แผนการจัดการเรียนรู้

10. เกณฑก์ ารประเมนิ ผลงานนักเรยี น

เกณฑ์การประเมินแบบ Rubrics ของการทำกิจกรรม เร่อื ง แรงกระทำตอ่ ลวดตวั นำที่อยใู่ นสนามแม่เหลก็ ขณะ

มีกระแสไฟฟา้ ผ่าน

ประเดน็ การ ค่านำ้ หนัก แนวทางการให้คะแนน
ประเมิน คะแนน

ดา้ นความรู้ 3 สรปุ ผลการทำกจิ กรรมได้ถกู ต้องครบถว้ น

(K) 2 สรุปผลการทำกิจกรรมค่อนข้างถูกต้องครบถว้ น

1 สรุปผลการทำกิจกรรม แตไ่ ม่ถกู ต้อง

ดา้ น 3 บันทกึ ผลกิจกรรมได้ถกู ต้องครบถว้ น

กระบวนการ 2 บนั ทึกผลกิจกรรมค่อนข้างถกู ตอ้ งครบถว้ น

(P) 1 บันทึกผลกิจกรรม แตไ่ มถ่ ูกต้อง

3 แสดงวธิ กี ารหาคำตอบได้ถกู ต้องครบถว้ น

2 แสดงวิธกี ารหาคำตอบได้ถกู ต้องบางสว่ น

1 แสดงวธิ ีการหาคำตอบไม่ถูกต้อง

ดา้ น 3 ทำภาระงานท่ีได้รับมอบหมายเสร็จภายในเวลาท่ีกำหนด และเรยี บรอ้ ยถูกต้องครบถ้วน

คุณลักษณะ 2 ทำภาระงานที่ไดร้ บั มอบหมายเสรจ็ ภายในเวลาทก่ี ำหนด แต่งานยงั ผดิ พลาดบางสว่ น

(A) 1 ทำภาระงานที่ไดร้ บั มอบหมายเสรจ็ แต่ลา่ ช้า และเกดิ ข้อผิดพลาดบางสว่ น

ระดับคะแนน 3 หมายถงึ ระดับดีมาก
คะแนน 2 หมายถงึ ระดบั ดี
คะแนน 1 หมายถงึ ระดบั พอใช้
คะแนน

หมายเหตุ หาค่าเฉลี่ยของคะแนนดา้ นกระบวนการ (P) ซ่ึงคะแนนเต็ม เท่ากับ 3



แผนการจดั การเรยี นรูท้ ่ี 7

เรอ่ื ง แรงระหว่างลวดตัวนำท่มี กี ระแสไฟฟา้

รายวิชา ฟสิ ิกส5์ รหสั วชิ า ว30205 เวลา 2 ชั่วโมง

หนว่ ยการเรยี นรู้ท่ี 1 ชื่อหนว่ ยการเรียนรู้ แมเ่ หลก็ และไฟฟ้า รวม 28 ชั่วโมง

กลุ่มสาระการเรยี นรวู้ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ช้ันมธั ยมศึกษาปีท่ี 6 ภาคเรยี นที่ 1

1. สาระฟสิ ิกส์
สาระฟิสิกส์ 3 เขา้ ใจแรงไฟฟ้าและกฎของคลู อมบ์ สนามไฟฟ้า ศกั ยไ์ ฟฟา้ ความจุไฟฟา้ กระแสไฟฟ้า และ

กฎของโอห์ม วงจรไฟฟ้ากระแสตรง พลังงาน ไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า การเปลี่ยนพลังงานทดแทนเป็นพลังงานไฟฟ้า
สนามแมเ่ หล็ก แรงแม่เหลก็ ทกี่ ระทำกับประจุไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า การเหน่ียวนำแม่เหล็กไฟฟา้ และกฎของฟารา
เดย์ ไฟฟา้ กระแสสลบั คล่ืนแม่เหล็กไฟฟา้ และการส่ือสาร รวมท้งั นำความรู้ไปใช้ประโยชน์

2. ผลการเรยี นรู้
อธิบายและคำนวณแรงแม่เหล็กท่ีกระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนทใ่ี นสนามแมเ่ หล็ก แรงแม่เหล็ก

ที่กระทำต่อเส้นลวดที่มีกระแสไฟฟ้าผ่านและวางในสนามแม่เหล็ก รัศมีความโค้งของการเคลื่อนที่เมื่อประจุเคลื่อน
ที่ตง้ั ฉากกบั สนามแมเ่ หล็ก รวมทงั้ อธิบายแรงระหว่างเส้นลวดตวั นาคู่ขนานทม่ี กี ระแสไฟฟ้าผ่าน

3. จุดประสงค์การเรยี นรู้

3.1 ด้านความรู้ (K)
1) นักเรยี นอธบิ ายแรงระหว่างเสน้ ลวดตัวนำคขู่ นานท่มี ีกระแสไฟฟ้าผ่านได้

3.2 ด้านกระบวนการ (P)
1) นกั เรียนสามารถเขียนแผนภาพการต่อเคร่ืองช่งั กระแสกับวงจรไฟฟ้าได้

3.3 ด้านคุณลักษณะ (A)
1) ใฝเ่ รยี นรูแ้ ละมุ่งม่ันในการทำงาน

4. สาระสำคัญ
ลวดตัวนำสองเสน้ วางขนานกัน จะมีแรงกระทำระหวา่ งลวดตวั นำทัง้ สองเม่อื มกี ระแสไฟฟ้าผา่ น โดย

ดงึ ดูดกันถ้ากระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำท้งั สองมที ศิ ทางเดยี วกัน แตผ่ ลกั กัน ถ้ากระแสไฟฟ้าในลวดตวั นำทง้ั สอง มีทิศ
ทางตรงขา้ มกัน

5. สาระการเรียนรู้
5.1 ความรู้
แรงระหวา่ งลวดตวั นำทมี่ กี ระแสไฟฟา้

กรณกี ระแสไฟฟ้าผา่ นขดลวดตัวนำส่วน ab และลวดตัวนำส่วน cd ในทิศเดยี วกัน เมื่อ
กระแสไฟฟ้าผ่านลวดตวั นำทั้งสองจะทำใหเ้ กิดสนามแมเ่ หล็กรอบลวดตวั นำ โดยลวดตัวนำส่วน cd อยใู่ น
สนามแม่เหล็กท่ีเกิดจากขดลวด ab (⃑Bab) และขดลวดตวั นำสว่ น ab อยูใ่ นสนามแม่เหลก็ ทเ่ี กดิ จากลวด
ตัวนำส่วน cd (B⃑ cd) ดังรปู ที่ 1 ก. และ 1 ข. ตามลำดบั

รูปท่ี 1 สนามแมเ่ หลก็ ทเ่ี กิดจากกระแสไฟฟ้า Iab ผา่ นขดลวดตวั นำสว่ น ab
และสนามแม่เหล็กท่เี กิดจากกระแสไฟฟ้า Icd ผ่านลวดตัวนำส่วน cd

ลวดตัวนำส่วน cd อยใู่ นสนามแมเ่ หลก็ B⃑ ab ที่เกิดจากกระแสไฟฟา้ Iab ผา่ นขดลวดตวั นำสว่ น
ab ดงั รปู ที่ 2 ก. เมื่อกระแสไฟฟา้ Icd ผา่ นลวดตัวนำส่วน cd จะเกดิ แรงแม่เหล็ก F⃑ B⃑⃑ abกระทำต่อลวด
ตวั นำ ทศิ ทางของแรงหาได้โดยใช้มือขวา ดังรปู ที่ 2 ข.

ก. สนามแม่เหล็ก ⃑Bab รอบขดลวดตวั นำสว่ น ab ข. แรงแม่เหลก็ ท่กี ระทำต่อลวดตวั นำส่วน cd
รูปที่ 2 แรงแม่เหล็กเนื่องจากสนามแม่เหลก็ ของขดลวดตัวนำส่วน ab ท่ีกระทำต่อลวดตัวนำส่วน cd

ในทำนองเดยี วกัน ขดลวดตวั นำส่วน ab อยู่ในสนามแมเ่ หลก็ ⃑Babทเ่ี กดิ จากกระแสไฟฟ้า Icd
ผ่านลวดตัวนำส่วน cd ดงั รปู ที่ 3 ก. เมอื่ กระแสไฟฟ้า Iab ผา่ นขดลวดตวั นำสว่ น ab จะเกดิ แรงแมเ่ หล็ก
F⃑ B⃑⃑ cdกระทำตอ่ ลวดตัวนำส่วน cd ดงั รปู ท่ี 3 ข.

รูปท่ี 3 แรงแม่เหล็กจากสนามแม่เหล็กของลวดตวั นำสว่ น cd ทีก่ ระทำต่อขดลวดตวั นำส่วน ab
จะเหน็ ว่าแรง ⃑FB⃑⃑ ab และ ⃑FB⃑⃑ cd มีทิศทางเขา้ หากนั แต่เน่ืองจากขดลวดตัวนำสว่ น ab ถกู ตรงึ ไว้กบั

กล่องจึงทำใหส้ ังเกตเหน็ เฉพาะลวดตวั นำส่วน cd เคล่ือนท่ีในทศิ ลงเข้าหาขดลวดตวั นำส่วน ab
กรณีกลับทิศทางกระแสไฟฟ้าท่ีผา่ นลวดตวั นำสว่ น cd ให้มีทศิ ทางตรงขา้ มกับกระแสไฟฟ้าทผี่ ่าน

ขดลวดตวั นำส่วน ab หลงั เปิดสวติ ซ์ พิจารณาแรงแมเ่ หลก็ ทกี่ ระทำต่อขดลวดตวั นำสว่ น ab และลวดตัวนำ
ส่วน cd ในทำนองเดียวกับกรณีข้างต้นจะไดว้ า่ เมือ่ กระแสไฟฟ้าผา่ นขดลวดตัวนำส่วน ab และลวดตวั นำ
ส่วน cd ในทิศทางตรงข้ามกัน จะเกดิ แรงแม่เหล็กกระทำตอ่ ลวดตวั นำสว่ น cd และแรงแม่เหล็กกระทำตอ่
ลวดตวั นำสว่ น ab ดง้ รูปท่ี 4 ก. และ 4 ข. ตามลำดับ

ก. แรงแม่เหล็กท่ีกระทำต่อลวดตวั นำส่วน cd ข. แรงแม่เหลก็ ทกี่ ระทำต่อลวดตัวนำส่วน ab
รปู ท่ี 4 แรงแม่เหล็กทก่ี ระทำลวดตัวนำท้งั สอง เมื่อกระแสไฟฟ้าผา่ นลวดตวั นำในทิศทางตรงข้ามกนั

จะเหน็ ว่าแรง F⃑ ⃑B⃑ ab และ F⃑ ⃑B⃑ cd มที ิศทางตรงข้ามกัน แต่เนื่องจากขดลวดตวั นำสว่ น ab ถกู ตรึงไว้
กับกลอ่ งจึงทำใหส้ งั เกตเห็นเฉพาะลวดตัวนำส่วน cd เคล่อื นทใ่ี นทศิ ข้ึนออกจากขดลวดตัวนำส่วน ab
จึงสรุปได้วา่ ถา้ วางลวดตัวนำเส้นตรงสองเสน้ ขนานกนั เม่ือกระแสไฟฟ้าผา่ นลวดตวั นำทั้งสองในทิศทาง
เดียวกนั จะเกิดแรงดึงดดู ระหว่างลวดตวั นำทั้งสอง ดงั รูปที่ 4 ก. แตถ่ ้ากระแสไฟฟ้าผา่ นลวดตวั นำใน
ทศิ ทางของตรงขา้ มกนั จะเกิดแรงผลกั ระหว่างลวดตัวนำทั้งสอง ดงั รปู ท่ี 4

ก. แรงดงึ ดูด เมื่อกระแสไฟฟ้าผา่ นลวดตัวนำ ข. แรงผลัก เมอ่ื กระแสไฟฟา้ ผ่านลวดตวั นำ

สองเส้นในทศิ ทางเดียวกนั สองเส้นในทิศทางตรงข้ามกนั

รูปท่ี 5 แรงระหว่างลวดตวั นำสองเส้นที่วางขนานกันและมีกระแสไฟฟ้าผา่ น

5.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการสื่อสาร
2) ความสามารถในการคดิ
3) ความสามารถในการแก้ปญั หา
4) ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต

5.3 คุณลักษณะและค่านิยม
ใฝเ่ รียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน

6. บรู ณาการ
-

7. กจิ กรรมการเรียนรู้
ขนั้ ที่ 7.1 ข้ันสร้างความสนใจ
7.1.1 ครทู บทวนความร้เู ดิมในเร่อื ง ทิศทางของแรงรอบลวดตัวนำ เสน้ ตรงทม่ี กี ระแสไฟฟ้าผ่าน
และแรงแม่เหล็กกระทำต่อลวดตัวนำท่มี ีกระแสไฟฟา้
7.1.2 ครูตัง้ คำถามเพ่ือนำเขา้ สู่การทำกจิ กรรม
1) หากมีกระแสไฟฟา้ ผา่ นลวดตัวนำสองเสน้ ที่อยู่ใกล้กนั และขนานกันจะเกิดอะไรขึน้
ระหวา่ งลวดตวั นำท้งั สอง
(เปิดโอกาสให้นักเรยี นแสดงความคิดเหน็ อยา่ งอิสระ โดยไม่คาดหวังคำตอบท่ีถูกต้อง)
ขนั้ ท่ี 7.2 ขน้ั สำรวจและคน้ หา
7.2.1 ครใู ชส้ ถานการณห์ รืออาจสาธติ เครือ่ งช่ังกระแสที่ประกอบดว้ ยขดลวดตวั นำและลวดตัวนำ
เส้นตรงวางขนานกนั หรือการสาธติ เคร่ืองชง่ั กระแส ตามรายละเอยี ดในหนังสือเรียน ประกอบการจดั การ
เรียนรู้
7.2.2 นักเรียนทกุ คนศึกษาใบกิจกรรม เรอ่ื ง แรงระหว่างลวดตวั นำท่มี ีกระแสไฟฟ้า
7.2.3 นักเรียนทกุ คนทำกจิ กรรม เรอื่ ง แรงระหวา่ งลวดตัวนำท่มี ีกระแสไฟฟ้า
7.2.4 นักเรยี นตอบคำถามตรวจสอบความเขา้ ใจ จำนวน 2 ขอ้ ลงในสมุด

ขัน้ ที่ 7.3 ขน้ั อธบิ ายและลงข้อสรปุ
7.3.1 ครูสมุ่ ตวั แทนนักเรยี น 2 คน ออกมานำเสนอผลการทำกิจกรรมของตนเองหนา้ ชั้นเรียน
7.3.2 ครนู ำนักเรยี นอภิปรายเพ่ือนำไปส่กู ารสรปุ โดยใชค้ ำถามต่อไปนี้

1) จากการสาธติ เครื่องช่ังกระแส กระแสไฟฟา้ ผา่ นขดลวดตัวนำ ab และลวดตัวนำ
cd มีทิศทางเดยี วกนั เมือ่ กระแสไฟฟา้ ผ่านลวดตวั นำทงั้ สองเกิดแรงระหว่างลวดตวั นำท่ีมีกระแสไฟฟา้
อยา่ งไร (แนวการตอบ ลวดตวั นำเส้นตรงสองเสน้ วางขนานกัน เมอื่ มีกระแสไฟฟ้าผ่านในทิศทางเดยี วกันจะ
มีแรงดงึ ดูดกัน)

2) จากการสาธติ เครอ่ื งชง่ั กระแส กระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดตัวนำ ab และลวดตัวนำ cd
มีทศิ ทางตรงข้ามกนั เมื่อกระแสไฟฟา้ ผ่านลวดตัวนำทั้งสองเกดิ แรงระหวา่ งลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า
อยา่ งไร (แนวการตอบ ลวดตัวนำเส้นตรงสองเสน้ วางขนานกัน เมอ่ื มีกระแสไฟฟ้าผา่ นในทศิ ทางตรงข้ามกนั
จะมแี รงผลกั กัน)

7.3.3 นักเรียนและครรู ว่ มกันอภปิ รายและสรปุ การผลการทำกจิ กรรม เรือ่ ง แรงระหวา่ งลวดตัวนำ
ที่มีกระแสไฟฟ้า ดงั นี้

กรณกี ระแสไฟฟ้าผา่ นขดลวดตัวนำส่วน ab และลวดตวั นำส่วน cd ในทศิ เดยี วกัน เมื่อ
กระแสไฟฟ้าผา่ นลวดตวั นำทั้งสองจะทำให้เกดิ สนามแมเ่ หล็กรอบลวดตวั นำ โดยลวดตัวนำส่วน cd อย่ใู น
สนามแม่เหล็กที่เกดิ จากขดลวด ab (B⃑ ab) และขดลวดตัวนำสว่ น ab อยู่ในสนามแมเ่ หล็กที่เกดิ จากลวด
ตวั นำส่วน cd (B⃑ cd) ดงั รูปท่ี 1 ก. และ 1 ข. ตามลำดับ

จะเหน็ วา่ แรง F⃑ ⃑B⃑ ab และ ⃑FB⃑⃑ cd มีทิศทางเขา้ หากนั แต่เน่ืองจากขดลวดตัวนำส่วน ab ถูก
ตรงึ ไวก้ ับกล่องจงึ ทำใหส้ งั เกตเห็นเฉพาะลวดตวั นำส่วน cd เคล่อื นท่ใี นทิศลงเขา้ หาขดลวดตวั นำส่วน ab

กรณีกลบั ทิศทางกระแสไฟฟ้าท่ีผ่านลวดตัวนำสว่ น cd ให้มีทิศทางตรงข้ามกบั
กระแสไฟฟา้ ท่ีผ่านขดลวดตวั นำสว่ น ab หลงั เปิดสวิตซ์ พจิ ารณาแรงแม่เหลก็ ท่ีกระทำต่อขดลวดตัวนำสว่ น
ab และลวดตัวนำสว่ น cd ในทำนองเดียวกับกรณขี า้ งต้นจะไดว้ ่า เมื่อกระแสไฟฟ้าผา่ นขดลวดตวั นำส่วน
ab และลวดตวั นำสว่ น cd ในทศิ ทางตรงข้ามกัน จะเกิดแรงแม่เหลก็ กระทำต่อลวดตวั นำส่วน cd และแรง
แม่เหลก็ กระทำต่อลวดตวั นำสว่ น ab ดง้ รปู ที่ 4 ก. และ 4 ข. ตามลำดบั

