โลกของไฟฟ้า

โลกของไฟฟ้า

คำนำ

หนังสือเรื่อง โลกของไฟฟ้า
จัดทำขึ้นเพื่อศึกษาเกี่ยวกับ
ไฟฟ้า ความเป็นมา ประวัติ
หรือสิ่งต่างๆในชีวิตประจำวันที่
ต้องอาศัยการทำงานของ
ไฟฟ้า โดยหนังสือเล่มนี้สร้าง
ขึ้นเพื่อนำสาระเกี่ยวกับไฟฟ้า
ให้ผู้อ่านได้รับรู้

สาระบัญ 1
2
ความหมาย 8
ประวัติ
ประเภท

ความหมาย

ไฟฟ้า เป็นแขนงหนึ่งของวิชาฟิสิกส์ มีที่มาจากภาษากรีกซึ่งใน
สมัยนั้นหมายถึงผลจากสิ่งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ และการไหล
ของประจุไฟฟ้า เช่นเดียวกันกับอำนาจดึงดูดของแม่เหล็ก ซึ่งมี
ปฏิกิริยากระทำต่อกันและกัน สิ่งนี้รู้จักกันในนามวิชาว่าด้วยแม่
เหล็กไฟฟ้า ไฟฟ้ามีหลากหลายสาขาย่อย อาทิเช่น ศักย์ไฟฟ้า ว่า
ด้วยเรื่องของค่าแรงดึงดูดในแต่ละงานต่างๆ มีหน่วยเป็นโวลต์
ไฟฟ้ากระแส ว่าด้วยการเคลื่อนไหวของการไหลในกระแสไฟฟ้า มี
หน่วยเป็นแอมแปร์ สนามไฟฟ้าไฟฟ้า ว่าด้วยผลที่เกิดขึ้นจาก
กระแสไฟฟ้าที่พยายามออกแรงเปลี่ยนแปลงสิ่งที่อยู่ใกล้เคียง
พลังงานไฟฟ้า ว่าด้วยพลังงานที่มีโดยเกิดจากกระแสไฟฟ้าที่
กระทำต่อสื่อไฟฟ้าต่างๆ ไฟฟ้ากำลัง ว่าด้วยขนาดของพลังงาน
ไฟฟ้าที่ไปทำการเปลี่ยนแปลงหรือมาจากพลังงานอื่นๆ เช่น แสง
, ความร้อนหรือพลังงานของเครื่องกล ประจุไฟฟ้า ว่าด้วยการ
อนุรักษ์ทรัพยากรดั้งเดิมของส่วนที่เล็กกว่าอะตอม ซึ่งเป็นตัวที่มี
แรงดึงดูดซึ่งกันและกัน

1

ประวัติ

นานก่อนที่จะมีความรู้ใด ๆ ด้านไฟฟ้า ผู้คนได้ตระหนักถึงการก
ระตุกของ ปลาไฟฟ้า ในสมัย อียิปต์โบราณ พบข้อความที่จารึก
ในช่วงประมาณ 2750 ปีก่อนคริสต์ศักราช ได้พูดถึงปลาเหล่านี้
ว่าเป็น "สายฟ้าแห่ง แม่น้ำไนล์ " และพรรณนาว่าพวกมันเป็น "ผู้
พิทักษ์" ของปลาอื่น ๆ ทั้งมวล ปลาไฟฟ้ายังถูกบันทึกอีกครั้งใน
ช่วงพันปีต่อมาโดย กรีกโบราณ , ชาวโรมัน และ นักธรรมชาติ
วิทยาชาวอาหรับ และ แพทย์มุสลิม นักเขียนโบราณหลายคน เช่น
PLINY THE ELDER และ SCRIBONIUS LARGUS ได้
พิสูจน์ให้เห็นถึงอาการชาจาก ไฟฟ้าช็อค ที่เกิดจาก ปลาดุกไฟฟ้า
และ ปลากระเบนไฟฟ้า และยังรู้อีกว่าการช็อคเช่นนั้น สามารถ
เดินทางไปตามวัตถุที่นำไฟฟ้า ผู้ป่วย ที่ต้องทนทุกข์ทรมาณจาก
การเจ็บป่วยเช่นเป็น โรคเกาต์ หรือ ปวดหัว จะถูกส่งไปสัมผัสกับ
ปลาไฟฟ้าซึ่งหวังว่าการกระตุกอย่างมีพลังอาจรักษาพวกเขาได้
เป็นไปได้ว่าวิธีการที่เก่าแก่ที่สุดและใกล้ที่สุดในการค้นพบตัวตน
ของ ฟ้าผ่า และไฟฟ้าจากแหล่งที่มาอื่น ๆ ควรที่จะอุทิศให้กับชาว
อาหรับ ผู้ที่ก่อนศตวรรษที่ 15 พวกเขามีคำ ภาษาอารบิก สำหรับ
ฟ้าผ่าว่า RAAD ที่หมายถึง ปลากระเบนไฟฟ้า

