คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี วิทยาศาสตร์กายภาพ ม.5 เล่ม 2

วิทยาศาสตรก์ ายภาพ เลม่ 2 บทที่ 2 | แรงในธรรมชาติ

79

2.3.3 หลักการทำ�งานของมอเตอร์

ความเขา้ ใจคลาดเคล่อื นท่ีอาจเกิดขึ้น

ความเข้าใจคลาดเคลื่อน ความเข้าใจที่ถูกต้อง

1. ม อเตอร์ไฟฟ้ามีเฉพาะแบบมอเตอร์ 1. ม อ เ ต อ ร์ ไ ฟ ฟ้ า มี ท้ั ง แ บ บ ม อ เ ต อ ร์

ไฟฟา้ กระแสสลับ ไ ฟ ฟ้ า ก ร ะ แ ส ส ลั บ แ ล ะ ม อ เ ต อ ร์

ไฟฟ้ากระแสตรง

สง่ิ ทคี่ รตู ้องเตรยี มลว่ งหนา้
1. วสั ดแุ ละอุปกรณ์สำ�หรับทำ�กิจกรรม 2.4

แนวการจดั การเรียนรู้
ครชู ี้แจงจดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ข้อที่ 7 จากหัวขอ้ 2.3 ตามหนังสอื เรยี น
ครนู �ำ ภาพเครอ่ื งใช้ไฟฟ้าหรอื อปุ กรณ์ท่มี มี อเตอร์ไฟฟา้ เปน็ สว่ นประกอบ เชน่ พัดลม เครื่องปรับ
อากาศ หรอื รถของเลน่ ทม่ี มี อเตอร์ และอภปิ รายรว่ มกบั นกั เรยี นวา่ เราสามารถประยกุ ตใ์ ชค้ วามรเู้ กยี่ ว
กับแรงแม่เหล็กที่กระทำ�กับลวดตัวนำ�ที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็กเมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านเพ่ือใช้ในการ
ประดษิ ฐม์ อเตอรไ์ ฟฟา้ ซงึ่ มอเตอรไ์ ฟฟา้ มที งั้ แบบมอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรงและมอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแส
สลับ จากน้นั ครูทำ�กิจกรรม 2.4 เพอ่ื ศกึ ษาการท�ำ งานของมอเตอร์ไฟฟา้ กระแสตรง

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 2 | แรงในธรรมชาติ วิทยาศาสตร์กายภาพ เลม่ 2

80

กจิ กรรม 2.4 มอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง

จุดประสงค์
สังเกตการหมุนของลวดทองแดงท่ีมกี ระแสไฟฟา้ ผา่ นเมือ่ วางอยูใ่ นสนามแมเ่ หล็ก เพอ่ื
อธบิ ายหลกั การท�ำ งานของมอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง

เวลาท่ใี ช้ 30 นาที

วสั ดุและอุปกรณ์

1) แบตเตอร่ขี นาด D 1 กอ้ น
1 อัน
2) กระบะสำ�หรับแบตเตอร่ีขนาด D 2 เสน้
1 อนั
3) เข็มขดั อะลูมิเนียมลดั สายไฟ 1 เสน้

4) แมเ่ หล็กขัว้ ข้าง

5) ลวดทองแดงอาบนำ�้ ยาเบอร์ 22 ยาว 1 เมตร

ข้อเสนอแนะการท�ำ กจิ กรรม
1.   ขูดปลายท้ังสองข้างของขดลวดทองแดงหลังจากพันเป็นวงกลม   โดยขูดเพียงคร่ึงซีก
ของปลายลวดและเป็นด้านท่ีตรงกันของทั้งสองปลาย   จึงจะทำ�ให้เกิดแรงแม่เหล็กกระทำ�
กบั ลวดทองแดงในทศิ ทางหนง่ึ ทำ�ใหล้ วดทองแดงหมนุ ครบรอบ ถ้าขดู ท้ังสองซกี เมื่อลวด
ทองแดงเคลื่อนที่ไปคร่ึงรอบ   จะมีแรงในทิศตรงกันข้าม   ซึ่งจะทำ�ให้ลวดทองแดงหมุนกลับ
ไปกลับมา
2.   อาจใชล้ วดหนบี กระดาษหรอื เสน้ ลวดดดั เปน็ เสาแทนเขม็ ขัดอะลมู ิเนยี ม

