แหล่งกำเนิดไฟฟ้า( Power Souse)
แหล่งกำเนิดไฟฟ้า( Power Souse) คือต้นกำเนิดของกำลังไฟฟ้าหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้าซึ่งมีวิธีการต่างๆตั้งแต่ยุคแรกๆที่ค้นพบแหล่งกำเนิดไฟฟ้าจนมาถึงยุคปัจจุบัน และพัฒนาตลอดเวลาเพื่อให้ได้แหล่งกำเนิดที่มีคุณภาพ และประสิทธิภาพสูงสุด แหล่งกำเนิดไฟฟ้าได้มาจากแหล่งต่างๆดังนี้
1.เกิดจากการเสียดสีหรือขัดถู(Friction)2.เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมี(Chemicals)3.เกิดจากความร้อน (Heat)4.เกิดจากแสง(Light)5.เกิดจากแรงกดอัด(Pressure)6.เกิดจากสนามแม่เหล็ก(Magnetism)แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากแหล่งต่างๆเหล่านี้ จะทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตและไฟฟ้ากระแสรูปที่ 1 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากแหล่งต่างๆ
ไฟฟ้าสถิต (Static Electricity)ไฟฟ้าสถิตเรียกว่า สแตติค อิเล็กตริกซิตตี้(Static Electricity) เกิดจากการเสียดสีของวัตถุ เช่นแท่งอำพัน นำมาขัดถูกับผ้าขนสัตว์ แท่งอำพันจะเกิดการเสียโปรตอน (มีประจุเป็นบวก) ทำให้แท่งอำพันแสดงประจุไฟฟ้าลบออกมา สามารถดูดวัตถุเบาๆ เช่นเศษกระดาษ นอกจากนี้ไฟฟ้าสถิตยังเกิดจากธรรมชาติ เช่น ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า ฟ้าร้อง เป็นต้นรูปที่ 2 ประจุไฟฟ้าเกิดขึ้น เมื่อนำผ้าขนสัตว์ขัดถูกับแท่งอำพัน
ไฟฟ้ากระแสไฟฟ้ากระแสคือ แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่มนุษย์คิดค้นขึ้นมา ไฟฟ้ากระแส คือไฟฟ้าที่มีการเคลื่อนที่ของ อิเล็กตรอน ไปตามสายตัวนำหรือสายไฟฟ้าด้วยความเร็วเท่าแสงคือ 186,000 ไมล์ ต่อวินาที หรือ 300 ล้านเมตรต่อวินาทีรูปที่ 3 แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง
ไฟฟ้ากระแสตรงไฟฟ้ากระแสตรง เรียกว่า ไดเร็ค เคอเรนท์ (Direct Current ) เรียกชื่อย่อว่า ไฟดีซี (DC) ไฟฟ้ากระแสตรง คือการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่มีทิศทางการไหลเพียงทิศทางเดียว โดยกระแสอิเล็กตรอนจะไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวกแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมี แบ่งตามลักษณะการใช้งานได้ 2 ชนิด คือ1.เซลล์ไฟฟ้าปฐมภูมิ เรียกว่า ไพมารี่เซลล์ ( Primary Cell) เป็นเซลล์ที่เมื่อใช้งานจนหมดประจุไฟฟ้าแล้วไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีก เช่น ถ่านไฟฉายที่ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วๆไป2.เซลล์ไฟฟ้าทุติยภูมิ เรียกว่า เซคคั่นดารี่เซลล์ (Secondary Cell) เซลล์ไฟฟ้าแบบทุติยภูมิ เมื่อมีการประจุไฟฟ้าเข้าไปในเซลล์ไฟฟ้าเต็มอัตราที่ระบุไว้ในเซลล์ไฟฟ้าแล้ว เมื่อนำมาใช้งานประจุไฟฟ้าจะลดลงจนหมดไป แต่เราสามารถที่จะนำไปประจุไฟฟ้าใหม่ได้ เพื่อนำไปใช้งานได้อีก ลักษณะนี้คือ แบตเตอรี่รถยนต์ ถ่านนิเกิลแคดเมี่ยม ( Nickel Cadmium) เป็นต้น