2

วัฒนธรรมโบราณรอบ ๆ ทะเลเมดิเตอร์เรเนียนจะรู้จักวัตถุบาง
อย่าง เช่นแท่งอำพัน เมื่อนำมาขัดถูกับขนแมว มันสามารถดึงดูด
วัตถุที่เบาเช่นขนนก เธลีสแห่งมิเลทัสได้ทำข้อสังเกตหลายอย่าง
เกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตราว 600 ปีก่อนคริสตกาล จากข้อสังเกตเหล่า
นั้นเขาเชื่อว่าการเสียดสีทำให้เกิดแม่เหล็กบนอัมพัน ซึ่งต่างกับ
สินแร่อื่นเช่นแมกนีไทต์ที่ไม่ต้องขัดถู เธลีสผิดที่เชื่อว่าการดึงดูด
เกิดจากแม่เหล็ก แต่วิทยาศาสตร์ต่อมาจะพิสูจน์ความเชื่อมโยง
ระหว่างแม่เหล็กและไฟฟ้า ตามทฤษฎีที่ขัดแย้งกัน ชาวพาเทียน
อาจมีความรู้เกี่ยวกับการชุบด้วยไฟฟ้ามาก่อน เมื่ออ้างถึงการค้น
พบแบตเตอรี่แบกแดดที่คล้ายคลึงกับเซลล์กัลวานีในปี ค.ศ.
1936 แม้จะยังไม่แน่นอนว่าสิ่งประดิษฐ์ที่ได้จะเป็นไฟฟ้าใน
ธรรมชาติหรือไม่
ไฟฟ้ายังเป็นเพียงความอยากรู้อยากเห็นทางปัญญาเป็นเวลานับ
พันปี กระทั่งทศวรรษที่ 1600 เมื่อวิลเลียม กิลเบิร์ตนัก
วิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ทำการศึกษาเรื่องแม่เหล็กและไฟฟ้า
อย่างจริงจัง เขาได้แยกความแตกต่างของผลกระทบจากแร่แแม่
เหล็กออกจากไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการขัดสีแท่งอำพัน[6] เขา
บัญญัติศัพท์คำภาษาละตินใหม่ว่า "ELECTRICUS" ("ของ
อำพัน" หรือ "เหมือนอัมพัน" จาก ἬΛΕΚΤΡΟΝ หรือ
ELEKTRON คำกรีกโบราณสำหรับ "อัมพัน") เพื่อหมายถึง
คุณสมบัติในการดึงดูดวัตถุเล็กๆหลังการขัดสี

