พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง

ทัศนวรรณ ขันทอง ตําแหนง ครู วิทยฐานะ ครูชํานาญการพิเศษ โรงเรียนโนนกลางวิทยาคม อําเภอพิบูลมังสาหาร จังหวัดอุบลราชธานี องคการบริหารสวนจังหวัดอุบลราชธานี ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟากระแสตรง ชุดกิจกรรมการเรียนรู หนวยการเรียนรูที่ 2 เรื่อง ไฟฟากระแส วิชา ฟสิกส 4 รหัสวิชา ว30204 ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 6

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรกระแสไฟฟ้า ก ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 เรื่อง ไฟฟ้ากระแส จัดทำขึ้นเพื่อให้ผู้เรียนได้ฝึกฝนทักษะการแก้ปัญหาโจทย์ปัญหารูปแบบต่างๆ อย่างเป็นระบบ โดยมุ่งเน้นให้ผู้เรียนสามารถทำความเข้าใจโจทย์ปัญหา วิเคราะห์โจทย์ปัญหา เชื่อมโยงความรู้ในการแก้โจทย์ปัญหา ดำเนินการ แก้ปัญหา และตรวจสอบผลของการแก้โจทย์ปัญหา และนำความรู้ในการแก้โจทย์ ปัญหาไปประยุกต์ใช้กับปัญหาอื่นๆ ในชีวิตประจำวันที่พบเจอ และเพื่อ พัฒนาการเรียนรู้วิชาฟิสิกส์ 4 (ว30204) สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ซึ่งมีเนื้อหาของชุดการเรียนรู้ จำนวน 6 ชุด ดังนี้ ชุดที่ 1 กระแสไฟฟ้า ชุดที่ 2 กฎของโอห์มและความต้านทาน ชุดที่ 3 การต่อตัวต้านทาน ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรกระแสไฟฟ้าตรง ชุดที่ 5 แบตเตอรี่และกระแสเบื้องต้น ชุดที่ 6 พลังงานไฟฟ้าจากพลังงานทดแทน สำหรับชุดกิจกรรมการเรียนรู้ หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 เรื่อง ไฟฟ้า กระแส เป็นชุดที่ 4 พลังงานในวงจรกระแสไฟฟ้าตรง ประกอบด้วย รายละเอียดชุดกิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นตอนการศึกษา คำแนะนำการใช้ชุด กิจกรรมการเรียนรู้สำหรับครู คำแนะนำการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สำหรับ นักเรียน ผลการเรียนรู้ จุดประสงค์การเรียนรู้ สาระสำคัญ แบบทดสอบก่อน เรียน ใบความรู้ ใบงาน แบบทดสอบหลังเรียน เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน และหลังเรียน เฉลยใบงาน ผู้จัดทำหวังเป็นอย่างยิ่งว่าชุดกิจกรรมการเรียนรู้นี้ จะเป็นประโยชน์ต่อ การจัดกิจกรรมการเรียนการสอนเป็นอย่างดี และขอขอบพระคุณ นางสาวพรพนธ์ แพทย์เพียร ผู้อำนวยการ โรงเรียนโนนกลางวิทยาคม คณะครู ที่ให้การสนับสนุนเป็นอย่างดียิ่ง คณะ ผู้เชี่ยวชาญและผู้ทรงคุณวุฒิทุกท่านที่กรุณาให้คำแนะนำและให้ข้อเสนอแนะใน การจัดทำชุดกิจกรรมการเรียนรู้ชุดนี้ ด้วยดีตลอดมา ทัศน์วรรณ ขันทอง คำนำ

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรกระแสไฟฟ้า ข เรื่อง หน้า คำนำ ก สารบัญ ข รายละเอียดชุดกิจกรรม 1 ขั้นตอนการศึกษา 2 คำแนะนำการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สำหรับครู 3 คำแนะนำการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สำหรับนักเรียน 5 ผลการเรียนรู้/จุดประสงค์การเรียนรู้/สาระสำคัญ 7 แบบทดสอบก่อนเรียน 9 กระดาษคำตอบแบบทดสอบก่อนเรียน 12 ใบความรู้ เรื่อง พลังงานในวงจรกระแสไฟฟ้าตรง 13 ใบงาน ที่ 5 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 21 ใบงาน ที่ 6 โจทย์ปัญหาพลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 22 แบบทดสอบหลังเรียน 24 กระดาษคำตอบแบบทดสอบหลังเรียน 27 บรรณานุกรม 28 ภาคผนวก 29 -เฉลยใบงาน ที่ 5 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง -เฉลยใบงาน ที่ 6 โจทย์ปัญหาพลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง - แบบบันทึกคะแนน -เกณฑ์การให้คะแนน สารบัญ

