คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 14. ครูใหนักเรียนทบทวนวิธีการเลนฝนดาวตก จากนั้นรวมกันอภิปรายตามแนวคําถามดังนี้ 1) ของเลนชิ้นนี้มีสวนประกอบอะไรที่ทําใหเกิดแสงสี แนวคําตอบ ตอบตามประสบการณของนักเรียน เชน ไดโอดเปลงแสง ถานไฟฉาย 2) ของเลนชิ้นนี้ใชพลังงานจากแหลงใด แนวคําตอบ แบตเตอรี่ หรือ ถานไฟฉาย 3) ของเลนชิ้นนี้มีชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสอะไรบางที่ทําหนาที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟาเปนแสง (มีแสงสวาง) แนวคําตอบ ตอบตามประสบการณของนักเรียน เชน ไดโอดเปลงแสง หลอดไฟฟา 4) ถาตอสวนประกอบที่ทําใหเกิดแสงสีในวงจรไฟฟากับแหลงพลังงานจะมีการตออยางไร แนวคําตอบ ตอบตามประสบการณของนักเรียน เชน ตอไดโอดเปลงแสงโดยใหขายาวตอกับ สายไฟฟาที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉาย และอีกขาตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วลบของถานไฟฉาย 15. ครูแจกไดโอดเปลงแสง จํานวน 1 หลอด และใหนักเรียนสังเกตความยาวขาและขอบดานที่มีรอยบาก ของไดโอดเปลงแสง แลวรวมกันอภิปราย ตามแนวคําถามดังนี้ 1) ขาของไดโอดเปลงแสงแตกตางกันหรือไม อยางไร แนวคําตอบ ขาของไดโอดเปลงแสงมีความยาวไมเทากัน 2) ถาตอไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม จะตอขาใดของไดโอดเปลงแสงเขากับขั้วบวกของ ถานไฟฉาย แนวคําตอบ ตอบตามประสบการณของนักเรียน เชน ขาสั้น หรือ ขายาว 3) ถาสลับขาของไดโอดเปลงแสงจะเกิดผลอยางไร แนวคําตอบ ตอบตามประสบการณของนักเรียน เชน จะเกิดผลตรงขาม หรือ เกิดผล เหมือนเดิม 4) ถาตองการตอไดโอดเปลงแสงใหทํางานได จะตอไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาแบบอนุกรมอยางไร แนวคําตอบ ตอบตามประสบการณของนักเรียน เชน ตอไดโอดเปลงแสงเขากับสวิตชและ ถานไฟฉายในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม หลังจากนั้นสลับขาของไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟา 5) คาดการณผลที่เกิดขึ้นจากการตอไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม แนวคําตอบ ไดโอดเปลงแสงสวางหรือดับ 16. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายขั้นตอนการปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย ตอนที่ 3 วงจรไฟฟา อยางงายกับไดโอดเปลงแสง (LED) และสรุปขั้นตอนการปฏิบัติกิจกรรม 191 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 17. นักเรียนแตละกลุมปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 โดยรวมกันวางแผนออกแบบตารางบันทึกการคาดการณ และผลการสังเกตการสวางหรือดับของไดโอดเปลงแสง และตออุปกรณไฟฟาและชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกส ตามวงจรที่กําหนดและรวบรวมขอมูลการสังเกตลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย ตอนที่ 3 วงจรไฟฟาอยางงายกับไดโอดเปลงแสง (LED) 18. นักเรียนแตละกลุมนําเสนอผลการปฏิบัติกิจกรรม และรวมกันอภิปรายคําถามทายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยน ความคิดเห็นกับกลุมอื่น ตามแนวคําถามตอไปนี้ 1) จากตาราง ไดโอดเปลงแสงจะสวาง เมื่อตอขาไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาอยางไร แนวคําตอบ ขาที่ยาวตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉาย และอีกขาตอกับสายไฟฟาที่ตอ กับขั้วลบของถานไฟฉาย 2) จากตาราง ไดโอดเปลงแสงไมทํางาน เมื่อตอขาไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาอยางไร แนวคําตอบ ขาที่สั้นตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉาย และอีกขาตอกับสายไฟฟาที่ตอ กับขั้วลบของถานไฟฉาย 19. นักเรียนแตละกลุมรวมกันสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 โดยมี แนวทางการสรุปดังนี้ แนวทางการสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม ตอไดโอดเปลงแสงโดยใหขายาวตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉาย และอีกขาตอกับ สายไฟฟาที่ตอกับขั้วลบของถานไฟฉาย 20. ครูใหนักเรียนรวมกันอภิปราย เกี่ยวกับการทํางานของไดโอดเปลงแสงในฝนดาวตกอีกครั้ง ตามแนวคําถาม ดังนี้ 1) ของเลนชิ้นนี้มีสวนประกอบอะไรที่ทําใหเกิดแสงสี แนวคําตอบ ไดโอดเปลงแสง 2) ของเลนชิ้นนี้ใชพลังงานจากแหลงใด แนวคําตอบ แบตเตอรี่ หรือ ถานไฟฉาย 3) ของเลนชิ้นนี้มีชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสอะไรบางที่ทําหนาที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟาเปนแสง (มีแสงสวาง) แนวคําตอบ ไดโอดเปลงแสง 4) ถาตอสวนประกอบที่ทําใหเกิดแสงสีในวงจรไฟฟากับแหลงพลังงานจะมีการตออยางไร แนวคําตอบ ตอไดโอดเปลงแสงโดยใหขายาวตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉาย และ อีกขาตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วลบของถานไฟฉาย 21. ครูใหนักเรียนศึกษาใบความรูที่ 3.2 แสงสีตาง ๆ ของไดโอดเปลงแสง จากนั้นรวมกันอภิปราย กี่ยวกับแสงสี ตาง ๆ ที่เกิดจากไดโอดเปลงแสง ตามแนวคําถามดังนี้ 1) จากกิจกรรมใชไดโอดเปลงแสงสีใด และความตางศักยไฟฟาที่เหมาะสมอยูในชวงใด แนวคําตอบ สีเขียว ความตางศักยไฟฟาที่เหมาะสมอยูในชวง 1.9-4.0 โวลต โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 192
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 2) ถาเปลี่ยนไดโอดเปลงแสงเปนสีแดง ความตางศักยไฟฟาที่เหมาะสมอยูในชวงใด แนวคําตอบ ความตางศักยไฟฟาที่เหมาะสมอยูในชวง 1.6-2.0 โวลต 3) ถาใหความตางศักยไฟฟากับไดโอดเปลงแสงต่ํากวาคาที่เหมาะสม จะสงผลตอไดโอดเปลงแสง อยางไร แนวคําตอบ ไดโอดเปลงแสงอาจสวางแตใหความสวางไมเต็มที่ 4) ถาใหความตางศักยไฟฟากับไดโอดเปลงแสงสูงกวาคาที่เหมาะสม จะสงผลตอไดโอดเปลงแสงอยางไร แนวคําตอบ ไดโอดเปลงแสงอาจเสียหายได 5) ใหนักเรียนยกตัวอยางของเลนของใชที่มีไดโอดเปลงแสงเปนสวนประกอบ แนวคําตอบ ของเลนของใชที่มีแสงสี เชน ฝนดาวตก ไมกายสิทธิ์มีไฟ ไฟฉายมหัศจรรยโคมไฟ แฟนซี หลอดไฟฟา LED ไฟแตงรถ ปายไฟเชียร ปายโฆษณา ของใชที่มีไฟแสดงสถานะของ เครื่องใชไฟฟา เชน โทรทัศน เครื่องปรับอากาศ เครื่องคอมพิวเตอร 22. ครูสาธิตการใชพัดลมมือถือ จากนั้นรวมกันอภิปรายตามแนวคําถามดังนี้ 1) ของเลนชิ้นนี้ทํางานอยางไร แนวคําตอบ เมื่อกดสวิตชแลวใบพัดของพัดลมหมุน 2) ของเลนชิ้นนี้ใชพลังงานจากแหลงใด แนวคําตอบ แบตเตอรี่ หรือ ถานไฟฉาย 3) มีสวนประกอบอะไรที่ทําใหใบพัดหมุน แนวคําตอบ ตอบตามประสบการณของนักเรียน เชน มอเตอร ถานไฟฉาย 4) ของเลนชิ้นนี้มีอุปกรณไฟฟาอะไรบางที่ทําหนาที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟาเปนพลังงานกล (หมุนได) แนวคําตอบ ตอบตามประสบการณของนักเรียน เชน มอเตอร 5) ถาตอสวนประกอบที่ทําใหใบพัดหมุนในวงจรไฟฟากับแหลงพลังงานจะมีการตออยางไร แนวคําตอบ ตอบตามประสบการณของนักเรียน เชน ตอมอเตอรกับสายไฟฟาเขากับขั้วของ ถานไฟฉาย 23. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายขั้นตอนการปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย ตอนที่ 4 วงจรไฟฟา อยางงายกับมอเตอรและสรุปขั้นตอนการปฏิบัติกิจกรรม จากนั้นแจกมอเตอร 1 ตัว 24. นักเรียนแตละกลุมปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 4 โดยรวมกันออกแบบวางแผนการตออุปกรณไฟฟาตาม วงจรที่ออกแบบและรวบรวมขอมูลการสังเกตลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย ตอนที่ 4 วงจรไฟฟาอยางงายกับมอเตอร 25. นักเรียนแตละกลุมนําเสนอผลการปฏิบัติกิจกรรม และรวมกันอภิปรายคําถามทายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยน ความคิดเห็นกับกลุมอื่น ตามแนวคําถามตอไปนี้ 1) จากตาราง เมื่อตอมอเตอรในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม ทิศทางการหมุนของใบพัดมีทิศทางใด แนวคําตอบ ใบพัดหมุนในทิศตามเข็มนาฬิกา หรือ ใบพัดหมุนในทิศทวนเข็มนาฬิกา 193 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 2) จากตาราง เมื่อสลับขั้วของถานไฟฉายในวงจรไฟฟา ทิศทางการหมุนของใบพัดมีทิศทางใด แนวคําตอบ ใบพัดหมุนตรงกันขาม 26. นักเรียนแตละกลุมรวมกันสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 4 โดยมีแนวทาง การสรุปดังนี้ แนวทางการสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อตอมอเตอรในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม ทําใหใบพัดที่ติดกับมอเตอรหมุนได (ในทิศตามเข็มนาฬิกา หรือ ทิศทวนเข็มนาฬิกา) เมื่อสลับขั้วถานไฟฉายในวงจรไฟฟา ใบพัดที่ติดกับมอเตอรจะหมุนตรงกันขาม 27. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปราย ตามแนวคําถามดังนี้ 1) เมื่อสลับขั้วของถานไฟฉาย ลมที่เกิดจากการหมุนของใบพัดที่ติดมอเตอร แตกตางจากกอนสลับขั้ว ของถานไฟฉายหรือไม อยางไร แนวคําตอบ แตกตางกัน โดยถากอนสลับขั้วของถานไฟฉาย ลมพัดเขาหาผูสังเกต เมื่อสลับขั้วของ ถานไฟฉาย ลมจะพัดออกจากผูสังเกต 2) จากกิจกรรมถาเพิ่มถานไฟฉายมากกวา 4 กอนขึ้นไปเรื่อย ๆ จะเกิดอะไรขึ้น และมีขอจํากัดในการ เพิ่มจํานวนถานไฟฉายหรือไมอยางไร แนวคําตอบ ใบพัดที่ติดกับมอเตอรจะหมุนเร็วขึ้น โดยมีขอจํากัดในการเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย เนื่องจากมอเตอรมีขอจํากัดที่สามารถรับกระแสไฟฟาสูงสุดไดคาหนึ่ง ดังนั้นเมื่อเพิ่มจํานวน ถานไฟฉายมากเกินไปจะสงผลใหมีกระแสไฟฟาที่ผานมอเตอรมากเกินกวาที่มอเตอรทนไดจะทําให มอเตอรเสียหายได 3) ใหนักเรียนยกตัวอยาง ของเลนของใชที่มีมอเตอรเปนองคประกอบ แนวคําตอบ ของเลน เชน ตุกตาบินไดของใช เชน พัดลม เฮลิคอปเตอร เครื่องปนเอนกประสงค เครื่องซักผา ไดรเปาผม จักรยานไฟฟา โดรน 4) นักเรียนรูจักของเลนของใชใดบาง ที่ใชหลักการควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร แนวคําตอบ ของเลนของใชที่ใชหลักควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร เชน รถของเลนที่สามารถ บังคับเดินหนาและถอยหลังได เครื่องดูดฝุนที่สามารถเปาลมได 28. ครูและนักเรียนรวมกันสรุปความรูจากการปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.1 เกี่ยวกับการตออุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวน อิเล็กทรอนิกสในวงจรไฟฟาอยางงายเพื่อใหทํางานได ตามแนวคําถามดังนี้ 1) จากกิจกรรม ไดตอวงจรไฟฟาประเภทใดบาง แนวคําตอบ ตอวงจรไฟฟาแบบอนุกรมและแบบขนาน โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 194
