พลังงานไฟฟ้า

ปัจจุบันไฟฟ้ามีบทบาทกับชีวิตประจำวันของมนุษย์มากขึ้น ประเทศที่จะพัฒนาได้นั้นต้องใช้พลังงานไฟฟ้ามาก เพราะว่าเครื่องมือหรือสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ๆ ต้องใช้ไฟฟ้าถึงแม้ว่าไฟฟ้าจะมีประโยชน์แต่มีโทษแก่มนุษย์เหมือนกันถ้าใช้ไฟฟ้าอย่างประมาท
ความหมายทางไฟฟ้า

  1. แรงดันไฟฟ้าหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้า หมายถึง แรงที่ดันให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านความต้านทานของวงจรไปได้ ใช้แทนด้วยตัว E มีหน่วยวัดเป็นโวลท์ (V)
  2. กระแสไฟฟ้า หมายถึง การเคลื่อนที่ของอิเลคตรอนอิสระจากอะตอมหนึ่งไปยังอะตอมหนึ่ง จะไหลมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความต้านทานของวงจร ใช้แทนด้วยตัว I มีหน่วยวัดเป็นแอมแปร์ (A)
  3. ความต้านทานไฟฟ้า หมายถึง ตัวที่ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าให้ไหลในจำนวนจำกัด ซึ่ง อยู่ในรูปของเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิด เช่น แผ่นลวดความร้อนของเตารีด หม้อหุงข้าว หลอดไฟฟ้า เป็นต้น เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านี้ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าให้ไหลในจำนวนจำกัด ใช้แทนด้วยตัว R มีหน่วยวัดเป็นโอห์ม (W )
  4. กำลังงานไฟฟ้า หมายถึง อัตราการเปลี่ยนแปลงพลังงาน หรืออัตราการทำงาน ได้จากผลคูณของแรงดันไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้า ใช้แทนด้วยตัว P มีหน่วยวัดเป็นวัตต์ (W)
  5. พลังงานไฟฟ้า หมายถึง กำลังไฟฟ้าที่นำไปใช้ในระยะเวลาหนึ่ง มีหน่วยวัดเป็นวัตต์ชั่วโมง (Wh) หรือยูนิต ใช้แทนด้วยตัว W
  6. ไฟฟ้าลัดวงจรหรือไฟฟ้าช็อต หมายถึง การที่ไฟฟ้าไหลผ่านจากสายไฟฟ้าเส้นหนึ่งไปยังอีกเส้นหนึ่ง โดยไม่ผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลดใดๆ สาเหตุส่วนใหญ่เกิดจากฉนวนของสายไฟฟ้าชำรุด และมาสัมผัสกันจึงมีความร้อนสูง มีประกายไฟ ทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้ถ้าบริเวณนั้นมีวัสดุไวไฟ
  7. ไฟฟ้าดูด หมายถึง การที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกาย ซึ่งจะทำให้เกิดอาการกล้ามเนื้อแข็งเกร็ง หัวใจทำงานผิดจังหวะ เต้นอ่อนลงจนหยุดเต้น และเสียชีวิตในที่สุด แต่อย่างไรก็ตามความรุนแรงของอันตรายจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณของกระแส เวลาและเส้นทางที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
  8. ไฟฟ้ารั่ว หมายถึง สายไฟฟ้าเส้นที่มีไฟจะไหลไปสู่ส่วนที่เป็นโลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้า ถ้าไม่มีสายดินก็จะทำให้ได้รับอันตราย แต่ถ้ามีสายดินก็จะทำให้กระแสไฟฟ้าที่ไหลอยู่นั้นไหลลงดินแทน
  9. ไฟฟ้าเกิน หมายถึง การใช้ไฟฟ้าเกินกว่าขนาดของอุปกรณ์ตัดตอนทางไฟฟ้า ทำให้มีการปลดวงจรไฟฟ้า อาการนี้สังเกตได้คือจะเกิดหลังจากที่ได้เปิดใช้ไฟฟ้าสักครู่หรืออาจนานหลายนาทีจึงจะตรวจสอบเจอ

 

ชนิดของไฟฟ้ามี 2 ชนิด ได้แก่
ไฟฟ้าสถิต
ซึ่งเกิดจากการนำวัตถุ 2 ชนิด มาขัดถูหรือเสียดสีกัน วัตถุแต่ละชนิดจะมีประจุไฟฟ้าบวก ( + ) และประจุไฟฟ้าลบ ( - ) อยู่ในตัวเท่า ๆ กัน เรียกว่า เป็นกลาง เมื่อเกิดเสียดสีขึ้นประจุไฟฟ้าลบ ( - ) ที่เบากว่าประจุไฟฟ้าบวก ( + ) ก็จะเคลื่อนที่ระหว่างวัตถุทั้งสอง ทำให้แสดงอำนาจไฟ-ฟ้าขึ้นประจุไฟฟ้าในวัตถุทั้งสอบก็จะไม่เป็นกลางอีกต่อไป วัตถุชนิดหนึ่งแสดงประจุไฟฟ้าบวกและอีกชนิดหนึ่งแสดงประจุไฟฟ้าลบ พลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดแรงดูดหรือแรงผลัก ถ้านำวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกันมาใกล้กันจะเกิดแรงผลักแต่ถ้ามีประจุไฟฟ้าต่างชนิดกันจะเกิดแรงดูดซึ่งกันและกัน

 

โรงผลิตกระแสไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าเป็นแหล่งผลิต พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ตามอาคารบ้านเรือนในชุมชนต่างๆ กระแสไฟฟ้า ที่เราใช้อำนวยความสะดวกทุกวันนี้มาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ติดตั้งอยู่ภายในโรงไฟฟ้า โรงไฟฟ้าใช้พลังงานหมุนแกนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่างกัน และมักจะเรียกโรงไฟฟ้านั้นตามด้วยชื่อของระบบพลังงานที่ใช้เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ โรงไฟฟ้าดีเซล โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ และโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ รูปแบบของโรงไฟฟ้ามีลักษณะ ดังนี้

