หน่วยที่ 1 แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current Source)
สาระสำคัญ
ไฟฟ้าเป็นสิ่งที่จำเป็นต่อการในการดำเนินชีวิตประจำวันของมนุษย์ ทั้งที่อยู่อาศัย โรงงาน อุตสาหกรรม สถาบันการศึกษา สำนักงาน ฯลฯ
ปัจจุบันไฟฟ้ำมีแหล่งกำเนิดมาจากหลายแหล่ง
เช่น โรงไฟฟ้าถ่านหิน โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ แบตเตอรี่
พลังงานจากลม พลังงานแสงอาทิตย์
ถ่านไฟฉาย โดยเราสามารถแบ่งแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเป็น
2 ประเภท คือ แหล่งกำเนิดไฟฟ้ำกระแสตรงและแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ โดยในหน่วยนี้จะเป็นเรื่องเกี่ยวกับ
แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง
บทที่
1 แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง
แหล่งกำเนิดไฟฟ้าเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานไฟฟ้าที่ถูกนำไปใช้ประโยชน์มากมาย
ใช้เปลี่ยนพลังงานรูปหนึ่งไปอีกพลังงานอื่น ๆ
เช่น เครื่องดูดฝุ่น เครื่องปั่น
และเครื่องทำความเย็น เป็นต้น ไฟฟ้านั้นสามารถกำเนิดขึ้นมาได้หลายวิธี เราจึงต้องการเลือกวิธีกำเนิดไฟฟ้ามาใช้งานนั้นจะต้อง
เลือกให้เหมาะสม
1.1 ชนิดของไฟฟ้า ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นมีอยู่
2 ชนิด คือ ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเองโดยตามธรรมชาติ เราเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ไฟฟ้าสถิตกับไฟฟ้าที่มนุษย์ผลิตขึ้นมา เรียกว่า ไฟฟ้ากระแส
1.1.1 ไฟฟ้าสถิต ( Static
Electricity ) ไฟฟ้าสถิต คือ ปรากฏการณ์ที่ปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบบนผิววัสดุมีไม่เท่ากัน
และไม่เคลื่อนที่ (จึงเรียกว่า สถิต)
จนกระทั่งมีกำรถ่ายเทประจุหรือเกิดการไหลของอิเล็กตรอน กลายเป็นไฟฟ้ากระแส
ปกติจะอยู่ในรูปการดึงดูดหรือการผลักกันและเกิดประกายไฟ เช่น
การเสียดสีของวัตถุ ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า เป็นต้น
1.1.2 ไฟฟ้ากระแส ( Current Electricity ) ไฟฟ้ากระแส คือ
แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่มนุษย์ผลิตขึ้นมา
โดยการส่งกระแสไฟฟ้าให้เคลื่อนที่ ไปในลวดตัวนำ ไฟฟ้ากระแสมี
2 ชนิด คือ
- ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current , DC) คือ มีการใช้งานจะมีขั้วบวกและขั้วลบที่ แน่นอน ด้วยเหตุนี้จึงมีทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ำมีความคงที่แน่นอน เช่น ถ่านไฟฉาย แบตเตอรี่ เซลล์สุริยะ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง เป็นต้น
รูปที่ 1.2 ไฟฟ้ากระแสตรง
- ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current , AC) คือ
มีทิศทางการไหลทางเดียว แต่สลับทิศซ้ำๆ
กันอย่างต่อเนื่อง
แรงดันกระแสสลับเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องระหว่างบวก(+) และลบ (-) อัตราการเปลี่ยนทิศทาง