จะเหน็ ว่าแรง ⃑F⃑B⃑ ab และ ⃑FB⃑⃑ cd มีทศิ ทางตรงข้ามกนั แตเ่ น่ืองจากขดลวดตวั นำสว่ น ab
ถกู ตรงึ ไวก้ บั กล่องจึงทำให้สงั เกตเห็นเฉพาะลวดตัวนำสว่ น cd เคล่ือนที่ในทิศขน้ึ ออกจากขดลวดตัวนำส่วน
ab จงึ สรปุ ไดว้ ่า ถ้าวางลวดตัวนำเส้นตรงสองเสน้ ขนานกัน เมอื่ กระแสไฟฟ้าผ่านลวดตวั นำทัง้ สองในทศิ ทาง
เดยี วกนั จะเกิดแรงดงึ ดดู ระหว่างลวดตัวนำท้ังสอง ดังรูปที่ 5 ก. แต่ถ้ากระแสไฟฟ้าผา่ นลวดตวั นำใน
ทิศทางของตรงข้ามกัน จะเกิดแรงผลักระหว่างลวดตวั นำท้ังสอง ดงั รูปท่ี 5

ขน้ั ที่ 7.4 ขั้นขยายความรู้
7.4.1 ครูถามคำถามตรวจสอบความเข้าใจ ขอ้ 5 ในหนังสอื เรยี น หนา้ 50 พร้อมเฉลยให้นกั เรยี น

ทราบ
7.4.2 ครูใหค้ วามรูเ้ พ่มิ เติมเกยี่ วกับแบบฝกึ หดั 15.2 ข้อ4 ในหนังสือเรยี น หน้า 50

ข้ันท่ี 7.5 ข้ันประเมินผล
7.5.1 นักเรยี นส่งใบกจิ กรรม เรอ่ื ง แรงระหวา่ งลวดตัวนำทม่ี กี ระแสไฟฟา้
7.5.2 นักเรยี นส่งสมดุ ในการตอบคำถาม

ประยุกต์และตอบแทนสงั คม
ครูให้นกั เรยี นแตล่ ะคนนำความรู้ที่เรียนไปค้นคว้าเพิ่มเติมที่ห้องสมุด หรอื เวบ็ ไซต์ แล้วนำเสนอใน

ช้นั เรียน

8. สอ่ื การเรยี นร/ู้ แหลง่ เรยี นรู้
8.1 หนังสือเรยี นรายวิชาเพม่ิ เติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสิกส)์ ชน้ั มัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 5

(ฉบบั ปรบั ปรุง พ.ศ.2560)
8.2 ใบกจิ กรรม เรื่อง แรงกระทำต่อลวดตวั นำที่อยู่ในสนามแมเ่ หลก็ ขณะมีกระแสไฟฟ้าผ่าน
8.3 ใบความรู้ เร่อื ง แรงระหว่างลวดตวั นำที่มีกระแสไฟฟ้า

9. การวัดและประเมินผล

จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ วธิ ีการวดั เครือ่ งมือ เกณฑก์ ารประเมนิ

ด้านความรู้ (K)

1) นักเรยี นอธิบายแรงระหว่าง 1) ตรวจสมุดในการ 1) แบบประเมินการทำ 1) นกั เรียนสามารถ

เสน้ ลวดตวั นำคขู่ นานที่มีกระแสไฟฟา้ ผ่าน ตอบคำถาม กจิ กรรม ตอบคำถามได้

ได้ 2) คำถามจำนวน 2 ข้อ ระดับดี ผา่ นเกณฑ์

ดา้ นกระบวนการ (P)

1) นักเรียนสามารถเขยี นแผนภาพการต่อ 1) ตรวจใบกจิ กรรม 1) แบบประเมนิ การทำ 1) นกั เรยี นสามารถ

เครื่องช่งั กระแสกบั วงจรไฟฟ้าได้ เรอ่ื ง แรงระหว่างลวด กิจกรรม เขยี นแผนภาพได้

ตวั นำทม่ี ีกระแสไฟฟ้า 2) ใบกจิ กรรม เร่อื ง แรง ระดบั ดี ผา่ นเกณฑ์

ระหวา่ งลวดตัวนำทมี่ ี

กระแสไฟฟา้

ดา้ นคณุ ลกั ษณะ (A)

1) ใฝ่เรยี นรแู้ ละมุ่งมน่ั ในการทำงาน 1) ตรวจใบกิจกรรม 1) แบบประเมินการทำ 1) นักเรียนทำภาระ

เร่ือง แรงระหว่างลวด กิจกรรม งานที่ได้รับ

ตัวนำทม่ี ีกระแสไฟฟ้า 2) ใบกิจกรรม เรอ่ื ง แรง มอบหมายได้ระดับดี

2) ตรวจสมดุ ในการ ระหว่างลวดตัวนำท่มี ี ผา่ นเกณฑ์

ตอบคำถาม กระแสไฟฟ้า

3) คำถามจำนวน 3 ข้อ

10. เกณฑก์ ารประเมินผลงานนักเรยี น

เกณฑ์การประเมินแบบ Rubrics ของการทำกิจกรรม เรอื่ ง แรงระหวา่ งลวดตัวนำทีม่ กี ระแสไฟฟ้า

ประเดน็ การ คา่ น้ำหนกั แนวทางการให้คะแนน
ประเมนิ คะแนน

ดา้ นความรู้ 3 ตอบคำถามไดถ้ ูกต้อง จำนวน 2 ข้อ

(K) 2 ตอบคำถามไดถ้ ูกต้อง จำนวน 1 ขอ้

1 ตอบคำถามไมถ่ ูกต้องท้ัง 2 ข้อ

ดา้ น 3 เขยี นแผนภาพไดถ้ ูกตอ้ งครบถ้วน

กระบวนการ 2 เขียนแผนภาพได้ค่อนขา้ งถูกตอ้ งครบถ้วน

(P) 1 เขียนแผนภาพ แต่ไมถ่ ูกต้อง

ดา้ น 3 ทำภาระงานท่ีไดร้ บั มอบหมายเสร็จภายในเวลาที่กำหนด และเรยี บรอ้ ยถูกต้องครบถว้ น

คณุ ลกั ษณะ 2 ทำภาระงานท่ีได้รบั มอบหมายเสรจ็ ภายในเวลาท่กี ำหนด แตง่ านยังผดิ พลาดบางสว่ น

(A) 1 ทำภาระงานท่ีไดร้ บั มอบหมายเสรจ็ แตล่ า่ ชา้ และเกดิ ข้อผิดพลาดบางส่วน

ระดับคะแนน 3 หมายถงึ ระดบั ดีมาก
คะแนน 2 หมายถึง ระดบั ดี
คะแนน 1 หมายถึง ระดับพอใช้
คะแนน



แผนการจดั การเรียนรทู้ ี่ 8

เร่ือง โมเมนต์ของแรงค่คู วบ

รายวชิ า ฟิสิกส5์ รหัสวชิ า ว30205 เวลา 2 ชั่วโมง

หนว่ ยการเรยี นร้ทู ่ี 1 ชื่อหนว่ ยการเรียนรู้ แมเ่ หลก็ และไฟฟ้า รวม 28 ชั่วโมง

กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ชนั้ มัธยมศึกษาปีท่ี 6 ภาคเรียนท่ี 1

1. สาระฟสิ ิกส์
สาระฟิสิกส์ 3 เข้าใจแรงไฟฟ้าและกฎของคูลอมบ์ สนามไฟฟา้ ศกั ย์ไฟฟ้า ความจไุ ฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และ

กฎของโอห์ม วงจรไฟฟ้ากระแสตรง พลังงาน ไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า การเปลี่ยนพลังงานทดแทนเป็นพลังงานไฟฟ้า
สนามแม่เหลก็ แรงแม่เหลก็ ท่กี ระทำกบั ประจุไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า การเหน่ียวนำแมเ่ หล็กไฟฟา้ และกฎของฟารา
เดย์ ไฟฟา้ กระแสสลบั คลน่ื แมเ่ หล็กไฟฟา้ และการส่อื สาร รวมท้งั นำความรไู้ ปใชป้ ระโยชน์

2. ผลการเรยี นรู้
อธิบายหลักการทำงานของแกลแวนอมิเตอร์และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง รวมทั้งคำนวณปริมาณต่างๆ

ทีเ่ ก่ียวข้อง

3. จดุ ประสงค์การเรียนรู้

3.1 ด้านความรู้ (K)
1) นกั เรียนอธิบายโมเมนตข์ องแรงคคู่ วบกระทำตอ่ ขดลวดตวั นำทมี่ กี ระแสไฟฟ้าผา่ นเม่ืออยู่ใน

สนามแม่เหล็กได้
3.2 ด้านกระบวนการ (P)

1) นกั เรยี นสามารถคำนวณโมเมนต์ของแรงคคู่ วบกระทำต่อขดลวดตวั นำท่มี กี ระแสไฟฟา้ ผ่านเม่อื อยู่
ในสนามแมเ่ หลก็ รวมทั้งปรมิ าณท่ีเกยี่ วข้องได้
3.3 ด้านคุณลกั ษณะ (A)

1) ใฝเ่ รียนร้แู ละมุ่งม่ันในการทำงาน

4. สาระสำคญั
เมื่อนำขดลวดตวั นำจำนวน N รอบซึ่งมีพน้ื ท่ีหน้าตัด A วางในสนามแม่เหล็ก และมีกระแสไฟฟ้า I ผ่าน

โดยระนาบของขดลวดทำมมุ θ กับสนามแมเ่ หล็ก B จะเกดิ โมเมนต์ของแรงคู่ควบกระทำต่อขดลวด มีขนาดเป็น

M = NIABcosθ

5. สาระการเรียนรู้
5.1 ความรู้
โมเมนตข์ องแรงคูค่ วบ

พิจารณาขดลวดตวั นำสี่เหล่ียมมมุ ฉาก (PQRS) วางให้ระนาบขดลวดขนานกบั สนามแม่เหล็ก (B⃑ )
สมำ่ เสมอ มีความยาวด้าน PS = QR = l1 และความยาวด้าน PQ = RS = l2 เม่อื ให้กระแสไฟฟ้า (I) ผา่ น
ขดลวดในทศิ ทาง P -> Q -> R -> S ดังรปู ที่ 1

รปู ที่ 1 ทศิ ทางท่กี ระแสไฟฟา้ ผา่ นขดลวดตวั นำ
พิจารณาแรงแม่เหล็กกระทำต่อเส้นลวดแต่ละส่วนดังนี้ ด้าน PS และ QR กระแสไฟฟ้าในขดลวด
ตัวนำอยู่ในทิศทางขนานกับสนามแม่เหล็ก ทำให้ไม่มีแรงกระทำต่อด้านทั้งสองนี้ ส่วนด้าน PQ และ RS
เป็นด้านที่กระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดในทิศทางตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก จึงเกิดแรงกระทำต่อด้านทั้งสอง
มขี นาดเทา่ กัน โดยขนาดของแรงหาไดจ้ ากสมการ F = Il2B

รูปท่ี 2 ทศิ ทางของแรงกระทำตอ่ ขดลวดตวั นำ ขณะระนาบขดลวดขนานกบั สนามแมเ่ หล็ก
ในการหาทิศทางของแรง โดยใช้มือขวา พบว่าแรงทีก่ ระทำต่อด้าน PQ มีทิศทางตรงข้ามกับแรงท่ี
กระทำต่อด้าน RS ดังรูปที่ 2 จะเห็นว่าแรงที่กระทำต่อด้านทั้งสองมีขนาดเท่ากัน ทิศทางตรงข้ามกัน และ
ขนานกนั จงึ เป็นแรงคคู่ วบ ทำใหเ้ กิดโมเมนตข์ องแรงคู่ควบหาขนาดไดจ้ ากสมการ

Mc = Fl

เม่อื Mc คือ โมเมนต์ของแรงค่คู วบ
F คือ ขนาดของแรงคู่ควบ
l คือ ระยะทางตง้ั ฉากระหวา่ งแนวแรงทั้งสอง

แทนค่า F จากสมการ F = Il2B และแทน l ดว้ ย ในสมการ Mc = Fl จะได้โมเมนตข์ องแรง
ค่คู วบ

M = (Il2B) l1

กำหนดให้ A เปน็ พน้ื ท่ขี องขดลวด มคี ่าเท่ากับ l1l2 เขียนสมการขนาดโมมนตข์ องแรงคู่ควบได้
เป็น

M = IAB

ถ้าวางขดลวดตวั นำสเ่ี หลียมมุมฉาก (PQRS) ใหร้ ะนาบขดลวดทำมุม θ กบั สนามแม่เหลก็ (B⃑ )
มดี ้าน PS และ QR ทำมมุ θ กับสนามแม่เหล็ก ดงั รปู ท่ี 3

รูปที่ 3 ระนาบขดลวดทำมมุ θ กับสนามแมเ่ หลีก

พิจารณาดา้ น PS กบั QR พบว่ามีแรงกระทำขนาดเท่ากนั ทิศทางตรงขา้ มกัน คือ FPS และ
FQS และอย่ใู นแนวเดยี วกัน ทำให้โมมนตข์ องแรงคูน่ ้ีเปน็ ศูนยด์ งั รูปท่ี 4 ก. สว่ นด้าน PQ กับ RS
จะมีแรงคคู่ วบกระทำ ไดแ้ ก่ FPQ และ FRS มีทิศทางดังรูปที่ 4 ข.

รูปท่ี 4 ขดลวดตวั นำเหลย่ี มฉากเอยี งทำมุมกับสนามแม่เหล็กและมีกระแสไฟฟ้าผา่ น
โดยขนาดของแรงเท่ากับ Il2B และระยะทางตั้งฉากระหว่างแนวแรงทั้งสองเท่ากับ l1cos θ จาก
สมการ Mc = Fl จะไดข้ นาดของโมเมนตข์ องแรงคูค่ วบกระทำต่อขดลวด ตามสมการ

M = (Il2B)l1cos θ
M = IABcos θ

ในกรณีขดลวดตัวนำจำนวน N รอบ จะทำให้เกิดโมเมนต์ของแรงคู่ควบกระทำต่อขดลวดเป็น
จำนวน N เท่าของขดลวด 1 รอบ จะได้ขนาดโมเมนตข์ องแรงค่คู วบกระทำต่อขดลวด ตามสมการ

M = NIABcos θ

เม่ือ θ คือ มมุ ระหวา่ งระนาบขดลวดตัวนำกบั สนามแมเ่ หล็ก
ในกรณีที่พื้นที่ของขดลวดเป็นขดลวดระนาบรูปทรงอื่น เช่น ขดลวดระนาบรูปวงกลมโมเมนต์ของ
แรงคคู่ วบกระทำต่อขดลวดยงั คงหาไดจ้ ากสมการ M = NIABcos θ

5.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการสอื่ สาร (อา่ น ฟัง พูด เขยี น)
2) ความสามารถในการคิด (สังเกต วเิ คราะห์ จัดกลุม่ สรปุ )
3) ความสามารถในการแก้ปัญหา (แสวงหาความรู้)
4) ความสามารถในการใช้ทกั ษะชวี ติ (ความรบั ผิดชอบ)
5) ความสามารถในการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ (ใชก้ ารสืบค้นผ่านคอมพิวเตอร)์

5.3 คุณลกั ษณะและคา่ นิยม
ใฝเ่ รียนรแู้ ละมุ่งม่ันในการทำงาน

6. บูรณาการ
6.1 บรู ณาการกับกล่มุ สาระการเรยี นรคู้ ณติ ศาสตร์ เร่ือง การแก้สมการหาคำตอบ

7. กจิ กรรมการเรียนรู้
ข้นั ท่ี 1 ขนั้ สร้างความสนใจ
1.1 ครทู บทวนความรเู้ กี่ยวกับ การเกดิ แรงแม่เหล็กเมอ่ื ลวดตวั นำท่ีมีกระแสไฟฟ้าผ่านและอยู่ใน
สนามแมเ่ หล็ก
1.2 ครตู ั้งคำถามเพือ่ นำเข้าสู่การทำกิจกรรม เร่ือง โมเมนต์ของแรงคู่ควบ ดงั นี้
1) หากเปล่ยี นลวดตวั นำเส้นตรงเปน็ ขดลวดตัวนำรูปสี่เหลี่ยมมมุ ฉาก เม่ือกระแสไฟฟา้
ผา่ นขดลวดตัวนำจะมผี ลอย่างไร
(ให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นได้อย่างอสิ ระ โดยไม่คาดหวงั คำตอบท่ีถูกตอ้ ง)

ขัน้ ท่ี 2 ข้ันสำรวจและคน้ หา
2.1 ครใู ห้นักเรียนทุกคนศึกษาคน้ ควา้ เนอ้ื หา เร่ือง โมเมนต์ของแรงคคู่ วบ ในหนงั สือเรียน หน้า

53-55
2.2 นักเรียนทกุ คนศึกษาและทำใบงาน เร่ือง โมเมนต์ของแรงคู่ควบ
2.3 ครูนำนกั เรียนศึกษาตัวอย่าง 15.8 ตามรายละเอยี ดในหนังสือเรียน หน้า 56
2.4 นักเรยี นทำแบบฝึกหดั 15.3 ขอ้ 1-2 ลงในสมุด

ขั้นที่ 3 ขัน้ อธบิ ายและลงขอ้ สรปุ
3.1 ครสู ุ่มนักเรียนจำนวน 2 คน ออกมาเฉลยแบบฝึกหดั 15.3 ข้อ 1-2 หน้าชัน้ เรยี น
3.2 ครนู ำนักเรียนอภปิ รายเพื่อนำไปสู่การสรปุ โดยใช้คำถามต่อไปนี้
1) ถ้าพจิ ารณาแรงแม่เหล็กกระทำต่อเสน้ ลวดแตล่ ะสว่ น ดา้ น PS และ QR กระแสไฟฟ้า

ในขดลวดตัวนำอยใู่ นทศิ ทางอย่างไรกับสนามแม่เหล็ก (แนวการตอบ กระแสไฟฟา้ ในขดลวดตวั นำอยู่ใน
ทิศทางขนานกับสนามแมเ่ หล็ก)

2) ถ้าพจิ ารณาแรงแม่เหลก็ กระทำต่อเส้นลวดแต่ละสว่ น ดา้ น PS และ QR กระแสไฟฟา้
ในขดลวดตัวนำอยใู่ นทิศทางขนานกับสนามแมเ่ หลก็ ทำให้เกดิ แรงกระทำตอ่ ด้าน PS และ QR หรอื ไม่
อยา่ งไร (แนวการตอบ ทำให้ไม่มแี รงกระทำต่อด้านทงั้ สองน้)ี

