หน้าหลัก | ข่าวทั่วไป | ข่าวกิจกรรม | สมัครเรียน Online | สมุดเยี่ยม | ห้องภาพครูมาโนช | E-Book
วิทยาศาสตร์
วิทยาศาสตร์ 5 - 6
เข้าระบบเรียน Online
: Username :

: Password :


ลืมรหัสผ่านป้อนอิเมลล์ที่นี่ครับ

  • ? วิธีการลงทะเบียนเบื้องต้น

  • วิทยาศาสตร์พื้นฐาน ม.1-3
  • วิทยาศาสตร์พื้นฐาน ม.2
  • วิทยาศาสตร์พื้นฐาน ม.3
  • วิทยาศาสตร์พื้นฐาน ม.1
  • วิทยาศาสตร์พื้นฐาน 5
  • วิทยาศาสตร์พื้นฐาน 6
  • วิทยาศาสตร์เพิ่มเติม ม.1-3
  • โครงงานวิทยาศาสตร์
  • เริ่มต้นกับโครงงานวิทยาศาสตร์
  • วิทยาศาสตร์พื้นฐาน ม.4-6
  • โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ
  • วิทยาศาสตร์เพิ่มเติม ม.4-6
  • วิทยาศาสตร์ท้องถิ่น
  • วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม
  • เนื้อหาบทเรียน
  • สื่อประสมเรื่องพลังงานไฟฟ้า
  • ดูรายละเอียดทั้งหมด
  • ตัวอย่างแบบทดสอบ
  • โมเมนต์ของแรง
  • โมเมนต์
  • อาหารการกิน
  • Macromedia Flash MX
  • ดูรายละเอียดทั้งหมด
  • เรื่องน่ารู้
  • พื้นที่ชุ่มน้ำหนองหลวง
  • โครงร่าง บึงบอนสอนน้อง
  • กิจกรรมห้องเรียนสีเขียว
  • พลังงานนิวเคลียร์
  • หลักสูตรแกนกลางฯ พ.ศ. ๒๕๕๑
  • เอกสาร เรื่อง แสง
  • เอกสารแรงและการเคลื่อนที่
  • เฉลย แบบฝึกหัด เรื่องแสง
  • เฉลยแบบฝึกหัดดวงดาวในท้องฟ้า
  • เฉลยแบบฝึกหัดเทคโนโลยีอวกาศ
  • แรงและการเคลื่อนที่
  • ระบบสุริยะคืออะไรและบริวารของดวงอาทิตย์มีอะไรบ้าง
  • เรื่อง การเกิดและวิวัฒนาการของระบบสุริยะ
  • โลกและปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ
  • บึงบอนสอนน้อง
  • แนวข้อสอบมาตรฐานช่วงชั้นที่ 3
  • ระบบนิเวศ
  • ภาวะโลกร้อน
  • ดูรายละเอียดทั้งหมด
  • ทั่วๆไป
  • หนังสือพิมพ์/ทีวี/เคเบิ้ลทีวี
  • ส่วนราชการต่างๆ
  • ลิงค์เว็บไซต์
  • ห้องเรียนสีเขียว
  • ห้องภาพ ครูมาโนช
  • www.geology.iupui.edu/
  • บริษัท จีเอ็มที คอร์ปอเรชั่น จำกัด
  • ธรณีเว็บไซท์
  • การสำรวจทรัพยากรแร่ในทะเลประเทศไทย
  • กรมทรัพยากรธรณี
  • ดูรายละเอียดทั้งหมด
  • ปฏิทิน
    November 2014
    SunMonTueWedThuFri Sat
          1
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    30      
    สถิติ และ ผู้ใช้งาน
    ผู้ใช้งานปัจจุบัน : 1 ท่าน
    วันนี้ : 361 ครั้ง
    เดือนนี้ : 10,053 ครั้ง
    ปีนี้ : 20,383 ครั้ง
    ทั้งหมด : 284,082 ครั้ง


    ผู้ใช้งานขณะนี้
  • 54.167.175.240
  • IP ของท่าน
  • 54.167.175.240

  • หัวข้อเรื่อง : แรงและการเคลื่อนที่

  • รายละเอียด :  งานและพลังงาน

     

    งาน ( Work, W)

    ความหมายโดยทั่วไป เป็นการกระทำกิจกรรมหรือสิ่งใดๆเพื่อที่จะได้รับซึ่งผลตอบแทน เช่น การปลูกต้นไม้ การเล่นกีฬา การเขียนหนังสือ  

    ความหมายของงานทางวิทยาศาสตร์ เป็นผลจากการกระทำของแรงต่อวัตถุอย่างต่อเนื่องและทำให้วัตถุเคลื่อนที่ตามแนวแรงกระทำ ดังนั้นการเกิดงานจะต้องมีแรงกระทำและระยะทางการเคลื่อนที่เกี่ยวข้องเสมอ

     นิยามของงาน

          งาน = ระยะทางที่เคลื่อนที่ แรงตามแนวทิศทางของการเคลื่อนที่  

            

    งาน หมายถึง ผลคูณของแรงกับระยะทางตามแนวแรงที่กระทำ

     

                            

     

                     

          ดังนั้น                 =   Fs cosθ

     

     

                         

     

    งาน

    งาน หมายถึง แรงที่กระทำต่อวัตถุแล้วทำให้วัตถุเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของแนวแรง ถ้าเราออกแรงกระทำต่อวัตถุแล้ววัตถุไม่เคลื่อนที่ แสดงว่าไม่เกิดงาน

    ปริมาณของงานขึ้นอยู่กับ
    1. ขนาดของแรงที่ใช้
    2. ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของแนวแรง
    3. ทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุตามแนวแรง
    ตัวอย่างเช่น การออกแรงยกกล่องให้สูงขึ้น ทิศทางการเคลื่อนที่ของกล่องมีทิศทางเดียวกับแนวแรง การกระทำเช่นนี้เป็นการทำให้เกิดงานทางวิทยาศาสตร์

    รูปแสดงการกระทำให้เกิดงานทางวิทยาศาสตร์

    หน่วยของงานในระบบเอสไอ คือ จูล (J) หรือนิวตัน-เมตร (N-m) โดยที่ 1 จูลของงานที่ทำเกิดจากการออกแรง 1 นิวตันกระทำต่อวัตถุให้วัตถุเคลื่อนที่ไปได้ 1 เมตร ตามทิศทางของแนวแรง

    จากรูป งานขนาด 1 จูลที่ทำได้เมื่อยกกล่องหนัก 1 นิวตันขึ้นไปในแนวดิ่งเป็นระยะทางสูง 1 เมตร ซึ่งเราอาจใช้หน่วยของงานที่ใหญ่กว่าจูล เช่น กิโลจูล (kJ) เมกะจูล (MJ) เป็นต้น
    เมื่อ

    1 kJ = 1,000 J
    1 MJ = 1,000,000 J

    การคำนวณหางาน
    ถ้าเราทราบขนาดของแรงที่กระทำต่อวัตถุ และระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปได้หลังจากถูกแรงกระทำแล้ว เราสามารถคำนวณหาปริมาณของงานได้จาก

    งาน = แรง x ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ตามทิศทางของแนวแรง

