ก

ค ำน ำ

ชดกจกรรมการเรยนรโดยใชกระบวนการสบเสาะหาความร 5 ขนตอน (5E) ชดท 1 เรอง กำรผลตกระแสไฟฟำ จดท าขนส าหรบใชในการจดกจกรรมการเรยนร หนวยการเรยนรท 2 เรอง ไฟฟา กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร รายวชาวทยาศาสตรพนฐาน ว 23101 ชนมธยมศกษาปท 3 ตามหลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช 2551 ชดกจกรรมการเรยนรนประกอบดวย ค าชแจงส าหรบนกเรยน สาระส าคญ จดประสงคการเรยนร บตรกจกรรม บตรเนอหา และแบบทดสอบทายชดกจกรรมการเรยนร ชดกจกรรมการเรยนรโดยใชกระบวนการสบเสาะหาความร 5 ขนตอน (5E) น ไดน ารปแบบการจดกจกรรมการการเรยนรแบบสบเสาะหาความร ซงประกอบไปดวย 5 ขนตอน คอ 1) การสรางความสนใจ (Engagement) 2) การส ารวจและคนหา (Exploration) 3) การอธบาย (Explanation) 4) การขยายความร(Elaboration) และ 5) การประเมนผล (Evaluation) ซงเปนกระบวนการเรยนการสอนทเนนผเรยนเปนส าคญ นกเรยนไดลงมอปฏบตจรง สงเสรมทกษะกระบวนการทางวทยาศาสตร ทกษะการสบคนข อมล มกระบวนการคดอยางมเหตผล เกดเจตคตทดตอวชาวทยาศาสตร ผเรยนมคณลกษณะอนพงประสงคตามหลกสตร และน าความรไปใชประโยชน โดยมครเปนผใหค าปรกษา อ านวยความสะดวก ตลอดจนตดตามกระบวนการเรยนการสอนทกขนตอนเพอใหบรรลเปาหมายทตงไว ผจดท าหวงเปนอยางยงวา ชดกจกรรมการเรยนรโดยใชกระบวนการสบเสาะหาความร 5 ขนตอน(5E) น จะเปนประโยชนส าหรบครผสอนและผทสนใจ เพอใชในการจดกจกรรมการเรยนร อนจะสงผลใหผเรยนเกดความร ทกษะกระบวนการและเจตคตทดในการเรยนวชาวทยาศาสตร บรรลวตถประสงคการเรยนร เกดสมรรถนะทส าคญและคณลกษณะอนพงประสงค เปนคนด คนเกง และมความสข ตามเปาหมายของหลกสตร ศภชย มาตาชาต

ข

สารบญ

ค าน า ก สารบญ ข ค าชแจงส าหรบนกเรยน 1 แบบทดสอบกอนเรยนชดกจกรรมการเรยนรท 1 6 บตรกจกรรมท 1 เรอง เซลลไฟฟาเคม 9 บตรกจกรรมท 2 เรอง ไดนาโม 14 บตรสรปเนอหา ชดกจกรรมการเรยนรท 1 18 บตรทดสอบความรความเขาใจท 1 เรอง เซลลไฟฟาเคมและไดนาโม 32 แบบทดสอบหลงเรยน ชดกจกรรมการเรยนรท 1 33 บรรณานกรม 36

1

องคประกอบของชดกจกรรมการเรยนร

ชดกจกรรมการเรยนรโดยใชกระบวนการสบเสาะหาความร 5 ขนตอน (5E) ชดท 1 เรอง การผลตกระแสไฟฟา มองคประกอบ ดงตอไปน

1. ค าชแจงส าหรบนกเรยน 2. แบบทดสอบกอนเรยนชดกจกรรมการเรยนรท 1 3. บตรกจกรรมท 1 เรอง เซลลไฟฟาเคม 4. บตรกจกรรมท 2 เรอง ไดนาโม 5. บตรสรปเนอหา ชดกจกรรมการเรยนรท 1 6. บตรทดสอบความรความเขาใจท 1 เรอง เซลลไฟฟาเคมและไดนาโม 6. แบบทดสอบหลงเรยน ชดกจกรรมการเรยนรท 1

2

ค าชแจงส าหรบนกเรยน

ชดกจกรรมการเรยนรโดยใชกระบวนการสบเสาะหาความร 5 ขนตอน (5E) ชดท 1 เรอง การผลตกระแสไฟฟา มรายละเอยดทนกเรยนทกคนจ าเปนตองอานและท าความเขาใจใหถกตอง เพอน าไปสขนตอนการปฏบตตามกระบวนการเรยนร ดงน 1. สาระการเรยนร สาระท 5 พลงงาน 2. มาตรฐานการเรยนร

มาตรฐาน ว 5.1 เขาใจความสมพนธระหวางพลงงานกบการด ารงชวต การเปลยนรปพลงงาน ปฏสมพนธระหวางสารและพลงงาน ผลการใชพลงงานตอชวตและ สงแวดลอม มกระบวนการสบเสาะหาความร สอสารสงทเรยนรและน า ความรไปใชประโยชน

มาตรฐาน ว 8.1 ใชกระบวนการทางวทยาศาสตรและจตวทยาศาสตรในการสบเสาะ หาความร การแกปญหา รวาปรากฏการณทางธรรมชาตทเกดขนสวน ใหญมรปแบบทแนนอน สามารถอธบายและตรวจสอบไดภายใตขอมล และเครองมอทมอยในชวงเวลานน ๆ เขาใจวาวทยาศาสตร เทคโนโลย สงคม และสงแวดลอม มความเกยวของสมพนธกน 3. ตวชวด ว 5.1 ม.3/2 ทดลองและอธบายความสมพนธระหวางความตางศกยไฟฟากระแสไฟฟา ความตานทานและน าความรไปใชประโยชน ว 8.1 ม.3/1 ตงค าถามทก าหนดประเดนหรอตวแปรทส าคญในการส ารวจ ตรวจสอบ หรอศกษาคนควาเรองทสนใจไดอยางครอบคลมและเชอถอได ว 8.1 ม.3/2 สรางสมมตฐานทสามารถตรวจสอบได และวางแผนการส ารวจตรวจสอบ หลาย ๆ วธ ว 8.1 ม.3/4 รวบรวมขอมล จดกระท าขอมลเชงปรมาณและคณภาพ

3

1. สาระส าคญ 1.1 เซลลไฟฟาเคม หมายถง อปกรณทสามารถจายพลงงานไฟฟาได โดยอาศยการเกดปฏกรยาเคมเรยกวา เซลลกลวานก สวนอปกรณทผานไฟฟากระแสตรงเขาไปในระบบของสารละลายอเลกโทรไลต ท าใหเกดปฏกรยาเคมขน เรยกวา เซลลอเลกโทรไลต ซงเปนการเปลยนรปพลงงานไฟฟากบพลงงานเคม 1.2 ไดนาโม (Dynamo) หรอเครองก าเนดไฟฟา (Regenerator) คอ อปกรณทท าหนาทเปลยนพลงงานกลเปนพลงงานไฟฟา โดยอาศยหลกการเหนยวน าระหวางสนามแมเหลกกบขดลวดตวน า จงสามารถน าพลงงานไฟฟา มาแปรรปเปนพลงงานรปอนๆ แลวน ามาใชประโยชนในอตสาหกรรมและการด าเนนชวตประจ าวน 2. จดประสงคการเรยนร 1. นกเรยนสามารถอธบายหลกการท างานของเซลลไฟฟาเคมได 2. นกเรยนสามารถอธบายหลกการท างานของไดนาโมได 3. นกเรยนสามารถระบชนดของไดนาโมได 4. นกเรยนสามารถบอกความแตกตางระหวางไดนาโมกระแสตรงและไดนาโมกระแสสลบได 3. คณลกษณะอนพงประสงค 3.1 ซอสตยสจรต 3.2 มวนย 3.3 ใฝเรยนร 3.4 มงมนในการท างาน 4. สมรรถนะส าคญของผเรยน 4.1 ความสามารถในการสอสาร 4.2 ความสามารถในการคด 4.3 ความสามารถในการแกปญหา 5. เวลาในการจดกจกรรมการเรยนร ชดกจกรรมการเรยนรโดยใชกระบวนการสบเสาะหาความร 5 ขนตอน(5E) ชดท 1 เรอง การผลตกระแสไฟฟา ใชเวลาในการจดกจกรรมการเรยนร 3 ชวโมง