ตัวอยา่ งผลการท�ำ กจิ กรรม
ขดลวดหมุนไปในทางหนึ่ง ขดลวดจะหมุนกลบั ทิศเม่ือกลับทิศกระแสไฟฟ้า

สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตรก์ ายภาพ เลม่ 2 บทท่ี 2 | แรงในธรรมชาติ

81

แนวคำ�ตอบค�ำ ถามทา้ ยกิจกรรม

เมื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านขดลวด ขดลวดมีการเปล่ียนแปลงอย่างไร เพราะเหตุใดจึง
เป็นเชน่ นน้ั
แนวค�ำ ตอบ ขดลวดตวั น�ำ จะเกดิ การหมนุ เนอ่ื งจากเกดิ แรงแมเ่ หลก็ กระท�ำ กบั ขดลวด
ตวั น�ำ ในแนวการหมนุ ของแกนขดลวดตวั น�ำ

เมอ่ื กลับทิศกระแสไฟฟ้า ขดลวดตวั นำ�มกี ารเปลีย่ นแปลงไปอย่างไรเมอื่ เปรียบเทยี บ
กับตอนแรก เพราะเหตใุ ดจึงเปน็ เช่นนัน้
แนวคำ�ตอบ ขดลวดตัวนำ�จะเกิดการหมุนกลับทิศ เน่ืองจากเกิดแรงแม่เหล็กในทิศ
ตรงขา้ ม

ครูและนักเรียนอภิปรายร่วมกันเกี่ยวกับสาเหตุท่ีทำ�ให้ขดลวดของมอเตอร์หมุนได้ เพ่ือนำ�ไปสู่ข้อ
สรุปว่า แกนของมอเตอร์หมุน เน่ืองจากรอบแกนมอเตอร์ท่ีมีขดลวดพันอยู่ และวางอยู่ในสนาม
แมเ่ หลก็ ทำ�ให้ขดลวดได้รบั แรงแมเ่ หลก็ กระทำ�เมอ่ื มีกระแสไฟฟา้ ผา่ นเมือ่ หมุนไปไดค้ รงึ่ รอบ และจะ
ไมไ่ ดร้ บั แรงกระท�ำ เมอ่ื เคลอ่ื นทไ่ี ปอกี ครง่ึ รอบเนอื่ งจากไมม่ กี ระแสไฟฟา้ ผา่ น จงึ ท�ำ ใหข้ ดลวดและแกน
มอเตอรห์ มนุ ได้ตอ่ เนอื่ ง
ครูอาจให้นักเรียนทำ�กิจกรรมลองทำ�ดู เพื่อประดิษฐ์มอเตอร์อย่างง่ายด้วยตนเอง จากการสังเกต
วิเคราะห์และลงข้อสรุปถึงปัจจัยท่ีทำ�ให้แกนมอเตอร์หรือขดลวดหมุนเร็วขึ้น เช่น จำ�นวน
รอบขดลวด ขนาดเสน้ ลวด รัศมีของขดลวด จำ�นวนแทง่ แม่เหล็ก โดยใช้แบตเตอรข่ี นาดเท่าเดมิ
ครใู หน้ กั เรยี นตอบค�ำ ถามตรวจสอบความเขา้ ใจ 2.3 ขอ้ 3 โดยอาจมกี ารเฉลยค�ำ ตอบและอภปิ ราย
ค�ำ ตอบร่วมกัน

แนวการวัดและประเมนิ ผล

1. ความรเู้ กยี่ วกบั แรงแมเ่ หลก็ ทก่ี ระท�ำ ตอ่ อนภุ าคทม่ี ปี ระจไุ ฟฟา้ และลวดตวั น�ำ ทม่ี กี ระแสไฟฟา้

ผา่ นในสนามแมเ่ หลก็ รวมทง้ั หลกั การท�ำ งานของมอเตอร์ จากค�ำ ถามตรวจสอบความเขา้ ใจ

การสรุป การน�ำ เสนอ ค�ำ ถามทา้ ยบทและแบบทดสอบ

2. ท กั ษะการสงั เกต การคดิ อยา่ งมวี จิ ารณญาณและการลงความเหน็ จากขอ้ มลู จากการอภปิ ราย