    ถ้ากำหนดให้ F = แรงที่กระทำให้วัตถุเคลื่อนที่
    s = ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ตาม
    ทิศทางของแนวแรง
    W = งานที่ทำได้
    นั่นคือ W = Fs

    ตัวอย่างที่ 1 นงนุชยกกล่องที่มีน้ำหนัก 20 นิวตัน ขึ้นจากพื้นไปวางบนชั้นหนังสือที่สูงจากพื้น 1.3 เมตร จงหางานที่นงนุชทำได้
    วิธีทำ F = 20 นิวตัน
    s = 1.3 เมตร
    จากสูตร W = F x s
    W = 20 N x 1.3 m
    = 26 J
    ดังนั้น งานที่นงนุชทำได้มีค่าเท่ากับ 26 จูล ตอบ

    ตัวอย่างที่ 2 ชายผู้หนึ่งดันตู้ที่มีน้ำหนัก 1,000 นิวตัน ให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า 0.5 เมตร จงคำนวณหางานที่ชายผู้นี้ทำได้
    วิธีทำ จากสูตร งานที่ทำ = แรง x ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่
    แทนค่าในสูตร งานที่ทำ = 1,000 N x 0.5 m
    = 500 J
    ดังนั้น งานที่ชายผู้นี้ทำได้มีค่าเท่ากับ 500 จูล ตอบ

    กำลัง (Power)

     
     
    กำลัง (Power)
                จากความรู้เรื่องงานพบว่า  งานที่เกิดจะเกี่ยวข้องกับแรง  และการกระจัดเท่านั้นไม่เกี่ยวกับปริมาณอื่น เช่น ไม่เกี่ยวข้องกับเวลา  แต่ยังมีปริมาณที่เกี่ยวข้องกับงานและเวลาที่ใช้ในการเกิดงานอีก เช่น งานที่ทำใช้เวลาน้อยเรากล่าวว่าจะมีกำลังมากกว่าในช่วงงานที่ทำในเวลาที่มากกว่า
                นิยาม  กำลัง  คือ  อัตรากที่ทำงานหรืองานที่เกิดขึ้นในหนึ่งหน่วยเวลา
                กำหนดให้  W  คือ  งานที่ทำได้  มีหน่วยเป็นจูล (J)
                                   t    คือ  เวลาที่ใช้ในการทำงาน  มีหน่วยเป็นวินาที  (s)
                                   P   คือ  กำลัง
                             จากนิยามของกำลังเขียนเป็สมการได้ว่า
     
                             หน่วยของกำลัง  คือ  J/s  หรือเรียกว่า  Watt  (วัตต์)  "W"
                การหากำลังของวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วความเร็ว  V
     
                                  ได้ว่า                       P = FV
     
     
     
     
    กำลังม้า (horsepower, hp) คือ กำลังของม้า 1 ตัวหรืออัตราการทำงานของม้า 1 ตัว เช่น เครื่องยนต์ 10 hp สามารถทำงานเท่ากับม้า 10 ตัว      หนึ่งกำลังม้า คือ งาน 33,000 ฟุต-ปอนด์ต่อหนึ่งนาที (ft-lb/min)
                ม้าเดิน 165 ft ในเวลา 1 นาที และยกน้ำหนัก 200 lb ปริมาณงานที่ทำภายในเวลา 1 นาที คือ 33,000 ft-lb (165 ft * 200 lb)
     
    ภาพแสดง ม้าหนึ่งตัวสามารถทำงาน 33,000 ft-lb/min
     
                 ถ้าม้าทำงานดังกล่าวภายในเวลา 2 นาที ดังนั้นงานที่ทำต่อเวลา 1 นาที จะเป็นครื่งหนึ่งของงานครั้งแรก หรือกำลังม้าเท่ากับ 1/2 hp สูตรการคำนวณหากำลังม้าคือ
    เมื่อ   L  หมายถึง ความยาวเป็นฟุต (เป็นระยะที่ W กระทำ)
            W  หมายถึง แรงเป็นปอนด์ (กระทำตลอดระยะความยาว L)
              t   หมายถึง เวลาเป็นนาที
     
    หมายเหตุ    กำลัง  1  กำลังม้า (HP)  มีค่า  746  วัตต์
     
     
    Credit : http://www.rmutphysics.com/charud/exercise/energy/energy1/9-5.gif
     

    พลังงาน

    พลังงาน คือ ความสามารถในการทำงาน เราใช้พลังงานในการทำกิจกรรมหรือทำงานต่างๆ เช่น เดิน หายใจ การเจริญเติบโต เพาะปลูก เป็นต้น พลังงานให้แสงสว่างกับบ้านเรือนหรือที่อยู่อาศัยของเรา พลังงานให้กำลังแก่ยานพาหนะต่างๆ เช่น รถยนต์ รถไฟ จรวด เครื่องบิน เป็นต้น พลังงานทำให้บ้านที่อยู่อาศัย อาคารสำนักงานต่างๆ ของเราเย็นสบาย ทำให้เกิดรูปภาพในโทรทัศน์มากมาย นอกจากนี้ยังให้กำลังแก่เครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรมได้ด้วย ดังนั้นถ้าปราศจากพลังงานจะไม่มีสิ่งใดทำงานได้ สัตว์และพืชก็จะตาย เครื่องจักรและสิ่งต่างๆ ก็จะไม่สามารถทำงานได้ ในสภาพความเป็นจริงหากโลกของเราปราศจากพลังงานก็จะไม่มีสิ่งมีชีวิต เพราะทุกๆ ชีวิตต้องการพลังงาน

    รถจักรยานยนต์เคลื่อนที่โดยใช้พลังงานเชื้อเพลิง

    นักวิทยาศาสตร์ได้จัดรูปแบบของพลังงานให้เป็นหมวดหมู่ เพื่อความเข้าใจเกี่ยวกับพลังงานที่มีหลายรูปแบบแตกต่างกันไป เช่น พลังงานที่ร่างกายใช้ในการทำงานได้จากพลังงานเคมีในอาหารที่เรารับประทาน พลังงานแสงช่วยให้เรามองเห็นสิ่งต่างๆ รอบตัว พลังงานเสียงที่เราได้ยินใช้ในการสื่อสาร วัตถุเคลื่อนที่ได้โดยใช้พลังงานกล เราใช้พลังงานไฟฟ้ากับเครื่องใช้ไฟฟ้า เป็นต้น

    พลังงานกล
    พลังงานกล (mechanical energy) เป็นพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ พลังงานศักย์และพลังงานจลน์ โดยพลังงานศักย์เป็นพลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุ ส่วนพลังงานจลน์เป็นพลังงานของวัตถุขณะที่วัตถุเคลื่อนที่ พลังงานศักย์มี 2 ชนิด คือพลังงานศักย์ยืดหยุ่น ซึ่งเป็นพลังงานที่สะสมในวัตถุที่มีการยืดหยุ่นได้ เช่น พลังงานที่สะสมในสปริง ในแถบยางหรือหนังสติก เป็นต้น พลังงานศักย์อีกชนิดหนึ่งเป็นพลังงานที่สะสมในวัตถุที่อยู่ในตำแหน่งสูงจาก พื้นโลกเรียกว่า พลังงานศักย์โน้มถ่วง แต่ในระดับชั้นนี้เราจะกล่าวถึงเฉพาะพลังงานศักย์โน้มถ่วง