4

6. บทบาทของนกเรยน กอนกจกรรมการเรยนร 1. นกเรยนจะตองอานค าชแจงส าหรบนกเรยนใหเขาใจหากมขอสงสยประการใด ใหสอบถามครผสอน 2. ตรวจสอบ ชดกจกรรมการเรยนรโดยใชกระบวนการสบเสาะหาความร 5 ขนตอน (5E) ชดท 1 เรอง การผลตกระแสไฟฟา ใหเรยบรอย ในเรองของจ านวนหนา และความบกพรองทเกดจากการจดพมพ ระหวางการจดกจกรรมการเรยนร 1. นกเรยนจะตองท าแบบทดสอบกอนเรยน ชดกจกรรมการเรยนรโดยใชกระบวนการสบเสาะหาความร 5 ขนตอน (5E) ชดท 1 เรอง การผลตกระแสไฟฟา ใหแลวเสรจและน าสงครผสอน กอนเรมกจกรรมการเรยนการสอน 2. นกเรยนจะตองท ากจกรรมรวมกนเปนกลม โดยครจะด าเนนการแบงกลมใหกบนกเรยน กลมละ 4-5 คน ซงสมาชกในกลมมหนาท ดงน 2.1 นกเรยนจะตองแบงหนาทรบผดชอบแตละคนใหชดเจน และเปลยนต าแหนงทกครงเมอท ากจกรรมครงตอไป ดงน 2.1.1 ประธาน ท าหนาทควบคมและแบงหนาทรบผดชอบของสมาชก 2.1.2 รองประธาน ท าหนาทแทนประธานเมอประธานไมอย 2.1.3 สมาชก มหนาทรบผดชอบหนาททไดรบมอบหมายจากประธาน 2.1.4 เลขานการ มหนาท จดบนทกผลการทดลอง และความคดเหนในประเดนตางๆ ของสมาชกในกลม 3. นกเรยนรวมกนท ากจกรรมตามบตรกจกรรม โดยครเปนผด าเนนการใหเปนไปตามกระบวนการเรยนรแบบสบเสาะหาความร 5 ขนตอน (5E) ใหแลวเสรจตามก าหนดเวลา 4. นกเรยนจะตองรวมแสดงความคดเหนในระหวางการท ากจกรรมตามบตรกจกรรม 5. นกเรยนจะตองบนทกผลการทดลอง ตอบค าถามทายการทดลอง และสรปผลการทดลอง ในเลมชดกจกรรมการเรยนรโดยใชกระบวนการสบเสาะหาความร 5 ขนตอน (5E) ชดท 1 เรอง การผลตกระแสไฟฟา ของตนเอง 6. นกเรยนรวมกนคดเลอกสมาชกในกลมเพอเปนตวแทนน าเสนอผลการท ากจกรรมตามบตรกจกรรม (สมาชกทกคนตองไดน าเสนอผลการท ากจกรรมในครงตอๆไป)

5

8. หลงการน าเสนอบตรกจกรรมในแตละกลม กลมอนๆ จะตองรวมกนอภปรายรปแบบการน าเสนอเนอหา ประเดนค าถาม สรปผลการทดลอง โดยวจารณอยางสรางสรรค เพอใหเกดการปรบปรงหากมขอบกพรอง 7. นกเรยนท ากจกรรมตาม บตรทดสอบความรความเขาใจท 1 เรอง เซลลไฟฟาเคมและไดนาโม หลงท ากจกรรมการเรยนร 1. นกเรยนท าแบบทดสอบหลงเรยน ชดกจกรรมการเรยนรโดยใชกระบวนการสบเสาะหาความร 5 ขนตอน (5E) ชดท 1 เรอง การผลตกระแสไฟฟา ใหแลวเสรจและน าสงครผสอน

6

ค ำชแจง 1. ขอสอบเปนแบบปรนยชนดเลอกตอบจ ำนวน 15 ขอ คะแนนเตม 15 คะแนน เวลำ 15 คะแนน 2. จงเลอกค ำตอบทถกทสดเพยงขอเดยว แลวท ำเครองหมำยกำกบำท ทบตวอกษร ก ข ค และ ง ในกระดำษค ำตอบ 1. ขอใดกลำวถงกระแสไฟฟำไดถกตองทสด ก. กระแสสมมต คอ กำรเคลอนทของนวตรอน ข. กระแสไฟฟำมเพยงชนดเดยว คอ กระแสอเลกตรอน ค. กระแสไฟฟำจะไหลจำกจดทมศกยไฟฟำต ำไปยงจดทมศกยไฟฟำสง ง. กระแสไฟฟำ คอ ปรมำณประจไฟฟำทเคลอนทหรอมกำรถำยเทผำนพนทภำคตดขวำงจำกจดหนงไปยงอกจดหนงของลวดตวน ำไฟฟำใน 1 หนวยเวลำ 2. อปกรณในขอใดทเปลยนพลงงำนเคมเปนพลงงำนไฟฟำ ก. เซลลไฟฟำเคม ข. ไดนำโม ค. เซลลสรยะ ง. เครองก ำเนดไฟฟำ 3. สำรใดท ำหนำทเปนอเลกโทรไลตในถำนไฟฉำย ก. แมกนเซยมคลอไรด ข. แมงกำนสออกไซด ค. โพแทสเซยมคลอไรด ง. แอมโมเนยมคลอไรด 4. ไดนำโมผลตกระแสไฟฟำโดยเปลยนรปพลงงำนอยำงไร ก. เปลยนพลงงำนแสงเปนพลงงำนไฟฟำ ข. เปลยนพลงงำนเคมเปนพลงงำนไฟฟำ ค. เปลยนพลงงำนกลเปนพลงงำนไฟฟำ ง. เปลยนพลงงำนเคมเปนพลงงำนไฟฟำ

แบบทดสอบกอนเรยนชดกจกรรมกำรเรยนรท เรอง กำรผลตกระแสไฟฟำ 1

7

จำกรปจงตอบค ำถำมขอ 5-7

5. ไอออนบวกและไอออนลบจะมกำรเคลอนทอยบรเวณใด ก. โลหะ A ข. โลหะ B ค. สำรละลำย C ง. ลวดตวน ำ 6. กระแสไฟฟำจะมทศทำงกำรไหลอยำงไร ก. ไหลจำก โลหะ A ไปยง โลหะ B ข. ไหลจำก โลหะ B ไปยง โลหะ A ค. ไหลอยภำยในสำรละลำย C ง. ไหลจำกโลหะ A ผำนสำรละลำย C ไปยงโลหะ B 7. อปกรณใดทท ำใหเกดกระแสไฟฟำเหนยวน ำ ก. เซลลไฟฟำเคม ข. ถำนไฟฉำย ค. เซลลสรยะ ง. ไดนำโม 8. ไดนำโมกระแสตรงตำงจำกไดนำโมกระแสสลบในขอใด ก. ขดลวด ข. แมเหลก ค. คอมมวเตเตอร ง. สนำมแมเหลก 9. ค ำกลำวในขอใดไมถกตอง ก. ขวอเลกโทรด คอ ทำงทอเลกตรอนไหลเขำและไหลออก ข. กระแสไฟฟำไมไดเกดขนจรง เปนเพยงกระแสสมมตเทำนน ค. อเลกตรอนจะไหลจำกขวทมศกยไฟฟำต ำกวำไปยงขวทมศกยไฟฟำสงกวำ ง. แรงเคลอนไฟฟำของเซลลขนอยกบปรมำณของสำรละลำยและขนำดของขวไฟฟำ

