ไฟฟ้า

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
สำหรับความหมายอื่น ดูที่ ไฟฟ้า (แก้ความกำกวม)

ไฟฟ้า (กรีก: ήλεκτρον; อังกฤษ: electricity) เป็นแขนงหนึ่งของวิชาฟิสิกส์ มีที่มาจากภาษากรีกซึ่งในสมัยนั้นหมายถึงผลจากสิ่งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและการไหลของประจุไฟฟ้า เช่นเดียวกันกับอำนาจดึงดูดของแม่เหล็ก ซึ่งมีปฏิกิริยากระทำต่อกันและกัน สิ่งนี้รู้จักกันในนามวิชาว่าด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า

ไฟฟ้ามีหลากหลายสาขาย่อย อาทิเช่น

  • ศักย์ไฟฟ้า (Electric Potential) ว่าด้วยเรื่องของค่าแรงดึงดูดในแต่ละงานต่างๆ มีหน่วยเป็นโวลต์
  • ไฟฟ้ากระแส (Electric Current) ว่าด้วยการเคลื่อนไหวของการไหลในกระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็นแอมแปร์
  • สนามไฟฟ้า (Electric Field) ว่าด้วยผลที่เกิดขึ้นาจากกระแสไฟฟ้าที่พยายามออกแรงเปลี่ยนแปลงสิ่งที่อยู่ใกล้เคียง
  • พลังงานไฟฟ้า (Electric Energy) ว่าด้วยพลังงานที่มีโดยเกิดจากกระแสไฟฟ้าที่กระทำต่อสื่อไฟฟ้าต่างๆ
  • กำลังไฟฟ้า (Electric Power) ว่าด้วยขนาดของพลังงานไฟฟ้าที่ไปทำการเปลี่ยนแปลงหรือมาจากพลังงานอื่นๆ เช่น แสง , ความร้อนหรือพลังงานของเครื่องกล
  • ประจุไฟฟ้า (Electric Charge) ว่าด้วยการอนุรักษ์ทรัพยากรดั้งเดิมของส่วนที่เล็กกว่าอะตอม ซึ่งเป็นตัวที่มีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน

ประวัติ[แก้]

ก่อนที่จะมีความรู้ทางด้านไฟฟ้า มีผู้คนตระหนักถึงภัยของปลาดุกไฟฟ้า ในสมัยอียิปต์โบราณพบข้อความที่จารึกในช่วงประมาณ 250 ปีก่อนพุทธศักราช ว่าปลาไฟฟ้าเป็น "สายฟ้าแห่งแม่น้ำไนล์" และพรรณนาว่ามันเป็น "ผู้พิทักษ์" แก่ปลาอื่นๆ ทั้งมวล ทั้งนี้ยังค้นพบบันทึกอื่นๆ ทั้งในกรีกโบราณ โรมัน อาหรับ[1] ว่าการที่ถูกไฟช็อตโดยปลาดุกไฟฟ้า (Electric catfish) และปลากระเบนไฟฟ้า เม่นไฟฟ้า (torpedo ray หรือ Electric ray) จะทำให้รู้สึกตัวชา และยังทราบว่าการช็อตเช่นนั้น สามารถทำให้วัตถุเกิดการเคลื่อนที่ได้ด้วย[2] ผู้ป่วยที่ได้รับความเจ็บปวดจากการเป็นเกาต์หรือปวดหัว จะได้รับการรักษาโดยการสัมผัสปลาไฟฟ้า ซึ่งหวังว่าจะทำให้ผู้ป่วยกระตุกเป็นการรักษาฟื้นฟูอาการ ด้วยความบังเอิญจากการช็อตทำให้ค้นพบแหล่งกำเนิดแสงสว่าง