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 2) วงจรไฟฟาดังกลาวสงผลตอการทํางานของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสแตกตางกัน หรือไม อยางไร แนวคําตอบ แตกตางกัน ในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม อุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสทุกชิ้น ที่ตอในวงจรไฟฟาทํางานรวมกัน ในขณะที่วงจรไฟฟาแบบขนาน อุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวน อิเล็กทรอนิกสแตละชิ้นที่ตอในวงจรไฟฟาทํางานเปนอิสระจากกัน 3) วงจรไฟฟาดังกลาวตอกับชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสใด และมีการตออยางไรใหชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกส ทํางาน แนวคําตอบ ตอกับชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกส ไดแก ไดโอดเปลงแสง โดยตอขายาวของไดโอดเปลงแสง กับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉาย และอีกขาตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วลบของถานไฟฉาย และควบคุมการทํางานโดยสวิตช 4) วงจรไฟฟาดังกลาวตอกับอุปกรณไฟฟาใด และมีการตออยางไรใหอุปกรณไฟฟาทํางาน แนวคําตอบ ตอกับอุปกรณไฟฟา ไดแก หลอดไฟฟา มอเตอรโดยนําอุปกรณไฟฟาดังกลาวตอกับ สายไฟฟาที่ตอกับขั้วของถานไฟฉายใหถูกตองตามวัตถุประสงคการใชงาน และควบคุมการทํางาน โดยสวิตช 29. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายเกี่ยวกับกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาอยางงายที่ทําใหอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวน อิเล็กทรอนิกสทํางาน โดยเชื่อมโยงความรูจากกิจกรรมที่ 3.1 ตามแนวคําถามดังนี้ 1) อุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสจะทํางานไดเมื่อใด แนวคําตอบ อุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสจะทํางานไดเมื่อตอกับแหลงกําเนิดไฟฟาได ถูกตอง 2) พลังงานไฟฟาจากแหลงกําเนิดไฟฟาทําใหของเลนของใชทํางานไดอยางไร แนวคําตอบ ตอบตามความคิดเห็นของนักเรียน เชน กระแสไฟฟาเคลื่อนที่จากขั้วบวกของ ถานไฟฉายผานอุปกรณไฟฟา แลวกลับมายังขั้วลบของถานไฟฉายจนครบวงจร 30. ครูใหนักเรียนแตละกลุมศึกษาความหมายของกระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟาจากใบความรูที่ 3.4 กระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟา จากนั้นใหตอบคําถามในใบงานที่ 3.1 กระแสไฟฟาและความตาง ศักยไฟฟา 31. นักเรียนแตละกลุมนําเสนอและรวมกันอภิปรายตามคําถามในใบงาน และรวมกันสรุปเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ ของกระแสไฟฟาและการหาคาความตางศักยไฟฟา โดยมีแนวทางการสรุปดังนี้ แนวทางการสรุป กระแสไฟฟาเคลื่อนที่จากขั้วบวกของถานไฟฉายที่มีศักยไฟฟาสูงผานอุปกรณไฟฟา แลวเคลื่อนไปยังขั้วลบของถานไฟฉายที่มีศักยไฟฟาต่ํา สวนคาความตางศักยไฟฟาระหวาง 2 จุดใด ๆ ทราบ ไดจากผลตางของศักยไฟฟาระหวาง 2 จุดนั้น 195 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 32. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายตามแนวคําถามดังนี้ “จะมีวิธีการวัดคากระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟา ของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสในวงจรไฟฟาอยางไร” จากนั้นครูแจกมัลติมิเตอร ใหนักเรียน แตละกลุม พรอมศึกษาวิธีการวัดคากระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟาจากใบความรูที่ 3.5 การวัด กระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟาดวยมัลติมิเตอรและตอบคําถามในใบงานที่ 3.2 การวัดกระแสไฟฟา และความตางศักยไฟฟาดวยมัลติมิเตอรขอ 1-6 33. นักเรียนแตละกลุมนําเสนอและรวมกันอภิปรายตามคําถามในใบงาน เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุมอื่น ตามแนวคําถามดังนี้ 1) กอนนํามัลติมิเตอรไปวัดความตางศักยไฟฟาในวงจรไฟฟา ตองเลือกยานวัดบนเครื่องมัลติมิเตอร อยางไร แนวคําตอบ ปรับสวิตชของมัลติมิเตอรไปทางดานที่วัดความตางศักยไฟฟา จากนั้นเลือกยานวัดที่ เหมาะสมโดยเลือกคาที่มากกวาและใกลเคียงกับความตางศักยไฟฟาของแหลงกําเนิดไฟฟา 2) ในการวัดความตางศักยไฟฟาของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสดวยมัลติมิเตอร มีวิธีการ ตอวงจรไฟฟาอยางไร แนวคําตอบ นํามัลติมิเตอรไปตอแบบขนานหรือครอมจุดที่ตองการวัดความตางศักยไฟฟา โดยให หัววัดทดสอบขั้วบวกตอไปทางขั้วบวกของแหลงกําเนิดไฟฟา และหัววัดทดสอบขั้วลบตอไปทาง ขั้วลบของแหลงกําเนิดไฟฟา 3) ในการวัดความตางศักยไฟฟาของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสดวยมัลติมิเตอร มีวิธีการ อานคาอยางไร มีหนวยเปนอะไร แนวคําตอบ อานคาจากตัวเลขที่ปรากฏบนหนาปดของมัลติมิเตอร ความตางศักยไฟฟามีหนวยเปน โวลตหรือมิลลิโวลต 4) กอนนํามัลติมิเตอรไปวัดกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟา ตองเลือกยานวัดบนเครื่องมัลติมิเตอรอยางไร แนวคําตอบ ปรับสวิตชของมัลติมิเตอรไปทางดานที่วัดกระแสไฟฟา จากนั้นเลือกยานวัดที่เหมาะสม โดยเลือกคาที่มากที่สุด 5) ในการวัดกระแสไฟฟาของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสดวยมัลติมิเตอรมีวิธีการตอ วงจรไฟฟาอยางไร แนวคําตอบ นํามัลติมิเตอรไปตอแบบอนุกรมที่จุดที่ตองการวัดกระแสไฟฟา โดยใหหัววัดทดสอบ ขั้วบวกตอไปทางขั้วบวกของแหลงกําเนิดไฟฟา และหัววัดทดสอบขั้วลบตอไปทางขั้วลบของ แหลงกําเนิดไฟฟา 6) ในการวัดกระแสไฟฟาของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสดวยมัลติมิเตอร มีวิธีการอานคา อยางไร มีหนวยเปนอะไร แนวคําตอบ อานคาจากตัวเลขที่ปรากฏบนหนาปดของมัลติมิเตอร กระแสไฟฟามีหนวยเปน แอมแปรหรือมิลลิแอมแปร โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 196
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 34. ครูแจกอุปกรณที่ใชตอวงจรไฟฟาในกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 4 แลวใหนักเรียนวัดกระแสไฟฟาและความตาง ศักยไฟฟาของมอเตอร แลวบันทึกผลการวัดในใบงานที่ 3.2 ขอที่ 7 35. นักเรียนแตละกลุมรวมกันสรุปสิ่งที่ไดเรียนรูจากใบงานที่ 3.2 โดยมีแนวทางการสรุปดังนี้ แนวทางการสรุป การวัดกระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟาสามารถวัดไดโดยใชมัลติมิเตอร โดยการวัด กระแสไฟฟาทําไดโดยนํามัลติมิเตอรไปตอแบบอนุกรมที่จุดที่ตองการวัดกระแสไฟฟา สวนการวัดความตาง ศักยไฟฟาทําไดโดยนํามัลติมิเตอรไปตอแบบขนานกับจุดที่ตองการวัดความตางศักยไฟฟา ซึ่งในการวัดตองตอ หัววัดทดสอบขั้วบวกไปทางขั้วบวกของแหลงกําเนิดไฟฟา และตอหัววัดทดสอบขั้วลบไปทางขั้วลบของ แหลงกําเนิดไฟฟา 36. ครูใหนักเรียนรวมกันสรุปสิ่งที่ไดเรียนรูจากแผนการจัดการเรียนรูที่ 1 วงจรไฟฟาอยางงาย โดยมีแนวทาง การสรุปดังนี้ แนวทางการสรุป 1) หลักการของวงจรไฟฟาอยางงายในของเลนของใชคือ ในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม หากมีอุปกรณไฟฟา ชิ้นใดชิ้นหนึ่งในวงจรไฟฟาชํารุดจะทําใหอุปกรณไฟฟาชิ้นอื่นไมทํางาน แตหากเปนวงจรไฟฟา แบบขนาน อุปกรณไฟฟาทุกชิ้นจะยังคงทํางานแมจะมีอุปกรณไฟฟาอันใดอันหนึ่ง ในวงจรไฟฟาชํารุด 2) สวิตชเปนชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสที่ทําหนาที่เปดหรือปดวงจรไฟฟา ควบคุมใหมีหรือไมมีกระแสไฟฟา ผานในวงจรไฟฟาได 3) ไดโอดเปลงแสงเปนชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสที่เปลงแสงเมื่อมีกระแสไฟฟาผาน และตองตอในวงจร ไฟฟาใหถูกขั้วกับแหลงกําเนิดไฟฟา เนื่องจากไดโอดเปลงแสงมีขาบวกและขาลบ 4) มอเตอรเปนอุปกรณไฟฟาที่หมุนไดเมื่อมีกระแสไฟฟาผาน และสามารถตอในวงจรไฟฟาได โดยไมตองคํานึงถึงขั้วของแหลงกําเนิดไฟฟา 5) กระแสไฟฟาเคลื่อนที่จากขั้วบวกของถานไฟฉายที่มีศักยไฟฟาสูงผานอุปกรณไฟฟา แลวเคลื่อนไปยัง ขั้วลบของถานไฟฉายที่มีศักยไฟฟาต่ํา สวนคาความตางศักยไฟฟาระหวาง 2 จุดใด ๆ ทราบไดจาก ผลตางของศักยไฟฟาระหวาง 2 จุดนั้น 6) การวัดกระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟาสามารถวัดไดโดยใชมัลติมิเตอร โดยการวัดกระแสไฟฟา ทําไดโดยนํามัลติมิเตอรไปตอแบบอนุกรมที่จุดที่ตองการวัดกระแสไฟฟา สวนการวัดความตาง ศักยไฟฟาทําไดโดยนํามัลติมิเตอรไปตอแบบขนานกับจุดที่ตองการวัดความตางศักยไฟฟา ซึ่งในการ วัดตองตอหัววัดทดสอบขั้วบวกไปทางขั้วบวกของแหลงกําเนิดไฟฟา และตอหัววัดทดสอบขั้วลบไป ทางขั้วลบของแหลงกําเนิดไฟฟา 197 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 การวัดและประเมินผล รายการประเมิน ภาระงานหรือชิ้นงานที่ประเมิน เครื่องมือที่ใชประเมิน 1. วิเคราะหปญหาเกี่ยวกับ การทํางานของของเลนของใช ที่มีสวนประกอบเปนอุปกรณ ไฟฟาหรือชิ้นสวน อิเล็กทรอนิกส และอธิบาย การทํางานโดยใชหลักการ วงจรไฟฟาอยางงาย 1.1 การอภิปรายปญหาเกี่ยวกับ การทํางานของของเลนที่มี สวนประกอบเปนอุปกรณไฟฟา ในแผนการจัดการเรียนรูที่ 1 แนวการจัดกิจกรรมการเรียนรูขอ 1 ขอ 7 ขอ 9 และ ขอ 13 1.2 การบันทึกผลการอภิปราย สมมติฐาน ตัวแปรที่สอดคลองกับ ปญหาการทํางานของตัวอยางของ เลนที่มีสวนประกอบเปนอุปกรณ ไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสใน แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1 และ 3 1.3 การตอบคําถามทายกิจกรรมใน แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1-4 1.4 การสรุปผลการทํากิจกรรม ในแบบ บันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1-4 1.5 การตอบคําถามใบงานที่ 3.1 กระแสไฟฟาและความตาง ศักยไฟฟา 1.1 แนวการอภิปรายในแผน การจัดการเรียนรูที่ 1 แนวการจัด กิจกรรมการเรียนรูขอ 1 ขอ 7 ขอ 9 และ ขอ 13 และเกณฑ การประเมิน 1.2 แนวการบันทึกแบบบันทึก กิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1 และ 3 และเกณฑการประเมิน 1.3 แนวการตอบคําถามทาย กิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรม ที่ 3.1 ตอนที่ 1-4 และเกณฑ การประเมิน 1.4 แนวการสรุปผลการทํากิจกรรม ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1-4 และเกณฑ การประเมิน 1.5 1.5 แนวการตอบคําถามใบงานที่ 3.1 กระแสไฟฟาและความตาง ศักยไฟฟาและเกณฑ การประเมิน 2 ตอวงจรไฟฟาอยางงาย เพื่อใหอุปกรณไฟฟาหรือ ชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสทํางาน ได ออกแบบการบันทึกผล และรวบรวมขอมูลตาม หลักฐานเชิงประจักษ 2.1 การบันทึกผลการวิเคราะห แผนภาพวงจรไฟฟา ในแบบ บันทึกกิจกรรมที่3.1 ตอนที่ 1-4 และการตอวงจรไฟฟาอยางงาย เพื่อใหหลอดไฟ ไดโอดเปลงแสง มอเตอรทํางานได 2.1 แนวการบันทึกแบบบันทึก กิจกรรมที่3.1 ตอนที่ 1-4 และเกณฑการประเมิน 2.2 แนวการออกแบบตารางบันทึก ผลในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 และเกณฑการประเมิน โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 198