8

10. ไดนำโมกระแสสลบ ถำเอำแมเหลกขำงหนงออก เหลอแมเหลกขำงเดยว เมอหมนขดลวดจะเกดไฟฟำกระแสสลบขนหรอไม ก. ไมเกด เกดแตไฟฟำกระแสตรง ข. ไมเกดกระแสไฟฟำในวงจรเลย ค. เกดไฟฟำกระแสตรงปรมำณมำก ง. เกดไฟฟำกระแสสลบแตมปรมำณนอย 11. กระแสไฟฟำ คออะไร ก. กระแสสมมต ข. กระแสโปรตอน ค. กระแสนวตรอน ง. กระแสอเลกตรอน 12. กระแสไฟฟำไหลอยำงไรในวงจรไฟฟำ ก. จำกทศกยไฟฟำสงไปยงศกยไฟฟำต ำ ข. จำกทอณหภมสงไปยงทอณหภมต ำ ค. จำกทศกยไฟฟำต ำไปยงศกยไฟฟำสง ง. จำกจดทมควำมตำนทำนสงไปสจดทมควำมตำนทำนต ำกวำ 13. จงพจำรณำขอควำมตอไปน ขอใดกลำวไมถกตอง ก. ถำนไฟฉำยใหไฟฟำกระแสตรง ข. แบตเตอรรถยนตใหไฟฟำกระแสสลบ ค. กำรไหลของกระแสไฟฟำเกดเมอมควำมตำงศกยระหวำงจด 2 จด ง. ในเซลลไฟฟำเคมปฏกรยำเคมเกดขนมำกเทำใด จะไดกระแสไฟฟำมำกขนเทำนน 14. สงทมผลตอปรมำณของกระแสไฟฟำ ทเกดจำกหลกกำรท ำงำนของไดนำโมคอขอใด ก. ขนำดของสนำมแมเหลก ข. อตรำกำรหมนของขดลวด ค. จ ำนวนขดลวดทพนรอบแกน ง. ถกทกขอ 15. ถำนทน ำมำใชในนำฬกำขอมอ หรอเครองคดเลขเปนถำนชนดใด ก. แบตเตอร ข. ถำนไฟฉำย ค. ถำนลเทยม ง. ถำนอลคำไลน

9

1. จดประสงคของกจกรรม 1.1 เพอศกษาและทดลองหลกการท างานของเซลลไฟฟาเคม 1.2 เพอศกษาการเปลยนรปพลงงานของเซลลไฟฟาเคม

2. ค ำชแจง 2.1 ตวแทนนกเรยนแตละกลมรบอปกรณการท ากจกรรมและวางแผนการท ากจกรรมรวมกน 2.2 ประธานแตละกลมอธบายวธการท ากจกรรมใหสมาชกฟงและวางแผนการท ากจกรรมรวมกน สมาชกทกคนรวมกนท ากจกรรม 2.3 เลขานการกลมบนทกผลการท ากจกรรม สมาชกแตละกลมรวมกนอภปรายสรปโดยใชค าถามในการสรป 2.4 ครสมตวแทนกลม 2-3 กลม มาน าเสนอองคความรทไดหนาชนเรยนเพอสะสมคะแนนกลม 2.5 ใหนกเรยนทกคนตอบค าถาม เพอการสรปและขยายความร สงงานใหครประเมนความรบผดชอบ อดทน มงมน ผลงานทดล าดบ 1-5 ใหน ามาจดปายนเทศหนาชนเรยน

3. อปกรณ

3.1 ถานไฟฉาย 3.2 กระบะถานไฟฉาย 3.3 สายไฟฟาขนาดเลก 3.4 แผนสงกะสและแผนทองแดง ขนาด 2 cm × 7cm 3.5 บกเกอรขนาด 100 cm3

3.6 สารละลายกบกรดซลฟวรก 3.7 มลลแอมมเตอร/แอมมเตอร

บตรกจกรรมท เรอง เซลลไฟฟำเคม 1

10

4. วธท ำกจกรรม

4.1 ตอเครองวดกระแสไฟฟาอยางงายเขากบถานไฟฉาย 1 กอนสงเกตและบนทกผล

4.2 ขดแผนทองแดงและแผนสงกะสขนาด 2 cm × 7cm ดวยกระดาษทรายใหสะอาด แลวจมลงในสารละลายกรดซลฟวรก สงเกตและบนทกผล

4.3 ยกแผนโลหะแผนใดแผนหนงออก สงเกตและบนทกผล

11

4.4 ตอเครองวดกระแสไฟฟาอยางงายกบปลายของโลหะทงสอง สงเกตและบนทกผล

5. ตำรำงบนทกผลกำรท ำกจกรรม

กำรท ำกจกรรม ผลกำรท ำกจกรรม

1. ตอเครองวดกระแสไฟฟำอยำงงำยเขำกบถำนไฟฉำย 1 กอน

2. จมแผนทองแดงและแผนสงกะสลงในบกเกอรทมสำรละลำยกรดซลฟวรกอย

3. ตอแผนทองแดงและแผนสงกะสเขำกบเครองวดกระแสไฟฟำอยำงงำย

4. ยกแผนทองแดงออก 5. ยกแผนสงกะสออก

………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… …………………………………………………………

ค ำถำมเพอกำรสรปผลกำรท ำกจกรรม/ขยำยควำมร 1. เมอตอเครองวดกระแสไฟฟาอยางงายเขากบถานไฟฉาย 1 กอน จะเกดผลอยางไร เพราะเหตใด ตอบ............................................................................................................................. ....................... ............................................................................................................................................................. 2. เมอจมแผนทองแดงและแผนสงกะสลงในบกเกอรทมสารละลายกรดซลฟวรกบรรจอย จะสงเกตพบวาแผนโลหะชนดใดเปนสด า เปนเพราะสาเหตใด ตอบ................................................................................................................................................... .............................................................................................................................................................

12

3. เมอตอแผนทองแดงและแผนสงกะสทจมในสารละลายกรดซลฟวรกเขากบเครองวดกระแสไฟฟาอยางงาย จะเกดผลอยางไร เพราะเหตใด ตอบ............................................................................................................................. ...................... ............................................................................................................................................................. 4. เมอตอแผนทองแดงและแผนสงกะสทจมในสารละลายกรดซลฟวรกเขากบเครองวดกระแสไฟฟาอยางงาย ความตางศกยทแผนทองแดงและแผนสงกะสจะเทากนหรอไม เพราะเหตใด ตอบ............................................................................................................................. ........................ ............................................................................................................................................................. 5. เมอตอแผนทองแดงและแผนสงกะสทจมในสารละลายกรดซลฟวรกเขากบเครองวดกระแสไฟฟาอยางงาย ทงไวสกคร แผนทองแดงและแผนสงกะสจะเกดการเปลยนแปลงอยางไร ตอบ............................................................................................................................. ...................... ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. 6. การทดลองนมการเปลยนรปพลงงานอยางไรและเรยกอปกรณชดนวาอยางไร ตอบ............................................................................................................................. ....................... ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. 7. ถายกแผนทองแดงหรอแผนสงกะสออกจากสารละลายกรดซลฟวรก เขมของเครองวดกระแสไฟฟาอยางงาย จะเกดการเปลยนแปลงอยางไร เพราะเหตใดจงเปนเชนนน ตอบ............................................................................................................................. .................... ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................ 8. ความรทไดจากการท ากจกรรมมประโยชนตอวทยาศาสตรและเทคโนโลยอยางไร ตอบ............................................................................................................................. .................... ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................ 9. ความรทไดจากการท ากจกรรมสามารถน ามาประยกตใชในชวตประจ าวนไดหรอไม อยางไร ตอบ............................................................................................................................. .................... .............................................................................................................................................................

13

6. สรปผลกำรท ำกจกรรม/องคควำมร ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................