วัตถุที่เฉพาะเจาะจงอย่างมากคือแท่งอำพัน ที่นำมาขัดถูกับขนแมว ทำให้เกิดแสงเหมือนปกคลุมด้วยขนนก ซึ่งพบโดยอารยธรรมโบราณแถบเมดิเตอร์เรเนียน เธลีส แห่ง มิเลทัส ได้จัดลำดับการเกิดไฟฟ้าสถิตในสมัยพุทธกาล ซึ่งเป็นสิ่งที่เขาเชื่อว่าเมื่อเสียดสีกับอำพันแล้ว จะทำให้อำพันแสดงความเป็นแม่เหล็กออกมา ซึ่งในทางกลับกัน หินแร่ (minerals) กลับแสดงความเป็นแม่เหล็กโดยไม่ต้องขัดถู [3][4] แต่ความเขื่อของเธลีสนั้นผิดที่การขัดสีอำพันไม่ได้แสดงความเป็นแม่เหล็กของอำพันเลย แต่ภายหลังวิทยาศาสตร์ก็พิสูจน์ได้ว่าเป็นความเชื่อมต่อระหว่างความเป็นแม่เหล็กกับความเป็นไฟฟ้า เป็นที่ยอมรับกันว่าในตะวันออกกลาง สมัยราชวงศ์ปาร์เธีย (Parthia) อาจจะมีความรู้ทางด้านแผ่นโลหะไฟฟ้า (Electroplating) เพราะในปี พ.ศ. 2479 มีการค้นพบแบตเตอรี่แบกแดด ซึ่งคล้ายคลึงกับเซลล์ไฟฟ้าเคมี ถึงแม้จะยังไม่ทราบแน่ใจว่าทั้งคู่จะใช่ไฟฟ้าจากธรรมชาติชนิดเดียวกันหรือไม่[5]

ความรู้ทางด้านไฟฟ้ายังมีเล็กน้อยนับพันปีให้หลัง จนกระทั่งพุทธศตวรรษที่ 22 เมื่อวิลเลียม กิลเบิร์ต นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษได้ศึกษาแม่เหล็กและไฟฟ้าอย่างละเอียด ผลกระทบของแร่เหล็กจากไฟฟ้าสถิตนั้นเกิดขึ้นจากการขัดสีของอำพัน [3] เขาบัญญัติศัพท์จากการค้นพบใหม่เป็นภาษาละตินใหม่ว่า "electricus" (แปลว่าอำพันในภาษากรีก) ซึ่งก็หมายถึงคุณสมบัติของการดึงดูดวัตถุเล็กๆหลังจากการขัดสี .[6] ในภาษาอังกฤษเรียกว่า "electric" และ "electricity" ปรากฏขึ้นครั้งแรกใน Pseudodoxia Epidemica ของโธมัส บราวน์ เมื่อปี พ.ศ. 2189 [7]

ชิ้นงานที่ให้การสนับสนุนต่อๆ มานำโดยอ็อตโต ฟอน เกียริก, โรเบิร์ต บอยล์, สตีเฟน เกรย์ และชาร์ล เอฟ. ดู เฟย์ ในพุทธศตวรรษที่ 23 เบนจามิน แฟรงคลิน ทำการวิจัยเรื่องไฟฟ้าอย่างกว้างขวาง เขาขายทรัพย์สมบัติที่มีเพื่อเป็นทุนวิจัยของเขา ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2295 เขาได้ติดลูกกุญแจโลหะไว้ที่หางว่าว แล้วปล่อยลอยขึ้นในวันที่ท้องฟ้ามีลมพายุรุนแรง [8] เขาสังเกตประกายไฟที่ประโดดจากลูกกุญแจโลหะสู่หลังมือของเขา มันมีแสงซึ่งก็คือไฟฟ้าในธรรมชาติอย่างแท้จริง [9]