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 รายการประเมิน ภาระงานหรือชิ้นงานที่ประเมิน เครื่องมือที่ใชประเมิน 2.2 การออกแบบตารางบันทึกผล การคาดการณและผลการสังเกต การสวางหรือดับของ ไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟา แบบอนุกรมในแบบบันทึก กิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 2.3 การบันทึกผลการสังเกต การทํางานของอุปกรณไฟฟาหรือ ชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสใน วงจรไฟฟาอยางงาย ในแบบ บันทึกกิจกรรมที่3.1 ตอนที่ 1-4 2.3 แนวการบันทึกแบบบันทึก กิจกรรมที่3.1 ตอนที่ 1-4 และเกณฑการประเมิน 3. ใชมัลติมิเตอรและอธิบาย การวัดคากระแสไฟฟาและ ความตางศักยไฟฟาใน วงจรไฟฟาพรอมระบุหนวย 3.1 การใชมัลติมิเตอรและการตอบ คําถามในใบงานที่ 3.2 การวัด กระแสไฟฟาและความตาง ศักยไฟฟาดวยมัลติมิเตอร ขอที่ 1-6 3.2 การวัดและการบันทึกคา กระแสไฟฟาและความตาง ศักยไฟฟาในวงจรไฟฟาของ มอเตอรโดยใชมัลติมิเตอรในใบงาน ที่ 3.2 การวัดกระแสไฟฟาและ ความตางศักยไฟฟาดวย มัลติมิเตอร ขอที่ 7 3.1 แนวการตอบคําถามในใบงาน ที่ 3.2 การวัดกระแสไฟฟาและ ความตางศักยไฟฟาดวย มัลติมิเตอร ขอที่ 1-6 และเกณฑ การประเมิน 3.2 แนวการบันทึกใบงานที่ 3.2 การวัดกระแสไฟฟาและความ ตางศักยไฟฟาดวยมัลติมิเตอร ขอที่ 7 และเกณฑการประเมิน 4 ทํางานรวมกับผูอื่นดวย ความมุงมั่นจนบรรลุ วัตถุประสงค การรวมกันปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1-4 เกณฑการประเมิน 199 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 เกณฑการประเมิน เกณฑการประเมินสําหรับแผนการจัดการเรียนรูนี้ เปนเกณฑสําหรับการประเมินเพื่อพัฒนา ซึ่งแบงระดับ การพัฒนาเปน 3 ระดับ โดยมีรายละเอียดดังนี้ การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได เกินความคาดหมาย 1. วิเคราะหปญหาเกี่ยวกับการทํางานของของเลนของใชที่มีสวนประกอบเปนอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวน อิเล็กทรอนิกส และอธิบายการทํางานโดยใชหลักการวงจรไฟฟาอยางงาย 1.1 การอภิปรายปญหา เกี่ยวกับการทํางาน ของของเลนที่มี สวนประกอบเปน อุปกรณไฟฟาใน แผนการจัด การเรียนรูที่ 1 แนวการจัดกิจกรรม การเรียนรูขอ 1 ขอ 7 ขอ 9 และ ขอ 13 ไมสามารถปฏิบัติตามเกณฑ ความคาดหมาย เชน - ไมรวมอภิปรายและ รอคอยคําตอบจาก การอภิปราย - อธิบายการทํางานของ ของเลนของใชที่มี สวนประกอบเปนอุปกรณ ไฟฟาที่สอดคลองกับ ปญหาหลังจากการปฏิบัติ กิจกรรมไมถูกตองและไม ใชขอมูลที่ไดจาก การปฏิบัติกิจกรรม - อภิปรายผลการสังเกต การทํางานของตัวอยาง ของเลนและปญหาการ ทํางานของตัวอยางของ เลนที่มีสวนประกอบ เปนอุปกรณไฟฟากอน การปฏิบัติกิจกรรม โดย ตอบคําถามขอ 1 และ 9 ไดอยางสมเหตุสมผล หรือมีขอมูลสนับสนุน - อธิบายการทํางานของ ของเลนของใชที่มี สวนประกอบเปน อุปกรณไฟฟาที่ สอดคลองกับปญหา หลังจากการปฏิบัติ กิจกรรมโดยตอบคําถาม ขอ 7 และ 13 ไดถูกตอง และมีขอมูลสนับสนุน สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - อภิปรายผลการสังเกต การทํางานของตัวอยาง ของเลนและปญหาการ ทํางานของตัวอยางของ เลนที่มีสวนประกอบเปน อุปกรณไฟฟาโดยใช หลักการของวงจรไฟฟา อยางงายไดถูกตองกอน การปฏิบัติกิจกรรม 1.2 การบันทึกผลการ อภิปรายสมมติฐาน ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - ระบุสมมติฐาน ตัวแปร ตนตัวแปรตาม และ สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 200
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได เกินความคาดหมาย ตัวแปรที่สอดคลอง กับปญหาการ ทํางานของตัวอยาง ของเลนที่มี สวนประกอบเปน อุปกรณไฟฟาหรือ ชิ้นสวน อิเล็กทรอนิกสใน แบบบันทึก กิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1 และ 3 - ระบุตัวแปรตนและตัวแปร ตามไมสอดคลองกัน - ตั้งสมมติฐานที่ไมแสดงถึง ความสัมพันธระหวางตัว แปรตนและตัวแปรตาม - ระบุตัวแปรควบคุมไม ถูกตอง ตัวแปรควบคุมไดถูกตอง และครบถวน - ระบุตัวแปรควบคุมได ละเอียด ชัดเจน ครบถวน สมบูรณ 1.3 การตอบคําถาม ทายกิจกรรมใน แบบบันทึก กิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1-4 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - คําตอบมีความ คลาดเคลื่อน ไมสอดคลอง กับขอมูลที่รวบรวมได - สังเกตเห็นการตอบคําถาม โดยไมรวมอภิปรายและ รอคอยคําตอบจากการ อภิปรายเพียงอยางเดียว - วิเคราะหการทํางานของ อุปกรณไฟฟาและ อิเล็กทรอนิกสโดยใช หลักการวงจรไฟฟา อยางงาย โดยตอบ คําถามทายกิจกรรมได ถูกตองสอดคลองกับ ขอมูลที่รวบรวมไดและ ครบถวน สามารถปฏิบัติไดเกินความ เกณฑคาดหมาย เชน - มีการใหเหตุผลและขอมูล สนับสนุนในการรวม อภิปรายอยาง สมเหตุสมผลและไดรับ การยอมรับ 1.4 การสรุปผลการ ปฏิบัติกิจกรรม ใน แบบบันทึกกิจกรรม ที่ 3.1 ตอนที่ 1-4 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - สรุปการทํางานของ อุปกรณไฟฟาและ อิเล็กทรอนิกสโดยใช หลักการวงจรไฟฟาอยาง งายโดยระบุคําสําคัญและ สรุปการทํางานของ อุปกรณไฟฟาและ อิเล็กทรอนิกสโดยใช หลักการวงจรไฟฟาอยาง งายโดยระบุคําสําคัญและ อธิบายไดสอดคลองกับ ขอมูลที่รวบรวมได สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - สรุปผลการปฏิบัติ กิจกรรมจากความเขาใจ ของตนเองไดถูกตองโดย ไมไดรอคอยคําตอบจาก การอภิปรายรวมกัน 201 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได เกินความคาดหมาย อธิบายไมสอดคลองกับ ขอมูลที่รวบรวมได 1.5 การตอบคําถาม ใบงานที่ 3.1 กระแสไฟฟาและ ความตางศักยไฟฟา ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - คําตอบมีความ คลาดเคลื่อนไมสอดคลอง กับขอมูลที่ศึกษา - สังเกตเห็นการตอบคําถาม โดยไมรวมอภิปรายและ รอคอยคําตอบจากการ อภิปรายเพียงอยางเดียว - อธิบายกระแสไฟฟาและ ความตางศักย ไฟฟา ในวงจรไฟฟาอยางงาย โดยตอบคําถามได ถูกตองสอดคลองกับ ขอมูลที่รวบรวมไดและ ครบถวน สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - มีการใหเหตุผลและขอมูล สนับสนุนในการรวม อภิปรายอยาง สมเหตุสมผลและไดรับ การยอมรับ 2. ตอวงจรไฟฟาอยางงายเพื่อใหอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสทํางานได ออกแบบการบันทึกผล และ รวบรวมขอมูลตามหลักฐานเชิงประจักษ 2.1 การบันทึกผลการ วิเคราะหแผนภาพ วงจรไฟฟา ใน แบบบันทึกกิจกรรม ที่ 3.1 ตอนที่ 1-4 และการตอ วงจรไฟฟาอยางงาย เพื่อใหหลอดไฟ ไดโอดเปลงแสง มอเตอรทํางานได ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - ไมเขาใจสัญลักษณทาง ไฟฟาและรูปแบบ วงจรไฟฟาอยางงาย - ตอวงจรไฟฟาไดแต อุปกรณไมทํางาน - วิเคราะหวงจรไฟฟาและ ระบุอุปกรณไฟฟาที่นํามา ตอวงจรไฟฟาอยางงาย ไดถูกตองและครบถวน - วาดแผนภาพวงจรไฟฟา ที่สอดคลองกับสัญลักษณ ทางไฟฟาที่ทําใหไดโอด เปลงแสงและมอเตอร ทํางานไดถูกตองและ ครบถวน - ตอวงจรไฟฟาอยางงาย กับหลอดไฟไดโอด เปลงแสงและ มอเตอร ไดถูกตองและทํางานได สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - สามารถแกปญหาเมื่อตอ วงจรไฟฟาแลวอุปกรณ ไฟฟาไมทํางานได - สามารถแนะนําและ อธิบายการตอวงจรไฟฟา ใหกับสมาชิกในกลุมหรือ ในหองปฏิบัติไดถูกตอง โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 202
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได เกินความคาดหมาย 2.2 การออกแบบตาราง บันทึกผล การคาดการณและ ผลการสังเกต การสวางหรือดับของ ไดโอดเปลงแสงใน วงจรไฟฟาแบบ อนุกรมในแบบ บันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - ระบุชื่อตารางไมสอดคลอง กับขอมูลที่บันทึก - ออกแบบตารางบันทึกผล โดยสลับกันระหวาง ตัวแปรตนและตัวแปรตาม ซึ่งควรเปนดังตัวอยาง คือ สดมภซายของตารางเปน ตัวแปรตน คือ ความยาว ของขาไดโอดเปลงแสงที่ ตอกับสายไฟฟาที่ตอกับ ขั้วบวกของถานไฟฉาย และขอมูลในสดมภถัดไป ของตารางเปนตัวแปรตาม คือ การสวางหรือดับของ ไดโอดเปลงแสง - ระบุชื่อตารางได สอดคลองกับขอมูลที่ บันทึก - ออกแบบตารางบันทึก ผลที่แสดงความสัมพันธ ระหวางความยาวของขา ไดโอดเปลงแสงที่ตอกับ สายไฟฟาที่ตอกับ ขั้วบวกของถานไฟฉาย (ตัวแปรตน) และการ สวางหรือดับของ ไดโอดเปลงแสง (ตัวแปรตาม) สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - มีการออกแบบตารางที่ แสดงการเปรียบเทียบผล การคาดการณและผลการ สังเกตการความสวางหรือ ดับของไดโอดเปลงแสง - มีการออกแบบตารางที่ สื่อสารเขาใจงาย ถูกตอง และแตกตางจากกลุมอื่น 2.3 การบันทึกผลการ สังเกตการทํางาน ของอุปกรณไฟฟา หรือชิ้นสวน อิเล็กทรอนิกสใน วงจรไฟฟาอยางงาย ในแบบบันทึก กิจกรรมที่3.1 ตอน ที่ 1-4 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - ไมมีการตรวจสอบเมื่อพบ ขอมูลที่คลาดเคลื่อน - มีการแกไขขอมูลโดยไม ทําการตรวจสอบเพิ่มเติม - บันทึกขอมูลผลการ สังเกตการทํางานของ อุปกรณไฟฟาหรือ ชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสใน วงจรไฟฟาอยางงาย ไดครบถวนตามหลักฐาน ที่กลุมรวบรวมได สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - มีการทดลองซ้ําเมื่อพบ ขอมูลที่มีความคลาดเคลื่อน หรือมีการทดลองซ้ํา มากกวาที่กําหนดไว - มีวิธีการสังเกตทิศ การหมุนของใบพัดที่ติด กับมอเตอรที่แตกตางจาก ที่แนะนําในกิจกรรม 203 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได เกินความคาดหมาย 3. ใชมัลติมิเตอรและอธิบายการวัดคากระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟาในวงจรไฟฟาพรอมระบุหนวย 3.1 การใชมัลติมิเตอร และการตอบคําถาม ในใบงานที่ 3.2 การวัดกระแสไฟฟา และความตาง ศักยไฟฟาดวยมัลติ มิเตอร ขอที่ 1-6 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - คําตอบมีความ คลาดเคลื่อนไมสอดคลอง กับขอมูลที่ศึกษา - ใชมัลติมิเตอรยังไมถูกตอง หลังจากการรวมอภิปราย วิธีการใชและการตอบ คําถามในใบงาน - สังเกตเห็นการตอบคําถาม