3) ถา้ พจิ ารณาแรงแม่เหล็กกระทำต่อเส้นลวดแต่ละสว่ น ด้าน PQ และ RS กระแสไฟฟา้
ในขดลวดตวั นำอยู่ในทิศทางอย่างไรกบั สนามแม่เหล็ก (แนวการตอบ กระแสไฟฟา้ ผา่ นขดลวดอย่ใู นทิศตั้ง
ฉากขนานกับสนามแม่เหลก็ )

4) ถา้ พจิ ารณาแรงแม่เหลก็ กระทำต่อเส้นลวดแตล่ ะสว่ น ด้าน PQ และ RS กระแสไฟฟา้
ผา่ นขดลวดอย่ใู นทิศตงั้ ฉากขนานกบั สนามแม่เหลก็ ทำให้เกิดแรงกระทำต่อด้าน PQ และ RS หรือไม่
อย่างไร (แนวการตอบ เกดิ แรงกระทำตอ่ ดา้ นท้งั สอง มขี นาดเท่ากนั )

5) จากข้อ 3) ขนาดของแรงหาได้จากสมการ (แนวการตอบ F = Il2 B)
6) แรงท่ีกระทำต่อดา้ น PQ มีทิศทางตรงขา้ มกับแรงทก่ี ระทำตอ่ ดา้ น RS จะเห็นวา่ แรงที่
กระทำต่อดา้ นทง้ั สองมีขนาดเทา่ กนั ทศิ ทางตรงข้ามกนั และขนานกนั จงึ เปน็ แรงที่เรยี กว่า (แนวการตอบ
แรงค่คู วบ)
7) โมเมนต์ของแรงคูค่ วบหาขนาดไดจ้ ากสมการ (แนวการตอบ Mc = Fl )

8) สัญลกั ษณ์ F ในสมการข้อ 7) หมายถงึ อะไร (แนวการตอบ ขนาดของแรงคู่ควบ)
9) สัญลักษณ์ l ในสมการข้อ 7) หมายถึงอะไร (แนวการตอบ ระยะทางตงั้ ฉากระหวา่ ง
แนวแรงทง้ั สอง)
10) “ในกรณขี ดลวดตัวนำจำนวน N รอบ จะทำใหเ้ กิดโมเมนต์ของแรงคคู่ วบกระทำ
ต่อขดลวดเปน็ จำนวน N เท่าของขดลวด 1 รอบ” จากข้อความดงั กลา่ วสามารถหาขนาดโมเมนตข์ อง
แรงค่คู วบกระทำตอ่ ขดลวดได้สมการใด (แนวการตอบ M = NIABcos θ)
3.3 นักเรยี นและครูร่วมกันสรุปเนอ้ื หาจากศกึ ษาค้นคว้า เรื่อง โมเมนตข์ องแรงคู่ควบ จนได้สมการ
ต่างๆ

ขัน้ ท่ี 4 ขนั้ ขยายความรู้
4.1 ครูให้ความรู้เพ่ิมเติมเกยี่ วกับ กราฟความสมั พนั ธ์ระหว่างโมเมนตข์ องแรงคคู่ วบที่กระทำต่อ

ขดลวดกับมุมทรี่ ะนาบของขดลวดทำกบั สนามแมเ่ หลก็ ดังนี้
กราฟความสัมพันธ์ระหว่างโมเมนตข์ องแรงค่คู วบที่กระทำต่อขดลวดกบั มุมท่รี ะนาบของขดลวดทำ

กับสนามแมเ่ หล็ก ตามสมการ M = NIABcosθ โดยใหแ้ กน y เป็นโมเมนต์ของแรงคคู่ วบและแกน x
คอื มมุ ทร่ี ะนาบขดลวดทำกับสนามแมเ่ หลก็ จะได้กราฟความสัมพนั ธ์ y = kcosx
เมอ่ื k = NIAB เปน็ ค่าคงตวั y เปน็ M และ x เปน็ θ ดังรูปภาพดา้ ลา่ ง

ขัน้ ท่ี 5 ข้นั ประเมนิ ผล
5.1 ครูตรวจใบงาน เร่ือง โมเมนตข์ องแรงคู่ควบ
5.2 ครูตรวจสมดุ นกั เรยี นในการทำแบบฝึกหดั 15.3 ข้อ 1-2

ประยกุ ตแ์ ละตอบแทนสังคม
ครใู ห้นักเรยี นแตล่ ะคนนำความรู้ที่เรียนไปค้นคว้าเพิ่มเติมท่ีห้องสมุด หรือเว็บไซต์ แล้วนำเสนอใน

ช้นั เรยี น

8. สือ่ การเรยี นรู/้ แหล่งเรียนรู้
8.1 หนังสือเรยี นรายวชิ าเพ่มิ เตมิ วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟสิ กิ ส์) ชัน้ มัธยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 5

(ฉบับปรบั ปรงุ พ.ศ.2560)
8.2 ใบงาน เร่ือง โมเมนตข์ องแรงคู่ควบ
8.3 ใบความรู้ เร่อื ง โมเมนตข์ องแรงคคู่ วบ

8.4 อินเทอรเ์ น็ต
8.5 ห้องสมดุ

9. การวดั และประเมนิ ผล

จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ วิธกี ารวดั เครอ่ื งมือ เกณฑก์ ารประเมนิ

ดา้ นความรู้ (K) 1) นกั เรยี น
สามารถตอบ
1) นักเรยี นอธบิ ายโมเมนตข์ องแรงคู่ควบ 1) ตรวจใบงาน เรอ่ื ง 1) แบบประเมินการทำ คำถามไดร้ ะดบั ดี
ผ่านเกณฑ์
กระทำตอ่ ขดลวดตวั นำท่ีมกี ระแสไฟฟ้าผ่าน โมเมนตข์ องแรงคคู่ วบ กิจกรรม
1) นักเรยี น
เมอื่ อยู่ในสนามแมเ่ หลก็ ได้ 2) ใบงาน เร่ือง สามารถทำ
แบบฝึกหัดไดร้ ะดับ
โมเมนตข์ องแรงคูค่ วบ ดี ผ่านเกณฑ์

ด้านกระบวนการ (P) 1) นักเรียนทำภาระ
งานทีไ่ ด้รับ
1) นักเรียนสามารถคำนวณโมเมนต์ของแรงคู่ 1) ตรวจสมดุ นักเรียน 1) แบบประเมินการทำ มอบหมายได้ระดบั ดี
ผ่านเกณฑ์
ควบกระทำต่อขดลวดตวั นำที่มกี ระแสไฟฟ้า ในการทำแบบฝึกหัด กจิ กรรม

ผ่านเมอ่ื อยู่ในสนามแม่เหลก็ รวมทั้งปรมิ าณ 15.3 ขอ้ 1-2 2) แบบฝึกหัด 15.3

ทเี่ ก่ยี วข้องได้ ขอ้ 1-2

ด้านคุณลกั ษณะ (A)

1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งม่ันในการทำงาน 1) ตรวจใบงาน เรื่อง 1) แบบประเมนิ การทำ

โมเมนต์ของแรงคู่ควบ กจิ กรรม

2) ตรวจสมุดนักเรยี นใน 2) ใบงาน เร่อื ง

การทำแบบฝึกหดั 15.3 โมเมนตข์ องแรงคู่ควบ

ขอ้ 1-2 3) แบบฝกึ หดั 15.3

ข้อ 1-2

10. เกณฑก์ ารประเมินผลงานนักเรยี น

เกณฑ์การประเมินแบบ Rubrics ของการทำกจิ กรรม เร่อื ง โมเมนต์ของแรงคู่ควบ

ประเด็นการ ค่านำ้ หนัก แนวทางการใหค้ ะแนน
ประเมนิ คะแนน

ด้านความรู้ 3 สามารถตอบคำถามได้ถูกตอ้ งครบถ้วน จำนวน 8-10 ขอ้

(K) 2 สามารถตอบคำถามไดถ้ ูกตอ้ งครบถว้ น จำนวน 5-7 ข้อ

1 สามารถตอบคำถามไดถ้ ูกต้องครบถ้วน จำนวน 1-4 ขอ้ หรือไม่มีข้อใดถูกต้อง

ดา้ น 3 ทำแบบฝึกหัดได้ถูกต้องครบถ้วน จำนวน 2 ข้อ

กระบวนการ 2 ทำแบบฝึกหัดได้ถูกต้องครบถ้วน จำนวน 1 ข้อ

(P) 1 ทำแบบฝึกหดั ไม่ถกู ต้องทัง้ 2 ข้อ

ด้าน 3 ทำภาระงานที่ได้รบั มอบหมายเสร็จภายในเวลาทกี่ ำหนด และเรียบรอ้ ยถูกต้องครบถว้ น

คุณลักษณะ 2 ทำภาระงานที่ไดร้ ับมอบหมายเสร็จภายในเวลาทีก่ ำหนด แต่งานยังผดิ พลาดบางสว่ น

(A) 1 ทำภาระงานที่ได้รับมอบหมายเสร็จ แต่ล่าชา้ และเกดิ ข้อผิดพลาดบางสว่ น

ระดับคะแนน 3 หมายถึง ระดบั ดีมาก
คะแนน 2 หมายถงึ ระดบั ดี
คะแนน 1 หมายถงึ ระดับพอใช้
คะแนน



แผนการจัดการเรยี นรู้ท่ี 9

เรอื่ ง แกลแวนอมเิ ตอร์ และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

รายวิชา ฟสิ ิกส์5 รหัสวิชา ว30205 เวลา 2 ชั่วโมง

หน่วยการเรียนรู้ท่ี 1 ช่ือหน่วยการเรยี นรู้ แมเ่ หลก็ และไฟฟ้า รวม 28 ชั่วโมง

กลมุ่ สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ชัน้ มัธยมศึกษาปที ่ี 6 ภาคเรยี นที่ 1

1. สาระฟิสิกส์
สาระฟสิ ิกส์ 3 เขา้ ใจแรงไฟฟา้ และกฎของคลู อมบ์ สนามไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า ความจไุ ฟฟา้ กระแสไฟฟ้า และ

กฎของโอห์ม วงจรไฟฟ้ากระแสตรง พลังงาน ไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า การเปลี่ยนพลังงานทดแทนเป็นพลังงานไฟฟ้า
สนามแม่เหลก็ แรงแมเ่ หลก็ ที่กระทำกบั ประจุไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า การเหน่ยี วนำแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ และกฎของฟารา
เดย์ ไฟฟา้ กระแสสลับ คลน่ื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ และการส่อื สาร รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์

2. ผลการเรียนรู้
อธิบายหลักการทำงานของแกลแวนอมิเตอร์และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง รวมทั้งคำนวณปริมาณต่างๆ

ที่เกี่ยวข้อง

3. จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้

3.1 ดา้ นความรู้ (K)
1) นักเรียนอธิบายหลักการทำงานของแกลแวนอมิเตอร์ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงได้

3.2 ดา้ นกระบวนการ (P)
1) นักเรียนสามารถคำนวณปริมาณทเ่ี กีย่ วข้องได้
2) นกั เรยี นสามารถทำกจิ กรรม เร่อื ง มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงอยา่ งง่ายได้

3.3 ดา้ นคุณลักษณะ (A)
1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งม่นั ในการทำงาน

4. สาระสำคัญ
แกลแวนอมิเตอร์เป็นเครื่องวัดทางไฟฟ้า ประกอบด้วยขดลวดสี่เหลี่ยมที่ติดเข็มชี้และหมุนได้คล่องอยู่ใน

สนามแม่เหล็ก เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดจะหมุนพร้อมกับเข็มชี้เบนไป และมอเตอร์ไฟฟ้า กระแสตรงเป็น
เครื่องมือเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ประกอบด้วยขดลวดพันอยู่กับแกนซึ่ง หมุนได้คล่องและอยู่ใน
สนามแมเ่ หล็กเมอื่ มีกระแสไฟฟา้ ผ่านขดลวดจะหมุนต่อเนื่องรอบแกน การทำงานแกลแวนอมิเตอร์และมอเตอร์
ไฟฟา้ ใช้หลักโมเมนตแ์ รงคู่ควบของขดลวดท่ีอยใู่ นสนามแมเ่ หล็กและมีกระแสไฟฟ้าผา่ น

5. สาระการเรียนรู้
5.1 ความรู้
แกลแวนอมเิ ตอร์ (galvanometer)

แกลแวนอมิเตอร์เป็นเครื่องวัดทางไฟฟ้า ดังรูปที่ 1 ก. ประกอบด้วยขดลวดทองแดงเคลือบฉนวน
พันหลายรอบบนกรอบรูปสี่เหลี่ยมที่ติดเข็มชี้และแกนหมุนได้คล่องทำให้ขดลวดหมุนรอบทรงกระบอก
เหล็กอ่อนท่ตี รงึ อยู่กับท่ี โดยปลายของแกนหมนุ ติดกบั สปริงก้นหอย ดงั รูปที่ 1 ข.

รปู ท่ี 1 แกลแวนอมเิ ตอร์และสว่ นประกอบภายในแกลแวนอมเิ ตอร์
ทรงกระบอกเหล็กอ่อนทำให้แรงแม่เหล็ก (ที่ทำให้เกิดโมเมนต์ของแรงคู่ควบกระทำต่อขดลวด)
ตั้งฉากกับระนาบขดลวดตลอดเวลา จึงทำให้โมเมนต์ของแรงคู่ควบจากระแสไฟฟ้าที่กระทำต่อขดลวด
ขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้าที่ผ่านขดลวดเท่านั้น เมื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่าน ขดลวดจะหมุนพร้อมกับเข็มช้ีเบนไป
และแกนหมุนทำใหส้ ปรงิ กน้ หอยบิดตวั จนกระท่งั โมเมนต์ของแรงบิดกลบั ของสปริงก้นหอยเท่ากับโมเมนต์
ของแรงคคู่ วบที่กระทำต่อขดลวด ขดลวดและเข็มช้จี ะหยดุ นงิ่ มุมท่ีเขม็ ชีเ้ บนไปจึงข้ึนกบั กระแสไฟฟ้าท่ีผ่าน
ขดลวด โดยทั่วไปแกลแวนอมิเตอร์มีวัตถุประสงค์ให้มีความไวต่อกระแสไฟฟ้าจึงใช้เส้นลวดที่มีขนาดเล็ก
มาก เพื่อให้ขดลวดมีน้ำหนักน้อย และสปริงก้นหอยที่มีค่าคงตัวสปริงน้อย ๆ เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านเพียง
เล็กน้อย กส็ ามารถทำใหเ้ ข็มช้เี บนได้
มอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง เป็นการประยุกต์ใช้ความรู้โมเมนต์ของแรงคู่ควบที่กระทำต่อขดลวดใน
สนามเหล็กเมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่าน ทำให้สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลได้ มอเตอร์ไฟฟ้า
กระแสตรงอย่างง่าย ประกอบด้วยขดลวดทองแดงเคลือบฉนวน พันเป็นรปู ส่ีเหล่ียมตดิ กบั แก่นหมุนไดค้ ล่อง
ในสนามแม่เหล็ก และส่วนที่ทำหน้าที่เปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟฟ้าในขดลวด คือ คอมมิวเทเตอร์วง
แหวนผา่ ซกี (split-ring commutator) และแปรงสัมผัส (contact brush) ดงั รปู ที่ 2

รปู ท่ี 2 สว่ นประกอบของมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง
เม่ือกระแสไฟฟ้าผา่ นขดลวดตัวนำในทิศทาง d -> c -> b -> a จะเกิดโมเมนตข์ องแรงคู่ควบ

หมนุ ขดลวดรอบแกนหมนุ ตามเข็มนาฬิกา ดงั รปู ที่ 3 ก. เมือ่ ขดลวดหมุนไปจนระนาบของขดลวดตั้งฉากกับ
สนามแม่เหล็ก ดังรูปที่ 3 ข. โมเมนต์ของแรงคู่ควบมีค่าเป็นศูนย์ แต่เนื่องจากความเฉื่อยจึงทำให้ขดลวด
หมุนต่อไป โดยแปรงสัมผัส P และ Q จะเปลี่ยนจากสัมผัสคอมมิวเทเตอร์ x และ y ไปสัมผัสกับคอมมิวเท
เตอร์ y และ x ทำให้กระแสไฟฟ้าในขดลวดมที ิศทาง a -> b -> c -> d โมเมนต์ของแรงคู่ควบที่เกิดขึ้นใน
ขณะนี้ จะทำให้ขดลวดหมนุ ในทางเดิมตอ่ ไป ดังรูปที่ 3 ค.