ถ่านไฟฉายถ่านไฟฉาย มีโครงสร้างคือ ตัวถังภายนอกจะเป็นสังกะสี ทำหน้าที่เป็นขั้วลบ ภายในจะมีแท่งคาร์บอน (Carbon) ทำหน้าที่เป็นขั้วบวก โดยมีสารเคมีเพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีและก่อให้เกิดประจุไฟฟ้า สารเคมีที่ใช้จะเป็นพวกแอมโมเนียร์คลอไรด์ และแมงกานีสไดอ็อกไซด์ โดยจะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1.5 โวลต์เป็นมาตรฐานถ่านไฟฉายที่นิยมใช้งานโดยทั่วไป จะมี 3 ขนาด คือ ขนาดใหญ่ กลาง เล็ก การจ่ายไฟดีซี แต่ละขนาดจะให้แรงดันไฟ 1.5 V (ยกเว้นกรณีขนาดพิเศษ) และแต่ละขนาดจะมีขั้วบวกและขั้วลบที่แน่นอน
รูปที่ 4 ตัวอย่างถ่านไฟฉายที่ใช้งานทั่วไป
ถ่านไฟฉาย UM-1ST เป็นถ่านไฟฉายขนาดใหญ่ มีแรงดันไฟฟ้า 1.5 โวลต์ 5 แอมแปร์ถ่านไฟฉาย UM-2SP เป็นถ่านไฟฉายขนาดกลาง มีแรงดันไฟฟ้า 1.5 โวลต์ 3 แอมแปร์ถ่านไฟฉาย UM-3SP เป็นถ่านไฟฉายขนาดเล็ก มีแรงดันไฟฟ้า 1.5 โวลต์ 2 แอมแปร์
รูปที่ 5 ถ่านไฟฉายชนิด 9 โวลต์ 2 แอมแปร์
ถ่านไฟฉายชนิดพิเศษถ่านไฟฉายชนิดพิเศษ ผลิตออกมาเพื่อสะดวกกับอุปกรณ์ที่ใช้ตลอด เหมาะสมกับการพัฒนาเทคโนโลยีสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆและเก็บประจุไว้ได้นาน เช่นถ่านไฟฉาย “เฮฟวี่ดิวตี้” ( Heavy Duty) และ “ ซูเปอร์ เฮฟวี่ดิวตี้” ( Super Heavy Duty) เซลล์ไฟฟ้าแบบนี้ สร้างมาจากสารอัลคาร์ไลน์ หรือเรียกว่าถ่านไฟฉายแบบ “อัลคาร์ไลน์” ลักษณะจะเหมือนกับถ่านไฟฉายทั่วๆไป คือส่วนเปลือกนอกจะเป็นขั้วลบ(ด้านล่าง) และขั้วด้านบนจะเป็นขั้วบวก อายุการใช้งานจะนานกว่าถ่านไฟฉายธรรมดารูปที่ 6 ถ่านไฟฉายแบบควอทซ์ยังมีถ่านไฟฉายแบบใช้งานกับนาฬิกา “ ควอทซ์,กล้องถ่ายรูป,เครื่องคิดเลข,เกมกด ภาษาชาวบ้านเรียกว่า ถ่านแบบ “ กระดุม” ถ่านไฟฉายแบบนี้จะมีชนิด เมอร์คิงรี่อ๊อกไซด์,ชนิดลิเทียม ชนิดแคดเมียม,ชนิดนิเกิลแคดเมียม เป็นต้น
แบตเตอรี่(Battery)แบตเตอรี่ เป็นเซลล์ไฟฟ้าแบบเปียกเรียกว่า แบบทุติยภูมิ เซลล์ไฟฟ้าแบบนี้ เมื่อทำการประจุ หรือชาร์จ ( Charge) จนเต็มแล้ว เมื่อนำไปใช้งานประจุไฟฟ้าที่เก็บไว้จะค่อยๆลดลง แต่จะสามารถนำมาชาร์จใหม่ได้ส่วนประกอบด้วยแผ่นโลหะ 2 แผ่น คือ แผ่นบวก ( Positive Plate) และแผ่นลบ (Negative Plate) มีสารเคมี คือ กรดซัลฟูริกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาภายในประกอบด้วยช่องเซลล์ไฟฟ้า แต่ละช่องมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า2 โวลต์ และที่สำคัญจะมีน้ำกลั่นเป็นน้ำยาทำปฏิกิริยาเคมี
