ประจุไฟฟ้า
การผลิตกระแสไฟฟ้า ในชีวิตประจำวันเราใช้พลังงานหรือกระแสไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นกระแสไฟฟ้าจากสถานีไฟฟ้าที่ส่งมาตามสายไฟ เข้าสู่อาคารบ้านเรือน หรือจากเซลล์ไฟฟ้าเคมี ซึ่งในสภาวการณ์ปัจจุบันที่ปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าทวีมากขึ้นเรื่อย ๆ จึงมีกาคิดค้นวิธีการต่าง ๆ ที่จะนำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าให้เพียงพอกับความต้องการและมีต้นทุนต่ำ
อะตอมของธาตุแต่ละชนิดจะประกอบด้วยโปรตอนที่เป็นประจุไฟฟ้าบวกและอิเล็กตรอนที่เป็นประจุฟ้าลบในจำนวนที่เท่ากัน ซึ่งทำให้ธาตุชนิดนั้นมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้าวัตถุทุกชนิดเมื่ออยู่สภาพเป็นกลางทางไฟฟ้าจะไม่แสดงอำนาจประจำไฟฟ้าออกมา
สัญลักษณ์ของประจุไฟฟ้าบวก และ สัญลักษณ์ของประจุไฟฟ้าลบ
การนำวัตถุ 2 ชนิดมาเสียดสีกัน (ถูกัน) จะเกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้า ทำให้วัตถุ 2 ชนิด แสดงอำนาจไฟฟ้าออกมาได้ เช่น การนำแท่งพลาสติกกับผ้าขนสัตว์ อิเล็กตรอนจากผ้าขนสัตว์จะถ่ายเทไปยังแท่งพลาสติก ทำให้แท่งพลาสติกมีจำนวนอิเล็กตรอนมากกว่าจำนวนโปรตอน จึงแสดงอำนาจไฟฟ้าลบ (ประจุไฟฟ้าลบ) ส่วนผ้าขนสัตว์ที่สูญเสียอิเล็กตรอนจะมีจำนวนโปรตอนมากกว่าอิเล็กตรอน จึงแสดงอำนาจไฟฟ้าบวก
เซลล์ไฟฟ้าเคมี
เซลล์ไฟฟ้าเคมี เป็นแหล่งกำเนิไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า แบ่งออกเป็น 2 ประเภท
1. เซลล์ไฟฟ้าปฐมภูมิ เป็นเซลล์ไฟฟ้าที่ใช้แล้วไม่สามารถนำมาประจุไฟฟ้า (ชาร์จไฟ) ใหม่ได้ เช่น ถ่านไฟฉาย ถ่านใส่นาฬิกาข้อมือ
2. เซลล์ไฟฟ้าทุติยภูมิ เป็นเซลล์ไฟฟ้าที่ใช้แล้วสามารถนำมาประจุไฟฟ้า (ชาร์จไฟ) ใหม่ได้ เช่น แบตเตอรี่รถยนต์ แบตเตอรี่ในโทรศัพท์มือถือ
จากรูป สังกะสีจะแตกตัวเป็นอิออนและให้อิเล็กตรอนมากกว่าทองแดง ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจากสังกะสีไปสู่ทองแดง ขณะเดียวกันก็จะเกิดการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าทิศทางตรงกันข้ามกับการไหลของอิเล็กตรอนจากทองแดงไปสู่สังกะสีจนกระทั่งขั้วไฟฟ้าทั้งสองขั้วมีประจุไฟฟ้าเท่ากัน จึงหยุดการเคลื่อนที่ ตัวอย่างเซลล์ไฟฟ้าเคมี ได้แก่ ถ่านไฟฉาย ถ่านใส่นาฬิกา ถ่านลิเทียม แบตเตอรี่เป็นต้น
ถ่านไฟฉาย (Dry cell) เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมี ที่มีลักษณะเป็นก้อน เมื่อใช้ไปเรื่อย ๆ กระแสไฟฟ้าจะลดลง จนกระทั่งหมดกระแสไฟฟ้า (ความต่างศักย์ไฟฟ้า ระหว่างขั้วเป็นศูนย์) ในที่สุด ถ่านไฟฉายมีทั้งประเภทใช้แล้วทิ้ง และประเภทที่นำมาประจุ หรือชาร์จไฟฟ้าได้ใหม่
ถ่านอัลคาไลน์ (Alkaline cell) มีรูปลักษณะคล้ายกับถ่านไฟฉาย มี่อายุการใช้งานยาวนานกว่า ถ่านไฟฉายธรรมดาและมีราคาแพงกว่า
ถ่านลิเทียม (Lithium Cell) ส่วนใหญ่จะมีขนาดเล็กคล้ายกับเม็ดกระดุมมักใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กคล้ายกับเม็ดกระดุมมักใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีขนาดเล็ก เช่น เครื่องคิดเลข นาฬิกาข้อมือ โทรศัพท์มือถือ เป็นต้น ข้อดีของถ่านลิเทียมก็คือ สามารถรักษาระดับพลังงานไฟฟ้าในเซลล์ให้มีค่าคงที่ตลอดอายุการใช้งาน
