โครงงาน IS เรื่อง หลอดไฟแบบไส้ คณะผู้จัดทำ เด็กชายณัฐภัทร รักษ์กำเนิด เลขที่ 6 เด็กชายณัฐวัศ บุญกอง เลขที่ 7 เด็กชายณัฐเศรษฐ สุดใจ เลขที่ 8 เด็กชายธนาวุฒิ นาคงาม เลขที่ 9 เด็กชายพชร ศรีภักดี เลขที่ 11 เด็กชายพลวัฒน์ คุ้มภัย เลขที่ 12 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2/4 ครูที่ปรึกษา คุณครูจุฑารัตน์ มีสุข โครงงานนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชา Independent Study : IS ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2565 โรงเรียนทุ่งสง
คำนำ รายงานฉบับนี้จัดทำขึ้นเพื่อประกอบการนำเสนอโครงงานเรื่องหลอดไฟแบบไส้ โดยมีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาวิธีการทำ หลักการทำงานของหลอดไฟ และการไหลของกระแสไฟฟ้าในเบื้องต้น รวมไปถึงสงเสริม ใหนักเรียนมีทักษะในการทำงานเพื่อดำรงชีวิตอีกด้วย คณะผู้จัดทำได้ทำการศึกษาค้นคว้าจากเว็บไวต์ของทางวิกีพีเดีย ทรูปลูกปัญญา Tuemaster Nirvana Fifathangfisiks และ Sangfi เป็นหลัก โดยได้รวบรวมข้อมูลแล้วนำความรู้ที่ได้ไปสู่การปฏิบัติจริง เพื่อเป็นการพัฒนาทักษะในด้านการทำงานอย่างเป็นกระบวนการกลุ่ม การทำงานด้วยกระบวนทาง วิทยาศาสตร์อย่างเป็นระบบและเป็นขั้นเป็นตอนและเป็นการสร้างรายได้ระหว่างเรียน สามารถนำไปใช้ในการ ประกอบอาชีพได้
สารบัญ คำนำ 1 สารบัญ 3 บทที่ 1 ที่มาและความสำคัญ 5 แนวคิดความเป็นมาของการทำโครงการ....................................................................................................... วัตถุประสงค์ของโครงงาน..........................................................................................................................6 ขอบเขตของการทำงาน ................................................................................................................................ ระยะเวลา..................................................................................................................................................... สมมุติฐาน..................................................................................................................................................... ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ............................................................................................................................ บทที่ 2 การศึกษาและค้นคว้าข้อมูล 7 วิวัฒนาการของหลอดไฟแบบไส้................................................................................................................8 ประเภทของหลอดไฟ...............................................................................................................................10 หลอดไส้ร้อนแบบธรรมดา.................................................................................................................... หลอดแฮโลเจน..................................................................................................................................... หลอดฟลูออเรสเซนต์หลอดวาวแสง หรือหลอดเรืองแสง..................................................................... แบล็คไลท์........................................................................................................................................11 หลอดนีออน ....................................................................................................................................12 แอลอีดี................................................................................................................................................. วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย.................................................................................................................................13 ส่วนประกอบ........................................................................................................................................ ประเภท ..........................................................................................................................................14 สัญลักษณ์ทางไฟฟ้า ........................................................................................................................15 พลังงานไฟฟ้า............................................................................................................................................... ความหมายทางไฟฟ้า............................................................................................................................ ประเภท ..........................................................................................................................................16 การเลือกและการใช้งานหลอดไฟฟ้าอย่างประหยัดและถูกต้องกับการใช้งาน...........................................17 การประหยัดไฟ .................................................................................................................................... เทคนิคการเลือกของหลอดไฟให้เหมาะกับการใช้งาน ......................................................................18 หลอดไส้........................................................................................................................................... หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์........................................................................................................ หลอดไฟ LED ในบ้าน (Light Emitting Diodes)............................................................................
