วิทย์ประถม: มอเตอร์กระแสตรง

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เราเล่นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบง่ายๆกัน

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

สัปดาห์นี้เด็กๆไม่ได้ดูกลกัน เพราะเราต้องการเวลามากขึ้นในการทดลองเรื่องมอเตอร์กระแสตรงกัน

ผมเล่าให้เด็กๆฟังว่าถ้าเราเปิดปิดไฟฟ้าที่วิ่งเข้าไปในแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่ใกล้ๆกับแม่เหล็กถาวรให้เป็นเป็นจังหวะที่เหมาะสม เราสามารถทำให้เกิดการเคลื่อนที่ต่างๆได้ อุปกรณ์ที่เปลี่ยนกระแสไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนไหวโดยอาศัยแม่เหล็กเรียกว่ามอเตอร์ไฟฟ้า มีหลายหลายชนิดมาก เช่นที่เราเห็นไปแล้วในอดีต (12, 3, 4) วันนี้เราจะมาเล่นกับอีกชนิดหนึ่ง เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบทำง่ายๆ วิธีทำดังในคลิปนี้ครับ:

อุปกรณ์มีแม่เหล็ก คลิปหนีบกระดาษสองตัว ถ่านไฟฉาย AA หนึ่งก้อน ลวดทองแดงเคลือบ แกนตรงๆสองข้างของขดลวดจะถูกขูดฉนวนออกไม่เหมือนกัน ข้างหนึ่งจะถูกขูดฉนวนออกจนหมดจนเหลือแต่เนื้อลวดทองแดง อีกข้างจะถูกขูดแค่ครึ่งบน (หรือครึ่งล่าง) เท่านั้น คือถ้ามองจากด้านบน (หรือด้านล่าง) จะเห็นเนื้อลวดทองแดง ถ้ามองจากอีกด้านจะเห็นฉนวน 

การทำงานของมันก็คือตอนที่ขดลวดหมุนอยู่ในตำแหน่งที่แกนตรงๆมีเนื้อลวดทองแดงแตะกับคลิปหนีบกระดาษ กระแสไฟฟ้าจะวิ่งผ่านได้ ทำให้ขดลวดเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า จะเกิดการดูดการผลักกับแม่เหล็กถาวรที่อยู่ใกล้ๆได้ การดูดการผลักนี้จะทำให้ขดลวดบิดตัว เมื่อขดลวดบิดตัวไปครึ่งรอบแกนด้านหนึ่งของมันจะมีฉนวนทำให้กระแสไฟฟ้าหยุดไหล ขดลวดจึงเลิกเป็นแม่เหล็กมันก็หมุนตามอิสระของมันต่อไป จนแกนด้านที่มีทองแดงหมุนมาแตะกับคลิปอีกครั้ง เกิดเป็นวงจรการหมุนต่อๆไปเรื่อยๆ

พอเด็กๆเห็นหลักการทำงานแล้วก็แยกย้ายกันเล่นเองครับ:

วิทย์ประถม: มอเตอร์ไฟฟ้าง่ายๆอีกแบบ

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายกลผ้าพันคอหายแล้วเราก็เล่นมอเตอร์ไฟฟ้าแบบง่ายๆอีกแบบกัน

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลซ่อนผ้าพันคอ:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลใกล้ๆแม่เหล็ก จะมีแรงดูดหรือแรงผลักกระทำกับกระแสไฟฟ้าและแม่เหล็ก แรงที่ว่านี้จะตั้งฉากกับทั้งทิศทางการไหลของกระแส และทิศทางของสนามแม่เหล็ก เราสามารถแสดงผลของแรงอันนี้ได้ด้วยการสร้างมอเตอร์แบบง่ายๆที่เรียกว่า โฮโมโพลาร์มอเตอร์ ดังในสัปดาห์ที่แล้วไปแล้ว สัปดาห์นี้เราก็ทำโฮโมโพลาร์มอเตอร์อีกแบบตามวิธีในคลิปนี้ครับ:

ในสัปดาห์นี้ ผมให้เด็กๆม้วนและพับฟอยล์อลูมิเนียมแทนลวดทองแดง เพราะทำได้ง่ายกว่าด้วยมือเปล่าและรวดเร็วกว่า แม้ว่าจะหมุนได้ไม่เร็วมากเพราะฝืด ต้านลม หรือน้ำหนักเบาจึงปลิวเมื่อหมุนเร็วถึงระดับหนึ่ง

เด็กๆหัดทำหัดเล่นกันเองครับ:

วิทย์ประถม: รู้จักมอเตอร์ไฟฟ้ากัน

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายกลโซ่ไม่รัดคอแล้วเราก็เล่นมอเตอร์ไฟฟ้าแบบง่ายๆกัน

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลดีงโซ่ไม่รัดคอ:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

จากนั้นผมสอนให้เด็กๆใช้ไฟฟ้าและแม่เหล็กสร้างมอเตอร์แบบง่ายๆ หลักการคือเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลใกล้ๆแม่เหล็ก จะมีแรงดูดหรือแรงผลักกระทำกับกระแสไฟฟ้าและแม่เหล็ก แรงที่ว่านี้จะตั้งฉากกับทั้งทิศทางการไหลของกระแส และทิศทางของสนามแม่เหล็ก เราสามารถแสดงผลของแรงอันนี้ได้ด้วยการสร้างมอเตอร์แบบง่ายๆที่เรียกว่า โฮโมโพลาร์มอเตอร์ ดังวิธีทำในคลิปด้านล่างครับ:

พอเด็กๆรู้วิธีทำก็แยกย้ายกันทำเองครับ:

บันทึกกิจกรรมวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กๆ อยากให้คุณพ่อคุณแม่คุณครูเอาไปประยุกต์เล่นกับเด็กๆเยอะๆครับ :-)