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 1 รายละเอียด ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ ขั้นตอนการศึกษา คำแนะนำการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สำหรับครู คำแนะนำการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สำหรับนักเรียน ผลการเรียนรู้/จุดประสงค์การเรียนรู้/สาระสำคัญ แบบทดสอบก่อนเรียน ใบความรู้ ใบงาน ที่ 5 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง ใบงาน ที่ 6 โจทย์ปัญหาพลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง แบบทดสอบหลังเรียน เฉลยแบบทดสอบหลังเรียน เฉลยใบงาน ที่ 5 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง เฉลยใบงาน ที่ 6 โจทย์ปัญหาพลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง ต่อไป.... ขั้นตอนการศึกษา

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 2 ขั้นตอนการศึกษา ศึกษาคู่มือการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ ทำแบบทดสอบก่อนเรียน ศึกษาจากบัตรเนื้อหา ทำบัตรกิจกรรม ทำแบบทดสอบหลังเรียน ผ่าน จบ ซ่อมเสริม ไม่ผ่าน

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 3 1.บทบาทของครู คำแนะนำ การใช้ชุดกิจกรรมสำหรับครู การจัดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ 4 หน่วยการ เรียนรู้ที่ 1 เรื่อง ไฟฟ้ากระแส สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ชุดที่ 4 พลังงานใน วงจรไฟฟ้ากระแสตรง ครูควรปฏิบัติตามคำแนะนำดังต่อไปนี้ ครูควรมีบทบาท ดังนี้ 1.1 ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ การจัดกิจกรรม การเรียนรู้ สื่อการเรียนรู้ที่ใช้ประกอบการจัดการเรียนรู้ 1.2 การจัดกิจกรรมการเรียนรู้ครูต้องจัดให้ครบตามที่ระบุไว้ในการจัดการ เรียนรู้เพื่อให้กิจกรรมเป็นไปอย่างต่อเนื่องและบรรลุตามวัตถุประสงค์ 1.3 ก่อนทำกิจกรรมทุกครั้งครูต้องอธิบาย ชี้แจงการปฏิบัติให้ชัดเจน ให้ นักเรียนเข้าใจตรงกัน จึงจะทำให้การจัดการเรียนรู้บรรลุเป้าหมายละมีประสิทธิภาพ 1.4 ครูควรกระตุ้นให้นักเรียนทุกคนมีส่วนร่วมในการทำกิจกรรม เพื่อเป็นการ ฝึกให้นักเรียนรู้จักการทำงานเป็นกลุ่ม ช่วยเหลือซึ่งกันละกัน และรับผิดชอบต่อหน้าที่ 1.5 หลังจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้เสร็จสิ้นลงในแต่ละกิจกรรมครูเป็นผู้ ประเมินผลการเรียนของนักเรียน