    พลังงานศักย์โน้มถ่วง 
    พลังงานศักย์โน้มถ่วง (gravitational potential energy) หมายถึง พลังงานที่สะสมอยู่ในวัตถุที่อยู่สูงจากพื้นโลกขึ้นไป และวัตถุนั้นอยู่ในแนวดิ่ง
    ปัจจัยที่มีผลต่อพลังงานศักย์โน้มถ่วง คือ
    1. มวลของวัตถุ วัตถุที่มีมวลมาก แรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อวัตถุนั้นจะมาก ทำให้ค่าของพลังงานศักย์โน้มถ่วงมากตามไปด้วย
    2. ตำแหน่งที่อยู่ของวัตถุ เป็นระยะความสูงของวัตถุที่อยู่ห่างจากผิวโลก วัตถุที่อยู่ห่างจากผิวโลกมากจะสะสมค่าพลังงานศักย์โน้มถ่วงไว้มาก ดังนั้นวัตถุที่อยู่สูงจึงมีค่าพลังงานศักย์โน้มถ่วงมากกว่าวัตถุที่อยู่ใน ระดับต่ำกว่า เมื่อวัตถุอยู่ ณ ตำแหน่งสูงสุดจะมีค่าพลังงานศักย์โน้มถ่วงมากที่สุด และเมื่อวัตถุตกถึงผิวโลกจะไม่มีค่าพลังงานศักย์โน้มถ่วงหรือมีค่าพลังงาน ศักย์โน้มถ่วงเป็นศูนย์
    ถ้าเรากำหนดให้ Ep แทนพลังงานศักย์โน้มถ่วง สามารถเขียนความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานศักย์โน้มถ่วงของวัตถุกับมวลและความ สูงของวัตถุเป็นสมการได้ดังนี้

    m = มวลของวัตถุ (กิโลกรัม)
    g = ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก ( = 9.8 เมตร/ วินาทีกำลังสอง2)
    h = ความสูงของวัตถุจากพื้น (เมตร)
    Ep = พลังงานศักย์โน้มถ่วง (จูล)

    ตัวอย่างที่ 1 นักกีฬากระโดดน้ำมวล 50 กิโลกรัม กระโดดน้ำที่ตำแหน่งต่างๆ กัน จงคำนวณหาพลังงานศักย์ของนักกีฬาเมื่อ
    1) ยืนที่พื้นขอบสระน้ำ
    2) ยืนที่ระดับสูง 4 เมตรจากขอบสระน้ำ
    3) ยืนที่ระดับสูง 6 เมตรจากขอบสระน้ำ
    วิธีทำ 1) นักกีฬายืนที่พื้นขอบสระน้ำ
    จากสูตร Ep = mgh
     ตอบ
    2) นักกีฬายืนที่ระดับสูง 4 เมตรจากขอบสระน้ำ
    ตอบ
    3) นักกีฬายืนที่ระดับสูง 6 เมตรจากขอบสระน้ำ
    ตอบ

    ตัวอย่างที่ 2 จงหาปริมาณพลังงานศักย์ของลูกมะพร้าวที่อยู่บนต้นสูง 6 เมตร เมื่อ
    1) ลูกมะพร้าวมีมวล 0.5 กิโลกรัม
    2) ลูกมะพร้าวมีมวล 1.0 กิโลกรัม
    วิธีทำ 1) เมื่อลูกมะพร้าวมีมวล 0.5 กิโลกรัม
    ตอบ
    2) เมื่อลูกมะพร้าวมีมวล 1.0 กิโลกรัม
    ตอบ

    ตัวอย่างการใช้ประโยชน์ของพลังงานศักย์โน้มถ่วง เช่น การกักเก็บน้ำในอ่างเก็บน้ำเหนือเขื่อนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ถ้ากักเก็บน้ำไว้ได้สูงมากก็จะมีพลังงานศักย์มาก การเพิ่มน้ำหนักของปั้นจั่นจะทำให้พลังงานศักย์เพิ่มขึ้น เป็นต้น

    พลังงานจลน์
    พลังงานจลน์ (kinetic energy) เป็นพลังงานของวัตถุขณะที่วัตถุเคลื่อนที่
    ปัจจัยที่มีผลต่อพลังงานจลน์ คือ
    1. มวลของวัตถุ วัตถุที่มีค่าของมวลมากจะมีพลังงานจลน์มาก
    2. ความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุ วัตถุที่เคลื่อนที่ ด้วยความเร็วสูงจะมีพลังงานจลน์มากด้วย
    ถ้าเรากำหนดให้ Ek แทนพลังงานจลน์ สามารถเขียนความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์ของวัตถุกับมวลและความเร็วของ วัตถุได้ดังนี้

    m = มวลของวัตถุ (กิโลกรัม)
    v = ความเร็วของวัตถุ (เมตร/วินาที)
    Ek = พลังงานจลน์ของวัตถุ (จูล)

    ตัวอย่างที่ 3 รถยนต์คันหนึ่งมวล 1,500 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 72 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จงหาพลังงานจลน์ของรถยนต์
    วิธีทำ จากสูตร

    ตอบ

    ตัวอย่างที่ 4 นักกีฬากระโดดน้ำมวล 50 กิโลกรัม กระโดดลงสู่ผิวน้ำด้วยความเร็ว 10 เมตรต่อวินาที จงหาพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ของนักกีฬา
    วิธีทำ

    ตอบ

    ในชีวิตประจำวันเรามีความคุ้นเคยกับผลที่เกิดจากพลังงานจลน์เสมอ เช่น พลังงานจลน์จากการตกของลูกตุ้มเหล็กที่ติดตั้งอยู่กับปั้นจั่นจะช่วยในการ ตอกเสาเข็ม ซึ่งเป็นฐานรากของการก่อสร้างอาคารต่างๆ พลังงานจลน์ของน้ำที่ไหลตกจากที่สูงกระทบกังหันน้ำให้หมุนช่วยในการ ผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวาง การหล่นของผลไม้จากต้น อธิบายได้ว่าผลไม้ที่หล่นจากที่สูงกว่าจะกระทบกับพื้นด้วยความเร็วมากกว่าผล ไม้ที่หล่นจากที่ต่ำ
    ทั้งพลังงานศักย์และพลังงานจลน์เป็นพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ ของวัตถุ ผลรวมของพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ของวัตถุเรียกว่า พลังงาน กล (mechanical energy) การเปลี่ยนรูปกลับไปกลับมาระหว่างพลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานจลน์ ทำให้เกิดสมดุลของพลังงานดังนี้
    ขณะวัตถุอยู่ในตำแหน่งสูงสุด วัตถุจะหยุดนิ่ง พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะมีค่าสูงสุด ส่วนพลังงานจลน์จะมีค่าต่ำสุดคือเท่ากับศูนย์ เมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่ พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะเริ่มลดลง เนื่องจากพลังงานศักย์โน้มถ่วงเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจลน์ และขณะวัตถุเคลื่อนที่ต่ำลงมาจนถึงพื้น พลังงานจลน์กลับมีค่าสูงสุด ส่วนพลังงานศักย์โน้มถ่วงมีค่าต่ำสุดคือเท่ากับศูนย์ เนื่องจากพลังงานศักย์โน้มถ่วงทั้งหมดเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจลน์นั่นเอง