เทคนิคการเลือกสีของหลอดไฟแอลอีดีในบ้าน ให้เหมาะกับการใช้งาน............................................18 หลอดไฟ Warm White................................................................................................................... หลอดไฟ Cool White..................................................................................................................... หลอดไฟ Daylight White..........................................................................................................19 บทที่ 3 ขั้นตอนการดําเนินงาน 20 ขั้นตอนการดำเนินงาน.................................................................................................................................. ปฏิทินการดำเนินงาน.................................................................................................................................... วัสดุและอุปกรณ์......................................................................................................................................21 วิธีการทำ.................................................................................................................................................22 บทที่ 4 ผลการดำเนินงาน 23 บทที่ 5 สรุปผลงาน ปัญหาอุปสรรคและข้อเสนอแนะ .24 สรุปผล......................................................................................................................................................... ประโยชน์ที่ได้รับ........................................................................................................................................... ปัญหาและอุปสรรค...................................................................................................................................... ข้อเสนอแนะ................................................................................................................................................. บรรณานุกรม 25
บทที่ 1 ที่มาและความสำคัญ แนวคิดความเป็นมาของการทำโครงการ มีคำกล่าวไว้ว่า “มนุษย์กับไฟนั้นเป็นของคู่กัน” เพราะในทุกการพัฒนาในด้านวัตถุของมนุษย์ย่อมจะ สุมกองไฟที่ก่อไว้ตั้งแต่เริ่มอารยธรรมมนุษย์ให้ยิ่งลุกโชน แผดเผา มอดไหม้ และแน่นอนว่ากองไฟนั้นย่อมจะ สว่างมากขึ้นด้วย แสงสว่างถือเป็นปัจจัยหนึ่งที่สำคัญต่อการดำเนินชีวิตของทั้งมนุษย์ พืช สัตว์หรือสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ บน ผืนโลก ซึ่งแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ เป็นทรัพยากรธรรมชาติที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อสิ่งมีชีวิต โดยต้องไม่เสีย ค่าใช้จ่ายใด ๆ หากเราสามารถใช้ประโยชน์จากแสงธรรมชาตินี้ได้อย่างเหมาะสม จะเป็นการประหยัดพลังงาน ไฟฟ้าเป็นได้อย่างมาก แต่แสงสว่างจากธรรมชาตินี้จะหมดไปในช่วงเวลากลางคืน เช่นนี้เราจึงจำเป็นต้องพึ่งพา แสงสว่างจากแหล่งอื่นมา เพื่อใช้ในการมองเห็น หรือใช้ในการสร้างความอบอุ่น เป็นต้น ซึ่งจะเห็นได้ว่าแสง สว่างนั้นสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย แต่ในสมัยก่อนนั้นการที่เราจะสร้างแสงสว่างได้ เราก็ จะต้องใช้คบเพลิง กองเพลิง หรือตะเกียง เพื่อผลิตแสงขึ้นมา ซึ่งแสงที่ได้จากสิ่งเหล่านี้นั้นสว่างไม่มากและ เสี่ยงต่อการไฟไหม้ได้รวมทั้งต้องใช้เชื้อเพลิงในระดับหนึ่งเพื่อให้ไฟติดได้เป็นระยะเวลานาน มนุษย์เราจึงได้มี การประดิษฐ์หลอดไฟขึ้นมา แต่กว่าจะมาเป็นหลอดไฟให้เราได้ใช้กันอยู่ในทุกวันนี้นั้นก็ไม่ใช่เรื่องง่ายเลย เพราะมันได้ถูกพัฒนามาเป็นระยะเวลาร่วมหลายสิบปีกับนักวิทยาศาสตร์อีกไม่รู้กี่สิบชีวิต ลองผิดลองถูกนับ ครั้งไม่ถ้วนแต่ก็ใช้งานจริง ๆ ในทางปฏิบัติไม่ได้เสียทีหลอดไฟจึงถือเป็นผลงานอันเกิดมาจากความอดทนและ ความพยามยามของนักวิทยาศาสตร์ผู้พัฒนานับไม่ถ้วน ปัจจุบัน หลอดไฟก็มีการพัฒนาขึ้นมาเรื่อย ๆ เพื่อใช้ในการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป ซึ่งเราก็ สามารถแบ่งประเภทของหลอดไฟออกได้เป็นหลากหลายประเภท ในแต่ละประเภทก็จะมีประสิทธิภาพ กระบวนการทำ การทำงาน การกินไฟ และการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป โดยเราสามารถพบหลอดไฟได้ ทั่วไปรอบ ๆ ตัวเรา แต่ถึงอย่างไรการประดิษฐ์หลอดไฟขึ้นมาใช้เองนั้นก็ถือเป็นเรื่องที่ทำเองได้ค่อนข้างยาก ถึงแม้จะเป็นหลอดไฟแบบไส้ก็ตาม ดังนั้นทางกลุ่มของเราจึงได้มีการตกลงกันว่าจะทดลองทำหลอดไฟ เพราะหลอดไฟนั้นถือเป็นสิ่งที่ จำเป็นต่อการดำรงชีวิต แต่การจะทำมันให้ใช้งานได้ถือเป็นเรื่องที่ค่อนข้างยาก เนื่องจากอุปกรณ์บางอย่างนั้น ไม่สามารถหาได้ทั่วไปและต้องมีทักษะในด้านนี้ในระดับหนึ่ง ทางกลุ่มเราจึงจะจัดทำการทดลองหลอดไฟแบบ ทำเอง เพื่อที่จะได้รู้ว่าถ้าเกิดเราสร้างหลอดไฟขึ้นมาเองนั้น ประสิทธิภาพของหลอดไฟจะอยู่ได้สักเพียงไหน โดยเราได้เลือกการทำหลอดไฟแบบไส้เนื่องจากเป็นหลอดไฟที่เรามีความสามารถในการทำเองได้ในระดับหนึ่ง
วัตถุประสงค์ของโครงงาน 1. เพื่อศึกษาวิธีการทำหลอดไฟในเบื้องต้น 2. เพื่อศึกษาหลักการทำงานของหลอดไฟ 3. เพื่อให้นักเรียนมีความรู้ในด้านกระแสไฟฟ้าในเบื้องต้น 4. เพื่อสงเสริมใหนักเรียนมีทักษะในการทำงานเพื่อดำรงชีวิต ขอบเขตของการทำงาน ศึกษาวิธีการทำหลอดไฟอย่างง่าย ระยะเวลา ภาคเรียนที่ 1 ปการศึกษา 2565 สมมุติฐาน สามารถประดิษฐ์หลอดไฟที่ให้แสงสว่างได้ในระดับหนึ่ง ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ 1. รู้จักการทำงานร่วมกันโดยใช้กระบวนการกลุ่ม 2. ได้ความรู้เกี่ยวกับวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย 3. ได้นำความรู้ไปใช้ต่อยอดในการประกอบอาชีพ 4. ส่งเสริมให้มีความคิดสร้างสรรค์
