บทเรียนที่1. การเกิดกระแสไฟฟ้า
- ความรู้พื้่นฐานการนำท่านไปสู่การเป็นช่างนั้น จำเป็นที่จะต้องรู้ถึงทฤษฎีการเกิดกระแสไฟฟ้ากันก่อนครับ เพราะมิฉะนั้นแล้วอาจ”ตกม้าตาย” หมายถึงว่า ช่างคนนั้นๆดูเก่งเหลือเกิน แต่ในเชิงทฤษฎีนั้น เขาไม่สามารถที่จะอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้น หรือปัญหาที่เขากำลังเผชิญอยู่ตรงนั้นได้ เพียงแต่เขายังไม่รู้ถึงสิ่งที่เรากำลังพูดว่า พื้นฐาน หรือภาษาอังกฤษเรียก “basic”
การเกิดกระแสไฟฟ้า
- จากความรู้ที่เราและท่านได้เรียนรู้หรือได้ทราบกันมา เราทราบกันดีว่า ในอดีตนั้น ซึ่งอยู่ประมาณปี ค.ศ.1600 (พ.ศ.2143) ด.ร.วิลเลี่ยม กิลเบิร์ดได้นำแท่งอำพัน มาถูกับขนสัตว์ ทำให้แท่งอำพันมีความสามารถในการดูดวัตถุเล็ก เช่นเศษกระดาษ เศษผม ได้ ท่านวิลเลี่ยม จึงได้ให้ชื่ออำนาจที่แฝงในแท่งอำพันนั้นว่า “อิเล็คตรอน” Electron หรืออำนาจของประจุไฟฟ้านั่นเอง
เมื่อภายในอะตอมเกิดการเสียสมดุลย์ จะทำให้เกิดการไหลของกระแสอิเล็คตรอน
- อิเล็คตรอน (ประจุไฟฟ้าลบ) โปรตรอน(ประจุไฟฟ้าบวก) และนิวตรอน (เป็นกลาง)จะรวมอยู่ในอะตอมของสะสารทุกชนิด ซึ่งรวมกันเป็นนิวเคลียส (nucleus) จำนวนของอิเล็คตรอนและจำนวนโปรตรอนใน 1อะตอมจะมีปริมาณที่ไม่เท่ากัน การอยู่กันของอิเล็คตรอนและโปรตรอนจะอยู่กันในลักษณะการดึงดูดซึ่งกันและกัน (เรียกว่ามีสมดุลย์ซึ่งกันและกัน)
- ที่นี้ ถ้ามีการกระทำจากแรงภายนอก ซึ่งก็เป็นเหมือนกรณีที่ ด.ร.วิลเลี่ยม แกเอาแท่งอำพันไปถูกับขนสัตว์ (ประมาณนั้น) การทำแบบนี้จะทำให้อิเล็คตรอนที่อยู่ชั้นนอกที่สุดหลุดวงโคจร ซึ่งถูกเรียกเป็น “Free Electron” หรือก็คือ อิเล็คตรอนอิสระนั่นเอง เมื่อเป็นเช่นนั้นแล้ว ในอะตอมก็จะเกิดการเสียสมดุลย์เกิดขึ้น เพราะว่าจำนวนอิเล็คตรอนกับโปรตรอนจะไม่เท่ากัน โปรตรอนก็จะทำการดึงดูดอิเล็คตรอนที่อยู่ข้างๆมาแทนที เพื่อรักษาสมดุลย์ของตนเองไว้ ซึ่งลักษณะที่เกิดเช่นนี้ เราจะถือว่ามีการเคลื่อนตัวของอิเล็คตรอน ซึ่งถูกเรียกอย่างเป็นทางการว่า การเกิดกระแสอิเล็คตรอนนั่นเอง
คำศัพท์ เกี่ยวกับงานด้านไฟฟ้า
- แรงไฟ (มีหน่วยเป็น โวลท์ หรือ V.) เราอาจจรู้จักในคำว่า แรงเคลื่อน แรงดันไฟ ความต่างศักย์ เหล่านี้ ถือว่าเป็นเรื่องเดียวกัน ก็คือ แรงที่จะนำพาให้กระแสไปไปเลี้ยงวงจรนั่นเอง
- กระแสไฟ (มีหน่วยเป็น แอมแปร์ หรือ Amp) เป็นสิ่งที่ทำให้วงจรต่างๆ ทำงานได้ หรืออาจเรียกได้ว่า วงจรต้องการกระแสไฟ แต่กระแสไฟจะต้องถูกแรงเคลื่อนไฟนำพาไปในตัวนำไฟฟ้านั่นเองครับ
- กำลังไฟ (มีหน่วยเป็น วัตต์ หรือ Watt) เป็นสิ่งที่บอกถึงความสามารถในการทำงานของวงจร หรืออุปกรณ์นั้นๆ นั่นหมายถึงว่า เมื่อวงจรทำงาน จะดึงกระแสไฟมาใช้ เมื่อมีการดึงกระแสไฟมาทำงาน ยิ่งวงจรทำงานหนักขึ้นก็จะดึงกระแสเข้ามาเสริมมากขึ้นตาม เมื่อกระแสถูกดึงมาใช้มาก ก็จะเกิดความสิ้นเปลืองของกระแสมากขึ้น ซึ่งตรงนี้เราจะถือว่าเป็นกำลังไฟที่ถูกใช้ไปใน 1 ชั่วโมงนะครับ
- ตัวนำทางไฟฟ้า หมายถึงวัสดุที่มีความต้านทานต่ำมากๆ จึงทำให้กระแสไฟสามารถที่จะเคลื่อนที่ผ่านวัสดุนั้นไปได้ง่าย ตัวนำชนิดนี้เช่น เหล็ก ทองแดง หรือโลหะทุกทชนิด เป็นต้น
- ฉนวนทางไฟฟ้า หมายถึงวัสดุที่มีความต้านทานสูงมากๆ จึงทำให้กระแสไฟไม่สามารถที่จะเคลื่อนที่ผ่านวัสดุนั้นไปได้ง่ายๆ นั่นเอง วัสดุชนิดนี้เช่น แผ่นไม้แห้ง แผ่นยางแห้ง ไม้แห้ง ฯลฯ ที่ไม่อยู่ในความชื้นครับ
คำถามท้่ายบท
- เข้าใจว่ายังไงครับ…ระหว่าง อะตอม กับ นิวเคลียส ?
- ตอบกันได้ไม๊ครับว่า…กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร ?
- ทราบกันหรือยังครับว่า อิเล็คตรอนเป็นประจุบวก หรือลบ ?
- ตกลงว่า กระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรอิเล็คทรอนิคส์เป็นกระแสอิเล็คตรอน หรือกระแสโปรตรอน ?