โดยไมรวมอภิปรายและ รอคอยคําตอบจากการ อภิปรายเพียงอยางเดียว - ใชมัลติมิเตอรไดถูกตอง และตอบคําถาม ขอที่ 1-6 ไดถูกตองและ ครบถวน สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - ใชมัลติมิเตอรไดถูกตอง โดยไมตองศึกษาขอมูล จากใบความรู - มีการใหเหตุผลและขอมูล สนับสนุนในการรวม อภิปรายอยาง สมเหตุสมผลและไดรับ การยอมรับ 3.1 การวัดและ การบันทึกคากระแส ไฟฟาและความตาง ศักยไฟฟาในวงจร ไฟฟาของมอเตอร โดยใชมัลติมิเตอรใน ใบงานที่ 3.2 การวัด กระแส ไฟฟาและ ความตางศักยไฟฟา ดวยมัลติมิเตอร ขอ ที่ 7 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - ไมมีการตรวจสอบเมื่อพบ ขอมูลที่คลาดเคลื่อน - มีการแกไขขอมูลโดยไม ทําการตรวจสอบเพิ่มเติม - ระบุหนวยหรือบันทึกคาที่ วัดไดสลับกันระหวาง ความตางศักยไฟฟาและ กระแสไฟฟา - ระบุหนวยความตาง ศักยไฟฟาและ กระแสไฟฟาไมสอดคลอง กับยานวัด - เลือกยานวัด กระแสไฟฟาและความ ตางศักยของมอเตอรได เหมาะสม - ตอมัลติมิเตอรกับ วงจรไฟฟาเพื่อวัด กระแสไฟฟาและ ความตางศักยของ มอเตอรไดถูกตอง - ระบุคาความตางศักย ไฟฟาและกระแสไฟฟา ของมอเตอรใน วงจรไฟฟาอยางงายที่วัด ดวยมัลติมิเตอรใน สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - มีการทดลองซ้ําเมื่อพบ ขอมูลที่มีความ คลาดเคลื่อน - สามารถแกปญหาเมื่อไม สามารถอานคาความตาง ศักยไฟฟาและ กระแสไฟฟาโดยใชมัลติ มิเตอรไฟฟาได - สามารถแนะนําและ อธิบายวิธีการใชมัลติ มิเตอรใหกับสมาชิกใน โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 204
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 การประเมินตามภาระงาน หรือชิ้นงาน ระดับการพัฒนา 1 = ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 2 = ดี ปฏิบัติได ตามความคาดหมาย 3 = ดีมาก ปฏิบัติได เกินความคาดหมาย ใบงานเรื่องวัดกระแส ไฟฟาและความตาง ศักยไฟฟาดวยมัลติ มิเตอร ขอที่ 7 ได ถูกตองและครบถวน กลุมหรือในหองใหปฏิบัติ ไดถูกตอง 4. ทํางานรวมกับผูอื่นดวยความมุงมั่นจนบรรลุวัตถุประสงค 4.1 การรวมกันปฏิบัติ กิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1-4 ไมสามารถปฏิบัติไดตาม เกณฑความคาดหมาย เชน - ไมมีสวนรวมในการปฏิบัติ กิจกรรม - ขาดความพยายาม แกปญหาเฉพาะหนา ที่เกิดขึ้น - ไมสามารถปฏิบัติงานให เสร็จตามเวลาที่กําหนด - มีสวนรวมในการแบง งานและปฏิบัติงานตาม ความรับผิดชอบเพื่อ ปฏิบัติกิจกรรมใหบรรลุ เปาหมาย - มีความพยายามในการ ปฏิบัติงานตามแผนให บรรลุเปาหมายในเวลาที่ กําหนด สามารถปฏิบัติไดเกินเกณฑ ความคาดหมาย เชน - มีภาวะผูนํา สามารถแกไข สถานการณที่เกิดขึ้น ภายในกลุมโดยทันทีเมื่อ พบปญหา และขับเคลื่อน กลุมใหปฏิบัติกิจกรรมจน บรรลุเปาหมาย เกณฑการตัดสิน 1. สรุปผลระดับการพัฒนา ดังนี้ สรุปผลระดับการพัฒนา = ระดับการพัฒนาจากทุกรายการประเมิน จํานวนรายการประเมิน 2. สรุปผลการประเมินระดับการพัฒนา ดังนี้ คะแนนเฉลี่ย 2.34 – 3.00 มีผลการประเมินอยูในระดับ ดีมาก ปฏิบัติไดเกินความคาดหมาย คะแนนเฉลี่ย 1.67 – 2.33 มีผลการประเมินอยูในระดับ ดี ปฏิบัติไดตามความคาดหมาย คะแนนเฉลี่ย 1.00 – 1.66 มีผลการประเมินอยูในระดับ ควรปรับปรุง วางแผนพัฒนาเพิ่มเติม 205 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 จุดประสงคกิจกรรม นักเรียนสามารถ 1. วิเคราะหแผนภาพวงจรไฟฟา และระบุชื่ออุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสในวงจรไฟฟาที่สอดคลอง กับสัญลักษณทางไฟฟา 2. วางแผนและตอวงจรไฟฟาอยางงายเพื่อใหอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสทํางานได 3. ออกแบบการบันทึกผลการตอไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาอยางงายที่สอดคลองกับขอมูลที่ตองการรวบรวม 4. รวบรวมและบันทึกขอมูลการทํางานของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสตามหลักฐานเชิงประจักษ 5. วิเคราะห แปลความหมายขอมูลเพื่อลงขอสรุปเกี่ยวกับหลักการของวงจรไฟฟาอยางงาย เวลา 4 ชั่วโมง วัสดุ-อุปกรณ ที่ รายการ จํานวน 1 สวิตช 2 อัน ตอกลุม 2 ถานไฟฉาย 1.5 โวลต 2 กอน ตอกลุม 3 กระบะถานไฟฉาย แบบ 2 กอน 1 อัน ตอกลุม 4 สายไฟฟาพรอมปากหนีบจระเข 6 เสน ตอกลุม 5 หลอดไฟฟา 2.5 โวลตพรอมฐาน 2 หลอด ตอกลุม 6 ไดโอดเปลงแสง (LED) สีเขียว 1 หลอด ตอกลุม 7 มอเตอรกระแสตรง 6 โวลตพรอมใบพัดขนาดเล็ก 1 ชุด ตอกลุม 8 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย 1 ชุด ตอคน 9 ใบความรูที่ 3.1 ไดโอดเปลงแสง (LED) 1 ชุด ตอคน 10 ใบความรูที่ 3.2 แสงสีตาง ๆ ของไดโอดเปลงแสง 1 ชุด ตอคน 11 ใบความรูที่ 3.3 มอเตอร 1 ชุด ตอคน ขอควรระวัง/ขอเสนอแนะ 1. ควรตรวจสอบสวิตชใหวงจรเปดทุกครั้ง กอนตอวงจรไฟฟาเขากับถานไฟฉาย 2. ตรวจสอบขาของไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาที่ตอเขากับถานไฟฉายใหถูกตองกอนกดสวิตชใหวงจรปด เมื่อสังเกตผลที่ไดเรียบรอยแลวใหกดสวิตชใหวงจรเปดเสมอ กิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 206
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 วิธีการดําเนินกิจกรรม ตอนที่ 1 รูจักวงจรไฟฟาอยางงาย 1. รวมกันวิเคราะหวงจรไฟฟาทั้งแบบอนุกรมและขนาน ดังรูป โดยปฏิบัติตามขั้นตอนดังตอไปนี้ 1.1 ใหระบุชื่ออุปกรณไฟฟาและประเภทของวงจรไฟฟาลงในแผนภาพวงจรไฟฟา ก และ ข ที่สอดคลองกับสัญลักษณทางไฟฟา แลววาดสายไฟฟาเชื่อมตออุปกรณไฟฟาตามแผนภาพ วงจรไฟฟา ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย ตอนที่ 1 รูจักวงจรไฟฟาอยางงาย ก ข 1.2 คาดการณผลที่จะเกิดขึ้นเมื่อถอดหลอดไฟฟาออกจากฐาน 1 หลอด จากวงจรไฟฟา ก และ ข ระบุตัวแปรตน ตัวแปรตาม ตัวแปรควบคุม บันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1 2. รวมกันวางแผนและนําหลอดไฟฟามาตอตามวงจรไฟฟา ก และ ข ถอดหลอดไฟฟาออกจากฐาน 1 หลอด สังเกตและบันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1 แลวเปรียบเทียบผลที่เกิดขึ้นกับหลอดไฟฟา และรวมกันอภิปรายภายในกลุม เพื่อตรวจสอบผลการคาดการณในขอที่ 1.2 3. นําเสนอผลการศึกษาการตอหลอดไฟฟาในวงจรไฟฟา ก และ ข โดยใชขอมูลสนับสนุนอยางสมเหตุสมผล 4. แตละกลุมอภิปรายคําถามทายกิจกรรม และบันทึกในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1 5. นําเสนอผลการอภิปรายคําถามทายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุมอื่น และรวมกันสรุปผล การปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 1 ตอนที่ 2 สวิตชเปด-ปด 1. รวมกันวิเคราะหวงจรไฟฟาดังรูป โดยปฏิบัติตามขั้นตอนดังตอไปนี้ 1.1 ใหระบุชื่ออุปกรณไฟฟาและประเภทของวงจรไฟฟา ลงในแผนภาพวงจรไฟฟาที่สอดคลองกับ สัญลักษณทางไฟฟา และวาดสายไฟฟาเชื่อมตออุปกรณไฟฟาลงในแผนภาพการเชื่อมตออุปกรณ ไฟฟาลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย ตอนที่ 2 สวิตชเปด-ปด ขอที่ 2 207 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 1.2 คาดการณผลที่จะเกิดขึ้นเมื่อกดสวิตชดังรูปตอไปนี้ 1 2 3 2. รวมกันวางแผนและนําหลอดไฟฟามาตอตามวงจรไฟฟาในขอ 1.1 และกดสวิตช ดังรูปในขอ 1.2 สังเกตและ บันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 2 แลวรวมกันอภิปรายภายในกลุมเกี่ยวกับผลที่ได เพื่อตรวจสอบผลการคาดการณในขอที่ 1.2 3. นําเสนอผลการศึกษาการตอสวิตซในวงจรไฟฟาแบบขนาน โดยใชขอมูลสนับสนุนอยางสมเหตุสมผล 4. แตละกลุมอภิปรายคําถามทายกิจกรรม และบันทึกในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่2 5. นําเสนอผลการอภิปรายคําถามทายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุมอื่น และรวมกันสรุปผล การปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 2 ตอนที่ 3 วงจรไฟฟาอยางงายกับไดโอดเปลงแสง (LED) 1. สังเกตความยาวขาหรือขอบดานที่มีรอยบากของไดโอดเปลงแสง (LED) ระบุตัวแปรตน ตัวแปรตาม และตัวแปรควบคุมของการตรวจสอบการตอไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม 2. ออกแบบตารางบันทึกการคาดการณและผลการสังเกตการสวางหรือดับของไดโอดเปลงแสงจากวงจรไฟฟา ที่ตอในขอที่ 4 และ 5 ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย ตอนที่ 3 วงจรไฟฟาอยางงายกับ ไดโอดเปลงแสง (LED) 3. คาดการณการสวางหรือดับของไดโอดเปลงแสง ถาตอขาใดขาหนึ่งของไดโอดเปลงแสงกับสายไฟฟาที่ตอกับ ขั้วบวกของถานไฟฉาย และอีกขาตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วลบของถานไฟฉาย บันทึกการคาดการณ ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 4. ตอไดโอดเปลงแสงเขากับสวิตชและถานไฟฉายในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม จากนั้นกดสวิตชใหวงจรปด สังเกต การสวางหรือดับของไดโอดเปลงแสง และบันทึกผลในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 208
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 5. สลับขาไดโอดเปลงแสงในขอ 4 คาดการณการสวางหรือดับของไดโอดเปลงแสง บันทึกการคาดการณจากนั้น กดสวิตชใหวงจรปด สังเกตการสวางหรือดับของไดโอดเปลงแสง และบันทึกผลในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 6. ศึกษาลักษณะของไดโอดเปลงแสง และสัญลักษณจากใบความรูที่ 3.1 ไดโอดเปลงแสง (LED) จากนั้น วาดแผนภาพวงจรไฟฟาที่ทําใหไดโอดเปลงแสงสวาง ในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 7. นําเสนอผลการศึกษาการตอไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟา โดยใชขอมูลสนับสนุนอยางสมเหตุสมผล 8. แตละกลุมอภิปรายคําถามทายกิจกรรม และบันทึกในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 9. นําเสนอผลการอภิปรายคําถามทายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุมอื่น และรวมกันสรุปผล การปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 ตอนที่ 4 วงจรไฟฟาอยางงายกับมอเตอร 1. รวมกันวิเคราะหการทํางานของมอเตอร โดยปฏิบัติตามขั้นตอนดังตอไปนี้ 1.1 ศึกษาลักษณะและสัญลักษณของมอเตอรจากใบความรูที่ 3.3 มอเตอร จากนั้นวาดแผนภาพ วงจรไฟฟาแบบอนุกรมที่ทําใหมอเตอรทํางาน ลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย ตอนที่ 4 วงจรไฟฟาอยางงายกับมอเตอร 1.2 คาดการณทิศการหมุนของใบพัดที่ติดกับมอเตอรเมื่อตอมอเตอรตามแผนภาพวงจรไฟฟาในขอ 1.1 และบันทึกผลในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 4 1.3 ตอมอเตอรในวงจรไฟฟาแบบอนุกรมตามแผนภาพวงจรไฟฟาในขอ 1.1 กดสวิตช สังเกตทิศการ หมุนของใบพัดเมื่อหันดานหนาใบพัดเขาหาผูสังเกต และบันทึกผลในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 4 1.4 คาดการณทิศการหมุนของใบพัดที่จะเกิดขึ้นเมื่อสลับขั้วของถานไฟฉายในวงจรไฟฟาในขอ 1.3 และ บันทึกผลในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 4 1.5 ทําเชนเดียวกับขอ 1.3 แตสลับขั้วของถานไฟฉาย สังเกตและบันทึกผลในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 4 2. นําเสนอผลการศึกษาการตอมอเตอรในวงจรไฟฟา โดยใชขอมูลสนับสนุนอยางสมเหตุสมผล 3. แตละกลุมอภิปรายคําถามทายกิจกรรม และบันทึกในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 4 4. นําเสนอผลการอภิปรายคําถามทายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับกลุมอื่น และรวมกันสรุปผล การปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 4 209 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ตอนที่ 1 รูจักวงจรไฟฟาอยางงาย คําชี้แจง ใหนักเรียนระบุชื่ออุปกรณไฟฟาและประเภทของวงจรไฟฟา ลงในแผนภาพวงจรไฟฟาที่สอดคลองกับ สัญลักษณทางไฟฟา และวาดสายไฟฟาเชื่อมตออุปกรณไฟฟาตามแผนภาพวงจรไฟฟา ลงในแผนภาพการเชื่อมตอ อุปกรณไฟฟา ก. วงจรไฟฟาแบบ……………………………….. แผนภาพการเชื่อมตออุปกรณไฟฟา แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย ถานไฟฉาย สวิตช หลอดไฟฟา อนุกรม + - โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 210