บทที่ 2 การศึกษาและค้นคว้าข้อมูล จากการศึกษาและคนคว้าข้อมูลของ “โครงงานหลอดไฟแบบไส้” ของทางกลุ่มเรา พบว่าหลอดไฟ นั้นได้มีการคิดค้นและพัฒนามาด้วยระยะเวลาที่ค่อนข้างนาน โดยได้มีนักวิทยาศาสตร์จำนวนหลายสิบคนที่ ต่างได้มีการปรับปรุง พัฒนาหรือประดิษฐ์หลอดไฟขึ้นมา แต่ก็ไม่สามารถทำให้หลอดไฟนั้นใช้งานได้ในเชิง พาณิชย์อย่างเป็นจริงเป็นจัง แต่หลังจากในสมัยที่มีการพัฒนาหลอดไฟขึ้นมาใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์ในช่วง แรก ๆ นั้น ก็ได้มีการคิดค้นหรือพัฒนาหลอดไฟขึ้นมาอีกหลายประเภทหลายรูปแบบที่มีกระบวนการทำงาน หรือการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป ซึ่งเราสามาถที่จะแบ่งหัวข้อออกได้เป็นดังนี้ 1. วิวัฒนาการของหลอดไฟแบบไส้ 2. ประเภทของหลอดไฟ 2.1 หลอดไส้ร้อนแบบธรรมดา 2.2 หลอดแฮโลเจน 2.3 หลอดฟลูออเรสเซนต์หลอดวาวแสง หรือหลอดเรืองแสง 2.4 แบล็คไลท์ 2.5 หลอดนีออน 2.6 แอลอีดี 3. วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย 3.1 ส่วนประกอบ 3.2 ประเภท 3.3 สัญลักษณ์ทางไฟฟ้า 4. พลังงานไฟฟ้า 4.1 ความหมายทางไฟฟ้า 4.2 ประเภท 5. การเลือกและการใช้งานหลอดไฟฟ้าอย่างประหยัดและถูกต้องกับการใช้งาน 5.1 การประหยัดไฟ 5.2 เทคนิคการเลือกของหลอดไฟให้เหมาะกับการใช้งาน 5.23 หลอดไส้ 5.24 หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ 5.25 หลอดไฟ LED ในบ้าน (Light Emitting Diodes) 5.3 เทคนิคการเลือกสีของหลอดไฟ LED ในบ้าน ให้เหมาะกับการใช้งาน 5.31 หลอดไฟ Warm White 5.32 หลอดไฟ Cool White 5.33 หลอดไฟ Daylight White
วิวัฒนาการของหลอดไฟแบบไส้ ในปี ค.ศ. 1761 อีเบเนเซอร์ คินเนอร์สลีย์นักวิทยาศาสตร์ นักประดิษฐ์ และวิทยากรชาวอังกฤษได้ สาธิตการให้ความร้อนแก่ลวดจนทำให้เกิดแสงจ้า ในปีค.ศ. 1812 เซอร์ฮัมฟรี เดวีนักเคมีและนักประดิษฐ์ชาวอังกฤษ ได้ใช้สิ่งที่เขาอธิบายว่าเป็น แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ ซึ่งอยู่ในห้องใต้ดินของ Royal institution of Great Britain เพื่อสร้างหลอดแบบไส้โดย ส่งกระแสไฟฟ้าผ่านแถบแพลตตินั่มบาง ๆ แต่มันก็ไม่สว่างเพียงพอที่จะนำไปใช้งานได้จริง ในปี ค.ศ. 1835 เจมส์ โบว์แมน ลินด์เซย์ นักประดิษฐ์และนักเขียนชาวสก๊อต ได้สาธิตการใช้แสง ไฟฟ้าในการต่อสาธารณะชนในเมืองดันดี สกอตแลนด์ เขาบอกว่าเขาสามารถ "อ่านหนังสือในระยะหนึ่งฟุต ครึ่งได้" แต่เขาก็ไม่ได้พัฒนาหลอดไฟต่อ ในปี ค.ศ. 1838 มาร์เซลลิน โจบาร์ด ช่างพิมพ์หินชาวเบลเยียม ได้คิดค้นหลอดไฟแบบไส้ที่มี บรรยากาศสุญญากาศโดยใช้ไส้คาร์บอน ในปี ค.ศ. 1840 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ วอร์เรน เดอ ลา รูได้ห่อไส้หลอดแพลตตินัมแบบม้วน ไว้ในหลอดสุญญากาศแล้วส่งกระแสไฟฟ้าผ่านเข้าไป การออกแบบนี้มีพื้นฐานอยู่บนแนวคิดที่ว่าจุดหลอมเหลว สูงของแพลตตินั่มจะช่วยให้มันทำงานที่อุณหภูมิสูงได้ และในหลอดจะมีโมเลกุลของก๊าซน้อยเพื่อลดการทำ ปฏิกิริยากับแพลตตินั่ม ซึ่งจะช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของแพลตตินั่ม แม้ว่าการออกแบบจะใช้การได้ แต่ราคา ของแพลตตินั่มทำให้ไม่สามารถใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์ ในปี ค.ศ. 1841 เฟรเดอริก เดอ โมลีนส์แห่งอังกฤษได้จดสิทธิบัตรขึ้นครั้งแรกสำหรับหลอดไฟ ซึ่งมี การออกแบบโดยใช้ลวดแพลตตินั่มที่บรรจุอยู่ในหลอดสุญญากาศ ในปี ค.ศ. 1845 จอห์น เวลลิงตัน สตาร์เป็นนักประดิษฐ์ชาวอเมริกันได้จดสิทธิบัตรหลอดไส้โดยใช้ เส้นใยคาร์บอน และผลงานของเขาไม่เคยถูกใช้ในเชิงพาณิชย์ ในปี ค.ศ. 1851 ฌ็อง-เออแฌน รอแบร์-ฮูแด็ง ได้สาธิตการใช้งานหลอดไฟแบบไส้บนที่ดินของเขา ในเมืองบลัว ประเทศฝรั่งเศส โดยหลอดไฟของเขาจัดแสดงอยู่ในพิพิธภัณฑ์ของพระราชวังบลัว ในปี ค.ศ. 1859 โมเสส เกอร์ริช ฟาร์เมอร์วิศวกรไฟฟ้าและนักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน ได้สร้างหลอด ไส้ไฟฟ้าโดยใช้ไส้หลอดแพลตตินัม ต่อมาโธมัส แอลวา เอดิสันเห็นหลอดไฟในร้านค้าแห่งหนึ่งในบอสตัน และ ขอคำแนะนำจากฟาร์เมอร์เกี่ยวกับธุรกิจหลอดไฟ ในปี ค.ศ. 1872 Alexander Lodygin ชาวรัสเซียได้ประดิษฐ์หลอดไส้และได้จดสิทธิบัตรในรัสเซีย ในปี ค.ศ. 1874 เขาใช้เป็นแท่งคาร์บอนสองแท่งที่มีส่วนที่ลดลงในหลอดแก้วซึ่งปิดผนึกอย่างผนึกแน่นและเต็ม ไปด้วยไนโตรเจน ต่อมาเขาอาศัยอยู่ที่สหรัฐอเมริกา เขาได้เปลี่ยนชื่อเป็น Alexander de Lodyguine และยื่น ขอและได้รับสิทธิบัตรสำหรับหลอดไส้ที่มีโครเมียม อิริเดียม โรเดียม รูทีเนียม ออสเมียม โมลิบดีนัม และ ทังสเตน และได้สาธิตหลอดไฟที่ใช้เส้นใยโมลิบดีนัมที่ งานแสดงสินค้าระดับโลกปีค.ศ. 1900 ที่ปารีส เมื่อวันที่ 24 กรกฎาคม ค.ศ. 1874 เฮนรี วู้ดวาร์ด และ แมธทิว อีแวนส์สองนักประดิษฐ์ชาวแคนาดา ได้ยื่นจดสิทธิบัตรของแคนาดาสำหรับโคมไฟที่ประกอบด้วยแท่งคาร์บอนที่ติดตั้งในกระบอกแก้วที่เติม
ไนโตรเจน พวกเขาไม่ประสบความสำเร็จในการจำหน่ายโคมไฟของพวกเขา และขายสิทธิ์ในสิทธิบัตร ให้กับ โธมัส เอดิสันในปี ค.ศ. 1879 เมื่อวันที่ 4 มีนาคม ค.ศ. 1880 เพียงห้าเดือนหลังจากการประดิษฐ์หลอดไฟสำเร็จของเอดิสัน อเลสซานโดร ครูโตได้สร้างหลอดไส้หลอดแรกของเขา ครูโตผลิตเส้นใย โดยการสะสมของกราไฟต์บนเส้นใย แพลตตินั่มบาง ๆ โดยให้ความร้อนด้วยกระแสไฟฟ้าต่อหน้าเอทิลแอลกอฮอล์ที่เป็นก๊าซ การให้ความร้อนแก่ แพลตตินัมนี้ที่อุณหภูมิสูงจะทิ้งเส้นใยบางๆ ของแพลตตินัมที่เคลือบด้วยกราไฟต์บริสุทธิ์ ในเดือนกันยายน ค.ศ. 1881 เขาจึงได้ประสบความสำเร็จในการสร้างเส้นใยสังเคราะห์รุ่นแรกนี้สำเร็จ หลอดไฟที่ครูโตคิดค้นขึ้น สามารถใช้งานได้ยาวนานถึง 500 ชั่วโมงซึ่งต่างจากหลอดไฟรุ่นดั้งเดิมของเอดิสันใช้งานได้อยู่ที่ 40 ชั่วโมง และในปีค.ศ. 1882 นิทรรศการไฟฟ้ามิวนิกในบาวาเรีย หลอดไฟของครูโตจากเยอรมนีนั้นมีประสิทธิภาพ มากกว่าหลอดไฟของเอดิสันและให้แสงสีขาวที่ดีกว่าอีกด้วย ในปี ค.