สัปดาห์นี้ม.1 ทำกิจกรรมวิทย์กันสองเรื่องครับ คือคำนวณพลังงานความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า และเรียนรู้เรื่องแบตเตอรี่

เด็กๆรู้จักคำนวณกำลังไฟฟ้า P ที่มีหน่วยเป็นวัตต์ เมื่อมีกระแสไฟฟ้า I แอมแปร์วิ่งผ่านความต้านทาน R โอห์ม จะได้ความสัมพันธ์ P =  I²R  = V²/R  = VI ถ้ากระแสไฟฟ้าวิ่งอยู่นาน t วินาที พลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นจะเท่ากับ P t จูล

เราลองคำนวณแรงดัน V ที่จะทำให้ตัวต้านทาน R พังกันครับ  ตัวต้านทานที่เรามีถูกออกแบบให้รับกำลังไฟฟ้าไม่เกิน 1/4 วัตต์ ดังนั้นถ้า P > 1/4 วัตต์ ตัวต้านทานจะมีความต้านทานเปลี่ยนแปลงไปจากสเป็ค และถ้า P มากกว่า 1/4 วัตต์ไปเยอะๆ ตัวต้านทานจะไหม้ได้ครับ ในวิดีโอข้างล่าง เราใส่แรงดันไฟฟ้าประมาณ 2.9 โวลท์และมีกระแสไหลผ่านตัวต้านทานขนาด 1 โอห์มถึงประมาณ 2.2 แอมป์ คิดเป็นกำลังไฟฟ้าประมาณ (2.9 โวลท์) x (2.2 แอมป์) = 6.4 วัตต์ เกินกำลังที่ตัวต้านทานจะทนได้ มันจึงไหม้ไปครับ:

Continue reading สอนวิทย์มัธยม 1: ความร้อนจากกระแสไฟฟ้า และเรียนรู้เรื่องแบตเตอรี่กัน →

สัปดาห์ที่ผ่านมาเด็กๆได้ทำความคุ้นเคยกับ กระแสไฟฟ้า (I) แรงดันไฟฟ้า (V) ความต้านทาน (R) และความร้อนที่เกิดขึ้นจากการไหลของกระแส I ผ่านความต้านทาน R ครับ

ผมให้เด็กๆทบทวนการต่อความต้านทานเข้าด้วยกันทั้งแบบอนุกรมและขนาน ให้เขาลองวัดค่าความต้านทานจริงๆ ให้เห็น R_รวม = R₁ + R₂ +… + R_n สำหรับอนุกรม และ 1/R_รวม = 1/R₁ + 1/R₂ +… + 1/R_n สำหรับขนาน

ผมเอาฟอยล์อลูมิเนียมมาตัดเป็นเส้นยาวๆ ให้เด็กๆคิดว่าทำอย่างไรให้ความต้านทานเพิ่มขึ้น (เอาหลายเส้นมาต่อกันให้ยาวๆขึ้นไปอีก หรือตัดให้ขนาดความกว้างเส้นลดลง ) ทำอย่างไรให้ความต้านทานลดลง (หรือเอาหลายเส้นมาทบกันให้มีเนื้ออลูมิเนียมเยอะๆหรือตัดแถบอลูมิเนียมให้กว้างๆ หรือตัดให้สั้นๆ)

เราสังเกตว่าเวลาไฟฟ้าวิ่งผ่านฟอยล์อลูมิเนียมจะเกิดความร้อน ผมแนะนำให้เด็กๆรู้จักกำลังไฟฟ้าที่เปลี่ยนเป็นความร้อน (Joule Heating) โดยกำลังไฟฟ้าคือพลังงานไฟฟ้าต่อหน่วยเวลา มีหน่วยเป็นวัตต์ ถ้ากำหนดให้กำลังไฟฟ้าคือ P จะได้ความสัมพันธ์ว่า P = V²/R = I²R = VI เด็กๆได้ทดลองคำนวณวัตต์เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านแถบอลูมิเนียมครับ: Continue reading สอนวิทย์มัธยม 1: ความร้อนจากกระแสไฟฟ้า ลองต่อ LED เล่นกัน →