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ข. วงจรไฟฟาแบบ……………………………….. แผนภาพการเชื่อมตออุปกรณไฟฟา คําชี้แจง ระบุตัวแปรตน ตัวแปรตาม ตัวแปรควบคุม แลวบันทึกการคาดการณ ผลการสังเกตการสวางหรือดับ ของหลอดไฟฟาที่เหลือ หลังจากถอดหลอดไฟฟาออกจากวงจรไฟฟา 1 หลอด ลงในตาราง ตัวแปรตน วงจรไฟฟาแบบขนานและวงจรไฟฟาแบบอนุกรม ตัวแปรตาม การสวางหรือดับของหลอดไฟฟา ตัวแปรควบคุม หลอดไฟฟา สายไฟฟา ถานไฟฉาย ที่เปนชนิดเดียวกัน สวิตช หลอดไฟฟา ถานไฟฉาย ขนาน + - 211 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ผลการปฏิบัติกิจกรรม ตาราง การคาดการณและผลการสังเกตหลอดไฟฟาที่เหลือในวงจรไฟฟาอยางงาย วงจรไฟฟา การคาดการณ ผลการสังเกต แบบ แบบ คําถามทายกิจกรรม 1. ในวงจรไฟฟาที่มีหลอดไฟฟามากกวา 1 หลอด ตอแบบอนุกรม เมื่อถอดหลอดไฟฟาออก 1 หลอด มีผล อยางไรกับหลอดไฟฟาที่เหลือ แนวคําตอบ หลอดไฟฟาที่เหลือจะดับ 2. ในวงจรไฟฟาที่มีหลอดไฟฟามากกวา 1 หลอด ตอแบบขนาน เมื่อถอดหลอดไฟฟาออก 1 หลอด มีผลอยางไร กับหลอดไฟฟาที่เหลือ แนวคําตอบ หลอดไฟฟาที่เหลือยังคงสวาง สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม ในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม หากถอดหลอดไฟฟาหลอดใดหลอดหนึ่งออกจะมีผลทําใหหลอดไฟฟาอีกหลอดดับ แตในวงจรไฟฟาแบบขนาน เมื่อถอดหลอดไฟฟาหลอดใดหลอดหนึ่งออก หลอดไฟฟาอีกหลอดยังคงสวาง อนุกรม ขนาน หลอดไฟฟาดับ หลอดไฟฟาสวาง โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 212
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ตอนที่ 2 สวิตชเปด-ปด คําชี้แจง ใหนักเรียนระบุชื่ออุปกรณไฟฟาและประเภทของวงจรไฟฟา ลงในแผนภาพวงจรไฟฟาที่สอดคลองกับ สัญลักษณทางไฟฟา และวาดสายไฟฟาเชื่อมตออุปกรณไฟฟาแผนภาพวงจรไฟฟา ลงในแผนภาพการเชื่อมตออุปกรณ ไฟฟา ค. วงจรไฟฟาแบบ……………………………….. แผนภาพการเชื่อมตออุปกรณไฟฟา ถานไฟฉาย สวิตช หลอดไฟฟา ขนาน + - 1 2 1 2 213 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 คําชี้แจง ใหนักเรียนบันทึกการคาดการณและผลการสังเกตการสวางหรือดับของหลอดไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบขนาน เมื่อ กดสวิตชตามรูปในตารางตอไปนี้ ตาราง การคาดการณและผลการสังเกตหลอดไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบขนาน เมื่อกดสวิตชตามรูปในตาราง ลําดับ การกดสวิตชในวงจรไฟฟา หลอดไฟฟาหลอดที่ 1 หลอดไฟฟาหลอดที่ 2 การคาดการณ ผลการสังเกต การคาดการณ ผลการสังเกต 1 หลอดไฟฟา สวาง หลอดไฟฟา ดับ 2 หลอดไฟฟา ดับ หลอดไฟฟา สวาง 3 หลอดไฟฟา สวาง หลอดไฟฟา สวาง คําถามทายกิจกรรม 1. เมื่อกดสวิตชตามรูปลําดับที่ 1 หลอดไฟฟาแตละหลอดเปนอยางไร แนวคําตอบ หลอดไฟฟาหลอดที่ 1 จะสวาง แตหลอดไฟฟาหลอดที่ 2 ดับ 2. เมื่อกดสวิตชตามรูปลําดับที่2 หลอดไฟฟาแตละหลอดเปนอยางไร แนวคําตอบ หลอดไฟฟาหลอดที่ 1 ดับ แตหลอดไฟฟาหลอดที่ 2 จะสวาง 3. เมื่อกดสวิตชตามรูปลําดับที่ 3 หลอดไฟฟาแตละหลอดเปนอยางไร แนวคําตอบ หลอดไฟฟาทั้งสองหลอดจะสวาง 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 214
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ก ข ค 4. จากการวางตําแหนงของสวิตชในวงจรไฟฟาดังรูป ก และ ข สงผลตอการสวางหรือดับของหลอดไฟฟา แตละหลอดอยางไร แนวคําตอบ การตอสวิตชในวงจรไฟฟารูป ก และ ข จะทําใหหลอดไฟฟาแตละหลอดสวางหรือดับพรอมกัน 5. จากแผนภาพวงจรไฟฟาดังรูป ข และ ค เหมือนหรือตางกันอยางไร แนวคําตอบ เปนวงจรไฟฟาแบบขนานเหมือนกัน แตตางกันที่ตําแหนงและจํานวนสวิตชในวงจรไฟฟา 6. จากตําแหนงของสวิตชในวงจรไฟฟาดังรูป ค การสวางหรือดับของหลอดไฟฟาแตละหลอดเปนอยางไร แนวคําตอบ หลอดไฟฟาแตละหลอดจะสวางไดเมื่อมีการกดสวิตชที่ตอกับหลอดไฟฟานั้น 7. จากตําแหนงของสวิตชในวงจรไฟฟาดังรูป ค สวิตชกับหลอดไฟฟามีการตอวงจรไฟฟาแบบใด แนวคําตอบ สวิตชตอกับหลอดไฟฟาแบบอนุกรม สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อตอวงจรไฟฟาแบบขนานและตอสวิตชแบบอนุกรมเขากับหลอดไฟฟาแตละหลอด หลอดไฟฟาแตละหลอด จะสวางไดเมื่อมีการกดสวิตชที่ตอกับหลอดไฟฟานั้น โดยไมกระทบกับการทํางานของหลอดไฟฟาหลอดอื่นในวงจร 215 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ตอนที่ 3 วงจรไฟฟาอยางงายกับไดโอดเปลงแสง (LED) คําชี้แจง ใหนักเรียนระบุตัวแปร ออกแบบและตั้งชื่อตาราง และบันทึกการคาดการณและผลการสังเกตการสวางหรือ ดับของไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม เมื่อสลับขาไดโอดเปลงแสง ตัวแปรตน ความยาวของขาไดโอดเปลงแสงที่ตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉาย ตัวแปรตาม การสวางหรือดับของไดโอดเปลงแสง ตัวแปรควบคุม ไดโอดเปลงแสง ถานไฟฉาย สายไฟฟาที่เปนชนิดเดียวกัน รูปแบบวงจรไฟฟาประเภทเดียวกัน ผลการปฏิบัติกิจกรรม ตาราง การคาดการณและผลการสังเกตไดโอดเปลงแสงจากวงจรไฟฟาในขอที่ 4-5 แนวคําตอบ การตอไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟา การคาดการณ ผลการสังเกต ไดโอดเปลงแสงสวาง ไดโอดเปลงแสงดับ + - + - โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 216
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 คําชี้แจง วาดแผนภาพวงจรไฟฟาที่สอดคลองกับสัญลักษณทางไฟฟาที่ทําใหไดโอดเปลงแสงสวาง คําถามทายกิจกรรม 1. จากตาราง ไดโอดเปลงแสงจะสวาง เมื่อตอขาไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาอยางไร แนวคําตอบ ขาที่ยาวตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉาย และอีกขาตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วลบ ของถานไฟฉาย 2. จากตาราง ไดโอดเปลงแสงไมทํางาน เมื่อตอขาไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาอยางไร แนวคําตอบ ขาที่สั้นตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉาย และอีกขาตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วลบ ของถานไฟฉาย สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม ตอไดโอดเปลงแสงโดยใหขายาวตอกับสายไฟฟาที่ตอกับขั้วบวกของถานไฟฉาย และอีกขาตอกับสายไฟฟาที่ตอ กับขั้วลบของถานไฟฉาย ขาบวก ขาลบ 217 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ตอนที่ 4 วงจรไฟฟาอยางงายกับมอเตอร คําชี้แจง วาดแผนภาพวงจรไฟฟาที่สอดคลองกับสัญลักษณทางไฟฟาที่ทําใหมอเตอรทํางาน คําชี้แจง บันทึกการคาดการณ และการสังเกตทิศการหมุนของใบพัดที่ติดกับมอเตอรในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม ตามตารางตอไปนี้ โดยทําเครื่องหมาย ลงในชองวาง ตาราง การคาดการณและผลการสังเกตใบพัดที่ติดกับมอเตอรในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม การตอวงจรไฟฟา การคาดการณ ผลการสังเกต หมุนทวนเข็ม นาฬิกา หมุนตามเข็ม นาฬิกา หมุนทวนเข็ม นาฬิกา หมุนตามเข็ม นาฬิกา กอนสลับขั้วของถานไฟฉาย หลังสลับขั้วของถานไฟฉาย คําถามทายกิจกรรม 1. จากตาราง เมื่อตอมอเตอรในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม ทิศทางการหมุนของใบพัดมีทิศทางใด แนวคําตอบ ใบพัดหมุนในทิศตามเข็มนาฬิกา หรือ ใบพัดหมุนในทิศทวนเข็มนาฬิกา 2. จากตาราง เมื่อสลับขั้วของถานไฟฉายในวงจรไฟฟา ทิศทางการหมุนของใบพัดมีทิศทางใด แนวคําตอบ ใบพัดหมุนตรงกันขาม สรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อตอมอเตอรในวงจรไฟฟาแบบอนุกรม ทําใหใบพัดที่ติดกับมอเตอรหมุนได (ในทิศตามเข็มนาฬิกา หรือ ทิศทวนเข็มนาฬิกา) เมื่อสลับขั้วถานไฟฉายในวงจรไฟฟา ใบพัดที่ติดกับมอเตอรจะหมุนตรงกันขาม โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 218
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ไดโอดเปลงแสง (light emitting diode : LED) เปนชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสที่เปลงแสงเมื่อมีกระแสไฟฟาผาน โดยกระแสไฟฟาผานไดทางเดียว ดังนั้นหากตอวงจรไฟฟาไมถูกตองไดโอดเปลงแสงจะไมสวาง ทั้งนี้ สามารถระบุ ขาของไดโอดเปลงแสงไดจากการสังเกตความยาวของขา หรือขอบดานที่มีรอยบาก ดังรูป รูปที่ 3.1 ขาของไดโอดเปลงแสง ซึ่งสัญลักษณที่ใชในวงจรไฟฟาของไดโอดเปลงแสง คือ รูปที่ 3.2 สัญลักษณทางไฟฟาของไดโอดเปลงแสง โดยรูปสามเหลี่ยมแสดงทิศทางของกระแสไฟฟาที่เคลื่อนที่จากขาบวกไปยังขาลบ ใบความรูที่ 3.1 ไดโอดเปลงแสง (LED) ขาบวก ขาลบ ขาบวก ขาบวก ขาลบ ภาพดานบน (Top view) ขาลบ ภาพดานขาง (Side view) ดานที่มีรอยบาก 219 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ไดโอดเปลงแสงสามารถเปลงแสงไดหลายสีและมักจะมีสีตรงกับแสงสีที่เปลงออกมา เชน สีแดง สีสม สีเหลือง สีเขียว สีน้ําเงิน ซึ่งไดโอดเปลงแสงแตละสีตองใชกับแหลงกําเนิดไฟฟาที่มีชวงความตางศักยไฟฟาที่เหมาะสม โดยมี รายละเอียดของแตละสี ดังนี้ ตาราง สีและความตางศักยไฟฟาที่เหมาะสมของไดโอดเปลงแสง สีของไดโอดเปลงแสง ความตางศักยไฟฟาที่เหมาะสม (โวลต) สีแดง 1.6 – 2.0 สีสม 2.0 – 2.1 สีเหลือง 2.1 – 2.2 สีเขียว 1.9 – 4.0 สีน้ําเงิน 2.5 – 3.7 ที่มา : https://www.circuitbread.com/ee-faq/the-forward-voltages-of-different-leds ทั้งนี้ ในปจจุบันมีไดโอดเปลงแสงชนิดที่สามารถเปลงแสงไดหลายสีภายในหลอดเดียวกัน พบไดทั้งในของเลน และของใชทั่วไป มีลักษณะเปนไดโอดเปลงแสงแบบใส ซึ่งโครงสรางภายในไดโอดเปลงแสงชนิดนี้จะมีสวนประกอบ ของไดโอดเปลงแสงแตละสีอยูภายในหลอดเดียวกัน ใบความรูที่ 3.2 แสงสีตาง ๆ ของไดโอดเปลงแสง โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 220