3

การผสมกันนี้ทำให้เกิดคำในภาษาอังกฤษว่า "ELECTRIC" และ
"ELECTRICITY" ซึ่งปรากฏขึ้นครั้งแรกในสิ่งพิมพ์
PSEUDODOXIA EPIDEMICA ของโธมัส บราวน์ เมื่อปี ค.ศ.
1646
ผลงานชิ้นต่อมาดำเนินการโดยอ็อตโต ฟอน เกียริก, โรเบิร์ต บอ
ยล์, สตีเฟน เกรย์ และชาร์ล เอฟ. ดู เฟย์ ในคริสต์ศตวรรษที่ 18
เบนจามิน แฟรงคลิน ทำการวิจัยเรื่องไฟฟ้าอย่างกว้างขวาง เขา
ขายทรัพย์สมบัติที่มีเพื่อเป็นทุนวิจัย ในเดือนมิถุนายน ค.ศ.
1752 เขามีชื่อเสียงจากการติดลูกกุญแจโลหะไว้ที่หางของเชือก
ว่าวที่เปียกชื้น แล้วปล่อยลอยขึ้นฟ้าในวันที่มีลมพายุรุนแรง
ประกายไฟที่กระโดดอย่างต่อเนื่องจากลูกกุญแจไปยังหลังมือ
ของเขาได้แสดงให้เห็นว่าฟ้าผ่าคือไฟฟ้าในธรรมชาติอย่างแท้จริง
เขายังได้อธิบายถึงพฤฒิกรรมที่ผิดปกติและขัดแย้งกันเองที่
ปรากฏอีกด้วย เกี่ยวกับโถเลย์เดนที่ใช้เป็นอุปกรณ์สำหรับเก็บ
ประจุไฟฟ้าปริมาณมากในรูปของไฟฟ้าที่ประกอบด้วยทั้งประจุ
บวกและประจุลบ
ในปีค.ศ. 1791 ลุยจิ กัลวานีได้ตีพิมพ์การค้นพบแม่เหล็กไฟฟ้า
ชีวภาพของเขาที่แสดงให้เห็นว่าไฟฟ้าเป็นตัวกลางที่ผ่าน
สัญญาณจากเซลล์ประสาทไปสู่กล้ามเนื้อ

4

แบตเตอรี่ของอาเลสซานโดร โวลตา หรือเซลล์ซ้อนของโวลตาใน
คริสต์ทศวรรษ 1800 ที่ทำจากชั้นที่สลับซ้อนกันของสังกะสีและ
ทองแดง เป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ให้กับเหล่านัก
วิทยาศาสตร์มากกว่าเครื่องจักรไฟฟ้าสถิต (อังกฤษ:
Electrostatic machine) ที่เคยใช้กันอยู่ก่อนหน้านี้ การยอมรับ
ในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า ถึงความเป็นหนึ่งเดียวของปรากฏการณ์
ไฟฟ้าและแม่เหล็กเป็นผลงานของ ฮันส์ คริสเทียน เออสเตดและ
อังเดร มารี แอมแปร์ในปี 1819-1820, ไมเคิล ฟาราเดย์ได้
ประดิษฐ์มอเตอร์ไฟฟ้าในปีค.ศ. 1821 และจอร์จ ไซมอน โอห์มได้
ใช้คณิตศาสตร์วิเคราะห์วงจรไฟฟ้าในปีค.ศ. 1827 ไฟฟ้าและแม่
เหล็ก (และแสงสว่าง) ถูกเชื่อมกันในทางนิยามโดยเจมส์ เคริก
แมกซเวลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากผลงาน "บนเส้นกายภาพของ
แรง" ของเขาในปี 1861 และปี 1862

ในตอนต้นศตววรษที่ 19 มีความเจริญรุดหน้าด้าน
วิทยาศาสตร์เกี่ยวกับไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว ขณะที่ตอนปลายศ
ตววรษที่ 19 จะเห็นความก้าวหน้าด้าน วิศวกรรมไฟฟ้า อย่าง
มหาศาล จากผลงานของบุคคล เช่น อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม
เบลล์ , อ็อตโต บลาธี , โทมัส อัลวา เอดิสัน , Galileo
Ferraris , Oliver Heaviside , Ányos Jedlik , วิลเลียม
ทอมสัน บารอนเคลวินที่ 1 , ชาลส์ แอลเกอร์นอน พาร์ซันส์ ,
เวอร์เนอร์ ฟอน ซีเมนส์ , โจเซฟ สวอน , นิโคลา เทสลา และ
จอร์จ เวสติงเฮาส์