  1. โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ ได้แก่โรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำหน้าเขื่อนมาหมุนแกนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เนื่องจากน้ำที่อยู่ในระดับสูงจะไหลลงสู่ที่ต่ำเสมอด้วยแรงดึงดูดของโลก ตัวอย่างที่เห็นได้ชัด คือ น้ำตกตามเชิงเขาต่าง ๆ น้ำที่ตกนี้ถ้ามีปริมาณมากพลังงานของน้ำ สามารถนำไปใช้หมุนแกนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ ดังนั้นการสร้างโรงไฟฟ้าชนิดนี้ต้องมีอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ เพื่อเก็บน้ำให้มีปริมาณมากพอที่จะผลิตกระแสไฟฟ้าได้โดยให้น้ำไหลผ่านตามท่อส่งน้ำ ซึ่งผ่านเครื่องกังหันน้ำทำให้กังหันน้ำหมุนได้ การหมุนจะทำให้แกนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุน และผลิตกระแสไฟฟ้าออกมา
  2. โรงงานไฟฟ้าพลังงานความร้อน การผลิตกระแสไฟฟ้าแบบนี้ต้องใช้เชื้อเพลิง เพื่อต้มน้ำให้มีความร้อนสูงไอน้ำที่ได้มีแรงดันพอที่จะไปดันกังหันให้หมุนได้ บางทีโรงไฟฟ้าชนิดนี้อาจเรียกตามเชื้อเพลิงที่ใช้ในการต้มน้ำให้เดือด เช่น โรงไฟฟ้าลิกไนต์, โรงไฟฟ้าถ่านหิน, โรงไฟฟ้าน้ำมันเตา, โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น หลักการในการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้เชื้อเพลิงนั้นอาศัยการ ต้มน้ำให้เดือดที่ความดันสูงไอน้ำที่ได้จะมีความดันสูง และมีแรงพอที่จะไปหมุนกังหันน้ำ เมื่อกังหันน้ำหมุนแกนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็จะหมุนตามก็จะได้กระแสไฟฟ้าออกมา
  3. โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ เป็นการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้แรงดันจากก๊าซที่ร้อนจัดความดันสูงไปหมุนแกนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ก๊าซที่มีคุณสมบัติดังกล่าวทำให้ได้โดยการอัดอากาศให้มีปริมาตรเล็กลงจะทำให้อากาศมีอุณหภูมิสูง และเมื่อถึงจุดนี้จึงฉีดเชื้อเพลิงเข้าไป อาจจะเป็นน้ำมันหรือก๊าซก็ได้เชื้อเพลิงที่ฉีดเข้าไปจะถูกเผาไหม้อย่างรวดเร็วทำให้ได้ก๊าซที่ร้อนจัด และแรงดันสูง เมื่อผ่านก๊าซนี้เข้าไปยังกังหัน ๆ จะหมุนได้ และทำให้แกนเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าหมุนตามจะได้กระแสไฟฟ้าตามต้องการ หลักการของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซนี้ ถ้าพิจารณาแล้ว เป็นหลักการเดียวกันกับเครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้กับรถยนต์
  4. โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม เป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้ร่วมกันสองระบบ คือ โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ กับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนโดยใช้ไอเสียของก๊าซที่ยังร้อนอยู่นำมาต้มน้ำให้เดือน พลังงานไอน้ำที่ได้นำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้อีกเป็นการใช้เชื้อเพลิงให้มีประสิทธิภาพสูงสุด
  5. โรงไฟฟ้าพลังนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าชนิดนี้จำเป็นต้องมีเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูอยู่ใกล้เพื่อเป็นแหล่งผลิตพลังงานความร้อนนำไปหมุนกังหัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความร้อนที่ได้จากเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูนี้มีมาก ซึ่งได้มาจากปฏิกิริยาการแตกตัวของนิวเคลียร์ เรียกว่า นิวเคลียร์ฟิชชั่น เกิดได้โดยการยิงอนุภาคนิวตรอนเข้าไปชนกับนิวเคลียส เช่น ยูเรเนียม 235 นอกจากจะได้พลังงานความร้อนจากปฏิกิริยาแล้วยังได้นิวตรอนใหม่เกิดขึ้นด้วย และนิวตรอนที่เกิดใหม่นี้จะไปชนนิวเคลียสอื่น ๆ ของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ต่อไปเช่นนี้เรื่อย ๆ เป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ทำให้ได้พลังงานคามร้อนออกมาจำนวนมหาศาล และพลังงานดังกล่าวนี้สามารถนำไปต้มน้ำหรือสารเคมีเหลวที่ความดันสูงทำให้น้ำหรือสารเคมีเหลวที่ถูกต้มมีความร้อนสูงมาก (super heated) แล้วนำน้ำส่วนนี้ไปต้มน้ำอีกระบบหนึ่ง ซึ่งไอน้ำที่พลังงานมากพอที่จะไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ที่มา : เดชรัตน์ สุขกำเนิด.(2551).พลังงาน:งานที่มีพลัง.กรุงเทพฯ.มูลนิธิโลกสีเขียว

 
 
   
 
   
เว็บไซต์นี้ แสดงผลได้ดี บนความละเอียด 1024x768 Text Size Medium
วิชา การพัฒนาเว็บไซต์เพื่อจัดทำโครงงาน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ปีการศึกษา 2558
โรงเรียนนวมินทราชูทิศ มัชฌิม อำเภอเมืองฯ จังหวัดนครสวรรค์
   
SITEMAP