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 มอเตอร เปนอุปกรณไฟฟาที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟาเปนพลังงานกลทําใหมอเตอรหมุน โดยมอเตอรมีทั้งใชไฟฟา กระแสตรงและกระแสสลับ ของเลนสวนใหญนิยมใชมอเตอรไฟฟากระแสตรง การใชงานเพียงมีกระแสไฟฟาผาน มอเตอรก็สามารถทํางานได มอเตอรแตละตัวจะบอกสมบัติการใชงาน เชน ความตางศักยไฟฟา (โวลต) กระแสไฟฟา (แอมแปร) อัตราเร็วรอบ หรือความถี่ในการหมุน (รอบตอนาที) ดังนั้นการใชงานมอเตอรจะตองเลือกใหเหมาะสมกับลักษณะการใชงานรวมถึง ชนิดของมอเตอร รูปที่ 3.3 มอเตอรไฟฟาในของเลนของใชในชีวิตประจําวัน สัญลักษณที่ใชในวงจรไฟฟาของมอเตอร คือ รูปที่ 3.4 สัญลักษณทางไฟฟาของมอเตอร ในระดับชั้นนี้ศึกษาเฉพาะมอเตอรไฟฟากระแสตรง มอเตอรลักษณะนี้จะมีอัตราเร็วรอบสูง แตมีแรงบิดไมมาก ขนาดของแรงบิดจะขึ้นกับคากระแสไฟฟาที่ผานมอเตอร ถาหากตองการแรงบิดสูง ๆ จะตองนําชุดเกียรทดรอบมาใช หรือใชมอเตอรเกียรที่มีชุดทดรอบอยู รูปที่ 3.5 มอเตอรไฟฟากระแสตรง ใบความรูที่ 3.3 มอเตอร 221 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 กระแสไฟฟา (electric current) หมายถึง ปริมาณประจุไฟฟาที่เคลื่อนที่ผานตัวนําไฟฟาในหนึ่งหนวยเวลา โดยเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีศักยไฟฟาสูงไปยังบริเวณที่มีศักยไฟฟาต่ํา ใชสัญลักษณ I มีหนวยเปนแอมแปร (ampere: A) ศักยไฟฟาเปนคาของพลังงานที่มีอยูในประจุไฟฟาหนึ่งหนวยประจุ ความตางศักยไฟฟา (voltage) เปนความแตกตางของศักยไฟฟาระหวางจุด 2 จุด ซึ่งจะมีผลตอการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟา เมื่อตออุปกรณไฟฟา หรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสระหวางจุด 2 จุดที่มีศักยไฟฟาแตกตางกันจะทําใหเกิดกระแสไฟฟาเคลื่อนที่จากจุดที่มี ศักยไฟฟาสูง (จุด A) ผานอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสไปยังจุดที่มีศักยไฟฟาตํ่า (จุด B) และเปลี่ยน พลังงานไฟฟาเปนพลังงานรูปอื่น ดังรูปที่ 3.6 ความตางศักยไฟฟาใชสัญลักษณV มีหนวยเปน โวลต (volt: V) รูปที่ 3.6 ความตางศักยไฟฟาระหวางจุด A และจุด B อุปกรณไฟฟาที่พบในชีวิตประจําวัน เชน ไฟฉาย หลอดไฟฟา พัดลม จะสามารถทํางานไดเมื่อวงจรไฟฟาครบ วงจร เชนเดียวกับวงจรไฟฟาในกิจกรรมที่ 3.1 นักเรียนตองตออุปกรณไฟฟาเขากับแหลงกําเนิดไฟฟาซึ่งมีความตาง ศักยไฟฟาระหวางขั้วบวกและขั้วลบ จากนั้นเมื่อกดสวิตชจะมีประจุไฟฟาเคลื่อนที่ทําใหเกิดกระแสไฟฟาขึ้น โดยกระแสไฟฟาจะเคลื่อนที่จากขั้วบวกของแหลงกําเนิดไฟฟาซึ่งมีคาศักยไฟฟาสูงกวา ผานอุปกรณไฟฟาแลวกลับเขา มายังขั้วลบของแหลงกําเนิดไฟฟาซึ่งมีศักยไฟฟาต่ํากวาจนครบวงจร ขณะที่กระแสไฟฟาเคลื่อนที่ พลังงานจาก แหลงกําเนิดไฟฟาจะสงผานสายไฟฟาไปยังอุปกรณไฟฟา ทําใหอุปกรณไฟฟาทํางานไดโดยเปลี่ยนพลังงานไฟฟาเปน พลังงานอื่น เชน แสง ดังรูปที่ 3.7 นอกจากนี้ พลังงานไฟฟายังเปลี่ยนเปนเสียง พลังงานความรอน พลังงานกลได อีกดวย ใบความรูที่ 3.4 กระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟา โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 222
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 รูปที่ 3.7 การทํางานของวงจรไฟฟาในไฟฉาย กระแสไฟฟาจะเคลื่อนที่จากจุดที่มีศักยไฟฟาสูง (ขั้วบวกของถานไฟฉาย) ผานสวิตชและหลอดไฟฟา แลวไปยังจุดที่มีศักยไฟฟาต่ํา (ขั้วลบของถานไฟฉาย) 223 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 การวัดคาปริมาณตาง ๆ ทางไฟฟา จะใชเครื่องมือวัดที่แตกตางกัน หากเราจะวัดปริมาณทางไฟฟาหลาย ๆ อยางก็จะตองมีเครื่องมือวัดหลายชนิดอาจไมสะดวกที่ตองเปลี่ยนเครื่องมือวัดแตละครั้ง จึงมีเครื่องมือที่สามารถวัด ปริมาณตาง ๆ ทางไฟฟาไดในเครื่องเดียวกัน คือ มัลติมิเตอร (multimeter) ซึ่งผูใชสามารถเลือกวัดคากระแสไฟฟา ความตางศักยไฟฟา หรือความตานทานไฟฟาไดตามความตองการ มัลติมิเตอรมีทั้งแบบแอนะล็อก (analog) ที่แสดงผลโดยใชเข็มชี้คาตาง ๆ บนหนาปด และแบบดิจิทัล (digital) ที่แสดงผลเปนตัวเลข โดยมัลติมิเตอร แตละเครื่องมีหัววัดทดสอบ 2 เสน สีแดงและสีดํา ดังรูปที่ 3.8 ก. มัลติมิเตอรแบบแอนะล็อก ข. มัลติมิเตอรแบบดิจิทัล ค. หัววัดทดสอบขั้วบวก (สีแดง) และหัววัดทดสอบขั้วลบ (สีดํา) รูปที่ 3.8 มัลติมิเตอรแบบแอนะล็อก มัลติมิเตอรแบบดิจิทัล และหัววัดทดสอบ ใบความรูที่ 3.5 การวัดกระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟาดวยมัลติมิเตอร โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 224
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 การใชงานมัลติมิเตอรมีขั้นตอนดังนี้ 1) เลือกความตางศักยไฟฟาหรือกระแสไฟฟาโดยปรับสวิตชเลือกยานวัดใหสอดคลองกับปริมาณทางไฟฟา ที่ตองการวัด ถาตองการวัดความตางศักยไฟฟา ใหเลือกเปนไฟฟากระแสตรงโดยดูสัญลักษณ DC.V หรือ 2) เลือกยานวัดที่เหมาะสม - ในการวัดความตางศักยไฟฟา การเลือกยานวัดที่เหมาะสมพิจารณาจากความตางศักยไฟฟาของ แหลงกําเนิดไฟฟา โดยตองเลือกยานวัดที่มีคามากกวาและใกลเคียงกับคาความตางศักยไฟฟาที่ ตองการวัดซึ่งขึ้นอยูกับคาที่ระบุในมัลติมิเตอรแตละเครื่อง เชน ถาแหลงกําเนิดไฟฟามีความตาง ศักยไฟฟาเปน 6 โวลต ยานวัดตองมีคามากกวาและใกลเคียง 6 โวลต จึงตองเลือกยานวัดเปน 20 โวลต ดังรูปที่ 3.9 รูปที่3.9 การเลือกยานวัดความตางศักยไฟฟา - ในการวัดกระแสไฟฟา โดยทั่วไปจะไมทราบคาของกระแสไฟฟาในวงจร ดังนั้นจึงเลือกยานวัดที่มีคา มากที่สุดกอน ถาคาที่วัดไดไมเกินยานวัดใด จึงจะเปลี่ยนยานวัดเพื่อใหคาที่วัดไดมีความละเอียด ยิ่งขึ้น เชน ในรูปที่ 3.10 เลือกยานวัดเริ่มตนที่ 2,000 mA วัดคากระแสไฟฟาได 16 mA จึงเปลี่ยน ยานวัดมาที่ 20 mA เพื่อใหคาที่วัดไดมีความละเอียดมากขึ้น รูปที่ 3.10 การเลือกยานวัดกระแสไฟฟา 225 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 3) ตอขั้วของหัววัดทดสอบขั้วบวก (สีแดง) เขากับขั้วบวกของมัลติมิเตอร และตอขั้วของหัววัดทดสอบขั้วลบ (สีดํา) เขากับขั้วลบของมัลติมิเตอร 4) นําปลายของหัววัดทดสอบทั้งขั้วบวกและขั้วลบไปสัมผัสกับตําแหนงที่ตองการวัด ดังนี้ - การวัดกระแสไฟฟา ใหตอมัลติมิเตอรแบบอนุกรมกับจุดที่ตองการวัดกระแสไฟฟา โดยหัววัดทดสอบ ขั้วบวกของมัลติมิเตอรตองตอไปทางขั้วบวกของถานไฟฉาย สวนหัววัดทดสอบขั้วลบของมัลติมิเตอร ตองตอไปทางขั้วลบของถานไฟฉาย ดังรูปที่ 3.11 ก. วงจรไฟฟาอยางงาย ข. วงจรไฟฟาอยางงายที่ตอมัลติมิเตอร รูปที่ 3.11 การวัดกระแสไฟฟา - การวัดความตางศักยไฟฟา ใหตอมัลติมิเตอรแบบขนานหรือตอครอมกับจุดที่ตองการวัดความตาง ศักยไฟฟา โดยหัววัดทดสอบขั้วบวกของมัลติมิเตอรตองตอไปทางขั้วบวกของถานไฟฉาย สวนหัววัด ทดสอบขั้วลบของมัลติมิเตอรตองตอไปทางขั้วลบของถานไฟฉาย ดังรูปที่ 3.12 ก. วงจรไฟฟาอยางงาย ข. วงจรไฟฟาอยางงายที่ตอมัลติมิเตอร รูปที่ 3.12 การวัดความตางศักยไฟฟา ทั้งนี้ การตอมัลติมิเตอรเขาในวงจรไฟฟาเพื่อวัดกระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟา ตองนําหัววัดทดสอบ ไปตอในวงจรไฟฟากับจุดที่ตองการวัดใหถูกตอง เพื่อใหคาที่วัดไดมีคาเปนบวก โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 226
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 แอมมิเตอร การวัดคากระแสไฟฟาในวงจรจะใชเครื่องมือที่เรียกวา แอมมิเตอร (ammeter) ดังรูปที่ 3.13 การนํา แอมมิเตอรไปใชทําไดโดยตอแอมมิเตอรแทรกเขาไปในวงจรแบบเรียงกันไป ณ จุดที่ตองการวัดคากระแสไฟฟา ซึ่งตอง ตอขั้วบวกและขั้วลบของแอมมิเตอรใหถูกตอง โดยตอขั้วบวกของแอมมิเตอรเขาทางขั้วบวกของถานไฟฉายซึ่งเปนจุด ที่มีศักยไฟฟาสูงและตอขั้วลบของแอมมิเตอรเขาทางขั้วลบของถานไฟฉายซึ่งเปนจุดที่มีศักยไฟฟาตํ่า ขั้วบวกของ แอมมิเตอรมีหลายขั้วซึ่งแตละขั้วจะรองรับกระแสไฟฟาสูงสุดที่ตางกัน เชน 2 มิลลิแอมแปร 100 มิลลิแอมแปร 500 มิลลิแอมแปร และ 5 แอมแปร รูปที่ 3.13 แอมมิเตอร ในการเริ่มตนวัดแตละครั้งตองเลือกใชขั้วบวกที่รองรับกระแสไฟฟาสูงที่สุดกอน เนื่องจากเราไมทราบวา คากระแสไฟฟาในวงจรมีคาเปนเทาใด ถาเริ่มตนวัดโดยใชขั้วบวกที่รองรับกระแสไฟฟาสูงสุดที่มีขนาดนอยกวาคา กระแสไฟฟาในวงจรอาจทําใหแอมมิเตอรเสียหายได แตถาวัดแลวพบวาเข็มไมเบนหรือเบนเพียงเล็กนอย ใหเปลี่ยน ขั้วบวกใหมีคานอยลงทีละระดับจนสามารถอานคาไดละเอียดขึ้น การใชแอมมิเตอรวัดกระแสไฟฟาแสดงดังรูปที่ 3.14 ใบความรูที่ 3.6 แอมมิเตอรและโวลตมิเตอร 227 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 รูปที่ 3.14 การตอแอมมิเตอรเพื่อวัดคากระแสไฟฟา ถาเลือกขั้วบวกที่รองรับกระแสไฟฟาสูงสุดของแอมมิเตอรเปน 500 มิลลิแอมแปรจากรูปที่ 3.15 จํานวนชอง ระหวางขีด มีทั้งหมด 50 ชอง ดังนั้น 1 ชอง มีคาเทากับ 500 มิลลิแอมแปร/50 ชอง = 10 มิลลิแอมแปรตอชอง ถาเข็มชี้ไปชองที่ 16 (เสนสีแดง) แสดงวาแอมมิเตอรอานคาได (10 มิลลิแอมแปรตอชอง) × (16 ชอง) = 160 มิลลิแอมแปร รูปที่ 3.15 ตัวอยางเข็มชี้บนหนาปดแอมมิเตอร (เสนสีแดง) โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 228