    เมื่อวัตถุอยู่สูง พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะยิ่งมาก และเมื่อเคลื่อนที่ตกลงมาพลังงานศักย์จะลดลง และจะมีพลังงานจลน์มากขึ้น
    รูปแสดงการเปลี่ยนแปลงพลังงาน

    พลังงานนอกจากจะอยู่ในรูปแบบพลังงานศักย์ พลังงานจลน์ หรือพลังงานกลแล้วในชีวิตประจำวันเรายังพบพลังงานในรูปแบบต่างๆ ดังนี้
    1. พลังงานเคมี เป็นพลังงานที่แฝงอยู่ในโครงสร้างของสาร เช่น พลังงานเคมีที่อยู่ในน้ำมันเชื้อเพลิง พลังงานเคมีที่อยู่ในอาหาร พลังงานเคมีที่มีอยู่ในแบตเตอรี่หรือถ่านไฟฉาย ถ้านำมาใช้จะปล่อยพลังงานเคมีออกมาใช้ทำประโยชน์ในด้านต่างๆ พลังงานเคมีนี้อาจเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า "พลังงานสะสม"
    2. พลังงานไฟฟ้า เป็นพลังงานที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนหรือประจุไฟฟ้าในช่วงเวลา หนึ่ง โดยผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้า เช่น ไดนาโม เซลล์สุริยะ เป็นต้น
    3. พลังงานคลื่น เป็นพลังงานที่ส่งมาในรูปของคลื่น เช่น คลื่นแสง เสียง คลื่นวิทยุ ซึ่งมนุษย์นำมาใช้ประโยชน์ต่างๆ มากมาย เช่น ใช้ในการพยากรณ์อากาศ การสื่อสาร โดยจะใช้พลังงานที่อยู่ในรูปของคลื่นในการรับส่งข้อมูล
    4. พลังงานนิวเคลียร์ เป็นพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาในรูปของสารกัมมันตรังสีซึ่งมีอยู่ตามธรรมชาติ หรือสารกัมมันตรังสีในระเบิดนิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
    โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์จะใช้พลังงานนิวเคลียร์จากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในรูป ของพลังงานความร้อนในการผลิตกระแสไฟฟ้า

    หมายเหตุ

    กฎการอนุรักษ์พลังงาน กล่าวว่า "พลังงานไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่หรือทำให้สูญหายไปได้ แต่พลังงานสามารถเกิดการถ่ายโอนระหว่างพลังงานด้วยกันได้ หรือเกิดการเปลี่ยนรูปพลังงานได้นั่นเอง" มนุษย์ใช้หลักการดังกล่าวเปลี่ยนรูปพลังงานมาใช้ให้เกิดประโยชน์และตรงตาม ความต้องการได้

    http://teenunigang.blogspot.com/2010/04/4.html

    พลังงาน(Energy)

    พลังงาน เป็นความสามารถในการทำงานของวัตถุ ไม่มีตัวตน สัมผัสหรือจับต้องไม่ได้ ไม่สามารถสร้างขึ้นมาใหม่ได้ แต่สามารถเปลี่ยนรูปได้ พลังงานมีหลายรูปแบบ เช่น พลังงานไฟฟ้า พลังงานความร้อน พลังงานแสง พลังงานเสียง พลังงานกล  พลังงานเคมี พลังงานนิวเคลียร์ ฯ พลังงาน มีหน่วยเช่นเดียวกับงาน คือ จูล(J)  สำหรับพลังงานที่จะศึกษาในระดับนี้ เป็นพลังงานที่มีอยู่ในวัตถุทุกชนิด คือ

    พลังงานกล (Mechanic Energy) แบ่งเป็น ประเภท คือ

    1.             พลังงานศักย์ (Potential Energy)

    2.             พลังงานจลน์ (Kinetic Energy)

     

    พลังงานศักย์ ( Potential Energy ; Ep )

    พลังงานศักย์ แบ่งออกเป็น

    1. พลังงานศักย์โน้มถ่วง (Gravitational Potential Energy) เป็นพลังงานศักย์ที่สะสมในวัตถุ เมื่ออยู่บน ที่สูง พลังงานศักย์โน้มถ่วงจะมีค่ามาก หรือ ค่าน้อย ขึ้นอยู่กับระดับความสูงจากพื้นโลก สามารถหาค่าได้จากงานที่ทำหรือการเปลี่ยนตำแหน่งของวัตถุในแนวดิ่ง เช่น การตกของลูกมะพร้าวจากต้น การปล่อยตุ้มตอกเสาเข็ม สามารถหาค่าพลังงานศักย์โน้มถ่วง จากงานเนื่องจากแรงดึงดูดของโลกที่กระทำต่อวัตถุ เมื่ออยู่บนที่สูง

     

                                              

    พลังงานจลน์ (Kinetic Energy ; Ek)

     พลังงานจลน์ เป็นพลังงานที่เกิดขึ้นขณะวัตถุกำลังเคลื่อนที่เนื่องจากมีแรงมากระทำต่อวัตถุและมีค่าเปลี่ยนแปลงตามอัตราเร็วของวัตถุเคลื่อนที่ พลังงานจลน์ที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่   เช่น
    1. พลังงานลม ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอนุภาคอากาศ เป็นสภาพของลมพัด พลังงานลมที่แรงมากสามารถหมุนกังหันลมได้

    2. พลังงานคลื่น คลื่นในทะเล และมหาสมุทร ปกติเกิดจากลม ในบางครั้งเกิดจากการเคลื่อนไหวของเปลือกโลก เช่น แผ่นดินไหว พลังงานคลื่น สามารถนำมาผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า    

    3. พลังงานน้ำ ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอนุภาคน้ำ เช่น การไหลของกระแสน้ำ การไหลของน้ำตก และการเกิดคลื่นน้ำ พลังงานน้ำที่แรงมากเพียงพอสามารถหมุนกังหันน้ำได้

     

    4. พลังงานเสียง ทำให้อนุภาคของอากาศเคลื่อนที่เป็นส่วนอัด ส่วนขยาย ความถี่ของส่วนอัดและส่วนขยายที่เกิดขึ้นมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความดังและลักษณะเสียงจากแหล่งกำเนิด เสียงเมื่อเดินทางมาถึง   หูมนุษย์ทำให้เยื่อแก้วหูเกิดการสั่นมีความถี่ต่างๆ กัน และ เปลี่ยนพลังงานเสียงให้กลายเป็นพลังงานกล อวัยวะภายในหูเปลี่ยนพลังงานกลเป็นกระแสประสาท แล้วส่งไปยังสมองแปลความออกมาเป็นเสียง

    นิยามการเกิดพลังงานจลน์ ได้ คือ

    งานที่วัตถุเคลื่อนที่แปรผันตรงกับกำลังสองของอัตราเร็วและมวลของวัตถุเคลื่อนที่

    เขียนได้ดังสมการ

     

     

     

                                                                           

    ตัวอย่าง  จงหาพลังงานจลน์ของวัตถุมวล 400 กรัมที่กำลังเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 20 เมตรต่อวินาที