14

1. จดประสงคของกจกรรม

1.1 เพอศกษาหลกการเกดกระแสไฟฟาเหนยวน า 1.2 เพอศกษาหลกการท างานของไดนาโม 1.3 บอกประโยชนของไดนาโมตอชวตประจ าวนและการพฒนาดานวทยาศาสตรและ เทคโนโลย

2. ค ำชแจง

2.1 ตวแทนนกเรยนแตละกลมรบอปกรณการท ากจกรรมและวางแผนการท ากจกรรมรวมกน 2.2 ประธานแตละกลมอธบายวธการท ากจกรรมใหสมาชกฟงและวางแผนการท ากจกรรมรวมกน สมาชกทกคนรวมกนท ากจกรรม 2.3 เลขานการกลมบนทกผลการท ากจกรรม สมาชกแตละกลมรวมกนอภปรายสรปโดยใชค าถามในการสรป 2.4 ครสมตวแทนกลม 2-3 กลม มาน าเสนอองคความรทไดหนาชนเรยนเพอสะสมคะแนนกลม 2.5 ใหนกเรยนทกคนตอบค าถาม เพอการสรปและขยายความร สงงานใหครประเมนความรบผดชอบ อดทน มงมน ผลงานทดล าดบ 1-5 ใหน ามาจดปายนเทศหนาชนเรยน

3. อปกรณ

3.1 แทงแมเหลก 3.2 ขดลวดทพนรอบแกนพลาสตกปลายขดลวดมแจกเสยบ 2 ขาง 3.3 เครองวดกระแสไฟฟาอยางงาย

4. วธท ำกจกรรม

ประกอบอปกรณการทดลองดงรป แลวทดลอง ดงน

บตรกจกรรมท เรอง ไดนำโม 2

15

4.1 น าปลายหนงของแทงแมเหลกมาใกล ๆ ขดลวด สงเกตการเบนของเขมเครองวดกระแสไฟฟาอยางงาย 4.2 เคลอนแทงแมเหลกเขาออกจากขดลวดอยางรวดเรว สงเกตการณเบนของเขมเครองวดกระแสไฟฟาอยางงาย 4.3 เคลอนขดลวดเขาออกแทงแมเหลกอยางรวดเรว สงเกตการณเบนของเขมเครองวดกระแสไฟฟาอยางงาย

5. ตำรำงบนทกผลกำรท ำกจกรรม

กำรทดลอง กำรเปลยนแปลงทสงเกตได 1. วำงแทงแมเหลกใกลขดลวด

2. เคลอนแทงแมเหลกเขำออกแกนของขดลวด

3. เคลอนขดลวดเขำออกกบแทงแมเหลก โดย ใหแทงแมเหลกอยกบท

ค ำถำมเพอกำรสรปผลกำรท ำกจกรรม/ขยำยควำมร

1. เมอน าแทงแมเหลกไปวางใกลขดลวดทตอปลายทงสองขางเขากบเครองวดกระแสไฟฟาอยางงาย ขดลวดจะอยในสนามแมเหลกหรอไมและสนามแมเหลกเกดการเปลยนแปลงหรอไม เพราะเหตใด ตอบ ...................................................................................................................................................... .............................................................................................................................................................

16

2. เมอจบขดลวดใหอยกบท แลวเคลอนแทงแมเหลกเขาออกอยางรวดเรว สงเกตทเขมของเครองวดกระแสไฟฟาอยางงายจะเกดผลอยางไร เพราะอะไร ตอบ ...................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... 3. เมอจบแทงแมเหลกใหอยกบท แลวเคลอนขดลวดเขาออกอยางรวดเรว จะเกดผลอยางไร ตอบ ...................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... 4. การทขดลวดอยกบทแลวเคลอนแทงแมเหลกเขาออกอยางรวดเรว หรอใหแทงแมเหลกอยกบท แลวเคลอนขดลวดเขาออกอยางรวดเรว สนามแมเหลกจะเปลยนแปลงหรอไม อยางไร ตอบ ...................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... 5. กระแสไฟฟาทเกดขนจากการทดลองนมทศทางการไหลอยางไร สงเกตไดจากสงใด และ เรยกกระแสไฟฟาชนดนวาอยางไร ตอบ ...................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... 6. ไดนาโมมประโยชนตอการพฒนาประเทศดานใดบาง ตอบ ...................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... 7. ความรทไดจากการท ากจกรรมมประโยชนตอวทยาศาสตรและเทคโนโลยอยางไร ตอบ...................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................. 8. ความรทไดจากการท ากจกรรมสามารถน ามาประยกตใชในชวตประจ าวนไดหรอไม อยางไร ตอบ...................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................

17

6. สรปองคควำมรทไดจำกกำรท ำกจกรรม ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

18

ไฟฟาเปนพลงงานรปหนงทมความส าคญอยางยงตอการด ารงชวตในปจจบนของสงคมมนษย การใชพลงงานไฟฟาเรมตนตงแตตนนอนจนกระทงเขานอน ในชวตประจ าวนชวตของคนเราเกยวของกบพลงงานไฟฟาเกอบตลอดทงวน ไมวาจะเปน การอาบน า ท าอาหาร ดโทรทศน กาคมนาคม การแพทย เปนตน เราใชพลงงานไฟฟาโดยผานเครองใชไฟฟาทเปลยนรปพลงงานไฟฟาเปนพลงงานทเราตองการ ไฟฟาแมจะมประโยชนอนนตแตไฟฟากมโทษอยางมหนตเชนกน ถามนษยใชอยางประมาทและขาดความเขาใจ เชน การเกดไฟฟาลดวงจรซงเปนสาเหตหนงของการเกดเพลงไหม ท าใหเกดการสญเสยทรพยสนอาคารบานเรอนทอยอาศย และบางครงอาจกอใหเกดการสญเสยชวตของสมาชกในครอบครว หรอบางครงอาจไดรบบาดเจบหรอเสยชวตจากไฟฟาดด เปนตน ดงนนเพอปองกนอนตรายจากการใชไฟฟา เราจงควรใชไฟฟาอยางระมดระวงและรอบคอบ ดงนน ในชดกจกรรมการเรยนรท ๑ เรอง การผลตกระแสไฟฟา เราจะมาเรยนรในเรองการผลตกระแสไฟฟาจากแหลงตางๆ ทส าคญในปจจบน

การผลตกระแสไฟฟา ชดกจกรรมการเรยนรท 1 บตรเนอหา

19

1. กระแสไฟฟา (Electric current) 1.1 ความรทวไปเกยวกบประจไฟฟา (Electric Charge) การทวตถมประจไฟฟาเพราะอะตอมของวตถประกอบไปดวยอเลกตรอน(Electron) โปรตอน (Proton) และนวตรอน (Neutron) โดยโปรตอนและนวตรอนอยทแกนกลางหรอนวเคลยสของอะตอมสวนอเลกตรอนจะเคลอนทวนอยรอบ ๆ นวเคลยส

โครงสรางอะตอม ทมา : http://www.aboutthemcat.org/chemistry/atomic-structure.php

ประจไฟฟา คอ สงทแสดงอ านาจทางไฟฟาม 2 ชนด คอ ประจบวกและประจลบ อเลกตรอนเปนประจลบ และโปรตอนเปนประจบวก สวนนวตรอนไมมประจไฟฟา หรอ เปนกลาง เราสามารถจ าแนกชนดของวตถโดยพจารณาจากประจไฟฟาได ดงน 1) วตถทเปนกลางทางไฟฟา คอ วตถทไมแสดงอ านาจไฟฟา คอไมดงดดวตถใด ๆ เนองจากวตถมจ านวนโปรตอน (+) เทากบจ านวนอเลกตรอน (-) ตวอยางไดแก วตถทว ๆ ไป 2) วตถท แสดงอ านาจทางไฟฟา คอ วตถท สามารถดงดดวตถใด ๆ ได เนองจากวตถมจ านวนโปรตอนไมเทากบจ านวนอเลกตรอน ถาวตถมจ านวนโปรตอน (+) มากกวาจ านวน

20

อานเพม เสรมความร

อเลกตรอน (-) วตถจะแสดงอ านาจไฟฟาบวก และถาวตถมจ านวนโปรตอน (+) นอยกวาอเลกตรอน (-) วตถนนจะแสดงอ านาจไฟฟาลบ ในฤดหนาวหรอชวงทอากาศแหงถาเราใชหวพลาสตกหวผม แลวน าหวไปใกลเศษกระดาษชนเลก ๆ จะพบวา กระดาษถกดดขนมาตดกบหว บางคนอาจเคยสงเกตวาในฤดหนาวถาสวมใสเสอผาไนลอน เสอผาจะถกดดตดกบรางกาย ทเปนเชนนเนองจาก ทงหวพลาสตกและเสอผาไนลอนมประจไฟฟา ประจไฟฟาไมเคลอนทแตสามารถสงพลงงานไฟฟาออกมารอบ ๆ เราจะเรยกไฟฟาทเกดขนนนวา ไฟฟาสถต (Static Electricity) สวนการเคลอนทของประจไฟฟาหรอการเคลอนทของอเลกตรอน เรยกวา กระแสไฟฟา (Electric Current)

1.2 สมบตของประจไฟฟา

1) ประจไฟฟาชนดเดยวกนจะผลกกน 2) ประจไฟฟาตางชนดกนจะดดกน

สมบตของประจ ทมา ปรบปรงจาก : http://www.physics-and-radio-electronics.com/physics/electric-charges.html