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 โวลตมิเตอร การวัดคาความตางศักยไฟฟาจะใชโวลตมิเตอร (voltmeter) ดังรูปที่ 3.16 การตอโวลตมิเตอรตองตอครอม ระหวางจุดสองจุดที่ตองการวัดคาความตางศักยไฟฟา ซึ่งตองตอขั้วบวกและขั้วลบใหถูกตอง โดยตอขั้วบวกของ โวลตมิเตอรเขาทางขั้วบวกของถานไฟฉายซึ่งเปนจุดที่มีศักยไฟฟาสูง และตอขั้วลบของโวลตมิเตอรเขาทางขั้วลบของ ถานไฟฉายซึ่งเปนจุดที่มีศักยไฟฟาตํ่า ขั้วบวกของโวลตมิเตอรมีหลายขั้ว ซึ่งแตละขั้วจะรองรับความตางศักยไฟฟา สูงสุดที่ตางกัน เชน 3 โวลต 15 โวลต 30 โวลต และ 300 โวลต รูปที่ 3.16 โวลตมิเตอร ในการเริ่มตนวัดแตละครั้งตองเลือกใชขั้วบวกที่เหมาะสมในการวัดตองใชขั้วบวกที่มีคาสูงกวาและใกลเคียงกับ คาความตางศักยไฟฟาของแหลงกําเนิดไฟฟา โดยทั่วไปเรามักจะทราบคาความตางศักยไฟฟาของแหลงกําเนิดไฟฟา ทําใหเราสามารถเลือกขั้วบวกที่เหมาะสมได แตในกรณีที่ไมทราบ ใหเลือกใชขั้วบวกที่รองรับความตางศักยไฟฟาที่มี คาสูงสุด เพราะถาเริ่มตนวัดโดยใชขั้วบวกที่มีคานอยกวาคาความตางศักยไฟฟาในวงจรอาจทําใหโวลตมิเตอรเสียหายได แตถาวัดแลวพบวาเข็มเบนเพียงเล็กนอย ใหลดขั้วบวกลงจนสามารถอานคาได การใชโวลตมิเตอรวัดความตาง ศักยไฟฟาแสดงดังรูปที่ 3.17 229 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 รูปที่ 3.17 การตอโวลตมิเตอรเพื่อวัดความตางศักยไฟฟา ถาเลือกขั้วบวกที่รองรับความตางศักยไฟฟาสูงสุดของโวลตมิเตอรเปน 15 โวลตจากรูปที่ 3.18 จํานวนชอง ระหวางขีดมีทั้งหมด 30 ชอง ดังนั้น 1 ชอง มีคาเทากับ 15 โวลต/ 30 ชอง = 0.5 โวลตตอชอง ถาเข็มชี้ไปชอง ที่ 12 (เสนสีแดง) แสดงวาโวลตมิเตอรอานคาได (0.5 โวลตตอชอง) × (12 ชอง) = 6.0 โวลต รูปที่ 3.18 ตัวอยางเข็มชี้บนหนาปดโวลตมิเตอร (เสนสีแดง) โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 230
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 คําชี้แจง จากการศึกษาใบความรูที่ 3.4 กระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟา ใหนักเรียนอธิบายการเคลื่อนที่ของ กระแสไฟฟาและการหาคาความตางศักยไฟฟาของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกส ตามแนวคําถามตอไปนี้ 1. ในการตอหลอดไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนุกรมดังตัวอยางวงจรไฟฟาในกิจกรรมที่3.1 ตอนที่ 1 กระแสไฟฟา เคลื่อนที่จากแหลงกําเนิดไฟฟาผานหลอดไฟฟาในลักษณะอยางไร ใหวาดลูกศรลงในแผนภาพวงจรไฟฟา เพื่อแสดงทิศทางของกระแสไฟฟาพรอมอธิบาย แนวคําตอบ กระแสไฟฟาเคลื่อนที่จากขั้วบวกของถานไฟฉายที่มีศักยไฟฟาสูงผานหลอดไฟฟา แลวเคลื่อนที่ไปยังขั้วลบของถานไฟฉายที่มีศักยไฟฟาต่ําจนครบวงจร 2. ถากําหนดคาศักยไฟฟาต่ําเปน 0 โวลต และศักยไฟฟาสูงเปน 6 โวลต ใหระบุคาศักยไฟฟาที่ตําแหนง ก และ ข ลงในรูปวงจรไฟฟา พรอมอธิบายการหาคาความตางศักยไฟฟาของหลอดไฟฟา แนวคําตอบ คาความตางศักยไฟฟาหาไดจากผลตางของคาศักยไฟฟาสูงกับคาศักยไฟฟาต่ํา มีคาเทากับ 6 – 0 = 6 โวลต 3. จากขอ 2 เพราะเหตุใดกระแสไฟฟาจึงเคลื่อนที่ผานหลอดไฟฟาจากจุด ก ไปยังจุด ข แนวคําตอบ กระแสไฟฟาเคลื่อนที่ผานหลอดไฟฟาไดเนื่องจากมีความตางศักยไฟฟาระหวางจุดสองจุด ใบงานที่ 3.1 กระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟา ก ศักยไฟฟามีคา 6 โวลต ข ศักยไฟฟามีคา 0 โวลต 231 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 4. ในการตอไดโอดเปลงแสงในวงจรไฟฟาแบบอนุกรมดังตัวอยางวงจรไฟฟาในกิจกรรมที่ 3.1 ตอนที่ 3 กระแสไฟฟาเคลื่อนที่จากแหลงกําเนิดไฟฟาผานไดโอดเปลงแสงในลักษณะอยางไร ใหวาดลูกศรลงใน แผนภาพวงจรไฟฟา เพื่อแสดงทิศทางของกระแสไฟฟาพรอมอธิบาย แนวคําตอบ กระแสไฟฟาเคลื่อนที่ผานไดโอดเปลงแสง โดยกระแสไฟฟาจะเคลื่อนที่จากขั้วบวกของ ถานไฟฉายผานจุดที่มีศักยไฟฟาสูง (ขาบวก) ไปยังจุดที่มีศักยไฟฟาต่ํา (ขาลบ) แลวเคลื่อนที่ไปยังขั้วลบของ ถานไฟฉายจนครบวงจร โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 232
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 คําชี้แจง จากการศึกษาใบความรูที่ 3.5 การวัดกระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟาดวยมัลติมิเตอรใหตอบคําถาม ขอ 1-6 และบันทึกผลการฝกวัดคาความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟาของมอเตอรในวงจรไฟฟาอยางงายดวย มัลติมิเตอร พรอมระบุหนวยในตารางขอ 7 1. กอนนํามัลติมิเตอรไปวัดความตางศักยไฟฟาในวงจรไฟฟา ตองเลือกยานวัดบนเครื่องมัลติมิเตอรอยางไร แนวคําตอบ ปรับสวิตชของมัลติมิเตอรไปทางดานที่วัดความตางศักยไฟฟา จากนั้นเลือกยานวัดที่เหมาะสม โดยเลือกคาที่มากกวาและใกลเคียงกับความตางศักยไฟฟาของแหลงกําเนิดไฟฟา 2. ในการวัดความตางศักยไฟฟาของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสดวยมัลติมิเตอร มีวิธีการ ตอวงจรไฟฟาอยางไร แนวคําตอบ นํามัลติมิเตอรไปตอแบบขนานหรือครอมจุดที่ตองการวัดความตางศักยไฟฟา โดยใหหัววัด ทดสอบขั้วบวกตอไปทางขั้วบวกของแหลงกําเนิดไฟฟา และหัววัดทดสอบขั้วลบตอไปทางขั้วลบของ แหลงกําเนิดไฟฟา 3. ในการวัดความตางศักยไฟฟาของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสดวยมัลติมิเตอร มีวิธีการอานคา อยางไร มีหนวยเปนอะไร แนวคําตอบ อานคาจากตัวเลขที่ปรากฏบนหนาปดของมัลติมิเตอร ความตางศักยไฟฟามีหนวยเปนโวลตหรือ มิลลิโวลต 4. กอนนํามัลติมิเตอรไปวัดกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟา ตองเลือกยานวัดบนเครื่องมัลติมิเตอรอยางไร แนวคําตอบ ปรับสวิตชของมัลติมิเตอรไปทางดานที่วัดกระแสไฟฟา จากนั้นเลือกยานวัดที่เหมาะสมโดยเลือก คาที่มากที่สุด 5. ในการวัดกระแสไฟฟาของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสดวยมัลติมิเตอร มีวิธีการตอวงจรไฟฟา อยางไร แนวคําตอบ นํามัลติมิเตอรไปตอแบบอนุกรมที่จุดที่ตองการวัดกระแสไฟฟา โดยใหหัววัดทดสอบขั้วบวก ตอไปทางขั้วบวกของแหลงกําเนิดไฟฟา และหัววัดทดสอบขั้วลบตอไปทางขั้วลบของแหลงกําเนิดไฟฟา 6. ในการวัดกระแสไฟฟาของอุปกรณไฟฟาหรือชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสดวยมัลติมิเตอร มีวิธีการอานคาอยางไร มี หนวยเปนอะไร แนวคําตอบ อานคาจากตัวเลขที่ปรากฏบนหนาปดของมัลติมิเตอร กระแสไฟฟามีหนวยเปนแอมแปรหรือ มิลลิแอมแปร ใบงานที่ 3.2 การวัดกระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟาดวยมัลติมิเตอร 233 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 7. จากการฝกวัดคาความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟาของมอเตอรในวงจรไฟฟาอยางงายดวยมัลติมิเตอร ได คาความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟาเทาใด อุปกรณไฟฟา ความตางศักยไฟฟา (หนวย.....โวลต......) กระแสไฟฟา (หนวย.....มิลลิแอมแปร.....) มอเตอร 6.31 36.5 โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 234
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 จุดประสงคการเรียนรูนักเรียนสามารถ 1. รวบรวมขอมูลปริมาณทางไฟฟาเมื่อมีตัวตานทานในวงจรไฟฟาอยางงายและอธิบายหนาที่ของตัวตานทาน ตามหลักฐานที่รวบรวมไดอยางสมเหตุสมผล 2. จัดการขอมูลปริมาณทางไฟฟาและนําเสนอในรูปแบบของกราฟความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟา และกระแสไฟฟา และคาดการณแนวโนมปริมาณทางไฟฟาจากกราฟเสนตรง 3. วิเคราะหและอธิบายความสัมพันธระหวางความตางศักยไฟฟา กระแสไฟฟา และความตานทานจากหลักฐาน ที่รวบรวมได เวลา 4 ชั่วโมง วัสดุ-อุปกรณ ที่ รายการ จํานวนตอคน จํานวนตอกลุม จํานวนตอหอง 1 ถานไฟฉาย 1.5 โวลตพรอมกระบะถาน - 4 กอน - 2 สายไฟฟาพรอมปากหนีบจระเข - 7 เสน - 3 หลอดไฟฟา 2.5 โวลตพรอมฐาน - 1 ชุด - 4 สวิตช - 1 อัน - 5 มัลติมิเตอร - 2 เครื่อง - 6 ตัวตานทานคาคงตัว 1 โอหม - 1 อัน - 7 ตัวตานทานคาคงตัว 3 โอหม - 1 อัน - 8 ตัวตานทานคาคงตัว 10 โอหม - 1 อัน - 9 ตัวตานทานคาคงตัว 200 โอหม - 1 อัน - 10 ไมบรรทัดใส 1 อัน - - 11 เครื่องคิดเลข 1 เครื่อง - - 12 ใบกิจกรรมที่ 3.2 ตัวตานทานกับปริมาณทางไฟฟา 1 ชุด - - 13 ใบกิจกรรมที่ 3.3 ทํานายทายกราฟ 1 ชุด - - 14 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตัวตานทานกับปริมาณ ทางไฟฟา 1 ชุด - - แผนการจัดการเรียนรูที่ 2 ตัวตานทานกับปริมาณทางไฟฟา 235 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 ที่ รายการ จํานวนตอคน จํานวนตอกลุม จํานวนตอหอง 15 แบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.3 ทํานายทายกราฟ 1 ชุด - - 16 ใบความรูที่ 3.7 การอานคาตัวตานทานคาคงตัว 1 ชุด - - 17 ใบความรูที่ 3.8 ตัวตานทานและความตานทาน 1 ชุด - - 18 ใบงานที่ 3.3 ตัวตานทานและความตานทาน 1 ชุด - - 19 ใบงานที่ 3.4 สังเกตกราฟทราบสมการ 1 ชุด - - สื่อและแหลงเรียนรู 1. วีดิทัศนตัวอยางการปฏิบัติการวิทยาศาสตรสําหรับครู เรื่อง ความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟาสัมพันธกัน อยางไร (http://ipst.me/9877) 2. สื่อสําหรับใชในการสํารวจคา I V • ไฟลสํารวจโดยใชโปรแกรม GeoGebra (https://www.geogebra.org/calculator/bkp9n2gk) • ไฟลสํารวจโดยใชโปรแกรม The Geometer’s Sketchpad (GSP) (https://ipst.me/pls1) ขอเสนอแนะสําหรับครู 1. ครูอาจทบทวนเกี่ยวกับความสัมพันธระหวางกระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟาจากสื่อวีดิทัศนสําหรับครู ที่ระบุไวในหัวขอ สื่อและแหลงเรียนรู 2. ครูควรตรวจสอบวัสดุและอุปกรณวาไมมีการชํารุดหรือเสื่อมสภาพ เพื่อผลการปฏิบัติกิจกรรมที่แมนยํา 3. การตอบคําถามเพื่อประเมินระหวางเรียนอาจใชกิจกรรมตาง ๆ เพื่อเพิ่มความนาสนใจ เชน การใช post-it แปะบนกระดาน การใช exit ticket การใชปายไฟเขียวไฟแดง 4. ในกรณีที่ตองการลดเวลาจัดการเรียนรูในชั้นเรียน ครูอาจมอบหมายใหนักเรียนศึกษาใบความรูและทําใบงาน มาลวงหนา แลวนํามารวมอภิปรายในชั้นเรียน 5. กิจกรรมที่ 3.2 ตัวตานทานกับปริมาณทางไฟฟา ตอนที่ 1 - ตัวตานทานคาคงที่ ถาไมมีตัวตานทานตามที่ระบุ สามารถปรับเปลี่ยนได โดยควรใชคาที่มีความ หลากหลายและแตกตางกัน เพื่อเห็นผลการปฏิบัติกิจกรรมไดอยางชัดเจน - เมื่อตอตัวตานทาน 10 โอหม เขาไปในวงจรไฟฟา หลอดไฟฟาจะสวางนอยมากหรือไมสวาง ทําให สังเกตไดยาก อาจแนะนําใหนักเรียนสังเกตในหองที่มืดหรือหาที่กําบังแสงจากภายนอกเพื่อใหสังเกต ไดงายขึ้น 6. กิจกรรมที่ 3.3 ทํานายทายกราฟ - ครูอาจใหนักเรียนใชแอปพลิเคชันในโทรศัพทมือถือ ในกรณีที่มีเครื่องคิดเลขไมเพียงพอ โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 236