แบตเตอรี่ (Battery) เป็นการนำเซลล์ไฟฟ้าเคมีตั้งแต่ 2 เซลล์ขึ้นไปมาต่อพ่วงเข้าด้วยกัน เพื่อให้มีพลังงานไฟฟ้า มากขึ้น แบตเตอรี่ที่ใช้ปัจจุบันสามารถประจุไฟฟ้า (ชาร์จไฟ) ใหม่ได้ประมาณ 700 ครั้ง จึงมีราคาแพงแต่อายุการใช้งานที่ยาวนานเช่น แบตเตอรี่พาหนะ แบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ เป็นต้น สำหรับแบตเตอรี่ที่ใช้กับยานพาหนะจะมีคุณลักษณะพิเศษ คือ สามารถประจุไฟฟ้า (ชาร์จไฟ) สะสมไว้อย่างต่อเนื่อง เมื่อเครื่องยนต์ทำงานโดยจะต่อสายพานเครื่องยนต์ไปเชื่อมกับไดนาโมทำงานสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าสู่แบตเตอรี่ได้
ไดนาโม
ไดนาโม (Dynamo) เป็นเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าโดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เปลี่ยนลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า หลักการทำงานของไดนาโมก็คือการหมุนขดลวดตัดสนามแม่เหล็กหรือเคลื่อนแท่งแม่เหล็กผ่านขดลวดอย่างรวดเร็ว ฟลักแม่เหล็กจะเปลี่ยนแปลงและเหนี่ยวนำทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเรียกว่า กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
ไดนาโม มีส่วนประกอบที่สำคัญ คือ ขั้วแม่เหล็ก 2 ขั้ว (ขั้ว N และS ) สำหรับทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก ขดลวดไฟฟ้าพันรอบแกนเหล็กอ่อนสำหรับหมุนตัดกับเส้นแรงแม่เหล็กวงแหวนจะเชื่อมอยู่ที่ปลายขดลวดเพื่อหมุนแปรงขดลวดแปรงจะครูดกับวงแหวนซึ่งจะนำกระแสไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นได้ให้ไหลออกไปใช้ประโยชน์
อันตรายของไฟฟ้าต่อร่างกายมนุษย์
ร่างกายมนุษย์เป็นตัวนำไฟฟ้าเช่นเดียวกับตัวนำต่างๆ ไฟฟ้าสามารถผ่านร่างกายไปได้อย่างสะดวก ดังนั้นจึงควรระมัดระวังไม่ให้ร่างกายทุกส่วนสัมผัสถูกตัวนำไฟฟ้าที่ต่ออยู่กับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า หรือขณะที่มีกระแสผ่านตัวนำไฟฟ้านั้น โดยเฉพาะขณะที่ส่วนหนึ่งส่วนใดของร่างกายสัมผัสอยู่กับพื้นน้ำ พื้นดิน พื้นปูนหรือโลหะที่ต่อถึงพื้นดินหรือพื้นน้ำ ซึ่งจะทำให้กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านร่างกายลงสู่พื้นน้ำหรือพื้นดินได้สะดวก ในกรณีที่ร่างกายสัมผัสถูกสายไฟฟ้าพร้อมกันมากกว่าหนึ่งเส้น ร่างกายมนุษย์จะกลายเป็นโหลด (load) ไฟฟ้าแทนอุปกรณ์ไฟฟ้าทำให้เกิดกระแสไหลผ่านร่างกาย เรียกการเกิดลักษณะนี้ว่า ไฟฟ้าดูด หรือ ไฟฟ้าช็อต
อันตรายของไฟฟ้าต่อร่างกายมนุษย์คือ อาจทำให้เกิดการบาดเจ็บของอวัยวะต่างๆ หรืออาจถึงขั้นเสียชีวิตได้อันตรายที่เกิดขึ้นอาจจะมากหรือน้อยขึ้น อยู่กับขนาดของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านร่างกายไป กระแสไฟฟ้าปกติมีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A) หรือหน่วยเล็กลงมาเป็นมิลลิแอมแปร์ (mA) และไมโครแอมแปร์ (μA) โดยที่แรงดันไฟฟ้าจะเป็นเท่าไหร่ก็ได้(ปกติแรงดันไฟสลับใช้ตามบ้านเรือน มีค่า 220 โวลต์) กระแสไฟฟ้าจำนวนน้อยเป็นอันตรายน้อย กระแสไฟฟ้าจำนวนมากเป็นอันตรายมาก และระยะเวลาของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านมากก็จะเป็นอันตรายมาก เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกายมนุษย์จะส่งผลให้เกิดอาการเกร็งของกล้ามเนื้อ ทำให้ไม่สามารถเคลื่อนไหวหรือดิ้นให้หลุดพ้นจากการถูกไฟฟ้าดูดได้
ขอบคุณข้อมูลhttps://sites.google.com/site/pktcscience/home/fifa-ni-chiwit-praca-wan
และ https://www.scimath.org