5

ไฟฟ้าได้เปลี่ยนจากความอยากรู้อยากเห็นทางวิทยาศาสตร์ มา
เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับชีวิตสมัยใหม่ และกลายเป็นแรงขับ
เคลื่ อนของการปฏิวัติอุ ตสาหกรรมครั้งที่สอง

ในปี 1887 ไฮน์ริช เฮิร์ตซ์ :843–844 ค้นพบว่า ขั้วไฟฟ้า ที่
เรืองแสงด้วยรังสีอุลตร้าไวโอเลตจะสร้าง ประกายไฟฟ้า ได้ง่าย
มาก ในปี 1905 อัลเบิรต ไอน์สไตน์ ได้ตีพิมพ์เอกสารที่อธิบาย
ข้อมูลการทดลองจาก ผลกระทบโฟโตอิเล็กตริก เมื่อการเป็น
ผลลัพธ์ของพลังงานแสงที่กำลังถูกนำส่งในแพกเกตที่แปลง
เป็นปริมาณที่ไม่ต่อเนื่อง เป็นการใส่พลังงานให้กับอิเล็กตรอน
การค้นพบนี้นำไปสู่การปฏิวัติ ควอนตัม ไอน์สไตน์ได้รับ รางวัล
โนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปี 1921 สำหรับ "การค้นพบกฎของผลกระ
ทบโฟโตอิเล็กตริก" ผลกระทบโฟโตอิเล็กตริกยังถูกใช้ใน โฟโต
เซลล์ อย่างที่สามารถพบได้ใน เซลล์แสงอาทิตย์ อีกด้วยและ
เซลล์นี้มักจะถูกใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าเพื่อการพานิชย์

อุปกรณ์โซลิดสเตต ตัวแรกเป็น " ตัวตรวจจับแบบหนวดแมว
" มันถูกใช้เป็นครั้งแรกในทศวรรษที่ 1900 ในเครื่องรับวิทยุ
ลวดคล้ายหนวดแมวจะถูกวางเบา ๆ ในการสัมผัสกับผลึก
ของแข็ง (เช่นผลึกเจอร์เมเนียม) เพื่อที่จะตรวจจับสัญญาณ
วิทยุ จากผลกระทบจุดสัมผัสที่รอยต่อ

6

ในชิ้นส่วนโซลิดสเตต กระแสจะถูกกักขังอยู่ในชิ้นส่วนที่เป็น
ของแข็งและสารประกอบที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อสวิตช์และ
ขยายมัน การไหลของกระแสสามารถเข้าใจได้ในสองรูปแบบ:
แบบแรกเป็นอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ และแบบที่สองเป็นพร่อง
อิเล็กตรอนที่มีประจุบวกที่เรียกว่าโฮล ประจุและโฮลเหล่านี้
สามารถเข้าใจได้ในแง่ของควอนตัมฟิสิกส์ วัสดุที่ใช้สร้างส่วน
ใหญ่มักจะเป็นสารกึ่งตัวนำที่เป็นผลึก

การประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ในปี 1947 ทำให้อุปกรณ์โซลิดส
เตตเริ่มมีการใช้แพร่หลาย ในทศวรรษที่ 1950 และ 1960 ใน
ช่วงการเปลี่ยนผ่านจากหลอดสูญญากาศไปเป็น ไดโอด สารกึ่ง
ตัวนำ, ทรานซิสเตอร์ , วงจรรวม (IC) และ ไดโอดเปล่งแสง
(LED) ปัจจุบันอุปกรณ์โซลิดสเตตที่พบบ่อยได้แก่
ทรานซิสเตอร์ , ชิป ไมโครโปรเซสเซอร์ และหน่วยความจำแรม
(RAM) ชนิดพิเศษที่เรียกว่า แฟลชแรม ซึ่งถูกใช้ใน USB แฟลช
ไดรฟ์ และเมื่อเร็วๆนี้ โซลิดสเตตไดรฟ์ ได้เข้ามาแทนที่จานแม่
เหล็กฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์แบบหมุนด้วยกลไก

