4. Electricity : Alternating Current

Michael Faraday

                        (22 September 1791 – 25 August 1867) was an English chemist and physicist in the terminology of the time) who contributed to the fields of electromagnetism and electrochemistry.(learn more : www.en.wikipedia.org.)

ภาพ : ชุดการศึกษาของฟาราเดย์

                                                    Source : (en.wikipedia.org, 2012)

Teaching model :   Direct Instrucion Model(DIM)
Keywords :- เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ  magnetic flux  สมการแรงเคลื่อนไฟฟ้า  กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ สมการและกราฟ ค่ายังผล(root mean square value) สมบัติเฉพาะตัวของอุปกรณ์ไฟฟ้า(RCL)  Phaser diagram  วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ การต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าแบบอนุกรม-แบบขนาน กำลังเฉลี่ย power factor,  phase angle  Resistance(R), Capacitive reactance(Xc), Inductive reactance(XL) and Impedance(Z)
เนื้อหาสาระ
1.  เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ
2.  กฎของฟาราเดย์
3.  สมการและกราฟ ของกระแสไฟฟ้า-เวลา  และความต่างศักย์ไฟฟ้า-เวลา
4.  ปริมาณการวัด :ค่าสูงสุด ค่ายังผล(ค่ามิเตอร์หรือ root mean square)
5.  สมบัติเฉพาะตัวของตัวต้านทาน(R) ตัวเก็บประจุ(C)และตัวเหนี่ยวนำ(L)
6.  Phasor Diagram of R,C & L. 
7.  การต่ออุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ-แบบอนุกรม
8.  การต่ออุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับ-แบบขนาน
9.  มุมเฟส(phase angle) และแฟกเตอร์กำลัง(power factor)
10. กำลังและพลังงานไฟฟ้า
กิจกรรม : การสืบค้นจากห้องสมุดโรงเรียน
         นักเรียนสืบค้น ทำความเข้าใจและสรุปรายงานในเวลา 2 คาบ ดังนี้
1.  A.C.Generator
2.  สมการและกราฟ จากข้อ 1. คือความสัมพันธ์ v-t , i-t
3.  Phasor diagram ของ R,C & L
4.  วงจรไฟฟ้ากระแสสลับแบบอนุกรม
5.  วงจรไฟฟ้ากระแสสลับแบบขนาน
6.  กำลังไฟฟ้าเฉลี่ย แฟกเตอร์กำลัง และมุมเฟส
7.  แสดงความคิดเห็นต่อกิจกรรมในวันนี้
A.C.Generator

Source : (ncert.nic.in.2012)

ตัวเก็บประจุ(Capacitor)

                                                ภาพที่ 2 ไฟฟ้ากระแสสลับของตัวเก็บประจุ

                                      source : (www.animations.physics/AC.html.,2011)

                   Click this for more.. ตัวเก็บประจุไฟฟ้า
                   ทบทวนค่าความจุ(จากเรื่องไฟฟ้าสถิต)ตามภาพ

Source :(www.sites.google.com/.., 2012)

Inducion coils.

                                                      Source : (www.Wikipedia.org,2012)

                An induction coil consists of two coils of insulated copper wire wound around a common iron core. One coil, called the primary winding, is made from relatively few (tens or hundreds) turns of coarse wire. The other coil, the secondary winding, typically consists of many (thousands) turns of fine wire. An electric current is passed through the primary, creating a magnetic field. Because of the common core, most of the primary's magnetic field couples with the secondary winding. The primary behaves as an inductor, storing energy in the associated magnetic field. When the primary current is suddenly interrupted, the magnetic field rapidly collapses. This causes a high voltage pulse to be developed across the secondary terminals through electromagnetic induction. Because of the large number of turns in the secondary coil, the secondary voltage pulse is typically many thousands of volts. This voltage is often sufficient to cause an electric spark, to jump across an air gap separating the secondary's output terminals. For this reason, induction coils were called spark coils(www.wikipedia.org,2012)