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 4 2.สิ่งที่ครูต้องเตรียม 3.การจัดชั้นเรียน 4.การประเมินความรู้ ครูจะต้องเตรียมสื่อการเรียน ให้ครบถ้วนตามชุดกิจกรรม ดังนี้ 2.1 แบบทดสอบก่อนเรียน 2.2 ใบงาน ที่ 5 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 2.3 ใบงาน ที่ 6 โจทย์ปัญหาพลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 2.4 แบบทดสอบหลังเรียน 2.5 เฉลยแบบทดสอบหลังเรียน 2.6 เฉลยใบงาน ที่ 5 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 2.7 เฉลยใบงาน ที่ 6 โจทย์ปัญหาพลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 2.8 ครูและนักเรียนใช้เวลานอกเวลาเรียนเตรียมอุปกรณ์ก่อนที่จะทำ กิจกรรม ในการจัดชั้นเรียนขณะใช้ชุดกิจกรรม นักเรียนทำกิจกรรมร่วมกันเป็นกลุ่ม กลุ่มละ 4-5 คน จัดแบบคละความสามารถในหนึ่งกลุ่มประกอบไปด้วย คนเก่ง ปาน กลาง และต้องการพัฒนา นักเรียนนั่งทำกิจกรรมเป็นกลุ่ม แต่บันทึกผลกิจกรรมและ ทำแบบทดสอบเป็นรายบุคคล ในชุกิจกรรมการเรียนรู้แต่ละชุด มีการประเมินดังนี้ 4.1 ประเมินจากการทำใบงาน ที่ 5 - 6 4.2 ประเมินผลจากการทำแบบทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 5 คำแนะนำ การใช้ชุดกิจกรรมสำหรับนักเรียน ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ วิชาฟิสิกส์ 4 หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 เรื่อง ไฟฟ้ากระแส สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง มี กิจกรรมการเรียนรู้ทั้งหมด 2 กิจกรรม ใช้เวลา 3 ชั่วโมง ได้แก่ ใบงาน ที่ 5 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง ใบงาน ที่ 6 โจทย์ปัญหาพลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง วิธีการเรียนรู้ 1. นักเรียนแบ่งกลุ่มออกเป็นกลุ่ม ๆ ละ 4-5 คน จัดแบบคละความสามารถในหนึ่ง กลุ่มประกอบไปด้วย คนเก่ง ปานกลาง และต้องการพัฒนา 2. ทำแบบทดสอบก่อนเรียน จำนวน 10 ข้อ 3. ศึกษารายละเอียดกิจกรรมและลงมือปฏิบัติกิจกรรมตามขั้นตอนในชุด กิจกรรมอย่างตั้งใจเพื่อให้เกิดการเรียนรู้อย่างมีประสิทธิภาพ 4. ใช้เวลาในการทำกิจกรรมทั้งหมด 3 ชั่วโมง ควรใช้เวลาการเรียนรู้อย่าง คุ้มค่า พร้อมทั้งทำกิจกรรมให้เสร็จตามกำหนด 5. หากนักเรียนมีข้อสงสัยประการใดให้สอบถามครูผู้สอน 6. เมื่อนักเรียนทำกิจกรรมที่เป็นของกลุ่มหรือของตนเองเสร็จแล้ว ตรวจและ บันทึกให้คะแนนในแบบบันทึกท้ายเล่ม เพื่อดูพัฒนาการและส่งเสริมนักเรียนต่อไป 7. เมื่อเสร็จสิ้นกิจกรรรมสุดท้ายให้นักเรียนทำแบบทดสอบหลังเรียน จำนวน 10 ข้อ เพื่อวัดความรู้ความเข้าใจอีกครั้ง เพื่อเปรียบเทียบความก้าวหน้าด้านการเรียน

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 6 1. เลือกประธานกลุ่มเพื่อมอบให้เป็นผู้นำในการดำเนินการเรียนรู้ และ เลขานุการกลุ่มเพื่อบันทึกข้อมูลในการปฏิบัติกิจกรรมต่างๆ 2. สมาชิกทุกคนในกลุ่มมีส่วนร่วมช่วยเหลือซึ่งกันและกัน มีบทบาท หน้าที่รับผิดชอบร่วมกัน 3. ตั้งใจปฏิบัติกิจกรรมอย่างเต็มความสามารถและรอบคอบ ไม่เล่นหรือ รบกวนผู้อื่น 4. ปฏิบัติตามลำดับขั้นตอนของบัตรกิจกรรม 5. ใช้อุปกรณ์และสารเคมี อย่างระมัดระวัง โดยคำนึงถึงความปลอดภัย ให้มากที่สุด 6. เมื่อปฏิบัติเสร็จแล้ว ทำความสะอาดอุปกรณ์ ห้องเรียน และจัดเก็บ ให้เป็นระเบียบ ข้อควรปฏิบัติควบคู่ไปกับการเรียนรู้ 1. นักเรียนควรบันทึกผลการทดลอง และทำแบบฝึกกิจกรรมด้วยตนเอง หากไม่ เข้าใจ สามารถปรึกษากับเพื่อนในกลุ่ม เพื่อขอคำอธิบายหรือถามครูผู้สอน เพื่อร่วมกัน สรุปข้อสงสัยนั้น ๆ 2. นักเรียนไม่ควรดูเฉลยก่อนซึ่งจะทำให้นักเรียนไม่พัฒนาการเรียนรู้ คำแนะนำสำหรับการปฏิบัติกิจกรรมกลุ่ม

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 7 ผลการเรียนรู้ 9. ทดลอง อธิบาย และคำนวณอีเอ็มเอฟของแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง รวมทั้งอธิบายและคำนวณพลังงานไฟฟ้า และกำลังไฟฟ้า จุดประสงค์การเรียนรู้ ผลการเรียนรู้ จุดประสงค์การเรียนรู้ และสาระสำคัญ 1. อธิบายแรงเคลื่อนไฟฟ้าหรืออีเอ็มเอฟได้ (K) 2. ปฏิบัติกิจกรรมความต่างศักย์ระหว่างขั้วแบตเตอรี่ได้อย่างถูกต้องและเป็น ลำดับขั้นตอน (P) 3. ตรวจสอบหาปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับอีเอ็มเอฟสมมูลและความ ต้านทานสมมูลของตัวต้านทานที่ต่อแบบอนุกรมและแบบขนานได้ (P) 4. มีความใฝ่เรียนรู้และมีความมุ่งมั่นในการทำงาน (A)