ถาประจไฟฟาอยในของเหลวหรอแกสเรยกวา ไอออน (Ion)

21

2. ความหมายของกระแสไฟฟา กระแสไฟฟา (Electric Current) หมายถง ปรมาณประจไฟฟาทเคลอนทหรอมการถายเทผานพนทภาคตดขวางจากจดหนงไปยงอกจดหนงของลวดตวน าไฟฟาใน 1 หนวยเวลา

กระแสไฟฟา =พลงงานหรองานทใชในการเคลอนทหรอถายเทประจ

ปรมาณประจทเคลอนทหรอถกถายเท

หรอ tQ

I

เมอ Q คอ ปรมาณประจไฟฟาทเคลอนทหรอถกถายเท หนวยเปนคลอมป (C) t คอ เวลาทใชในการเคลอนทหรอถายเทประจ หนวยเปนวนาท (s) I คอ กระแสไฟฟา หนวยเปนคลอมปตอวนาท (C/s) หรอ แอมแปร (A)

การเคลอนทหรอการถายเทประจไฟฟาจากจดหนงไปยงอกจดหนงจะเกดขนไดเมอ มความตางระดบทางพลงงานไฟฟา หรอทเราเรยกวาความตางศกยไฟฟา (มลกษณะเชนเดยวกบความตางระดบของน า กลาวคอ เมอมความตางระดบของน า น าจะไหลไดโดยไหลจากทระดบสงไปสทระดบต า) และเนองจากมประจไฟฟา 2 ชนด จงเกดกระแสไฟฟา 2 แบบ คอ 1) กระแสสมมต คอ กระแสไฟฟาทเกดจากการเคลอนทหรอถายเทของประจบวก โดยจะไหลจากจดทมศกยไฟฟาสงไปยงจดทมศกยไฟฟาต า หรอไหลจากขวบวกไปยงขวลบของเซลลไฟฟา 2) กระแสอเลกตรอน คอ กระแสไฟฟาทเกดจากการเคลอนทหรอถายเทประจลบหรออเลกตรอนอสระ โดยจะไหลหรอถายเทจากจดทมศกยไฟฟาต าไปยงจดทมศกยไฟฟาสงกวา หรอไหลจากขวลบไปยงขวบวก

22

อานเพม เสรมความร

กระแสไฟฟา โดยทวไปเราจะหมายถง กระแสสมมต คอ กระแสไฟฟาทเกด จากการเคลอนทหรอถายเทของประจบวก โดยจะไหลจากจดทมศกยไฟฟาสง ไปยงจดทมศกยไฟฟาต า หรอไหลจากขวบวกไปยงขวลบของเซลลไฟฟา

3. ชนดของกระแสไฟฟา กระแสไฟฟาแบงไดเปน 2 ชนด คอ 1) กระแสไฟฟาตรง (Direct Current or D.C.) เปนกระแสไฟฟาทไหลในทศทางเดยว ไมมการสลบขว นนคอ ถาขวใดเปนขวบวกกจะประพฤตตวเปนขวบวก สวนขวใดเปนขวลบกจะเปนขวลบตลอดไป กระแสไฟฟาตรง ไดจาก เซลลไฟฟาเคม ถานไฟฉาย แบตเตอร ซงเปนกระแสไฟฟาทเกดจากการเปลยนรปพลงงานเคมเปนพลงงานไฟฟา

ถานไฟฉายชนดตางๆ

ทมา : http://www.vcharkarn.com/varticle/42597

23

2) กระแสไฟฟาสลบ (Alternating Current or A.C.) เปนกระแสไฟฟาทไหลวนสลบทศไปมาอยตลอดเวลา นนคอ ถาขณะนเปนขวบวกเมอไหลครบวงจรแลวจะเปลยนเปนขวลบ ขณะเดยวก นอกขวเปนขวลบเมอไหลครบวงจรแลวจะเปลยนเปนขวบวกเชนนสลบกนไปมา กระแสไฟฟาสลบไดจาก ไดนาโม ซงเปนกระแสไฟฟาทเกดจากการเปลยนรปพลงงานกลเปนพลงงานไฟฟา เครองก าเนดไฟฟากระแสสลบพลงน า ทมา : http://hrkthongsong.blogspot.com/2010/09/blog-post.html

4. แหลงก าเนดกระแสไฟฟา การผลตกระแสไฟฟามหลายวธ ในทน จะน าเสนอ 3 หวขอ ดงน 1) เซลลไฟฟาเคม 2) ไดนาโม และ 3) เซลลสรยะ ซงมรายละเอยด ดงตอไปน

4.1 เซลลไฟฟาเคม เซลลไฟฟาเคม หมายถง อปกรณทสามารถจายพลงงานไฟฟาออกมาได โดยอาศยการเกดปฏกรยาเคม หรอหมายถงอปกรณทเปลยนพลงงานจากพลงงานเคมเปนพลงงานไฟฟา เซลลไฟฟาเคมแบงออกไดเปน 2 ประเภท คอ 1) เซลลปฐมภม (Primary cell) หมายถง เซลลไฟฟาเคมทเมอประกอบเสรจแลว สามารถจายไฟไดเลย และเมอจายพลงงานไฟฟาหมดแลวตองทงไป ไมสามารถน ากลบมาใชอกได ยกตวอยางเชน ถานไฟฉาย 2) เซลลทตยภม (Secondary cell) หมายถง เซลลไฟฟาเคมทเมอประกอบเสรจแลว ยงจายพลงงานไฟฟาไมได ตองน าไปประจไฟฟา (Charge) กอน และเมอจายพลงงานไฟฟาหมดแลว

24

สามารถน าไปประจไฟฟาใหม (Recharge) แลวน ากลบมาใชอกได ยกตวอยาง เชน แบตเตอรรถยนต เซลลไฟฟาแบบนเกลแคดเมยม สวนประกอบของเซลลไฟฟาเคม เซลลไฟฟาเคม ประกอบดวยสวนทส าคญ ดงน 1) ขวไฟฟา (Electrode) เปนโลหะตางชนดกน เชน ทองแดง (Cu) เปนขวบวก สงกะส (Zn) เปนขวลบ 2) อเลกโตรไลต (Electrolyte) หรอสารละลายทน าไฟฟาไดเชน กรดซลฟวรก ( 42SOH )

เซลลไฟฟาเคม ทมา : http://www.thaigoodview.com/node/17983

เมอตออปกรณครบดงรป กจะเกดปฏกรยาเคมขน สงเกตไดจากมฟองแกสปดขน ฟองแกสทเกดขนน คอ ฟองแกสไฮโดรเจน ( 2H ) และเมอตอสายไฟเขากบโลหะทงสอง จะมกระแสไฟฟาเกดขน หลกการท างานของเซลลไฟฟาเคม มดงน 1) เมอจมแผนโลหะทเปนขวไฟฟาตางชนดกนลงในสารละลายอเลกโทรไลตแลวตอเขากบเครองวดกระแสไฟฟา สารละลายจะแตกตวใหไอออนบวกและไอออนลบ 2) โลหะตางชนดกนแตกตวใหอเลกตรอนไดตางกน โลหะใดแตกตวไดดกวาจะใหอเลกตรอนไดมากกวาโดยจะมศกยไฟฟาต าเปนขวลบ สวนโลหะทแตกตวไมดใหอเลกตรอนนอย จะมศกยไฟฟาสงกวาเปนขวบวก

25

3) กระแสไฟฟาจะไหลจากศกยไฟฟาสงไปศกยไฟฟาต า หรอไหลจากขวบวกไปยงขวลบ และเมอศกยไฟฟาเทากนจงจะหยดไหล 4) กระแสอเลกตรอนจะไหลจากศกยไฟฟาต าไปยงศกยไฟฟาสงหรอไหลจากขวลบไปยงขวบวกซงมทศทางการไหลสวนทางกบการไหลของกระแสไฟฟา 5) ศกยไฟฟาเทยบไดกบระดบของน า ซงน าจะไหลจากระดบสงไปยงระดบต าเสมอ จนเมอระดบน าเทากนจงจะหยดไหล กระแสไฟฟากเชนเดยวกน จะไหลจากศกยไฟฟาสงไปยงศกยไฟฟาต า เมอศกยไฟฟาเทากนจะหยดไหล ท าใหไมมกระแสไฟฟาในวงจร เชน ถานไฟฉาย 1 กอน มความตางศกย 1.5 โวลต เมอน าไปใชคาความตางศกยจะลดลงเรอย ๆ เมอศกยไฟฟาของขวบวกกบขวลบเทากน กระแสไฟฟาจะหยดไหล