เก่ยี วกับผลการสังเกตและการสรปุ

3. จิตวิทยาศาสตร์ด้านความอยากรู้อยากเห็น ความมีเหตุผล และการเห็นคุณค่าทาง

วทิ ยาศาสตร์ จากการอภปิ รายรว่ มกนั

สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 2 | แรงในธรรมชาติ วิทยาศาสตรก์ ายภาพ เลม่ 2

82

แนวค�ำ ตอบตรวจสอบความเขา้ ใจ 2.3

1. ถ้าอนุภาคมีประจุลบเคลื่อนท่ีเข้าไปในสนามแม่เหล็กแล้วพบว่าทิศการเคลื่อนที่
เบนขน้ึ ถ้าเปลย่ี นจากอนุภาคมปี ระจุลบเปน็ อนุภาคมีประจบุ วก แนวการเคล่ือนที่
จะเปลยี่ นไปหรอื ไม่ อย่างไร

แนวค�ำ ตอบ เปลีย่ น โดยอนุภาคมปี ระจุบวกจะเคล่อื นทีใ่ นทศิ ตรงข้ามกับประจุลบ
นัน่ คอื มีทิศการเคลอื่ นที่เบนลง

2. ถ า้ มเี สน้ ลวดตวั นำ�สองเสน้ วางขนานกัน แล้วผา่ นกระแสไฟฟ้าในเส้นลวดท้งั สอง จะ
เกิดแรงกระทำ�กับลวดแต่ละเสน้ หรอื ไม่ อยา่ งไร

แนวค�ำ ตอบ เกิดแรงกระท�ำ โดยเป็นแรงแมเ่ หล็กกระทำ�ซง่ึ กันและกันระหวา่ งเสน้
ลวดทง้ั สอง

3. เ มื่อต่อกระแสไฟฟ้าทำ�ให้แกนมอเตอร์หมุนไปในทิศทางหน่ึง   ถ้ากลับทิศของสนาม
แม่เหลก็ ทิศการหมุนของมอเตอร์จะเปลีย่ นไปหรอื ไม่ อยา่ งไร

แนวคำ�ตอบ เปลีย่ น โดยการหมุนจะกลับทิศ

2.4 การเหนี่ยวน�ำ แม่เหล็กไฟฟา้

จุดประสงคก์ ารเรียนรู้
1. อธบิ ายอีเอ็มเอฟเหน่ียวน�ำ จากการท่สี นามแมเ่ หลก็ เปลย่ี นแปลงตัดผา่ นลวดตวั น�ำ
2. อธิบายหลกั การท�ำ งานของเคร่อื งกำ�เนิดไฟฟ้า
3. นำ�ความรเู้ ร่ืองการเหนยี่ วนำ�แมเ่ หล็กไฟฟา้ ไปประยกุ ต์ใช้ประโยชน์ได้

แนวการจัดการเรียนรู้
ครนู �ำ เขา้ สบู่ ทเรยี นโดยตง้ั ค�ำ ถามกบั นกั เรยี นวา่ เมอ่ื กระแสไฟฟา้ ท�ำ ใหเ้ กดิ สนามแมเ่ หลก็ ได้ ดงั นนั้
สนามแม่เหล็กจะทำ�ให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้หรือไม่ โดยครูเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็น
อยา่ งอิสระ ไม่คาดหวงั ค�ำ ตอบทีถ่ ูกตอ้ ง

สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตร์กายภาพ เล่ม 2 บทที่ 2 | แรงในธรรมชาติ

83

2.4.1 ก ารเกดิ อีเอม็ เอฟเหนยี่ วนำ�และกระแสไฟฟ้าเหน่ียวนำ�

ความเข้าใจคลาดเคลอื่ นท่ีอาจเกดิ ขึน้

ความเข้าใจคลาดเคลื่อน ความเข้าใจที่ถูกต้อง

1. อ เี อม็ เอฟเหนยี่ วน�ำ หรอื แรงเคลอื่ นไฟฟา้ 1. อเี อม็ เอฟเหนย่ี วน�ำ หรอื แรงเคลอ่ื นไฟฟา้