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 8 สาระสำคัญ แรงเคลื่อนไฟฟ้า คือ พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดจากแบตเตอรี่ต่อหนึ่ง หน่วยประจุจากแบตเตอรี่ ส่วนความต่าง-ศักย์ คือ ความต่างศักย์ระหว่าง 2 จุด ใด ๆ ในวงจรที่มีกระแสไฟฟ้าซึ่งมีค่าเท่ากับพลังงานไฟฟ้าต่อหนึ่งหน่วยประจุที่ สูญเสียไประหว่าง 2 จุดนั้น ส่วนการต่อแบตเตอรี่สามารถต่อได้ 2 แบบ คือ แบบ อนุกรมและแบบขนาน เมื่อต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรม อีเอ็มเอฟสมมูลและความ ต้านทานภายในสมมูลมีค่าเพิ่มขึ้น แต่เมื่อนำแบตเตอรี่ที่เหมือนกันมาต่อแบบ ขนาน อีเอ็มเอฟสมมูลจะมีค่าคงเดิมแต่ความต้านทานภายในสมมูลจะมีค่าลดลง พร้อมเรียนรู้ ไปด้วยกันนะคะ

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 9 1. เซลล์ไฟฟ้าเซลล์หนึ่ง มีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 2 โวลต์ ความต้านทานภายใน 2 โอห์ม ต่อ เป็นวงจรด้วยลวดเส้นหนึ่งมีความต้านทาน 3 โอห์ม จงหากระแสไฟฟ้าในวงจร ก. 0.2 A ข. 0.4 A ค. 0.8 A ง. 1.0 A 2. เมื่อเอาลวดตัวต้านทาน 6 โอห์ม และ 3 โอห์ม มาต่อเข้ากับเซลล์ไฟฟ้า ขนาด 15 โวลต์, 1 โอห์ม จะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์เท่าใด เมื่อลวดตัว ต้านทานทั้งสองต่อกันแบบขนาน ก. 14.0 V ข. 13.5 V ค. 11.5 V ง. 10.0 V 3. ตัวต้านทาน 2 ตัวมีความต้านทาน 30 โอห์ม และ 60 โอห์ม ต่อกันอย่างขนานแล้ว ต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน 8 โอห์ม ถ้าชุดตัวต้านทานนี้ต่ออยู่กับแบตเตอรี่ ซึ่งมี แรงเคลื่อนไฟฟ้า 12 โวลต์ และมีความต้านทานภายใน 2 โอห์ม จงหากระแสไฟฟ้าที่ แบตเตอรี่จ่ายจะมีกี่แอมแปร์ ก. 0.2 A ข. 0.4 A ค. 0.6 A ง. 0.8 A จากรูป ใช้ตอบคำถาม ข้อ 4 – ข้อ 5 4. จงหากระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรนี้ ก. 0.5 A ข. 1.0 A ค. 1.2 A ง. 2.0 A วิชาฟิสิกส์4 (ว30204) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 คำชี้แจง ให้ ทับตัวเลือกที่ถูกต้องที่สุดเพียงคำตอบเดียว คะแนนเต็ม 10 คะแนน 10Ω 12V,2Ω

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 10 5. จงหาความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ ก. 24 V ข. 12 V ค. 10 V ง. 8 V จากรูป ใช้ตอบคำถาม ข้อ 6 – ข้อ 8 6. จงหากระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทาน 4 โอห์ม ก. 1.0 A ข. 2.0 A ค. 3.0 A ง. 4.0 A 7. จงหากระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทาน 9 โอห์ม ก. 0.33 A ข. 0.67 A ค. 1.00 A ง. 1.50 A 8. จงหาความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ ก. 24 V ข. 12 V ค. 10 V ง. 8 V 9Ω 18Ω 4Ω A C D B 12V,2Ω

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 11 จากรูป ใช้ตอบคำถาม ข้อ 9 – ข้อ 10 9. จงหากระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทาน 10 โอห์ม ก. 1.0 A ข. 2.0 A ค. 3.0 A ง. 4.0 A 10. จงหาความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ ก. 24 V ข. 12 V ค. 10 V ง. 8 V 9Ω 18Ω 4Ω A C D B 12V,1Ω 10Ω

