ฟิสิกส์ 5: บทที่ 14 ไฟฟ้ากระแส

ไฟฟ้ากระแส

ไฟฟ้า กระแสคือ 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 ( Direct Current หรือ D .C )
เป็นไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลไปทางเดียวตลอดระยะเวลาที่วงจรไฟฟ้าปิดกล่าวคือกระแสไฟฟ้าจะไหลจากขั้วบวก ภาย ในแหล่งกำเนิด ผ่านจากขั้วบวกจะไหลผ่านตัวต้านหรือโหลดผ่านตัวนำไฟฟ้าแล้ว ย้อนกลับเข้าแหล่งกำเนิดที่ขั้วลบ วนเวียนเป็นทางเดียวเช่นนี้ตลอดเวลา

ไฟฟ้ากระแสตรงแบ่งออกเป็น 2 ประเภท
ไฟฟ้ากระแสตรงประเภทสม่ำเสมอ (Steady D.C) เป็นไฟฟ้ากระแสตรง อันแท้จริง คือ เป็นไฟฟ้ากระแสตรง
ที่ไหลอย่างสม่ำเสมอตลอดไปไฟฟ้ากระแสตรงประเภทนี้ได้มาจากแบตเตอรี่หรือ ถ่านไฟฉาย

ไฟฟ้ากระแสตรงประเภทไม่สม่ำเสมอ ( Pulsating D.C) เป็นไฟฟ้ากระแสตรงที่เป็นช่วงคลื่นไม่สม่ำเสมอ
ไฟฟ้ากระแสตรงชนิดนี้ได้มาจากเครื่องไดนาโมหรือ วงจรเรียงกระแส (เรคติไฟ )

คุณสมบัติของไฟฟ้ากระแสตรง

(1) กระแสไฟฟ้าไหลไปทิศทางเดียวกันตลอด
(2) มีค่าแรงดันหรือแรงเคลื่อนเป็นบวกอยู่เสมอ
(3) สามารถเก็บประจุไว้ในเซลล์ หรือแบตเตอรี่ได้

ประโยชน์ของไฟฟ้ากระแสตรง
(1) ใช้ในการชุบโลหะต่างๆ
(2) ใช้ในการทดลองทางเคมี
(3) ใช้เชื่อมโลหะและตัดแผ่นเหล็ก
(4) ทำให้เหล็กมีอำนาจแม่เหล็ก
(5) ใช้ในการประจุกระแสไฟฟ้าเข้าแบตเตอรี่
(6) ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์
(7) ใช้เป็นไฟฟ้าเดินทาง เช่น ไฟฉาย

ไฟฟ้ากระแสสลับ ( Alternating Current หรือ A.C. )
เป็น ไฟฟ้าที่มีการไหลกลับไป กลับมา ทั้งขนาดของกระแสและแรงดันไม่คงที่ เปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ คือ กระแสจะไหลไปทางหนึ่งก่อน ต่อมาก็จะไหลสวนกลับแล้ว ก็เริ่มไหลเหมือนครั้งแรก

ครั้ง แรกกระแสไฟฟ้าจะไหลจากแหล่งกำเนิดไปตามลูกศรเส้นหนัก เริ่มต้นจากศูนย์ แล้วค่อยๆเพิ่มขึ้นเรื่อยๆจนถึงขีดสุด แล้วมันจะค่อยๆลดลงมาเป็นศูนย์อีกต่อจากนั้นกระแสไฟฟ้าจะไหลจากแหล่งกำเนิด ไปตามลูกศรเส้นปะลดลงเรื่อยๆจนถึงขีด ต่ำสุด แล้วค่อยๆ เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนถึงศูนย์ตามเดิมอีก เมื่อเป็นศูนย์แล้วกระแสไฟฟ้าจะไหลไปทางลูกศรเส้นหนักอีกเป็นดังนี้ เรื่อยๆไปการที่กระแสไฟฟ้าไหลไปตามลูกศร เส้นหนักด้านบนครั้งหนึ่งและไหลไปตามเส้นประด้านล่างอีกครั้งหนึ่ง เวียน กว่า 1 รอบ ( Cycle )

คุณสมบัติของไฟฟ้ากระแสสลับ
(1) สามารถส่งไปในที่ไกลๆได้ดี กำลังไม่ตก
(2) สามารถแปลงแรงดันให้สูงขึ้นหรือต่ำลงได้ตามต้องการโดยการใช้หม้อแปลง(Transformer)

ประโยชน์ของไฟฟ้ากระแสสลับ
(1) ใช้กับระบบแสงสว่างได้ดี
(2) ประหยัดค่าใช้จ่าย และผลิตได้ง่าย
(3) ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการกำลังมากๆ
(4) ใช้กับเครื่องเชื่อม
(5) ใช้กับเครื่องอำนวยความสะดวกและอุปกรณ์ไฟฟ้าได้เกือบทุกชนิด

การนำไฟฟ้า

ตัวนำไฟฟ้า เป็นตัวกลางให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

การนำไฟฟ้า เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ

ไอออนบวก ไอออนลบ

กระแสไฟฟ้าในตัวนำ

  Q       =     จำนวนประจุที่ผ่านพื้นที่หน้าตัดไปในเวลา  t  วินาที (คูลอมบ์ ; C)
        t        =      เวลาที่ประจุผ่านไป (วินาที ; s)
      I        =     กระแสไฟฟ้าที่ไหลในตัวนำนั้น (แอมแปร์ ; A  หรือ คูลอมบ์ต่อวินาที)

กฎของโอห์ม

"เมื่ออุณหภูมิคงที่ ค่าของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน

ในตัวนำ จะแปรผันตรงกับความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่าง

ปลายทั้งสองของตัวนำนั้น"