รปู ท่ี 3 แรงกระทำต่อขดลวดของมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง
จะเห็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแตรงนี้มีขดลวดเพียงระนาบเดียว จึงใช้คอมมิวเทเตอร์ 1 คู่ ถ้าพิจารณา
ในขณะที่ระนาบของขดลวดตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก โมเมนต์ของแรงคู่ควบจะมีค่าเป็นศูนย์ (ตามสมการ
M = NIABcos θ เพราะ cos 90° = 0) แตข่ ดลวดจะหมุนตอ่ ไปได้อีกเน่ืองจากความเฉื่อย ดังน้ันตำแหน่ง
ท่ีระนาบของขดลวดตั้งฉากกับสนามแม่เหลก็ จึงเป็นตำแหน่งท่ีมอเตอร์ไมม่ โี มเมนตข์ องแรงคูค่ วบ
กระทำ เพื่อให้โมเมนต์ของแรงคคู่ วบที่กระทำตอ่ ขดลวดตลอดเวลา จึงตอ้ งเพ่มิ ขดลวดในระนาบอ่นื อีก
โดยอาจใช้ตงั้ แต่ 3 ระนาบข้ึนไป ดังรูปท่ี 4

รปู ที่ 4 ตวั อย่างมอเตอรก์ ระแสตรงแบบ 3 ระนาบ
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงถูกนำไปใชท้ ำใหเ้ กิดการเคล่ือนท่หี รอื การหมุนของอปุ กรณ์ใน
เครอื่ งยนต์ เครอื่ งมอื และเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าต่างๆ เชน่ ช้นิ สว่ นในของเล่นเดก็ มอเตอร์ที่ใชใ้ นอปุ กรณ์
รถยนต์
5.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการสือ่ สาร (อา่ น ฟงั พดู เขยี น)
2) ความสามารถในการคดิ (สังเกต วเิ คราะห์ จัดกลุม่ สรปุ )
3) ความสามารถในการแก้ปัญหา (แสวงหาความรู้)
4) ความสามารถในการใช้ทกั ษะชีวิต (ความรับผิดชอบ)
5) ความสามารถในการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ (ใช้การสบื คน้ ผ่านคอมพวิ เตอร์)
5.3 คณุ ลักษณะและคา่ นยิ ม
ใฝ่เรยี นร้แู ละมุง่ มนั่ ในการทำงาน

6. บูรณาการ
-

7. กจิ กรรมการเรียนรู้
ขั้นท่ี 1 ขัน้ สรา้ งความสนใจ
1.1 ครทู บทวนความรู้เกยี่ วกับ สมการเกีย่ วกบั โมเมนตข์ องแรงคู่ควบกระทำตอ่ ขดลวดที่มี
กระแสไฟฟา้ ผา่ น เมื่ออยู่ในสนามแมเ่ หล็ก
1.2 ครูตง้ั คำถามเพอื่ นำเขา้ สู่การทำกจิ กรรม เร่ือง แกลแวนอมิเตอร์ และมอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง
ดังน้ี
1) โมเมนตข์ องแรงคคู่ วบของขดลวดท่มี ีกระแสไฟฟ้าในสนามแมเ่ หลก็ สามารถนำไป
ประยกุ ต์ใช้อยา่ งไรไดบ้ ้าง
2) หากจะนำความรนู้ ้มี าประยกุ ต์ใช้ในการสรา้ งเป็นเครื่องวดั ทางไฟฟา้ จะสามารถทำได้
อย่างไร
3) มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงมีส่วนประกอบอะไรบ้าง
4) มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงหมนุ ได้อยา่ งไร เกี่ยวขอ้ งกบั โมเมนต์แรงคู่ควบของขดลวดท่มี ี
กระแสไฟฟา้ ผ่านและอยู่ในสนามแม่เหลก็ อย่างไร
(ใหน้ ักเรียนแสดงความคดิ เห็นได้อยา่ งอสิ ระ โดยไมค่ าดหวังคำตอบทถ่ี ูกตอ้ ง)

ข้ันท่ี 2 ขั้นสำรวจและค้นหา
2.1 ครูใหน้ กั เรยี นทุกคนศึกษาคน้ คว้าเน้ือหา เรื่อง แกลแวนอมิเตอร์ และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

ในหนงั สือเรียน หนา้ 57-60 และแหล่งความรู้อ่นื เชน่ หอ้ งสมุด อนิ เทอร์เน็ต
2.2 นักเรียนทกุ คนศึกษาและทำใบงาน เร่ือง แกลแวนอมิเตอร์ และมอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง
2.3 ครแู บง่ กลุ่มนักเรียน กล่มุ ละ 5-6 คน คละความสามารถ และคละเพศ
2.4 ครใู หน้ กั เรยี นศึกษาใบกจิ กรรม เรอื่ ง มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรงอย่างงา่ ย
2.5 นกั เรียนทำกจิ กรรม เร่อื ง มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงอยา่ งง่าย

ข้ันที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรปุ
3.1 ครูนำนกั เรยี นอภิปรายเพ่ือนำไปสู่การสรุป โดยใช้คำถามตอ่ ไปนี้
1) “แกลแวนอมิเตอร์ (galvanometer) เป็นเครื่องวดั ทางไฟฟ้า ประกอบดว้ ย

ขดลวดทองแดงเคลือบฉนวน ซง่ึ พันหลายรอบบนกรอบรูปส่ีเหล่ยี มท่ีตดิ เข็มชี้และแกนหมนุ ได้คล่อง”
อยากทราบวา่ ข้อความดังกล่าวทำให้ขดลวดเคล่ือนทอี่ ยา่ งไร (แนวการตอบ ทำให้ขดลวดหมนุ รอบ
ทรงกระบอกเหลก็ ออ่ นที่ตรงึ อยกู่ บั ที่ โดยปลายของแกนหมนุ ตดิ กบั สปรงิ กน้ หอย)

รูปท่ี 5 ภาพสว่ นประกอบภายในแกลแวนอมิเตอร์

2) จากภาพสว่ นประกอบภายในแกลแวนอมเิ ตอร์ หมายเลข 2 คืออะไร (แนวการตอบ

แม่เหลก็ ถาวร)

3) จากภาพส่วนประกอบภายในแกลแวนอมเิ ตอร์ หมายเลข 3 คอื อะไร (แนวการตอบ

ทรงกระบอกเหลก็ อ่อน)

4) จากภาพสว่ นประกอบภายในแกลแวนอมเิ ตอร์ หมายเลข 4 คอื อะไร (แนวการตอบ

สปริงกน้ หอย) อ

5) จากภาพสว่ นประกอบภายในแกลแวนอมิเตอร์ หมายเลข 5 คอื อะไร (แนวการตอบ

ขดลวดทองแดงเคลือบฉนวน)

6) ทรงกระบอกเหล็กอ่อนทำให้แรงแมเ่ หลก็ ทที่ ำให้เกดิ โมเมนต์ของแรงคู่ควบกระทำต่อ

ขดลวดต้งั ฉากกับอะไร (แนวการตอบ ทำให้แรงแม่เหลก็ ท่ีทำใหเ้ กิดโมเมนตข์ องแรงค่คู วบกระทำตอ่ ขดลวด

ตั้งฉากกบั ระนาบขดลวดตลอดเวลา)

7) โมเมนต์ของแรงคู่ควบจากระแสไฟฟา้ ทีก่ ระทำต่อขดลวดขนึ้ อยู่กับอะไร (แนวการตอบ

กระแสไฟฟ้าทีผ่ ่านขดลวดเท่านัน้ )

8) มอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง เปน็ การประยุกต์ใชค้ วามรโู้ มเมนต์ของแรงคู่ควบท่กี ระทำต่อ

ขดลวดในสนามเหลก็ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่าน ทำใหส้ ามารถเปล่ียนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลงั งานอะไร

(แนวการตอบ ทำใหส้ ามารถเปลี่ยนพลงั งานไฟฟ้าเปน็ พลังงานกลได้)

9) มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงอย่างงา่ ย ประกอบด้วยอะไรบา้ ง และส่วนทที่ ำหนา้ ทีเ่ ปลีย่ น

ทิศทางของกระแสไฟฟ้า คอื อะไร (แนวการตอบ ประกอบด้วยขดลวดทองแดงเคลือบฉนวน พันเปน็ รปู

สี่เหลย่ี มตดิ กบั แกน่ หมุนได้คล่องในสนามแมเ่ หลก็ และสว่ นทีท่ ำหนา้ ทเ่ี ปลย่ี นทศิ ทางของกระแสไฟฟ้าใน

ขดลวด คือ คอมมิวเทเตอรว์ งแหวนผา่ ซกี (split-ring commutator) และแปรงสมั ผัส (contact brush)

10) มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงถูกนำไปใชท้ ำให้เกิดการเคล่ือนทห่ี รอื การหมุนของอุปกรณ์

ในเครื่องยนต์ เครือ่ งมือและเครอ่ื งใช้ไฟฟา้ ตา่ งๆ เช่นอะไรบา้ ง (แนวการตอบ ชิ้นสว่ นในของเล่นเด็ก

มอเตอร์ทีใ่ ช้ในอุปกรณ์รถยนต์)

3.2 นักเรยี นและครรู ว่ มกนั สรุปเน้อื หาจากศกึ ษาค้นควา้ จนไดข้ ้อสรปุ ดังน้ี

เมอ่ื มีกระแสไฟฟ้าผา่ นขดลวดแกลแวนอมเิ ตอร์ จะทำให้ขดลวดหมุนพร้อมกบั เข็มชเี้ บน

ไป โดยการเบนของเขม็ จะมากหรอื น้อยขึ้นอย่กู บั กระแสไฟฟ้า

มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง เป็นการประยุกต์ใชค้ วามรโู้ มเมนต์ของแรงคู่ควบท่กี ระทำต่อ

ขดลวดในสนามเหลก็ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผา่ น ทำใหส้ ามารถเปลยี่ นพลังงานไฟฟ้าเป็นพลงั งานกลได้ มอเตอร์

ไฟฟ้ากระแสตรงอย่างง่าย ประกอบดว้ ยขดลวดทองแดงเคลือบฉนวน พันเป็นรปู สเ่ี หลย่ี มตดิ กับแก่นหมนุ ได้

คล่องในสนามแม่เหลก็ และส่วนทีท่ ำหนา้ ทเี่ ปล่ียนทิศทางของกระแสไฟฟา้ ในขดลวด คอื คอมมิวเทเตอร์

วงแหวนผา่ ซีก (split-ring commutator) และแปรงสัมผสั (contact brush)

ขัน้ ท่ี 4 ขั้นขยายความรู้
4.1 ครอู ธบิ ายให้ความรู้เพ่มิ เตมิ เกย่ี วกับแกลแวนอมเิ ตอร์ ดงั นี้
แกลแวนอมเิ ตอร์ โดยทว่ั ไปจะมีเหลก็ ออ่ นรูปทรงกระบอกอยตู่ รงกลางระหว่างขว้ั N และ

ขั้ว S ของแมเ่ หล็กโคง้ ทำให้สนามแมเ่ หล็กมที ิศทางอยู่ในแนวรศั มีของรปู ทรงกระบอก (ดังรปู ) ระนาบของ
ขดลวดสเ่ี หลยี่ มจะอยู่ในแนวขนานกับสนามแม่เหล็กทกุ ตำแหนง่ ทข่ี ดลวดหมนุ ไป

รูปท่ี 6 สนามแมเ่ หลก็ ของแม่เหลก็ โค้ง

ดว้ ยเหตุนม้ี มุ ทร่ี ะนาบของขดลวดทำกบั สนามแมเ่ หลก็ จึงเท่ากับ 0 องศา น่ันคือ ระนาบ

ของ ขดลวดขนานกบั สนามแม่เหล็กตลอดเวลา

จากกสมการ M = NIABcos θ

ดงั นั้น M = NIABcos 0 = NIAB

เน่อื งจากจำนวนรอบของขดลวด N พืน้ ที่ระนาบของขดลวด A และสนามแม่เหล็ก B เป็น

คา่ คงตวั

ดงั นั้น M ∝ I

เมอ่ื มีกระแสไฟฟ้าคา่ หน่งึ ผ่านขดลวดแกลแวนอมเิ ตอร์ ขดลวดจะหมนุ ดว้ ยโมเมนตข์ องแรงคู่ควบ

คา่ หนง่ึ การหมุนของขดลวดเปน็ เหตใุ ห้เกดิ แรงบิดกลบั ในสปริงก้นหอย ซ่ึงต้านการหมนุ ของขดลวด

โดยพยายามบิดให้ขดลวดเบนกลบั สตู่ ำแหน่งเดิม จนกระทั่งขดลวดหยุดนิ่งที่ตำแหนง่ หน่ึง น่นั คือ โมเมนต์

ของแรงบดิ กลับในสปรงิ มที ิศทางตรงขา้ มกบั โมเมนต์ของแรงคู่ควบกระทำต่อขดลวด และมขี นาดเทา่ กัน

พอดีท่ีตำแหน่งน้ัน ซึ่งจะได้

โมเมนตข์ องแรงบิดกลับของสปริง = โมเมนตข์ องแรงค่คู วบกระทำต่อขดลวด

ถา้ พจิ ารณาขณะขดลวดหมุนไปหยุด ณ ตำแหนง่ ท่ีทำมมุ θ กับแนวเดิม จะได้ โมเมนต์

ของแรงบดิ กลบั ของสปริง = k′ θ

เมื่อ k′ คอื คา่ คงตวั โมเมนต์แรงบิดกลับของสปรงิ ก้นหอย (torsion constant)

( k′ คลา้ ยกบั กรณีของสปริงในสมการ F = ks ซงึ่ อยู่ในแนวแกนตามยาวของสปริง)

นนั่ คอื k′ θ = NIAB

เนอื่ งจาก k′ N A และ B มีคา่ คงตวั

ดังน้ัน θ ∝ I

การทม่ี ุมท่ีขดลวดเบนไปจากเดิมหรือมุมท่เี ข็มชข้ี องแกลแวนอมเิ ตอรเ์ บนไปจากเดิม

แปรผนั ตาม I ทำให้สามารถกำหนดสเกลท่ีเขม็ ชี้เบน เพ่ือระบคุ ่ากระแสไฟฟ้าได้

4.2 ครูอธิบายโจทย์ตวั อยา่ ง 15.9 ตามรายละเอยี ดในหนังสือเรียน หนา้ 60 อย่างละเอียด

4.3 ครูอธิบายใหค้ วามร้เู พมิ่ เติมเก่ยี วกับแอมมเิ ตอร์ (ammeter) ดงั น้ี
แอมมเิ ตอร์ ดงั รูปท่6ี ก. เปน็ การดดั แปลงแกลแวนอมเิ ตอรเ์ พือ่ วดั กระแสไฟฟา้ ไดส้ งู สุด I

ตามที่ตอ้ งการ ซง่ึ มคี ่ามากกว่ากระแสไฟฟ้าสงู สดุ ของแกลแวนอมิเตอร์ IG (เข็มเต็มสเกล) ทำได้โดยนำตัว
ต้านทานทีเ่ รยี กว่า ชนั ต์ (shunt) ซึ่งมีความต้านทาน Rs มาต่อขนานกับแกลแวนอมิเตอร์ เพื่อแบ่ง
กระแสไฟฟ้าสูงสุด I ออกเป็นสองส่วน คือส่วนหนึ่งที่ผ่านแกลแวนอมิเตอร์เท่ากับ IG ส่วนที่เหลือที่ผ่าน
ซันต์เทา่ กบั Is ดงั รปู ท6ี่ ข. นั่นคอื Is = I − IG

รูปท่ี 7 ก.แอมมิเตอร์ ข.วงจรไฟฟ้าของแอมมิเตอร์

เน่ืองจากแกลเวนอมิเตอร์และซันต์ต่อขนานกัน ดังนน้ั ความตา่ งศักย์ระหว่างปลายของ

ซนั ตจ์ ะเท่ากบั ความตา่ งศักย์ระหวา่ งข้ัวของแกลแวนอมิเตอร์

หรอื IsRs = IGRG

จะได้ Rs = IGRG
Is
4.4 ครูอธบิ ายใหค้ วามร้เู พ่ิมเติมเก่ยี วกบั โวลต์มเิ ตอร์ (voltmeter) ดังน้ี

โวลตม์ ิเตอร์ ดงั รูปท่7ี เปน็ การดัดแปลงแกลแวนอมิเตอร์ เพื่อวัดความต่างศักย์สงู สุด V

ตามทต่ี ้องการ ซึ่งมีค่ามากกว่าความตา่ งศักย์สูงสดุ ของแกลแวนอมิเตอร์ VG ทำได้โดยนำตวั ตา้ นทาน
เรียกวา่ มัลติพลายเออร์ (multiplier) ที่มีความตา้ นทาน Rm มาต่ออนุกรมกบั แกลแวนอมเิ ตอร์เพ่ือแบ่ง
ความต่างศักยส์ ูงสุดท่ีต้องการวดั V ออกเป็นสองส่วน

รูปท่ี 7 โวลตม์ เิ ตอร์

ส่วนหน่งึ เป็นความต่างศักยร์ ะหว่างปลายของมลั ติพลายเออร์ Vm อกี สว่ นหน่ึงเป็นความ

ต่างศกั ยส์ ูงสดุ ของแกลแวนอมิเตอร์ VG ดงั รูปท่ี 8 นั่นคอื

หรอื = +

จะได้ = +

= −


รูปท่ี 8 วงจรไฟฟ้าของโวลต์มิเตอร์

ขัน้ ที่ 5 ข้ันประเมนิ ผล
5.1 ครูตรวจใบงาน เรื่อง แกลแวนอมิเตอร์ และมอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง
5.2 นกั เรียนทำแบบฝกึ หัด 15.3 ข้อ 3 ลงในสมดุ
5.3 นักเรยี นแตล่ ะส่งชิ้นงานมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงอย่างง่าย

ประยกุ ต์และตอบแทนสงั คม
ครใู ห้นกั เรียนแต่ละคนนำความรู้ท่ีเรียนไปคน้ คว้าเพิ่มเติมท่ีห้องสมุด หรอื เว็บไซต์ แล้วนำเสนอใน

ช้นั เรยี น

8. สอ่ื การเรียนร/ู้ แหล่งเรยี นรู้
8.1 หนังสอื เรยี นรายวชิ าเพ่ิมเติมวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟสิ ิกส์) ชน้ั มธั ยมศึกษาปีท่ี 6 เลม่ 5

(ฉบับปรบั ปรงุ พ.ศ.2560)
8.2 ใบงาน เรอื่ ง แกลแวนอมิเตอร์ และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง
8.3 ใบความรู้ เร่อื ง แกลแวนอมิเตอร์ และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง
8.4 ใบกจิ กรรม เรื่อง มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรงอยา่ งงา่ ย
8.5 อนิ เทอรเ์ น็ต
8.6 หอ้ งสมุด

9. การวดั และประเมินผล

จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ วิธกี ารวัด เครอื่ งมอื เกณฑ์การประเมิน

ดา้ นความรู้ (K) 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรียนสามารถ
ทำกจิ กรรม ตอบคำถามไดร้ ะดบั
1) นกั เรียนอธิบายหลักการทำงานของ 1) ตรวจใบงาน เรอ่ื ง 2) ใบงาน เรอ่ื ง ดี ผา่ นเกณฑ์
แกลแวนอมเิ ตอร์
แกลแวนอมิเตอร์ มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรงได้ แกลแวนอมเิ ตอร์ และ และมอเตอร์ไฟฟา้ 1) นกั เรยี นสามารถ
กระแสตรง ทำแบบฝึกหดั ได้
มอเตอร์ไฟฟ้า ระดับดี ผ่านเกณฑ์
1) แบบประเมินการ 2) นักเรยี นสรา้ ง
กระแสตรง ทำกจิ กรรม มอเตอรไ์ ฟฟ้า
2) แบบฝึกหดั 15.3 กระแสตรงอยา่ งงา่ ย
ดา้ นกระบวนการ (P) 1) ตรวจสมุดนกั เรียน ขอ้ 3 ได้ระดับดี ผ่านเกณฑ์
1) นกั เรยี นสามารถคำนวณปริมาณที่ ในการทำแบบฝกึ หัด
เกยี่ วขอ้ งได้ 15.3 ขอ้ 3 1) นักเรยี นทำภาระ
2) นกั เรียนสามารถทำกิจกรรม เร่อื ง 2) ตรวจชิ้นงาน งานที่ไดร้ บั มอบหมาย
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงอยา่ งงา่ ยได้ มอเตอรไ์ ฟฟ้า ไดร้ ะดบั ดี ผา่ นเกณฑ์
กระแสตรงอยา่ งง่าย