7

ประเภทของไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้า เป็นคุณสมบัติของบางอนุภาคย่อยของอะตอม
ที่กำหนดปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของพวกมัน สสารที่มี
ประจุไฟฟ้าจะอยู่ภายใต้อิทธิพล และสร้างสนามแม่เหล็ก
ไฟฟ้า ประจุไฟฟ้าอาจเป็นบวกหรือเป็นลบ

สนามไฟฟ้า ว่าด้วยกลุ่มประจุที่ถูกล้อมรอบด้วยสนามไฟฟ้า
หนึ่ง สนามไฟฟ้าจะสร้างแรงหนึ่งขึ้นบนประจุอื่น ๆ การ
เปลี่ยนแปลงของสนามไฟฟ้าจะเดินทางด้วยความเร็วแสง

ศักย์ไฟฟ้า เป็นความจุของสนามไฟฟ้าหนึ่งที่จะทำงานบน
ประจุไฟฟ้า ปกติมีหน่วยเป็น โวลต์

กระแสไฟฟ้า ว่าด้วยการเคลื่อนไหวหรือการไหลของอนุภาค
ที่มีประจุไฟฟ้า ทั่วไปมีหน่วยเป็นแอมแปร์

พลังงานไฟฟ้า เป็นพลังงานที่ได้จากพลังงานศักย์หรือ
พลังงานจลน์ ไฟฟ้าเมื่อถูกใช้อย่างหลวม ๆ จะใช้เพื่ออธิบาย
พลังงานที่ถูกดูดซับหรือถูกนำส่งโดยวงจรไฟฟ้าหนึ่ง (ยก
ตัวอย่างเช่นพลังงานที่จัดหามาให้จากโรงไฟฟ้า)

8

แม่เหล็กไฟฟ้า : กลุ่มประจุที่กำลังเคลื่อนที่จะสร้างสนามแม่
เหล็กขึ้นมาขนาดหนึ่ง กระแสไฟฟ้าก็สร้างสนามแม่เหล็ก
และสนามแม่เหล็กที่กำลังเปลี่ยนแปลงก็สร้างกระแสไฟฟ้า
ใน วิศวกรรมไฟฟ้า คำว่าไฟฟ้าหมายถึง:

กำลังไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกใชัเพื่อให้กำลังงานกับ
อุปกรณ์ไฟฟ้า กำลังไฟฟ้าเป็นอัตราที่พลังงานไฟฟ้าที่ถูก
ถ่ายโอนไปยังวงจรไฟฟ้า มีหน่วย SI เป็นวัตต์ซึ่งเท่ากับหนึ่ง
จูลต่อวินาที

อิเล็กทรอนิกส์ เกี่ยวข้องกับวงจรไฟฟ้าที่ใช้ชิ้นส่วนที่แอค
ทีฟเช่นหลอดสูญญากาศ, ทรานซิสเตอร์, ไดโอดและวงจร
รวม และเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่ใช้ในการเชื่อมต่อถึงกันแบบ
พาสซีฟที่เกี่ยวข้อง

วิศวกรรมกำลังไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า วิศวกรรมระบบไฟฟ้า
เป็นสาขาย่อยของวิศวกรรมพลังงานและวิศวกรรมไฟฟ้าที่
เกี่ยวข้องกับการผลิตไฟฟ้า, การส่งกำลังไฟฟ้า, การกระจา
ยกำลังไฟฟ้า, การใช้ให้เป็นประโยชน์ (อังกฤษ: utilization)
และอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับระบบดังกล่าว