    วิธีทำ         จาก        สูตร                                         

                        เมื่อ                                          m   =   0.4 kg

                                                                           =  20 m/s

                         แทนค่า                                  

                                                                                             =  80 J

                 วัตถุมวล 400 กรัม มีพลังงานจลน์ 80 จูล

     

    รวมสูตร งานและพลังงาน

     

     

    W=F×S

       สูตร                                  W ≡ งาน => (จูล), kg m²/s²

                                              F  ≡ แรง => (นิวตัน), kg m/s²

                                              S  ≡ ระยะทาง => m

     

    W=F×S cos  

       สูตร                                         ≡  มุมระหว่างแนวแรงกับแนวการเคลื่อนที่

     

     

    P = W

            t

      

       สูตร                                   P ≡ กำลัง => (วัตต์), J ∕s

                                              W ≡ งาน => (จูล)

                                                                            t ≡ เวลา =>  s

     

     

    P = F∙v

       สูตร                                   P ≡ กำลัง => w

                                               F  ≡ แรง =>  J    

                                              V ≡ อัตราเร็ว  =>  m∕s

     

     

    Ek = 1 mv²

             2

        สูตร                                                     Ek ≡ พลังงานจลน์  => J

                                                       m ≡ มวล  => kg

                                                       v ≡ อัตราเร็ว  => m∕s

     

    Ep = mgh

      สูตร                                                      Ep ≡ พลังงานศักย์โน้มถ่วง  => J

                                                       g ≡ ความเร่งเนื่องจากสนามโน้มถ่วง

                                                                        h ≡ ระดับความสูง  => m

     

    Ep′ = 1 ks²

               2

     
     สูตร                                                     Ep′ ≡ พลังงานศักย์ยืดหยุ่น  => J

                                                       k ≡ ค่านิจสปริง  => N∕m

                                                       s ≡ ระยะจากตำแหน่งสมดุล  => m

     

    F = ks

               

         สูตร                                          F ≡ แรง  => N

     

     

    พลังงานไฟฟ้า

    การกำเนิดไฟฟ้าและแหล่งกำเนิดไฟฟ้า

    1. ธรรมชาติของไฟฟ้า
                   สสารที่มีในโลกนี้ประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ ซึ่งเราเรียกว่า อะตอมหรือปรมาณู (Atoms)ภายในอะตอมจะประกอบไปด้วยอนุภาคไฟฟ้าเล็กๆ 3 ชนิด คืออิเล็กตรอน โปรตอนและนิวตรอน โดยที่อิเล็กตรอนจะมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ โปรตอนมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก และในนิวตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็นกลาง การอยู่ร่วมกันของอนุภาคทั้งสามในอะตอมเป็นลักษณะที่โปรตอนและนิวตรอนร่วมกันอยู่ตรงกลาง เรียกว่า นิวเคลียส และมีอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบๆ


     


     

    2. การไหลของอิเล็กตรอน


     


     

                   ภายในอะตอมจะมีอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบๆ นิวเคลียสเป็นวงๆ ซึ่งอิเล็กตรอนที่อยู่วงนอกสุดเรียกว่า อิเล็กตรอนอิสระและถ้าอิเล็กตรอนที่อยู่วงนอกนี้ได้รับพลังงานก็จะทำให้ อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปอยู่ในอะตอมที่ถัดไปทำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอน พลังงานที่จะทำให้อิเล็กตรอน ในวัตถุตัวนำไหลได้ คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
                   ซึ่งจะทำหน้าที่ทั้งการรับและจ่ายอิเล็กตรอน ซึ่งเราเรียกว่า ขั้วไฟฟ้า โดยกำหนดไว้ว่าขั้วที่รับอิเล็กตรอนเรียกว่า ขั้วบวก ขั้วที่จ่ายอิเล็กตรอนเรียกว่า ขั้วลบ

    3. ชนิดของไฟฟ้า
    ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ดังนี้ คือ ไฟฟ้าสถิตและไฟฟ้ากระแส
                   3.1 ไฟฟ้าสถิต ไฟฟ้าสถิตเกิดขึ้นจากการเสียดสี โดยการนำสารต่างชนิดมาถูกันอิเล็กตรอนที่อยู่ในวงจรโคจรของสารทั้งสองอาจชน กันได้อาจทำให้สารชิ้นหนึ่งสูญเสียอิเล็กตรอนไปให้กับสารอีกชนิดหนึ่ง แต่เนื่องจากว่าสารเหล่านี้ไม่ได้ต่อกับสารภายนอกอิเล็กตรอน ไม่มีโอกาสถ่ายเทได้จึงคงอยู่ที่สารนั้น เราจึงเรียกไฟฟ้าแบบนี้ว่า
    ไฟฟ้าสถิต

                   ผู้ค้นพบไฟฟ้าสถิตครั้งแรก คือ นักปราชญ์กรีกโบราณท่านหนึ่งชื่อเทลิส (Philosopher Thales) แต่ยังไม่ทราบอะไรเกี่ยวกับไฟฟ้ามากนัก จนถึงสมัยเซอร์วิลเลี่ยมกิลเบอร์ค(Sir William Gilbert)ได้ทดลองนำเอาแท่งอำพันถูกับผ้าขนสัตว์ปรากฏว่าแท่งอำพันและผ้าขน สัตว์สามารถดูดผงเล็กๆ ได้ปรากฏการณ์นี้คือการเกิดไฟฟ้าสถิตบนวัตถุทั้งสอง

                   ประโยชน์ของไฟฟ้าสถิต 
                   ไฟฟ้าสถิตสามารถนำไปใช้ในวงการอุตสาหกรรม เกี่ยวกับการพ่นสีโลหะต่างๆ การกรองฝุ่นและเขม่าออกจากควันไฟ การทำกระดาษทราย เป็นต้น 
                   โทษของไฟฟ้าสถิต ได้แก่ การเกิดฟ้าผ่า

    3.2 ไฟฟ้ากระแส
     ไฟฟ้ากระแส เป็นไฟฟ้าที่ใช้อยู่ในบ้านพักอาศัย และในโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไป ไฟฟ้ากระแสสามารถแบ่งได้ 2 ชนิดคือ
                   1) ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current) ไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสที่มีทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าไปในทิศ ทางเดียวกันเป็นวงจร เช่น กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ (Battery) ถ่านไฟฉายเซลล์สุริยะ ไดนาโมกระแสตรง เป็นต้น


     


     

                   2) ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current) เป็นไฟฟ้ากระแสที่มีทิศทางการเคลื่อนที่สลับกัน โดยกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในขดลวดตัวนำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งมีอยู่ 3 ชนิดคือ ไฟฟ้ากระแสสลับ เฟสเดียว สองเฟส และสามเฟส ในปัจจุบันนิยมใช้เพียง 2 ชนิดเท่านั้น คือ กระแสไฟฟ้าสลับเฟสเดียวกับสามเฟส

    ก. ไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียว (Single Phase)


     


     