ดา้ นคณุ ลกั ษณะ (A) 1) ตรวจใบงาน เรื่อง 1) แบบประเมินการ
1) ใฝ่เรยี นรู้และมุง่ มั่นในการทำงาน

แกลแวนอมิเตอร์ และ ทำกิจกรรม

มอเตอร์ไฟฟ้า 2) ใบงาน เรือ่ ง

กระแสตรง แกลแวนอมิเตอร์

2) ตรวจสมุดนกั เรยี นใน และมอเตอร์ไฟฟา้

การทำแบบฝึกหัด 15.3 กระแสตรง

ข้อ 3 3) แบบฝกึ หดั 15.3

3) ตรวจชนิ้ งาน ขอ้ 3

มอเตอร์ไฟฟ้า

กระแสตรงอย่างง่าย

10. เกณฑ์การประเมนิ ผลงานนักเรยี น

เกณฑ์การประเมินแบบ Rubrics ของการทำกิจกรรม เรอื่ ง แกลแวนอมิเตอร์ และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

ประเดน็ การ คา่ น้ำหนกั แนวทางการให้คะแนน
ประเมนิ คะแนน

ด้านความรู้ 3 สามารถตอบคำถามไดถ้ ูกต้องครบถ้วน จำนวน 8-10 ขอ้

(K) 2 สามารถตอบคำถามไดถ้ ูกต้องครบถว้ น จำนวน 5-7 ขอ้

1 สามารถตอบคำถามได้ถูกตอ้ งครบถ้วน จำนวน 1-4 ข้อ หรือไม่มีข้อใดถูกต้อง

ด้าน 3 ทำแบบฝกึ หัด 15.3 ขอ้ 3 ก. และ ข. ได้ถูกต้องครบถว้ น

กระบวนการ 2 ทำแบบฝึกหดั 15.3 ขอ้ 3 ก. หรอื ข. ไดถ้ ูกต้องครบถ้วน

(P) 1 ทำแบบฝกึ หดั 15.3 ข้อ 3 ไม่ถกู ต้อง

3 สร้างมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงอยา่ งง่ายได้ถูกต้องตามข้นั ตอนและทดลองใชง้ านไดจ้ รงิ

2 สร้างมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรงอย่างงา่ ยได้ถูกต้องตามข้นั ตอน แต่ทดลองใชง้ านไม่ได้

1 สรา้ งมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรงอย่างงา่ ยไม่ถูกต้อง และทดลองใช้งานไม่ได้

ด้าน 3 ทำภาระงานท่ีได้รบั มอบหมายเสรจ็ ภายในเวลาทก่ี ำหนด และเรยี บร้อยถูกต้องครบถ้วน

คุณลกั ษณะ 2 ทำภาระงานที่ไดร้ บั มอบหมายเสร็จภายในเวลาทกี่ ำหนด แต่งานยงั ผดิ พลาดบางสว่ น

(A) 1 ทำภาระงานที่ไดร้ บั มอบหมายเสร็จ แต่ล่าชา้ และเกดิ ข้อผิดพลาดบางส่วน

ระดบั คะแนน 3 หมายถงึ ระดบั ดีมาก
คะแนน 2 หมายถึง ระดบั ดี
คะแนน 1 หมายถึง ระดบั พอใช้
คะแนน

หมายเหตุ หาค่าเฉลี่ยของคะแนนด้านกระบวนการ (P) ซึ่งคะแนนเต็ม เท่ากับ 3



แผนการจดั การเรียนรู้ท่ี 10

เรอ่ื ง กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์

รายวิชา ฟสิ ิกส์5 รหสั วชิ า ว30205 เวลา 2 ชั่วโมง

หนว่ ยการเรียนรูท้ ่ี 2 ชื่อหน่วยการเรียนรู้ แม่เหลก็ และไฟฟ้า รวม 28 ช่ัวโมง

กลมุ่ สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ช้ันมธั ยมศกึ ษาปที ี่ 6 ภาคเรียนท่ี 1

1. สาระฟิสกิ ส์
สาระฟิสิกส์ 3 เข้าใจแรงไฟฟา้ และกฎของคูลอมบ์ สนามไฟฟา้ ศกั ย์ไฟฟ้า ความจไุ ฟฟา้ กระแสไฟฟ้า และ

กฎของโอห์ม วงจรไฟฟ้ากระแสตรง พลังงาน ไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า การเปลี่ยนพลังงานทดแทนเป็นพลังงานไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก แรงแม่เหล็กท่ีกระทำกับประจุไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า การเหน่ียวนำแมเ่ หล็กไฟฟ้าและกฎของฟารา
เดย์ ไฟฟา้ กระแสสลับ คล่นื แมเ่ หลก็ ไฟฟ้าและการสื่อสาร รวมทั้งนำความรู้ไปใชป้ ระโยชน์

2. ผลการเรียนรู้
สงั เกตและอธิบายการเกดิ อีเอม็ เอฟเหนี่ยวนำ กฎการเหนยี่ วนำของฟาราเดย์ และคำนวณปริมาณต่าง ๆ ท่ี

เก่ียวขอ้ ง รวมทง้ั นำความรเู้ รือ่ งอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำไปอธิบายการทำงานของเคร่อื งใช้ไฟฟ้า

3. จุดประสงค์การเรยี นรู้

3.1 ด้านความรู้ (K)
1) นกั เรยี นอธิบายการเกิดอเี อม็ เอฟเหนยี่ วนำโดยใช้กฎของฟาราเดย์ได้
2) นักเรยี นอธิบายทศิ ทางของกระแสไฟฟา้ เหนีย่ วนำโดยใช้กฎของเลนซ์ได้

3.2 ดา้ นกระบวนการ (P)
1) นักเรียนทดลองและสงั เกตการเกิดอเี อ็มเอฟเหนย่ี วนำโดยใช้กฎของฟาราเดย์ได้
2) นกั เรียนหาทิศทางของกระแสไฟฟ้าเหนยี่ วนำโดยใชก้ ฎของเลนซ์ได้

3.3 ดา้ นคุณลกั ษณะ (A)
1) ใฝเ่ รยี นรู้และมุ่งมน่ั ในการทำงาน

4. สาระสำคญั
เม่อื มฟี ลักซแ์ ม่เหลก็ เปลยี่ นแปลง Δ∅B ตัดขดลวดตัวนำจะเกิดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ ε ในขดลวดตัวนำนั้น

เท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวดตัวนำนั้น เมื่อเทียบกับเวลา อธิบายได้โดยกฎการ
เหนี่ยวนำของฟาราเดย์ เขียนแทนด้วยสมการ ε = − Δ∅B เครื่องหมายลบ หมายถึง อีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำในขดลวด

Δt

จะทำให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำในทิศทางที่จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กใหม่ ขึ้นมาต้านการเปลี่ยนแปลงของ
ฟลกั ซ์แมเ่ หลก็ ที่มาเหน่ยี วนำและตัดผ่านขดลวดนน้ั ตามกฎของเลนส์

5. สาระการเรยี นรู้
5.1 ความรู้

กระแสไฟฟา้ เหนีย่ วนำและอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์เปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้หลักการเกี่ยวกับ
การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งถูกค้นพบโดย ไมเคิล ฟาราเดย์ (Michael Faraday) การเหนี่ยวนำ
แมเ่ หล็กไฟฟา้ และการนำความรูเ้ กี่ยวกบั อีเอ็มเอฟเหน่ียวนำประยุกตใ์ ช้

กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์

การเกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดตัวนำ ขณะแท่งแม่เหล็กอยู่นิ่งในขดลวด เข็มแกลแวนอ

มเิ ตอรอ์ ยู่นงิ่ และช้ตี ำแหน่งศูนยด์ ลอดเวลา แตเ่ มื่อเคล่อื นทีป่ ลายข้ัวแม่หล็กออกจากขดลวด เข็มแกลแวนอ

มิเตอร์เบนไปทางหนึ่ง และเมื่อเคลื่อนที่ปลายขั้วแม่หล็กเข้าขดลวด เข็มแกลแวนอมิเตอร์เบนไปในทิศ

ทางตรงข้าม แล้วเมื่อเคลื่อนปลายขัว้ แม่เหลก็ ให้เร็วขึ้นเข็มแกลแวนอมเิ ตอร์จะเบนเช่นเดิมแตเ่ บนห่างจาก

ตำแหนง่ ศูนยม์ ากขน้ึ

ขณะแท่งแม่เหล็กอยู่นิ่ง เข็มแกลแวนอมิเตอร์อยู่ที่ตำแหน่งศูนย์แสดงว่าไม่มีกระแไฟฟ้าจาก

ขดลวดผ่านแกลแวนอมิเตอร์ แต่เมื่อเคลือ่ นปลายขั้วแมเ่ หลก็ ออกแล้วเขา้ เข็มแกลแวนอมิเตอรเ์ บนไปจาก

ตำแหน่งศูนย์แสดงว่ามีกระแสไฟฟ้าจากขดลวดผ่านแกลแวนอมิเตอร์ และการที่เข็มแกลแวนอมิเตอร์เบน

ในทิศตรงข้ามกันเม่ือเคลื่อนแท่งแม่เหล็กออกและเข้า แสดงว่ากระแสไฟฟ้าที่กิดข้ึนมีทิศตรงข้ามด้วย และ

เมื่อเคล่อื นปลายขว้ั แมเ่ หล็กเร็วขึ้นเข็มแกลแวนอเตอรเ์ บนมากข้นึ แสดงว่ามีกระแสไฟฟา้ จากขดลวดมากขึน้

จากการเคลื่อนที่ปลายขั้วแม่เหล็กข้างต้นเป็นการทำให้ฟลักซ์แม่หล็กที่ผ่านพื้นที่หน้าตัดขดลวด

เปลี่ยนแปลงจึงทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวด เรียกกระแสไฟฟ้าท่ีเกิดจากวิธีนี้ว่า กระแสไฟฟ้า

เหนย่ี วนำ (induced electric current) และเรยี กการทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในตัวนำด้วยสนามแม่เหล็ก

ว่า การเหนยี่ วนำแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic induction)

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ทำได้โดยการเคลื่อนแท่งแม่เหล็ก

หรือขดลวดอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือทั้งสองอย่างก็ได้ เพื่อทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นที่หน้าตัดขดลวด

เปลี่ยนแปลง โดยฟาราเดย์ได้ทำการทดลอง และเสนอกฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ (Faraday's law

of induction) สรุปได้ว่าเมื่อมี ฟลักซ์แม่เหล็กที่ตัดขดลวดตัวนำมีการเปลี่ยนแปลงทำให้เกิด อีเอ็มเอฟ

เหนี่ยวนำ (induced electromotive force) ในขดลวดตัวนำนั้นมีคา่ ขึน้ กับอัตราการเปลีย่ นแปลงของ

ฟลกั ซแ์ ม่เหลก็ ท่ตี ัดขดลวดตวั นำสว่ นทศิ ทางของกระแสเหน่ยี วนำเป็นไปตามกฎของเลนซ์ (Lenz's law)

เมือ่ นำฎการเนย่ี วนำของฟาราเดยแ์ ละกฎของลนซ์ มาเขียนสมการอเี อม็ เอฟเหนีย่ วนำได้ดงั นี้

ε = − Δ∅B
Δt
โดย ε เป็นอเี อ็มเอฟหนีย่ วนำ

Δ∅B เป็นอัตราการเปล่ยี นแปลงของฟลกั ซ์แมเ่ หลก็ ที่ตัดขดลวดตัวนำเทียบกับเวลา

Δt

เครื่องหมายลบในสมการเป็นไปตามกฎของลนซ์ มีความหมายว่า อีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้น

มีทิศทางต้านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่มาเหนี่ยวนำ และจากกิจกรรม 15.3 กระแสไฟฟ้า

เหน่ียวนำ สามารถใช้กฎการเหนย่ี วนำของฟาราเดย์และกฎของเลนซ์มาอธิบายการเกิดกระแสเหน่ียวนำใน

ขดลวดตัวนำได้ดงั น้ี

เมื่อเคลื่อนที่ปลายขั้วแม่เหล็กออกจากขดลวดตัวนำ เช่น เคลื่อนที่ปลายขั้วเหนือ (N) ออกจาก
ขดลวดตัวนำ โดยขั้วเหนือเริ่มเคลื่อนที่จากใกล้ขดลวด ดังรูปที่ 1 ก. จนขั้วเหนือกำลังเคลื่อนที่ไกลจาก
ขดลวด ดังรูปที่ 1 ข. ทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวดตัวนำมีปริมาณลดลง เกิดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำตาม
กฎของฟาราเดย์ และเกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (Iind) ในขดลวดในทิศทางที่ทำให้เกิดฟลักซ์แม่หล็กใหม่
ต้านการเปลยี่ นแปลงฟลักซ์แม่เหล็กเดิมตามกฎของเลนซ์ (โดยสนามแม่เหล็กของฟลักซ์แม่หล็กใหม่ช้ีไปใน
ทิศทางเดียวกบั ทศิ ทางสนามแมเ่ หล็กของฟลกั ซ์แม่เหล็กเดิม ตามทแ่ี สดงในรปู ที่ 1 ข.)

รูปที่ 1 การเกิดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำและกระแสเหนย่ี วนำในขดลวดเมอื่ ฟลักซ์แม่เหลก็ ลดลง
ในทางตรงกันข้าม ถา้ เคลอ่ื นท่ปี ลายขวั้ เหนือของแท่งแมเ่ หล็กเข้าหาขดลวดตวั นำ โดยขั้วเหนือเริ่ม
เคลื่อนที่จากไกลขดลวด ดังรูปที่ 2 ก. จนขั้วเหนือกำลังเคลื่อนที่อยู่ใกล้ขดลวด ดังรูปที่ 2 ข. ทำให้
ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวดตัวนำมีปริมาณเพิ่มขึ้น เกิดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำตามกฎของฟาราเดย์ และเกิด
กระแสไฟฟา้ เหนย่ี วนำในขดลวดในทิศทำให้กดิ ฟลกั ซ์แม่เหล็กใหมต่ ้านการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กเดิม
ตามกฎของเลนซ์ (โดยสนามแม่เหล็กของฟลักซ์แม่เหล็กใหม่ชี้ไปในทิศทางตรงข้ามกับทิศทาง
สนามแมเ่ หลก็ ของฟลกั ซแ์ ม่หลก็ เดมิ ตามท่แี สดงในรูปท่ี 2 ข.)

รปู ท่ี 2 การเกดิ อีเอม็ เอฟเหนี่ยวนำและกระแสเหน่ยี วนำในขดลวดเมื่อฟลักซ์แม่หลก็ เพ่ิมขึ้น
5.2 กระบวนการ

1) ความสามารถในการส่อื สาร (อ่าน ฟัง พดู เขยี น)
2) ความสามารถในการคิด (สงั เกต วเิ คราะห์ จัดกลมุ่ สรุป)
3) ความสามารถในการแก้ปัญหา (แสวงหาความรู้)
4) ความสามารถในการใช้ทกั ษะชีวติ (ความรบั ผดิ ชอบ)
5.3 คณุ ลกั ษณะและคา่ นยิ ม
ใฝ่เรียนร้แู ละมงุ่ มั่นในการทำงาน

6. บูรณาการ
6.1 บรู ณาการ PLC นักเรียนแตล่ ะกลุ่มแลกเปลีย่ นเรยี นรู้เลา่ สูก่ ันฟงั ถึงความรู้ท่ีได้จากการทำกจิ กรรม และ

ปัญหาทเี่ กิดข้ึนระหว่างการทำกิจกรรม

7. กิจกรรมการเรียนรู้
ขัน้ ที่ 1 ขน้ั สร้างความสนใจ
1.1 ครูทบทวนความรเู้ ดิมเกี่ยวกับฟลกั ซ์แม่เหล็ก โดยบริเวณใกล้ขว้ั แม่เหล็กมีฟลักซ์แม่เหล็ก
หนาแนน่ กวา่ บริเวณที่ไกลออกไป และการใช้งานของแกลแวนอมิเตอร์
1.2 ครูต้ังคำถามเพือ่ นำเข้าส่กู ารทำกิจกรรม เรื่อง กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ดงั นี้
1) กระแสไฟฟา้ ในลวดตวั นำทำใหเ้ กิดสนามแม่เหล็กรอบลวดตวั นำ ในทางกลบั กัน
สนามแมเ่ หลก็ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในลวดตวั นำไดห้ รือไม่ อย่างไร
(เปิดโอกาสใหน้ ักเรียนแสดงความคดิ เห็นอยา่ งอิสระ โดยไมค่ าดหวงั คำตอบ)

ขัน้ ที่ 2 ขัน้ สำรวจและค้นหา
2.1 นักเรยี นแบ่งกลุ่มๆ ละ 5-6 คน โดยคละเพศ คละความสามารถ
2.2 นกั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ ศึกษาใบกิจกรรม เรื่อง กระแสไฟฟ้าเหนย่ี วนำ
2.3 ครูแจง้ จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ อปุ กรณ์ และขั้นตอนการทำกิจกรรมอย่างละเอียด
2.4 นักเรยี นรับอปุ กรณ์ พร้อมติดตัง้ อุปกรณ์
2.5 นักเรียนแตล่ ะกลมุ่ ทำกจิ กรรม สังเกตและบันทึกผลการทำกิจกรรม ลงในใบกจิ กรรมที่ครูแจกให้

ขน้ั ท่ี 3 ข้ันอธิบายและลงข้อสรปุ
3.1 นกั เรียนแตล่ ะกลมุ่ สง่ ตัวแทนออกมานำเสนอผลการทำกจิ กรรมหน้าชนั้ เรยี น
3.2 ครูนำนักเรียนอภิปรายเพ่ือนำไปสู่การสรุป โดยใชค้ ำถามตอ่ ไปนี้
1) นักเรียนแต่ละกลุ่มได้ผลการสบื ค้นและผลการทดลองเหมือนกันหรือตา่ งกันอย่างไร

เพราะเหตุใด
2) ขณะแท่งแมเ่ หล็กอยู่นิง่ ในขดลวดเคลือบฉนวน เข็มแกลแวนอมเิ ตอรเ์ บนจากเดิม