ศ. 1893 ไฮน์ริช เกอเบิลอ้างว่าเขาได้ออกแบบหลอดไส้ดวงแรกในปี ค.ศ. 1854 ด้วยไส้หลอด ไม้ไผ่แบบคาร์บอนบางที่มีความต้านทานสูง ลวดตะกั่วทองคำขาวในซองแก้วทั้งหมด และสุญญากาศสูง ผู้ พิพากษาของศาลสี่ศาลตั้งข้อสงสัยเกี่ยวกับการอ้างของโกเบล แต่การพิจารณาคดีขั้นสุดท้ายไม่เคยมีการ ตัดสินใจใด ๆ เนื่องจากสิทธิบัตรของเอดิสันหมดอายุ งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 2007 สรุปได้ว่าเรื่องราวของ หลอดไฟโกเบลในช่วงทศวรรษที่ 1850 นั้นเป็นเรื่องไม่จริง ในปี ค.ศ. 1934 ได้มีการคิดค้นหลอดนีออนขึ้นใน โดย จอร์จ คลอสิค หลักการทำงานคือบรรจุไอ ปรอทเข้าไปในหลอดและฉาบผิวหลอดแก้วด้านใน ด้วยฟอสฟอรัส หรือสารเรืองแสงเมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้า เข้าไป ไอปรอทจะถูกกระตุ้นและแผ่พลังงานออกมาในรูปของรังสีที่มีความยาวคลื่น 254 นาโนเมตรออกมา ซึ่ง เป็นความยาวคลื่น ที่สายตามองไม่เห็นและเป็นอันตราย รังสีที่ไอปรอทแผ่ออกมาจะกระทบกับสารเรื่องแสงที่ ผนังหลอด สารเรืองแรงจะดูดซับรังสีที่เป็นอันตรายเอาไว้และตัวมันเองจะแผ่พลังงานในรูป ของคลื่นที่มี ความถี่ ที่สายตาคนมองเห็นได้ออกมาแทน ที่เรียกว่าแสงขาวอุ่น เรียกหลอดพวกนี้ว่า หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent) ซึ่งมักถูกเรียกในอีกชื่อว่า หลอดนีออน ซึ่งในการใช้งานจริงๆ ต้องมีอุปกรณ์อื่นๆ ช่วย คือ สตาร์ทเตอร์(starter) และบาลาสท์(Ballast) ในปี ค.ศ. 1960 ได้มีการคิดค้นหลอดเมทัลฮาไลด์ขึ้นมา โดยช่วงนี้เทคโนโลยีการประดิษฐ์หลอดไฟ ได้แบ่งรูปแบบการพัฒนา ออกเป็น 2 รูปแบบ คือ 1. ใช้หลักการทำให้เกิดความร้อนจนเปล่งแสงได้แก่ หลอดไส้เอดิสัน, หลอดไส้ทังสเตน, และหลอดฮาโลเจน 2. ใช้หลักการปล่อยประจุในก๊าซหลอดความดันสูง HID, หลอดเมทัลฮาไลด์, หลอดโซเดียมความดันสูง
ประเภทของหลอดไฟ หลอดไส้ร้อนแบบธรรมดา หลอดไส้ร้อนแบบธรรมดา หรือ หลอดความร้อน หรือ หลอด ไส้(incandescent light bulb, incandescent lamp หรือ incandescent light globe) ให้แสงสว่างโดยการให้ความร้อนแก่ไส้หลอดที่เป็นลวด โลหะกระทั่งมีอุณหภูมิสูงและเปล่งแสง หลอดแก้วที่เติมแก๊สเฉื่อยหรือ เป็นสุญญากาศป้องไม่ให้ไส้หลอดที่ร้อนสัมผัสอากาศ ในหลอดฮาโล เจน กระบวนการทางเคมีคืนให้โลหะเป็นไส้หลอด ซึ่งขยายอายุการใช้ งาน หลอดไฟฟ้านี้ได้รับกระแสไฟฟ้าจากเทอร์มินอลต่อสายไฟ (feedthrough terminal) หรือลวดที่ฝังในแก้ว หลอดไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้ในเต้ารับ ซึ่งสนับสนุนหลอดไฟฟ้าทางกลไกและเชื่อมกระแสไฟฟ้าเข้ากับเทอร์มินัลไฟฟ้า ของหลอด หลอดแฮโลเจน หลอดแฮโลเจน หรือรู้จักกันในชื่อ หลอดแฮโลเจนทังสเตน เป็น หลอดไส้ที่มีไส้หลอดเป็นทังสเตน ซึ่งบรรจุในแก๊สเฉื่อยและแฮโลเจน ปริมาณน้อย เช่น ไอโอดีนหรือโบรมีน วัฏจักรแฮโลเจนเคมีนำทังสเตน ที่ระเหยไปกลับมาเป็นไส้หลอดอีกครั้ง ซึ่งขยายอายุการใช้งานของ หลอด ด้วยเหตุนี้ หลอดแฮโลเจนจึงสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า หลอดเติมแก๊สมาตรฐานที่มีกำลังและอายุการใช้งานเท่ากัน หลอดแฮโล เจนจึงมีประสิทธิศักย์ความสว่างสูงกว่า (10-30 ลูเมน/วัตต์) หลอดนี้ให้ แสงที่มีอุณหภูมิสีสูงกว่า และด้วยขนาดที่เล็กกว่า หลอดแฮโลเจนใช้งานได้เต็มที่ กับระบบของแสงซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าในแง่ของวิธีที่หลอดทอดแสงที่ปลดปล่อยออกมา หลอดฟลูออเรสเซนต์หลอดวาวแสง หรือหลอดเรืองแสง หลอดฟลูออเรสเซนต์, หลอดเรืองแสงหรือหลอดวาวแสง (fluorescent tube) เป็นหลอดไฟฟ้าระบบ ปล่อยประจุ ที่บรรจุไอปรอทความดันต่ำไว้เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอด จะกระตุ้นให้อนุภาคปรอทปล่อย รังสีเหนือม่วงออกมา เมื่อรังสีนี้กระทบกับสารเรืองแสงที่ฉาบไว้ด้านในตัวหลอด สารเรืองแสงจะเปล่งแสงสว่าง ที่มองเห็นได้ออกมาและเนื่องจากไม่ได้เปล่งแสงโดยอาศัยความร้อน จึงมีประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน มากกว่าหลอดไฟไส้ซึ่งหลอดนีออนสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดดังนี้ 1. ชนิดไส้อุ่น (Preheat Lamp) หลอดฟลูออเรสเซนต์ชนิดไส้อุ่น เป็นชนิดที่พบใช้มากในปัจจุบัน ซึ่งจะติดช้า เพราะจะต้องอุ่นไส้ หลอดให้ร้อนก่อน ประกอบด้วยตัวหลอด สตาร์ทเตอร์ และบัลลาสท์ โดยมีบัลลาสท์ทำหน้าที่สร้าง แรงดันไฟฟ้าให้สูง และสตาร์ทเตอร์ทำหน้าที่ตัดต่อวงจรสำหรับอุ่นไส้หลอด
2. ชนิดติดทันที (Instant Lamp) หลอดฟลูออเรสเซนต์ชนิดติดทันที เป็นชนิดที่ติดเร็วกว่าชนิดแรก แต่ไม่ค่อยนิยมนัก ประกอบด้วยตัวหลอด และบัลลาสท์ ซึ่งจะไม่ใช้ สตาร์ทเตอร์ 3. ชนิดติดเร็ว (Rapid Lamp) หลอดฟลูออเรสเซนต์ชนิดติดเร็ว หรือเรียก หลอดตะเกียบ เป็น ชนิดที่กำลังได้รับความนิยมไม่แพ้ชนิดแรก ซึ่งจะรวมเอาคุณสมบัติของ หลอดทั้งสองชนิดแรกมาผสานกัน โดยไม่ต้องใช้สตาร์ทเตอร์ แต่บัลลาสท์ จะมีขดลวดพิเศษอีกชุดเพิ่มเข้ามาที่ช่วยให้ไส้หลอดอุ่นตลอดเวลา แบล็คไลท์ แบล็คไลท์(black light) เป็นหลอดที่เปล่งรังสียูวีคลื่นยาว มีสีม่วงดำ โดยส่วนมากจะเป็นการใช้รังสี UVA (ความยาวคลื่นประมาณ 350 - 400 นาโนมเตร) ในการผลิตหลอดไฟแบล็คไลท์ เพราะเป็นรังสี อัลตราไวโอเลตที่ส่งผลกระทบและก่อให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์น้อยที่สุดหากเปรียบเทียบกับ UV อีกสองชนิด คือ UVB และ UVC ที่มีประสิทธิภาพในการเผาไหม้สูงและรุนแรงกว่า ซึ่งหลอดแบล็คไลท์จะไม่สามารถ มองเห็นแสงได้ในขณะที่เปิดสวิตช์ในที่ที่สว่าง แต่เมื่อเปิดในที่มืดสิ่งของบางอย่างจะมีการเรืองแสงขึ้นมา เนื่องจากแสงสีม่วงจะไปทำปฏิกริยากับวัตถุที่มีสารเคมีบางชนิดและวัตถุที่มีสีขาวนั่นเอง ซึ่งหลอดแบล็คไลท์ถูกนำไปใช้ประโยชน์ที่หลากหลาย แตกต่างกันไปตามวัตถุประสงค์ของสถานที่ และอาชีพที่ต้องใช้ โดยประโยชน์ของแสงสีม่วงจากหลอดไฟมีดังนี้ มีคุณสมบัติในการใช้งานด้านต่าง ๆ เช่น ใช้ในการเพาะเลี้ยงพืชผัก ช่วยล่อและดักจับแมลง ใช้ ตรวจสอบธนบัตร เป็นหลอด UV สำหรับการทาเล็บ ใช้ตรวจสอบรอยรั่วซึมของเครื่องจักร ติดประดับแสงสีใน สวนสนุกหรือสถานบันเทิงต่าง ๆ ใช้สำหรับการใช้งานทางการแพทย์ โดยมีส่วนช่วยในการรักษาโรคตัวเหลือง ในเด็กแรกเกิด ใช้สืบสวนและสอบสวนตรวจสอบลายนิ้วมือและคราบเลือด ใช้ในการฆ่าเชื้อและตรวจจับสิ่ง แปลงปลอมที่เราไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าได้ เป็นต้น
