไปใชใ้นชีวติประจา วนัในดา้นต่างๆ มากมาย เช่น การเล่นกระดานหกการหาบของ ตราชงั่จีน การแขวนโมบาย ที่เปิดขวด รถเขน็คีม ที่ตดั กระดาษ เป็นตน้หรือในการใชเ้ชือกหรือสลิงยดึคานเพื่อวางคานยนื่ออกมาจากกา แพง แบบฝึ กหัด 1. จงตอบคา ถามต่อไปน้ี 1.1 แรง หมายถึงอะไร 1.2 ผลที่เกิดจากการกระทา ของแรงมีอะไรบา้ง 1.3 แรงมีหน่วยเป็นอะไร 1.4 แรงเสียดทานคืออะไร 1.5 ยานพาหนะที่ใช้ในปัจจุบันทุกชนิดต้องมีล้อเพื่ออะไร 1.6 ลอ้รถมีตลบัลูกปืน ลอ้และใส่น้า มนัหล่อลื่น เพื่ออะไร 1.7แรงเสียดทานมีค่ามากหรือนอ้ยข้ึนอยกู่บัอะไร 1.8 นกัเทนนิสตีลูกเทนนิสอยา่งแรงขณะที่ลูกเทนนิสกา ลงัเคลื่อนที่อยใู่นอากาศ มีแรงใดบา้ง มากระทา ต่อลูกเทนนิส 1.9ถา้เรายนืชงั่น้า หนกัใกลๆ้กบัโตะ๊แลว้ใชม้ือกดบนโต๊ะไว้ค่าที่อ่านไดจ้ากเครื่องชงั่น้า หนกั จะเพิ่มข้ึนหรือลดลง เพราะเหตุใด 1.10โมเมนต์คืออะไร มีกี่ชนิด 2. คานยาว3 เมตรใชง้ดัวตัถุหนกั400 นิวตนั โดยวางให้จุดหมุนอยหู่ ่างวตัถุ 0.5 เมตรจงหาวา่ จะตอ้งออกแรงที่ปลายคานอีกขา้งหน่ึงเท่าไรคานจึงจะสมดุล(แสดงวธิีทา )
255 บทที่12 งานและพลังงาน สาระส าคัญ ความหมายของงานและพลงังาน รูปของพลงังานประเภทต่าง ๆ พลงังานไฟฟ้ากฎของโอห์ม การต่อวงจรความตา้นทานแบบต่าง ๆ การคา นวณหาค่าความตา้นทาน การใชป้ระโยชน์จากไฟฟ้าใน ชีวิตประจ าวัน และการอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้ า แสงและคุณสมบัติของสาร เลนส์ชนิดต่าง ๆ ประโยชน์ และโทษของแรงต่อชีวิต แหล่งก าเนินของพลังงานความร้อน การน าความร้อนไปใช้ประโยชน์ พลังงานทดแทน ผลการเรียนรู้ทคี่าดหวงั 1. อธิบายความหมายของงานและพลงังานในรูปแบบต่าง ๆ ได้ 2. ต่อวงจรไฟฟ้าอยา่งง่ายได้ 3. ใช้กฎของโอห์มในการค านวณได้ 4. บอกวิธีการอนุรักษ์และประหยัดพลังงานได้ 5. อธิบายสมบัติของแสง พลังงานความร้อน และน าไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจ าวันได้ 6. อธิบายพลังงานทดแทนและเลือกใช้ได้ ขอบข่ายเนื้อหา เรื่องที่ 1 ความหมายของงานและพลังงาน เรื่องที่2 รูปของพลงังานประเภทต่าง ๆ เรื่องที่ 3 ไฟฟ้ า เรื่องที่ 4 แสง
256 เรื่องที่ 1 ความหมายของงานและพลังงาน 1.1 งาน (work) คา วา่ “งาน” อาจมีความหมายที่แตกต่างกนั ไป เช่น คุณทา งานหรือยงังานหนกัไหม ? ท างาน บา้นกนัเถอะ เหล่าน้ีเป็นตน้แต่การทา งานเหล่าน้ีในทางวิทยาศาสตร์ไม่ถือว่าเป็นงาน การท างาน ในทางวิทยาศาสตร์เป็ นงานที่ได้จากการออกแรงเพื่อทา ให้วตัถุเคลื่อนที่ในทิศทางของแรงที่กระทา กบั วตัถุน้นั ดังภาพ คนยกของจากพ้ืนไปไวท้ี่รถกระบะ คนหลายคนช่วยกนัเขน็รถที่ติดหล่ม งานในชีวิตประจ าวัน W = F x S …………………… (1) เมื่อกา หนดให้ W เป็นงานที่ทา ใหม้ีหน่วยเป็นจูล (Joule : J) หรือนิวตัน - เมตร(Newton – metre : N.m) F เป็นแรงที่กระทา กบัวตัถุมีหน่วยเป็นนิวตนั (Newton : N) S เป็นระยะทางที่วตัถุเคลื่อนที่ไปตามทางของแรงที่กระทา กบัวตัถุมีหน่วยเป็นเมตร(Metre : m) 1.2 พลังงาน (Energy) ในชีวิตประจ าวันของเรามักได้ยินค าว่าพลงังานอยู่บ่อยๆ ตวัอย่างเช่น เราได้พลังงานจาก อาหาร แหล่งพลงังานมีอยหู่ลายชนิดที่สามารถทา ให้โลกเราเกิดการทา งาน และหากศึกษาวิเคราะห์ ในเชิงลึกแลว้จะพบว่าแหล่งตน้ตอของพลงังานที่ใช้ทา งานในชีวิตประจา วนัส่วนใหญ่ก็ลว้นมาจาก พลงังานอนัมหาศาลที่แผจ่ากดวงอาทิตยม์าสู่โลกเรานี่เอง พลงังานจากดวงอาทิตยน์ ้ีนอกจากจากจะ สามารถใช้ประโยชน์จากแสงและความร้อนในการท างานโดยตรง เช่น การให้แสงสวา่งการให้ความ ร้อนความอบอุ่น การตากแหง้ต่าง ๆ แลว้ก็ยงัก่อใหเ้กิดแหล่งพลงังานอื่น ๆ อีกมากมายเช่น - พลังงานลม ในรูปของพลังงานจลน์ของลม
257 - พลงังานน้า ในรูปของพลงังานศกัยข์องน้า ฝนที่ตกลงมาและถูกกกัเก็บไวใ้นที่สูง - พลังงานมหาสมุทร ในรูปของพลงังานจลน์ของคลื่นและกระแสน้า และพลงังาน ความร้อนในน้า ของมหาสมุทร - พลังงานชีวมวล ในรูปของพลังงานเคมีของชีวมวล - พลงังานฟอสซิล ในรูปของพลงังานเคมีของถ่านหิน น้า มนัและก๊าซธรรมชาติ แหล่งพลงังานดงักล่าวน้ีอาจกล่าวเป็นอีกนยัว่าเป็นแหล่งพลงังานทางออ้มของ ดวงอาทิตยก์ ็ได้
258 เรื่องที่ 2 รูปของพลงังานประเภทต่าง ๆ พลังงานที่เราใช้กันอยู่น้ันอยู่ในหลายรูปแบบด้วยกัน เช่น เราใช้พลังงานเคมี ที่ได้จาก สารอาหารในร่างกายทา งานยกวตัถุต่างๆ การทา ให้วตัถุเคลื่อนที่ไปเรียกวา่ทา ให้วตัถุเกิดพลงังานกล เราใช้พลังงานความร้อน ในการหุงหาอาหารให้ความอบอุ่นและทา ให้เครื่องจกัรไอน้า เกิดพลงังานกล พลังงานแสง ช่วยใหต้าเรามองเห็นสิ่งต่างๆรอบตวัได้การที่เราไดย้ินเสียงและเราใชพ้ลงังานไฟฟ้ากบั เครื่องใชไ้ฟฟ้าต่างๆ รูปแบบของพลังงานจัดเป็ น 2 กลุ่ม คือ พลงังานที่ทา งานได้และพลงังานที่เก็บสะสมไว้ - พลงังานที่เก็บสะสมไว้เช่น พลงังานเคมีพลงังานศกัย์พลังงานนิวเคลียร์ - พลงังานที่ทา งานได้คือพลงังานที่ไดจ้ากกิจกรรมต่างๆ เช่น พลังงานความร้อน พลังงานแสง พลังงานความร้อน พลงังานแสงสวา่ง พลงังานเสียง พลังงานจลน์ - พลงังานงานในรูปอื่น ๆ เช่น พลงังานชีวมวล พลังงานที่เก็บสะสมไว้ พลงังานที่เก็บสะสมไวใ้นสสารสามารถแบ่งได้เช่น - พลังงานเคมี - พลังงานนิวเคลียร์ - พลังงานศักย์ พลังงานศักย์ พลังงานศักย์เป็นพลงังานของวตัถุเนื่องจากตา แหน่งในสนามของแรง เนื่องจากต้องท างาน จากตา แหน่งหน่ึงพลงังานศกัยเ์ป็นพลงังานที่จดัเป็นพลงังานที่สะสมไว้ มี 2 ชนิด คือ พลังงานศักย์ เนื่องจากแรงโนม้ถ่วงของโลกและพลงังานศกัยท์ ี่ไดจ้ากวตัถุที่ยดืหยนุ่ พลังงานศักย์โน้มถ่วง พลังงานศักยท์ ี่ข้ึนอยู่กบัตา แหน่ง หากวตัถุอยู่บริเวณพ้ืนผิวโลกที่มีแรงดึงดูดของโลก หรือ สนามความโนม้ถ่วงของโลก พลงังานศกัยท์ ี่อยทู่ ี่สูงซ่ึงเกิดข้ึนเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทา ต่อวตัถุ ถ้าเรายกวัตถุมวล m ให้สูงข้ึนในแนวดิ่งจากพ้ืนดินเป็นระยะ h โดยที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วย ความเร็วคงตัวแล้ว เราจะต้องออกแรง F ขนาดหน่ึงที่มีขนาดเท่ากบัขนาดของน้า หนกัของวตัถุ mg จึง จะสามารถยกวตัถุข้ึนได้ตามตอ้งการ พลงังานศกัยโ์นม้ถ่วงจะไดต้ามสมการ …. (2)
259 พลงังานศักย์ยดืหยุ่น คือ พลงังานที่สะสมอยใู่นสปริงหรือวตัถุยดืหยนุ่อื่นๆ ขณะที่ยดืตวัออกจากตา แหน่งสมดุล ใน การออกแรงดึงสปริง เป็ นระยะ x จะเกิดงานเกิดข้ึน ปริมาณงานที่เกิดข้ึนในการดึงสปริง จะเกิด พลงังานศกัยย์ดืหยนุ่ ถา้กา หนดให้ แทนดว้ยพลงังานศกัยย์ดืหยนุ่จะไดต้ามสมการ …………………… (3) เมื่อ เป็นค่าคงตวัของสปริง ตัวอย่างการค านวณ รถยนตค์นนงั่ 4 คน โดยนงั่ขา้งหนา้ 2 คน และข้างหลัง 2 คน แต่ละคนมีมวล80 กิโลกรัม สปริงที่โชค้อพัท้งั 4 ตัวถูกกดลงเป็ นระยะ 3 เซนติเมตรอยากทราบวา่ค่าคงตวัของสปริงและ พลังงานศกัยย์ดืหยนุ่ ในสปริงแต่ละตวัมีค่าเท่าไร วิธีท า หาค่าคงตัวของสปริง จาก และ นิวตัน เมตร หาค่าพลงังานศกัยโ์นม้ถ่วง จูล
260 พลังงานนิวเคลียร์ การเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์น้นัตอ้งอาศยัแร่ธาตุบางอยา่ง เช่น แร่ยเูรเนียม ธาตุดิวเทอร์เรียม เป็ น เช้ือเพลิงซ่ึงอาจถือไดว้า่เป็นแหล่งพลงังานที่มีตน้กา เนิดจากโลกเราน้ีนักวทิยาศาสตร์ผโู้ด่งดงั อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) ผคู้ิดคน้ สูตรฟิสิกส์ข้ึนเป็นคนแรกที่วา่ดว้ยมวลสารสามารถแปลงเป็น พลังงาน และพลังงาน ( ) ที่เกิดข้ึนมีปริมาณเท่ากบั ( ) ที่หายไปจากการปฏิกิริยาคูณดว้ยความเร็ว แสง ( ) ยกกา ลงั 2 ตามสูตทางฟิสิกส์ดงัน้ี …………………… (4) เป็นที่ทราบกนัแลว้วา่แสงเดินทางเร็วมาก ๆ ( เมตรต่อวินาที) และเมื่อยิ่งยกกา ลงั สองแลว้พลงังานที่ใหอ้อกมาในรูปของความร้อนและแสงน้นัจึงมีปริมาณมหาศาลมาก การปฏิกิริยา นิวเคลียร์มีอยู่2 ประเภท คือ แบบฟิ ชชัน (Fission) และ ฟิ วชัน (Fusion) พลังงานเคมี จดัเป็นพลงังานที่เก็บสะสมไวใ้นสสารต่างๆ เช่น อาหารและเช้ือเพลิง พลังงานเคมีสามารถ เปลี่ยนเป็ นพลังงานรูปอื่นได้ เช่น อาหารที่เรารับประทานเขา้ไปในร่างกายน้ันสามารถเปลี่ยนเป็น พลังงานเคมีไวใ้ชป้ระโยชน์สา หรับอวยัวะต่าง ๆ ในร่างกายได้ พลังงานที่ท างานได้ คือ พลงังานที่ไดจ้ากการทา กิจกรรมต่าง ๆ ใหไ้ดพ้ลงังานออกมาหลายรูปแบบเช่น - พลังงานความร้อน - พลังงานแสง - พลังงานเสียง - พลังงานอิเล็กทรอนิกส์ - พลังงานจลน์ พลังงานความร้อน พลังงานความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้จากเตาพลังงานความร้อนเราสามารถรู้สึกได้พลังงาน ความร้อนที่ใหญ่ที่สุดคือดวงอาทิตยจ์ดัเป็นเหล่งพลงังานความร้อนที่ใหญ่ที่สุด พลังงานเสียง พลงังานเสียงเป็นพลงังานรูปหน่ึงที่เกิดจากการสั่นสะเทือน เราสามารถได้ยินได้ คือเป็ น พลังงานรูปหนึ่งที่ส าคัญโดยมนุษย์เพราะเราใช้เสียงในการสื่อสาร หรือแมแ้ต่สัตว์หรือพืชบางชนิดจะ ใชเ้สียงในการส่งสัญญาณเช่น พลงังานเสียงที่ไดจ้ากพดูคุยกนั พลังงานเสียงที่ได้จากเครื่องดนตรี เป็ น ต้น