หรอื ไม่ (แนวการตอบ ไม่เบนจากเดิม)
3) ขณะเคล่ือนที่ปลายข้ัวแม่เหล็กออกแล้วเข้าขดลวด เขม็ แกลแวนอมเิ ตอรเ์ บนอย่างไร

(แนวการตอบ ขณะเคลื่อนที่ปลายขัว้ แมเ่ หล็กออกจากขดลวดเขม็ แกลแวนอมเิ ตอรจ์ ะเบนจากตำแหนง่ ศูนย์
ไปในทิศทางหนึ่ง และขณะเคลื่อนทีเ่ ขา้ ขดลวดจะเบนจากตำแหน่งศนู ยไ์ ปในทิศทางตรงข้าม)

4) ขณะเคลื่อนท่ปี ลายขว้ั แม่เหล็กออกแลว้ เขา้ ขดลวดเร็วมากขึน้ เข็มแกลแวนอมเิ ตอร์
เบนต่างจากตอนแรกอย่างไร (แนวการตอบ เขม็ แกลแวนอมเิ ตอรจ์ ะเบนจากตำแหนง่ ศนู ย์ไปในทิศทาง
เชน่ เดยี วกบั ตอนแรก แต่เบนมากกว่าตอนแรก และขณะเคลอื่ นที่เขา้ ขดลวดจะเบนจากตำแหน่งศนู ย์ไปใน
ทิศทางตรงข้าม)

5) ขณะเคล่ือนทป่ี ลายขั้วแมเ่ หลก็ ออกแล้วเข้า ขดลวดมีกระแสไฟฟ้าเกิดขนึ้ หรอื ไม่
สงั เกตได้อย่างไร (แนวการตอบ มกี ระแสไฟฟ้าเกิดขน้ึ สังเกตได้จากการเบนจากตำแหนง่ ศูนย์ของเขม็ แกล
แวนอมิเตอร์)

6) ขณะเคลื่อนทปี่ ลายขว้ั แมเ่ หล็กออกและขณะเคลื่อนทเี่ ข้าขดลวด กระแสไฟฟ้าท่ี
เกดิ ขนึ้ มีทิศทางเดยี วกนั หรือไม่ สงั เกตได้อย่างไร (แนวการตอบ ขณะเคล่ือนที่ปลายขัว้ แมเ่ หล็กออกและ
ขณะเคลื่อนท่ีเขา้ ขดลวด กระแสไฟฟา้ มีทิศทางตรงข้ามกนั สังเกตไดจ้ ากทศิ ทางการเบนของเขม็ แกล
แวนอมเิ ตอร์ขากตำแหน่งศนู ยม์ ีทศิ ทางตรงข้ามกนั )

7) การเคล่ือนที่ปลายขั้วแมเ่ หล็กออกแลว้ เขา้ ขดลวดดว้ ยความเรว็ ต่างกนั
เกดิ กระแสไฟฟ้าภายใน ขดลวดมขี นาดเทา่ กันหรอื ไม่ สังเกตได้อย่างไร (แนวการตอบ ไม่เท่ากนั สงั เกตได้
จากการเบนของเขม็ แกลแวนอมิเตอร์จากตำแหนง่ ศนู ยเ์ บนไม่เทา่ กนั )

3.3 นักเรยี นและครรู ่วมกันอภปิ รายและสรุปการผลการทำกิจกรรม เร่อื ง กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
ดงั น้ี

ขณะแท่งแม่เหล็กอยู่นิง่ เข็มแกลแวนอมิเตอร์อยู่ที่ตำแหนง่ ศูนย์ แสดงว่าไม่มีกระแสไฟฟ้า
จากขดลวดผ่านแกลแวนอมิเตอร์ เมื่อเคลื่อนปลายขั้วแมเ่ หล็กออกแล้วเข้าขดลวด เข็มแกลแวนอมิเตอร์เบน
ไปจากตำแหน่งศูนย์แสดงว่ามกี ระแสไฟฟ้าจากขดลวดผ่านแกลแวนอมิเตอร์ และการที่เข็มแกลแวนอมิเตอร์
เบนในทิศทางตรงข้ามกันแสดงว่ากระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในขดลวดมีทิศทางตรงข้ามกัน เมื่อเคลื่อนปลาย
ขั้วแม่เหล็กเข้า-ออกจากขดลวดเร็วขึ้น เข็มแกลแวนอมิเตอร์เบนมากขึ้น แสดงว่ามีกระแสไฟฟ้าจากขดลวด
มากขน้ึ

ขนั้ ท่ี 4 ขั้นขยายความรู้
4.1 ครูใหค้ วามรู้เพ่ิมเติมข้อสงั เกต ตามรายละเอียดในหนงั สอื เรียน หน้า 66
4.2 ครใู ห้ความร้เู พ่มิ เติมเก่ยี วกับโจทยต์ ัวอย่าง 15.10 ตามรายละเอยี ดในหนงั สอื เรียน

หนา้ 67-68

ข้นั ที่ 5 ขน้ั ประเมนิ ผล
5.1 ครตู รวจใบกจิ กรรม เร่อื ง กระแสไฟฟา้ เหนยี่ วนำ
5.2 นกั เรยี นทำคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 15.4 ข้อ 1-3 ลงในสมดุ
5.3 นักเรยี นทำแบบฝึกหัด 15.4 ข้อ 1 ลงในสมดุ

ประยกุ ตแ์ ละตอบแทนสังคม
ครูใหน้ ักเรียนแต่ละคนนำความร้ทู ่ีเรียนไปค้นคว้าเพิ่มเติมท่ีห้องสมุด หรือเว็บไซต์ แล้วนำเสนอใน

ช้ันเรียน

8. สอ่ื การเรยี นรู้/แหล่งเรียนรู้
8.1 หนังสอื เรียนรายวิชาเพ่มิ เติมวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ฟสิ ิกส)์ ชัน้ มัธยมศึกษาปีท่ี 6 เลม่ 5

(ฉบบั ปรับปรงุ พ.ศ.2560)
8.2 ใบกิจกรรม เรื่อง กระแสไฟฟ้าเหน่ยี วนำ

8.3 ใบความรู้ เรอื่ ง กฎการเหนยี่ วนำของฟาราเดย์
8.4 อินเทอร์เน็ต
8.5 หอ้ งสมุด

9. การวัดและประเมินผล วิธกี ารวัด เคร่อื งมอื เกณฑก์ ารประเมนิ
จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้
1) ตรวจใบกจิ กรรม 1) แบบประเมนิ การ 1) นกั เรียนสามารถ
ด้านความรู้ (K)
1) นกั เรียนอธบิ ายการเกิดอีเอม็ เอฟ เร่ือง กระแสไฟฟ้า ทำกิจกรรม สรปุ ผลการทำ
เหนีย่ วนำโดยใช้กฎของฟาราเดยไ์ ด้
2) นกั เรยี นอธบิ ายทิศทางของกระแสไฟฟา้ เหนี่ยวนำ 2) ใบกิจกรรม เร่ือง กิจกรรมได้ระดับดี
เหน่ยี วนำโดยใชก้ ฎของเลนซไ์ ด้
2) ตรวจสมุดนกั เรียน กระแสไฟฟา้ ผา่ นเกณฑ์
ดา้ นกระบวนการ (P)
1) นักเรยี นทดลองและสงั เกตการเกดิ อีเอ็ม คำถามตรวจสอบความ เหนย่ี วนำ 2) นักเรยี นตอบ
เอฟเหนย่ี วนำโดยใชก้ ฎของฟาราเดย์ได้
2) นักเรียนหาทิศทางของกระแสไฟฟ้า เขา้ ใจ 15.4 ข้อ 1-3 3) คำถามตรวจสอบ คำถามไดร้ ะดบั ดี
เหนยี่ วนำโดยใชก้ ฎของเลนซ์ได้
ลงในสมุด ความเขา้ ใจ 15.4 ขอ้ ผา่ นเกณฑ์
ดา้ นคุณลักษณะ (A)
1) ใฝ่เรียนรแู้ ละมงุ่ มนั่ ในการทำงาน 1-3 ลงในสมุด

1) ตรวจใบกจิ กรรม 1) แบบประเมนิ การ 1) นกั เรียนสามารถ
เรือ่ ง กระแสไฟฟ้า ทำกจิ กรรม บันทึกผลการทำ
เหน่ยี วนำ 2) ใบกิจกรรม เรอ่ื ง กิจกรรมไดร้ ะดับดี
2) ตรวจสมดุ นกั เรยี น กระแสไฟฟ้า ผ่านเกณฑ์
ในการทำแบบฝึกหดั เหนยี่ วนำ 2) นกั เรยี นทำ
15.4 ข้อ 1 3) แบบฝึกหดั 15.4 แบบฝึกหดั 15.4 ข้อ
ขอ้ 1 1 ไดร้ ะดบั ดี ผ่าน
เกณฑ์

1) ตรวจใบกจิ กรรม 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรยี นทำภาระ
เรอ่ื ง กระแสไฟฟ้า ทำกจิ กรรม งานทไี่ ดร้ บั มอบหมาย
เหนี่ยวนำ 2) ใบกิจกรรม เร่ือง ไดร้ ะดบั ดี ผา่ นเกณฑ์
2) ตรวจสมุดนักเรยี น กระแสไฟฟ้า
ในการทำแบบฝกึ หดั เหนยี่ วนำ
15.4 ขอ้ 1 3) แบบฝกึ หัด 15.4
ข้อ 1

10. เกณฑก์ ารประเมินผลงานนักเรยี น

เกณฑ์การประเมินแบบ Rubrics ของการทำกจิ กรรม เร่อื ง กระแสไฟฟ้าเหน่ียวนำ

ประเดน็ การ ค่าน้ำหนัก แนวทางการให้คะแนน
ประเมนิ คะแนน

ด้านความรู้ 3 สรปุ ผลการทำกจิ กรรมได้ถูกต้องครบถว้ น

(K) 2 สรุปผลการทำกิจกรรมค่อนข้างถกู ต้องครบถ้วน

1 สรุปผลการทำกจิ กรรม แตไ่ ม่ถกู ต้อง

3 ตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 15.4 ได้ถูกต้องครบถว้ น จำนวน 3 ข้อ

2 ตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 15.4 ได้ถูกต้องครบถ้วน จำนวน 2 ขอ้

1 ตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ 15.4 ไดถ้ ูกต้องครบถว้ น จำนวน 1 ข้อ

หรือตอบคำถามไมถ่ ูกตอ้ งทั้ง 3 ข้อ

ด้าน 3 บนั ทึกผลกิจกรรมได้ถูกต้องครบถว้ น

กระบวนการ 2 บันทึกผลกจิ กรรมค่อนขา้ งถกู ต้องครบถ้วน

(P) 1 บนั ทึกผลกิจกรรม แต่ไมถ่ ูกต้อง

3 ทำแบบฝึกหดั 15.4 ขอ้ 1 ได้ถกู ต้องครบถ้วน

2 ทำแบบฝกึ หัด 15.4 ข้อ 1 ได้ถูกต้อง แต่ไม่ครบถว้ น

1 ทำแบบฝกึ หัด 15.4 ข้อ 1 แต่ไมถ่ ูกตอ้ ง

ด้าน 3 ทำภาระงานที่ไดร้ ับมอบหมายเสรจ็ ภายในเวลาทีก่ ำหนด และเรียบรอ้ ยถูกต้องครบถว้ น

คณุ ลกั ษณะ 2 ทำภาระงานที่ไดร้ บั มอบหมายเสรจ็ ภายในเวลาท่กี ำหนด แต่งานยงั ผดิ พลาดบางสว่ น

(A) 1 ทำภาระงานท่ีไดร้ บั มอบหมายเสร็จ แตล่ ่าช้า และเกิดข้อผิดพลาดบางส่วน

ระดบั คะแนน 3 หมายถงึ ระดับดีมาก
คะแนน 2 หมายถึง ระดับดี
คะแนน 1 หมายถงึ ระดับพอใช้
คะแนน

หมายเหตุ - หาค่าเฉลยี่ ของคะแนนดา้ นความรู้ (K) ซึ่งคะแนนเตม็ เท่ากับ 3
- หาค่าเฉล่ยี ของคะแนนดา้ นกระบวนการ (P) ซง่ึ คะแนนเตม็ เท่ากับ 3



แผนการจัดการเรยี นรู้ท่ี 11

เรื่อง เคร่อื งกำเนิดไฟฟ้า

รายวิชา ฟิสิกส์5 รหสั วชิ า ว30205 เวลา 2 ชั่วโมง

หนว่ ยการเรยี นรทู้ ี่ 2 ช่ือหนว่ ยการเรยี นรู้ แม่เหลก็ และไฟฟา้ รวม 28 ช่ัวโมง

กล่มุ สาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ชนั้ มัธยมศกึ ษาปที ่ี 6 ภาคเรียนท่ี 1

1. สาระฟสิ กิ ส์
สาระฟิสกิ ส์ 3 เข้าใจแรงไฟฟ้าและกฎของคูลอมบ์ สนามไฟฟ้า ศกั ยไ์ ฟฟ้า ความจไุ ฟฟา้ กระแสไฟฟ้า และ

กฎของโอห์ม วงจรไฟฟ้ากระแสตรง พลังงาน ไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า การเปลี่ยนพลังงานทดแทนเป็นพลังงานไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก แรงแมเ่ หล็กทีก่ ระทำกับประจุไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า การเหน่ียวนำแม่เหลก็ ไฟฟ้าและกฎของฟารา
เดย์ ไฟฟา้ กระแสสลบั คลืน่ แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ และการสื่อสาร รวมทัง้ นำความรไู้ ปใช้ประโยชน์

2. ผลการเรียนรู้
สงั เกตและอธิบายการเกดิ อีเอม็ เอฟเหน่ียวนำ กฎการเหน่ียวนำของฟาราเดย์ และคำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่

เก่ยี วข้อง รวมทั้งนำความรูเ้ รื่องอเี อ็มเอฟเหนย่ี วนำไปอธิบายการทำงานของเคร่อื งใช้ไฟฟ้า

3. จุดประสงค์การเรียนรู้

3.1 ดา้ นความรู้ (K)
1) นกั เรยี นอธบิ ายการทำงานของเครือ่ งกำเนิดไฟฟ้า โดยใช้ความรูเ้ ก่ียวกับอเี อ็มเอฟเหน่ียวนำได้

3.2 ดา้ นกระบวนการ (P)
1) นกั เรยี นทดลองและสังเกตทศิ ทางของกระแสไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับจากเคร่อื ง

กำเนดิ ไฟฟา้ อยา่ งงา่ ยได้
3.3 ด้านคุณลักษณะ (A)

1) ใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน

4. สาระสำคัญ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์เปลี่ยนพลังงานกลเปน็ พลังงานไฟฟ้าประกอบด้วย ขดลวดพันอยู่บนแกนที่

หมนุ ไดค้ ลอ่ งอยู่ในสนามแม่เหล็ก ปลายขดลวดท้ังสองตอ่ อยู่กับวงแหวนซ่ึงสมั ผสั กับแปรงสัมผัส เมื่อหมุนขดลวดจะ

ทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวดมีการเปลี่ยนแปลง เกิดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำในขดลวด และเกิดกระแสไฟฟ้า

เหนี่ยวนำเมื่อต่อแปรงกับอุปกรณ์ภายนอก จะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง เมื่อใช้วงแหวนผ่าซีกและเป็น

เครอื่ งกำเนิดไฟฟา้ กระแสสลับเม่ือใชว้ งแหวนแยก

อีเอ็มเอฟไฟฟ้ากระแสสลบั เปล่ียนค่าตามเวลาในรูปของฟังกช์ นั แบบไซน์ ตามสมการ ε(t) = ε0sin (ωt)
เมื่อต่ออีเอ็มเอฟกับตัวต้านทาน กระแสไฟฟ้าของไฟฟ้ากระแสสลับ ที่ผ่านตัวต้านทานและ ความต่างศักย์

ระหวา่ งปลายตวั ตา้ นทานทีเ่ วลา ใด ๆ เป็นไปตามสมการ

= 0 ( ) และ = 0 ( )

5. สาระการเรยี นรู้
5.1 ความรู้
เคร่อื งกำเนิดไฟฟา้
การหมุนขดลวดตัวนำในสนามแม่เหล็กทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กที่ตัดขดลวดตัวนำมีการเปลี่ยนแปลง
จงึ ทำใหม้ ีอเี อม็ เอฟเหน่ียวนำเกดิ ขึน้ ในขดลวด
กิจกรรมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จะสังเกตเห็นว่า กระแสไฟฟ้าจากกรณีที่แปรงสัมผัสแตะกับวงแหวน
ผ่าซีกมีทิศทางเดียว เรียกกระแสไฟฟ้านี้ว่า กระแสตรง (Direct Current : DC) แต่สำหรับกระแสไฟฟ้า
กรณีที่แปรงสัมผัสแตะกับวงแหวนแยก จะมีทิศทางสลับไปมา เรียกกระแสไฟฟ้านี้ว่า กระแสสลับ
(Alternating Current : AC)
เคร่อื งกำเนิดไฟฟา้ กระแสสลับ
พิจารณาเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ดังรูปที่ 1 ประกอบด้วยขดลวดหมุนได้คล่องอยู่ระหว่าง
ขั้วแม่เหล็ก ปลายขดลวดแต่ละด้านต่อกับวงแหวนแยกที่หมุนไปพร้อมกับขดลวด และแตะอยู่กับแปรง
สัมผัสอันเดิมตลอดเวลา ซึ่งต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้าภายนอก เช่น โวลต์มิเตอร์ เมื่อขดลวดหมุนด้วยอัตราเร็ว
เชิงมุม คงตัว ครบหนึ่งรอบโดยใช้เวลา อีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาดังกล่าวสามารถ
อธิบายไดด้ ังน้ี

รปู ท่ี 1 เครือ่ งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

รูปท่ี 2 การหมนุ ของเคร่อื งกำเนดิ ไฟฟา้ กระแสสลบั 0 ถงึ T และกราฟอเี อม็ เอฟทเ่ี กิดขึน้
พิจารณาช่วงเวลา 0 ≤ t ≤ T โดยเริ่มต้นที่เวลา t = 0 ระนาบขดลวดวางตัวตั้งฉากกับ

4

สนามแม่เหลก็ ดังรูปที่ 2 ก. ฟลกั ซแ์ มเ่ หล็กทต่ี ัดขดลวดมคี ่าสูงสดุ แต่อัตราการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็ก

เป็นศูนย์ ทำให้อีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำเป็นศูนย์ หลังจากนั้นอัตราการเปลีย่ นแปลงฟลักซจ์ ะมีค่าเพิ่มขึ้น ทำให้

อีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำเพิ่มขึ้นตามเวลาที่เปลี่ยนไป จนที่เวลา t = T ขดลวดหมุนไปเป็นมุม 90 องศา ฟลักซ์
4

แมเ่ หล็กทตี่ ดั ขดลวดมีค่าเป็นศนู ย์ แตอ่ ตั ราการเปล่ียนแปลงฟลักซ์แม่เหลก็ มีค่าสูงสุด ทำให้อเี อ็มเอฟหนี่ยว

นำมีคา่ สูงสุด และเขยี นกราฟความสัมพันธร์ ะหว่างอเี อม็ เอฟเหนีย่ วนำกับเวลาในชว่ งเวลา0 ≤ t ≤ T ไดด้ ัง
4

รปู ที่ 2 ข.