หลอดนีออน หลอดนีออน (neon lamp) เป็นหลอดไฟระบบปล่อยประจุขนาดเล็ก ประกอบด้วยหลอดแก้วบรรจุ ก๊าซนีออนความดันต่ำไว้ภายใน และมีขั้วไฟฟ้าสองขั้วอยู่ชิดกันในหลอด เมื่อ จ่ายไฟฟ้าแรงดันสูงที่ขั้ว แรงดันจะกระตุ้นให้ก๊าซนีออนแตกตัวเป็นไอออน สถานะพลาสมา นำกระแสข้ามจากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง และเปล่งแสงสีส้ม แดงออกมา หลอดนีออนขนาดเล็ก เบอร์ NE-2 เมื่อจ่ายด้วยไฟฟ้ากระแสตรงและ กระแสสลับ หลอดนีออนขนาดเล็กส่วนใหญ่จะใช้แสดงผลในวงจรไฟฟ้า โดยเฉพาะระบบที่ใช้ไฟบ้าน เช่น การแสดงสถานะของสวิตช์ เนื่องจากหลอด นีออนขนาดเล็กจะเริ่มติดสว่างที่แรงดัน 90-120 โวลต์ และใช้กระแสน้อย (ที่ ประมาณ 400 ไมโครแอมแปร์) ก๊าซนีออน (Neon) มีฐานศัพท์มาจากภาษากรีกว่า นีออส (Neos) ที่มีความหมายว่า ก๊าซใหม่ ซึ่งถูก บรรจุในตารางธาตุลำดับที่ 10 โดยใช้สัญลักษณ์เป็น Ne ก๊าซนีออน เป็นก๊าซเฉื่อยที่พบเพียง 1 ใน 55000 ส่วนของบรรยากาศ ซึ่งถูกค้นพบเมื่อปี ค.ศ. 1898 โดยวิลเลี่ยม แรมซีย์ (William Remsey) และมอร์ริส ทราเวอร์ส (Morris Travers) ส่วนหลอดนีออนถูก ประดิษฐ์ขึ้นครั้งแรกโดยจอร์จ จรอส (Georges Claude) ในปี 1910 แอลอีดี ไดโอดเปล่งแสง (light-emitting diode หรือย่อว่า LED) เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำอย่างหนึ่ง จัดอยู่ ในจำพวกไดโอด ที่สามารถเปล่งแสงในช่วงสเปกตรัมแคบ เมื่อถูกไบอัสทางไฟฟ้าในทิศทางไปข้างหน้า ปรากฏการณ์นี้อยู่ในรูปของ electroluminescence สีของแสงที่เปล่งออกมานั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทาง เคมีของวัสดุกึ่งตัวนำที่ใช้ และเปล่งแสงได้ใกล้ช่วงอัลตราไวโอเลต ช่วงแสงที่มองเห็น และช่วงอินฟราเรด ผู้พัฒนาไดโอดเปล่งแสงขึ้นเป็นคนแรก คือ นิก โฮโลยัก (Nick Holonyak Jr.) แห่งบริษัทเจเนรัล อิเล็กทริก (General Electric Company) โดยได้พัฒนาไดโอดเปล่งแสงในช่วงแสงที่มองเห็น และสามารถใช้งานได้ใน เชิงปฏิบัติเป็นครั้งแรก เมื่อ ค.ศ. 1962 1.แอลอีดีแบบดั้งเดิม กำลังวัตต์น้อย ขนาดหรือรูปร่างหรือสีขึ้นอยู่กับพลาสติกที่ใช้ทำเปลือกหุ้มใช้ทำไฟสัญลักษณ์ในวงจร 2.แอลอีดีขนาดเล็กมาก ใช้เทคโนโลยีการเชื่อมเม็ดแอลอีดีติดลงไปกับแผงวงจรหรือ Surface Mounting Technology (SMT) ซึ่งเป็นวิธีการเดียวกับการประกอบชิ้นส่วนอิเลคโทรนิคและ semi-conductor ขนาดเล็ก ในบางครั้งก็ เรียกแอลอีดีชนิดนี้ว่า Surface Mounting Device LED หรือ SMD LED
3.แอลอีดีกำลังสูง แอลอีดีกำลังสูง หรือ Hi-power LED เป็น LED ชนิดที่ให้กำลังสูง ให้ความสว่างมาก ต้องการกระแส ขับสูงถึง 100mA บางรุ่นอาจต้องการกระแสขับถึง 1A ดังนั้นการระบายความร้อนสำหรับ LED ชนิดนี้จึงเป็น สิ่งสำคัญ ถ้าระบายความร้อนไม่ดีอาจจะทำให้พังหรือเสียในภายในไม่กี่วินาที แอลอีดีชนิดนี้ส่วนใหญ่จะใช้ทำอุปกรณ์ให้แสงสว่างหรือจะเข้ามาทดแทนหลอดไฟที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย วงจรไฟฟ้า คือ เส้นทางที่กระแสไฟฟ้าไหลจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าผ่านตัวนำไฟฟ้าไปสู่โหลด หรือ เครื่องใช้ไฟฟ้า (หลอดไฟ มอเตอร์ ลำโพง ขดลวดความร้อน กระดิ่งไฟฟ้า) แล้วไหลกลับมาสู่แหล่งกำเนิดไฟฟ้า อีกครั้ง อาจมีสวิตช์ควบคุมเพื่อเปลี่ยนวงจรไฟฟ้าเปิดเป็นวงจรไฟฟ้าปิด ส่วนประกอบ 1. แหล่งกำเนิดไฟฟ้า คือ ตัวจ่ายพลังงานไฟฟ้าในวงจร อาจเป็นเซลล์ไฟฟ้า (Cell) หรือแบตเตอรี่ (Battery) เขียนแทนด้วยเส้นตรงยาวหนึ่งเส้น (ขั้วบวก) ขนานกับเส้นตรงสั้นหนึ่งเส้น (ขั้วลบ) 2. ตัวนำไฟฟ้า คือตัวกลางที่ยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านจากแหล่งกำเนิดไปยังโหลดหรือเครื่องใช้ไฟฟ้า อาจเป็นสายไฟ ขดลวด แผงวงจรไฟฟ้า วัสดุที่เหมาะสมที่จะนำมาทำเป็นตัวนำไฟฟ้าต้องมีความต้านทาน ไฟฟ้าน้อย หรืออีกนัยหนึ่งคือ ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ดีซึ่ง แร่เงิน เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด แต่เนื่องจาก ราคาที่สูงมาก แร่ทองแดงที่นำไฟฟ้าได้ดีรองลงมาจึงเป็นตัวเลือกที่นิยมมากที่สุด ตัวนำไฟฟ้าเขียนแทนด้วย เส้นทึบ 3. โหลด หรืออุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้า คืออุปกรณ์ที่เปลี่ยนกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านให้เป็นพลังงานในรูปอื่น เช่น หลอดไฟเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสง มอเตอร์เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ลำโพง เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นคลื่นเสียง ขดลวดความร้อนเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน กระดิ่งไฟฟ้า เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลแล้วทำให้เกิดคลื่นเสียงอีกทอด เป็นต้น โหลดแต่ละชนิดมีวิธีเขียนต่างกัน ออกไป สำหรับหลอดไฟ (Lamp) มักเขียนแทนด้วยวงกลมมีกากบาทข้างใน ส่วนมอเตอร์ (Motor) นิยมเขียน เป็นวงกลมมีตัวอักษร “M” ด้านใน
