สรุปเนื้อหา ไฟฟ้ากระแสตรง คืออะไร
ไฟฟ้ากระแส คือ การไหลของอิเล็กตรอนภายใน ตัวนำไฟฟ้าจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งเช่น ไหลจาก แหล่งกำเนิดไฟฟ้าไปสู่แหล่ง ที่ต้องการใช้กระ แสไฟฟ้า ซึ่งก่อให้เกิด แสงสว่าง เมื่อกระแส ไฟฟ้าไหลผ่านลวด ความต้านทานสูงจะก่อให้ เกิดความร้อน เราใช้หลักการเกิดความร้อน เช่นนี้มาประดิษฐ์อุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น เตาหุงต้ม เตารีดไฟฟ้า เป็นต้น
ไฟฟ้ากระแสแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
- ไฟฟ้ากระแสตรง ( Direct Current หรือ D .C )
- ไฟฟ้ากระแสสลับ ( Alternating Current หรือ A.C. )
ไฟฟ้ากระแสตรง หรือ Direct Current : DC คือ กระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางในการเคลื่อนที่เป็นวงจรไปในทิศทางเดียวกัน โดยไหลจากขั้วลบของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้า แล้วกลับเข้าไปยังขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าอีกครั้ง ตัวอย่างของไฟฟ้ากระแสตรงที่ใช้อยู่ในชีวิตประจำวันก็ได้แก่ แบตเตอรี่รถยนต์ และวงจรของถ่านไฟฉาย เป็นต้น โดยไฟฟ้ากระแสตรง แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่
- ไฟฟ้ากระแสตรงประเภทสม่ำเสมอ (Steady D.C) เป็นไฟฟ้ากระแสตรง ที่ไหลอย่างสม่ำเสมอตลอดไป ไฟฟ้ากระแสตรงประเภทนี้ได้มาจากแบตเตอรี่หรือ ถ่านไฟฉาย
- ไฟฟ้ากระแสตรงประเภทไม่สม่ำเสมอ ( Pulsating D.C) เป็นไฟฟ้ากระแสตรงที่เป็นช่วงคลื่นไม่สม่ำเสมอ มักได้มาจากเครื่องไดนาโมหรือ วงจรเรียงกระแส (เรคติไฟ )
ไฟฟ้ากระแสตรง ต้องมีคุณสมบัติ คือ
- กระแสไฟฟ้าไหลไปทิศทางเดียวกันตลอด
- มีค่าแรงดันหรือแรงเคลื่อนเป็นบวกอยู่เสมอ
- สามารถเก็บประจุไว้ในเซลล์ หรือแบตเตอรี่ได้
ไฟฟ้ากระแสตรง มีประโยชน์อย่างไรบ้าง
- ใช้ในการชุบโลหะต่าง ๆ
- ใช้ในการทดลองทางเคมี
- ใช้เชื่อมโลหะและตัดแผ่นเหล็ก
- ทำให้เหล็กมีอำนาจแม่เหล็ก
- ใช้ในการประจุกระแสไฟฟ้าเข้าแบตเตอรี
- ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์
- ใช้เป็นไฟฟ้าเดินทาง เช่น ไฟฉาย
ความต้านทาน คืออะไร
กฎของโอห์มกล่าวว่า “เมื่ออุณหภูมิคงที่ ค่าของกระแสไฟฟ้าที่ผ่านโลหะตัวนำหนึ่งจะมีค่าแปรผันตรงกับความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างปลายทั้งสองของตัวนำนั้น โดยอัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้าย่อมมีค่าคงที่ เรียกว่า ความต้านทาน”
ความต้านทาน (Resistance ; R) มีหน่วยเป็น โวลต์ต่อแอมแปร์ หรือ โอห์ม และแทนด้วยสัญลักษณ์
ซึ่งความต้านทาน 1 โอห์ม คือ ความต้านทานของตัวนำ ซึ่งเมื่อต่อปลายทั้งสองของ ตัวนำนั้นเข้ากับความต่างศักย์ไฟฟ้า 1 โวลต์ จะมีกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำนั้น 1 แอมแปร์
ความต้านทานไฟฟ้า (electrical resistance) เป็นการบอกคุณสมบัติของสารในการต้านกระแสไฟฟ้าที่จะผ่านได้ มากน้อยเพียงใด โดยสารที่มีความต้านทานมากกระแสผ่านได้น้อย ส่วนสารที่มีความต้านทานน้อยกระแสผ่านได้มาก
ตัวต้านทาน (resistor) เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยปรับความต้านทานให้กับวงจร เพื่อช่วยปรับให้กระแสไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ไฟฟ้าพอเหมาะกับวงจรนั้นๆ ชนิดของตัวต้านทาน แบ่งออกได้ 2 ชนิด
- ตัวต้านทานค่าคงตัว (fixed resistor) เป็นตัวต้านทานที่มีค่าตัวต้านทานคงตัว พบในวงจรไฟฟ้าและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป
- ตัวต้านทานแปรค่า (variable resistor) เป็นตัวต้านทานที่สามารถปรับค่าความต้านทานได้
ความต่างศักย์ไฟฟ้า คือ ความแตกต่างของพลังงานไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุด ซึ่งทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าจะไหลจากจุดที่มีระดับพลัง งานไฟฟ้าสูง (ศักย์ไฟฟ้าสูง) ไปยังจุดที่มีระดับพลังงานไฟฟ้าต่ำกว่า (ศักย์ไฟฟ้าต่ำ) และจะหยุดไหลเมื่อศักย์ไฟฟ้าทั้งสองจุดเท่ากัน