ความรู้สะสมประกอบการวิเคราะห์วงจร
            1.  สมการรูปแบบ Simple Harmonic Motion
            2.  กราฟตามสมการข้อ 1.
            3.  นิยามและสูตรปริมาณที่เกี่ยวข้อง
            4.  Vector analysis practice.
สรุปหลักสำคัญ
            ครูมีความเชื่อว่านักเรียนได้ผ่านกระบวนการเรียนรู้จากคุณครูในห้องเรียนมาแล้ว ขอสรุปด้วยแผนภาพ ดังนี้

Source:(www. aieee.examcrazy.com,2011)

Forget this link not : > ฟิสิกส์ราชมงคล ~ ไฟฟ้ากระแสสลับ

ตัวอย่าง:ข้อสอบคัดเลือกเข้ามหาวิทยาลัยขอนแก่น 2554

  ความต้านทานเชิงซ้อน(Impedance: Z)

             1.  Impedance = resistance + capaciticve reactance + inductive reactance

             2.  การวิเคราะห์ให้ใช้ vector analysis จากแผนภาพ phasor diagram

             Impedance of components

             Let's recap what we now know about voltage and curent in linear components. The impedance is the general term for the ratio of voltage to current. Resistance is the special case of impedance when φ = 0, reactance the special case when φ = ฑ 90ฐ. The table below summarises the impedance of the different components. It is easy to remember that the voltage on the capacitor is behind the current, because the charge doesn't build up until after the current has been flowing for a while.

                            Source :(www.annimations.physics.answ./..  ,2012)

แบบฝึกหัด  จงตอบคำถามจากภาพต่อไปนี้

                                       Source:(Uni.Physics.,Holliday&Walkers,1996)

So.. I hope you enjoy your work !

สำหรับศิษย์ 6/4 และ 6/5 หาดใหญ่วิทยาลัย ทุกคนทำการบ้าน 1 และ 2 ส่งครูหลังจากครูบรรยายสรุป

                ในห้องเรียนจบเป็นที่เรียบร้อย

* กำหนดการ  *

   วันศุกร์ที่ 7  กันยายน 2555 กิจกรรม 6/4 และ 6/5 มีดังนี้

    1.  ทดสอบเก็บคะแนน ทุกบท เวลา 1 คาบ 10 ข้อ แบบเขียนตอบ

    2.  ส่งการบ้าน 1 และ การบ้าน 2



3. Electromagnetism

Hans Christian Ørsted
 (often rendered Oersted in English; 14 August 1777 – 9 March 1851)
 was a Danish physicist and chemist

source : (Wikipedia.com,2011)



          On 21 April 1820, during a lecture, Ørsted noticed a compass needle deflected from magnetic north when an electric current from a battery was switched on and off, confirming a direct relationship between electricity and magnetism. His initial interpretation was that magnetic effects radiate from all sides of a wire carrying an electric current, as do light and heat. Three months later he began more intensive investigations and soon thereafter published his findings, showing that an electric current produces a circular magnetic field as it flows through a wire. This discovery was not due to mere chance, since Ørsted had been looking for a relation between electricity and magnetism for several years. The special symmetry of the phenomenon was possibly one of the difficulties that retarded the discovery.(ref: http://www.en.wikipedia.org,2012)

คำสำคัญ :- แม่เหล็ก สารแม่เหล็ก ฟลักซ์แม่เหล็ก สนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กโลก Lorentz force
ความเข้มสนามแหล็ก การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า กฎของ Faraday  Oersted's law แม่เหล็กไฟฟ้า หลักการทำงานของมอเตอร์-ไดนาโม เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้า การผลิตและส่งพลังงานไฟฟ้า
องค์ประกอบ-กิจกรรมนักเรียน
part A : ช่วงแรก
1. สมบัติแม่เหล็ก : Paramegnetic Ferromagnetic and Diamagnetic substance.
2. Magnetic flux, Magnetic flux density and Magnetic feild strength(B).
3. Earth's magnetic field, S-N magnetic pole.
4. แรงลอเรนซ์(Lorentz force.)
5. การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า :  Faraday's Law ,Lenz's law
6. สนามแม่เหล็กรอบตัวนำที่มีกระแสไหลผ่าน
    6.1 การค้นพบของ H.C. Oersted,
    6.2 กฎของแอมแปร์(Ampere's law and Applications.)
    6.3 การประยุกต์
part B : ช่วงที่สอง
7. แรงระหว่างลวดตัวนำตรงยาวมากเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
8. แรงคู่ควบและโมเมนต์ของแรงคู่ควบขดลวดตัวนำ
9. ส่วนประกอบและหลักการทำงานของ Galvanometer
10. D.C Motor - D.C. Generator
11. A.C .Generator.
12. หม้อแปลงไฟฟ้า(transformer) และเครื่องเรียงกระแสไฟฟ้า(adaptor)
13. การผลิตและการส่งพลังงานไฟฟ้า.
14. การนำความรู้ไปใช้ในชีวิตประจำวัน
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Faraday's Experiment :

            ภาพแสดงการทดลองการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์(รายละเอียดที่ Source ใต้ภาพ)

         Source : (en.wigipedia.org, 2012)

Faraday's law :

          Any change in the magnetic environment of a coil of wire will cause a voltage (emf) to be "induced" in the coil. No matter how the change is produced, the voltage will be generated. The change could be produced by changing the magnetic field strength, moving a magnet toward or away from the coil, moving the coil into or out of the magnetic field, rotating the coil relative to the magnet, etc. (Source : Hyperphysics.)

Lenz's Law :

          When an emf is generated by a change in magnetic flux according to Faraday's Law, the polarity of the induced emf is such that it produces a current whose magnetic field opposes the change which produces it. The induced magnetic field inside any loop of wire always acts to keep the magnetic flux in the loop constant. In the examples below, if the B field is increasing, the induced field acts in opposition to it. If it is decreasing, the induced field acts in the direction of the applied field to try to keep it constant.

ข้อสอบ Entrance โดย อ.นิรันดร์ สุวรัตน์

ฟิสิกส์ราชมงคล(click this) > แม่เหล็กไฟฟ้า

& Virtual experiment.

Need more details contact me at  paechato@gmail.com.

2. Electricity : Direct Current(D.C.)

George Simon Ohm
was a German physicist born in Erlangen, Bavaria, on March 16, 1787.

source : (Wikipedia.com,2011)

Keywords :- ไฟฟ้ากระแส กระแสไฟฟ้า กระแสอิเลกตรอน กฏของโอห์ม แรงเคลื่อนไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า ความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซล วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย เซลไฟฟ้า การต่อเซลไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า เครื่องมือวัดทางไฟฟ้า กัลแวนอมิเตอร์ แอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์ ยูนิตมิเตอร์ มัลติมิเตอร์ การคิดเงินค่าไฟฟ้า การใช้ไฟฟ้าอย่างปลอดภัยและการประหยัดพลังงานไฟฟ้า

องค์ประกอบ มีดังนี้
1.  แหล่งกำเนิดไฟฟ้า
2.  กฏของโอห์ม(Ohm's Law)
     - การทดลองกฏของโอห์ม
     - ความนำไฟฟ้า ความต้านทาน สภาพนำไฟฟ้า สภาพต้านทานไฟฟ้า
3.  การอ่านค่าความต้านทานจากแถบสี
4.  แรงเคลื่อนไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย
5.  การต่อตัวต้านทานแบบอนุกรม แบบขนานและแบบผสม 
6.  Wheatstone bridge,
7.  Y-Delta transformation, Delta-Y transformation
8.  การต่อเซลไฟฟ้าแบบอนุกรม แบบขนานและแบบผสม 
9.  การวิเคราะห์วงจรไฟฟ้าแบบยาก
10..Kirchhoff's circuit laws
11. พลังงานและกำลังไฟฟ้า การคิดค่าไฟฟ้า
12.เครื่องมือวัดทางไฟฟ้า Galvanometer,Ammeter,Voltmeter,Ohmmeter,Multimeter & Unitmeter
13.วงจรไฟฟ้าภายในบ้าน
14.การนำความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้ากระแสประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน และการประหยัดพลังงานไฟฟ้า