                   ลักษณะการเกิดไฟฟ้ากระแสสลับ คือ ขดลวดชุดเดียวหมุนตัดเส้นแรงแม่เหล็ก เกิดแรงดันกระแสไฟฟ้าทำให้กระแสไหลไปยังวงจรภายนอก โดยผ่านวงแหวน และแปลงถ่านดังกล่าวมาแล้ว จะเห็นได้ว่าเมื่อออกแรงหมุนลวดตัวนำได้ 1 รอบ จะได้กระแสไฟฟ้าชุดเดียวเท่านั้น ถ้าต้องการให้ได้ปริมาณกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ก็ต้องใช้ลวดตัวนำหลายชุดไว้บนแกนที่หมุน ดังนั้นในการออกแบบขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับถ้าหากออกแบบชุดขด ลวดบนแกนให้เพิ่มขึ้นอีก 1 ชุด แล้วจะได้กำลังไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

    ข. ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส (Three Phase)
                   เป็นการพัฒนามาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับชนิดสองเฟส โดยการออกแบบจัดวางขดลวดบนแกนที่หมุนของเครื่องกำเนิดนั้น เป็น 3 ชุด ซึ่งแต่ละชุดนั้นวางห่างกัน 120 องศาทางไฟฟ้า


     


     

                   ไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้ในบ้านพักอาศัย ส่วนใหญ่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียว (SinglePhase)ระบบการส่งไฟฟ้าจะใช้สายไฟฟ้า 2 สายคือ สายไฟฟ้า 1 เส้น และสายศูนย์ (นิวทรอล) หรือเราเรียกกันว่า สายดินอีก 1 สาย สำหรับบ้านพักอาศัยในเมืองบางแห่ง อาจจะใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดพิเศษ จะต้องใช้ไฟฟ้าชนิดสามเฟส ซึ่งจะให้กำลังมากกว่า เช่น มอเตอร์เครื่องสูบน้ำในการบำบัดน้ำเสีย ลิฟต์ของอาคารสูงๆ เป็นต้น

    4. แหล่งกำเนิดไฟฟ้า
    แหล่งกำเนิดไฟฟ้ามีหลายชนิด ดังนี้ 
                   4.1 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการเสียดสีของวัตถุ การนำวัตถุ 2 ชนิดมาเสียดสีกันจะเกิดไฟฟ้า เรียกว่า ไฟฟ้าสถิต
                   4.2 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากพลังงานทางเคมี แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากพลังงานทางเคมีเป็นไฟฟ้าชนิดกระแสตรง (Direct Current) สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ


     


     

                   1) เซลล์ปฐมภูมิ (Primary Cell) เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่ให้กระแสไฟฟ้าตรง ผู้ที่คิดค้นได้คนแรกคือ เคานต์อาเลสซันโดรยูเซปเปอันโตนีโออานัสตาซีโอวอลตา นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี โดยใช้แผ่นสังกะสี และแผ่นทองแดงจุ่มลงในสารละลายของกรดกำมะถันอย่างเจือจาง มีแผ่นทองแดงเป็นขั้วบวกแผ่นสังกะสีเป็นขั้วลบ เรียกว่า เซลล์วอลเทอิก เมื่อต่อเซลล์กับวงจรภายนอกก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลจากแผ่นทองแดงไปยังแผ่นสังกะสี

                   ขณะที่เซลล์วอลเทอิกจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับหลอดไฟแผ่นสังกะสีจะค่อยๆ กร่อนไปทีละน้อยซึ่งจะเป็นผลทำให้กำลังในการจ่ายกระแสไฟฟ้าลดลงด้วย และเมื่อใช้ไปจนกระทั่งแผ่นสังกะสีกร่อนมากก็ต้องเปลี่ยนสังกะสีใหม่ จึงจะทำให้การจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ต่อไปเท่าเดิม .ข้อเสียของเซลล์แบบนี้คือ ผู้ใช้จะต้องคอยเปลี่ยนแผ่นสังกะสีทุกครั้งที่เซลล์จ่ายกระแสไฟฟ้าลดลงแต่ อย่างไรก็ตามเซลล์วอลเทอิกนี้ ถือว่าเป็นต้นแบบของการประดิษฐ์เซลล์แห้ง (Dry Cell) หรือถ่านไฟฉายในปัจจุบัน ทั้งเซลล์เปียกและเซลล์แห้งนี้เรียกว่า เซลล์ปฐมภูมิ (Primary Cell) ข้อดีของเซลล์ปฐมภูมินี้ คือ เมื่อสร้างเสร็จสามารถนำไปใช้ได้ทันที

                   2) เซลล์ทุติยภูมิ (Secondary Cell) เป็นเซลล์ไฟฟ้าสร้างขึ้นแล้วต้องนำไปประจุไฟเสียก่อนจึงจะนำมาใช้ และเมื่อใช้ไฟหมดแล้วก็สามารถนำไปประจุไฟใช้ได้อีกโดยไม่ต้องเปลี่ยนส่วนประกอบภายใน และเพื่อให้มีกระแสไฟฟ้ามากจะต้องใช้เซลล์หลายแผ่นต่อกันแบบขนานแต่ถ้าต้อง การให้แรงดันกระแสไฟฟ้าสูงขึ้นก็ต้องใช้เซลล์หลายๆแผ่น.แบบอนุกรมเซลล์ไฟฟ้าแบบนี้มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า สตอเรจเซลล์ หรือ สตอเรจแบตเตอรี่(Storage Battery)


     


     

                   4.3 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากพลังงานแสง เกิดจากการที่แสงผ่านกระแสไฟฟ้า จากพลังงานสารกึ่งตัวนำ เพราะว่าเมื่อสารกึ่งตัวนำได้รับแสง อิเล็กตรอนภายในสารหลุดออกมาและเคลื่อนที่ได้ แหล่งกำเนิดไฟฟ้านี้ที่ใช้อยู่ปัจจุบันเรียกว่า โฟโตเซลล์ (Photo Cell) ใช้ในเครื่องวัดแสงของกล้องถ่ายรูป การปิดเปิดประตู ลิฟต์และระบบนิรภัย เป็นต้น


     


     

                   4.4 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากพลังงานความร้อน กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นจากพลังงานความร้อนโดยการนำโลหะ 2 ชนิดมายึดติดกันแล้วให้ความร้อนจะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลในแท่งโลหะทั้งสอง เช่น ใช้ทองคำขาวกับคอนสแตนตันยึดปลายข้างหนึ่งให้ติดกัน และปลายอีกด้านหนึ่งของโลหะทั้งสองต่อเข้ากับเครื่องวัดไฟฟ้ากัลวานอร์มิเตอร์ เมื่อใช้ความร้อนเผาปลายของโลหะที่ยึดติดกันนั้น พลังงานความร้อนจะทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้าขึ้น เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเครื่องวัดไฟฟ้า
                   4.5 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากแรงกด กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากแรงกด สารที่ถูกแรงกดหรือดึง จะเกิดกระแสไฟฟ้าผลึกของควอตซ์ ทัวร์มาไลท์และเกลือโรเซลล์ เมื่อนำเอาผลึกดังกล่าวมาวางไว้ระหว่างโลหะทั้งสองแผ่นแล้วออกแรงกด สารนี้จะมีไฟฟ้าออกมาที่ปลายโลหะทั้งสอง พลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนี้ต่ำมาก นำไปใช้ทำไมโครโฟน หูฟัง โทรศัพท์ หัวปิคอัพของเครื่องเล่นจานเสียง เป็นต้น


     


     