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 12 กระดาษคำตอบ แบบทดสอบก่อนเรียน ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง ชื่อ....................................................เลขที่...............ชั้น.............. คำชี้แจง ให้นักเรียนทำเครื่องหมาย (X) ในช่องที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว ข้อ ตัวเลือก ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 คะแนนเต็ม.................คะแนน คะแนนที่ได้................คะแนน

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 13 ใบความรู้ เรื่อง พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง แรงเคลื่อนไฟฟ้า ( Electromotive force “e.m.f” ) “E” หมายถึง พลังงานไฟฟ้าที่แหล่งกำเนิด ( เซลล์ไฟฟ้า ) ที่กระทำต่อประจุ +1 คู ลอมบ์ให้เคลื่อนครบวงจรพอดี ( จากขั้นบวกไปยังขั้วลบผ่านตัวต้านทาน ( R ) ภายนอกเซลล์ และจากขั้วลบไปยังขั้วบวก ผ่านเซลล์ไฟฟ้าภายใน ) มีหน่วยเป็นจูลต่อคู ลอมบ์ หรือ โวลต์ จากรูป 1. เมื่อ R คือความต้านทานภายนอกที่ต่อกับเซลล์ไฟฟ้า r คือความต้านทานภายในของเซลล์เซลล์ไฟฟ้า E คือแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ไฟฟ้า เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านตัวต้านทาน ( R ) และเซลล์ไฟฟ้า ( E ) ซึ่งมีความ ต้านทานภายใน ( r ) ย่อมเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าดังนี้ 1. ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายนอกเซลล์ ( VR ) 2. ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายในเซลล์ ( Vr ) ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายนอกเซลล์ ( VR ) หมายถึง พลังงานที่กระทำต่อประจุ +1 คูลอมบ์ให้เคลื่อนจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ของเซลล์ โดยผ่านตัวต้านทานภายนอกเซลล์ ( R ) มีหน่วยเป็น จูล/คูลอมบ์ หรือ โวลต์ ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายในเซลล์ ( Vr ) หมายถึง พลังงานที่กระทำต่อประจุ +1 คูลอมบ์ให้เคลื่อนจากขั้วลบไปยังขั้วบวก ของเซลล์ โดยผ่านตัวต้านทานภายในเซลล์ไฟฟ้า ( r ) มีหน่วยเป็น จูล/คูลอมบ์ หรือ โวลต์ E , r R r E R รูป 1. วงจรไฟฟาอยางงาย รูป 2. วงจรไฟฟ้าอย่างง่ายซึ่งแสดงความต้านทานภายในเซลล

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 14 การหาความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าในวงจร แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ขั้วเซลล์ ความต้านทานภายในและภายนอกเซลล์ จากหลักทรงพลังงาน พลังงานทั้งหมดที่เคลื่อนครบวงจรพอดี = พลังงานเคลื่อนประจุภายนอกเซลล์ + พลังงานเคลื่อนประจุภายนอกเซลล์ qE = qVR + qVr จะได้ E = VR + Vr ( เมื่อ V = IR ) E = IR + Ir E = I( R+r ) ได้ว่า I = เราสามารถบอกได้ว่าความต่างศักย์ไฟฟ้าภายนอกเซลล์ ( VR ) ก็คือความต่างศักย์ ระหว่างขั้วเซลล์ เพราะคิดจากขั้วบวกถึงขั้วลบของเซลล์ไฟฟ้า เราสามารถหาค่า ความ ต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ได้ดังนี้ จาก E = VR + Vr ( เมื่อ V = IR ) E = VR + Ir จะได้ E - Ir = VR หรือ VR = E - Ir หรือ VR = IR

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 15 ดังนั้น ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าในวงจร แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ ความต้านทานภายในและภายนอกเซลล์ จะได้ I = ดังนั้น ความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ ก็คือความต่างศักย์ไฟฟ้าภายนอกเซลล์ ( VR ) เพราะคิดจากขั้วบวกถึงขั้วลบของเซลล์ไฟฟ้า เราสามารถหาค่า ความต่างศักย์ ระหว่างขั้วเซลล์ได้ จาก VR = E - Ir หรือ VR = IR