ในปีพ.ศ. 2334 ลุยจิ กัลวานี นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีได้ตีพิมพ์การค้นพบไฟฟ้าชีวภาพ พิสูจน์ให้เห็นว่าไฟฟ้าอยู่ระหว่างเซลล์ประสาทผ่านสัญญาณไปสู่กล้ามเนื้อ [10] แบตเตอรี่ของอเล็กซานโดร โวลต้าในพุทธศตวรรษที่ 24 ทำมาจากชั้นที่สลับซ้อนกันของสังกะสีและทองแดง ซึ่งได้รับความเห็นจากนักวิทยาศาสตร์ว่าเป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่เชื่อถือได้มากกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Generator) [10] ที่เคยใช้กันมาก่อนหน้านี้ มีการจำแนกทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetism) เป็นสาขาของปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็ก โดยฮันส์ คริสเตียน เออสเตด และอังเดร มารี แอมแปร์ในปีพ.ศ. 2362-พ.ศ. 2363 ในปีพ.ศ. 2364 ไมเคิล ฟาราเดย์ได้ประดิษฐ์มอเตอร์ไฟฟ้า (ไดนาโม) และจอร์จ ไซมอน โอห์มได้ใช้คณิตศาสตร์วิเคราะห์วงจรไฟฟ้า หรือเป็นที่รู้จักในชื่อ "กฎของโอห์ม" ในปีพ.ศ. 2370 [10]

ในศตววรษต่อมาวิทยาศาสตร์ด้านไฟฟ้าเจริญรุดหน้าอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะเห็นความก้าวหน้าของวิศวกรรมไฟฟ้าอย่างมาก ดังจะเห็นได้จากปูชนียบุคคลสำคัญเฉกเช่น นิโคลา เทสลา, โทมัส อัลวา เอดิสัน, อ็อตโต บราธี, จอร์จ สตีเฟนสัน, เอินสท์ เวอเทอ ฟอน ซีเมนส์, อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ และวิลเลียม ทอมสัน บารอนเคลวินที่ 1 ไฟฟ้าได้แปลงโฉมหน้าวิถีชีวิตของคนสมัยใหม่ มีความจำเป็นและสมควรกับการเป็นแรงขับเคลื่อนในการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 2[11]

แนวคิดทางไฟฟ้า[แก้]

ประจุไฟฟ้า[แก้]

ดูบทความหลักที่: ประจุไฟฟ้า
ฟ้าผ่าเป็นตัวอย่างปรากฏการณ์ที่เกิดจากประจุไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติของอนุภาคซึ่งเล็กกว่าอะตอม (Subatomic particle) ที่ชัดเจน ซึ่งแสดงให้เห็นและมีผลกระทบต่อแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นหนึ่งในสี่แรงพื้นฐาน (Fundamential Interaction) ในธรรมชาติ (แรงมูลฐานประกอบด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า, แรงโน้มถ่วง, แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน และแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม) ประจุไฟฟ้าเกิดจากอะตอมซึ่งมีปริมาณของอิเล็กตรอนและโปรตอน มันจะอนุรักษ์ประจุของมันเอาไว้ เพราะกลุ่มประจุจะอยู่ในระบบโดดเดี่ยว (Isolated system) ซึ่งจะทำให้ประจุยังคงอยู่ในระบบของมันตลอดเวลา ในระบบประจุสามารถถ่ายเทกันได้ระหว่างอะตอม ถ้าไม่เกิดจากการสัมผัสกันโดยตรงก็เกิดจากการนำประจุของโลหะอย่างเช่นเส้นลวด อาจกล่าวได้ว่าพฤติกรรมของประจุเหล่านี้เป็นไฟฟ้าสถิตก็ได้ โดยทั่วไปจะเกิดจากการขัดถูของวัตถุที่แตกต่างกันสองชนิด จะเกิดการถ่ายเทประจุจากวัตถุชนิดหนึ่งไปยังอีกชนิดหนึ่ง

พฤติกรรมของประจุจะทำให้เกิดแรงแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้น แรงของมันเป็นที่รู้กันในอดีต แต่ในช่วงเวลานั้นยังไม่มีใครเข้าใจปรากฏการณ์ดังกล่าว