กระแสไฟฟ้าจะไหลเป็นวงจรได้ เมื่อตัวนำไฟฟ้าเชื่อมต่อขั้วบวกและขั้วลบของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเข้า ด้วยกัน พลังงานไฟฟ้าจะค่อย ๆ สูญเสียไปในตัวนำไฟฟ้าทีละน้อยแม้ไม่ได้ต่อโหลดเข้ากับวงจร โดยพลังงาน เกิดการสูญเสียไปเพราะตัวนำไฟฟ้ามีความต้านทานไฟฟ้าอยู่ และพลังงานไฟฟ้าที่สูญเสียไปจะเปลี่ยนเป็น พลังงานความร้อนในตัวนำไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กรอบ ๆ ตัวนำนั้น ถ้าเราต่อโหลดเข้ากับวงจรไฟฟ้า อุปกรณ์ไฟฟ้าก็จะทำงานได้ เช่น หลอดไฟสว่าง มอเตอร์หมุน กระดิ่งไฟฟ้าและลำโพงมีเสียงดัง ขดลวดความร้อนมีอุณหภูมิสูงขึ้น (ซึ่งเราสามารถนำขดลวดความร้อนไป ประยุกต์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าได้หลากหลายชนิด เช่น เตาปิ้งย่าง เตาอบ เตารีด หม้อหุงข้าว กระทะไฟฟ้า กาต้ม น้ำไฟฟ้า เครื่องทำน้ำอุ่น) 4. สวิตช์(Switch) คือตัวตัดหรือต่อวงจรไฟฟ้า ทำหน้าที่เหมือนสะพานให้ไฟฟ้าไหลผ่านหรือกั้นทาง ไม่ให้ไฟฟ้าไหลผ่านก็ได้ หากเปิดสวิตช์กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ครบวงจร เรียกว่า “วงจรไฟฟ้าปิด” (Switch Close) เขียนแทนด้วยรูปคล้าย ๆ ประตูปิด ในทางกลับกัน หากปิดสวิตช์กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลผ่านวงจร ได้ เรียกว่า “วงจรไฟฟ้าเปิด” (Switch Open) เขียนแทนด้วยรูปคล้าย ๆ ประตูเปิด ประเภท 1. วงจรปิด หมายถึง วงจรที่มีการไหลของกระแสไฟฟ้าได้ครบวงจร จากแหล่งจ่ายไฟฟ้าผ่านลวด ตัวนำ และเครื่องใช้ไฟฟ้า จนไหลกลับเข้าสู่อีกขั้วของแหล่งจ่ายไฟฟ้า ซึ่งเป็นวงจรที่เครื่องใช้ไฟฟ้าทำงานได้ ตามปกติ 2. วงจรเปิด หมายถึง วงจรไฟฟ้าที่ขาดจากกันด้วยวิธีต่างๆ ทำให้กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลผ่านไป ได้อุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าจะไม่ทำงาน เช่น การปิดสวิตช์ไฟทำให้ไฟดับ
สัญลักษณ์ทางไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้า ความหมายทางไฟฟ้า 1. แรงดันไฟฟ้าหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้า หมายถึง แรงที่ดันให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านความต้านทานของวงจรไปได้ ใช้แทนด้วยตัว E มีหน่วยวัดเป็นโวลต์(V) หรือก็คือความแตกต่างในพลังงานศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดต่อ หน่วยประจุไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดจะมีค่าเท่ากับงานที่ทำต่อหน่วยประจุต้านกับสนามไฟฟ้า คงที่เพื่อเคลื่อนย้ายประจุระหว่างจุดสองจุดและมีการวัดในหน่วยเป็น โวลต์ (จูลต่อคูลอมบ์) 2.กระแสไฟฟ้า (I) เกิดขึ้นจากการไหลของอิเล็กตรอนผ่านวัสดุชนิดหนึ่ง นั่นคือการถ่ายโอนประจุไฟฟ้า อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ถ้าอยู่ในสนามไฟฟ้าซึ่งสร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างสองบริเวณ เพราะฉะนั้น ความต่างศักย์ไฟฟ้าจึงจำเป็นในการทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า วงจรไฟฟ้าเป็นวงจรปิด ซึ่งกระแสไฟฟ้าจะมี หน่วยวัด SI เป็น แอมแปร์ ซึ่งเป็นการไหลของประจุไฟฟ้าที่ไหลข้ามพื้นผิวหนึ่งด้วยอัตราหนึ่ง คูลอมบ์ ต่อ วินาที กระแสไฟฟ้าสามารถวัดได้โดยใช้ แอมป์มิเตอร์อนุภาคที่นำพาประจุถูกเรียกว่า พาหะของประจุ ไฟฟ้า ในโลหะตัวนำไฟฟ้า อิเล็กตรอนจากแต่ละอะตอมจะยึดเหนี่ยวอยู่กับอะตอมอย่างหลวม ๆ และพวก มันสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระอยู่ภายในโลหะนั้นภายใต้สภาวะการณ์หนึ่ง อิเล็กตรอนเหล่านี้เรียกว่า อิเล็กตรอนนำกระแส (conduction electron) พวกมันเป็นพาหะของประจุในโลหะตัวนำนั้นประกอบด้วย แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
3.ความต้านทานไฟฟ้า หมายถึง ตัวที่ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าให้ไหลในจำนวนจำกัด ซึ่ง อยู่ในรูปของ เครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิด เช่น แผ่นลวดความร้อนของเตารีด หม้อหุงข้าว หลอดไฟฟ้า เป็นต้น เครื่องใช้ไฟฟ้า เหล่านี้ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าให้ไหลในจำนวนจำกัด ใช้แทนด้วยตัว R มีหน่วยวัดเป็นโอห์ม (W ) 4.กำลังงานไฟฟ้า หมายถึง อัตราการเปลี่ยนแปลงพลังงาน หรืออัตราการทำงาน ได้จากผลคูณของ แรงดันไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้า ใช้แทนด้วยตัว P มีหน่วยวัดเป็นวัตต์ (W) 5. พลังงานไฟฟ้า หมายถึง กำลังไฟฟ้าที่นำไปใช้ในระยะเวลาหนึ่ง มีหน่วยวัดเป็นวัตต์ชั่วโมง (Wh) หรือยูนิต ใช้แทนด้วยตัว W 6. ไฟฟ้าลัดวงจรหรือไฟฟ้าช็อต หมายถึง การที่ไฟฟ้าไหลผ่านจากสายไฟฟ้าเส้นหนึ่งไปยังอีกเส้นหนึ่ง โดยไม่ ผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลดใดๆ สาเหตุส่วนใหญ่เกิดจากฉนวนของสายไฟฟ้าชำรุด และมาสัมผัสกันจึงมี ความร้อนสูง มีประกายไฟ ทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้ถ้าบริเวณนั้นมีวัสดุไวไฟ 7. ไฟฟ้าดูด หมายถึง การที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกาย ซึ่งจะทำให้เกิดอาการกล้ามเนื้อแข็งเกร็ง หัวใจ ทำงานผิดจังหวะ เต้นอ่อนลงจนหยุดเต้น และเสียชีวิตในที่สุด แต่อย่างไรก็ตามความรุนแรงของอันตรายจะ มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณของกระแส เวลาและเส้นทางที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 8. ไฟฟ้ารั่ว หมายถึง สายไฟฟ้าเส้นที่มีไฟจะไหลไปสู่ส่วนที่เป็นโลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้า ถ้าไม่มีสายดินก็จะทำ ให้ได้รับอันตราย แต่ถ้ามีสายดินก็จะทำให้กระแสไฟฟ้าที่ไหลอยู่นั้นไหลลงดินแทน 9. ไฟฟ้าเกิน หมายถึง การใช้ไฟฟ้าเกินกว่าขนาดของอุปกรณ์ตัดตอนทางไฟฟ้า ทำให้มีการปลดวงจรไฟฟ้า อาการนี้สังเกตได้คือจะเกิดหลังจากที่ได้เปิดใช้ไฟฟ้าสักครู่หรืออาจนานหลายนาทีจึงจะตรวจสอบเจอ ประเภท 1. ไฟฟ้าสถิต (Static electricity หรือ Electrostatic Charges) เกิดจากการนำวัตถุสองชนิดมาขัดสีหรือถูกัน ทำให้ประจุไฟฟ้าที่อยู่ในวัตถุนั้นเกิดการเคลื่อนที่ และวัตถุนั้น สามารถแสดงอำนาจไฟฟ้าได้ 2. ไฟฟ้ากระแส (Current Electricity) เกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำไฟฟ้าจาก แหล่งกำเนิดไฟฟ้าไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้า ไฟฟ้ากระแส แบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ 2.1) ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current = D.C.) เป็นกระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลของ กระแสไฟฟ้าไปทางเดียวกันตลอดเวลา คือจะไหลจากขั้วบวกไปขั้วลบ เช่น กระแสไฟฟ้าจาก แบตเตอรี่ ถ่านไฟฉาย และเซลล์สุริยะ เป็นต้น 2.2) ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current = A.C.) เป็นกระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลของ กระแสไฟฟ้าไหลกลับไปกลับมาอย่างรวดเร็วตลอดเวลาระหว่างขั้วบวกกับขั้วลบ เป็นกระแสไฟฟ้าที่