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 16 ตัวอย่าง การแก้ปัญหาจากโจทย์ เรื่อง แรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า จากสถานการณ์ที่กำหนดให้ ตัวอย่างที่ 1 เซลล์ไฟฟ้าเซลล์หนึ่ง มีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 2 โวลต์ ความต้านทานภายใน 2 โอห์ม ต่อเป็นวงจรด้วยลวดเส้นหนึ่งมีความต้านทาน 3 โอห์ม จงหา ก. กระแสไฟฟ้าในวงจร ข. ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์ ค. ความต่างศักย์ภายในเซลล์ วิธีทำ สิ่งที่เราทราบค่าคือ E = 2 V, r = 2 Ω , R = 3 Ω ก. จาก I = = ∴ I = 0.4 A ข. จาก VR = E - Ir VR = 2 - ( 0.4 )(2) VR = 1.2 V ค. จาก Vr = Ir Vr = ( 0.4 )( 2 ) Vr = 0.8 V E = 2 V , r = 2 Ω 3 Ω หรือ VR = IR VR = ( 0.4 )( 3 ) VR = 1.2 V

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 17 ตัวอย่างที่ 2 เซลล์ไฟฟ้าเซลล์หนึ่ง เมื่อเอาลวดต้านทาน 5 โอห์ม ต่อระหว่างขั้วทั้งสอง ของเซลล์ไฟฟ้าจะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์ 2.5 โวลต์ แต่ถ้าวงจรเปิด ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์เปลี่ยนเป็น 3 โวลต์ จงหาความต้านทานภายในเซลล์ วิธีทำ สิ่งที่เราทราบค่าคือ R = 5 Ω , เมื่อต่อครบวงจร ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้ว เซลล์ คือ VR = 2.5 V และเมื่อวงจรเปิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์ก็คือค่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ไฟฟ้านั้น E = 3 V ต้องการหา ค่า r หาค่า I ก่อน จาก VR = IR 2.5 = I( 5 ) I = 0.5 A จาก I = 0.5 = ∴ r = 1 Ω ตอบ ความต้านทานภายในเซลล์มีค่า 1 โอห์ม

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 18 ตัวอย่างที่ 3 เมื่อเซลล์ไฟฟ้าเซลล์หนึ่งต่อเข้ากับความต้านทาน 6 โอห์ม มีกระแสไฟฟ้า ผ่าน 0.5 แอมแปร์ แต่เมื่อเซลล์ไฟฟ้านี้ต่อเข้ากับตัวต้านทาน 14 โอห์ม จะมีกระแสไฟฟ้า ผ่าน 0.25 แอมแปร์ จงหาแรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ไฟฟ้า วิธีทำ เขียนวงจรไฟฟ้าตามที่กำหนด ต้องการหาค่า E และ r จาก I = 0.5 = ………………… 0.25 = ………………… / = 12 + 2r = 14 + r ∴ r = 2 Ω แทนค่า r ใน ( 1 ) ; E = 4 V ตอบ แรงเคลื่อนไฟฟ้ามีค่า 4 โวลต์ และมี ความต้านทานภายในมีค่า 2 โอห์ม E, r 6 Ω E, r 14 Ω สู้... ต่อไป

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 19 ตัวอย่างที่ 4 เมื่อเอาลวดตัวต้านทาน 6 โอห์ม และ 3 โอห์ม มาต่อเข้ากับเซลล์ไฟฟ้า ขนาด 15 โอห์ม, 1 โอห์ม จะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์เท่าใด เมื่อลวดตัว ต้านทานทั้งสอง ต่อกันแบบ ก. อนุกรม ข. ขนาน วิธีทำ ก. อนุกรม เขียนวงจรไฟฟ้าตามที่โจทย์กำหนดให้ได้ดังนี้ หา I ก่อน จาก I = I = I = 1.5 A หา VR; จาก VR = IR = 1.5 ( 6+3 ) ∴ VR = 13.5 V ตอบ เมื่อต่อลวดต้านทานแบบอนุกรม จะเกิดความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ มีค่า 13.5 โวลต์ ข. ขนาน เขียนวงจรไฟฟ้าตามที่โจทย์กำหนดให้ได้ดังนี้ จาก I = I = I = 5 A หา VR; จาก VR = IR = ( 5 )( 2 ) ∴ VR = 10 V ตอบ เมื่อต่อลวดต้านทานแบบขนาน จะเกิดความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์มีค่า 10 โวลต์ 6 Ω 3 Ω 15 V,1 Ω 6 Ω 3 Ω 15 V,1 Ω