ลูกบอลน้ำหนักเบาที่ถูกแขวนสามารถมีประจุไฟฟ้าได้จากการกระตุ้นโดยแท่งแก้วที่ขัดถูกับผ้ามาแล้ว ในทำนองเดียวกันลูกบอลที่มีประจุไฟฟ้าโดยการกระตุ้นจากแท่งแก้วเหมือนกันกับลูกบอลลูกแรก เมื่อมาเจอกันก็จะผลักกัน สามารถกล่าวได้ว่าวัตถุที่มีประจุเหมือนกันจะผลักกัน อย่างไรก็ตามถ้าลูกบอลลูกหนึ่งถูกกระตุ้นโดยแท่งแก้ว ส่วนอีกลูกหนึ่งถูกกระตุ้นโดยแท่งอำพัน ลูกบอลสองลูกนั้นจะดึงดูดกัน นั่นคือวัตถุที่มีประจุต่างกันจะดูดกัน ปรากฏการณ์นี้ค้นพบโดยชาร์ลส์ ออกัสติน เดอ คูลอมป์

หลักการก็คือจะเกิดแรงที่ประจุด้วยตัวของมันเอง ดังนั้นประจุจึงมีแนวโน้มที่จะกระจายไปทั่วบริเวณและเป็นไปได้ที่จะกระจายไปทั่วผิวหน้าวัตถุ ส่วนสำคัญของเรื่องแรงแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ว่าจะดูดหรือผลักกัน จะเป็นไปตามกฎของคูลอมป์ซึ่งเกี่ยวข้องกับแรงที่เกิดจากประจุและมีความเกี่ยวข้องกับกฎจัตุรัสตรงข้าม (Inverse-square Law) ระหว่างประจุที่เกิดแรงซึ่งกันและกัน แรงแม่เหล็กไฟฟ้านี้แข็งแรงมาก เป็นรองแค่แรงนิวเคลียร์อย่างเข้มเท่านั้น

กระแสไฟฟ้า[แก้]

การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าเราเรียกว่า กระแสไฟฟ้า ความเข้มของมันเราวัดในหน่วยแอมแปร์ กระแสไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้แม้ประจุเพียงเล็กน้อย ซึ่งประจุที่ว่านั้นโดยทั่วไปจะหมายถึงอิเล็กตรอน แต่ประจุที่ที่เคลื่อนที่ร่วมกันนั้นเรียกว่ากระแส

มีการกำหนดแบบแผนการทิศทางของกระแสให้ประจุบวกเคลื่อนที่ หรือมีการเคลื่อนที่ของประจุจากส่วนที่เป็นขั้วบวกไปยังส่วนที่เป็นขั้วลบในวงจรไฟฟ้าอย่างชัดเจน การกำหนดแบบแผนทิศทางของกระแสไฟฟ้าดังกล่าวเรียกว่า กระแสสมมติ การเคลื่อนที่ของประจุลบในวงจรไฟฟ้าเรียกว่า กระแสอิเล็กตรอน คือหนึ่งในรูปแบบที่นิยมในการกำหนดทิศทางของกระแส ดังนั้นจะเห็นได้ว่าทิศทางของกระแสสมมติ (ดูการเคลื่อนที่ของประจุบวก) จะเคลื่อนที่ตรงข้ามกับทิศทางของกระแสอิเล็กตรอน (ดูการเคลื่อนที่ของประจุลบ) อย่างไรก็ตามขึ้นอยู่ที่การใช้งาน กระแสอิเล็กตรอนใช้ในการรวมประจุให้ไปในทิศทางเดียวกัน ส่วนกระแสสมมติก็ใช้วิเคราะห์ได้ง่ายและกว้าง