                    4.6 แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าที่ได้มาจากพลังงานแม่เหล็กโดยวิธีการใช้ลวดตัวนำไฟฟ้าตัดผ่านสนามแม่เหล็ก หรือการนำสนามแม่เหล็กวิ่งตัดผ่านลวดตัวนำอย่างใดอย่างหนึ่ง ทั้งสองวิธีนี้จะทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลในตัวนำนั้น กระแสที่ผลิตได้มีทั้งกระแสตรงและกระแสสลับ

    1) เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง หลักการของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงอาศัยหลักการที่ตัวนำเคลื่อนที่ตัด สนามแม่เหล็กจะเกิดแรงเคลื่อนที่ไฟฟ้าขึ้นในลวดตัวนำนั้น


     


     

    โครงสร้างของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง มีดังนี้
    ก. ส่วนที่อยู่กับที่ประกอบด้วย โครงและขั้วแม่เหล็ก ส่วนนี้สร้างสนามแม่เหล็กหรือเส้นแรงแม่เหล็กและส่วนที่รับกระแสไฟออก


     


     

    ข. ส่วนที่เคลื่อนที่หรือส่วนที่หมุนเรียกว่า อาร์มาเจอร์ (Armature) ประกอบด้วย 1. แกนเพลา 2. แกนเหล็ก 3. คอมมิวเตเตอร์


     


     

    2) เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ มีโครงสร้างเหมือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง แต่ที่อาร์มาเจอร์มีวงแหวนแทนคอมมิวเตเตอร์ (Commutature)


     

    ขอขอบคุณข้อมูลจากฟิสิกส์ราชมงคล

    วงจรไฟฟ้าคืออะไร

                         ในวงจรไฟฟ้าทั่ว ๆ ไปจะมีสิ่งที่มาเกี่ยวข้อง 3 อย่าง คือ กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และความต้านทานไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าจะไหลไปได้หรือเคลื่อนที่ไปได้จะต้องมีตัวนำหรือสายไฟฟ้า และจะต้องมีกำลังดันหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้า(V) ดันให้กระแสไฟฟ้าไหลไป จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวนำ และความต้านทานประกอบกัน วงจรไฟฟ้า คือ ทางเดินของไฟฟ้าเป็นวง ไฟฟ้าจะไหลไปตามตัวนำหรือสายไฟจนกระทั่งไหลกลับตามสายมายัง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นวงครบรอบ คือ ออกจากเครื่องกำเนิดแล้วกลับมายังเครื่องกำเนิดอีกครั้งหนึ่ง จนครบ 1 เที่ยว เรียกว่า 1 วงจร หรือ 1 Cycle 
    วงจรไฟฟ้า แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ 
    1. วงจรปิด (Closed Circuit) จากรูปจะเห็น กระแสไฟฟ้าไหลออกจากแหล่งกำเนิด ผ่านไปตามสายไฟ แล้วผ่าน สวิทช์ไฟซี่งแตะกันอยู่ (ภาษาพูดว่าเปิดไฟ) แล้วกระแสไฟฟ้าไหลต่อไปผ่านดวงไฟ แล้วไหลกลับมาที่แหล่งกำเนิดอีกจะ เห็นได้ว่ากระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านได้ครบวงจร หลอดไฟจึงติด 
     

    2. วงจรเปิด (Open Circuit) ถ้าดูตามรูป วงจรเปิด ไฟจะไม่ติดเพราะว่า ไฟออกจากแหล่งกำเนิดก็จะไหลไปตาม สายพอไปถึงสวิทช์ซึ่งเปิดห่างออกจากกัน (ภาษาพูดว่าปิดสวิทช์) ไฟฟ้าก็จะผ่านไปไม่ได้ กระแสไฟฟ้าไม่สามารถจะไหล ผ่านให้ครบวงจรได้

                         วงจรไฟฟ้า เป็นการนำเอาสายไฟฟ้าหรือตัวนำไฟฟ้าที่เป็นเส้นทางเดินให้กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านต่อถึงกันได้นั้นเราเรียกว่า วงจรไฟฟ้า การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่อยู่ภายในวงจรจะเริ่มจากแหล่งจ่ายไฟไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า

                          วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 4 ส่วนคือ

    - แหล่งกำเนิดไฟฟ้า หมายถึง แหล่งจ่ายไฟฟ้าไปยังวงจรไฟฟ้า เช่น แบบเตอรี่
    - ตัวนำไฟฟ้า หมายถึง สายไฟฟ้าหรือสื่อที่จะเป็นตัวนำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้า ซึ่งต่อระหว่างแหล่งกำเนิดกับเครื่องใช้ไฟฟ้า
    - เครื่องใช้ไฟฟ้า หมายถึง เครื่องใช้ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานรูปอื่น ซี่งจะเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า โหลด
    - สะพานไฟ (Cut out) หรือสวิทช์ (Switch) เป็นตัวตัดและต่อกระแสไฟฟ้า


    วงจรไฟฟ้ากระแสตรง
                         การแสดงการต่อวงจรไฟฟ้าเบื้องต้นโดยการต่อแบตเตอรี่ต่อเข้ากับหลอดไฟ หลอดไฟฟ้าสว่างได้เพราะว่ากระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจรไฟฟ้าและเมื่อหลอดไฟฟ้าดับก็เพราะว่ากระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจร เนื่องจากสวิตซ์เปิดวงจรไฟฟ้าอยู่นั่นเอง การต่อวงจรไฟฟ้ากระแสตรงต้องต่อขั้วไฟให้ถูกต้องเพราะอุปกรณ์ในวงจรดังกล่าวจะมีขั้วไฟดังแสดงในรูป


    วงจรไฟฟ้ากระสลับ

                          การต่อวงจรไฟฟ้ากระแสสลับจะต้องต่ออุปกรณ์ได้โดยไม่คำนึงถึงขั้วไฟ


     

     

    หน่วยกำลังไฟฟ้า

                    หน่วยวัดไฟฟ้าเบื้องต้นที่จำเป็นจะต้องรู้ไว้ ได้แก่ แรงเคลื่อนไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้า ความถี่ แรงม้า ซึ่งแยกกล่าวได้ดังนี้



    แรงเคลื่อนไฟฟ้า (Voltage)
                    • แรงเคลื่อนไฟฟ้า คือ แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากการสะสมตัวของประจุไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุด
                    • ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากประจุลบไปประจุบวก ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร
                    • หรือแรงดันให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านความต้านทานของวงจร
                    • แรงเคลื่อนไฟฟ้าเป็นแรงเคลื่อนจากแหล่งกำเนิดจ่ายไปยัง load
                    • ส่วนแรงดันไฟฟ้า คือ แรงที่ตกคร่อม (Voltage Drop) ที่ load
                    • แรงเคลื่อนไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโวลต์ ใช้สัญลักษณ์เป็น V คือ หน่วยที่ใช้เรียกเพื่อบอก

                    ขนาดของแรงดันไฟฟ้าในบ้าน อาทิ 220  V หมายถึง ขนาดของแรงดันไฟฟ้าเท่ากับ 220 โวลท์ (ประเทศไทยก็ใช้ไฟระบบนี้)
                    1,000 ไมโครโวลต์ (µV)                 =             1 มิลลิโวลต์ (mV)
                    1,000 มิลลิโวลต์ (mV)                   =             1 โวลต์ (V)
                    1,000 โวลต์ (V)                          =              1 กิโลโวลต์ (kV)