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 20 ตัวอย่างที่ 5 จากรูป เมื่อมีกระแสไฟฟ้า 3 แอมแปร์ ผ่านตัวต้านทานจาก a ไป b จง หากระแสไฟฟ้าที่ผ่าน ตัวต้านทาน 9 โอห์ม 18 โอห์ม และความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่าง ab เป็นเท่าไร วิธีทำ เขียนวงจรตามที่โจทย์กำหนด ต้องการหา I ที่ผ่าน 9 Ω และ 18 Ω ซึ่งต่อกันอย่างขนาน จาก Vcd(บน) = Vcd(รวม) IR(บน) = IR(รวม) Ix9 = 3x ∴ I(9Ω) = 2 A จาก Vcd(ล่าง) = Vcd(รวม) IR(ล่าง) = IR(รวม) Ix18 = 3x ∴ I(18Ω) = 1 A ต้องการหา Vab เมื่อ I = 3A ; R = +4 = 10 Ω จาก Vab = IR = 3x10 ∴ Vab = 30 V ตอบ กระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทาน 9 โอห์ม และ 18 โอห์มมีค่า 2 และ 1 แอมแปร์ ตามลำดับและความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่าง ab มีค่า 30 โวลต์ 9 Ω 18 Ω 4 Ω I = 3 A a b c d

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 21

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 22

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 23

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 24 1. เซลล์ไฟฟ้าเซลล์หนึ่ง มีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 2 โวลต์ ความต้านทานภายใน 2 โอห์ม ต่อ เป็นวงจรด้วยลวดเส้นหนึ่งมีความต้านทาน 3 โอห์ม จงหากระแสไฟฟ้าในวงจร ก. 0.2 A ข. 0.4 A ค. 0.8 A ง. 1.0 A 2. เมื่อเอาลวดตัวต้านทาน 6 โอห์ม และ 3 โอห์ม มาต่อเข้ากับเซลล์ไฟฟ้า ขนาด 15 โวลต์, 1 โอห์ม จะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์เท่าใด เมื่อลวดตัว ต้านทานทั้งสองต่อกันแบบขนาน ก. 14.0 V ข. 13.5 V ค. 11.5 V ง. 10.0 V 3. ตัวต้านทาน 2 ตัวมีความต้านทาน 30 โอห์ม และ 60 โอห์ม ต่อกันอย่างขนานแล้วต่อ อนุกรมกับตัวต้านทาน 8 โอห์ม ถ้าชุดตัวต้านทานนี้ต่ออยู่กับแบตเตอรี่ ซึ่งมี แรงเคลื่อนไฟฟ้า 12 โวลต์ และมีความต้านทานภายใน 2 โอห์ม จงหากระแสไฟฟ้าที่ แบตเตอรี่จ่ายจะมีกี่แอมแปร์ ก. 0.2 A ข. 0.4 A ค. 0.6 A ง. 0.8 A จากรูป ใช้ตอบคำถาม ข้อ 4 – ข้อ 5 4. จงหากระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรนี้ ก. 0.5 A ข. 1.0 A ค. 1.2 A ง. 2.0 A วิชาฟิสิกส์4 (ว30204) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 คำชี้แจง ให้ ทับตัวเลือกที่ถูกต้องที่สุดเพียงคำตอบเดียว คะแนนเต็ม 10 คะแนน 10Ω 12V,2Ω

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 25 5. จงหาความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ ก. 24 V ข. 12 V ค. 10 V ง. 8 V จากรูป ใช้ตอบคำถาม ข้อ 6 – ข้อ 8 6. จงหากระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทาน 4 โอห์ม ก. 1.0 A ข. 2.0 A ค. 3.0 A ง. 4.0 A 7. จงหากระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทาน 9 โอห์ม ก. 0.33 A ข. 0.67 A ค. 1.00 A ง. 1.50 A 8. จงหาความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ ก. 24 V ข. 12 V ค. 10 V ง. 8 V 9Ω 18Ω 4Ω A C D B 12V,2Ω

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 26 จากรูป ใช้ตอบคำถาม ข้อ 9 – ข้อ 10 9. จงหากระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทาน 10 โอห์ม ก. 1.0 A ข. 2.0 A ค. 3.0 A ง. 4.0 A 10. จงหาความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซลล์ ก. 24 V ข. 12 V ค. 10 V ง. 8 V 9Ω 18Ω 4Ω A C D B 12V,1Ω 10Ω

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 27 กระดาษคำตอบ แบบทดสอบ หลังเรียน ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง ชื่อ....................................................เลขที่...............ชั้น.............. คำชี้แจง ให้นักเรียนทำเครื่องหมาย (X) ในช่องที่ถูกต้องที่สุดเพียงข้อเดียว ข้อ ตัวเลือก ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 คะแนนเต็ม.................คะแนน คะแนนที่ได้................คะแนน ผ่าน ได้คะแนน 8 คะแนนขึ้นไป ไม่ผ่าน ได้คะแนนต่ำกว่า 8 คะแนน