ตวอยางเซลลไฟฟาเคม ไดแก 4.1.1 ถานไฟฉาย (Dry cell) เปนเซลลไฟฟาเคมแบบหนงทใชสารเคมทมสถานะเปนของแขง เปนอเลกโทรไลต ถานไฟฉายจงเปนเซลลแหง (Dry cell) สารเคมทใชเปนอเลกโทรไลต คอ แอมโมเนยมคลอไรด ( ClNH 4 ) สวนกลองสงกะสทบรรจสารเคมท าหนาทเปนขวลบตรงกลาง ของถานไฟฉายมแทงคารบอนหรอแกรไฟต ท าหนาทเปนขวบวก ผทสรางเซลลไฟฟาเคม ชนดน คอ เลอคงเซ ดงนนจงอาจเรยกเซลลชนดนอกชอหนงวา เซลลเลอคงเซ ถานไฟฉาย 1 กอน หรอ 1 เซลล มความตางศกยประมาณ 1.5 โวลต

สวนประกอบของถานไฟฉาย ทมา : http://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?id=74295

26

4.1.2 แบตเตอร (Battery) หมายถงเซลลไฟฟา ตงแต 2 เซลลขนไป ถกน ามาตอเขาดวยกน ไดแก ถานไฟฉายหลายกอนมาตอเขาดวยกนหรอแบตเตอรรถยนต ทงนเพอใหมพลงงานไฟฟาส าหรบการใชงานมากขน แบตเตอรรถยนต เปนเซลลไฟฟาเคมประเภทเซลลทตยภมหลายเซลลมาตอกน แบตเตอรรถยนต 1 เซลล มแรงเคลอนไฟฟาประมาณ 2 โวลต ในการใชงานนยมตอเซลลเข าดวยกนแบบอนกรม เชน แบตเตอร 6 โวลต (3 เซลลตออนกรมกน) ใชกบจกรยานยนต แบตเตอร 12 โวลต (6 เซลลตออนกรมกน) ใชกบรถยนต เปนตน

แบตเตอรรรถยนต

ทมา : https://solarsmileknowledge.wordpress.com/

4.2 เซลลสรยะ (Solar Cell)

เซลลสรยะ (Solar cell) คอ อปกรณทสามารถน าพลงงานแสงอาทตยมาเปลยนใหเปนกระแสไฟฟาโดยตรง เซลลสรยะประกอบดวยสารกงตวน า 2 ชน ดงน 1) ชนบนหรอแผนบน เปนชนทรบแสงประกอบดวยสารซลคอนเจอดวยฟอสฟอรส ชนบนจะบางกวาชนลาง เพอใหแสงสวางสามารถสองทะลลงไปถงชนลางได 2) ชนลางหรอแผนลาง ประกอบดวยสารซลคอนเจอดวยโบรอน การท างาน เมอแสงอาทตยตกกระทบแผนบน จะเกดความตางศกยไฟฟาระหวางแผน สารกงตวน าทงสอง ถาตอสายไฟระหวางแผนสารทงสอง กจะมกระแสไฟฟาไหลจากชนลางไปตามสายไฟไปยงแผนสารชนบน ดงนนชนบนจงเปนขวลบ และชนลางเปนขวบวก

27

ประโยชนของเซลลสรยะ ปจจบนไดมการน าเอาเซลลสรยะมาใชในอปกรณตาง ๆ มากมาย เชน นาฬกาขอมอ เครองคดเลข โคมไฟสยาม ดาวเทยม สถานอวกาศ เปนตน

การท างานและสวนประกอบ เซลลสรยะ (Solar cell)

ทมา : http://www.ramsessolarsystems.com/knowsolar.aspx 4.3 ไดนาโมหรอเครองก าเนดไฟฟา ไดนาโม (Dynamo) หรอเครองก าเนดไฟฟา (Regenerator) คอ อปกรณทท าหนาทเปลยนพลงงานกลเปนพลงงานไฟฟา โดยอาศยหลกการเหนยวน าระหวางสนามแมเหลกกบขดลวดตวน า สนามแมเหลก (Magnetic field) คอ บรเวณรอบ ๆ แทงแมเหลก ทมอ านาจแมเหลก หรอ เสนแรงแมเหลกอย โดยทศทางของเสนแรงแมเหลกจะพงออกจากข ว เหนอไปย งข ว ใตของแ ม เหลก ห ร อ ถ า มขวแมเหลกตางก นอยใกลก น จะมเสนแรงแมเหลกพงออกจากขวเหนอไปยงขวใตเสนแรงแมเหลกทเกดจากแทงแมเหลก N-S ภาพแสดงเสนแรงแมเหลก

ทมา : http://www.physbot.co.uk/magnetic- fields-and-induction.html

28

เมอใหแทงแมเหลกเคลอนทเขาออกจากขดลวดตวน าหรอใหขดลวดตวน าเคลอนทเขาออกจากแทงแมเหลกอยางรวดเรว จะเกดกระแสไฟฟาไหลในขดลวด กระแสไฟฟาทไดนเรยกวากระแสไฟฟาเหนยวน า

การเกดกระแสไฟฟาเหนยวน า เมอแทงแมเหลกเคลอนทเขาออกจากขดลวด ทมา : http://www.physchem.co.za/OB11-ele/magnetic4.htm

กระแสไฟฟาเหนยวน า (Induced Current) หมายถง กระแสไฟฟาทไหลในขดลวดตวน า เกดขนเมอมการเปลยนแปลงสนามแมเหลกตดผานขดลวดตวน า ผคนพบหลกการน คอ ไมเคล ฟาราเดย (Michael Faraday) ส าหรบกระแสไฟฟาเหนยวน าทไหลในขดลวดตวน าจะมคามากหรอนอยจะขนอยกบ 1) จ านวนรอบของขดลวดตวน า ถามจ านวนรอบของขดลวดตวน ามาก กระแสไฟฟาเหนยวน าจะมาก 2) ความเขมของสนามแมเหลกทตดผานขดลวด ถามความเขมของสนามแมเหลกมาก กระแสไฟฟาเหนยวน าจะมาก 3) ความเรวในการเคลอนท ถาแทงแมเหลกหรอขดลวดตวน าเคลอนท เขาออกเรว กระแสไฟฟาเหนยวน าจะมาก

29

อานเพม เสรมความร

ส าหรบกระแสไฟฟาทไดมาจากไดนาโมนน อาจเปนกระแสไฟฟาตรงหรอกระแสไฟฟาสลบกได ทงนขนอยกบสวนประกอบของไดนาโม

Michael Faraday นกวทยาศาสตรชาวองกฤษเกดเมอวนท 22 กนยายน ค.ศ. 1791 ฟาราเดยเปนผใหค าอธบาย อ านาจการเหนยวน าของแมเหลกไฟฟา เขาเปนผทดลองหาแนวแรงแมเหลกโดยใชผงตะไบเหลก เขาเปนผใหหลกทวา กระแสไฟฟาเกดขนจากตวน าตดผานเสนแรงแมเหลกหหรอพดงายๆวาแมเหลกกท าใหเกดกระแสไฟฟาได เขาจงเปนผประดษฐเเครองก าเนดกระแสไฟฟาท

เรยกวา"ไดนาโม"ขน ฟาราเดยไดถงแกกรรมเมอวนท 25 สงหาคม ค.ศ. 1867 ในหองท างานของเขาทแฮมตนคอรด