ในการเกิดกระแสไฟฟ้าจะผ่านวัสดุที่เรียกว่าตัวนำไฟฟ้า มีวัสดุธรรมชาติมากมายที่สามารถก่อให้เกิดประจุได้ ตัวอย่างของกระแสไฟฟ้าที่อยู่ในวัตถุตัวนำก็คือ อิเล็กตรอนที่ไหลอยู่ในตัวนำไฟฟ้า อาทิโลหะ หรือการอิเล็กโตรไลซิส(คือการที่ไอออนไหลอยู่ในของเหลว) โดยปกติแล้วมันจะไหลช้ามากๆ บางทีเฉลี่ยเป็นแค่ความเร็วลอยเลื่อนเท่านั้น คิดเป็นเพียงเศษของมิลลิเมตรต่อวินาทีเลยทีเดียว สนามไฟฟ้าสามารถขับเคลื่อนด้วยตัวของมันเอง ด้วยการแพร่ไปด้วยความเร็วใกล้ความเร็วแสง ทำให้สัญญาณอิเล็กตรอนสามารถส่งผ่านไปยังสายตัวนำอย่างรวดเร็ว

กระแสไฟฟ้ามีกรณีที่สังเกตเห็นได้ในหลายเหตุการณ์ ตามประวัติศาสตร์นั่นหมายความว่ามันเป็นที่รู้จักมานานแล้ว น้ำสามารถถูกแยกได้โดยกระแสจากโวตาอิก ไพล์ (แบตเตอรี่ของโวลต้า) ซึ่งค้นพบโดยวิลเลี่ยม นิโคลสันกับเซอร์ แอนโธนี คาร์ลิเซิลสองนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เมื่อคริสต์ศตวรรษที่ 1800 โดยกระบวนการอิเล็กโตรไลซิส ในเรื่องของไฟฟ้ากระแสยังมีการกล่าวถึงความต้านทาน ซึ่งเกิดจากความร้อน ผลกระทบนี้เจมส์ เพรสคอต จูลได้ทำการศึกษามันทางคณิตศาสตร์ในปี พ.ศ. 2383 เรื่องสำคัญที่มีความเกี่ยวข้องกับกระแสเรื่องหนึ่งนั้นถูกค้นพบโดยบังเอิญโดยฮันส์ คริสเตียน เออร์สเตดในปีพ.ศ. 2363 เมื่อครั้งที่เขากำลังเตรียมการสอน เขาพบเห็นกระแสในเส้นลวดทำให้เกิดแม่เหล็กขึ้นล้อมรอบ เออร์สเตดจึงค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า ซึ่งต่อมาเรียกว่าแม่เหล็กไฟฟ้า

ในทางวิศวกรรมหรือการใช้งานตามอาคารบ้านเรือน เรามักจะพบเจอกับกระแสไฟฟ้าอยู่บ่อยๆ ไม่ว่าจะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) หรือไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)

สนามไฟฟ้า[แก้]

สนามไฟฟ้า (electric field) คือปริมาณซึ่งใช้บรรยายการที่ประจุไฟฟ้าทำให้เกิดแรงกระทำกับอนุภาคมีประจุภายในบริเวณโดยรอบ หน่วยของสนามไฟฟ้าคือ นิวตันต่อคูลอมบ์ หรือโวลต์ต่อเมตร (มีค่าเท่ากัน) สนามไฟฟ้านั้นประกอบขึ้นจากโฟตอนและมีพลังงานไฟฟ้าเก็บอยู่ ซึ่งขนาดของความหนาแน่นของพลังงานขึ้นกับกำลังสองของความหนาแน่นของสนาม ในกรณีของไฟฟ้าสถิต สนามไฟฟ้าประกอบขึ้นจากการแลกเปลี่ยนโฟตอนเสมือนระหว่างอนุภาคมีประจุ ส่วนในกรณีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้น สนามไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปพร้อมกับสนามแม่เหล็ก โดยมีการไหลของพลังงานจริง และประกอบขึ้นจากโฟตอนจริง

ศักย์ไฟฟ้า[แก้]