วงจรไฟฟ้ากระแสตรง
- วงจรอนุกรม คือ วงจรที่ประกอบด้วยความต้านทานตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปต่อเรียงกัน โดยมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านความต้านทานนั้น ๆ เพียงเส้นเดียว
- วงจรขนาน คือ วงจรที่มีองค์ประกอบวงจรตั้งแต่สองตัวขึ้นไป โดยปลายทั้งสองข้างต่อคร่อมรวมกันที่ขั้วของแหล่งจ่าย
- วงจรผสม คือ วงจรที่ประกอบไปด้วยคุณลักษณะของวงจรอนุกรม และคุณลักษณะของวงจรขนานรวมอยู่ในวงจรเดียวกัน ซึ่งวงจรในลักษณะนี้จะมีอยู่มากมายในวงจรที่ใช้งานจริง และในการแก้ปัญหาในวงจรผสมนี้ จะต้องใช้คุณสมบัติของวงจรอนุกรมแก้ปัญหาในวงจรย่อยที่มีลักษณะอนุกรม และใช้คุณสมบัติของวงจรขนานแก้ปัญหาวงจรย่อยที่มีลักษณะขนาน แล้วจึงนํามาหาผลรวมผลรวมสุดท้าย จึงจะได้ผลของวงจรรวมที่เรียกว่า วงจรผสม
- วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า คือ วงจรที่มีการต่อแบบอนุกรม ซึ่งสามารถแบ่งแรงดันไฟฟ้าได้หลาย ๆ ค่าจากแหล่งกําเนิดเดียวกัน ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ได้จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานที่ต่อในวงจรนั้น ๆ
- วงจรแบ่งกระแสไฟฟ้า คือ วงจรขนานนั่นเอง จากวงจรจะเห็นว่าเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรขนาน กระแสจะถูกแบ่งให้ไหลแยกไปในสาขาต่าง ๆ ของวงจร ค่าของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านในแต่ละสาขาจะขึ้นอยุ่กับค่าความต้านทานที่ต่ออยู่ในสาขานั้นๆ
ตัวอย่างข้อสอบ ไฟฟ้ากระแสตรง
1. ทิศของกระแสไฟฟ้าตามสากลนิยมคิดจากอะไร
ก. ทิศที่โปรตอนเคลื่อนที่
ข. ทิศที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่
ค. ทิศที่ไอออนลบเคลื่อนที่หรือทิศตรงข้ามที่ไอออนบวกเคลื่อนที่
ง. ทิศที่อนุภาคไฟฟ้าบวกเคลื่อนที่หรือทิศตรงกันข้ามกับทิศที่อนุภาคไฟฟ้าลบเคลื่อนที่
2. ข้อใดไม่ ถูกต้อง
ก. กระแสไฟฟ้าไหลในโลหะตัวนำเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ
ข. ในสารอิเล็กโทรไลต์กระแสไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของทั้งไอออนบวกและลบ
ค. กระแสไฟฟ้าไหลในหลอดนีออนเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระเท่านั้น
ง. ในสารกึ่งตัวนำกระแสไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระและโฮล
3. สายไฟ 2 เส้นทำด้วยโลหะ 2 ชนิด เส้นแรกมีสภาพความต้านทานเป็น 3 เท่าของเส้นที่สอง ถ้าความยาวและความต้านทานเท่ากัน อัตราส่วนพื้นที่ภาคตัดขวางของเส้นที่หนึ่งต่อเส้นที่สองคือข้อใด
ก. 1 : 3
ข. 2 : 1
ค. 3 : 1
ง. 3 : 2
4. นำลวดทองแดงขนาดเดียวกันยาว 1, 2 และ 3 เมตร มาต่อขนานกับขั้วทั้งสองของเซลไฟฟ้าเซลหนึ่ง ถ้านำลวดทองแดงซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางโตเป็นสองเท่ามาต่อแทนลวดทั้งสามเส้นนั้น และให้กระแสไฟฟ้าผ่านเซลไฟฟ้าเท่าเดิม ลวดต้องยาวกี่เมตร
ก. 1.00 เมตร
ข. 2.18 เมตร
ค. 8.00 เมตร
ง. 5.00 เมตร
5. ข้อใดคือหน่วยของกำลังไฟฟ้า
ก. โอห์ม
ข. แอมป์แปร
ค. โวลต์
ง. วัตต์
ฟิสิกส์ ม. ปลาย ต้องเรียนเรื่องอะไรบ้าง
การเรียนฟิสิกส์ ม.ปลาย ตั้งแต่ฟิสิกส์ ม.4 ฟิสิกส์ ม.5 หรือ ฟิสิกส์ ม.6 นอกจากเรื่องไฟฟ้ากระแสตรงที่จะต้องเจอแล้ว การเรียนวิชานี้ยังครอบคลุมไปถึงเรื่องอื่นๆ ด้วย ไม่ว่าจะเป็นเรื่องการเคลื่อนที่แนวตรง, การเคลื่อนที่แบบต่างๆ, กฎนิวตัน, โมเมนตัม, การหมุน, งานและพลังงาน, แรงและกฏการเคลื่อนที่, การเคลื่อนที่แนวโค้ง, การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย, สมดุลกล, คลื่นกล, คลื่นเสียง, แสง, ของไหล, ของแข็งและของไหล, ความร้อน, ไฟฟ้าสถิต, สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้า, ไฟฟ้ากระแสสลับ, ฟิสิกส์อะตอม, ฟิสิกส์นิวเคลียร์ และอื่น ๆ ดังนั้น ใครที่กำลังเตรียมตัวจะเลือกเรียนสายวิทย์ หรือกำลังเรียนสายวิทย์อยู่ ก็จะต้องเจอกับการเรียนเรื่องต่าง ๆ เหล่านี้อย่างแน่นอน