สวนประกอบของไดนาโม ไดนาโมประกอบดวยสวนประกอบทส าคญดง ตอไปน 1) สนามแมเหลก (Magnetic field) เกดจากแทงแมเหลกถาวรขวเหนอ (N) และขวใต (S) หรอเกดจากแมเหลกชวคราว (เปนแมเหลกไฟฟา) ทไดจากการผานกระแสไฟฟาเขาไปในขดลวดตวน าหรอ สเตเตอร (Stator) ท าใหสนามแมเหลกขนมาเชนเดยวกน 2) อารเมเจอรหรอโรเตอร (armature or rotor) คอ ขดลวดตวน าอาบน ายาน ามาพนรอบแกนเหลกออน สามารถหมนไดคลองและตดตงอยระหวางขวแมเหลก N และ S (อยภายในสนามแมเหลก) อารเมเจอรประกอบดวยขดลวดจ านวนมาก โดยปลายทงสองของขวลวดจะตออยกบวงแหวนเพอจายกระแสไฟฟาออกไปสวงจรภายนอก 3) วงแหวน (Output ring) มหนาทจายกระแสไฟฟาจากอารเมเจอรออกไปสวงจรภายนอก ม 2 แบบ คอ 3.1) วงแหวนลน (slip ring) เปน วงแหวนทองแดงกลม 2 วง ใชกบไดนาโดยกระแสไฟฟาสลบ

30

3.2) วงแหวนแยก (split ring) หรอคอมมวเตเตอร (commutator) เปนวงแหวนทองแดงผาซก ใชกบไดนาโมกระแสไฟฟาตรง โดยทท งวงแหวนลนและวงแหวนแยกจะมแปรงถาน (Brush) มาแตะสมผส เพอรบกระแสไฟฟาจากอารเมเจอรไปสวงแหวนภายนอก

ไดนาโมกระแสสลบ

เมอหมนขดลวดตวน าในสนามแมเหลก (ขดลวดตวน าเคลอนทตดสนามแมเหลกทเปลยนแปลง) ท าใหเกดกระแสไฟฟาเหนยวน าไหลในขดลวดได ส าหรบไดนาโมกระแสสลบ จะใหกระแสไฟฟาสลบออกมา ไฟฟากระแสสลบเปนไฟฟากระแสทเมอไหลออกสวงจรภายนอกแลว จะมการเปลยนแปลงทศทางทกครงเมอหมนขดลวดไปครงรอบ

ทศทางการไหลของกระแสไฟฟาในขดลวด ทมา : ประชา ศวเวทกล. 2554 : 361

รป (ก) พจารณาขดลวดดาน A ดานทอยใกลขว N ทศทางของกระแสไฟฟาจะไหลลงมา เมอหมนขดลวดไปครงรอบ รป (ข) ขดลวดดาน A จะอยใกลกบขว S ทศทางของกระแสไฟฟาจะไหลขนไป (ทศทางตรงกนขามทงทเปนขดลวดดานเดยวกน) ในท านองเดยวกนขดลวดดาน B เมอหมนไปครงรอบ ทศทางการไหลของกระแสไฟฟากมทศทางตรงกนขามเชนเดยวกน ส าหรบทตรงปลายของขดลวดทงสอง (อารเมเจอร) แตละขางจะตดอยกบแหวนลน โดยขณะทขดลวดหมนไป แหวนลนกจะหมนตามไปดวย และแหวนลนจะแตะสมผสกบแปรงถาน (เปนตวน าไฟฟา) เพอจายกระแสไฟฟาสวงจรภายนอกหรอจายพลงงานไฟฟาไปใหกบเครองใชไฟฟา (Load)

31

ไดนาโมกระแสตรง

ไดนาโมกระแสตรงจะใหไฟฟากระแสตรงออกมา ไฟฟากระแสตรงตางจากไฟฟากระแสสลบตรงทวา ไมวาขดลวดตวน าจะหมนไปกรอบกตาม กระแสไฟฟาทไหลออกมาสวงจรภายนอกจะไมมการเปลยนทศทางของการไหลเลย สวนประกอบตาง ๆ ของไดนาโมกระแสตรงจะมเหมอนกบไดนาโมกระแสสลบ แตตรงปลายของขดลวดแตละขางจะตดอยกบแหวนแยกหรอคอมมวเตเตอร โดยขณะทขดลวดหมนไป แหวนแยกจะอยกบท (ไมไดหมนตามไปดวย)

แสดงสวนประกอบตาง ๆ ของไดนาโมกระแสตรง ทมา : ประชา ศวเวทกล. 2554 : 362

รป (ก) พจารณาขดลวดดาน A ขณะขดลวดหมนขนไปผานขวเหนอ (N) จะมทศทาง การไหลของกระแสไฟฟาในขดลวด ผานแหวนแยก แลวผานแปรงถานออกสวงจรภายนอก ดงรป และเมอขดลวดหมนไปครงรอบ รป (ข) ขดลวดดาน B หมนขนไป ผานขวเหนอ (N) จะมทศทางการไหลของของกระแสไฟฟาในขดลวดผานแหวนแยก แลวผานแปรงถานออกสวงจรภายนอกดงรป ซงจะเหนไดวาทศทางการไหลของกระแสไฟฟาออกสวงจรภายนอกในทศทางเดยวเทานน ไมวาจะหมนไปกรอบกตาม กระแสไฟฟาทไดนจงเปนไฟฟากระแสตรง

32

ค ำชแจง ใหนกเรยนท ำเครอง หนำขอควำมทถกตอง และท ำเครองหมำย หนำขอควำมทไมถกตอง 1. สำรละลำยอเลกโทรไลต คอ สำรละลำยทน ำไฟฟำได โดยกำรทสำรละลำยสำมำรถแตกตว

เปนไอออนบวกและไอออนลบได 2. ถำนไฟฉำย ถอวำเปนเซลลไฟฟำเคมประเภท เซลลทตยภม 3. แทงถำน (C) ในถำนไฟฉำยท ำหนำทเปนขวบวก (แอโนด) 4. กระแสสมมต คอ กระแสไฟฟำทเกดจำกกำรเคลอนทหรอถำยเทของประจบวก โดยจะ

ไหลจำกจดทมศกยไฟฟำสงไปยงจดทมศกยไฟฟำต ำ 5. สนำมแมเหลก คอ บรเวณรอบแทงแมเหลก โดยทศทำงของเสนแรงแมเหลก จะพงออกจำก

ขนใตไปยงขวเหนอ 6. ขวไฟฟำทท ำจำกโลหะทแตกตวไดดใหอเลกตรอนไดมำกกวำมศกยไฟฟำต ำ กวำเปนขวลบเรยกวำขวแคโทด 7. ประจไฟฟำแบงออกเปน 2 ชนด คอ ประจบวก และประจลบ โดยถำเปนประจชนดเดยวกน จะผลกกน แตถำเปนประจตำงชนดกนจะดดกน 8. ไดนำโมกระแสตรง คอ กระแสจะเปลยนทศทำงทกครงรอบแตมกำรเปลยนตววงแหวน ดงนนกระแสจงออกทข วเดมเสมอ 9. จ ำนวนกระแสไฟฟำเหนยวน ำทไหลในลวดตวน ำจะมำกหรอนอยขนอยกบจ ำนวนรอบของ ขดลวดตวน ำ และควำมเขมของสนำมแมเหลกทตดผำนขดลวดเทำนน

บตรทดสอบควำมรควำมเขำใจ ท เรอง เซลลไฟฟำเคมและไดนำโม 1

33

ค ำชแจง 1. ขอสอบเปนแบบปรนยชนดเลอกตอบจ ำนวน 15 ขอ คะแนนเตม 15 คะแนน เวลำ 20 คะแนน 2. จงเลอกค ำตอบทถกทสดเพยงขอเดยว แลวท ำเครองหมำยกำกบำท ทบตวอกษร ก ข ค และ ง ในกระดำษค ำตอบ จำกรปจงตอบค ำถำมขอ 1-3

1. ไอออนบวกและไอออนลบจะมกำรเคลอนทอยบรเวณใด ก. โลหะ A ข. โลหะ B ค. สำรละลำย C ง. ลวดตวน ำ 2. กระแสไฟฟำจะมทศทำงกำรไหลอยำงไร ก. ไหลจำก โลหะ A ไปยง โลหะ B ข. ไหลจำก โลหะ B ไปยง โลหะ A ค. ไหลอยภำยในสำรละลำย C ง. ไหลจำกโลหะ A ผำนสำรละลำย C ไปยงโลหะ B 3. อปกรณใดทท ำใหเกดกระแสไฟฟำเหนยวน ำ ก. เซลลไฟฟำเคม ข. ถำนไฟฉำย ค. เซลลสรยะ ง. ไดนำโม 4. ไดนำโมกระแสตรงตำงจำกไดนำโมกระแสสลบในขอใด ก. ขดลวด ข. แมเหลก ค. คอมมวเตเตอร ง. สนำมแมเหลก

