เริ่มเรียนรู้เกี่ยวกับไฟฟ้า

วันนี้ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล เด็กประถมต้นได้สังเกตหลอดไฟ LED และใช้มัลติมิเตอร์ทดสอบว่าอะไรเป็นตัวนำไฟฟ้าอะไรเป็นฉนวนไฟฟ้าบ้าง เด็กประถมปลายได้สังเกตว่ากระแสไฟฟ้าจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบๆ และได้เห็นว่าหลักการนี้เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป้นพลังงานกลได้ (มอเตอร์ฟาราเดย์)

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมประถมคราวที่แล้วเรื่อง “หัดเล่นกล ทำเข็มทิศ เล่นกับโมเมนตัมเชิงมุม วางเหล็กให้ลอยน้ำ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กประถมได้ดูมายากลเหล่านี้ครับ ดูเฉพาะตอนแรกที่เป็นกล ยังไม่ดูส่วนเฉลยตอนหลังนะครับ ไว้ดูเฉลยหลังจากได้พยายามคิดพยายามอธิบายว่ากลแต่ละกลทำอย่างไรกันก่อนครับ อันแรกคือกลเปลี่ยนแบงค์จาก $1 เป็น $50 ครับ:

อันต่อไปคือทำให้ผ้าพันคอหายไป:

อันสุดท้ายคือชุดเกราะมีชีวิตขยับได้ครับ:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ครับ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็นครับ

จากนั้นเด็กประถมต้นได้รู้จักหลอดไฟ LED ได้เรียนรู้เกี่ยวกับตัวนำไฟฟ้า ฉนวนไฟฟ้า ได้เอามัลติมิเตอร์ไปวัดของต่างๆในห้องว่าอะไรนำไฟฟ้าอะไรเป็นฉนวนไฟฟ้าครับ

ผมสอนเด็กๆว่าห้ามเอาอะไรไปแหย่ปลั๊กไฟด้วยครับ ถามเด็กๆว่ารู้ไหมว่าไฟฟ้าในปลั๊กทำให้เราตายอย่างไร เด็กๆไม่รู้ ผมเลยเล่าว่าเราเป็นมนุษย์ไฟฟ้า เพราะการส่งสัญญาณในร่างกายของเราต้องใช้สัญญาณทางไฟฟ้าเป็นส่วนใหญ่ ยกตัวอย่างเช่นเวลาเราจะหายใจ สมองก็จะส่งสัญญาณ(ไฟฟ้า)มาทางเส้นประสาทไปทำให้กระบังลมหดตัวคลายตัว เราถึงหายใจได้ หรือที่หัวใจเต้นก็เพราะมีสัญญาณ(ไฟฟ้า)บอกให้กล้ามเนื้อหัวใจเต้น หรือการที่เรารู้สึกร้อนเย็นเจ็บคันที่ผิวหนังก็เพราะมีสัญญาณไฟฟ้าวิ่งจากผิวหนังผ่านเส้นประสาทไปยังสมอง

เวลาเราโดนไฟฟ้าดูดเราตายได้หลายอาการ คือถ้าไฟฟ้าไม่มากนัก สัญญาณไฟฟ้าที่บอกให้หัวใจเต้นจะถูกรบกวน ทำให้หัวใจเต้นไม่เป็นและหยุดเต้นแล้วเราก็ตาย หรือถ้าไฟฟ้ามากๆ ก็จะมีไฟฟ้าปริมาณมากๆวิ่งผ่านร่างกายทำให้เกิดความร้อน (เหมือนกับเวลาเด็กๆถูมือเร็วๆก็เกิดความร้อน) ทำให้ร่างกายเกิดเผาไหม้และสุกครับ
 
สำหรับเด็กประถมปลาย ผมให้เด็กๆสังเกตว่ากระแสไฟฟ้าทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก:

จากนั้นก็ให้เด็กๆได้เห็นมอเตอร์ฟาราเดย์คล้ายๆที่ไมเคิล ฟาราเดย์ประดิษฐ์ไว้เมื่อปี 1821 ครับ

มอเตอร์ตัวแรกของฟาราเดย์ทำงานโดยอาศัยหลักการที่ว่าแรงที่แม่เหล็กกระทำกับกระแสไฟฟ้าจะอยู่ในทิศทางที่ตั้งฉากกับทิศทางของกระแสไฟฟ้าและทิศทางของสนามแม่เหล็ก ถ้าวางลวดที่นำกระแสไฟฟ้าให้อยู่ในแนวที่เหมาะสม แรงจะทำให้ลวดเคลื่อนที่ไปรอบๆแท่งแม่เหล็ก

ตัวอย่างการจำลองมอเตอร์แบบที่ฟาราเดย์เคยทำสามารถดูได้ที่คลิปนี้ครับ:

แต่แบบที่เราทำกันวันนี้เป็นมอเตอร์แบบที่ทำให้ง่ายขึ้นอีกโดยอาศัยแม่เหล็กที่ผิวนำไฟฟ้าได้มาเป็นส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้า ไม่ต้องอาศัยสารละลายนำไฟฟ้าแบบดั้งเดิม หน้าตาเป็นแบบนี้ครับ:

เด็กๆเข้าแถวเล่นกับมอเตอร์ครับ:

 

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.