261 พลังงานแสง หลอดไฟฟ้าให้พลงังานแสงแก่เรา ดวงอาทิตยเ์ป็นอีกแหล่งหน่ึงที่เป็นพลงังานงานแสงสวา่ง ท าให้เราสามารถมองเห็นสิ่งต่าง ๆ ได้ถา้ปราศจากพลงังานแสงเราจะอยใู่นความมืด พลังงานอิเล็กทรอนิกส์ พลังงานประเภทหนึ่งที่ท าให้คอมพิวเตอร์ท างาน เป็นประเภทของพลงังานที่ใช้ไดอ้ย่างมาก และเป็นพลงังานที่ใชไ้ดอ้ยา่งต่อเนื่อง พลังงานจลนํ์ วัตถุทุกชนิดที่เคลื่อนที่ไดล้ว้นแต่มีพลงังานจลน์วตัถุที่เคลื่อนที่ไดอ้ยา่งรวดเร็วแสดงวา่มี พลงังานจลน์มาก ตวัอยา่งเช่น การขบัรถยนตไ์ดเ้ร็วจะมีพลงังานจลน์มากน้นัเอง การหาค่าพลังงานจลน์ของนักเล่นสกีผูน้้ีจะหาได้จากสมการ ถ้าเขาเคลื่อนที่ ด้วย ความเร็ว v และมีมวล m จะหาพลังงานจลน์อยใู่นรูป …………………… (5) ตัวอย่างการค านวณ รถยนต์คันหนึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 72 กิโลเมตรต่อชวั่ โมงถา้เร่งให้มีความเร็ว 72 กิโลเมตรต่อชวั่ โมง พลงังานจลน์ของรถยนตค์นัน้ีเคลื่อนที่ดว้ยพลงังานจลน์ที่เปลี่ยนแปลงเท่าใด วิธีท า จากสูตร พลงังานจลน์ก่อนการเปลี่ยน จูล พลังงานจลน์หลังงานเปลี่ยนแปลง จูล เพราะฉะน้นัพลงังานจลน์ที่เปลี่ยนเท่ากบั พลังงานจลน์หลังการเปลี่ยน - พลงังานจลน์ก่อนการเปลี่ยน = จูล พลังงานจลน์ที่เปลี่ยนแปลง จูล ตอบ พลงังานรูปแบบอื่น ๆ แหล่งพลงังานมีอยหู่ลายชนิดที่สามารถทา ใหโ้ลกเราเกิดการทา งาน และหากศึกษาวิเคราะห์ใน เชิงลึกแล้วจะพบว่าแหล่งต้นตอของพลังงานที่ใช้ทา งานในชีวิตประจา วนัส่วนใหญ่ก็ล้วนมาจาก
262 พลังงานอันมหาศาลที่แผ่จากดวงอาทิตยม์าสู่โลกเรานี่เอง พลงังานจากดวงอาทิตยน์ ้ีนอกจากจากจะ สามารถใช้ประโยชน์จากแสงและความร้อนในการทา งานโดยตรง เช่น การให้แสงสว่างการให้ความ ร้อนความอบอุ่น การตากแหง้ต่าง ๆ แลว้ก็ยงัก่อใหเ้กิดแหล่งพลงังานอื่น ๆ อีกมากมายเช่น - พลังงานลม ในรูปของพลังงานจลน์ของลม - พลงังานน้า ในรูปของพลงังานศกัยข์องน้า ฝนที่ตกลงมาและถูกกกัเก็บไวใ้นที่สูง - พลงังานมหาสมุทร ในรูปของพลงังานจลน์ของคลื่นและกระแสน้า และพลงังาน ความร้อนในน้า ของมหาสมุทร - พลังงานชีวมวล ในรูปของพลังงานเคมีของชีวมวล - พลงังานฟอสซิล ในรูปของพลงังานเคมีของถ่านหิน น้า มนัและก๊าซธรรมชาติ แหล่งพลงังานดงักล่าวน้ีอาจกล่าวเป็นอีกนยัวา่เป็นแหล่งพลงังานทางออ้มของดวง อาทิตยก์ ็ได้ พลังงานน ้าขึ้นน ้าลง พลงังานน้า ข้ึนน้า ลงที่เกิดข้ึนในมหาสมุทรไดจ้ดัแยกออกจากแหล่งพลงังานมหาสมุทรอื่น ๆที่ ได้กล่าวไวข้า้งตน้เนื่องจากแหล่งพลงังานในมหาสมุทรน้ีมีสาเหตุมาจากแรงดึงดูดของดวงจนัทร์ มากกว่าดวงอาทิตยแ์ละเป็นแหล่งพลงังานเดียวที่เกิดจากดวงจนัทร์เป็นหลกัและมีอิทธิพลถึงโลกเรา น้ี ปรากฏการณ์น้า ข้ึนน้า ลงน้ีเกิดข้ึนเมื่อดวงอาทิตย์โลก และดวงจนัทร์โคจรมาอยใู่นแนวเดียวกนั แรงดึงดูดของดวงจนัทร์ซ่ึงอยใู่กลโ้ลกเรามากกวา่น้นัจะดึงให้น้า ตามบริเวณเขตศูนย์สูตรในมหาสมุทร สูงข้ึน และเมื่อการโคจรน้ีทา ให้ดวงจนัทร์ต้งัฉากกบัดวงอาทิตยก์ ็จะทา ให้น้า บริเวณศูนยส์ูตรน้ีลดลง วงจรการข้ึนลงของน้า ในมหาสมุทรน้ีก็จะสอดคลอ้งระยะเวลาการโคจรของดวงจนัทร์รอบโลกเราน้ี เองซ่ึงจะสังเกตไดว้า่น้า จะข้ึนสูงเมื่อใกลว้นัขา้งข้ึนและขางแรมตามปฏิทินจันทรคติ ้ ความแตกต่าง ของน้า ทะเลระหว่างช่วงที่ข้ึนสูงและช่วงที่ต่า ถือได้ว่าเป็นพลังงานศกัย์อนัหน่ึงที่สามารถน ามาใช้ ประโยชน์ได้ พลังงานลม มีสาเหตุใหญ่มาจากความร้อนที่แผจ่ากดวงอาทิตยส์ู่โลกเราใหก้บัอากาศไม่เท่าเทียมกนั ท าให้ อากาศร้อนที่เบากวา่ลอยข้ึนและอากาศเยน็ที่หนกักวา่ลอยเขา้มาแทนที่เช่น อากาศใกลบ้ริเวณศูนยส์ูตร จะร้อนกวา่อากาศใกลบ้ริเวณข้วัโลกอากาศที่เบากวา่จะลอยตวัข้ึนขณะที่อากาศหนกักวา่จะเคลื่อนเขา้ มาแทนที่ ลมเป็ นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ซ่ึงเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิความกดดนัของ บรรยากาศและแรงจากการหมุนของโลก สิ่งเหล่าน้ีเป็นปัจจยัที่ก่อให้เกิดความเร็วลมและกา ลงัลม เป็ น ที่ยอมรับโดยทวั่ ไปวา่ลมเป็นพลงังานรูปหน่ึงที่มีอยใู่นตวัเอง ซ่ึงในบางคร้ังแรงที่เกิดจากลมอาจทา ให้ บา้นเรือนที่อยู่อาศยัพงัทลายตน้ ไมห้กัโค่นลง สิ่งของวตัถุต่างๆ ลม้ หรือปลิวลอยไปตามลม ฯลฯ ใน
263 ปัจจุบนัมนุษยจ์ึงไดใ้หค้วามสา คญัและนา พลงังานจากลมมาใชป้ระโยชน์มากข้ึน เนื่องจากพลังงานลม มีอยโู่ดยทวั่ ไป ไม่ตอ้งซ้ือหา เป็นพลงังานที่สะอาดไม่ก่อใหเ้กิดอนัตรายต่อสภาพแวดลอ้ม และสามารถ นา มาใชป้ระโยชน์ไดอ้ยา่งไม่รู้จกัหมดสิ้น พลังงานมหาสมุทร - พลงังานคลื่นมีสาเหตุใหญ่มาจากน้า บนผิวมหาสมุทรถูกพดัดว้ยพลงังานลมจน เกิดการเคลื่อนไหวเป็นคลื่น - พลงังานกระแสน้า เป็นลกัษณะเดียวกบัลมแตกต่างกนัตรงที่แทนที่จะเป็นอากาศก็ เป็นน้า ในมหาสมุทรแทน - พลงังานความร้อนในมหาสมุทรเกิดจากบริเวณผิวน้า ของมหาสมุทรที่ไดร้ับความ ร้อนจากดวงอาทิตย์(ที่ประมาณยี่สิบกวา่องศาเซลเซียส) ซ่ึงจะร้อนกวา่น้า ส่วนที่ ลึกลงไป (ที่น้า ลึกประมาณ 1 กิโลเมตร มีอุณหภูมิประมาณ 4 องศาเซลเซียส) ความแตกต่างของอุณหภูมิเช่นน้ีถือไดว้า่เป็นแหล่งพลงังานชนิดหน่ึงเช่นกนั พลังงานฟอสซิล เช้ือเพลิงฟอสซิลเกิดจากการยอ่ยสลายของสิ่งมีชีวติภายใตส้ิ่งแวดลอ้มที่เหมาะสม เมื่อพืชและ สัตว์สมัยดึกด าบรรพ์(ยุคไดโนเสาร์) เสียชีวิตลงจะถูกยอ่ยสลายและทบัถมกนัเป็นช้นัๆอยใู่ตด้ินหรือ ใตพ้ ิภพ ซ่ึงใชเ้วลาหลายลา้นปีกวา่ที่จะเปลี่ยนซากเหล่าน้ีให้กลายเป็นเช้ือเพลิงฟอสซิลที่รู้จกักนัทวั่ ไป คือถ่านหินน้า มนัและก๊าซธรรมชาติ ตามที่ได้กล่าวไวใ้นหัวขอ้ที่แลว้ว่าสิ่งมีชีวิตก็เป็นแหล่งกกัเก็บของพลงังานจากดวงอาทิตย์ รูปแบบหนึ่ง ดงัน้นัพลงังานฟอสซิลน้ีก็ถือวา่เป็นแหล่งกกัเก็บที่เกิดข้ึนหลายลา้นปีก่อน ของสิ่งมีชีวิต ในยคุน้นั พลงังานเหล่าน้ีจะถูกปลดปล่อยออกมาไดห้รือเอามาใช้ทา งานไดก้ ็มีอยู่วิธีเดียวเท่าน้นัคือการ เผาไหม้ซ่ึงจะท าให้คาร์บอนและ ไฮโดรเจนที่อยู่ในเช้ือเพลิงรวมกับออกซิเจนในอากาศเป็น คาร์บอนไดออกไซด์และน้า นอกจากน้ียงัมีสารอื่น ๆ อนัเป็นองคป์ระกอบของสิ่งมีชีวิตที่เจือปนอยใู่น เช้ือเพลิงอีกเช่น ซัลเฟอร์และไนโตรเจน ก็จะถูกปลดปล่อยออกมาเป็นก๊าซซัลเฟอร์ออกไซด์(SOX) และไนโตรเจนออกไซด์ - (NOX) เมื่อทา ปฏิกิริยากบัออกซิเจนในอากาศ พลังงานไฟฟ้ า พลงังานไฟฟ้านบัว่าเป็นพลงังานที่ส าคญัและมนุษยน์า มาใชม้ากที่สุด นบัแต่ทอมสัแอลวา เอดิสัน ประดิษฐ์หลอดไฟส าเร็จเมื่อปี พ.ศ. 2422 แล้ว เทคโนโลยีด้านเครื่องใช้ไฟฟ้ าได้มีการพัฒนา อยา่งรวดเร็ว ดงัที่เห็นไดร้อบตวัในทุกวนัน้ีเครื่องใชเ้หล่าน้ีใชเ้ปลี่ยนพลงังานไฟฟ้าไปเป็นพลงังานรูป อื่น
264 สิ่งที่นา พลงังานไฟฟ้าจากแหล่งกา เนิดพลงังานไฟฟ้าไปยงัเครื่องใชไ้ฟฟ้าในบา้นและโรงงาน อุตสาหกรรม ก็คือกระแสไฟฟ้า เราส่งกระแสไฟฟ้าไปยงัที่ต่างๆไดโ้ดยผ่านกระแสไฟฟ้าไปตาม สายไฟฟ้ าซึ่งท าด้วยสาร ที่ยอมใหก้ระแสไฟฟ้าผา่นได้ พลังงานชีวมวล พืชท้งัหลายในโลกเราก่อเกิดข้ึนมาได้ล้วนแต่อาศยัพลงังานจากดวงอาทิตย์ พืชท าหน้าที่ เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตยแ์ลว้เก็บสะสมไวเ้พื่อการดา รงชีพและเป็นส่วนประกอบส าคญัที่ก่อให้เกิด การเจริญเติบโตตามส่วนต่าง ๆ ของพืช เช่น รากลา ตน้ ใบ ดอกไม้และผล ขบวนการส าคญัที่เก็บ สะสมพลังงานแสงอาทิตย์น้ีเรียกกันว่ากระบวนการสังเคราะห์แสงโดยอาศัยสารคลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) บนพืชสีเขียวที่ทา ตวัเสมือนเป็นโรงงานเล็ก ดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ( ) จาก อากาศและน้า ( ) จากดินมาทา ปฏิกิริยากนัแลว้ผลิตเป็นสารประกอบกลุ่มหน่ึงข้ึนมา เช่น น้า ตาล แป้งและเซลลูโลส ซ่ึงเรียกรวม ๆ วา่คาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate) พลงังานแสงอาทิตยน์ ้ีจะถูกสะสม ในรูปแบบของพันธเคมี (Chemicalbonds) ของสารประกอบเหล่าน้ี สัตวท์ ้งัหลายมีท้งักินพืชและสัตว์มนุษยก์ินพืช และสัตวก์ารกินกนัเป็นทอด ๆ (ห่วงโซ่อาหาร) ของสิ่งมีชีวิต ทา