    กระแสไฟฟ้า (Current)
                    • กระแสไฟฟ้า คือ อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่จากอะตอมหนึ่งไปสู่อีกอะตอมหนึ่ง
                    • เป็นการเคลื่อนที่แบบต่อเนื่องขณะนำเอาวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าต่างกันวางไว้ใกล้กัน
                    • อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าลบ ไปยังวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าบวก
                    • สัญลักษณ์ที่ใช้แทนกระแสไฟฟ้า คือ I
                    • กระแสไฟฟ้ามีหน่วยวัดเป็นแอมแปร์ (Ampere) ใช้สัญลักษณ์เป็น A คือ หน่วยที่ใช้เรียกปริมาณของ

                    กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำ หรืออุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น 10A หมายถึงปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน 10 แอมป์

                    1,000 ไมโครแอมแปร์ (µA)            =             1 มิลลิแอมแปร์ (mA)
                    1,000 มิลลิแอมแปร์ (mA)              =             1 แอมแปร์ (A)

                    
    กระแสไฟฟ้า มี 2 ชนิด คือ
                    กระแสไฟฟ้าตรง (Direct Current) หรือฟ้าตรง คือ ไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลของอิเล็กตรอนไปในทิศทางเดียวตลอด ได้แก่ ถ่านไฟฉาย, แบตเตอรี่
                    กระแสไฟฟ้าสลับ (Alternating Current) คือ ไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลของอิเล็กตรอนไปในทิศทางเปลี่ยนแปลงซ้ำๆ กันตลอดเวลา

    ความต้านทานไฟฟ้า (Resistance)
                    • ความต้านทานไฟฟ้า คือ วัตถุที่ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะต้านการไหลของกระแสมากหรือ 
      น้อยขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัตถุนั้นๆ
                    • ถ้าวัตถุมีความต้านทานมาก กระแสจะผ่านได้น้อย
                    • ถ้าวัตถุมีความต้านทานน้อย กระแสจะผ่านได้มาก
                    • ความต้านทานไฟฟ้า ใช้สัญลักษณ์ R
                    • ความต้านทานมีหน่วยวัดเป็นโอห์ม (ohm) สัญลักษณ์ที่ใช้แทน คือ   W
                    1,000 โอห์ม (W)                     =            1 กิโลโอห์ม (kW)
                    1,000 กิโลโอห์ม (kW)               =            1 เมกะโอห์ม (MW)

    กำลังไฟฟ้า (Electric Power)
                    • กำลังไฟฟ้า คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงพลังงาน หรืออัตราการทำงาน
                    • กำลังไฟฟ้า ใช้สัญลักษณ์ P
                    • มีหน่วยเป็นวัตต์ (Watt) สัญลักษณ์ใช้แทนคือ W หน่วยวัดกำลังไฟฟ้าที่เป็นตัวบอกพลังงานไฟฟ้าของ

                    อุปกรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้า แต่ละชนิดใช้ในการทำงาน เช่น หลอดไฟ 100 วัตต์ หมายความว่า หลอดไฟดวงนี้กินไฟ 100 วัตต์ต่อชั่วโมง
                    1,000 มิลลิวัตต์ (mW)                 =             1 วัตต์ (W)
                    1,000 วัตต์ (W)                        =              1 กิโลวัตต์ (kW)
                    1,000 กิโลวัตต์ (kW)                  =             1 เมกะวัตต์ (MW)

                    สมการของกำลังไฟฟ้า (P)
                    P             =             EI
                                   =             I2R
                                   =             E2 / R
    เมื่อ   P   คือ   กำลังไฟฟ้า              มีหน่วยเป็นวัตต์
           E   คือ   แรงเคลื่อนไฟฟ้า        มีหน่วยเป็นโวลต์
           I    คือ   กระแสไฟฟ้า            มีหน่วยเป็นแอมแปร์
           R   คือ   ความต้านทานไฟฟ้า    มีหน่วยเป็นโอห์ม

    พลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy)
                    • พลังงานไฟฟ้า คือ กำลังไฟฟ้าที่นำไปใช้ในระยะเวลาหนึ่ง
                    • พลังงานไฟฟ้ามี หน่วยเป็นวัตต์ชั่วโมง หรือยูนิต
                    • พลังงานไฟฟ้าวัดได้ด้วยวัตต์เอาร์มิเตอร์  หรือกิโลวัตต์เอาร์มิเตอร์ (KWh Meter) ซึ่งเป็นมิเตอร์วัด  

                    พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้าน
                    1,000 วัตต์-ชั่วโมง          =          1 กิโลวัตต์-ชั่วโมง
                                                     =          1 ยูนิต

                    สมการของพลังงานไฟฟ้า
                    W         =         Pt
                                =         EIt
    เมื่อ      W     คือ       พลังงานไฟฟ้า                    มีหน่วยเป็นวัตต์-ชั่วโมง (Wh )
              P      คือ       กำลังไฟฟ้า                        มีหน่วยเป็นวัตต์ (W)
              E      คือ       แรงเคลื่อนไฟฟ้า                   มีหน่วยเป็นโวลต์ (V)
              I       คือ       กระแสไฟฟ้า                       มีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A)
              t       คือ       เวลา                               มีหน่วยเป็นชั่วโมง (h)

    ความถี่ (Frequency)
                    • ความถี่ หมายถึง จำนวนรอบของกระแสไฟฟ้าสลับต่อวินาที
                    • มีหน่วยเป็น Hertz ( Hz)
                                    1 Hz      =       1 รอบ / วินาที

    รอบ (Cycle)
                    • รอบ คือ การเปลี่ยนแปลงครบ 360 องศา
                    • ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงค่าบวก และค่าลบได้สมบูรณ์ในหนึ่งครั้งของไฟฟ้ากระแสสลับ

     

    พลังงานไฟฟ้า (Electric Energy),W

    Kilowatt Hour Meter
        หมายถึงพลังงานไฟฟ้า (W) เป็นปริมาณไฟฟ้าที่อุปกรณ์ไฟฟ้าใช้ไปทั้งหมด หรือ แหล่งจ่ายไฟฟ้าจ่ายให้ทั้งหมด คิดในช่วงระยะเวลาใดเวลาหนึ่ง มีหน่วยเป็น  วัตต์ – ชม.(Wh)

      W   = P x t      หน่วยวัดเป็น  W-h
    การคิดค่ากระแสไฟฟ้าคิดจากหน่วยยูนิต (KW –h) จะได้
                1,000 W – h =  1 Unit
                1 KW-h        = 1 Unit


    หรือพลังงานไฟฟ้า อาจวัดเป็นหน่วย จูล (J)  เมื่อ
    เมื่อ 1 J     =    1 วัตต์ – วินาที

    เพราะฉะนั้น    1Wh(1 วัตต์-ชั่วโมง) = 1 W x 3600 วินาที
          = 3600 W – s (วัตต์ - วินาที)
                                  3600 W –s  =   3600 J

    W = P x t      เมื่อ   P = V • I

    ดังนั้น   W = V • I x t