9

ไฟฟ้าสถิต ( Static Electricity ) คือ ไฟฟ้าที่ได้จากการ
เสียดสี เมื่อนำเอาวัตถุบางอย่างมาถูกันจะทำให้เกิดพลังงาน
ขึ้น เช่น การนำเอาแท่งยางแข็งถูกับผ้าสักหลาด หรือ
พลังงานที่เกิดขึ้นจะถูกเรียกว่า ประจุไฟฟ้าสถิต เมื่อเกิด
ประจุไฟฟ้าแล้ว วัตถุนั้นจะเก็บประจุไฟฟ้าไว้ภายใน และจะ
ถ่ายเทไปจนหมด หากเป็นวัตถุที่ต่อลงจะยิ่งทำให้คายประจุ
ได้อย่างรวดเร็ว และในวันที่มีอากาศแห้งก็จะทำให้เกิด
ประจุไฟฟ้าได้มากกว่าปกติ ซึ่งทำให้สามารถดูดวัตถุจากระยะ
ทางไกล ๆ ได้ดี โดยประจุที่เกิดขึ้นจะมีอยู่ด้วยกัน 2 ชนิด คือ
ประจุบวกและประจุลบ ซึ่งจะมีคุณสมบัติคือ ประจุไฟฟ้าชนิด
เดียวกันจะผลักกัน ประจุไฟฟ้าต่างชนิดกันจะดูดกัน

ไฟฟ้ากระแส ( Current Electricity ) คือ การไหลของ
อิเล็กตรอนภายในตัวนำไฟฟ้าจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง เช่น
ไหลจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าไปสู่แหล่งที่ต้องการใช้กระแส
ไฟฟ้า หรือการไหลผ่านลวด จะมีความต้านทานสูงและก่อให้
เกิดความร้อน ซึ่งจะนำหลักการเหล่านี้ใช้กับการผลิต
อุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น เตาหุงต้ม เตารีดไฟฟ้า เป็นต้น และหาก
กระแสไฟฟ้าไหลผ่านสารประกอบทางเคมีจะเกิดการแยก
ของธาตุขึ้น ซึ่งหลักการนี้นำมาใช้กับการชุบโลหะ โครเมียม
นิกเกิล ทองแดง ทอง และใช้ในการเตรียมก๊าซ เป็นต้น ซึ่ง
ไฟฟ้ากระแสนั้นจะถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

10

ไฟฟ้ากระแสตรง ( Direct Current หรือ D.C. ) เป็นไฟฟ้า
ที่มีทิศทางการไหลไปในทิศทางเดียวตลอดระยะเวลาภายใน
วงจร และมีค่าแรงดันหรือแรงเคลื่อนเป็นบวกอยู่เสมอ อีก
ทั้งยังสามารถเก็บประจุไว้ในเซลล์หรือแบตเตอรี่ได้ เช่นนี้
ถ่าน – ไฟฉาย ไดนาโม ดีซี เยนเนอเรเตอร์ เป็นต้น
ไฟฟ้ากระแสสลับ ( Alternating Current หรือ A.C. ) เป็น
ไฟฟ้าที่มีการไหลกลับไป กลับมาภายในวงจร ขนาดของ
กระแสและแรงดัน จะไม่คงที่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ คือ
กระแสจะไหลไปทางหนึ่งก่อน ต่อมาก็จะไหลสวนกลับแล้วก็
เริ่มไหลเหมือนครั้งแรก ซึ่งทำให้สามารถส่งกระแสไปในระยะ
ไกลได้ดี และสามารถแปลงแรงดันให้สูงขึ้นหรือต่ำลงได้ตาม
ต้องการโดยการใช้หม้อแปลง (Transformer)

11

บรรณานุกรม

https://th.wikipedia.org/wiki
https://sites.google.com/view/koi-kittiya
https://sites.google.com/site/fifaxilek/prawati-fifa

ด.ช.ธนวัจน์ จันทรี 2/7 6ก