ให้มีการถ่ายทอดพลงังานเคมีจากพืชไปสู่สัตวแ์ละสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ซ่ึงอาจกล่าวโดย สรุปคือการท างานของสิ่งมีชีวติโดยพ้ืนฐานลว้นอาศยัพลงังานจากดวงอาทิตยแ์ละการเจริญเติบโตของ สิ่งมีชีวติก็เป็นแหล่งสะสมพลงังานที่ไดร้ับจากดวงอาทิตยอ์ีกเช่นกนั พลงังานชีวมวลก็คือ พลงังานที่สะสมอยใู่นสิ่งมีชีวิตที่สามารถนา มาใชท้า งานได้เช่น ตน้ ไม้กิ่ง ไม้หรือเศษวัสดุจากการเกษตรหรืออุตสาหกรรม เช่น แกลบ ฟาง ชานออ้ยข้ีเลื่อยเศษไม้เปลือกไม้ มูล สัตว์รวมท้งัของเหลือหรือขยะจากครัวเรือนมนุษย ํ์เราไดใ้ชพ้ลงังานจากชีวมวลมาเป็นเวลานานแลว้ จนถึงปัจจุบนัก็ยงัมีการน้า มาใชป้ระโยชน์ในสัดส่วนที่ไม่นอ้ยเลยโดยเฉพาะประเทศที่กา ลงัพฒันาอยา่ง บา้นเราตามชนบทก็ยงัมีการใชไ้มฟ้ืนหรือถ่านในการหุงหาอาหาร พลังงานทดแทน พลังงานทดแทน หมายถึง พลงังานที่นา มาใช้แทนน้า มนัเช้ือเพลิง สามารถแบ่งตามแหล่งที่ ได้มากเป็ น 2 ประเภท คือ พลงังานทดแทนจากแหล่งที่ใชแ้ลว้หมดไป อาจเรียกวา่ พลังงานสิ้นเปลือง ไดแ้ก่ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาตินิวเคลียร์หินน้า มนัและทรายน้า มนัเป็นตน้ และพลังงานทดแทนอีก ประเภทหน่ึงเป็นแหล่งพลงังานที่ใชแ้ลว้สามารถหมุนเวียนมาใช้ไดอ้ีก เรียกว่า พลังงานหมุนเวียน ไดแ้ก่แสงอาทิตย์ลม ชีวมวล น้า และไฮโดรเจน เป็นตน้ซ่ึงในที่น้ีจะขอกล่าวถึงเฉพาะศกัยภาพ และ สถานภาพการใช้ประโยชน์ของพลังงานทดแทน การศึกษาและพัฒนาพลังงานทดแทนเป็ นการศึกษา ค้นคว้า ทดสอบ พัฒนา และสาธิต ตลอดจนส่งเสริมและเผยแพร่พลงังานทดแทน ซ่ึงเป็นพลงังานที่ สะอาด ไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นแหล่งพลงังานที่มีอยู่ในท้องถิ่น เช่น พลงังานลม แสงอาทิตย์ชีวมวลและอื่นๆ เพื่อให้มีการผลิต และการใชป้ระโยชน์อยา่งแพร่หลาย มีประสิทธิภาพ
265 และมีความเหมาะสมท้งัทางดา้นเทคนิคเศรษฐกิจและสังคม ส าหรับผู้ใช้ในเมือง และชนบท ซึ่งใน การศึกษาคน้ควา้และพฒันาพลงังานทดแทนดงักล่าว ยังรวมถึงการพัฒนาเครื่องมือ เครื่องใช้และ อุปกรณ์เพื่อการใช้งานมีประสิทธิภาพสูงสุดด้วย งานศึกษา และพัฒนาพลังงานทดแทน เป็นส่วนหน่ึง ของแผนงานพัฒนาพลังงานทดแทน ซ่ึงมีโครงการที่เกี่ยวขอ้งโดยตรงภายใตแ้ผนงานน้ีคือโครงการ ศึกษาวิจัยด้านพลังงาน และมีความเชื่อมโยงกบัแผนงานพฒันาชนบทในโครงการจดัต้งัระบบผลิต ไฟฟ้าประจุแบตเตอรี่ดว้ยเซลลแ์สงอาทิตยส์า หรับหมู่บา้นชนบทที่ไม่มีไฟฟ้าโดยงานศึกษาและพัฒนา พลงังานทดแทนจะเป็นงานประจา ที่มีลกัษณะการดา เนินงานของกิจกรรมต่างๆ ในเชิงกว้างเพื่อ สนบัสนุนการพฒันาเทคโนโลยีพลงังานทดแทน ท้งัในดา้นวิชาการเชิงทฤษฎีและอุปกรณ์เครื่องมือ ทดลอง และการทดสอบ รวมถึงการส่งเสริมและเผยแพร่ ซึ่งจะเป็ นการสนับสนุน และรองรับความ พร้อมในการจดัต้งัโครงการใหม่ๆ ในโครงการศึกษาวิจยัดา้นพลงังานและโครงการอื่นๆ ที่เกี่ยวขอ้ง เช่น การศึกษาคน้ควา้เบ้ืองตน้การติดตามความก้าวหน้าและร่วมมือประสานงานกบัหน่วยงานที่ เกี่ยวขอ้งในการพฒันาตน้แบบ ทดสอบ วิเคราะห์และประเมินความเหมาะสมเบ้ืองตน้ และเป็ นงาน ส่งเสริมการพฒันาโครงการที่กา ลงัดา เนินการให้มีความสมบูรณ์ยิ่งข้ึน ตลอดจนสนับสนุนให้โครงการ ที่เสร็จสิ้นแลว้ไดน้า ผลไปดา เนินการส่งเสริม และเผยแพร่และการใชป้ระโยชน์อยา่งเหมาะสมต่อไป
266 เรื่องที่ 3 ไฟฟ้ า 3.1 พลังงานไฟฟ้ า เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจากจุดหน่ึงไปยงัอีกจุดหน่ึงภายในตวันา ไฟฟ้าการเคลื่อนที่ ของอิเล็กตรอน เรียกวา่ กระแสไฟฟ้ า Electrical Current ซ่ึงเกิดจากการนา วตัถุที่มีประจุไฟฟ้า ต่างกนันา มาวางไวใ้กลก้นัโดยจะใชต้วันา ทางไฟฟ้า คือ ทองแดง การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะ เคลื่อนที่จากวัตถุที่มีประจุไฟฟ้ าบวกไปยังวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าลบมีหน่วยเป็น Ampere อกัษรยอ่คือ“ A “ รูปการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในตัวน าไฟฟ้ า
267 กระแสไฟฟ้ าสามารถแบ่งออกได้เป็ น 2 ชนิด 1. ไฟฟ้ ากระแสตรง (Direct Current) เป็นกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของ อิเล็กตรอนจากแหล่งจ่ายไฟฟ้าไปยงัอุปกรณ์ไฟฟ้าใดๆไดเ้พียงทิศทางเดียว ส าหรับแหล่งจ่ายไฟฟ้าน้นั มาจากเซลลป์ฐมภูมิคือถ่านไฟฉาย หรือเซลลท์ุติยภูมิคือแบตเตอร์รี่หรือเครื่องกา เนิดไฟฟ้ ากระแสตรง รูปแบตเตอร์รี่หรือเครื่องกา เนิดไฟฟ้ากระแสตรง 2. ไฟฟ้ ากระแสสลับ (Alternating Current) เป็นกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของ อิเล็กตรอนจากแหล่งจ่ายไฟไปยงัอุปกรณ์ไฟฟ้าใดๆโดยมีการเคลื่อนที่กลับไปกลับมาตลอดเวลา ส าหรับแหล่งจ่ายไฟน้ันมาจากเครื่องกา เนิดไฟฟ้ากระแสสลบัชนิดหน่ึงเฟสหรือเครื่องกา เนิดไฟฟ้า กระแสสลับชนิดสามเฟส รูปที่ เครื่องกา เนิดไฟฟ้ากระแสสลบั แรงดันไฟฟ้ า (Voltage) เป็นแรงที่ทา ให้อิเล็กตรอนเกิดการเคลื่อนที่หรือแรงที่ทา ให้เกิดการ ไหลของไฟฟ้าโดยแรงดนั ไฟฟ้าที่มีระดบัต่างกนัจะมีปริมาณไฟฟ้าสูงเนื่องจากปริมาณประจุไฟฟ้าท้งั สองดา้นมีความแตกต่างกนัทา ให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน โดยทวั่ๆไปแลว้แรงดนั ไฟฟ้าที่ตก คร่อมอุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละตวัภายในวงจรไฟฟ้าหรือแรงดนั ไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟฟ้า จะใชห้น่วยของ แรงดันไฟฟ้ าจะใช้ตัวอักษร V ตวัใหญ่ธรรมดา จะแทนคา วา่ Volt ซ่ึงเป็นหน่วยวดัของแรงดนัไฟฟ้า
268 รูปการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจากศักย์สูงไปศักย์ต ่า ความต้านทานไฟฟ้ า (Resistance) เป็นการต่อตา้นการไหลของกระแสไฟฟ้าของวตัถุซ่ึงจะมี ค่ามากหรือค่าน้อยจะข้ึนอยู่กบัชนิดของวตัถุน้นัๆ ความต้านทานจะมีหน่วยวดัเป็น โอห์ม และจะใช้ สัญลักษณ์เป็ น (Ohms) ตัวน าไฟฟ้ า (Conductors) วตัถุที่กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผา่นไดโ้ดยง่ายหรือวตัถุที่มีความ ตา้นทานต่า เช่นทองแดง อลูมิเนียม ทอง และเงิน ซึ่งเป็ นตัวน าไฟฟ้ าที่ดีที่สุด ค่าความนา ไฟฟ้าจะมี สัญลักษณ์เป็ น G และมีหน่วยเป็น ซีเมนส์(S) โดยมีสูตรการคา นวณดงัน้ี G = 1/R …………………… (6) ตัวอย่าง วตัถุชนิดหน่ึงมีค่าความตา้นทานไฟฟ้า 25 โอห์ม จงค านวณหาค่าความนา ไฟฟ้าของวตัถุชนิดน้ีมีค่าเป็น เท่าไร จากสูตร G = 1/R แทนค่า G = 1/25 ค าตอบ G = 40 mS ฉนวนไฟฟ้า (Insulators) วตัถุที่ซ่ึงไม่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผา่นไปได้หรือวตัถุที่มีความ ต้านทานไฟฟ้ าสูง ซ่ึงสามารถตา้นทานการไหลของกระแสได้เช่น ไมกา้แกว้และพลาสติก
269 3.2 กฎของโอห์ม กระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรไฟฟ้าไดน้ ้นัเกิดจากแรงดนั ไฟฟ้าที่จ่ายให้กบัวงจรและปริมาณ กระแสไฟฟ้าภายในวงจรจะถูกจา กดัโดยความตา้นทานไฟฟ้าภายในวงจรไฟฟ้าน้ันๆ ดงัน้ัน ปริมาณกระแสไฟฟ้าภายในวงจรจะข้ึนอยกู่บัแรงดนั ไฟฟ้าและค่าความตา้นทานของวงจร ซึ่งวงจร น้ีถูกคน้พบดว้ย George Simon Ohm เป็นนกั ฟิสิกส์ชาวเยอรมนัและนา ออกมาเผยแพร่ในปีค.ศ. 1826 ซ่ึงวงจรน้ีเรียกว่า กฎของโอห์ม กล่าวว่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรจะแปรผนัตรงกบั แรงดนัไฟฟ้าและแปรผกผนักบัค่าความตา้นทานไฟฟ้า โดยเขียนความสัมพนัธ์ไดด้งัน้ี แอมแปร์ …… (7) ตัวอย่าง จงคา นวนหาค่าปริมาณกระแสไฟฟ้าของวงจรไฟฟ้ าที่มีแรงดันไฟฟ้ าขนาด 50 โวลต์และมีค่า ความตา้นทานของวงจรเท่ากบั 5โอห์ม วิธีท า จากสูตร แทนค่า
270 กจิกรรมการเรียนรู้เรื่อง การทดลองกฎของโอห์ม อุปกรณ์ทดลอง 1. เครื่องจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงปรับค่าได้0.30 V 2. มัลติมิเตอร์ 3. ตวัตา้นทานขนาดต่าง ๆ จา นวน 3 ตวั 4. สายไฟ การทดลอง รูปที่แสดงการต่อวงจรเพื่อพิสูจน์กฎของโอห์ม 1. นา ตวัตา้นทาน แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงที่ปรับค่าได้ต่อวงจรดงัรูป 2. ปรับคา่ โวลตท์ ี่แหล่งจ่ายไฟ ประมาณ 5ค่าและแต่ละคร้ังที่ปรับค่าโวลต์ให้วดัค่ากระแสไฟ ที่ไหลผา่นวงจร บนัทึกผลการทดลอง 3. หาค่าระหวา่ง V I 4. นา ค่าที่ไดไ้ปเขียนกราฟระหวา่ง V กบั I 5. หาค่าความชนัเปรียบเทียบกบัค่าที่ไดใ้นขอ้3 เปรียบเทียบตวัตา้นทานและท าการทดลอง เช่นเดียวกนักบัขอ้1 – 4 ค าถาม ค่า V I ที่ทดลองไดเ้ป็นไปตามกฎของโอห์มหรือไม่เพราะเหตุใด