ศักย์ไฟฟ้า หรือ เรียกว่าศักดาไฟฟ้า คือระดับของพลังงานศักย์ไฟฟ้า ณ จุดใดๆ ในสนามไฟฟ้า จากรูป ศักย์ไฟฟ้าที่ A สูงกว่าศักย์ไฟฟ้าที่ B เพราะว่าพลังงานศักย์ไฟฟ้าที่ A สูงกว่าที่ B ศักย์ไฟฟ้ามี 2 ชนิด คือ ศักย์ไฟฟ้าบวก เป็นศักย์ของจุดที่อยู่ในสนามของประจุบวก และศักย์ไฟฟ้าลบ เป็นศักย์ของจุดที่อยู่ในสนามของประจุลบ ศักย์ไฟฟ้าจะมีค่ามากที่สุดที่ประจุต้นกำเนิดสนาม และมีค่าน้อยลง เมื่อห่างออกไป จนกระทั่งเป็นศูนย์ที่ ระยะอนันต์ (infinity) ในการวัดศักย์ไฟฟ้า ณ จุดใดๆ วัดจากจำนวนพลังงานศักย์ไฟฟ้า ที่เกิดจากการเคลื่อนประจุทดสอบ +1 หน่วย ไปยังจุดนั้น ดังนั้น จึงให้นิยามของศักย์ไฟฟ้าได้ว่า ศักย์ไฟฟ้า ณ จุดใดๆ ในสนามไฟฟ้า คือ พลังงานนี้สิ้นเปลืองไปในการเคลื่อนประจุ ทดสอบ +1 หน่วยประจุจาก infinity มายังจุดนั้น หรือจากจุดนั้นไปยัง infinity ศักย์ไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโวลต์

แม่เหล็กไฟฟ้า[แก้]

แม่เหล็กไฟฟ้า คือ แท่งแม่เหล็กที่เกิดจากอำนาจไฟฟ้า โดยการพันขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลรอบๆแกนแม่เหล็ก

วงจรไฟฟ้า[แก้]

วงจรไฟฟ้า เป็นการนำเอาสายไฟฟ้าหรือตัวนำไฟฟ้าที่เป็นเส้นทางเดินให้กระแสไฟฟ้าสามารถ ไหลผ่านต่อถึงกันได้นั้นเราเรียกว่า วงจรไฟฟ้า การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่อยู่ภายในวงจรจะเริ่มจากแหล่งจ่ายไฟไปยัง อุปกรณ์ไฟฟ้า ดังการแสดงการต่อวงจรไฟฟ้าเบื้องต้นโดยการต่อแบตเตอรี่ต่อเข้ากับหลอดไฟ หลอดไฟฟ้าสว่างได้เพราะว่ากระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจรไฟฟ้าและเมื่อ หลอดไฟฟ้าดับก็เพราะว่ากระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจร เนื่องจากสวิตซ์เปิดวงจรไฟฟ้าอยู่นั่นเอง


วงจรอนุกรม[แก้]

วงจรอนุกรมหมายถึง การนำเอาอุปกรณ์ทางไฟฟ้ามาต่อกันในลักษณะที่ปลายด้านหนึ่งของอุปกรณ์ตัวที่ 1 ต่อเข้ากับอุปกรณ์ตัวที่ 2 จากนั้นนำปลายที่เหลือของอุปกรณ์ตัวที่ 2 ไปต่อกับอุปกรณ์ตัวที่ 3 และจะต่อลักษณะนี้ไปเรื่อยๆ ซึ่งการต่อแบบนี้จะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวกระแสไฟฟ้าภายในวงจร อนุกรมจะมีค่าเท่ากันทุกๆจุด ค่าความต้านทานรวมของวงจรอนุกรมนั้นคือการนำเอาค่าความต้านทานทั้งหมดนำมา รวมกันส่วนแรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรมนั้นแรงดันจะปรากฏคร่อมตัวต้านทานทุกตัว ที่จะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านซึ่งแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะมีค่าไม่เท่ากันโดยสา มารถคำนวณหาได้จากกฎของโอห์ม