เราใช้ตามอาคารบ้านเรือน เป็นไฟฟ้าที่เกิดจากการหมุนของไดนาโมกระแสสลับจากเครื่องจักรหรือ แหล่งพลังงานอื่น ๆ เช่น พลังน้ำจากเขื่อน หรือพลังงานลม เป็นต้น การเลือกและการใช้งานหลอดไฟฟ้าอย่างประหยัดและถูกต้องกับการใช้งาน การประหยัดไฟ 1.ควรปิดไฟทุกครั้งเมื่อไม่มีคนอยู่ในห้อง 2. เลือกใช้หลอดไฟที่มีกำลังวัตต์เหมาะสมกับการใช้งาน 3. สำหรับบริเวณที่ต้องการความสว่างมาก ภายในอาคารควรเลือกใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์ ส่วนภายนอก อาคารควรเลือกใช้หลอดไอโซเดียม และหลอดไอปรอท 4.ควรใช้ฝาครอบดวงโคมแบบใสหากไม่มีปัญหาเรื่องแสงจ้า และหมั่นทำความสะอาดอยู่เสมอ 5. พิจารณาใช้โคมไฟตั้งโต๊ะสำหรับงานที่ต้องการแสงสว่างจุดเดียว 6.ควรถอดปลั๊กอุปกรณ์ให้แสงสว่างเมื่อไม่ใช้เป็นเวลานาน 7.ควรเลือกใช้โคมไฟแบบสะท้อนแสงแทนแบบเดิมที่ใช้พลาสติกปิด 8.ควรใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์หรือหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ แทนหลอดไส้ ซึ่งมีคำแนะนำในการใช้ดังนี้ 8.1) หลอดฟลูออเรสเซนต์แบบผอม ขนาด 18 วัตต์ และ 36 วัตต์ มีความสว่างเท่ากับ หลอด 20 วัตต์ และ 40 วัตต์แต่ประหยัดไฟกว่า และสามารถใช้แทนกันได้ โดยไม่ต้องเปลี่ยนบัลลาสต์และสตาร์ทเตอร์ 8.2) หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์มี 2 ชนิด คือ ชนิดมีบัลลาสต์ภายในสามารภใช้แทนหลอดกลมแบบเกลียว ได้ ส่วนหลอดที่มีบัลลาสต์ภายนอก จะมีขาเสียบเพื่อต่อกับตัวบัลลาสต์ที่อยู่ภายนอก 8.3) หลอด LED ใช้พลังงานไฟฟ้าต่ำ และให้แสงสว่างเท่าหลอดไฟแบบฟลูออเรสเซนต์ และหลอดไส้
เทคนิคการเลือกของหลอดไฟให้เหมาะกับการใช้งาน สำหรับประเภทหลอดไฟที่นิยมใช้ในบ้านทุกวันนี้มี 3 ประเภทใหญ่ๆ ได้แก่ หลอดไส้ หลอดไส้เป็นหลอดไฟประเภทที่ใช้หลักการปล่อยพลังงานไฟฟ้าผ่านขดลวดแล้วเปลี่ยนเป็นพลังงาน ความร้อนจัดจนเปล่งแสงออกมา ปัจจุบันมีพัฒนาการโดยบรรจุสารตระกูลฮาโลเจนเพื่อช่วยยืดอายุการใช้งาน หรือที่รู้จักกันในชื่อของหลอดทังสเตนฮาโลเจน หลอดชนิดนี้นิยมใช้เพื่อเน้นบรรยากาศในห้อง หรือบริเวณที่ ต้องการความสว่างเป็นพิเศษ เช่น ใช้ในตู้โชว์ หรือส่องรูปภาพบนผนังให้โดดเด่น เป็นต้น หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ หรือที่รู้จักกันในชื่อหลอดตะเกียบ หลอดไฟประเภทนี้ใช้การส่งผ่านประจุอิเล็คตรอนจากขั้วลบผ่าน สารเรืองแสงที่ใช้เคลือบหลอดไฟไปยังขั้วบวกเพื่อทำให้เกิดแสงสว่าง เป็นหลอดที่นิยมใช้งานเนื่องจากมีอายุ การใช้งานยาวนาน ให้แสงสว่างสูง และประหยัดไฟได้ 75% - 80% ของหลอดไส้ ซึ่งหลอดไฟในบ้านชนิดนี้ สามารถติดตั้งให้แสงสว่างทั่วไปทั้งภายใน และภายนอกอาคาร รวมถึงบริเวณที่ต้องเปิดไฟทิ้งไว้นานๆ เช่น ประตูรั้วหน้าบ้าน หลอดไฟ LED ในบ้าน (Light Emitting Diodes) หลอดประเภทนี้เป็นแสงประดิษฐ์ที่กำลังถูกพูดถึงอย่างกว้างขวาง เพราะเป็นหลอดไฟขนาดเล็กที่ สุดแต่ให้แสงสว่างได้ดี แถมยังไม่แผ่ความร้อนจึงช่วยยืดอายุการใช้งานของหลอดยาวนานขึ้น หลอดไฟในบ้าน ประเภท LED นี้สามารถเปิด-ปิดได้บ่อยครั้งโดยไม่เสื่อมสภาพไปตามจำนวนการกดสวิตช์ นอกจากนี้หลอดไฟ LED ยังไม่มีการปล่อยรังสียูวี ที่สามารถทำร้ายผิว และสายตาของเรา รวมถึงทำ ให้เฟอร์นิเจอร์บางประเภทมีอายุการใช้งานสั้นกว่ากำหนด อีกทั้งหลอดไฟประเภทนี้ยังไม่ปล่อยก๊าซอันตราย อีกด้วย โดยเราสามารถใช้หลอดไฟ LED ได้ในทุกๆ จุดของบ้าน ทั้งในรูปแบบของการให้แสงสว่างทั่วไป และ Lighting Design เพื่อทำให้บ้านมีมิติไม่จำเจ เทคนิคการเลือกสีของหลอดไฟแอลอีดีในบ้าน ให้เหมาะกับการใช้งาน 1. การเลือกหลอดไฟในบ้านจากโทนสีของแสง โทนสีของหลอดไฟ โดยหลักแล้วมีให้เลือก 3 ประเภท หลอดไฟ Warm White การเลือกหลอดไฟในบ้านประเภท Warm White ที่มีอุณหภูมิสีประมาณ 2,500 - 3,300 เคลวิน ให้ แสงในโทนส้ม ทำให้รู้สึกถึงความอบอุ่น ผ่อนคลาย เป็นกันเอง ข้อควรระวังคือ การเลือกหลอดไฟที่ให้แสง Warm White จะทำให้สีที่สะท้อนกลับมาผิดไปไม่ตรงตามความจริงได้ หลอดไฟ Cool White การเลือกหลอดไฟในบ้านประเภท Cool White ที่มีอุณหภูมิสี 4,000 เคลวิน อยู่ระหว่างแบบ Warm White และ Daylight White แสงที่ได้จะเป็นสีค่อนข้างขาว และเป็นสีโทนเย็น ซึ่งมองแล้วให้ความสบายตา หลอดไฟประเภทนี้นิยมใช้กันในร้านค้า เพื่อช่วยให้สีสันของสินค้าดูสดใสกว่าความเป็นจริง
หลอดไฟ Daylight White การเลือกหลอดไฟในบ้านประเภท Daylight White ที่มีอุณหภูมิสี 6,000 - 6,500 เคลวิน โทนสีนี้ถือ เป็นสีมาตรฐานที่นิยมใช้มากที่สุด เพราะให้สีใกล้เคียงกับแสงอาทิตย์ จึงไม่ทำให้สีของวัตถุที่สะท้อนกลับมา ผิดเพี้ยน แสง Daylight White ยังสามารถใช้ได้กับทุกที่ที่ต้องการความสว่างสดใส ถ้าหากเลือกไปใช้เป็น หลอดไฟในบ้าน ความสว่างสดในของโทนแสงจะสามารถช่วยกระตุ้นร่างกายให้รู้สึกสดชื่น กระปรี้กระเปร่าได้ มากยิ่งขึ้น
บทที่ 3 ขั้นตอนการดําเนินงาน ทางกลุ่มได้ดำเนินการทำโครงงาน “หลอดไฟแบบไส้” ดังต่อไปนี้ ขั้นตอนการดำเนินงาน 1. ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับลักษณะหรือรายละเอียดเบื้องต้นเกี่ยวกับการทำงานของหลอดไฟแบบไส้ 2. ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการไหลของไฟฟ้า 3. ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการทำหลอดไฟแบบไส้ 4. ทำความเข้าใจเกี่ยวกับข้อมูลที่ศึกษาโดยสรุป 5. วางเค้าโครงของโครงงาน 6. เริ่มทำการศึกษาค้นคว้าอิสระ เรื่อง “หลอดไฟแบบไส้” ปฏิทินการดำเนินงาน ลำดับที่ รายการ ระยะเวลา หมายเหตุ 1 ศึกษาวิธีการดำเนินการโครงงานอาชีพ 9 พฤษภาคม 2565 2 เสนอหัวข้อโครงงานคุณครูที่ปรึกษา 18 พฤษภาคม 2565 3 วางเค้าโครงของโครงงาน 21 พฤษภาคม 2565 4 วางแผนการดำเนินงาน 21 พฤษภาคม 2565 5 ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับการทำงาน ของหลอดไฟแบบไส้และการไหลของ ไฟฟ้า 24 พฤษภาคม 2565 6 ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการทำ หลอดไฟแบบไส้ 24 พฤษภาคม 2565 7 เริ่มทำการศึกษาค้นคว้าอิสระ 30 พฤษภาคม 2565 8 เขียนรายงาน 10 มิถุนายน 2565 9 นำเสนอผลงานต่อคุณครูที่ปรึกษา 22 มิถุนายน 2565
