ต้นกำเนิดของไฟฟ้า

ข้อมูลเบื้องต้น

Rasp berry

เนื้อเรื่อง

   
แหล่งกำเนิดไฟฟ้า  คือ แหล่งกำเนิดที่ทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างปลายทั้งสองของตัวนำอยู่ตลอดเวลาและทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำอยู่ตลอดเวลา ได้แก่ ถ่านไฟฉาย  แบตเตอรี่  เครื่องกำเนิดไฟฟ้า  เป็นต้น   แหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่ควรทราบมีดังนี้

 1  เซลล์ไฟฟ้าเคมี  (eletrochemical  cell)

 2  เครื่องกำเนิดไฟฟ้า  (generator)

 3  คู่ควบความร้อน  (thermocouple)

 4 เซลล์สุริยะ (solar  cell)

 5  แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากสิ่งมีชีวิต

1.เซลล์ไฟฟ้าฟ้าเคมี

เซลล์ไฟฟ้าเคมี ประกอบด้วย  ขั้วไฟฟ้าบวก  ขั้วไฟฟ้าลบและสารเคมีภายในเซลล์  เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์    จะทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์    เมื่อต่อเซลล์ไฟฟ้าเคมีเข้ากับวงจรไฟฟ้า    จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในวงจรได้

 เซลล์ไฟฟ้าเคมี แบ่งออกได้  2  ประเภท  ได้แก่

    1.  เซลล์ปฐมภูมิ   (primary  cell)    โดยลักษณะของ เซลล์ไฟฟ้าปฐมภูมิ 

เมื่อใช้ไปนานๆ   ความต่างศักย์ไฟฟ้าจะลดลง   จนกระทั่งใช้ต่อไปไม่ได้    เช่น  

ถ่านไฟฉายทั่วๆ ไป  

   2.  เซลล์ทุติยภูมิ   (secondary  cell)   เมื่อใช้ไฟฟ้าลดลงแล้ว   สามารถ

ทำให้ความต่างศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นได้   โดยการอัดไฟ  หรือประจุไฟ  (charge)   เช่น  แบตเตอรี่รถยนต์ 

2.เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

    เครื่องกำเนิดไฟฟ้า  เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานกลให้เป็นพลังงานไฟฟ้า  โดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า  เช่น  ไดนาโม   หลักการทำงาน   เมื่อทำให้แกนไดนาโมหมุน  จะเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ขั้วทั้งสองของไดนาโม

3.คู่ควบความร้อน (thermocouple)

  คู่ควบความร้อน  เป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่ประกอบด้วยโลหะ  2  ชนิด  โลหะหนึ่งพร้อมที่จะให้อิเล็กตรอนอิสระ มากกว่าอีกโลหะหนึ่ง  เช่น  เมื่อนำทองแดงและเหล็ก  มาต่อปลายทั้งสองข้างเข้าด้วยกัน   ทำให้ปลายทั้งสองมีอุณหภูมิต่างกัน   ปลายข้างหนึ่งเย็นปลายอีกข้างหนึ่งร้อน   จึงเป็นเหตุให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้น   ปรากฏการณ์นี้  เรียกว่า  Thermoelectric  effect   ทำให้มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเล็กน้อย   คู่ควบความร้อนสามารถนำไปสร้างเป็นอุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่เรียกว่า  เทอร์มอมิเตอร์คู่ควบความร้อน  ซึ่งใช้วัดในที่ที่มีอุณหภูมิ   เช่น  ในเตาอบ  เป็นต้น

4.เซลล์สุริยะ (solar  cell)

เซลล์สุริยะ  เป็นเซลล์ไฟฟ้าที่สามารถแปลงรูปพลังงานจากแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง  โดยทั่วไปเซลล์สุริยะ ประกอบด้วยแผ่นกึ่งตัวนำ  2  ชั้น    ชั้นบนทำด้วยซิลิคอนผสมฟอสฟอรัสและชั้นล่างทำด้วยซิลิคอนผสมโบรอน      ชั้นบนจะบางกว่าชั้นล่าง     เพื่อให้แสงอาทิตย์สามารถส่องทะลุผ่านไปถึงชั้นล่างได้

แสงอาทิตย์จะเป็นตัวทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้า    เมื่อต่อวงจรไฟฟ้าจะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลออกจากแผ่นบนผ่านหลอดไฟ    ซึ่งจะสว่างได้    แล้วกระแสจะไหลกลับเข้าที่แผ่นล่าง   กระแสไฟฟ้าจะมากหรือน้อยขึ้นกับความเข้มของแสงอาทิตย์ที่ต่อกระทบเซลล์  ถ้าความเข้มของแสงอาทิตย์มากจะได้กระแสมาก   เซลล์สุริยะถูกนำมาใช้งานในหลายด้าน   เช่น   นาฬิกา  เครื่องคำนวณ   และแม้กระทั่งดาวเทียม  ได้แก่  ดาวเทียมไทยคม  เป็นต้น

5.แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจากสิ่งมีชีวิต

   จากการศึกษาพบว่าสัตว์บางชนิด   เช่น  ปลาไหลไฟฟ้า  สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้  เมื่อมันตกใจศัตรู  โดยมีเซลล์พิเศษ  สามารถทำให้เกิดความต่างศักย์ระหว่างหัวกับหางของมัน   ซึ่งบางครั้งอาจมีความต่างศักย์สูงเป็นร้อยๆ โวลต์  นอกจากปลาไหลไฟฟ้าแล้ว  นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่ามีความต่างศักย์ไฟฟ้าเกิดขึ้นในสัตว์อื่นๆ อีก   รวมทั้งในร่างกายของมนุษย์ด้วย    ถ้าวัดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดบนร่างกายของมนุษย์     เช่น    ที่แขนและขา  จะพบว่า มีความต่างศักย์ไฟฟ้าเกิดขึ้นทุกครั้งที่หัวใจเต้น จากความรู้นี้ได้นำมาพัฒนาสร้างเครื่องช่วยหัวใจที่เรียกว่า   “อิเล็กโทรคาร์ดิโอกราฟ”  (electrocardiograph)  ซึ่งช่วยให้แพทย์สามารถวิจัยโรคหัวใจได้อย่างถูกต้อง