รูปที่ 7 แสดงโครงสร้างแบตเตอรี่ส่วนประกอบของแบตเตอรี่1. ขั้วแบตเตอรี่ (Pole)
2. แผ่นธาตุลบ (Negative Plate)
3. แผ่นกั้น (Separator & Glass mat)
4. แผ่นธาตุบวก (Positive Plate)
5. จุกปิด (Vent Plug)
6. เปลือกหม้อและฝาหม้อ (Container & Lid)
7. ขั้ว (Terminal )
ตัวแปรตัวแปรหมายถึงปริมาณซึ่งสามารถที่จะกระทำการเปลี่ยนค่าได้อย่างง่ายดายและมีหน่วยเสมอ ในวงจรไฟฟ้าจากสมการกฎของโอห์มคือ แรงดันเท่ากับกระแสคูณด้วยความต้านทาน หรือ V = IR จากกฎนี้จะเห็นได้ว่าปริมาณที่เป็นตัวแปรคือ แรงดันและกระแสไฟฟ้า ส่วนความต้านทานมีค่าคงที่
พารามิเตอร์พารามิเตอร์เป็นค่าคงที่ ซึ่งมีลักษณะคุณสมบัติที่ได้มาจากความสัมพันธ์ระหว่างสองตัวแปร ปกติในวงจรไฟฟ้าค่าพารามิเตอร์แสดงให้เห็นถึงลักษณะสมบัติของวงจรซึ่งขึ้นอยู่กับพฤติการณ์ของวงจรนั้น ๆ ค่าที่หมายถึงปริมาณที่ไม่เปลี่ยนแปลง และใช้เป็นตัวอ้างอิงเปรียบเทียบกับตัวแปรอื่น ๆ แต่ค่าพารามิเตอร์ในวงจรไฟฟ้านั้นบางครั้งสามารถที่จะเปลี่ยนแปลงไปได้เช่นกันโดยขึ้นอยู่กับสภาวการณ์การทำงานของวงจร
หน่วยหน่วยหรือยูนิตบอกให้ทราบถึงขนาดหรือจำนวนของปริมาณ ปริมาณที่เป็นตัวเลขทั้งหมดที่มีอยู่ในวงจรไฟฟ้าจะไม่มีความหมายใด ๆ ทั้งสิ้น ถ้าหากว่าไม่เขียนค่ากำหนดเอาไว้หน่วยบ่งให้ทราบถึงค่าของปริมาณที่ระบุไว้อย่างชัดแจ้ง และสามารถนำไปเปรียบเทียบกับปริมาณอื่น ๆ ได้ ตัวอย่างของปริมาณทางไฟฟ้า เช่น แรงดันมีหน่วยเป็นโวลต์ กระแสมีหน่วยเป็นแอมแปร์ กำลังไฟฟ้ามีหน่วยเป็นวัตต์ เป็นต้น
ระบบหน่วย SIในการประชุมนานาชาติทั่วไปครั้งที่ 11 เกี่ยวกับน้ำหนักและการวัดในปี ค.ศ. 1960 ได้ตกลงให้นำเอาระบบหน่วย SI ( International System of Units ) นี้มาใช้หน่วย SI ประกอบด้วยหน่วยพื้นฐาน 6 หน่วย ดังแสดงในตาราง
องศาเซลเซียส
อุณหภูมิเป็นองศาเคลวิน = องศาเซลเซียส + 273.15= 30 + 273.15 =303.15 องศาเคลวิน
สัญลักษณ์การเขียนคำหรือข้อความที่มีความยาว ๆ นั้น ถ้าหากว่าเป็นการเขียนที่ซ้ำๆ กันหลายครั้ง แล้วจะทำให้ยุ่งยากมาก ฉะนั้นเราจึงใช้สัญลักษณ์เขียนแทน ซึ่งจะทำให้ง่ายต่อการเขียนและสั้นด้วยการเขียนสัญลักษณ์แทนปริมาณและหน่วยนั้นจะเห็นได้ว่ามีจำนวนมากและสลับซับซ้อนด้วย ฉะนั้นเพื่อที่จะลดความยุ่งยากและสลับซับซ้อนดังกล่าวข้างต้นเราจึงแบ่งการเขียนตัวอักษรออก เป็น 2 ลักษณะ กล่าวคือ ถ้าเขียนตัวตรงก็หมายถึงสัญลักษณ์ที่ใช้แทนหน่วย และถ้าแบบตัวเอนก็หมายถึงสัญลักษณ์ที่ใช้แทนปริมาณ ดังตัวอย่างเช่นVหมายถึง โวลต์ (หน่วย)และ V หมายถึงแรงดัน ( ปริมาณ ) หรือ P หมายถึงความดัน( ปริมาณ )และ Pหมายถึงพาสคาล ( หน่วย )