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 28 บรรณานุกรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ.(2556). คู่มือครูรายวิชาเพิ่มเติมฟิสิกส์ เล่ม 5 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่4-6.(พิมพ์ครั้งที่1).กรุงเทพฯ:โรงพิมพ์ สกสค.ลาดพร้าว สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.(2556).หนังสือเรียนเพิ่มเติม ฟิสิกส์เล่ม5 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่4-6.(พิมพ์ครั้งที่4).กรุงเทพฯ:โรงพิมพ์ สกสค. ลาดพร้าว สุธิษา เละเซ็น และปวีณา ธารรักษ์.(ม.ป.ป.).หนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมฟิสิกส์ เล่ม 5 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4-6 .(พิมพ์ครั้งที่3)กรุงเทพฯ:อักษรเจริญทัศน์ อจท. จำกัด สุธิษา เละเซ็น และปวีณา ธารรักษ์.(ม.ป.ป.). หนังสือเสริมสร้างศักยภาพและ ทักษะ รายวิชาเพิ่มเติมฟิสิกส์ เล่ม 5 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4-6. (พิมพ์ครั้งที่2).กรุงเทพฯ:อักษรเจริญทัศน์ อจท. จำกัด คณาจารย์แม็ค.(2551).Compact ฟิสิกส์ ม.5.กรุงเทพฯ:สำนักพิมพ์แม็ค จำกัด. มนัส มงคลสุข.(2555).หนังสือคู่มือชุด 1001 TESTS IN PHYSICS.กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์แม็ค จำกัด. เอกวัฒน์ ราชไชย และคณะ.(2558).หนังสือคู่มือ ชุดเก็งข้อสอบ ม.6. กรุงเทพฯ: แม็คเอ็ดดูเคชั่น จำกัด. ภาคภูมิ เพ็งสุวรรณ.(2557).วิเคราะห์โจทย์ พิชิตข้อสอบ ฟิสิกส์ ม.6. กรุงเทพฯ: ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง จำกัด การเปรียบเทียบสเกลอุณหภูมิทั้ง 3 ระบบ(Online). https://www.trueplookpanya.com/knowledge/content/66152/-blosciphy-sci-,20 พฤศจิกายน 2561. การขยายตัวของวัตถุเนื่องจากความร้อน(Online). https://sites.google.com/site/worapon563/,29 พฤศจิกายน 2561.

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 29 ภาคผนวก

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 30 000000000 ข้อ คำตอบ 1 ข 2 ง 3 ข 4 ข 5 ค 6 ก 7 ข 8 ค 9 ก 10 ค เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน เรื่อง พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 31 เฉลย

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 32

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 33

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 34 คำชี้แจง นำคะแนนที่นักเรียนทำใบงานที่ 5 - 6 และแบบทดสอบก่อน-หลังเรียน บันทึกลงในช่องคะแนน กิจกรรม คะแนนเต็ม คะแนนที่ได้ หมายเหตุ แบบทดสอบก่อนเรียน 10 ใบงาน ที่ 5 10 ใบงาน ที่ 6 20 แบบทดสอบหลังเรียน 10 รวมคะแนน ใบงานที่ 5 +ใบงานที่ 6 + แบบทดสอบหลังเรียน 40 (...........................................) ผู้บันทึก แบบบันทึก คะแนน

ชุดที่ 4 พลังงานในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 35 เกณฑ์การให้คะแนน 1.เกณฑ์การให้คะแนน แบบทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน (คะแนนเต็ม 10 คะแนน) ข้อที่ รายการประเมิน ระดับคะแนน เกณฑ์การให้คะแนน 1-10 การตอบคำถาม 1 เลือกคำตอบถูกต้อง 0 เลือกคำตอบไม่ถูกต้องหรือไม่ตอบ 2. เกณฑ์การให้คะแนนใบงานที่ 1 (10 คะแนน) ข้อที่ รายการประเมิน ระดับคะแนน เกณฑ์การให้คะแนน 1-10 เขียนอธิบาย 2 เขียนอธิบายความหมายได้ถูกต้อง 1 เขียนอธิบายความหมายได้ถูกต้อง บางส่วน 0 ไม่เขียนคำตอบหรือไม่ตอบ 3. เกณฑ์การให้คะแนนใบงาน ที่ 2 (20 คะแนน) 1-5 แสดงวิธีคิด 4 เขียนคำตอบได้ถูกต้องทุกขั้นตอน 3 เขียนคำตอบได้ถูกต้องบางส่วน 0 ไม่เขียนคำตอบหรือไม่ตอบ