กิจกรรม 1 : ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
การทดลอง
1.  กฏของโอห์ม
2.  การอ่านค่าความต้านทานจากแถบสี
3.  Wheatstone bridge experiment
4.  วงจรไฟฟ้าอย่างง่าย
5.  การต่อตัวต้านทาน
6.  การต่อเซลไฟฟ้า
7.  การใช้มัลติมิเตอร์วัดปริมาณไฟฟ้า

กิจกรรม การทดลอง เรื่อง กฏของโอห์ม       
:-  ตัวนำไฟฟ้า  ความนำไฟฟ้า  สภาพนำไฟฟ้า  กฎของโอห์ม  ตัวแปร  ความต่างศักย์ไฟฟ้า ตัวต้านทาน  ความต้านทาน  สภาพต้านทานไฟฟ้า

  

- การทดลอง เรื่อง กฎของโอห์มและความต้านทานไฟฟ้า

- อุปกรณ์ต่อกลุ่ม

1.  ลวดนิโครมพันรอบแกนฉนวน   

2.  แอมมิเตอร์(0-5A, D.C.)

3.  โวลต์มิเตอร์(0-15V, D.C.)             

4.  กระบะพร้อมถ่านไฟฉาย  4  ก้อน

5.  สายไฟฟ้าพร้อมแจ๊ค  4  คู่              

6.  กระดาษกราฟ(นักเรียนจัดหามาเอง)

 

            

                                    รูปที่ 1 วงจรการทดลองกฎของโอห์ม

          1. จัดอุปกรณ์การทดลอง ดังรูป หรือ จัดตามรูป ก. ข. และ ค. ในแบบเรียนหน้า 81.

2.  ใช้ถ่านไฟฉาย 1 ก้อน ในแบตเตอรี ต่อวงจรให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำ  บันทึกจำนวนถ่าน กระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า

3.  เพิ่มถ่านไฟฉายเป็น 2, 3 และ 4 ก้อน ปฏิบัติเหมือนข้อ 2. ทุกครั้งเมื่อเพิ่มถ่านไฟฉาย

4.  ออกแบบตารางบันทึกข้อมูล

5.  นำข้อมูลจากตารางบันทึกเขียนกราฟความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้ากับความต่างศักย์ไฟฟ้า  (แนวโน้มเป็นกราฟเส้นตรง)

6.  ใช้ตารางวิเคราะห์หาปริมาณต่อไปนี้ :

     - Slope, ความนำไฟฟ้า,ความต้านทานไฟฟ้า

7.  อภิปรายและสรุปผล

8.  หัวหน้ากลุ่มรายงานผลต่อครูเพื่อขอคำปรึกษาและคำแนะนำ

9.  เขียนรายงานฉบับสมบูรณ์ ส่งครูภายใน 7 วันหลังวันทำการทดลอง

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง

1.  มีทักษะการตั้งและการตรวจสอบสมมุติฐานเชิงวิทยาศาสตร์  เกิดทักษะและกระบวนการ การทำงานเป็นหมู่คณะและเกิดจิตวิทยาศาสตร์

2.  สรุปความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้า I กับความต่างศักย์ระหว่างปลายลวด V

3.  อธิบายความนำไฟฟ้าของลวดนิโครม

4.  อธิบายความต้านทานของลวดนิโครม

5.   Keywords 

แนวทางการวิเคราะห์ในรายงาน

          เมื่อนักเรียนทำการทดลองและเก็บข้อมูลในรูปตาราง นำข้อมูลเขียนกราฟโดย I และ V อยู่บน

     แกน Y และแกน X  ตามลำดับ 

          1. เขียนสามเหลี่ยมมุมฉาก เพื่อหา slope , ค่า slope คือค่าความนำ(conductance,G)ไฟฟ้า

          2. ส่วนกลับของ slope  หรือ R=1/G  เรียกว่าค่าความต้านทาน(resistance, R)

