1.ไฟฟ้าคืออะไร
ในการทำความเข้าใจเรื่องของไฟฟ้า
สิ่งที่ควรรู้ในเบื้องต้น ก็น่าจะเป็นความหมายของไฟฟ้าว่าไฟฟ้ามันคืออะไรกันแน่?
-
ตามหนังสือวิทยาศาสตร์ หรือเว็บไซต์ต่างๆ มักจะให้ความหมายที่แตกต่างกัน
ยกตัวอย่างเช่น
ไฟฟ้า คือ
พลังงานรูปหนึ่งที่สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปอื่นได้ เช่น พลังงานกล
พลังงานความร้อน
ไฟฟ้า คือ
สิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อประจุเคลื่อนที่ผ่านตัวนำไฟฟ้า ในหนึ่งหน่วยพื้นที่หน้าตัด
ในหนึ่งหน่วยเวลา
-
ตามศัพท์บัญญัติของราชบัณฑิตยสถาน
ไฟฟ้า (คำนาม) คือ
พลังงานรูปหนึ่งซึ่งเกี่ยวข้องกับการแยกตัวออกมา หรือการ เคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน
หรือโปรตอน หรืออนุภาคอื่นที่มีสมบัติแสดงอํานาจคล้ายคลึงกับอิเล็กตรอนหรือโปรตอน
ใช้ประโยชน์ ก่อให้เกิดพลังงานอื่น เช่น ความร้อน แสงสว่าง การเคลื่อนที่
ประวัติการค้นพบไฟฟ้า
ไฟฟ้า
หรือ Electricity ในภาษาอังกฤษ มาจากคำว่า ēlectricus ในภาษากรีก
เป็นสิ่งที่เราพบเห็นได้ในชีวิตประจำวัน ซึ่งประวัติความเป็นมาของไฟฟ้านั้น
เท่าที่ได้ทราบกันมาเชื่อว่ามีมาตั้งแต่สมัยอียิปต์โบราณ ที่กล่าวถึงปลาไฟฟ้า
และการรักษาโรคด้วยปลาไฟฟ้าแต่ในเรื่องราวของไฟฟ้าที่จะขอกล่าวอย่างจริงจังก็คือเรื่องราวการค้นพบไฟฟ้าของเทลีส
(Thales) เมื่อประมาณ
600 ปีก่อนคริสตกาล โดยเทลีสได้ค้นพบไฟฟ้าสถิตจากแท่งอำพัน
เขาได้ให้ข้อสังเกตว่าเมื่อนำแท่งอำพันถูกับผ้าขนสัตว์
แล้ววางแท่งอำพันไว้ใกล้กับวัตถุชิ้นเล็กๆเช่น เศษไม้ จะทำให้เศษไม้เคลื่อนที่เข้าหาแท่งอำพัน
นั่นคือแท่งอำพันจะมีอำนาจอย่างหนึ่งที่ดึงดูดวัตถุได้
ภาพรูปปั้นของเทลีส ผู้ที่ได้ชื่อว่าค้นพบไฟฟ้าสถิตเป็นคนแรก
ต่อมาในราวปี
พ.ศ.2143 (ซึ่งถ้าเทียบระยะเวลาการค้นพบของเทลีส นับว่าเป็นเวลานานมากเลยทีเดียว)
นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อว่า วิลเลี่ยม กิลเบิร์ต (William Gilbert) ได้ทำการศึกษาผลที่เกิดจากการขัดสีแท่งอำพันอย่างละเอียด
เขาจึงให้ชื่ออำนาจนี้ว่า Electricus ซึ่งมีความหมายถึง
คุณสมบัติของการดึงดูดวัตถุเล็กๆ หลังจากการขัดสี และเรียกในภาษาอังกฤษว่า Electric/Electricity
ที่แปลเป็นไทย
คือไฟฟ้านั่นเอง
ภาพวาดแสดงการทดลองของเบนจามิน แฟรงคลิน
(ซึ่งทุกคนไม่ควรเอาเป็นแบบอย่าง
เพราะมีนักวิทยาศาสตร์เสียชีวิตมากมายหลังจากการทำตามแฟรงคลิน)
ในปี
พ.ศ.2295 เบนจามิน แฟรงคลินได้ทำการทดลองติดลูกกุญแจโลหะไว้ที่หางว่าว
แล้วปล่อยลอยขึ้นในวันที่ท้องฟ้ามีลมพายุรุนแรง เขาพบว่าประกายไฟกระโดดจากลูกกุญแจ
โลหะสู่หลังมือของเขา
(มีเอกสารออนไลน์ที่สรุปเรื่องราวของเขาสามารถเข้าไปอ่านได้ที่ [2]) ซึ่งถือว่าเป็นการค้นพบไฟฟ้าในธรรมชาติ
ซึ่งประโยชน์ของการทดลองของแฟรงคลินที่เราพบเห็นได้ในปัจจุบันคือ สายล่อฟ้า
ที่ช่วยชีวิตมนุษย์จากการถูกฟ้าผ่ามาจนถึงทุกวันนี้
ไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร
สสารที่มีในโลกนี้ประกอบด้วยอนุภาคเล็ก
ๆ ซึ่งเราเรียกว่า อะตอม (Atoms) ภายในอะตอมจะประกอบไปด้วยอนุภาคไฟฟ้าเล็กๆ 3
ชนิด คืออิเล็กตรอน โปรตอนและนิวตรอน โดยที่อิเล็กตรอนจะมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ
โปรตอนมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก และในนิวตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็นกลาง
การอยู่ร่วมกันของอนุภาคทั้งสามในอะตอมเป็นลักษณะที่โปรตอนและนิวตรอนรวมกันอยู่ตรงกลาง
เรียกว่า นิวเคลียส และมีอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบ ๆ
ภายในอะตอมจะมีอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบ ๆ นิวเคลียส เป็นวง ๆ
ซึ่งอิเล็กตรอนที่อยู่วงนอกสุดเรียกว่า อิเล็กตรอนอิสระ
และถ้าอิเล็กตรอนที่อยู่วงนอกนี้ได้รับพลังงานก็จะทาให้อิเล็กตรอน
เคลื่อนที่ไปอยู่ในอะตอมที่ถัดไปทาให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอน
พลังงานที่จะทาให้อิเล็กตรอน ในวัตถุตัวนำไหลได้ คือเครื่องกาเนิดไฟฟ้า
ซึ่งจะทาหน้าที่ทั้งการรับและจ่ายอิเล็กตรอนเรียกว่า ขั้วไฟฟ้า
โดยกาหนดไว้ว่าขั้วที่รับอิเล็กตรอนเรียกว่า ขั้วบวก
ขั้วที่จ่ายอิเล็กตรอนเรียกว่าขั้ว ลบ
ที่มา:https://sites.google.com/site/mechatronicett09/1
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น