271 3.3 การต่อความต้านทานแบบต่าง ๆ การต่อความต้านทาน หมายถึง การน าเอาความต้านทานหลายๆ ตวัมาต่อรวมกนั ในระหวา่งจุด สองจุดซึ่งในบทน้ีจะกล่าวถึงการต่อความต้านทานในลกัษณะ ต่างๆ กันโดยต้งัแต่การต่อความ ต้านทานแบบอนุกรม การต่อความตา้นทานแบบขนานและการต่อความตา้นทานแบบผสม นอกจากน้ี ลกัษณะของตวัอย่างต่าง ๆ ที่เราจะพบใน บทน้ีน้ันส่วนใหญ่แล้วจะแนะนา ถึงวิธีการพิจารณาและ วิธีการคา นวณที่ง่าย ๆ เพื่อให้รวดเร็วที่สุดเท่าที่จะกระทา ไดท้ ้งัน้ีก็เพื่อให้เป็นแนวทางในการนา ไปใช้ ในการคา นวณเกี่ยวกบัวงจรไฟฟ้าที่ประกอบดว้ยความตา้นทานหลาย ๆ ตวัที่ต่อกนั ในลกัษณะยุง่ยาก และซบัซอ้นไดอ้ยา่งถูกตอ้งรวดเร็วและมีความมนั่ใจในการแกป้ ัญหาโจทยเ์กี่ยวกบัวงจรไฟฟ้าโดยทวั่ๆ ไป การต่อความต้านทานแบบอนุกรม การต่อความตา้นทานแบบอนุกรม หมายถึง การนา เอาความตา้นทานมาต่อเรียงกนัโดยให้ปลาย สายของความตา้นทานตวัที่สองต่อเชื่อมกบั ปลายของความตา้นทานตวัที่สาม ถา้หากวา่มีความตา้นทาน ตวัที่สี่หรือตวัต่อ ๆ ไป ก็นา มาต่อเรียงกนัไปเรื่อย ๆ เป็นลกัษณะในแบบลูกโซ่ซ่ึงเราสามารถที่จะ เขา้ใจไดง้่าย โดยการพิจารณาจาก รูปการต่อความตา้นทานแบบอนุกรม จากรูปการต่อความตา้นทานแบบอนุกรม จะได้ Rt = R1 + R2 + R3 ในที่น้ี Rt = ความตา้นทานรวมหรือความตา้นทานท้งัหมด R1 , R2 , R3 = ความตา้นทานยอ่ย
272 การต่อความต้านทานแบบขนาน การต่อความตา้นทานแบบขนาน หมายถึง การน าเอาความต้านทานหลาย ๆ ตวัมาต่อเชื่อมกนั ให้ อยใู่นระหวา่งจุด 2 จุด โดยใหป้ลายดา้นหน่ึงของความตา้นทานทุก ๆ ตวัมาต่อรวมกนัที่จุด ๆ หน่ึง และใหป้ลายอีกดา้นหน่ึงของความตา้นทานทุก ๆ ตวัมาต่อรวมกนัอีกที่จุดหน่ึง ๆ ซึ่งพิจารณาไดอ้ยา่ง ชัดเจนจาก รูปการต่อความตา้นทานแบบขนาน รูปการต่อความตา้นทานแบบขนาน จากรูปการต่อความตา้นทานแบบขนานจะได้ 1/Rt = (1/R1+1/R2+1/R3) = (R2R3+R1R3+R1R2)/(R1R2R3) ดงัน้นั Rt = (R1R2R3)/(R2R3+R1R3+R1R2) ในที่น้ีRt = ความต้านทานรวม หรือความตา้นทานท้งัหมด R1,R2,R3 = ความตา้นทานยอ่ย ข้อสังเกต เมื่อความต้านทาน 2 ตวัต่อขนานกนัและมีค่าเท่ากนัการคา นวณหาค่าความตา้นทาน รวมให้ใช้ค่าความตา้นทานตวัใดตวัหน่ึงเป็นตวัต้งั(เพราะมีค่าเท่ากนั )แลว้หารด้วยจา นวนของความ ต้านทานคือ 2 ในลกัษณะทา นองเดียวกนั ถา้หากวา่มีความตา้นทานท้งัหมด n ตวัต่อขนานกนัและแต่ ละตวัมีค่าเท่า ๆ กนัแลว้เมื่อคา นวณหาค่าความตา้นทานรวม ก็ให้ใชค้ ่าของความตา้นทานตวัใดตวัหน่ึง เป็นตวัต้งัแลว้หารด้วยจ านวนของตัวต้านทาน คือ n วงจรแบบผสม วงจรไฟฟ้ าแบบผสม คือวงจรที่ประกอบด้วยวงจรอนุกรม ( Series Circuit )และวงจรขนาน ( Parallel Circuit ) ยอ่ยๆ อยใู่นวงจรใหญ่เดียวกนัดงัน้นั ในการคา นวณเพื่อวิเคราะห์หาค่าปริมาณทาง ไฟฟ้าต่างๆ เช่น กระแสไฟฟ้า ( Current ) แรงดันไฟฟ้ า ( Voltage ) และค่าความตา้นทานรวม จึงตอ้ง ใช้ความรู้จากวงจรไฟฟ้ าแบบอนุกรม วงจรไฟฟ้ าแบบขนาน และกฎของโอห์ม ( Ohm’s Law ) วงจรไฟฟ้าแบบผสม โดยทวั่ ไปจะมีอยู่2 ลักษณะ คือ แบบอนุกรม –ขนาน (Series -Parallel) และแบบ ขนาน –อนุกรม (Parallel –Series ) ดังรูป วงจรไฟฟ้ ากระแสตรงแบบผสม (อนุกรม –ขนาน)
273 รูปวงจรไฟฟ้ ากระแสตรงแบบผสม (อนุกรม –ขนาน) การหาค่าความตา้นทานรวม ( RT ) จึงตอ้งหาค่าความตา้นทานรวม ( RT2 ) ระหวา่งตวัตา้นทาน ตัวที่ 2 และความต้านทานตัวที่ 3 แบบวงจรขนานก่อน จากน้นัจึงนา ค่าความตา้นทานรวม ( RT2 ) มา รวมกบัค่าความตา้นทานตวัที่1 ( RT1 ) แบบวงจรไฟฟ้ าอนุกรม ( Series Circuit ) ในการหาค่า กระแสไฟฟ้ า ( Current ) และแรงดันไฟฟ้ า ( Voltage )ให้หาค่าในวงจรโดยใชล้กัษณะและวิธีการ เดียวกนักบัวงจรอนุกรม วงจรขนานดงัที่ผ่านมาโดยให้หาค่าต่างๆในวงจรรวม ก็จะไดค้่าต่างๆตามที่ ต้องการ 3.4 การค านวณหาค่าความต้านทาน วงจรอนุกรม และวงจรขนาน ตวัตา้นทานที่ต่อแบบขนาน จะมีความต่างศกัยเ์ท่ากนัทุกตวั เราจึงหาความต้านทานที่สมมูล ( R eq ) เสมือนวา่มีตวัตา้นทานเพียงตวัเดียว ไดด้งัน้ี เราสามารถแทนตวัตา้นทานที่ต่อขนานกนัดว้ยเส้นตรง 2 เส้น " || " ได้ส าหรับตัวต้านทาน 2 ตัว เราจะ เขียนดงัน้ี
274 กระแสไฟฟ้าที่ไหลผา่นตวัตา้นทานแบบอนุกรมจะเท่ากนัเสมอแต่ความต่างศกัยข์องตวัตา้นทานแต่ละ ตวัจะไม่เท่ากนัดงัน้นัความต่างศกัยท์ ้งัหมดจึงเท่ากบัผลรวมของความต่างศกัย์เราจึงหาความต้านทาน ไดเ้ท่ากบั ตวัตา้นทานที่ต่อแบบขนานและแบบอนุกรม รวมกนัน้นัเราสามารถแบ่งเป็นส่วนเล็กๆก่อน แล้ว คา นวณความตา้นทานทีละส่วนได้ดงัตวัอยา่งน้ี ตัวต้านทานแบบ 4 แถบสี ตัวต้านทานแบบ 4 แถบสีีน้นัเป็นแบบที่นิยมใช้มากที่สุด โดยจะมีแถบสีระบายเป็ นเส้น 4 เส้นรอบตัวต้านทาน โดยค่าตวัเลขของ 2 แถบแรกจะเป็ น ค่าสองหลกัแรกของความตา้นทาน แถบที่3 เป็ นตัวคูณ และ แถบที่ 4 เป็นค่าขอบเขตความเบี่ยงเบน ซ่ึงมีค่าเป็น 2% , 5% , หรือ 10% ค่าของรหัสสีตามมาตรฐาน EIA EIA-RS- 279 สี แถบ 1 แถบ 2 แถบ 3 ( ตัวคูณ) แถบ 4 ( ขอบเขตความเบี่ยงเบน) สัมประสิทธ์ิของอุณหภูมิ ด า 0 0 ?10 0 น้า ตาล 1 1 ?10 1 ?1% (F) 100 ppm แดง 2 2 ?10 2 ?2% (G) 50 ppm ส้ม 3 3 ?10 3 15 ppm เหลือง 4 4 ?10 4 25 ppm เขียว 5 5 ?10 5 ?0.5% (D) น้า เงิน 6 6 ?10 6 ?0.25% (C) ม่วง 7 7 ?10 7 ?0.1% (B) เทา 8 8 ?10 8 ?0.05% (A) ขาว 9 9 ?10 9 ทอง ?0.1 ?5% (J) เงิน ?0.01 ?10% (K) ไม่มีสี ?20% (M) หมายเหตุ: สีแดงถึง ม่วง เป็นสีรุ้ง โดยที่สีแดงเป็นสีพลงังานต่า และ สีม่วงเป็นสีพลงังานสูง
275 ค่าที่พึงประสงค์ ตัวต้านทานมาตรฐานที่ผลิต มีค่าต้งัแต่มิลลิโอห์ม จนถึงกิกะโอห์ม ซ่ึงในช่วงน้ีจะมีเพียงบาง ค่าที่เรียกวา่ค่าที่พึง ประสงค์เท่าน้นัที่ถูกผลิต และตัวทรานซิสเตอร์ที่เป็ นอุปกรณ์แยกในท้องตลาด เหล่าน้ีน้นั ในทางปฏิบตัิแลว้ไม่ไดม้ีค่าตาม อุดมคติดงัน้นัจึงมีการระบุขอบเขตของการเบี่ยงเบนจาก ค่าที่ระบุไว้โดยการใชแ้ถบสีแถบสุดทา้ย ตัวต้านทานแบบมี 5 แถบสี 5 แถบสีน้ันปกติใช้ส าหรับตวัต้านทานที่มีความแม่นยา สูง (โดยมีค่าขอบเขตของความ เบี่ยงเบน 1%, 0.5%, 0.25% , 0.1%) แถบสี 3 แถบแรกน้นั ใชร้ะบุค่าความตา้นทาน แถบที่ 4 ใช้ระบุ ค่าตวัคูณ และ แถบที่5 ใช้ระบุขอบเขตของความ เบี่ยงเบน ส่วนตวัตา้นทานแบบ 5 แถบสีที่มีความ แม่นยา ปกติมีพบไดใ้นตวัตา้นทานรุ่นเก่า หรือ ตวัตา้นทานแบบพิเศษ ซ่ึงค่าขอบเขตของความเบี่ยงเบน จะอยใู่นตา แหน่งปกติคือแถบที่4 ส่วนแถบที่5 น้นั ใชบ้อกค่าสัมประสิทธ์ิของอุณหภูมิ ตัวต้านทานแบบ SMT ตวัตา้นทานแบบประกบผิวหนา้ระบุค่าความตา้นทานดว้ยรหสัตวัเลข โดยตัวต้านทาน SMT ความแม่นยา ปกติจะระบุดว้ยรหสัเลข3 หลัก สองหลกัแรกบอกค่าสองหลกัแรกของความตา้นทาน และ หลักที่ 3 คือค่าเลขยกกา ลงัของ 10 ตวัอยา่งเช่น "472" ใช้หมายถึง "47" เป็นค่าสองหลกัแรกของค่า ความต้านทาน คูณด้วย 10 ยกกา ลงัสอง โอห์ม ส่วนตวัตา้นทาน SMT ความ แม่นยา สูงจะใชร้หสัเลข4 หลัก โดยที่ 3 หลกัแรกบอกค่าสามหลกัแรกของความตา้นทาน และ หลกัที่ 4 คือค่าเลขยกกา ลงัของ 10 การวัดตัวต้านทาน ตวัตา้นทานก็คือตัวน าที่เลวได้ หรือในทางกลบักนัตวันา ทีดีหรือตวันา สมบูรณ์เช่น ซูเปอร์ คอนดักเตอร์ จะไม่มีค่าความตา้นทานเลย ดงัน้ัน ถ้าตอ้งการทดสอบเครื่องมือวดัของเราว่า มีค่า เที่ยงตรง ในการวดัมากนอ้ยเท่าใด เราสามารถทดสอบ ได้โดยการน าเครื่องมือวัดของเราไปวัดตัวน าที่มี ค่าความต้านทาน ศูนย์โอห์ม เครื่องมือที่นา ไปวดัจะตอ้งวดัค่าไดเ้ท่ากบัศูนยโ์อห์มทุกยา่นวดั (รูปที่1) ตัวน าที่ดีที่สุดหรือตัวน าที่ค่อนข้างดีจ าเป็นมากส าหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ในงาน อิเล็กทรอนิกส์จะใช้อุปกรณ์ที่รู้จกักนั ในชื่อว่า โอห์มมิเตอร์ เป็ นเครื่องมือที่ใช้ตรวจสอบค่าความ ต้านทานของตัวต้านทาน
276 รูปที่ 1 ถา้เราวดัความตา้นทานของตวันา ที่ดีจะไม่มีความตา้นทานคือวดัไดศู้นยโ์อห์ม
277 กิจกรรมการทดลอง เรื่อง ตัวต้านทาน วตัถุประสงค์ 1. เขา้ใจหลกัการอ่านค่าสีตวัตา้นทานไฟฟ้า 2. สามารถอ่านค่าสีจากตวัตา้นทานไฟฟ้าไดอ้ยา่งถูกตอ้ง อุปกรณ์ทใี่ช้ในการทดลอง 1. ตวัตา้นทานค่าต่างๆ ทดลอง 1.จากตัวต้านทานสีน ้าตาล สีแดง สีส้ม แลว้อ่านค่าตา้นทาน ก่อนทดลอง (ตวัอยา่ง) อ่านค่าความตา้นทานดว้ยตนเองไดผ้ล = .......................โอห์ม 2.ให้เลือกตัวต้านทานที่จัดเตรียมให้และน าไปท าการทดลองลงตามตาราง 3. จากตารางดา้นล่างใหเ้ขียนสีในแต่ละแถบสีเพื่อใหไ้ดค้่าความตา้นทานตามกา หนด และให้ลงมือปฏิบัติ เปลี่ยนค่าสีตามที่เขียนไวเ้พื่อดูผลเทียบกบัที่เขียนไว้ สีแถบสีที่ 1 สีแถบสีที่ 2 สีแถบสีที่ 3 30 โอห์ม 45 โอห์ม 53 โอห์ม 330 โอห์ม 680 โอห์ม 940 โอห์ม 1.2 กิโลโอห์ม 3.5 กิโลโอห์ม 120 กิโลโอห์ม 480 กิโลโอห์ม 1000 กิโลโอห์ม 1200 กิโลโอห์ม ตัวต้านทานไฟฟ้ า(Resistor)