          3. อภิปรายเส้นกราฟตามที่เขียน และสรุปผลการทดลอง

วงจรไฟฟ้าค่อนข้างยาก

Kirchoff’s law : อาจมีในข้อสอบคัดเลือกเข้ามหาวิทยาลัย

นักเรียนศึกษาความรู้จาก ฟิสิกส์ราชมงคล  ก่อน..

http://www.rmutphysics.com/CHARUD/virtualexperiment/virtual3/Kirchhoff/index4.html

ขอขอบคุณแทนนักเรียนมา ณ โอกาสนี้ ด้วยครับ

และนักเรียนศึกษาจากตัวอย่างต่อไปนี้

          ตัวอย่าง : พิจารณาวงจรไฟฟ้ากำหนดดังรูป 

จงคำนวณหา

1.    ทิศทางและขนาดกระแสไฟฟ้า x และ y

2.    ทิศทางและขนาดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวต้านทาน  2 โอห์ม

3.    ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่าง AB
4.   ความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซล 3V และ 6V

ขั้นตอนการคิด

1.     สมมุติทิศกระแสไฟฟ้า x และ y

2.     AB จะมีกระแสไหลรวม x + y  : A และ B  ใช้ point rule ของ Kirchoff

3.     ใช้ Loop rule  ของ Kirchoff สร้างสมการ 3 สมการ(ใช้เครื่องหมาย + กำกับ

      ทิศทาง)

4.     แก้สมการหาค่า x และ y

5.     V_AB = V_A – V_B   

6.     ตรวจสอบ V_AB  ทั้ง 3 สมการ

7.     สรุปผลการแก้ปัญหาโจทย์

          วิธีทำ

1.     สมมุติกระแส x และ y  ให้มีทิศลง(+), สร้างสมการได้ดังนี้

2.     V_AB กลาง  = -2x - 2y

3.    V_AB ซ้าย   =  x + 3 + x  : วนซ้าย

4.     V_AB ขวา    = y – 6 + y  : วนขวา

5.     ใช้ข้อ 2.  3.  และ 4. แก้สมการหาค่า  x = -2A,  y = 2.5A

       (กระแสสมมุติ x ได้เครื่องหมาย – ให้กลับทิศกระแสสมมุติเป็นตรงกันข้ามคือทิศขึ้น)
สรุป
1.   กระแส x ขนาด 2.0 A ไหลในทิศขึ้น, กระแส y ขนาด 2.5 A ไหลในทิศลง
2.   กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวต้านทาน  2 โอห์ม 0.5A ในทิศ B ไป A  
3.   ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่าง AB เท่ากับ 3.0 V
4.   ความต่างศักย์ระหว่างขั้วเซล 3V เท่ากับ 1.0 V และขั้วเซล 6V เท่ากับ 3.5 V

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Delta-Wye and Wye-delta Transformation
          ความรู้เพิ่มเติม

          รายละเอียดที่ ฟิสิกส์ราชมงคล (บน)
          Note: Need more details contact me at paechato@gmail.com
          ศึกษาตัวอย่างต่อไปนี้
                              

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ทดสอบ

(เมื่อได้คำตอบที่ถูกภายใน 4 นาที บอกแล้วว่าฝีมือคุณขั้นเทพ)