เรียกว่า ความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับ มีหน่วยวัดเป็นเฮิรตซ์ (Hz) ซึ่งก็คือ จำนวนรอบคลื่นต่อหนึ่งวินาที สำหรับประเทศไทยใช้ความถี่ 50Hz เช่น ไฟตามบ้านเรือน มีขนาด แรงดันไฟฟ้า 220 VAC และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ เป็นต้น
รูปที่ 1.3 แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ
สรุป ไฟฟ้าแบ่งออกได้เป็น
2 ประเภทใหญ่ ๆ
ได้แก่ ไฟฟ้าสถิตย์ (Static Electricity) และ
ไฟฟ้ากระแส ( Current Electricity) ไฟฟ้าทั้งสองประเภทยังแบ่งวิธีการกำเนิดออกได้เป็น
6 วิธีการ ดังนี้ เกิดจากการเสียดสี เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมี
เกิดจากความร้อน เกิดจากแรงกดดัน เกิดจากแสงสว่าง และเกิดจากสนามแม่เหล็ก
แหล่งกำเนิดไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสี
เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่ถูกค้นพบมานานกว่า 2,000 ปีแล้ว
เกิดขึ้นได้จากการนำวัตถุ ต่างกัน 2 ชนิดมาขัดสีกัน เช่น แท่งยางกับผ้าขนสัตว์ แท่งแก้วกับผ้าแพร แผ่นพลาสติกกับผ้า และ หวีกับผม เป็นต้น ผลของการเสียดสีดังกล่าวทำให้เกิดความไม่สมดุลขึ้นของประจุไฟฟ้าในวัตถุทั้งสอง เนื่องจากเกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้า วัตถุทั้งสองจะแสดงศักย์ไฟฟ้าออกมาต่างกัน วัตถุชนิดหนึ่งแสดงศักย์ไฟฟ้าบวก ( + ) ออกมา วัตถุอีกชนิดหนึ่งแสดงศักย์ไฟฟ้าลบ (-) ออกมา
แหล่งกำเนิดไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสี แสดงดังรูปที่ 1.4
รูปที่ 1.4
แหล่งกำเนิดไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสี
ที่มา :
พันธ์ศักดิ์ พุฒิมานิตพงศ์. 2555 : 23
ไฟฟ้าเกิดจากการเสียดสีนี้ จะเกิดขึ้นเมื่อวัตถุทั้ง 2 ชนิด
ต้องแห้งสนิท การตรวจสอบไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้น โดยนำไปดูดเศษวัสดุชิ้นเล็กๆเบาๆ
เช่น กระดาษชิ้นเล็กๆ หรือ ลูกพิธบอลล์ ที่มีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวก
ถ้าลูกพิธบอลล์ถูกดูดแสดงว่าศักย์ไฟฟ้าต่างกัน
แต่ถ้าลูกพิธบอลล์ถูกพลักแสดงว่าศักย์ไฟฟ้าเหมือนกัน
ไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาเคมี
ไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาเคมี การนำวัตถุต่างกัน 2 ชนิด เช่น แผ่นสังกะสีกับแผ่นทองแดงจุ่มลงในสารละลายของกรด กำมะถันอย่างเจือจาง (H2SO4) ที่บรรจุลงในภาชนะ ซึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ จะทำ ให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์ ประจุไฟฟ้าลบ (-) ไปรวมตัวอยู่ด้านแผ่นสังกะสี ทำให้ แผ่นสังกะสีศักย์ไฟฟ้าลบ (-) ออกมา ประจุไฟฟ้าบวก (+) ไปรวมตัวอยู่ด้านแผ่นทองแดง ทำให้แผ่น ทองแดงศักย์ไฟฟ้าบวก (+) ออกมา การตรวจสอบแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเกิดจากการปฏิกิริยาเคมี โดยวัดคร่อมที่แผ่นโลหะทั้งสอง โวลต์มิเตอร์จะแสดงค่าแรงดันไฟฟ้าออกมา แหล่งกำเนิดไฟฟ้าเกิดจากการปฏิกิริยาเคมีแบบพื้นฐานมีชื่อ เรียกว่า โวลตาอิกเซลล์ (Voltaic Cell) แสดงดังรูปที่ 1.5
Cr. http://electricity-basic.blogspot.com/2012/10/blog-post_27.html
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น