วัสดุและอุปกรณ์ 1. ถ่านไฟฉาย หรือแบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์(ถ้าเป็น ถ่านไฟฉายขนาด pp3 ใช้ 1 ก้อน ส่วนขนาด C ใช้ ประมาณ 2-3 ก้อนโดยในที่นี้จะเป็นถ่านไฟฉายขนาด C) 2. โหลแก้ว 3. คลิปปากจระเข้ทั้งสองข้าง แก้วกระดาษ 1 ใบ 4. แก้วกระดาษ 1 ใบ 5. ไส้ดินสอ (แกรไฟต์) 6. ไส้ทังสเตน 7. สปริงเหล็กจากปากกา
วิธีการทำ 1. เจาะรูตรงก้นแก้วกระดาษ นำคลิปปากจระเข้สอดผ่าน รูบนแก้วกระดาษ 2. ใช้คลิปปากจระเข้หนีบตรงไส้หลอดที่เรา ต้องการจะทดลอง 3. แผ่นกระดาษมาทำเป็นที่ใส่ถ่านไฟฉาย ขนาด C โดยต่อเป็นแบบอนุกรม 5. นำคลิปปากจระเข้อีกด้านต่อเข้ากับ แบตเตอรี่ทั้งขั้วบวกและขั้วลบ 4. นำแก้วกระดาษไปปิดฝาจุกโหลแก้วโดยให้ไส้หลอดอยู่ ข้างในโหลแก้ว 6. สังเกตความสว่างของแสงสว่างในโหลแก้วและอายุการใช้ งานของไส้หลอด 7. เมื่อสังเกตและบันทึกผลเสร็จก็ให้ดึงแก้วกระดาษออกมา และปล่อยคลิปปากจระเข้ออกจากทั้งไส้หลอด (ถ้ายังเหลืออยู่) และขั้วของถ่านไฟฉาย จากนั้นให้ทำตามวิธีที่ 2 - 4 - 5 – 6 ตามลำดับ หากต้องการที่จะ ทดลองกับไส้หลอดชนิดอื่น
บทที่ 4 ผลการดำเนินงาน จากการค้นคว้าอิสระเรื่อง “หลอดไฟแบบไส้” คณะผู้จัดทำได้จัดทำโครงงานให้เป็นไปตามหลักทฤษฎี และปลอดภัยต่อตัวผู้ทดลองหรือนักเรียนเองมากที่สุด จึงได้มีการใช้ไส้หลอดมากกว่า 1 ประเภท เพื่อศึกษาผล ที่จะเกิดขึ้นในเบื้องต้นก่อนที่จะลองใช้โลหะจริง โดยใช้ไส้ดินสอ (อโลหะ) เพื่อศึกษาผลที่จะเกิดขึ้นในเบื้องต้น และจึงนำโลหะประเภทอื่น ๆ มาใช้ทดลองทำจริง เช่น สปริงเหล็กจากปากกา เป็นต้น ซึ่งในการทำโครงงานนี้ ก็ได้มีการใช้ทักษะทั้งในด้านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์การทำงานเป็นกลุ่ม และการคิดอย่างเป็นระบบ เพื่อการทำโครงงานนั้นรัดกุม รอบคอบและเป็นขั้นเป็นตอน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ของโครงงานซึ่งก็คือความสว่าง ของหลอดไฟให้สว่างได้นานและสว่างมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ทางคณะผู้จัดทำและศึกษาโครงงานจึงได้นำไส้ หลอดมาทดลองทั้งหมด 2 ประเภท ดังนี้ 1. ไส้ดินสอ 2. สปริงเหล็กจากปากกา ไส้ดินสอ สปริงเหล็กจากปากกา
บทที่ 5 สรุปผลงาน ปัญหาอุปสรรคและข้อเสนอแนะ สรุปผล จากการศึกษาและค้นคว้าอิสระเรื่อง “หลอดไฟแบบไส้” คณะผู้จัดทำได้นำไส้หลอดมาใช้ในการ ทดลองทั้งหมด 2 ประเภท ได้แก่ ไส้ดินสอและสปริงเหล็กจากปากกา โดยใช้ไส้ดินสอ (อโลหะ) เพื่อศึกษาผลที่ จะเกิดขึ้นในเบื้องต้นเนื่องจากความต้านทานไฟฟ้าของไส้ดินสอนั้นไม่สูงทำให้ความร้อนที่เกิดขึ้นไม่สูงด้วย จากนั้นจึงนำโลหะประเภทอื่น ๆ ซึ่งก็คือสปริงเหล็กจากปากกา มาใช้ทดลองทำจริงเพื่อให้เกิดอันตรายแก่ผู้ ทดลองให้น้อยที่สุด ในการทดลองทำหลอดไฟแบบไส้นั้น คณะผู้จัดทำได้พยายามหาหรือใช้วัสดุที่ใช้ในการทำไส้หลอดที่มี ความต้านทานไฟฟ้าและทนความร้อนสูง นอกจากนี้ก็ควรจะหาวัสดุได้ง่าย เนื่องจากต้องการให้หลอดไฟสว่าง นานและมากกว่าการใช้ไส้หลอดที่เป็นไส้ดินสอ และผลจากการทดลองก็พบว่าไส้หลอดที่เป็นสปริงเหล็กจาก ปากกานั้นมีความสว่างนานกว่าไส้หลอดที่เป็นไส้ดินสอ ประโยชน์ที่ได้รับ 1. ได้ความรู้เกี่ยวกับวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย 2. ได้นำความรู้ไปใช้ต่อยอดในการประกอบอาชีพ 3. มีความรู้เกี่ยวกับกระแสไฟฟ้า 4. สามารถนำความรู้ที่ได้จากการทำโครงงานไปใช้ต่อยอดทำโครงงานประเภทอื่นที่ใช้ความรู้ เกี่ยวข้องกันได้ ปัญหาและอุปสรรค 1. การที่ไส้หลอดยังคงสัมผัสกับอากาศอยู่ ก็จะทำให้อายุการใช้งานของไส้หลอดนั้นสั้นและสว่าง น้อยลงไปด้วย เนื่องจากความร้อนที่เกิดขึ้นส่วนหนึ่งถูกพาไปกับอากาศ 2. ไส้หลอดที่กำลังร้อนไปสัมผัสกับสายไฟทำให้สายไฟเสีย 3. ของที่ต้องใช้ในการทดลองบางอย่างนั้นหาไม่ได้ในทั่วไป 4. กำลังไฟฟ้าที่ให้กับไส้หลอดในบางครั้งนั้นก็มากเกินไปทำให้ไส้หลอดร้อนเร็วและขาดไวเกินไป ข้อเสนอแนะ สำหรับผู้ที่สนใจจะศึกษาเกี่ยวกับโครงงานหลอดไฟแบบไส้อาจนำความรู้เรื่องนี้ไปศึกษาเพิ่มเติมและ นําเอาไปประยุกต์ใช้ทำหลอดไฟหรือใช้ไส้หลอดแบบอื่นในการทำ หรือพัฒนาให้ดีขึ้นเพื่อนำไปใช้ในเชิง พาณิชย์ และการทำโครงงานวิทยาศาสตร์ประเภทต่าง ๆ เป็นต้น
บรรณานุกรม th.wikipedia.org/wiki/หลอดไส้ร้อนแบบธรรมดา th.wikipedia.org/wiki/หลอดแฮโลเจน th.wikipedia.org/wiki/หลอดนีออน th.wikipedia.org/wiki/หลอดฟลูออเรสเซนต์ th.wikipedia.org/wiki/แบล็กไลต์ th.wikipedia.org/wiki/ไดโอดเปล่งแสง th.wikipedia.org/wiki/ไฟฟ้า th.wikipedia.org/wiki/กระแสไฟฟ้า trueplookpanya.com/knowledge/content/64766 trueplookpanya.com/blog/content/86219/-blog-blotrueplookpanya.com/learning/detail/33109 siamchemi.com/หลอดฟลูออเรสเซนต์/ kachathailand.com/articles/หลอดไฟ-มีกี่ประเภท-ใช้งา/ sites.google.com/site/hlxdfifa01/home/hlxd-si-rxn-baeb-thrrmda sites.google.com/site/fifathangfisiks/pracui/kra-sae-fif sites.google.com/site/panruthai49130/thomas-edison/hlxd-fifa lightworddesign.org/หลอดไฟแบบไส้/ nirvanadaii.com/th/blog/วิธีเลือกไฟให้เหมาะกับการใช้งาน lighting.philips.co.th/consumer/halogen-light-bulbs rmutphysics.com/charud/scibook/electric1/Elcetric_current.htm tuemaster.com/blog/วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย/ oknation.net/blog/22313/2007/11/25/entry-2 wazzadu.com/article/5312