แนวคิด :  ใช้ Kirchoff's law
                 loop ซ้าย และ ขวา สมมุติกระแสและทิศให้เป็น x,y
                 ตั้งสมการ
                 แก้สมการ
                 คำตอบเท่ากับ 3.5 A
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
กิจกรรม 2 : MOP
1.  สำรวจ ตรวจสอบ สืบค้น
2.  Presentation 
     กลุ่มนำเสนอลำดับที่ 1 ใช้องค์ประกอบ 1. - 6. 
     กลุ่มนำเสนอลำดับที่ 2 ใช้องค์ประกอบ 8. - 14.
     ครูจะบรรยายในห้องเรียน องค์ประกอบที่ 7. และ 10.
3. ทักษะการทำข้อสอบคัดเลือกเข้ามหาวิทยาลัย จาก ฟิสิกส์ราชมงคล
    ของ ผู้ช่วยศาสตราจารย์  อดิชาติ  บ้วนกียาพันธุ์
           1    2    3    4    5    6    7    8    9    10    11    12    13    14  
    ครู-นักเรียนขอกราบขอบพระคุณท่านมา ณ โอกาสนี้
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
กิจกรรม 3 : ผลงานการฝึกทักษะ 
                   1.  ให้นักเรียนทุกคนห้อง 6/4 , 6/5 ทำงานลงในสมุดให้เรียบร้อย ก่อนสอบระหว่างภาค
                   2.    Click : ครูสอนดี เรื่อง ไฟฟ้ากระแส
                   3.   ส่งสมุดที่ สำนักงานแผนงานและสารสนเทศ หลังการสอบระหว่างภาควิชาฟิสิกส์ ภายใน 45 นาที วันที่ 26 กรกฎาคม 2555  เวลา  14 : 45 - 15:30 น.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Note :
Teaching Model : Minds-On Physics(MOP)
A set of four basic principles:
1.  Knowledge is constructed by each learner, not transmitted to him or her by someone else.
2. The construction of knowledge is an effortful process requiring significant time and
     engagement by the learner.
3. The construction of knowledge often takes place within the context of social interaction.
4. The construction of knowledge is greatly influenced by the knowledge the learner already
     possesses.
     Ref. (UMmass Amherst SRRi.,2011)
การวัดและประเมินผล
รูปแบบ : Normalized T-score, Sedimetation rate standard.

1. Electrostatic

Benjamin Franklin (January 17, 1706 [O.S. January 6, 1705] – April 17, 1790) was one of the Founding Fathers of the United States of America. ..Source : (Wikipedia.com,2011) Keywords : ควาก อะตอม ประจุไฟฟ้า electroscope กฏของคูลอมบ์ สนามไฟฟ้า งานและพลังงาน ศักย์ไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า ผลของสนามไฟฟ้าต่อประจุ ความจุไฟฟ้า ตัวเก็บประจุ การต่อตัวเก็บประจุ การนำความรู้อธิบายเครื่องใช้ในชีวิตประจำวันที่เกี่ยวข้อง องค์ประกอบ มีดังนี้ 1. ประจุไฟฟ้า(Electric charge)     : ควาก(quark) อะตอม อนุภาคมูลฐาน ประจุไฟฟ้า สภาพสมดุลทางไฟฟ้า 2. Coulomb's law     : ประจุจุด(point charge) แรงไฟฟ้าหรือแรงคุลอมบ์ กฏคูลอมและการนำไปใช้ 3. สนามไฟฟ้า(Electric field)     3.1 จุดประจุ               3.2 แผ่นโลหะขนาน         3.3 ทรงกลมตัวนำ     : นิยามสนามไฟฟ้า เส้นแรงไฟฟ้า  การหาสนามไฟฟ้า ณ จุดที่กำหนด แรงบนประจุเมื่อวางในสนามไฟฟ้า จุดสะเทิน องค์ประกอบของสนามไฟฟ้า 4. ศักย์ไฟฟ้าและพลังงานศักย์ไฟฟ้า       4.1 จุดประจุ              4.2 แผ่นโลหะขนาน         4.3 ทรงกลมตัวนำ     : นิยามศักย์ไฟฟ้า  งานในการย้ายประจุ พลังงานศักย์ไฟฟ้า งานของสนามไฟฟ้าจากจุดประจุ  แผ่นโลหะขนานและทรงกลมตัวนำ กฎการอนุรักษ์พลังงาน 5. ความจุไฟฟ้าและตัวเก็บประจุไฟฟ้า      5.1 นิยาม                       5.2 แผ่นขนาน                     5.3 ทรงกลมตัวนำ      :  นิยามความจุไฟฟ้า หน่วยความจุ ความจุของแผ่นโลหะขนาน ความจุทรงกลมตัวนำ ตัวเก็บระจุ         การประจุไฟฟ้า การ discharge   พลังงานสะสมในตัวเก็บประจุ 6.  การต่อตัวเก็บประจุไฟฟ้า       6.1  แบบอนุกรม             6.2  แบบขนาน      :  การต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม แบบขนานและแบบผสม การแก้ปัญหาเกี่ยวกับการต่อตัวเก็บประจุ 7.  การถ่ายโอนประจุสำหรับตัวนำทรงกลมและตัวเก็บประจุไฟฟ้า  8.  การนำความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตไประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน แนะนำ : http://www.rmutphysics.com/physics2/Physics2_Web/Unit1/c1_01.htm กิจกรรมการเรียนรู้               - การสำรวจ ตรวจสอบ สืบค้น               - การสื่อสาร การรายงาน               - การนำเสนอรายกลุ่มหรือรายบุคคล               - การวัดและประเมินผลตามสภาพจริง ข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัย : ฟิสิกส์ราชมงคล ของ  ผู้ช่วยศาสตราจารย์  อดิชาติ  บ้วนกียาพันธุ์          1  2  3  4  5  6  7  8  9 : ครู-นักเรียนขอกราบขอบพระคุณมา ณ ที่นี้ด้วย รูปแบบการสอน          Direct Instruction Model. การวัดและประเมินผล