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 - หลังจากปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.3 แลวครูอาจใหนักเรียนไปศึกษาเพิ่มเติม โดยใหนักเรียนวัดคาหรือ ทํานายคาของกระแสไฟฟาแลวเปรียบเทียบกับคาจากกราฟที่ไดจากกิจกรรม 7. สําหรับสวนการขยายความรูเพิ่มเติม ในแนวการจัดกิจกรรมการเรียนรู ขอ 8.2 ครูอาจแสดงการสํารวจคา I V จากจุดใด ๆ ที่อยูบนกราฟเสนตรง โดยใชโปรแกรม GeoGebra หรือ โปรแกรม The Geometer’s Sketchpad (GSP) ซึ่งครูสามารถดาวนโหลดไฟลสื่อและศึกษาวิธีการใชงานสื่อ GSP ดังกลาว ไดที่หนาแรก ของไฟล GSP การใชสื่อจากโปรแกรมดังกลาวจะชวยใหนักเรียนเห็นวา หากเราใชโปรแกรมในการระบุพิกัด จะไดคาที่แมนยํา และ คา I V ของจุดใด ๆ ที่อยูบนกราฟเสนตรงจะมีคาเทากัน แนวการจัดกิจกรรมการเรียนรู กิจกรรมที่ 3.2 ตัวตานทานกับปริมาณทางไฟฟา (2 ชั่วโมง) 1. ครูใหนักเรียนทบทวนการทํางานของพัดลมมือถือแบบใชถานไฟฉายที่มีความเร็วระดับเดียวจากกิจกรรมที่ 3.1 วงจรไฟฟาอยางงาย ตอนที่ 4 วงจรไฟฟาอยางงายกับมอเตอรจากนั้นรวมกันอภิปรายตามแนวคําถามดังนี้ 1) ของใชชิ้นนี้มีหลักการทํางานอยางไร แนวคําตอบ เมื่อเปดสวิตซ กระแสไฟฟาเคลื่อนที่จากขั้วบวกของถานไฟฉายที่มีศักยไฟฟาสูงผาน มอเตอรซึ่งทําใหใบพัดของพัดลมหมุน แลวกลับมายังขั้วลบของถานไฟฉายที่มีศักยไฟฟาต่ําจนครบ วงจร 2) ถาตองการลดความเร็วของพัดลม จะใชอุปกรณใดที่ชวยปรับลดความเร็วได แนวคําตอบ ตอบตามความเขาใจของนักเรียน เชน ลดจํานวนถานไฟฉาย เพิ่มตัวตานทาน 3) อุปกรณดังกลาวชวยปรับลดความเร็วของพัดลมไดอยางไร แนวคําตอบ ตอบตามความเขาใจของนักเรียน เชน ตัวตานทานมีหนาที่ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟา ในวงจรไฟฟา 2. ครูแบงนักเรียนออกเปนกลุม แลวใหนักเรียนแตละกลุมรับชุดอุปกรณประกอบกิจกรรมที่ 3.2 ตัวตานทานกับ ปริมาณทางไฟฟา จากนั้นใหปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 1 โดยตอวงจรไฟฟาดวยถานไฟฉาย สวิตช สายไฟฟา หลอดไฟฟา ตัวตานทาน และวัดกระแสไฟฟาดวยมัลติมิเตอร แลวบันทึกผลการสังเกตและคา กระแสไฟฟาในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 1 3. นักเรียนแตละกลุมนําเสนอผลการปฏิบัติกิจกรรม และรวมกันอภิปรายคําถามทายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยน ความคิดเห็นกับกลุมอื่น ตามแนวคําถามตอไปนี้ 1) วงจรไฟฟาที่ไมมีตัวตานทานคาคงตัวและวงจรไฟฟาที่มีตัวตานทานคาคงตัว เมื่อตอครบวงจร ความสวางของหลอดไฟฟาและกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาแตกตางกันหรือไม อยางไร แนวคําตอบ แตกตางกัน โดยวงจรที่มีตัวตานทานคาคงตัว ความสวางของหลอดไฟฟานอยกวา และกระแสไฟฟาในวงจรมีคานอยกวา 237 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 2) เมื่อเปลี่ยนตัวตานทานคาคงตัวที่มีขนาดความตานทานเพิ่มขึ้น มีผลตอความสวางของหลอดไฟฟา และกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาหรือไม อยางไร แนวคําตอบ มีผล คือ ยิ่งตัวตานทานมีคาความตานทานเพิ่มขึ้น จะยิ่งทําใหหลอดไฟฟาสวางนอยลง และมีคากระแสไฟฟาในวงจรลดลง 3) การสลับขาของตัวตานทานในวงจรไฟฟามีผลตอความสวางของหลอดไฟฟาและกระแสไฟฟาใน วงจรไฟฟาหรือไม อยางไร แนวคําตอบ ไมมีผล โดยเมื่อสลับขาแลว ความสวางของหลอดไฟฟายังคงเทาเดิม และกระแสไฟฟา ในวงจรไฟฟายังคงมีคาเทาเดิม 4. นักเรียนแตละกลุมรวมกันสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 1 โดยมีแนวทาง การสรุปดังนี้ แนวทางการสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อตอตัวตานทานคาคงตัวเขาไปในวงจรไฟฟา หลอดไฟฟาจะสวางนอยกวาวงจรที่ไมมีตัวตานทาน ไฟฟา และกระแสไฟฟาในวงจรมีคานอยกวา และถาเปลี่ยนคาความตานทานจะสงผลตอกระแสไฟฟา โดยยิ่ง คาความตานทานเพิ่มมากขึ้น กระแสไฟฟาก็จะยิ่งลดลง ทั้งนี้การสลับขาของตัวตานทานไมมีผลตอความสวาง ของหลอดไฟฟาและกระแสไฟฟาในวงจร 5. ใหนักเรียนรวมกันอภิปรายเกี่ยวกับการทํางานพัดลมมือถืออีกครั้ง โดยใชความรูเรื่องตัวตานทานและความ ตานทาน ตามแนวคําถามดังนี้ 1) ถาตองการลดความเร็วของพัดลม จะใชอุปกรณใดที่ชวยปรับลดความเร็วได แนวคําตอบ ตัวตานทาน 2) อุปกรณดังกลาวชวยปรับลดความเร็วของพัดลมไดอยางไร แนวคําตอบ ตัวตานทานมีหนาที่ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟา โดยยิ่งคาความตานทานเพิ่มมากขึ้น กระแสไฟฟาก็จะยิ่งลดลง ก็จะมีผลทําใหความเร็วของพัดลมลดลง 6. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายถึงขอจํากัดของตัวตานทานคาคงตัว ตามแนวคําถามดังนี้ 1) จากกิจกรรม ความสวางของหลอดไฟฟาจะลดลงตามกระแสไฟฟาซึ่งสัมพันธกับคาความตานทาน ที่ตอในวงจร เมื่อปรับคาความตานทาน 3 คา จะไดคากระแสไฟฟา 3 คา และความสวางของหลอด ไฟฟาที่แตกตางกัน 3 ระดับ ถาตองการปรับความสวางใหลดลงอยางตอเนื่อง มีวิธีการอยางไร แนวคําตอบ ทําไดโดยปรับคาของความตานทานเพิ่มขึ้นอยางตอเนื่องเพื่อใหกระแสไฟฟาลดลง อยางตอเนื่อง ซึ่งจะมีผลทําใหความสวางของหลอดไฟฟาลดลงอยางตอเนื่องดวย 7. ครูใหนักเรียนศึกษาใบความรูที่ 3.8 ตัวตานทานและความตานทาน โดยศึกษาสัญลักษณของตัวตานทานและ ชนิดของตัวตานทาน พรอมตอบคําถามในใบงานที่ 3.3 ตัวตานทานและความตานทาน โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 238
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 8. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายเกี่ยวกับการเพิ่มหรือลดกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟา ดวยวิธีการเพิ่มหรือลด จํานวนถานไฟฉาย ตามแนวคําถามดังนี้ 1) ถามอเตอรมีความตานทานในตัวและมีคาคงที่ แลวเราตองการใหมอเตอรหมุนเร็วขึ้นโดยการเพิ่ม กระแสไฟฟา จะมีวิธีการทําอยางไร แนวคําตอบ ตอบตามความคิดของนักเรียน เชน เพิ่มจํานวนถานไฟฉาย 2) การเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย จะมีผลตอความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟาของมอเตอรหรือไม อยางไร แนวคําตอบ ตอบตามความคิดของนักเรียน เชน การเพิ่มถานไฟฉายทําใหความตางศักยไฟฟาและ กระแสไฟฟาเพิ่มขึ้น 9. นักเรียนแตละกลุมปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.2 ตัวตานทานกับปริมาณทางไฟฟา ตอนที่ 2 การหาความสัมพันธ ระหวางความตางศักยไฟฟากับกระแสไฟฟาในวงจร โดยนักเรียนตอวงจรไฟฟาและวัดคากระแสไฟฟาและ ความตางศักยไฟฟาของตัวตานทานเมื่อเพิ่มถานไฟฉายทีละกอน 10. นักเรียนแตละกลุมนําเสนอผลการปฏิบัติกิจกรรม และรวมกันอภิปรายคําถามทายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยน ความคิดเห็นกับกลุมอื่น ตามแนวคําถามตอไปนี้ 1) เมื่อเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย คาความตางศักยไฟฟาที่ครอมตัวตานทานมีการเปลี่ยนแปลงอยางไร แนวคําตอบ เมื่อเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย ความตางศักยไฟฟาจะเพิ่มขึ้น 2) เมื่อคาความตางศักยไฟฟาเพิ่มขึ้น คากระแสไฟฟาที่ผานตัวตานทานมีการเปลี่ยนแปลงอยางไร แนวคําตอบ เมื่อคาความตางศักยไฟฟาเพิ่มขึ้น คากระแสไฟฟาจะเพิ่มขึ้น 3) เมื่อเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย คากระแสไฟฟาจะเปลี่ยนแปลงอยางไร เพราะเหตุใด แนวคําตอบ เมื่อเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย คากระแสไฟฟาจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากคาความตางศักยไฟฟา เพิ่มขึ้น 11. นักเรียนแตละกลุมรวมกันสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรมในแบบบันทึกกิจกรรมที่3.2 ตอนที่ 2 โดยมีแนวทาง การสรุปดังนี้ แนวทางการสรุปผลการปฏิบัติกิจกรรม เมื่อกําหนดใหคาความตานทานคงตัว ถาเพิ่มจํานวนถานไฟฉาย จะสงผลใหความตางศักยไฟฟาเพิ่มขึ้น และทําใหกระแสไฟฟาเพิ่มขึ้น 12. ครูรวมอภิปรายเกี่ยวกับการทํางานของพัดลมอีกครั้งโดยใชความรูเรื่องตัวตานทาน ตามแนวคําถามดังนี้ 1) ถาตองการลดความเร็วของพัดลม โดยที่ไมเปลี่ยนคาความตางศักยไฟฟาในวงจร จะใชอุปกรณใด ที่ชวยปรับลดความเร็วได แนวคําตอบ ตัวตานทาน 239 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
คูมือครู รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตรพลังสิบ ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 | เลม 1 2) อุปกรณดังกลาวชวยปรับลดความเร็วของพัดลมไดอยางไร แนวคําตอบ ตัวตานทานมีหนาที่ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟา 13. ครูและนักเรียนรวมกันยกตัวอยางของเลนของใชที่ใชหลักการของตัวตานทาน โดยมีตัวอยาง เชน รถของเลน ที่ใชตัวตานทานในการเปลี่ยนความเร็วได โคมไฟที่ปรับระดับความสวางไดวิทยุที่ปรับความดังของเสียงได กิจกรรมที่ 3.3 ทํานายทายกราฟ (2 ชั่วโมง) 1. ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายเกี่ยวกับตัวแปรตนและตัวแปรตาม จากขอมูลผลการปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.2 ตอนที่ 2 ตามแนวคําถามดังนี้ 1) จากการทดลอง ปริมาณใดเปนตัวแปรตน ปริมาณใดเปนตัวแปรตาม เพราะเหตุใด แนวคําตอบ ตัวแปรตน คือ ความตางศักยไฟฟา ตัวแปรตาม คือ กระแสไฟฟา เนื่องจากใน การทดลอง การเพิ่มจํานวนถานไฟฉายเปนการเพิ่มความตางศักยไฟฟา ความตางศักยไฟฟาจึงเปน ตัวแปรตน และการเปลี่ยนความตางศักยไฟฟา สงผลใหกระแสไฟฟาเปลี่ยนไป กระแสไฟฟาจึงเปน ตัวแปรตาม 2) จะตองใชถานไฟฉายที่ใหความตางศักยไฟฟาเทาไร จึงจะไดปริมาณกระแสไฟฟาเปน 45 มิลลิแอมแปร แนวคําตอบ ตอบตามการคาดการณของนักเรียน เชน จากตารางอาจคาดการณความตางศักยไฟฟา ไดเปน 9 โวลต 2. ครูอภิปรายรวมกับนักเรียนเกี่ยวกับวิธีการในการคาดการณความตางศักยไฟฟา ที่จะทําใหไดปริมาณ กระแสไฟฟาเปน 45 มิลลิแอมแปร ซึ่งจะเห็นวาการคาดการณของนักเรียนอาจใชขอมูลเพียงบางสวนจาก ตารางผลการทดลอง การปฏิบัติกิจกรรมตอจากนี้เราตองการที่จะคาดการณคาความตางศักยไฟฟาโดยใช ความสัมพันธของขอมูลทุกชุดในตารางและพิจารณาวาขอมูลในตารางมีแนวโนมของความสัมพันธเปน อยางไรใหชัดเจนยิ่งขึ้น 3. ครูใหนักเรียนปฏิบัติกิจกรรมที่ 3.3 ทํานายทายกราฟ โดยหาคา I V จากขอมูลที่ไดจากการทดลอง จากนั้น เขียนกราฟความสัมพันธระหวางปริมาณกระแสไฟฟาและความตางศักยไฟฟา สังเกตแนวโนมของกราฟ พรอมทั้งคาดการณความตางศักยไฟฟาของแหลงกําเนิดไฟฟา ที่จะทําใหไดปริมาณกระแสไฟฟาเปน 45 มิลลิแอมแปร แลวบันทึกผลลงในแบบบันทึกกิจกรรมที่ 3.3 ทํานายทายกราฟ 4. นักเรียนแตละกลุมนําเสนอผลการปฏิบัติกิจกรรม และรวมกันอภิปรายคําถามทายกิจกรรม เพื่อแลกเปลี่ยน ความคิดเห็นกับกลุมอื่น ตามแนวคําถามดังนี้ 1) จากตาราง ความตางศักยไฟฟาและกระแสไฟฟามีความสัมพันธกันอยางไร แนวคําตอบ - เมื่อความตางศักยไฟฟาเพิ่มขึ้น ปริมาณกระแสไฟฟาก็จะเพิ่มขึ้น - เมื่อความตางศักยไฟฟาลดลง ปริมาณกระแสไฟฟาก็จะลดลง โครงการวิทยาศาสตร์พลังสิบ 240