แบบทดสอบหลงเรยนชดกจกรรมกำรเรยนรท เรอง กำรผลตกระแสไฟฟำ 1

34

5. ค ำกลำวในขอใดไมถกตอง ก. ขวอเลกโทรด คอ ทำงทอเลกตรอนไหลเขำและไหลออก ข. กระแสไฟฟำไมไดเกดขนจรง เปนเพยงกระแสสมมตเทำนน ค. อเลกตรอนจะไหลจำกขวทมศกยไฟฟำต ำกวำไปยงขวทมศกยไฟฟำสงกวำ ง. แรงเคลอนไฟฟำของเซลลขนอยกบปรมำณของสำรละลำยและขนำดของขวไฟฟำ 6. ขอใดกลำวถงกระแสไฟฟำไดถกตองทสด ก. กระแสสมมต คอ กำรเคลอนทของนวตรอน ข. กระแสไฟฟำมเพยงชนดเดยว คอ กระแสอเลกตรอน ค. กระแสไฟฟำจะไหลจำกจดทมศกยไฟฟำต ำไปยงจดทมศกยไฟฟำสง ง. กระแสไฟฟำ คอ ปรมำณประจไฟฟำทเคลอนทหรอมกำรถำยเทผำนพนทภำคตดขวำงจำกจดหนงไปยงอกจดหนงของลวดตวน ำไฟฟำใน 1 หนวยเวลำ 7. ไดนำโมกระแสสลบ ถำเอำแมเหลกขำงหนงออก เหลอแมเหลกขำงเดยว เมอหมนขดลวดจะเกดไฟฟำกระแสสลบขนหรอไม ก. ไมเกด เกดแตไฟฟำกระแสตรง ข. ไมเกดกระแสไฟฟำในวงจรเลย ค. เกดไฟฟำกระแสตรงปรมำณมำก ง. เกดไฟฟำกระแสสลบแตมปรมำณนอย 8. กระแสไฟฟำ คออะไร ก. กระแสสมมต ข. กระแสโปรตอน ค. กระแสนวตรอน ง. กระแสอเลกตรอน 9. กระแสไฟฟำไหลอยำงไรในวงจรไฟฟำ ก. จำกทศกยไฟฟำสงไปยงศกยไฟฟำต ำ ข. จำกทอณหภมสงไปยงทอณหภมต ำ ค. จำกทศกยไฟฟำต ำไปยงศกยไฟฟำสง ง. จำกจดทมควำมตำนทำนสงไปสจดทมควำมตำนทำนต ำกวำ 10. จงพจำรณำขอควำมตอไปน ขอใดกลำวไมถกตอง ก. ถำนไฟฉำยใหไฟฟำกระแสตรง ข. แบตเตอรรถยนตใหไฟฟำกระแสสลบ ค. กำรไหลของกระแสไฟฟำเกดเมอมควำมตำงศกยระหวำงจด 2 จด ง. ในเซลลไฟฟำเคมปฏกรยำเคมเกดขนมำกเทำใด จะไดกระแสไฟฟำมำกขนเทำนน

35

11. อปกรณในขอใดทเปลยนพลงงำนเคมเปนพลงงำนไฟฟำ ก. เซลลไฟฟำเคม ข. ไดนำโม ค. เซลลสรยะ ง. เครองก ำเนดไฟฟำ 12. สำรใดท ำหนำทเปนอเลกโทรไลตในถำนไฟฉำย ก. แมกนเซยมคลอไรด ข. แมงกำนสออกไซด ค. โพแทสเซยมคลอไรด ง. แอมโมเนยมคลอไรด 13. ไดนำโมผลตกระแสไฟฟำโดยเปลยนรปพลงงำนอยำงไร ก. เปลยนพลงงำนแสงเปนพลงงำนไฟฟำ ข. เปลยนพลงงำนเคมเปนพลงงำนไฟฟำ ค. เปลยนพลงงำนกลเปนพลงงำนไฟฟำ ง. เปลยนพลงงำนเคมเปนพลงงำนไฟฟำ 14. สงทมผลตอปรมำณของกระแสไฟฟำ ทเกดจำกหลกกำรท ำงำนของไดนำโมคอขอใด ก. ขนำดของสนำมแมเหลก ข. อตรำกำรหมนของขดลวด ค. จ ำนวนขดลวดทพนรอบแกน ง. ถกทกขอ 15. ถำนทน ำมำใชในนำฬกำขอมอ หรอเครองคดเลขเปนถำนชนดใด ก. แบตเตอร ข. ถำนไฟฉำย ค. ถำนลเทยม ง. ถำนอลคำไลน

36

บรรณานกรม

ถนด ศรบญเรอง. สอการเรยนรพนฐาน กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร สมฤทธมาตรฐาน วทยาศาสตร ม. 3 เลม 2. กรงเทพ ฯ : อกษรเจรญทศน, 2549.

บญชา แสนทว. หนงสอเรยนสาระการเรยนรพนฐาน วทยาศาสตร เลม 6. กรงเทพ ฯ : วฒนา พานช, 2548.

ประชา ศวเวทกล. คมอวทยาศาสตรค านวณ ม.ตน. กรงเทพ ฯ : เดอะบคส, 2554. ประดบ นาคแกว. หนงสอเรยนสาระการเรยนรพนฐาน กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร

ชวงชนท 3 เลม 3. กรงเทพ ฯ : แมค, 2548. พมพนธ เดชะคปตและคณะ. หนงสอเรยนรายวชาพนฐานวทยาศาสตร ม.3. กรงเทพ ฯ : บรษท พฒนาคณภาพวชาการ จ ากด, 2557. ยพา วรยศ. หนงสอเรยนสาระการเรยนรพนฐานกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ม. 3.

กรงเทพ ฯ : อกษรเจรญทศน, 2550. ศรลกษณ ผลวฒนะ. สอการเรยนรและเสรมทกษะตามมาตรฐานการเรยนร กลมสาระ การเรยนรวทยาศาสตร เรอง ไฟฟา. กรงเทพ ฯ : นยมวทยา, 2448. ศกษาธการ, กระทรวง. หลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช 2551. กรงเทพฯ :

โรงพมพชมนมสหกรณการเกษตรแหงประเทศไทย, 2552. สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย. หนงสอเรยนรายวชาพนฐานวทยาศาสตร

วทยาศาสตร 5 ชนมธยมศกษาปท 3 เลม 1. พมพครงท 5. กรงเทพฯ : สกสค. ลาดพราว. "ภาพโครงสรางอะตอม.". [ออนไลน]. เขาถงไดจาก : http://www.aboutthemcat.org/chemistry/ atomic-structure.php "ภาพสมบตของประจ". [ออนไลน]. เขาถงไดจาก : http://www.physics-and-radio- electronics.com/physics/electric-charges.html "ภาพถายไฟฉายชนดตาง". [ออนไลน]. เขาถงไดจาก : http://www.vcharkarn.com/varticle/42597 "ภาพเครองก าเนดไฟฟากระแสสลบ". [ออนไลน]. เขาถงไดจาก : http://hrkthongsong.blogspot.com /2010/09/blog-post.html "ภาพเซลลไฟฟาเคม". [ออนไลน]. เขาถงไดจาก :http://www.thaigoodview.com/node/17983 "ภาพสวนประกอบของไฟฉาย". [ออนไลน]. เขาถงไดจาก : http://www.myfirstbrain.com

37

/student_view.aspx?id=74295 "ภาพแบตเตอรรถยนต". [ออนไลน]. เขาถงไดจาก :https://solarsmileknowledge.wordpress.com/ "ภาพการท างานและสวนประกอบของเซลลสรยะ". [ออนไลน]. เขาถงไดจาก : http://www.ramsessolarsystems.com/knowsolar.aspx "ภาพเสนแรงแมเหลก". [ออนไลน]. เขาถงไดจาก :http://www.physbot.co.uk/magnetic-fields-and- induction.html "ภาพการเกดกระแสไฟฟาเหนยวน า". [ออนไลน]. เขาถงไดจาก : http://www.physchem.co.za /OB11-ele /magnetic4.htm