          Sedimentation rate standard, Normalized T-score.

Charles Augustin De Coulomb

source : (Google.co.th,2011)

แนวข้อสอบ//ฝึกทักษะ

กำหนดค่าคงตัว
Coulomb constant (K) = 9x10Exp(9) N.m^2/C^2
Permittivity of free space =8.85x10Exp(-12) F/m

1. แผ่นอิเลกโตรสโคปกางอยู่เนื่องจากมีประจุอิสระ เมื่อนำแท่ง PVC  เข้าใกล้จานบนของอิเลกโตรส
    โคบปรากฏว่าแผ่นโลหะค่อย ๆ หุบจนสนิทแล้วกางออกอีก แสดงว่า แท่ง PVC  และแผ่นโลหะ 
    1.   มีประจุชนิดเดียวกัน                                         2.   มีประจุต่างชนิดกัน
    3.   มีประจุชนิดเดียวกัน แต่ PVC  มีมากกว่า       4.   มีประจุต่างชนิดกัน  แต่  PVC  มีมากกว่า
2. ทรงกลมตัวนำ A และ B  ตั้งอยู่บนฐานที่เป็นฉนวน  และวางติดกัน นำวัตถุ C  ซึ่งมีประจุอิสระบวก
     เข้าใกล้ B แล้วแยก A ออกจาก B ต่อมานำ C ออกห่างจาก B ผลที่ได้รับคือ
    1.   ทั้ง A และ B ไม่มีประจุอิสระ                          2.   A มีประจุลบ B มีประจุบวก
    3.   A มีประจุบวก แต่ B มีประจุลบ                       4.   A เท่านั้นมีประจุ และเป็นชนิดบวก
3. สามเหลี่ยมด้านเท่ารูปหนึ่งมีความยาวด้านละ 30 เซนติเมตร และที่แต่ละมุมของสามเหลี่ยมนี้มี
    ประจุ+2  -2 และ + 5 ไมโครคูลอมบ์วางอยู่ อยากทราบว่าขนาดของแรงไฟฟ้าบนประจุ + 5 ไมโครคู
    ลอมบ์มีขนาดกี่นิวตัน
    1.     0                                                                   2.  1  N
    3.     1.4  N                                                           4.  2  N
4.เมื่อให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เข้าไปในบริเวณที่มีสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอ E โดยความเร็วทิศเดียวกับทิศ
   สนามไฟฟ้า E อิเล็กตรอนจะมีแนวเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าอย่างไร

    1.  ส่วนของวงกลม                                                2.  เส้นโค้งเป็นเกลียว
   3.  เส้นตรงและค่อย ๆ  ช้าลงอย่างสม่ำเสมอจนหยุด  

    4.  เส้นตรงและค่อย ๆ มีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอต่อไป

5.The potential difference between two points is 100V. If a particle with a charge of 2C is

    transported from one of these points to the other, the magnitude of the work done is:

    A. 200 J                                                                 B. 100 J

    C. 50 J                                                                   D. 100 J                                                                    

6.During a lightning discharge, 30C of charge move through a potential difference of1.0×10E+8V

    in 2.0 × 10E−2 s. The energy released by this lightning bolt is

    A. 1.5 × 1011 J                                                     B. 3.0 × 109 J

    C. 6.0 × 107 J                                                       D. 3.3 ×106                                                               

7.Two large parallel conducting plates are separated by a distance d, placed in a vacuum, and

    connected to a source of potential difference V .An oxygen ion, with charge 2e, starts from

    rest on the surface of one plate and accelerates to the other  If e denotes the magnitude of the

    electron charge, the final kinetic energy of this ion is

    A. 2eV                                                                   

    B. eV/d

    C. eV d                                                                  

    D. V d/e        

8. A parallel-plate capacitor has a plate area of 0.2 cm^2 and a plate separation of 0.1mm. To

    obtain an electric field of 2.0 × 10E+6 V/m between the plates, the magnitude of the charge on

    each plate should be:

    A.  9 × 10E−7 C

    B.  8 × 10E−6 C

    C.  5 × 10E−6 C

    D.  3.5 × 10E−5 C

9.A particle with a charge of 5.5×10E−8C is 3.5 cm from a particle with a charge of −2.3×10E−8

   C   The potential energy of this two-particle system, relative to the potential energy at infinite

   separation, is

   A.  2 × 10E−4 J                                                        

   B.  −3.2 × 10E−4 J

   C.  3 × 10E−3 J                                                        

   D.  3 × 10E−9 J

10.A charged capacitor stores 10C at 40V. Its stored energy is:
    A. 400 J

    B. 200 J

    C.100 J

    D. 2  J   Source : (University Physics. Holliday, Resnick & Walker,2009.)

11. จุดประจุ +9 ไมโครคูลอมบ์และ -4 ไมโครคูลอมบ์ วางห่างกัน 100 cm ในสุญญากาศ จงหาระยะ

       ระหว่างจุดสะเทินกับประจุ +9 ไมโครคูลอมบ์

       A.   50 cm

       B. 100 cm

       C. 120 cm

       D. 200 cm  . [5.-10. Physics.Holliday,Resnick&Walker.2005]

12. สามเหลี่ยมด้านเท่ายาวด้านละ a  เมื่อวางประจุ +q ไว้ที่มุมทั้งสาม จงหาว่าจุดสะเทินจะห่างจาก

       ประจุ +Q เท่ากับ

      A. 0.25a                   B.  0.29a                C.  0.35a               D.  0.48a

13. จงหางานในการนำประจุไฟฟ้า  +2 ไมโครคูลอมบ์จำนวน 3 จุดประจุ  จากระยะอนันต์มา

      วางเรียงกันบนฉนวนให้เป็นเส้นตรง  โดยห่างกันจุดละ 10 cm  โดยการนำมาครั้งละ 1 จุดประจุ 

       A.  1x0.36 J          B.  1.5x0.36 J                 C.  2.5x0.36 J            D. 3x0.36  J  

14. ทรงกลมตัวนำ  A  B และ C  รัศมี 10 cm,  3 cm และ  2 cm  ตามลำดับวางเรียงแถว

      แนวตรงโดยทั้งสามติดกัน  เมื่อให้ประจุไฟฟ้าอิสระ + 60 ไมโครคูลอมบ์แก่ทรงกลม A จง

      หาศักย์ไฟฟ้าของทรงกลม A

      1.   7.2x10exp(5)      2.  1.08x10exp(6)  3.  3.6x10exp(6)    4.  5.4x10exp(6)          

15. ฟ้าผ่าต้นไม้ครั้งหนึ่งคิดเป็นพลังงานเท่ากับ 200  MJ  ศักย์ไฟฟ้าที่พื้นดินสูงกว่าก้อนเมฆ

      100,000  V  จงหาประจุไฟฟ้าที่ไหลผ่านต้นไม้

      1.     10 C                 2.  200  C              3.   1 kC                4.    2 kC 

Thanks to every link owners.

แหล่งเรียนรู้แนะนำ และ ข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัย :  Click ที่ ฟิสิกส์ราชมงคล