ในช่วงเวลา T < t ≤ T ขดลวดหมุนต่อไป อัตราการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กจะมีค่าลดลง
42

ทำให้อีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำมีค่าลดลง จนที่เวลา t = T ขดลวดหมุนไปเปน็ มุม 180 องศา กับตำแหน่งเริม่ ต้น
2

(t = 0) ฟลักซ์แม่เหล็กที่ตัดขดลวดมีค่าสูงสุด แต่อัตราการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กมีค่าเป็นศูนย์ และ

เขียนกราฟความสัมพันธ์ระหว่างอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำกับเวลา ในช่วงเวลาครึ่งรอบแรกได้

ดงั รปู ท่ี 2 ค.

ทำนองเดียวกันในช่วงเวลา T < t ≤ 3T อัตราการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กมลี กั ษณะคล้ายกับ
24

ข่วงเวลา 0 ≤ t ≤ T แต่เนื่องจากขดลวดจะเปลี่ยนตำแหน่งตรงข้าม (ลวดสีเหลืองสลับที่กับลวดสีฟ้า)
4

ดังนั้นทิศทางของอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำในขดลวดจึงตรงข้ามกับช่วงเวลา 0 ≤ t ≤ T สามารถเขียนกราฟ
4

ความสมั พันธร์ ะหว่างอเี อม็ เอฟเหนี่ยวนำกับเวลาได้ดังรปู ที่ 2 ง.

ทำนองเดยี วกนั ในชว่ งเวลา 3T < t ≤ T อัตราการเปล่ียนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กมลี ักษณะคล้ายกับ
4

ข่วงเวลา T < t ≤ T แต่เนื่องจากขดลวดจะเปลี่ยนตำแหน่งตรงข้าม (ลวดสีเหลืองสลับที่กับลวดสีฟ้า)
42

ดังนั้นทิศทางของอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำในขดลวดจึงตรงข้ามกับช่วงเวลา T < t ≤ T สามารถเขียนกราฟ
42

ความสัมพันธร์ ะหว่างอีเอ็มเอฟเหนย่ี วนำกับเวลาไดด้ ังรปู ที่ 2 จ.

หากหมุนขดลวดในรอบต่อ ๆ ไปจะได้กราฟความสัมพันธ์ระหว่างอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำกับเวลา

เชน่ เดียวกับรอบท่ีพจิ ารณาข้างตน้ ซงึ่ มคี วามสัมพนั ธ์ในรูปของฟงั กช็ นั แบบไซน์

จากการเปลี่ยนแปลงของอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเมื่อขดลวดหมุน

ดว้ ยอัตราเรว็ ชิงมุม ω คงตัว จากรปู ที่ 2 ก. (ที่ t = 0 ระนาบขดลวดตง้ั ฉากกับสนามแม่เหล็ก) จนครบรอบ

ดงั รูปที่ 2 จ. กราฟการเปล่ยี นแปลงของอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำจะอยู่ในรูปของฟังกช์ ันแบบไชน์ สามารถเขียน

สมการอเี อ็มเอฟเหน่ียวนำทไี่ ด้จากเครื่องกำเนิดไฟฟา้ กรแสสลับขณะเวลา t ใด ๆ ได้ดงั น้ี

ε(t) = ε0sin ωt

เมื่อ ε(t) เป็นอีเอม็ เอฟเหนยี่ วนำขณะเวลา t ใด ๆ

ε0 เป็นอีเอ็มเอฟเหนีย่ วนำสูงสุด
ω เป็นความถเ่ี ชงิ มุม (เท่ากบั อัตราเร็วเชิงมมุ ของการหมนุ ขดลวด)

ค่า ω จะบอกใหท้ ราบคาบ (T) และความถี่ (f) ในการเปลี่ยนค่าซำ้ เดิมของอเี อ็มเอฟเหนย่ี วนำ ซง่ึ

ความถ่เี ชงิ มุม คาบ และความถ่ขี องการหมุนขดลวดสมั พันธ์กนั ตามสมการ

โดย ω 2π
ω = T = 2πf

มีหน่วยเป็นเรเดยี นตอ่ วินาที

T มหี นว่ ยเปน็ วินาที

f มหี นว่ ยเป็นรอบต่อวินาที หรือเฮิรตซ์ (Hz)

เครือ่ งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ในวงจรไฟฟ้าแทนด้วยสญั ลักษณด์ ังนี้

เครือ่ งกำเนิดไฟฟา้ กระแสตรง
พิจารณาเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ดังรูปที่ 3 ประกอบด้วยขดลวดหมุนได้คล่องอยู่ระหว่าง
ขั้วแม่เหล็ก เช่นเดียวกับเคร่ืองกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ต่างกันที่ปลายขดลวดแต่ละด้านของเคร่ืองกำเนดิ
ไฟฟ้ากระแสตรงต่อกับวงแหวนผ่าซีกที่หมุนไปพร้อมกับขดลวด และสลับการแตะกับแปรงสัมผัสทุกคร่ึง
รอบ ซึ่งจะทำให้กระแสไฟฟ้าจากแปรงสัมผัสไปผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้าภายนอกมีทิศเดิมเสมอที่เรียกว่า ไฟฟ้า
กระแสตรง ซึ่งอธิบายได้ดังนี้

รูปที่ 3 เคร่ืองกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง

พิจารณาการหมุนขดลวดในลักษณะเดียวกับขดลวดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับก่อนหน้าใน
ช่วงเวลา 0 < t ≤ T ครึ่งรอบนี้แหวนซีกสีเหลืองแตะอยู่กับแปรงสัมผัสสีแดง และแหวนสีฟ้าจะแตะกับ

2

แปรงสัมผสั ดำ อเี อม็ เอฟเหน่ยี วนำทำให้มีกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำผ่านออกทางปลายเส้นลวดสเี หลืองซ่ึงต่อยู่
กับแหวนซีกสีหลือง ผ่านแปรงสัมผัสสีแดงไปยังโวลต์มิเตอร์และกลับเข้าทางแปรงสัมผัสสีดำ ผ่านแหวนสี
ฟ้า เขา้ ส่ลู วดสฟี า้ และสามารถเขียนกราฟความสัมพนั ธ์ระหว่างอีเอ็มอฟเหนย่ี วนำ(ความต่างศักย)์ กับเวลา
ทผ่ี ่านโวลต์มเิ ตอร์ ไดด้ งั รูปท่ี 4 ก. ถงึ 4 ค.

และเมื่อขดลดหมุนครึ่งรอบต่อไปในช่วงเวลา T < t ≤ T ครึ่งรอบนี้แหวนซีกสีฟ้าจะเปลี่ยนมา
2

แตะกับแปรงสัมผัสสีแดง และแหวนสีเหลืองจะเปลี่ยนมาแตะกับแปรงสีดำ อีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำทำให้มี
กระแสไฟฟ้าเหนีย่ วนำผา่ นออกทางปลายเสน้ ลวดสฟี ้ซง่ึ ต่ออยู่กับแหวนซีกสีฟา้ ผ่านแปรงสัมผสั สีแดง ไปยัง
โวลต์มิเตอร์และกลับเข้าทางแปรงสัมผัสสีดำ ผ่านสีหลืองเข้าสู่ลวดสีเหลือง และสามารถเขียนกราฟความ
สัมพันระหว่างอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำกับเวลาที่ผ่านโวลต์มิเตอร์ ในช่วงเวลาถัดมาจนครบรอบ ได้ดังรูปท่ี
4 ง. ถงึ 4 จ.

หากหมุนขดลวดในรอบต่อ ๆ ไปจะได้กราฟความสมั พนั ธ์ระหว่างอเี อ็มเอฟเหน่ยี วนำกับเวลา
เชน่ เดยี วกับรอบที่พจิ ารณาข้างต้น

รปู ที่ 4 การหมุนของเครอื่ งกำเนดิ ไฟฟา้ กระแสตรง จาก 0 ถึง T และอเี อ็มเอฟเหนี่ยวนำที่เกดิ ข้นึ

5.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการส่อื สาร (อ่าน ฟัง พูด เขียน)
2) ความสามารถในการคิด (สังเกต วิเคราะห์ จัดกลมุ่ สรปุ )
3) ความสามารถในการแก้ปญั หา (แสวงหาความรู้)
4) ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต (ความรับผดิ ชอบ)
5) ความสามารถในการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ (ใชก้ ารสบื ค้นผา่ นคอมพิวเตอร์)

5.3 คณุ ลักษณะและค่านิยม
ใฝเ่ รียนรู้และมงุ่ มน่ั ในการทำงาน

6. บรู ณาการ
6.1 บูรณาการ PLC นักเรียนแต่ละกลุ่มแลกเปลี่ยนเรียนรู้เล่าสู่กันฟังถึงความรู้ที่ได้จากการทำกิจกรรม และ

ปัญหาทีเ่ กิดข้นึ ระหว่างการทำกจิ กรรม
6.2 บรู ณาการโดยใช้หลกั ปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพียง
- นักเรียนใชว้ ัสดอุ ปุ กรณใ์ นการทดลองท่มี ีเหมาะสม ประหยัดและปลอดภัย

7. กิจกรรมการเรียนรู้
ขัน้ ที่ 1 ข้นั สรา้ งความสนใจ
1.1 ครูทบทวนความรเู้ ดิมเกยี่ วกบั กฎการเหนยี่ วนำของฟาราเดย์ และการหมุนแกนของมอเตอร์
ทำให้หลอดไฟสวา่ ง ดงั น้ี
ฟลกั ซแ์ มเ่ หล็กในขดลวดของมอเตอร์มีการเปลี่ยนแปลงขณะหมุนทำให้เกิดอเี อม็ เอฟ
เหนีย่ วนำ แสดงว่าพลังงานกลสามารถเปลี่ยนเปน็ พลังงานไฟฟ้าได้
1.2 ครูตง้ั คำถามเพ่อื นำเข้าส่กู ารทำกจิ กรรม เรอ่ื ง เครอ่ื งกำเนิดไฟฟ้า ดังน้ี
1) เครอื่ งกำเนิดไฟฟา้ ทผ่ี ลิตไฟฟา้ ทใี่ ช้ในบ้านของเรามีหลักการทำงานอยา่ งไร
(เปดิ โอกาสให้นักเรยี นแสดงความคดิ เหน็ อย่างอิสระ โดยไม่คาดหวังคำตอบ)

ขน้ั ที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา
2.1 นกั เรยี นแบ่งกลุ่มๆ ละ 5-6 คน โดยคละเพศ คละความสามารถ
2.2 นักเรียนแตล่ ะกลุม่ ศึกษาใบกิจกรรม เร่ือง เคร่ืองกำเนิดไฟฟ้า
2.3 ครูแจง้ จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ อปุ กรณ์ และขั้นตอนการทำกิจกรรมอยา่ งละเอยี ด
2.4 นักเรยี นรบั อุปกรณ์ พร้อมตดิ ต้งั อุปกรณ์
2.5 นักเรยี นแตล่ ะกลุ่มทำกิจกรรม สงั เกตและบนั ทกึ ผลการทำกิจกรรม ลงในใบกิจกรรมที่ครูแจกให้

ขนั้ ที่ 3 ข้นั อธบิ ายและลงข้อสรปุ

3.1 นักเรยี นแตล่ ะกลมุ่ ส่งตัวแทนออกมานำเสนอผลการทำกิจกรรมหน้าชั้นเรยี น
3.2 ครนู ำนกั เรียนอภปิ รายเพื่อนำไปสู่การสรปุ โดยใชค้ ำถามต่อไปน้ี

1) นักเรยี นแตล่ ะกลมุ่ ไดผ้ ลการสืบค้นและผลการทดลองเหมือนกนั หรือตา่ งกนั อย่างไร
เพราะเหตุใด

2) ในกรณีทแ่ี ปรงสมั ผัสแตะกับวงแหวนแยก เมือ่ หมนุ เคร่ืองกำาเนิดไฟฟา้ การเบนของ
เข็มแกลแวนอมิเตอรม์ ีลักษณะเป็นอย่างไร (แนวการตอบ การเบนของเข็มแกลแวนอมิเตอร์เบนกลบั ไป
กลับมาระหว่างบวกกับลบ)

3) ในกรณีที่แปรงสัมผสั แตะกับวงแหวนแยก ทศิ ทางของกระแสไฟฟ้ามลี ักษณะอย่างไร
สงั เกตได้อย่างไร (แนวการตอบ ทิศทางของกระแสไฟฟา้ มลี ักษณะสลบั ทิศไปมา สงั เกตได้จากเขม็ แกล
แวนอมิเตอรเ์ บนกลบั ไปกลับมาระหวา่ งบวกกบั ลบ)

4) ในกรณีท่ีแปรงสมั ผสั แตะกับวงแหวนผา่ ซีก เม่ือหมุนเคร่ืองกำาเนิดไฟฟ้าการเบนของ
เขม็ แกลแวนอมิเตอร์มีลักษณะเป็นอย่างไร (แนวการตอบ การเบนของเข็มแกลแวนอมิเตอรล์ ักษณะเบนไป
เบนมา ระหวา่ งศูนย์กับบวกหรอื ศนู ย์กับลบ ทางใดทางหนงึ่ )

5) ในกรณีที่แปรงสมั ผัสแตะกับวงแหวนผ่าซีก เมอ่ื หมนุ เคร่ืองกำาเนดิ ไฟฟ้าในทิศทางตรง
ขา้ ม การเบนของเขม็ แกลแวนอมิเตอร์ มลี กั ษณะเป็นอย่างไร (แนวการตอบ เข็มแกลแวนอมเิ ตอร์จะเบน
ออกจากตำาแหนง่ ศนู ย์เชน่ เดียวกนั แตเ่ บนในทิศตรงขา้ มกับครั้งก่อน)

3.3 นักเรยี นและครูร่วมกนั อภิปรายและสรปุ การผลการทำกิจกรรม เร่อื ง เคร่ืองกำเนิดไฟฟา้ ดังน้ี
ในกรณที ี่แปรงสัมผสั แตะกับวงแหวนแยก เมื่อหมนุ เคร่ืองกำเนิดไฟฟ้าจะสงั เกตได้ว่า

แปรงสมั ผสั จะแตะกบั วงแหวนหนึง่ เสมอ และเข็มแกลแวนอมเิ ตอร์จะเบนกลับไปกลบั มาระหว่างบวกกับลบ
แสดงวา่ กระแสไฟฟ้าทผี่ ่านแปรงสัมผัสมีทศิ ทางกลับไปกลับมา ในกรณีท่แี ปรงสมั ผสั แตะกับวงแหวนผา่ ซีก
เมอ่ื หมุนเครอื่ งกำเนิดไฟฟา้ จะสังเกตได้วา่ แปรงสมั ผสั จะสลับการแตะกับวงแหวนทุกคร่ึงรอบ และเขม็ แกล
แวนอมิเตอรจ์ ะเบนไปเบนมาระหวา่ งศนู ยก์ บั บวกหรือศูนย์กับลบทางใดทางหน่ึง แสดงว่ากระแสไฟฟ้าท่ี
ผ่านแปรงสมั ผัสมที ศิ ทางเดยี วตลอดเวลา

ขัน้ ที่ 4 ขน้ั ขยายความรู้
4.1 ครูอธิบายให้ความร้เู พิม่ เติมเกี่ยวกบั เครื่องกำเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลบั และเคร่ืองกำเนิดไฟฟ้า

กระแสตรง ตามรายละเอียดในหนงั สือเรียน หนา้ 73-77
4.2 ครอู ธิบายใหค้ วามรเู้ พม่ิ เตมิ เก่ยี วกบั ชวนคดิ ในหนงั สือเรยี น หน้า 75
4.3 ครอู ธิบายให้ความรู้เพิม่ เตมิ เกี่ยวกับ เคร่ืองกำเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลบั ต่อเข้ากับตวั ตา้ นทาน ตาม

รายละเอียดในหนงั สือเรยี น หน้า 75
4.4 ครอู ธบิ ายใหค้ วามรเู้ พม่ิ เตมิ เกยี่ วกับข้อสงั เกต ตามรายละเอียดในหนังสอื เรยี น หน้า 78
4.5 ครูอธิบายใหค้ วามรเู้ พม่ิ เติมเกี่ยวกับชวนคิด ในหนงั สือเรยี น หนา้ 78

ขน้ั ที่ 5 ขั้นประเมนิ ผล
5.1 ครตู รวจใบกจิ กรรม เรอ่ื ง เครื่องกำเนิดไฟฟา้

ประยกุ ตแ์ ละตอบแทนสังคม

ครใู ห้นักเรยี นแตล่ ะคนนำความรทู้ ่ีเรียนไปค้นคว้าเพิ่มเติมท่ีห้องสมุด หรอื เว็บไซต์ แล้วนำเสนอใน
ช้ันเรียน

8. สอ่ื การเรยี นร/ู้ แหล่งเรียนรู้
8.1 หนงั สือเรียนรายวิชาเพมิ่ เติมวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ฟสิ ิกส์) ชนั้ มัธยมศึกษาปีท่ี 6 เล่ม 5

(ฉบับปรบั ปรงุ พ.ศ.2560)
8.2 ใบกจิ กรรม เรื่อง เครื่องกำเนดิ ไฟฟ้า
8.3 ใบความรู้ เรอื่ ง เคร่ืองกำเนิดไฟฟา้
8.4 อนิ เทอรเ์ นต็
8.5 หอ้ งสมุด

9. การวัดและประเมินผล

จดุ ประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัด เคร่ืองมอื เกณฑ์การประเมิน