278 3.5 ไฟฟ้ าในชีวิตประจ าวัน ไฟฟ้ าเป็ นสิ่งที่จา เป็นและมีอิทธิพลมาก ในชีวิตประจา วนัของเราต้งัแต่เกิดจนกระทงั่ตาย เราสามารถนา ไฟฟ้ามาใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น ด้านแสงสว่าง ด้านความร้อน ด้านพลังงาน ดา้นเสียง เป็นตน้และการใชป้ระโยชน์จากไฟฟ้าก็ ตอ้งใช้อย่างระมดัระวงัตอ้งเรียนรู้การใช้ที่ถูกวิธี ต้องรู้วิธีการป้องกันที่ถูกต้อง ในที่น้ีจะขอกล่าวถึงประเภทของไฟฟ้า และอุปกรณ์ไฟฟ้าใน ชีวิตประจ าวันที่ควรจะรู้จัก ไฟฟ้าในชีวติประจ าวนัทคี่วรรู้จัก 1.เมนสวิตช์ (Main Switch) หรือสวิตช์ประธาน เป็นอุปกรณ์หลกัที่ใชส้ าหรับ ตดัต่อวงจรของ สายเมน เขา้อาคาร กบัสายภายใน ท้งัหมด เป็นอุปกรณ์สับปลด วงจรไฟฟ้าตวัแรกถดัจากเครื่องวดั หน่วยไฟฟ้า (มิเตอร์) ของการน าไฟฟ้า เข้ามาในบ้าน เมนสวิชต์ประกอบด้วย เครื่องปลดวงจร (Disconnecting Means) และเครื่องป้องกนักระแสเกิน (Overcurrent Protective Device) หน้าที่ของเมน สวิตช์ คือ คอยควบคุมการใช้ไฟฟ้า ให้เกิดความปลอดภยั ในกรณีที่เกิดกระแสไฟฟ้าเกิน หรือ เกิด ไฟฟ้าลดัวงจรเราสามารถสับหรือปลดออกไดท้นัทีเพื่อตดัไม่ใหก้ระแสไฟฟ้าไหลเขา้มายงัอาคาร 2.เบรกเกอร์(เซอร์กิตเบรกเกอร์) หรือ สวิชตอ์ตัโนมตัิหมายถึงอุปกรณ์ที่สามารถใชส้ ับ หรือ ปลดวงจรไฟฟ้ าได้โดยอตัโนมตัิโดยกระแสลดัวงจรน้ัน ต้องไม่เกินขนาดพิกัด ในการตดักระแส ลัดวงจรของเครื่อง (IC) 3. ฟิวส์เป็นอุปกรณ์ป้องกนักระแสไฟฟ้าเกินชนิดหน่ึง โดยจะตดัวงจรไฟฟ้าอตัโนมตัิเมื่อมี กระแสไฟฟ้าไหลเกินค่าที่กา หนด และเมื่อฟิวส์ทา งานแลว้จะตอ้งเปลี่ยนฟิวส์ใหม่ขนาดพิกดัการตดั กระแสลัดวงจร (IC) ของฟิวส์ตอ้งไม่ต่า กวา่ขนาดกระแสลดัวงจรที่ผา่นฟิวส์ 4. เครื่องตดัไฟรั่ว หมายถึง สวิชตอ์ตัโนมตัิที่สามารถปลดวงจรไดอ้ยา่งรวดเร็ว ภายในระยะเวลาที่ กา หนด เมื่อมีกระแสไฟฟ้ารั่วไหลลงดินในปริมาณที่มากกว่าค่าที่กา หนดไว้เครื่องตดัไฟรั่วมักจะใช้ เป็นอุปกรณ์ป้องกนัเสริมกบัระบบสายดิน เพื่อป้องกนัอนัตรายจากไฟฟ้าดูด กรณีเครื่องใชไ้ฟฟ้าที่ใชม้ี ไฟรั่วเกิดข้ึน 5. สายดิน คือสายไฟเส้นที่มีไวเ้พื่อให้เกิดความปลอดภยัต่อการใช้ไฟฟ้า ปลายดา้นหน่ึงของ สายดิน จะตอ้งมีการต่อลงดิน ส่วนปลายอีกดา้นหน่ึงจะต่อเขา้กบัวตัถุหรือเครื่องใชไ้ฟฟ้า ที่ตอ้งการให้ มีศกัยไ์ฟฟ้าเป็นศูนยเ์ท่ากบัพ้ืนดิน
279 6. เตา้รับ หรือปลกั๊ตวัเมียคือข้วัรับสา หรับหวัเสียบ จากเครื่องใชไ้ฟฟ้า ปกติเตา้รับจะติดต้งัอยู่ กบัที่เช่น ติดอยกู่บัผนงัอาคาร เป็นตน้ 7. เตา้เสียบ หรือปลกั๊ตวัผู้คือข้วัหรือหวัเสียบจากเครื่องใชไ้ฟฟ้าเพื่อเสียบเขา้กบัเตา้รับ ทา ให้ สามารถใชเ้ครื่องใชไ้ฟฟ้าน้นัได้ 8. เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภท 1 หมายถึง เครื่องใช้ไฟฟ้าทวั่ ไปที่มีความหนาของฉนวนไฟฟ้า เพียงพอ ส าหรับการใช้งานปกติเท่าน้ัน โดยมักมีเปลือกนอก ของเครื่องใช้ไฟฟ้าทา ด้วยโลหะ เครื่องใชไ้ฟฟ้าประเภทน้ีผผู้ลิตจา เป็นจะตอ้งมีการต่อสายดินของอุปกรณ์ไฟฟ้าเขา้กบัส่วนที่เป็นโลหะ น้นัเพื่อใหส้ามารถต่อลงดินมายงัตูเ้มนสวชิต์โดยผา่นทางข้วัสายดินของเตา้เสียบ-เต้ารับ 9. เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภท 2 หมายถึง เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีการหุ้มฉนวน ส่วนที่มีไฟฟ้ า ด้วย ฉนวนที่มีความหนาเป็น 2 เท่าของความหนาที่ใช้ส าหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าทวั่ๆ ไป เครื่องใช้ไฟฟ้า ประเภทน้ีไม่จา เป็นตอ้งต่อสายดิน 10. เครื่องใชไ้ฟฟ้าประเภท 3 หมายถึง เครื่องใชไ้ฟฟ้าที่ใชก้บัแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบัไม่เกิน 50โวลต์เครื่องใชไ้ฟฟ้าประเภทน้ีไม่ตอ้งมีสายดิน การป้องกนัอนัตรายจากไฟฟ้าและการช่วยเหลอืผู้ประสบอนัตรายจากไฟฟ้า 1. การป้ องกันอันตรายจากไฟฟ้ า สายไฟฟ้ าและเครื่องใช้ไฟฟ้ าตามปกติจะต้องมีฉนวนหุ้ม และมี การต่อสายอย่างถูกตอ้งและแข็งแรง เมื่อใช้ไฟฟ้าเป็นระยะเวลานาน ฉนวนไฟฟ้าอาจชา รุดฉีกขาด รอยต่อหลวม หรือหลุดได้เมื่อผใู้ชไ้ฟฟ้า สัมผสัส่วนที่เป็นโลหะจะเกิดกระแสไฟฟ้าผา่นร่างกายลงดินอนัตรายถึง เสียชีวติได้จึงควรป้องกนัเบ้ืองตน้ดงัน้ีคือ 1. ตรวจดูฉนวน รอยต่อของสายไฟฟ้าก่อนใชง้าน 2. ใชไ้ขควงขนัรอยต่อสายไฟฟ้ากบัอุปกรณ์ใหแ้น่นอยใู่นสภาพดีพร้อมที่จะใชง้าน 2. การปฐมพยาบาลและการเคลอื่นย้ายผู้ประสบอนัตรายจากไฟฟ้า การต่อสายดิน คือการต่อสายไฟฟ้าขนาดที่เหมาะสมจากเปลือกโลหะของอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือ เครื่องใชไ้ฟฟ้าน้นัลงสู่ดิน เพื่อให้กระแสที่รั่วออกมาไหลลงสู่ดิน ท าให้ผู้ใช้ไฟฟ้ าปลอดภัยจากการถูก กระแสไฟฟ้ า 3.การต่อสายดินและต่ออุปกรณ์ป้องกนักระแสไฟฟ้ารั่ว อุปกรณ์การป้องกนักระแสไฟฟ้ารั่ว การเกิดกระแสไฟฟ้ารั่วในระบบจา หน่ายไฟฟ้าทวั่ ไปน้นั มีโอกาสเกิดข้ึนไดเ้นื่องจากการใชง้าน ความเสื่อมของฉนวนตามอายุการใช้งานและอุบตัิเหตุต่าง ๆที่
280 อาจจะเกิดข้ึนได้กระแสไฟฟ้ารั่วและการเกิดกระแสไฟฟ้าลดัวงจร (short circuit) น้นั ไม่มีผใู้ดทราบ ล่วงหน้าได้จึงจา เป็นที่จะตอ้งมีอุปกรณ์ที่ใช้เป็นเครื่องบอกเหตุต่าง ๆ ไว้และทา การตดัวงจรไฟฟ้า ก่อนที่จะเป็นอนัตราย วศิวกรคิดวธิีป้องกนัไฟฟ้ารั่วไว้ 2 วิธี คือ วธิีที่1คือการต่อสายดิน เมื่อกระแสไฟฟ้ารั่วไหลลงดินมีปริมาณมากพอ ท าให้เครื่องตัดวงจรท างานตัดวงจร กระแสไฟฟ้าในวงจรน้นัออกไป ทา ใหไ้ม่มีกระแสไฟฟ้า วธิีที่2 ใชเ้ครื่องป้องกนักระแสไฟฟ้ารั่ว โดยอาศัยหลักการของการเหนี่ยวน าไฟฟ้ าในหม้อแปลงไฟฟ้ าในสภาวะปกติกระแสไฟฟ้ า ไหลเขา้และไหลออกจากอุปกรณ์ไฟฟ้าในวงจรเท่ากนัเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดข้ึนในแกนเหล็กจาก ขดลวดปฐมภูมิท้ังสองขดเท่ากัน จึงหักล้างกันหมด กระแสไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิไม่มีเมื่อ กระแสไฟฟ้ารั่วเกิดข้ึน สายไฟฟ้าท้งัสองมีกระแสไหลไม่เท่ากนัทา ให้เกิดเส้นแรงแม่เหล็กในแกน เหล็กเหนี่ยวนา ไฟฟ้าข้ึนในขดลวดทุติยภูมิส่งสัญญาณไปทา ใหต้ดัวงจรไฟฟ้าออก ผูป้ระสบอนัตรายจากกระแสไฟฟ้าจะเกิดอาการสิ้นสติ(shock) ผูท้ี่อยู่ขา้งเคียงหรือผูท้ี่พบ เหตุการณ์จะตอ้งรีบช่วยเหลืออยา่งถูกวธิีดงัน้ี ข้นัแรก ตดัวงจรกระแสไฟฟ้าออกโดยเร็วข้นัสองแยกผปู้่วยออกดว้ยการใชฉ้นวน เช่น สายยาง ผา้แหง้หรือกิ่งไมแ้หง้คลอ้งดึงผปู้่วยออกจากสายไฟ หา้มใชม้ือจบัโดยเด็ดขาด ถา้ผปู้่วยไม่หายใจให้รีบ ช่วยหายใจดว้ยการจบัผปู้่วยนอนราบไปกบัพ้ืน ยกศีรษะให้หงายข้ึนเล็กน้อยบีบจมูก พร้อมเป่าลมเขา้ ปากเป็นระยะๆ โดยเป่าให้แรงและเร็ว ประมาณนาทีละ 10คร้ัง จนเห็นทรวงอกกระเพื่อม ทา ต่อไป เรื่อยๆแลว้รีบนา ส่งโรงพยาบาล ทา การพยาบาลโดยการให้ออกซิเจนช่วยในการหายใจและนวดหวัใจ ด้วย 3.6 การอนุรักษ์พลงังานไฟฟ้ า การอนุรักษ์พลงังาน ความหมายของการอนุรักษ์พลังงาน คือการผลิตและการใชพ้ลงังานอยา่งมีประสิทธิภาพ และประหยดัการอนุรักษ์พลงังานนอกจากจะช่วยลดปริมาณการใช้พลังงาน ซ่ึงเป็นการประหยดั ค่าใชจ้่ายในกิจการแลว้ยงัจะช่วยลดปัญหาสิ่งแวดลอ้มที่เกิดจากแหล่งที่ใชและผลิตพลังงานด้วย ้ การอนุรักษ์พลังงาน คืออะไร การอนุรักษ์พลังงาน เป็ นวัตถุประสงค์หลักภายใต้ พระราชบญัญตัิการส่งเสริมการอนุรักษพ์ลงังาน พ.ศ.2535 ที่กา หนดใหก้ลุ่มเป้าหมายคืออาคารควบคุม และโรงงานควบคุม ตอ้งจดัเตรียมโครงสร้างพ้ืนฐาน เช่น ขอ้มูล บุคลากรแผนงาน เป็นตน้เพื่อนา ไปสู่ การอนุรักษพ์ลงังานตามกฎหมายและกิจกรรมการอนุรักษพ์ลงังานน้ียงัใชเ้ป็นกรอบและแนวทางปฏิบตัิ ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใชพ้ลงังานใหด้ียงิ่ข้ึน