RT = R1 + R2 + R3 + R4 + R5

RT = ค่าความต้านทานรวมหรือค่าความต้านทานทั้งหมด R1 ค่าความต้านทานตัวที่ 1 R2 ค่าความต้านทานตัวที่ 2 R3 ค่าความต้านทานตัวที่ 3 R4 ค่าความต้านทานตัวที่ 4 R5 ค่าความต้านทานตัวที่ 5


กระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรม[แก้]

เนื่องจากกระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรมมีการไหลในทิศทางเดียว ดังนั้นกระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรมจะมีค่าเท่ากันทุกจุด

จากสมการ

IT = I1 = I2 = I3


ความต้านทานรวมในวงจรอนุกรม[แก้]

ค่าความต้านทานรวมในวงจรอนุกรมนั้น คำนวณได้โดยนำค่าความต้านทานของตัวต้านทานแต่ละตัวมารวมกัน

จากสมการ

RT = R1 + R2 + R3 + R4 +…….

แรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรม[แก้]

แรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรมนั้น คำนวณได้โดยการนำค่าแรงดันไฟฟ้าในวงจรมารวมกัน

จากสมการ

VT = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + ......

ลักษณะคุณสมบัติของวงจรอนุกรม[แก้]

1. ในวงจรหรือส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรอนุกรมจะมีกระแสไหลผ่านในทิศทางเดียวเท่านั้น

2. แรงดันตกคร่อมที่ความต้านทานแต่ละตัวในวงจรเมื่อนำมาร่วมกันจะมีค่าเท่ากับแรงดันที่จ่ายให้กับวงจร

3. ค่าความต้านทานย่อยแต่ละตัวในวงจร เมื่อนำมารวมกันก็จะมีค่าเท่ากับค่าความต้านทานรวมกันทั้งหมดในวงจร

4. กำลังและพลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่ความต้านทานย่อยแต่ละตัวในวงจร เมื่อนำมารวมกันก็จะมีค่าเท่ากำลังและพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดในวงจร

วงจรขนาน[แก้]

วงจรที่เกิดจากการต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปให้ขนานกับแหล่งจ่ายไฟมีผลทำให้ค่าของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อม อุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละตัวมีค่าเท่ากัน ส่วนทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าจะมีตั้งแต่ 2 ทิศทางขึ้นไปตามลักษณะของสาขาของวงจรส่วนค่าความต้านทานรวมภายในวงจรขนานจะ มีค่าเท่ากับผลรวมของส่วนกลับของค่าความต้านทานทุกตัวรวมกัน ซึ่งค่าความต้านทานรวมภายในวงจรไฟฟ้าแบบขนานจะมีค่าน้อยกว่าค่าความต้านทาน ภายในสาขาที่มีค่าน้อยที่สุดเสมอ และค่าแรงดันที่ตกคร่อมความต้านทานไฟฟ้าแต่ละตัวจะมีค่าเท่ากับแรงเคลื่อน ของแหล่งจ่าย

แรงดันไฟฟ้าในวงจรขนาน[แก้]

สำหรับค่าแรงดันไฟฟ้าในวงจรขนานที่ตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวนั้น มีค่าเท่ากับค่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมความต้านทานแต่ละตัวซึ่งมีค่าเท่ากับ

VR1 = VR2 = VR3 = VR4 = VS = 9V

กระแสไฟฟ้าในวงจรขนาน[แก้]

กระแสไฟฟ้าภายในวงจรขนานจะมีหลายค่าด้วยกัน ทั้งนี้เนื่องจากทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ามีมากกว่า 1 ทิศทาง ดังนั้น การคำนวณหาค่ากระแสไฟฟ้าจึงใช้กฎของ Kerchhoff,s Current Law โดยมีวิธีการคำนวณสองวิธีคือ

1. กระแสไฟฟ้ารวมภายในวงจร ( IT ) จะมีค่าเท่ากับผลรวมของกระแสไฟฟ้าที่ไหลแยกในแต่ละทิศทาง ( I1 + I2 + I3 + I4+…..)

2. กระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าสู่จุดๆ หนึ่งจะมีค่าเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากจุดๆ นั้นเสมอ

ลักษณะคุณสมบัติของวงจรขนาน[แก้]

1. แรงดันที่ตกคร่อมที่อิลิเมนท์ หรือที่ความต้านทานทุกตัวของวงจรจะมีค่าเท่ากันเพราะว่าเป็นแรงดันตัวเดียวกันในจุดเดียวกัน

2. กระแสที่ไหลในแต่ละสาขาย่อยของวงจร เมื่อนำมารวมกันจะมีค่าเท่ากับกระแสที่ไหลผ่านวงจรทั้งหมดหรือกระแสรวมของวงจร

3. ค่าความนำไฟฟ้าในแต่ละสาขาย่อยของวงจร เมื่อนำมารวมกันจะมีค่าเท่ากับค่าความนำไฟฟ้าทั้งหมดของวงจร

4. กำลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่อิลิเมนท์หรือค่าความต้านทานในแต่ละสาขาในวงจร เมื่อนำมาร่วมกันก็จะมีค่าเท่ากับกำลังและพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดของวงจรไฟฟ้าในตำนาน

การผลิตและการใช้งาน[แก้]

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและการส่ง[แก้]

การใช้งาน[แก้]

ไฟฟ้าจากธรรมชาติ[แก้]

พลังงานน้ำ[แก้]

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้น้ำจากเขื่อนไปหมุนกังหัน

พลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลง[แก้]

การเคลื่อนที่ของน้ำขึ้นน้ำลงผ่านช่องแคบสามารถนำไปใช้หมุนกังหันได้

พลังงานลม[แก้]

การเคลื่อนที่ของลม ทำให้กังหันลมหมุนโดยที่กังหันลม เชื่อมต่อกับตัวแปลงไฟฟ้า

อ้างอิง[แก้]

  1. Moller, Peter (December 1991), "Review: Electric Fish", BioScience 41 (11): 794–6 [794], doi:10.2307/1311732 
  2. Bullock, Theodore H. (2005), Electroreception, Springer, pp. 5–7, ISBN 0387231927 
  3. 3.0 3.1 Stewart, Joseph (2001), Intermediate Electromagnetic Theory, World Scientific, p. 50, ISBN 9-8102-4471-1 
  4. Simpson, Brian (2003), Electrical Stimulation and the Relief of Pain, Elsevier Health Sciences, pp. 6–7, ISBN 0-4445-1258-6 
  5. Frood, Arran (27 February 2003), Riddle of 'Baghdad's batteries', BBC, สืบค้นเมื่อ 2008-02-16 
  6. Baigrie, Brian (2006), Electricity and Magnetism: A Historical Perspective, Greenwood Press, pp. 7–8, ISBN 0-3133-3358-0 
  7. Chalmers, Gordon (1937), "The Lodestone and the Understanding of Matter in Seventeenth Century England", Philosophy of Science 4 (1): 75–95, doi:10.1086/286445 
  8. Srodes, James (2002), Franklin: The Essential Founding Father, Regnery Publishing, pp. 92–94, ISBN 0895261634  It is uncertain if Franklin personally carried out this experiment, but it is popularly attributed to him.
  9. Uman, Martin (1987). All About Lightning (PDF). Dover Publications. ISBN 048625237X. 
  10. 10.0 10.1 10.2 Kirby, Richard S. (1990), Engineering in History, Courier Dover Publications, pp. 331–333, ISBN 0486264122 
  11. Marković, Dragana, The Second Industrial Revolution, สืบค้นเมื่อ 2007-12-09 

158.108.71 p.6/3