ด้านความรู้ (K) 1) นกั เรยี นสามารถ
สรุปผลการทำ
1) นกั เรียนอธิบายการทำงานของเคร่ือง 1) ตรวจใบกิจกรรม 1) แบบประเมินการ กิจกรรมได้ระดับดี
ผ่านเกณฑ์
กำเนดิ ไฟฟา้ โดยใช้ความรเู้ กี่ยวกับอเี อ็มเอฟ เรื่อง เคร่ืองกำเนิดไฟฟ้า ทำกิจกรรม
1) นักเรยี นสามารถ
เหนีย่ วนำได้ 2) ใบกิจกรรม เรื่อง บนั ทกึ ผลการทำ
กิจกรรมไดร้ ะดับดี
เครอื่ งกำเนิดไฟฟา้ ผา่ นเกณฑ์

ด้านกระบวนการ (P) 1) นกั เรยี นทำภาระ
งานทีไ่ ดร้ บั มอบหมาย
1) นกั เรียนทดลองและสงั เกตทิศทางของ 1) ตรวจใบกิจกรรม 1) แบบประเมินการ ไดร้ ะดับดี ผา่ นเกณฑ์

กระแสไฟฟา้ กระแสตรงและไฟฟา้ เรอ่ื ง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทำกิจกรรม

กระแสสลบั จากเคร่อื งกำเนดิ ไฟฟา้ อยา่ งง่าย 2) ใบกิจกรรม เร่ือง

ได้ เคร่อื งกำเนิดไฟฟา้

ด้านคุณลกั ษณะ (A)

1) ใฝเ่ รียนรแู้ ละมุง่ มัน่ ในการทำงาน 1) ตรวจใบกิจกรรม 1) แบบประเมินการ

เรอ่ื ง เคร่ืองกำเนิดไฟฟ้า ทำกจิ กรรม

2) ใบกจิ กรรม เร่อื ง

เครื่องกำเนดิ ไฟฟา้

10. เกณฑ์การประเมนิ ผลงานนกั เรยี น

เกณฑ์การประเมนิ แบบ Rubrics ของการทำกจิ กรรม เรือ่ ง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ประเดน็ การ ค่านำ้ หนกั แนวทางการใหค้ ะแนน
ประเมนิ คะแนน

ด้านความรู้ 3 สรปุ ผลการทำกจิ กรรมได้ถูกต้องครบถว้ น

(K) 2 สรุปผลการทำกิจกรรมค่อนข้างถูกต้องครบถ้วน

1 สรุปผลการทำกจิ กรรม แตไ่ ม่ถกู ต้อง

ดา้ น 3 บันทึกผลกิจกรรมได้ถกู ต้องครบถ้วน

กระบวนการ 2 บันทึกผลกิจกรรมค่อนขา้ งถกู ต้องครบถว้ น

(P) 1 บนั ทึกผลกจิ กรรม แต่ไม่ถูกต้อง

ด้าน 3 ทำภาระงานท่ีได้รบั มอบหมายเสรจ็ ภายในเวลาท่ีกำหนด และเรียบรอ้ ยถูกต้องครบถ้วน

คุณลกั ษณะ 2 ทำภาระงานที่ได้รบั มอบหมายเสรจ็ ภายในเวลาทกี่ ำหนด แต่งานยังผิดพลาดบางสว่ น

(A) 1 ทำภาระงานท่ีไดร้ ับมอบหมายเสรจ็ แตล่ ่าชา้ และเกดิ ข้อผิดพลาดบางส่วน

ระดบั คะแนน 3 หมายถงึ ระดบั ดมี าก
คะแนน 2 หมายถึง ระดับดี
คะแนน 1 หมายถงึ ระดบั พอใช้
คะแนน



แผนการจัดการเรียนรูท้ ี่ 12

เรื่อง การประยุกต์ใชห้ ลกั การอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ

รายวิชา ฟสิ ิกส5์ รหัสวิชา ว30205 เวลา 2 ช่ัวโมง

หนว่ ยการเรียนรู้ที่ 2 ช่ือหนว่ ยการเรียนรู้ แม่เหล็กและไฟฟา้ รวม 28 ช่ัวโมง

กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ช้ันมัธยมศึกษาปีท่ี 6 ภาคเรียนที่ 1

1. สาระฟสิ กิ ส์
สาระฟสิ ิกส์ 3 เข้าใจแรงไฟฟ้าและกฎของคูลอมบ์ สนามไฟฟ้า ศกั ย์ไฟฟ้า ความจุไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และ

กฎของโอห์ม วงจรไฟฟ้ากระแสตรง พลังงาน ไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า การเปลี่ยนพลังงานทดแทนเป็นพลังงานไฟฟ้า
สนามแมเ่ หล็ก แรงแมเ่ หล็กท่กี ระทำกับประจุไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า การเหนี่ยวนำแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ และกฎของฟารา
เดย์ ไฟฟา้ กระแสสลับ คล่ืนแม่เหล็กไฟฟา้ และการสื่อสาร รวมทั้งนำความรู้ไปใชป้ ระโยชน์

2. ผลการเรยี นรู้
สงั เกตและอธิบายการเกดิ อีเอม็ เอฟเหน่ียวนำ กฎการเหนีย่ วนำของฟาราเดย์ และคำนวณปริมาณตา่ ง ๆ ท่ี

เก่ยี วข้อง รวมทัง้ นำความรูเ้ ร่ืองอเี อม็ เอฟเหน่ยี วนำไปอธิบายการทำงานของเครอ่ื งใช้ไฟฟ้า

3. จุดประสงค์การเรยี นรู้

3.1 ดา้ นความรู้ (K)
1) นักเรียนอธิบายการทำงานของเคร่ืองใชไ้ ฟฟา้ ต่างๆ โดยใชค้ วามรู้เกี่ยวกับอเี อ็มเอฟเหน่ยี วนำได้

3.2 ดา้ นกระบวนการ (P)
1) นักเรยี นสามารถจดั กระทำและส่อื ความหมายของข้อมลู ท่ศี กึ ษาค้นควา้ ได้

3.3 ดา้ นคณุ ลักษณะ (A)
1) ใฝเ่ รียนรแู้ ละมุ่งมนั่ ในการทำงาน

4. สาระสำคญั

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์เปลี่ยนพลังงานกลเปน็ พลังงานไฟฟ้าประกอบด้วย ขดลวดพันอยู่บนแกนที่

หมนุ ไดค้ ลอ่ งอยู่ในสนามแม่เหล็ก ปลายขดลวดทั้งสองตอ่ อยกู่ ับวงแหวนซึ่งสัมผสั กับแปรงสมั ผสั เมอื่ หมุนขดลวดจะ

ทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวดมีการเปลี่ยนแปลง เกิดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำในขดลวด และเกิดกระแสไฟฟ้า

เหนี่ยวนำเมื่อต่อแปรงกับอุปกรณ์ภายนอก จะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง เมื่อใช้วงแหวนผ่าซีกและเป็น

เคร่อื งกำเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลบั เม่ือใชว้ งแหวนแยก

อเี อ็มเอฟไฟฟ้ากระแสสลับเปลี่ยนค่าตามเวลาในรปู ของฟังกช์ นั แบบไซน์ ตามสมการ ε(t) = ε0sin (ωt)
เมื่อต่ออีเอ็มเอฟกับตัวต้านทาน กระแสไฟฟ้าของไฟฟ้ากระแสสลับ ที่ผ่านตัวต้านทานและความต่างศักย์

ระหวา่ งปลายตวั ต้านทานท่ีเวลา ใด ๆ เป็นไปตามสมการ

= 0 ( ) และ = 0 ( )

5. สาระการเรียนรู้

5.1 ความรู้
การประยกุ ตใ์ ชห้ ลักการอเี อม็ เอฟเหนี่ยวนำ
ในปัจจุบัน หลักการอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำนอกจากนำไปใช้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ายังสามารถนำไป

ประยุกต์ใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น แบลลัสต์แบบขดลวดของหลอดฟลูออเรสเซนต์ มอเตอร์ไฟฟ้า
เหน่ียวนำ กีตารไ์ ฟฟา้ เตาแม่เหลก็ ไฟฟ้าเหน่ยี วนำ ซ่งึ จะไดอ้ ธบิ ายหลักการทำงาน ดังรายละเอยี ดตอ่ ไปน้ี

แบลลัสตแ์ บบขดลวดของหลอดฟลอู อเรสเซนต์
แบลลัสต์แบบขดลวดเป็นอุปกรณ์สำคัญในวงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ประกอบด้วยขดลวดพันอยู่
รอบแกนเหลก็ ต่อในวงจรหลอดฟลูออเรสเชนต์ ดังรปู ท่ี 1

รปู ที่ 1 แผนภาพแสดงส่วนประกอบของวงจรหลอดฟลอู อเรสเซนต์
เมื่อต่อไฟฟ้ากระแสสลับเข้ากับวงจรหลอดฟลูออเรสเซนต์ ทันทีที่เปิดสวิตซ์ กระแสไฟฟ้าจะผ่าน
แบลลัสต์ ไส้หลอด สตาร์ทเตอร์ และไส้หลอดอีกด้านหนึ่งจนครบวงจร เมื่อไส้หลอดร้อนและสตาร์ทเตอร์
ตัดวงจรและหยุดทำงาน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าลดลงอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ฟลักซ์
แม่เหล็กในขดลวดของแบลลัสต์ มีอัตราการเปลี่ยนแปลงมาก เกิดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำที่สูงมากในขดลวด
และระหว่างขั้วหลอดทั้งสอง ทำให้แก็สในหลอดฟลูออเรสเซนต์แตกตัวและสามารถนำไฟฟ้ากระแสไฟฟ้า
จึงเคลื่อนที่จากปลายหลอดด้านหนึง่ ผา่ นแกส็ ภายในหลอดไปยงั ขัว้ หลอดอกี ด้านหนง่ึ ส่งผลให้แก๊สในหลอด
ปล่อยรังสีอัตราไวโอเลต ไปกระตุ้นสารเรืองแสงที่ฉาบอยู่ภายหลอด เปล่งแสงสว่างออกมา หลังจากน้ัน
แบลลสั ตย์ งั คงทำใหเ้ กิดอีเอ็มเอฟเหน่ยี วนำ และคุมกระแสไฟฟ้าทผ่ี ่านหลอด ทำให้หลอดสวา่ งสม่ำเสมอได้
อยา่ งตอ่ เน่อื ง
การเกิดอีเอ็มเอฟกลับในมอเตอรไ์ ฟฟา้

รูปที่ 2 แสดงกระแสไฟฟ้าเหนีย่ วนำระหวา่ งมอเตอรเ์ รมิ่ หมุนและหมุนด้วยอตั ราเรว็ คงท่ี
เมื่อพิจารณามอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงจะพบว่าประกอบด้วยขดลวดส่วนที่หมุนอยู่ใน
สนามแมเ่ หลก็ เม่ือผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดทำใหเ้ กิดโมเมนต์แรงคู่ควบหมุนขดลวด ขณะเดียวกัน
การหมุนของขดลวดตัดผ่านสนามแม่เหล็กก็ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กตัดขดลวด เกิดอีเอ็ม

เอฟเหนี่ยวนำ ตามกฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำมีทิศตรงข้ามกับกระแสไฟฟา้
ที่ทำให้มอเตอร์หมุน ทำให้กระแสไฟฟ้าที่ผ่านมอเตอร์มีค่าน้อยลง โดยมีค่าเท่ากับผลต่างของกระแสไฟฟ้า
ทง้ั สอง กระแสไฟฟ้าท่ผี ่านมอเตอรข์ ณะหมนุ ด้วยอตั ราเร็วคงตวั จึงมีค่าน้อยกว่ากระแสไฟฟ้าท่ีผ่านมอเตอร์
ขณะเริ่มหมุน ดังรูปที่ 2 อีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นขณะมอเตอร์หมุนเรียกว่า อีเอ็มเอฟกลับ (back
emf) ถ้ามอเตอร์ถูกขัดขวางให้หมุนช้าลงจะเกิดอีเอ็มเอฟกลับน้อยลงทำให้มีกระแสไฟฟ้าผ่านมอเตอร์
มากกว่าขณะก่อนถูกขดั ขวาง ซง่ึ สง่ ผลใหข้ ดลวดในมอเตอรร์ ้อนจนเสียหายได้

มอเตอรไ์ ฟฟา้ เหนี่ยวนำ
มอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (induction motors) มีหลายแบบตามวตั ถุประสงค์ตามการใช้ประโยชน์
ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำแบบที่พบทั่วไป ประกอบด้วยส่วนที่หมุนได้
เรียกว่า โรเตอร์ ติดกับแกนเหล็กที่หมุนได้คล่อง และส่วนที่อยู่กับที่ ได้แก่ โครงมอเตอร์และชุดขดลวด
เรยี กวา่ สเตเตอร์ ดงั รปู ท่ี 3

รปู ท่ี 3 แสดงส่วนประกอบของมอเตอรไ์ ฟฟ้าเหนย่ี วนำ

การหมนุ ของมอเตอร์เกิดข้ึนจากการเหน่ยี วนำเหลก็ ไฟฟา้ ท่ีขดลวดในสเตเตอร์ และ
เนื่องจากระแสไฟฟ้าสลับท่จี า่ ยใหม้ อเตอร์ ทำให้ขดลวดในสเตเตอร์สรา้ งฟลักซ์แมเ่ หล็กทเ่ี ปล่ยี นแปลง
และเหนียวนำให้เกดิ กระแสไฟฟ้าเหนยี่ วนำในโรเตอร์ เกดิ แรงแม่เหล็กแม่เหลก็ ผลักกันระหวา่ งขดลวด
ของสเตเตอรก์ บั โรเตอร์ สง่ ผลให้โรเตอร์หมนุ ปกติขดลวดท่ีสเตเตอรข์ องมอเตอรเ์ หน่ียวนำจะมี 3 ชุด เกิด
การเหน่ียวนำทำใหม้ ีแรงผลกั กนั ตามลักษณะดังกล่าวทำให้โรเตอร์ของมอเตอร์หมุนได้อย่างตอ่ เน่ือง โดย
มอเตอร์ไฟฟ้าเหนย่ี วนำลกั ษณะนี้จะมีราคาถกู บำรุงรกั ษางา่ ย และมีความเรว็ คงท่ี ทำให้นิยมนำมอเตอร์
ไฟฟา้ เหน่ยี วนำชนดิ น้มี าใช้ประโยชน์ เชน่ มอเตอร์พัดลม มอเตอรป์ ๊ัมน้ำ

กีตาร์ไฟฟ้า
กีตาร์ไฟฟ้ามสี ่วนประกอบที่สำคัญท่ที ำหน้าท่ีเปลี่ยนการสัน่ ของสายกีตารเ์ ปน็ สัญญาณไฟฟ้า
ของเสียง คือ ป๊ิกอัพ (pickup) หรืออีกชอ่ื หน่ึงคือคอนแทคท์ ภายในป๊กิ อัพจะมีโซเลนอยดท์ พี่ ันอยูบ่ นแท่ง
แม่เหลก็ ตรงกบั ตำแหน่งของสายกีตาร์ โดยแท่งแมเ่ หลก็ ในขดลวดจะเหน่ยี วนำสายกตี าร์ทอ่ี ย่ใู กล้ให้เปน็
แมเ่ หลก็ ดังรปู ท่ี 4

รปู ที่ 4 แสดงปิ๊กอพั ท่ีใชก้ ับกีตาร์เพื่อรับสัญญาณไฟฟา้ จากการสั่นของสายกีตาร์
เมอื่ ดดี สายกีตาร์ทำใหส้ น่ั ไปมา การเหนย่ี วนำระหวา่ งแท่งแม่เหลก็ กับสายกตี าร์จะทำให้
ฟลักซแ์ ม่เหล็กในโซเลนอยด์เกิดการเปล่ียนแปลง และเกิดอีเอ็มเอฟเหนย่ี วนำตามกฎการเหนีย่ วนำของ
ฟาราเดย์ ทำให้เกิดกระแสไฟฟา้ เหน่ียวนำในโซเลนอยด์ส่งไปยังเครอ่ื งขยายสัญญาณและเปลีย่ นเปน็ เสียง
ต่อไป
เตาแมเ่ หล็กไฟฟา้ เหน่ยี วนำ
เตาแม่เหลก็ ไฟฟ้าเหน่ียวนำทำงานโดยใหก้ ระแสไฟฟา้ สลับผ่านขดลวดทีอ่ ย่ภู ายในเตา ทำให้
เกิดสนามแมเ่ หลก็ ท่ีเปลยี่ นแปลงตามเวลา สง่ ผลให้เกิดการเหนี่ยวนำแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าขน้ึ ในภาชนะโลหะเกิด
กระแสไฟฟา้ วน (eddy current) กลบั ไป-มาท่ีกน้ ภาชนะ ตามความถีข่ องกระแสไฟฟ้าท่ใี หก้ ับขดลวด
ภายในเตา ดงั รูป 15.56 ซึง่ กระแสไฟฟ้าวนนจี้ ะทำให้ภาชนะโลหะเกิดความรอ้ น อย่างไรก็ดภี าชนะโลหะ
ทีใ่ ช้กบั เตาแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าเหนี่ยวนำต้องถูกออกแบบใหเ้ หมาะสมจึงจะนำมาใช้กับเตาชนิดน้ีได้

รปู ท่ี 5 แสดงเตาแม่เหล็กไฟฟ้าเหนย่ี วนำ และแผนภาพสว่ นประกอบ
ทท่ี ำใหเ้ กดิ ความร้อนจากการเหนี่ยวนำทีก่ น้ ภาชนะ

5.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการสอื่ สาร (อา่ น ฟัง พดู เขียน)
2) ความสามารถในการคิด (สังเกต วเิ คราะห์ จัดกลุ่ม สรุป)
3) ความสามารถในการแก้ปัญหา (แสวงหาความรู้)
4) ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต (ความรบั ผิดชอบ)

5.3 คุณลักษณะและคา่ นิยม
ใฝเ่ รียนรูแ้ ละมุง่ มนั่ ในการทำงาน

6. บรู ณาการ
6.1 บูรณาการ PLC นักเรียนในกลุ่มแลกเปลีย่ นเรียนรู้เลา่ สู่กันฟังถงึ ความรู้ทีไ่ ดจ้ ากการทำกิจกรรม และปัญหา

ที่เกดิ ขึน้ ระหวา่ งการทำกิจกรรม