281 การอนุรักษ์พลงังานตามกฎหมายต้องทา อะไรบ้าง พระราชบญัญตัิการส่งเสริมการอนุรักษ์พลงังาน พ.ศ.2535 ไดก้า หนดให้ผูท้ี่เจา้ของอาคาร ควบคุมและโรงงานควบคุม มีหนา้ที่ดา เนินการอนุรักษพ์ลงังานในเรื่องดงัต่อไปน้ี 1. จดัให้มีผรู้ับผิดชอบดา้นพลงังานอยา่งน้อย 1คน ประจา ณ อาคารควบคุมและโรงงาน ควบคุมแต่ละแห่ง 2. ดา เนินการอนุรักษพ์ลงังานใหเ้ป็นไปตามมาตรฐานที่กา หนดไว้ 3. ส่งขอ้มูลเกี่ยวกบัการผลิตการใชพ้ลงังานและการอนุรักษพ์ลงังาน ให้แก่กรมพฒันาและ ส่งเสริมพลงังาน 4. บนัทึกขอ้มูลการใชพ้ลงังาน การติดต้งัหรือเปลี่ยนแปลงเครื่องจกัร หรืออุปกรณ์ที่มีผล ต่อการใชพ้ลงังานและการอนุรักษพ์ลงังาน 5. กา หนดเป้าหมายและแผนอนุรักษพ์ลงังานส่งใหก้รมพฒันาและ ส่งเสริมพลงังาน 6. ตรวจสอบและวิเคราะห์การปฏิบัติตามเป้ าหมายและแผน การอนุรักษ์พลังงาน รายละเอียดและวิธีปฏิบตัิต่างๆ ในขอ้2 ถึงขอ้6 จะประกาศออกเป็นกฎกระทรวง โดยได้ สรุปสาระสา คญั ไวใ้นหวัขอ้เรื่องข้นัตอนการดา เนินการอนุรักษพ์ลงังานตามกฎหมายข้นัตอนที่จะน า คุณไปสู่ความสา เร็จในการอนุรักษพ์ลงังานและถูกตอ้งตามขอ้กา หนดในกฎหมาย วธิีการอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้ า โดยทวั่ ไป "เครื่องใช้ไฟฟ้ า" ภายในบ้านมักมีการใช้พลังงานสูงแทบทุกชนิด ดงัน้นัผใู้ชค้วร ตอ้งมีความรู้และทราบถึงวิธีการใชไ้ฟฟ้าอยา่งมีประสิทธิภาพ เพื่อลดค่าไฟฟ้าภาย ในบา้นลงและลด ปัญหาในเรื่องการใชพ้ลงังานอยา่งผดิวธิีดว้ย เอกสารน้ีจะขอกล่าวถึงเครื่องใชไ้ฟฟ้าบางชนิดที่ยงัไม่ได้ จดัทา เป็นเอกสารเผยแพร่มาก่อนหนา้น้ี เครื่องท าน ้าอุ่นไฟฟ้ า
282 การใช้อย่างประหยดัพลงังานและถูกวธิี 1. ควรพิจารณาเลือกเครื่องท าน้า อุ่นใหเ้หมาะสมกบัการใชเ้ป็นหลกัเช่น ตอ้งการ ใชน้ ้า อุ่นเพื่อ อาบน้า เท่าน้นัก็ควรจะติดต้งัชนิดทา น้า อุ่นไดจุ้ดเดียว 2. ควรเลือกใชฝ้ักบวัชนิดประหยดัน้า (Water Efficient Showerhead) เพราะ สามารถ ประหยัด น้า ไดถ้ึงร้อยละ25-75 3. ควรเลือกใชเ้ครื่องทา น้า อุ่นที่มีถงัน้า ภายในตัวเครื่องและมีฉนวนหุ้ม เพราะ สามารถลดการใช้ พลังงานได้ร้อยละ 10-20 4. ควรหลีกเลี่ยงการใชเ้ครื่องทา น้า อุ่นไฟฟ้าชนิดที่ไม่มีถงัน้า ภายในเพราะจะทา ใหส้ิ้น เปลืองการ ใช้พลังงาน 5. ปิดวาลว์น้า และสวติซ์ทนัทีเมื่อเลิกใชง้าน โทรทัศน์ การเลอืกใช้อย่างถูกวธิีและประหยดพลังงาน ั 1. การเลือกใช้โทรทัศน์ควรค านึงถึงความต้องการใช้งาน โดยพิจารณาจากขนาดและการใชก้า ลงัไฟฟ้า 2. โทรทศัน์สีระบบเดียวกนัแต่ขนาดต่างกนัจะใชพ้ลงังานต่างกนัดว้ยกล่าวคือโทรทัศน์สีที่มีขนาด ใหญ่และมีราคาแพงกวา่จะใชก้า ลงัไฟมากกวา่ โทรทศัน์สีขนาดเล็กเช่น - ระบบทวั่ ไป ขนาด 16 นิ้วจะเสียค่าไฟฟ้ามากกวา่ขนาด 14 นิ้วร้อยละ5 หรือ - ขนาด 20 นิ้วจะเสียค่าไฟฟ้ามากกวา่ขนาด 14 นิ้วร้อยละ30 - ระบบรีโมทคอนโทรล ขนาด 16 นิ้วจะเสียค่าไฟฟ้ามากกวา่ขนาด 14 นิ้วร้อยละ5 - หรือขนาด 20 นิ้วจะเสียค่าไฟฟ้ามากกวา่ขนาด 14 นิ้วร้อยละ 34 -โทรทศัน์สีที่มีระบบรีโมทคอนโทรลจะใชไ้ฟฟ้ามากกวา่ โทรทศัน์สีระบบทวั่ ไป ที่มีขนาด เดียวกนัเช่น -โทรทัศน์สีขนาด 16 นิ้วระบบรีโมทคอนโทรลเสียค่าไฟฟ้ามากกวา่ระบบธรรมดา ร้อยละ5 -โทรทัศน์สีขนาด 20 นิ้วระบบรีโมทคอนโทรลเสียค่าไฟฟ้ามากกวา่ระบบธรรมดา ร้อยละ18 3. อยา่เสียบปลกั๊ทิ้งไว้เพราะโทรทศัน์จะมีไฟฟ้าหล่อเล้ียงระบบภายในอยตู่ลอดเวลา นอกจากน้นั อาจก่อให้เกิดอนัตรายในขณะที่ฟ้าแลบได้ 4. ปิดเมื่อไม่มีคนดูหรือต้งัเวลาปิดโทรทศัน์โดยอตัโนมตัิเพื่อช่วยประหยดั ไฟฟ้า 5. ไม่ควรเสียบปลกั๊เครื่องเล่นวิดีโอในขณะที่ยงัไม่ตอ้งการใช้เพราะเครื่องเล่นวดิีโอจะทา งานอยู่ ตลอดเวลาจึงทา ใหเ้สียค่าไฟฟ้าโดยไม่จา เป็น 6. พิจารณาเลือกดูรายการเอาไวล้่วงหนา้ดูเฉพาะรายการที่เลือกตามช่วงเวลาน้นัๆหากดูรายการ เดียวกนัควรเปิดโทรทศัน์เพียงเครื่องเดียว
283 พัดลม การใช้อย่างประหยดัพลงังานและถูกวธิี พดัลมต้งัโต๊ะจะมีราคาต่า กว่าพดัลมต้งัพ้ืน และใช้พลงังานไฟฟ้าต่า กว่า ท้งัน้ีเพราะ มีขนาด มอเตอร์และกา ลงัไฟต่า กวา่แต่พดัลมต้งัพ้ืนจะให้ลมมากกวา่ดงัน้นั ในการเลือกใช้จึงมีขอ้ที่ควรพิจารณา ดงัน้ี 1. พิจารณาตามความต้องการและสถานที่ที่ใช้ เช่น ถา้ใชเ้พียงคนเดียว หรือไม่เกิน 2 คน ควรใชพ้ดัลมต้งัโตะ๊ 2. อยา่เสียบปลกั๊ทิ้งไว้โดยเฉพาะพัดลมที่มีระบบรีโมทคอนโทรล เพราะจะมี ไฟฟ้ าไหล เข้าตลอดเวลา เพื่อหล่อเล้ียงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ 3. ควรเลือกใช้ความแรงหรือความเร็วของลมใหเ้หมาะสมกบัความตอ้งการและสถาน ที่ เพราะหากความแรงของลมมากข้ึนจะใชไ้ฟฟ้ามากข้ึน 4. เมื่อไม่ตอ้งการใชพ้ดัลมควรรีบปิด เพื่อใหม้อเตอร์ไดม้ีการพกัและไม่เสื่อมสภาพ เร็ว เกินไป 5. ควรวางพดัลมในที่มีอากาศถ่ายเทสะดวกเพราะพัดลมใช้หลักการดูดอากาศจาก บริเวณ รอบๆ ทางด้านหลังของตัวใบพัด แลว้ปล่อยออกสู่ดา้นหนา้เช่น ถา้อากาศบริเวณรอบ พดัลมอบัช้ืน ก็ จะไดใ้นลกัษณะลมร้อนและอบัช้ืนเช่นกนันอกจากน้ีมอเตอร์ยงัระบายความ ร้อนไดด้ีข้ึน ไม่ เสื่อมสภาพเร็วเกินไป
284 กระติกน ้าร้อนไฟฟ้ า การใช้อย่างประหยดัพลงังานและถูกวธิี 1. ควรเลือกซ้ือรุ่นที่มีฉนวนกนัความร้อนที่มีประสิทธิภาพ 2. ใส่น้า ใหพ้อเหมาะกบัความตอ้งการหรือไม่สูงกวา่ระดบัที่กา หนดไว้เพราะนอกจากไม่ ประหยดัพลงังานยงัก่อใหเ้กิดความเสียหายต่อกระติก 3. ระวงัอยา่ ใหน้ ้า แหง้หรือปล่อยใหร้ะดบัน้า ต่า กวา่ขีดกา หนด เพราะเมื่อน้า แหง้จะทา ใหเ้กิด ไฟฟ้ าลัดวงจรในกระติกน้า ร้อน เป็นอนัตรายอยา่งยงิ่ 4. ถอดปลกั๊เมื่อเลิกใชน้ ้า ร้อนแลว้เพื่อลดการสิ้นเปลืองพลงังาน ไม่ควรเสียบปลกั๊ตลอดเวลา ถา้ไม่ตอ้งการใชน้ ้า แลว้แต่ถา้หากมีความตอ้งการใชน้ ้า ร้อนเป็นระยะๆ ติดต่อกนัเช่น ใน สถานที่ทา งานบางแห่งที่มีน้า ร้อนไวส้า หรับเตรียมเครื่องดื่มตอ้นรับแขกก็ไม่ควรดึง ปลกั๊ ออกบ่อยๆ เพราะทุกคร้ังเมื่อดึงปลกั๊ออกอุณหภูมิของน้า จะค่อยๆ ลดลงกระติกน้า ร้อน ไม่ สามารถเก็บความร้อนไดน้าน เมื่อจะใชง้านใหม่ก็ตอ้งเสียบปลกั๊และเริ่มทา การตม้น้า ใหม่ เป็ นกาสิ้นเปลืองพลังงาน 5. ไม่ควรเสียบปลกั๊ตลอดเวลาถ้าไม่ตอ้งการใชน้ ้า ร้อนแลว้ 6. อยา่นา สิ่งใดๆ มาปิดช่องไอน้า ออก 7. ตรวจสอบการทา งานของอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิให้อยใู่นสภาพใชง้านไดเ้สมอ 8. ไม่ควรต้งัไวใ้นหอ้งที่มีการปรับอากาศ เครื่องดูดฝุ่น การใช้อย่างประหยดัพลงังานและถูกวธิี 1. ควรเลือกขนาดของเครื่องตามความจ าเป็ นในการใช้งาน 2. วสัดุที่เป็นพรมหรือผา้ซ่ึงฝ่นุสามารถเกาะอยา่งแน่นหนาควรใชเ้ครื่องที่มีขนาด กา ลงัไฟฟ้า มาก (Heavy Duty) ส่วนบา้นเรือนที่เป็นพ้ืนไม้พ้ืนปูน หรือหินอ่อนที่ง่ายต่อการ ทา ความ สะอาด เพราะฝ่นุละอองไม่เกาะติดแน่น ควรใช้เครื่องดูดฝุ่ นที่มีกา ลงัไฟฟ้าต่า ซึ่ง จะไม่สิ้นเปลืองการใชไ้ฟฟ้า 3. ควรหมนั่ถอดตวักรองหรือตะแกรงดกัฝ่นุออกมาทา ความสะอาด เพราะถา้เกิด การอุดตัน นอกจากจะทา ให้ลดประสิทธิภาพการดูด ดูดฝุ่นไม่เตม็ที่และเพิ่มเวลา การดูดฝุ่ น เป็นการเพิ่มปริมาณการใชไ้ฟฟ้าของมอเตอร์ที่ตอ้งทา งานหนกัและ อาจไหม้ได้ 4. ควรใช้ในห้องที่มีอากาศถ่ายเทไดด้ีเพื่อเป็นการระบายความร้อนของตวัมอเตอร์
285 5. ไม่ควรใชดู้ดวสัดุที่มีส่วนประกอบของน้า ความช้ืน และของเหลวต่างๆ รวมท้งัสิ่งของที่มี คม และของที่กา ลงัติดไฟ เช่น ใบมีดโกน บุหรี่เป็นตน้เพราะอาจก่อให้เกิดอนัตราย ต่อ ส่วนประกอบต่างๆ 6. ควรหมนั่ถอดถุงผา้หรือกล่องเก็บฝ่นุออกมาเททิ้งอยา่ ใหส้ะสมจนเตม็เพราะ มอเตอร์ต้อง ทา งานหนกัข้ึน อาจทา ใหม้อเตอร์ไหมไ้ด้และยงัทา ใหก้ารใชไ้ฟฟ้าสิ้นเปลืองข้ึน 7. ใชห้วัดูดฝ่นุให้เหมาะกบัลกัษณะฝ่นุหรือสถานที่เช่น หวัดูดชนิดปากปลายแหลมจะใชก้บั บริเวณที่เป็ นซอกเล็กๆ หัวดูดที่แปรง ใชก้บัโคมไฟ เพดาน กรอบรูป เป็ นต้น ถ้าใช้ผิด ประเภท จะท าให้ประสิทธิภาพการดูดลดลง สิ้นเปลืองพลงังานไฟฟ้า 8. ก่อนดูดฝุ่นควรตรวจสอบขอ้ต่อของท่อดูดหรือชิ้นส่วนต่างๆ ใหแ้น่น มิฉะน้นัอาจเกิดการรั่วของอากาศ ประสิทธิภาพของเครื่องจะลดลง และมอเตอร์อาจท างานหนักและไหม้ได้ เครื่องปรับอากาศ การใช้อย่างประหยดัพลงังานและถูกวธิี 1. การเลือกขนาดเครื่องปรับอากาศที่เหมาะสม ขนาดของเครื่องปรับอากาศที่ใช้ท า ความเยน็ ใหแ้ก่ห้องต่างๆ ภายในบา้น โดยเฉลี่ยความสูงของหอ้ง โดยทวั่ ไปที่2.5-3 เมตรอาจประมาณคร่าวๆ จากค่าต่อไปน้ี - ห้องรับแขก ห้องอาหาร ประมาณ 15 ตร.ม./ตันความเย็น - ห้องนอนที่เพดานห้องเป็ นหลังคา ประมาณ 20 ตร.ม./ตันความเย็น - หอ้งนอนที่เพดานหอ้งเป็นพ้ืนของอีกช้นัหน่ึง ประมาณ 23 ตร.ม./ตันความเย็น 2. การเลือกซื้อเครื่องปรับอากาศ - ควรเลือกซ้ือเครื่องที่มีเครื่องหมายการคา้เป็นที่รู้จกัทวั่ ไป เพราะเป็ นเครื่องที่มี คุณภาพสามารถเชื่อถือปริมาณความเยน็และพิจารณาการสิ้นเปลืองพลงังานไฟฟ้าของ ตัวเครื่องที่ปรากฏอยใู่นแคตตาล็อคผผู้ลิตเป็นสา คญั - หากเครื่องที่ตอ้งการซ้ือมีขนาดไม่เกิน 25,000 บีทียู/ชม.ควร เลือกเครื่องที่ผา่นการรับรองการใชพ้ลงังานไฟฟ้าหมายเลข5 ซึ่ง แสดงวา่เป็นเครื่องที่มีประสิทธิภาพสูง ประหยดัพลงังานไฟฟ้าโดยมี ฉลากปิดที่ตวัเครื่องให้เห็นไดอ้ยา่งชดัเจน - ถา้ตอ้งการซ้ือเครื่องปรับอากาศที่มีขนาดใหญ่กวา่ 25,000 บีทียู/ชม.ให้เลือก เครื่องที่มีการใช้ไฟไม่เกิน 1.40 กิโลวตัตต์ ่อ1 ตนัความเยน็หรือมีค่า EER (Energy Efficiency Ratio) ไม่นอ้ยกวา่ 8.6 บีทียู ชม./วัตต์ โดยดูจากแคตตาล็อคผู้ผลิต
286 3. การใช้งานเครื่องปรับอากาศ การใชง้านเครื่องปรับอากาศอยา่งถูกตอ้ง ช่วยให้ เครื่องทา งานอยา่งมีประสิทธิภาพ และประหยัด พลังงานไฟฟ้ า สามารถทา โดยวธิีการดงัต่อไปน้ี - ปรับต้งัอุณหภูมิของห้องใหเ้หมาะสม หอ้งรับแขก หอ้งนงั่เล่น และห้องอาหารอาจต้งั อุณหภูมิไม่ให้ต่า กวา่ 25 ํ C สา หรับหอ้งนอนน้นัอาจต้งัอุณหภูมิ สูงกวา่น้ีได้ท้งัน้ีเพราะร่างกายมนุษยข์ณะหลบัมิไดเ้คลื่อนไหว อีกท้งัการคายเหงื่อก็ลดลง หากปรับอุณหภูมิเป็ น 26-28 ํ C ก็ ไม่ทา ใหรู้้สึกร้อนเกินไป แต่จะช่วยลดการใชไ้ฟฟ้าไดป้ระมาณร้อยละ15-20 - ปิดเครื่องปรับอากาศทุกคร้ังที่เลิกใชง้าน หากสามารถทราบเวลาที่ แน่นอน ควรต้งัเวลาการทา งานของตวัเครื่องไวล้่วงหนา้ เพื่อให้เครื่องหยุดเอง โดยอัตโนมัติ - อยา่นา สิ่งของไปกีดขวางทางลมเขา้และลมออกของคอนเดนซิ่งยนูิตจะ ท าให้เครื่องระบายความร้อนไม่ออกและตอ้งทา งานหนกัมากข้ึน - อยา่นา รูปภาพหรือสิ่งของไปขวางทางลมเขา้และลมออก ของแฟนคอยล์ยูนิต จะ ทา ใหห้อ้งไม่เยน็ - ควรเปิดหลอดไฟและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ภายในห้องเฉพาะ เท่าที่จา เป็นต่อการใชง้านเท่าน้นัและปิดทุกคร้ังเมื่อใชง้านเสร็จ เพราะหลอดไฟและอุปกรณ์ไฟฟ้ าบางชนิดขณะ เปิ ดใช้งาน จะมี ความร้อนออกมาทา ใหอุ้ณหภูมิในหอ้งสูงข้ึน - หลีกเลี่ยงการน าเครื่องครัว หรือภาชนะที่มีผวิหนา้ร้อนจดัเช่น เตาไฟฟ้ากะทะร้อน หมอ้ตม้น้า หมอ้ตม้ สุก้ีเข้าไปในห้องที่มีการปรับอากาศควรปรุงอาหารในครัว แล้วจึงน าเข้า มารับประทานภายในห้อง - ในช่วงเวลาที่ไม่ใชห้อ้งหรือก่อนเปิด เครื่องปรับอากาศสัก 2 ชวั่ โมงควรเปิด ประตูหนา้ต่าง ทิ้งไวเ้พื่อให้อากาศบริสุทธ์ิภายนอกเขา้ไปแทนที่อากาศ เก่าในหอ้งจะช่วยลดกลิ่นต่าง ๆ ใหน้อ้ยลงโดยไม่ จ าเป็ นต้องเปิ ดพัดลมระบายอากาศ ซึ่งจะท าให้เครื่องปรับ อากาศทา งานหนกัข้ึน
287 - ควรปิ ดประตูหนา้ต่างใหส้นิทขณะใชง้านเครื่องปรับอากาศเพื่อป้องกนัมิให้ อากาศร้อนจากภายนอกเขา้มาอนัจะทา ใหเ้ครื่องตอ้งทา งานมากข้ึน - ไม่ควรปลูกตน้ ไม้หรือตากผา้ภายในหอ้งที่มีเครื่องปรับอากาศเพราะความช้ืน จาก สิ่งเหล่าน้ีจะทา ใหเ้ครื่องตอ้งทา งานหนกัข้ึน เครื่องปรับอากาศ การใช้อย่างประหยดัพลงังานและถูกวธิี - ปิ ดไฟเมื่อไม่ใช้งานเป็นเวลานานกวา ่ 15 นาทีจะช่วยประหยดัไฟ โดยไม่มีผลกระทบต่ออายกุาร ใชง้านของอุปกรณ์เช่น ในช่วงพกัเที่ยงของสา นกังาน ในหอ้งเรียน ส่วน ตามบา้น เช่น ในหอ้งน้า ใน ครัวเป็ นต้น - เปิ ด ปิ ดไฟ โดยอัตโนมัติโดยใชอุ้ปกรณ์ต้งัเวลาหรือสั่งจากระบบควบคุม อตัโนมตัิซ่ึงจะช่วย ป้องกนัการลืมปิดไฟหลงัเลิกงานในอาคารสา นกังาน หรือสั่งปิดไฟ บริเวณระเบียงทางเดินในโรงแรม เป็ นต้น - ใช้อุปกรณ์ตรวจจับความเคลื่อนไหว (Occupancy Sensor) เหมาะกบัหอ้ง ประชุม หอ้งเรียน และ ห้องท างานส่วนตวั โดยทวั่ ไปมี2 ชนิด คือ อินฟราเรด และอัลตร้า โซนิค ตารางมาตรฐานความสว่าง (มาตรฐาน IES) ลกัษณะพ้ืนที่ใชง้าน ความสวา่ง (ลกัซ์) พ้นืที่ทา งานทวั่ ไป 300-700 พ้นืที่ส่วนกลาง ทางเดิน 100-200 ห้องเรียน 300-500 ร้านค้า / ศูนย์การค้า 300-750 โรงแรม : บริเวณทางเดิน 300 ห้องครัว 500 หอ้งพกัหอ้งน้า 100-300 โรงพยาบาล : บริเวณทวั่ ไป 100-300 ห้องตรวจรักษา 500-1,000 บา้นที่อยอู่าศยั: ห้องนอน 50 หัวเตียง 200 หอ้งน้า 100-500 หอ้งนงั่เล่น 100-500 บริเวณบันได 100 ห้องครัว 300-500
288 เรื่องที่ 4 แสง 3.7 แสง และคุณสมบัติของแสง แสงส่วนใหญ่ที่เราไดร้ับมาจากดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกา เนิดแสงที่เกิดข้ึนเองตามธรรมชาติส่วน แสงจาก ดวงจันทร์ที่เราเห็นในเวลาค ่าคืน เป็ นแสงจากดวง อาทิตย์ตกกระทบผิวดวงจันทร์แล้วสะท้อน มายงัโลก นอกจากแหล่งกา เนิดแสงในธรรมชาติแล้ว ยงัมีแหล่งกา เนิดแสงที่มนุษยส์ร้างข้ึน เช่น หลอดไฟ ตะเกียง เทียนไขเป็นตน้แสงมีประโยชน์และเป็นสิ่งจา เป็นต่อสิ่งมีชีวติ เมื่อจุดเทียนไขในห้องมืด เราจะเห็นเปลวเทียนไขสวา่ง เนื่องจากแสงจากเปลว เทียนไขมาเขา้ ตา ส่วนสิ่งของอื่นๆ ในห้องที่เราเห็นได้เป็นเพราะแสงจากเปลว เทียนไขไปตกกระทบสิ่งของน้นัๆ แล้วสะท้อนมาเข้าตา แสงที่เคลื่อนที่มาเข้าตาหรือเคลื่อนที่ไปบริเวณใดๆ ก็ตามจะเคลื่อนที่ในแนว เส้นตรง เช่น ถา้ให้แสงผ่านรูบนกระดาษแข็ง ๓ แผ่น ถา้ช่องของรูบนกระดาษแข็งไม่อยู่บนแนว เดียวกนัจะมองไม่เห็นเปลวเทียนและ หลงัจากปรับแนวช่องท้งัสามให้อยใู่นแนวเดียวกนัแล้ว สังเกต ไดว้า่ถา้ร้อยเชือกและดึงเชือกเป็นเส้นตรงเดียวกนัได้จะมองเห็นเปลวเทียนไขแสดงวา่ "แสงเคลื่อนที่ เป็ นเส้นตรง"เราสามารถเขียนเส้นตรงแทนลา แสงน้ีได้และเรียกเส้นตรงน้ีวา่ รังสีของแสง การเขียน เส้นตรงแทนรังสีของแสงน้ีใชเ้ส้นตรงที่มีหัวลูกศรกา กบัเส้นตรงน้นั โดยเส้นตรงแสดงลา แสงเล็กๆ และหวัลูกศรแสดงทิศการเคลื่อนที่กล่าวคือ หวัลูกศรช้ีไปทางใด แสดงวา่แสงเคลื่อนที่ไปทางน้นั การมองเห็นวตัถุใดๆ ต้องมีแสงจากวตัถุมาเข้าตา ซึ่งแบ่งได้เป็น 2 กรณีคือ 1. เมื่อวตัถุน้นัมีแสงสวา่งในตวัเอง จะมีแสงสวา่งจากวตัถุเขา้ตาโดยตรง 2. วตัถุน้ันไม่มีแสงสว่างในตวัเอง ตอ้งมีแสงจากแหล่งกา เนิดแสงอื่นกระทบวตัถุน้นัแล้ว สะทอ้นเขา้ตาเมื่อแสงเคลื่อนที่ไปกระทบวตัถุต่างๆ วตัถุบางชนิดแสงผา่นไปได้แต่วตัถุบางชนิดแสง ผา่นไปไม่ได้ เราอาจแบ่งวตัถุตามปริมาณแสงและลกัษณะที่แสงผา่นวตัถุได้3 ประเภทดงัน้ี 1.วตัถุโปร่งใส หมายถึงวตัถุที่แสงผา่นไดห้มดหรือเกือบหมดอยา่งเป็นระเบียบ เราจึงสามารถ มองผา่นวตัถุโปร่งใส และมองเห็นวตัถุที่อยู่อีกขา้งหน่ึงไดอ้ย่างชดัเจน วตัถุโปร่งใสมีหลายชนิด เช่น อากาศกระจกใส แกว้ใส่น้า และแผน่พลาสติกใส เป็ นต้น
289 2. วัตถุโปร่งแสง หมายถึง วตัถุที่แสงผา่นไดอ้ยา่งไม่เป็นระเบียบ เมื่อเรามองผา่นวตัถุโปร่ง แสง จึงเห็นวตัถุอีกดา้นหน่ึงไม่ชดัเจน เช่น กระดาษชุบน้า มนักระจกฝ้า กระดาษไขหรือกระดาษลอก ลาย และหมอก เป็ นต้น 3. วัตถุทึบแสง หมายถึง วตัถุที่แสงผา่นไปไม่ได้เช่นผา้แผน่ ไม้แผน่อะลูมิเนียม แผน่สังกะสี กระดาษหนา เหล็ก และทองแดง เป็ นต้น ดงัที่ไดเ้รียนมาแลว้แสง เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถเคลื่อนที่ไดโ้ดยไม่ตอ้งอาศยัตวักลาง และมีการเคลื่อนที่แนวเส้นตรงในตัวกลางชนิดอื่น ๆ จะเคลื่อนที่ผา่นตวักลางแต่ละชนิดดว้ยความเร็ว ไม่เท่ากนั ตัวกลางใดมีความหนาแน่นมากแสงจะเคลื่อนที่ผา่นตวักลางน้นัดว้ยความเร็วน้อย ถ้าแสง เคลื่อนที่ผ่านไม่ได้ก็เป็นเพราะวตัถุมีการดูดกลืน สะทอ้นแสง หรือการแทรกสอดของแสง น้นัคือ คุณสมบตัิของแสงที่จะกล่าวในหน่วยน้ี คุณสมบัติของแสง คุณสมบัติต่างๆ ของแสงแต่ละคุณสมบตัิน้นั เราสามารถน าหลักการมาใช้ประโยชน์ได้หลาย อย่าง เช่น คุณสมบตัิของการสะทอ้นแสงของวตัถุเรานา มาใช้ในการออกแบบแผ่นสะทอ้นแสงของ โคมไฟ การหกัเหของแสงนา มาออกแบบแผน่ ปิดหนา้โคมไฟ ซ่ึงเป็นกระจก หรือพลาสติกเพื่อบังคับ ทิศทางของแสงไฟ ที่ออกจากโคมไปในทิศที่ต้องการการกระจายตัวของล าแสงเมื่อกระทบตัวกลางเรา น ามาใช้ประโยชน์เช่นใชแ้ผน่พลาสติกใสปิดดวงโคมเพื่อลดความจา้จากหลอดไฟ ต่าง ๆ การดูดกลืน แสง เราน ามาท า เตาอบพลังงานแสงอาทิตย์เครื่องต้มพลังงานแสง และการแทรกสอดของแสง น ามาใช้ ประโยชน์ในกล้องถ่ายรูป เครื่องฉายภาพต่าง ๆ จะเห็นว่าคุณสมบตัิแสงดงักล่าวก็ได้นา มาใช้ใน ชีวติประจา วนัของมนุษยเ์ราท้งัน้นั การสะท้อนแสง(Reflection) การสะท้อนแสง หมายถึง การที่แสงไปกระทบกบัตวักลางแลว้สะทอ้นไปในทิศทางอื่นหรือ สะท้อนกลับมาทิศทางเดิมการสะท้อนของแสงน้ันข้ึนอยู่กบัพ้ืนผิวของวตัถุด้วยว่าเรียบหรือหยาบ โดยทวั่ ไปพ้ืนผิวที่เรียบและมนัจะทา ให้มุมของแสงที่ตกกระทบมีค่าเท่ากบัมุมสะทอ้นตา แหน่งที่แสง ตกกระทบกบัแสงสะทอ้นบนพ้ืนผิวจะเป็นตา แหน่งเดียวกนัดงัรูป ก.ลกัษณะของวตัถุดงักล่าว เช่น อลูมิเนียมขัดเงาเหล็กชุบโครเมียม ทอง เงินและกระจกเงาเป็นตน้แต่ถ้าหากวตัถุมีผิวหยาบ แสง สะท้อนก็จะมีลกัษณะกระจายกนัดงัรูป ข. เช่น ผนงัฉาบปูนกระดาษขาว โดยทวั่ ไปวตัถุส่วนใหญ่จะ เป็นแบบผสมข้ึนอยกู่บัผิวน้นัมีความมนัหรือหยาบมากกวา่ จะเห็นการสะท้อนแสงได้จากรูป ก. และ รูป ข.
290 รูป ก.การสะท้อนแสงบนวัตถุผิวเรียบ รูป ข. การสะท้อนแสงผิวขรุขระ กฎการสะท้อนแสง 1. รังสีตกกระทบ เส้นปกติและรังสีสะทอ้นยอ่มอยบู่นพ้ืนระนาบเดียวกนั 2. มุมในการตกกระทบยอ่มโตเท่ากบัมุมสะทอ้น การหักเหของแสง (Refraction) การหักเห หมายถึงการที่แสงเคลื่อนที่ผา่นตวักลางหน่ึงไปยงัอีกตวักลางหน่ึงทา ใหแ้นวลา แสงเกิด การเบี่ยงเบนไปจากแนวเดิม เช่น แสงผา่นจากอากาศไปยงัน้า ดงัแสดงในรูป รูปแสดงลกัษณะการเกดิหักเหของแสง สิ่งที่ควรทราบเกี่ยวกับการหักเหของแสง -ความถี่ของแสงยงัคงเท่าเดิม ส่วนความยาวคลื่น และความเร็วของแสงจะไม่เท่าเดิม - ทิศทางการเคลื่อนที่ของแสงจะอยใู่นแนวเดิมถา้แสงตกต้งัฉากกบัผวิรอยต่อของตวักลางจะไม่ อยใู่น แนวเดิม ถา้แสงไม่ตกต้งัฉากกบัผวิรอยต่อของตวักลาง ตวัอยา่งการใชป้ระโยชน์ของการหกัเหของแสง เช่น แผน่ ปิดหนา้โคมไฟ ซ่ึงเป็นกระจกหรือ พลาสติกเพื่อบังคับทิศทางของแสงไฟที่ออกจากโคมไปในทิศทางที่ต้องการ จะเห็นวา่แสงจาก
291 หลอดไฟจะกระจายไปยงัทุกทิศทางรอบหลอดไฟแต่เมื่อผา่นแผน่ ปิดหนา้โคมไฟแลว้ แสงจะมีทิศทาง เดียวกนัเช่นไฟหนารถยนต์ รถมอเตอร์ไซด์ ดังรูป ้ แสงที่ผา่นโคมไฟฟ้าหนา้รถยนตม์ ีทิศทางเดียวกนั การกระจายแสง (Diffusion) การกระจายแสง หมายถึงแสงขาวซึ่งประกอบด้วยแสงหลายความถี่ตกกระทบปริซึมแล้วท า ใหเ้กิดการหกัเหของแสง 2 คร้ัง (ที่ผวิรอยต่อของปริซึม ท้งัขาเขา้และขาออก) ทา ให้แสงสีต่าง ๆ แยก ออกจากกนัอยา่งเป็นระเบียบเรียงตามความยาวคลื่นและความถี่ที่เราเรียกวา่ สเปกตรัม (Spectrum) รุ้งกนิน า้ เป็ นการกระจายของแสง เกิดจากแสงขาวหกัเหผา่นผิวของละอองน้า ทา ให้แสงสีต่าง ๆ กระจายออกจากกนัแลว้เกิดการสะทอ้นกลบัหมดที่ผิวดา้นหลงัของละอองน้า แลว้หกัเหออกสู่อากาศ ทา ใหแ้ สงขาวกระจายออกเป็นแสงสีต่าง ๆ กนั แสงจะกระจายตัวออกเมื่อกระทบถูกผิวของตัวกลาง เรา ใชป้ระโยชน์จากการกระจายตวัของลา แสง เมื่อกระทบตวักลางน้ีเช่น ใชแ้ผน่พลาสติกใสปิดดวงโคม เพื่อลดความจา้จากหลอดไฟหรือโคมไฟชนิดปิดแบบต่าง ๆ
292 ภาพรุ้งกินน้า การทะลุผ่าน (Transmission) การทะลุผา่น หมายถึงการที่แสงพุง่ชนตวักลางแลว้ทะลุผา่นมนัออกไปอีกดา้นหน่ึง โดยที่ ความถี่ไม่เปลี่ยนแปลงวตัถุที่มีคุณสมบตัิการทะลุผา่นได้เช่น กระจกผลึกคริสตลัพลาสติกใส น้า และ ของเหลวต่าง ๆ การดูดกลนื (Absorption) การดูดกลืน หมายถึงการที่แสงถูกดูดกลืนหายเข้าไปในตัวกลางทวั่ ไปเมื่อมีพลงังานแสงถูก ดูดกลืนหายเข้าไปในวัตถุใด ๆเช่น เตาอบพลงังานแสงอาทิตย์เครื่องตม้น้า พลงังานแสงและยังน า คุณสมบตัิของการดูดกลืนแสงมาใชใ้นชีวติประจา วนัเช่น การเลือกสวมใส่เส้ือผา้สีขาวจะดูดแสงนอ้ย กวา่สีดา จะเห็นไดว้า่เวลาใส่เส้ือผา้สีดา อยกู่ลางแดดจะทา ใหร้้อนมากกวา่สีขาว การแทรกสอด (Interference) การแทรกสอด หมายถึง การที่แนวแสงจ านวน 2 เส้นรวมตวักนั ในทิศทางเดียวกนัหรือหกัลา้ง กนัหากเป็นการรวมกนัของแสงที่มีทิศทางเดียวกนัก็จะทา ใหแ้ สงมีความสวา่งมากข้ึน แต่ในทาง ตรงกนัขา้มถา้หกัลา้งกนัแสงก็จะสวา่งนอ้ยลด การใชป้ระโยชน์จากการสอดแทรกของแสง เช่น กลอ้ง ถ่ายรูปเครื่องฉายภาพต่าง ๆ และการลดแสงจากการสะทอ้น ส่วนในงานการส่องสวา่งจะใช้ในการ สะทอ้นจากแผน่สะทอ้นแสง 3.8 เลนส์ การเกิดภาพจากกระจกเงาและเลนส์ กระจกเงาราบ คือ กระจกแบนราบ ซึ่งมีด้านหนึ่งสะท้อนแสง ดังน้นัภาพที่เกิดข้ึนจึงเป็น ภาพเสมือน อยหู่ลงักระจก มีระยะภาพเท่ากบัระยะวตัถุและขนาดภาพเท่ากบัขนาดวตัถุภาพที่ได้จะ กลบัดา้นกนัจากขวาเป็นซา้ยของวตัถุจริง
293 รูปแสดงการเกดิภาพจากกระจกเงาราบ การหาจา นวนภาพที่เกิดจากกระจกเงาราบ 2 บาน วางทา มุมกนั หาได้จากสูตร กา หนดให้ n = จ านวนภาพที่มองเห็น = มุมที่กระจกเงาราบ 2 บานวางทา มุมต่อกนั ถ้าผลลัพธ์ n ที่ไดไ้ม่ลงตวั ใหป้ ัดเศษข้ึนเป็นหน่ึงได้ ตัวอย่างที่ 1 กระจกเงาราบ 2 บาน วางน ามุม 60 องศาต่อกนัจงหาจา นวนภาพที่เกิดข้ึน วิธีคิด จากสูตร = 5 = 5 ภาพ จา นวนภาพที่เกิดจากกระจกเงาราบ 2 บานวางทา มุมต่อกนัเท่ากบั5 ภาพ ตอบ กระจกเงาผิวโค้งทรงกลม กระจกเงาผิวโค้งทรงกลม มีอยู่2 ชนิด คือ กระจกเว้าและกระจกนูน 1. กระจกเว้าคือกระจกที่ใช้ผิวโค้งเว้าเป็ นผิวสะท้อนแสง หรือกระจกเงาที่รังสีตกกระทบและ รังสีสะทอ้นอยดู่า้นเดียวกบัจุดศูนยก์ลางความโคง้ ดังรูป
294 รูปแสดงรังสีตกกระทบและรังสีสะท้อนของกระจกเว้า 2. กระจกนูน คือ กระจกที่ใช้ผิวโค้งนูนเป็ นผิวสะท้อนแสง และรังสีสะทอ้นอยคู่นละดา้นกบั จุดศูนย์กลางความโค้ง ดังรูป รูปแสดงรังสีตกกระทบและรังสีสะท้อนของกระจกนูน ภาพที่เกิดจากการวางวตัถุไวห้นา้กระจกโคง้น้นัตามปกติมีท้งัภาพจริงและภาพเสมือน โดย ภาพจริงจะอยู่หน้ากระจก และภาพเสมือนจะอยู่หลงักระจก โดยกระจกเวา้จะให้ท้งัภาพจริงและ ภาพเสมือน ส าหรับขนาดของภาพมีท้งัขนาดใหญ่กวา่วตัถุ ขนาดเท่าวตัถุและขนาดเล็กกวา่วตัถุท้งัน้ี ข้ึนอยกู่บัระยะวตัถุส่วนกระจกนูนจะใหภ้าพเสมือนที่มีขนาดเล็กกวา่วตัถุท้งัสิ้น หมายเหตุ ภาพ (image) เกิดจากการตดักนัหรือเสมือนตดักนัของรังสีของแสงที่สะทอ้นมาจากกระจก หรือหกัเหผา่นเลนส์แบ่งไดเ้ป็น 2 ประเภท คือ 1. ภาพจริง เกิดจากรังสีของแสงตดักนัจริง เกิดดา้นหนา้กระจกหรือดา้นหลงัเลนส์ต้องมีฉาก มารับจึงจะมองเห็นภาพ ลกัษณะภาพหวักลบักบัวตัถุมีท้งัขนาดใหญ่กวา่วตัถุเท่ากบัวตัถุและเล็กกวา่ วตัถุซ่ึงขนาดภาพจะสัมพนัธ์กบัระยะวตัถุเช่น ภาพที่ปรากฏบนจอภาพยนตร์ เป็ นต้น 2. ภาพเสมือน เกิดจากรังสีของแสงเสมือนตดักนัทา ให้เกิดภาพดา้นหลงักระจกหรือดา้นหนา้ เลนส์มองเห็นภาพไดโ้ดยไม่ตอ้งใชฉ้ากรับภาพ ภาพมีลกัษณะหวัต้งัเหมือนวตัถุเช่น ภาพเกิดจากแวน่ ขยาย เป็ นต้น
295 ตารางแสดงตัวอย่างประโยชน์ของกระจกเว้าและกระจกนูน กระจกเว้า กระจกนูน 1. ทนัตแพทยใ์ชส้ ่องดูฟันผปู้่วยเพื่อให้เห็นภาพ ของฟันมีขนาดใหญ่กวา่ ปกติ 2. ใชใ้นกลอ้งจุลทรรศน์เพื่อช่วยรวมแสงใหต้กที่ แผน่สไลด์เพื่อทา ให้เราเห็นภาพชดัข้ึน 1. ใช้ติดรถยนต์หรือรถจักรยานยนต์เพื่อดูรถที่ ตามมาข้างหลัง และจะมองเห็นมุมที่กวา้งกว่า กระจกเงาราบ 2. ใชต้ิดต้งับริเวณทางเล้ียวเพื่อช่วยให้เห็นรถที่วิ่ง สวนทางหรือออ้มมาก็ได้ เลนส์ เลนส์ (lens) คือวตัถุโปร่งใสที่มีผวิหนา้โคง้ทา จากแกว้หรือพลาสติกเลนส์แบ่งออกเป็น 2 ชนิด ไดแ้ก่ เลนส์นูนและเลนส์เว้า เลนส์นูน เลนส์นูน (convex lens) คือเลนส์ที่มีลักษณะหนาตรงกลางและบางที่ขอบ ดังรูป รูปแสดงลกัษณะเลนส์นูน รูปแสดงส่วนส าคัญและรังสีบางรังสีของเลนส์
296 เลนส์นูนทา หนา้ที่รวมแสงขนานไปตดักนัที่จุดๆ หน่ึง ซึ่งแนวหรือทิศทางของแสงที่เข้ามายัง เลนส์สามารถเขียนแทนด้วยรังสีของแสงถา้แสงมาจากระยะไกลมากเรียกระยะน้ีวา่" ระยะอนนัต"์เช่น แสงจากดวงอาทิตยห์รือดวงดาวต่างๆ แสงจะส่องมาเป็นรังสีขนาน เมื่อรังสีของแสงผา่นเลนส์จะมีการ หกัเหและไปรวมกนัที่จุดๆ หน่ึงเรียกว่า "จุดโฟกสั (F)" ระยะจากจุดโฟกสัถึงก่ึงกลางเลนส์เรียกว่า "ความยาวโฟกสั (f)" และเส้นตรงที่ลากผา่นจุดศูนยก์ลางความโคง้ของผิวท้งัสองของเลนส์เรียกว่า " แกนมุขส าคัญ (principal axis)" ภาพทเี่กดิจากเลนส์นูน ภาพจากเลนส์นูนเป็นภาพที่เกิดจากรังสีหกัเหไปพบกนัที่จุดๆ หน่ึง ซ่ึงมีท้งัภาพจริงและ ภาพเสมือนข้ึนอยกู่บัตา แหน่งวตัถุที่วางหนา้เลนส์ดังรูป รูปแสดงตัวอย่างภาพจริงและภาพเสมือนทเี่กดิจากเลนส์นูน (ก)การเกดิภาพเมื่อวตัถุอยู่ห่างเลนส์นูนระยะไกลกว่าความยาวโฟกสั (ข)การเกดิภาพเมื่อวตัถุอยู่ห่างจากเลนส์นูนทรี่ะยะใกล้กว่าความยาวโฟกสั รูปแสดงตัวอย่างการเกดิภาพทตี่ าแหน่งต่างๆ ของเลนส์นูน
297 เลนส์เว้า เลนส์เว้า (concave lens) คือเลนส์ที่มีลักษณะบางตรงกลางและหนาที่ขอบ ดังรูป รูปแสดงลกัษณะเลนส์เว้าภาพทเี่กดิจากเลนส์เว้า เมื่อแสงส่องผา่นเลนส์เวา้รังสีหกัเหของแสงจะกระจายออก ดังรูป รูปแสดงภาพที่เกดิจากเลนส์เว้าเมื่อวางวตัถุทรี่ะยะต่างๆ การหาชนิดและต าแหน่งของภาพจากวิธีการค านวณ การหาตา แหน่งภาพที่ผา่นมาใชว้ธิีเขียนแผนภาพของรังสียงัมีอีกวธิีที่ใชห้าตา แหน่งภาพคือวธิีคา นวณ ซ่ึงสูตรที่ใชใ้นการคา นวณมีดงัต่อไปน้ี สูตร =
298 เมื่อ m คือกา ลงัขยายของเลนส์ I คือ ขนาดหรือความสูงของภาพ O คือ ขนาดหรือความสูงของวัตถุ ในการคา นวณหาตา แหน่งและชนิดของภาพจะตอ้งมีการกา หนดเครื่องหมาย 1 และ 2 ส าหรับ ปริมาณต่างๆ ในสมการดงัน้ี 1. s มีเครื่องหมาย +ถา้วตัถุอยหู่นา้เลนส์และs มีเครื่องหมาย -ถา้วตัถุอยหู่ลงัเลนส์ 2. s' มีเครื่องหมาย+ถา้วตัถุอยหู่ลงัเลนส์และs' มีเครื่องหมาย -ถา้วตัถุอยหู่นา้เลนส์ 3. f ของเลนส์นูนมีเครื่องหมาย + และ f ของเลนส์เว้ามีเครื่องหมาย – ตัวอย่างที่ 2วางวตัถุห่างจากเลนส์นูนเป็นระยะ12 เซนติเมตรถา้เลนส์นูนมีความยาวโฟกสั 5 เซนติเมตรจะเกิดภาพชนิดใด และที่ตา แหน่งใด
299 3.9 ประโยชน์ และโทษของแสง ประโยชน์ของแสง แสงเป็นพลงังานรูปหน่ึงซ่ึงไม่ตอ้งการที่อยู่ไม่มีน้า หนกัแต่สามารถทา งานได้ในแสงอาทิตย์ มีคลื่นรังสีหลายชนิดตามที่ได้กล่าวมาแล้วในตอนต้น ประโยชน์ที่เราได้รับจากแสงอาทิตย์มี อยู่ 2 ส่วนคือ ความร้อน และแสงสวา่ง ในชีวิตประจ าวัน เราได้รับประโยชน์จากความร้อน และแสง สว่างของดวงอาทิตยต์ลอดเวลาแสงอาทิตยท์า ให้โลกสว่าง เราสามารถทา กิจกรรมต่างๆ ได้อย่าง สะดวก อาชีพหลายอาชีพต้องใช้ความร้อนของแสงอาทิตย์โดยตรง แม้ตอนที่ดวงอาทิตย์ตกดิน เราก็ยงั ไดร้ับความอบอุ่นจากแสงอาทิตยท์ ี่พ้ืนโลกดูดซบัไว้ท าใหเ้ราไม่หนาวตาย ประโยชน์ของแสงสามารถ แบ่งไดเ้ป็น 2 ทาง คือ ประโยชน์ทางตรง และประโยชน์ทางอ้อม แสงแดดช่วยท าให้ผ้าที่ตากแห้งเร็ว การท านาเกลือ 1. ประโยชน์จากแสงทางตรง เช่น การท านาเกลือ การท าอาหารตากแห้ง การตากผ้า การฆ่า เช้ือโรคในน้า ดื่ม ต้องอาศัยความร้อนจากแสงอาทิตย์ การแสดงหนังตะลุง และภาพยนตร์ต้องใช้ แสงเพื่อทา ใหเ้กิดเงาบนจอ การมองเห็นก็ถือเป็ นการใช้ประโยชน์จากแสงทางตรง 2. ประโยชน์จากแสงทางอ้อม เช่น ทา ให้เกิดวฏัจกัรของน้า (การเกิดฝน) พืชและสัตว์ที่เรา รับประทาน ก็ไดร้ับการถ่ายทอดพลงังานมาจากแสงอาทิตย์ โทษของ แสง 1. ถา้เรามองดูแสงที่มีความเขม้มากเกินไปอาจเกิดอนัตรายกบัดวงตาได้ 2. เมื่อแสงที่มีความเข้มสูง โดนผิวหนังเป็ นเวลานาน ๆจะท าให้ผิวหนังไหม้และอาจเป็ น มะเร็งผิวหนังได้ 3. เมื่อแสงจากดวงอาทิตยส์ ่องลงมาบนโลกมากเกินไป ทา ให้เกิดภาวะโลกร้อน และเป็น อนัตรายแก่สิ่งมีชีวติได้