เหนี่ยวนำ� มีหน่วยเช่นเดียวกับแรง คือ เหน่ียวนำ� มีหน่วยเช่นเดียวกับความ

นวิ ตัน ต่างศกั ย์ คือ โวลต์

สงิ่ ที่ครตู อ้ งเตรียมล่วงหนา้
1. วสั ดุและอปุ กรณ์สำ�หรับท�ำ กิจกรรม 2.5

แนวการจดั การเรยี นรู้
ครชู ้ีแจงจดุ ประสงค์การเรียนรู้ขอ้ ท่ี 8 จากหวั ขอ้ 2.4 ตามหนงั สือเรยี น
ครทู บทวนความรเู้ กยี่ วกบั การทก่ี ระแสไฟฟา้ ผา่ นลวดตวั น�ำ ท�ำ ใหเ้ กดิ สนามแมเ่ หลก็ จากนน้ั ครทู �ำ
กิจกรรม 2.5 เกี่ยวกับการเกิดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ� เพื่อศึกษาการเกิดอีเอ็มเอฟเหน่ียวนำ�และกระแส
ไฟฟ้าเหนีย่ วนำ�จากสนามแม่เหลก็

กจิ กรรม 2.5 อีเอม็ เอฟเหน่ยี วน�ำ และกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวน�ำ

จดุ ประสงค์
สังเกตการเบนของเข็มแกลแวนอมิเตอร์เพ่ืออธิบายการเกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ�
ในลวดตวั น�ำ

เวลาที่ใช้ 50 นาที

วสั ดแุ ละอปุ กรณ์

1. ขดลวดทองแดงอาบน�้ำ ยา 1 ขด

2. แกลแวนอมิเตอร์ 1 เครื่อง

3. แทง่ แม่เหลก็ 1 แท่ง

4. สายไฟ 2 เสน้

สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

บทที่ 2 | แรงในธรรมชาติ วทิ ยาศาสตรก์ ายภาพ เล่ม 2

84

ขอ้ เสนอแนะการทำ�กิจกรรม
ในกรณที ี่ไมม่ ีแกลแวนอมิเตอร์ ให้ใชแ้ อมมิเตอร์แทนโดยปรับขีดศนู ยใ์ ห้เบนจากเดิมไปทางขวา
พอประมาณ

ตัวอย่างผลการท�ำ กิจกรรม
เมื่อเคล่ือนแทง่ แมเ่ หลก็ เข้าหาหรอื ออกจากขดลวดทองแดง   จะพบวา่ เข็มของแกลแวนอมเิ ตอร์
เบนไปจากตำ�แหนง่ เดิม และเมอ่ื ให้แท่งแมเ่ หล็กอยนู่ ่งิ แตเ่ คลอื่ นขดลวดทองแดงเขา้ หาหรอื ออก
จากแท่งแม่เหลก็    เข็มของแกลแวนอมเิ ตอร์จะเบนไปมาจากต�ำ แหน่งเดิมเช่นกัน

แนวค�ำ ตอบค�ำ ถามท้ายกิจกรรม

ขณะแทง่ แมเ่ หลก็ วางนงิ่ ในขดลวดทองแดง เขม็ แกลแวนอมเิ ตอรเ์ ปลยี่ นแปลงอยา่ งไร
แนวค�ำ ตอบ เข็มแกลแวนอมิเตอร์ไม่เบน

ขณะแท่งแม่เหล็กเคล่ือนที่เข้าหาและออกจากขดลวดทองแดง เข็มแกลแวนอมิเตอร์
เปลีย่ นแปลงอยา่ งไร
แนวค�ำ ตอบ เข็มแกลแวนอมิเตอร์เบน โดยเมื่อเคลื่อนแท่งแม่เหล็กออก ทิศการเบน
ของเข็มแกลแวนอมเิ ตอรจ์ ะตรงขา้ มกบั เมอ่ื เคลื่อนแทง่ แม่เหล็กเข้า

เ ม่ื อ เ ป ลี่ ย น ใ ห้ ข ด ล ว ด ท อ ง แ ด ง เ ค ลื่ อ น ท่ี เ ข้ า ห า แ ล ะ อ อ ก จ า ก แ ท่ ง แ ม่ เ ห ล็ ก
เขม็ แกลแวนอมิเตอร์เปลย่ี นแปลงอยา่ งไร
แนวค�ำ ตอบ เขม็ แกลแวนอมเิ ตอรเ์ บน โดยเมอื่ เคลอ่ื นขดลวดออก ทศิ การเบนของเขม็
แกลแวนอมิเตอรจ์ ะตรงข้ามกับเม่อื เคลอ่ื นขดลวดเข้า

สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี