ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไฟฟ้า
[วงโคจรอิเล็กตรอน]  [พลังงานในตัวอิเล็กตรอน] [แบบฝึกหัด]

smbarani.gif (920 bytes)

               สสาร (matters) คือสิ่งที่มีน้ำหนักและต้องการที่อยู่ ซึ่งมีสถานะเป็นของแข็งของเหลวหรือก๊าซ

  a12.gif (10629 bytes)  

                                         ของแข็ง                             ของเหลว                    ก๊าซ
                                                                                                                                  
                                                    รูปแสดงสถานะของสสาร

ธาตุ (elements) เป็นสารเบื้องต้น ถ้ามารวมประกอบกันจะได้เป็นสสารต่าง ๆ เช่น อ็อกซิเจน ไฮโดรเจน อลูมิเนียม ทองแดง เงิน ทองคำ และปรอท ซึ่งมีทั้งหมด 103 ธาตุ ซึ่ง 92 ธาตุเป็นธาตุธรรมชาติ นอกนั้นเป็นธาตุที่มนุษย์สร้างขึ้น

             สารประกอบ (compounds) เกิดจากการรวมตัวกันของธาตุ ซึ่งอาจจะมีลักษณะสมบัติแตกต่างจากธาตุเดิม

            basic3.gif (7135 bytes)

           โมเลกุล (molecule) เป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดซึ่งสารประกอบสามารถจะแบ่งตัวเองได้ก่อนที่จะแตกเป็นธาตุ เช่น ถ้าเรา นำเกล็ดของเกลือแกงมาทำให้แตกเป็นครึ่งหนึ่ง แบ่งครึ่งไปเรื่อย ๆ จนได้เล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้ เราจะได้โมเลกุลของเกลือ ถ้า เราแบ่งครึ่งเกล็ดนี้ลงไปอีกเกลือก็จะกลับเป็นธาตุ คือจะเป็นธาตุโซเดียมกับคลอรีน ซึ่งต่างก็ไม่ใช่เกลือ

                   basic2.gif (3964 bytes)

         อตอม (atom) คืออนุภาคที่เล็กที่สุด ซึ่งธาตุสามารถแตกออกมาได้ และยังรักษาคุณสมบัติของธาตุนั้น ๆ ถ้าลดขนาด ของหยดน้ำลงไปให้ได้ขนาดที่เล็กที่สุดก็จะได้เป็นโมเลกุลของน้ำ ย่อยเล็กลงไปอีกจะได้ อะตอมของไฮโดรเจนกับอะตอมของ อ๊อกซิเจน

       

           mm.gif (6488 bytes) 

               โครงสร้างของอะตอมจะมีอนุภาคเล็กลงไปอีก ซึ่งจะเป็นสิ่งที่มีความสำคัญในทางไฟฟ้า อนุภาคเล็ก ๆ นี้คือ อิเล็กตรอน โปรตอนและนิวตรอน โปรตอนและนิวตรอนจะอยู่ตรงกลางของอะตอมหรือเรียกว่านิวเคลียสของอะตอม ส่วนอิเล็กตรอนจะวิ่ง รอบนิวเคลียสเป็นวงโคจร

            นิวเคลียส (nucleuus)เป็นศูนย์กลางของอะตอม ประกอบด้วยโปรตรอนและนิวตรอนของอะตอมจำนวนโปรตรอนใน นิวเคลียสจะแสดงให้ทราบว่า อะตอมของแต่ละธาตุนั้นแตกต่างกัน เช่น อะตอมของอ๊อกซิเจนประกอบด้วยโปรตรอน 8 ตัว

                             nucleus.gif (4141 bytes)

           โปรตอน (proton) เป็นส่วนที่ถาวรของนิวเคลียสไม่ใช่ส่วนที่เป็นตัวทำให้เกิดการไหลหรือถ่ายเทพลังงานไฟฟ้า โปรตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็นบวก เส้นแรงของสนามไฟฟ้าของประจุจะพุ่งออกจากโปรตรอนทุกทิศทาง

                                      nucleus2.gif (3840 bytes)

                   อิเล็กตรอน (electron) เป็นอนุภาคที่สำคัญในการไหลหรือถ่ายเทพลังงานไฟฟ้า

                            electr3.gif (4403 bytes)

             ประจุไฟฟ้าประจุลบของอิเล็กตรอนมีปริมาณเท่ากับประจุบวกของโปรตรอนแต่เป็นประจุชนิดตรงข้ามกันประจุบน อิเล็กตรอนและโปรตรอนเรียกว่าประจุไฟฟ้าสถิตเส้นแรงของประจุก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าสถิตประจุสามารถดูดกันหรือผลักกัน ได้ด้วยทิศทางของสนามที่กระทำต่อกันดังรูป

 

a42.gif (7487 bytes)

  a51.gif (4102 bytes)

รูปแสดงให้เห็นกฎของประจุไฟฟ้า

สรุป กฏของประจุไฟฟ้า
            อนุภาคโปรตรอน(+) จะผลักกับอนุภาคโปรตรอน(+)
            อนุภาคอิเล็กตรอน(-)จะผลักกับอนุภาคอิเล็กตรอน(-)
            อนุภาคโปรตรอน(+)จะดูดกับอิเล็กตรอน(-)

[กลับสู่รายการย่อยความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้า]

smbarani.gif (920 bytes)

วงโคจรอิเล็กตรอน
      ไฟฟ้าเกิดจากการที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ออกจากอะตอมของมัน วงโคจรชั้นต่าง ๆ ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสมีลักษณะ ดังรูป

                 elecnu.gif (3906 bytes)

        อิเล็กตรอน เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงในวงโคจรของมันรอบนิวเคลียสเนื่องจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่เร็วมากแรงหนีศูนย์กลางที่เกิดขึ้นจะพยายามดึงอิเล็กตรอนให้หลุดจากวงโคจรแต่แรงดึงดูดของประจุบวกในนิวเคลียสที่ที่มีต่ออิเล็กตรอนจะช่วย ดึงอิเล็กตรอนไว้ไม่ให้หลุดจากวงโคจรอย่างไรก็ตามถ้าแรงภายนอกมีมากพอเสริมเข้ากับแรงหนีศูนย์กลางนี้อิเล็กตรอนจะถูก ดึงออกมาจากวงโคจรกลายเป็นอิเล็กตรอนอิสระได้
              
p2.gif (8636 bytes)
ชั้นของวงโคจร
               อิเล็กตรอนในวงโคจรที่มีอยู่ใกล้นิวเคลียสจะหลุดเป็นอิสระได้ยาก เพราะแรงจากประจุบวกมีมากเนื่องจากอยู่ใกล้ นิวเคลียส ยิ่งอิเล็กตรอนอยู่ไกลนิวเคลียสมากเท่าไรแรงดึงจากประจุบวกจะอ่อนลงมากเท่านั้น

                                   Clip4.gif (5504 bytes) 

 วงโคจรชั้นวาเลนซ์
               วงโคจรชั้นนอกสุดของอะตอมจะมีอิเล็กตรอนไม่เกิน 8 ตัว ชั้นนอกสุดของอะตอมนี้เรียกว่าชั้นวาเลนซ์ (valance shell) และ อิเล็กตรอนในชั้นนี้เรียกว่า วาเลนอิเล็กตรอน   (valence electrons)

                                  Clip3.gif (4901 bytes) 

[กลับสู่รายการย่อยความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้า]

smbarani.gif (920 bytes)

พลังงานในตัวอิเล็กตรอน
แม้ว่าอิเล็กตรอนทุกตัวจะมีประจุลบเหมือนๆกันแต่อิเล็กตรอนทั้งหมดไม่ได้มีระดับพลังงานเท่ากันอิเล็กตรอในวงโคจรที่ อยู่ใกล้นิวเคลียสจะมีพลังงานน้อยกว่าที่อยู่ในวงโคจรไกลออกไป ยิ่งวงโคจรอยู่ห่างออกจากนิวเคลียสมากเท่าใดพลังงานยิ่งมากเท่า นั้น ถ้าพลังงานเพิ่มแก่อิเล็กตรอนมีมากพออิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่หลุดจากวงโคจรเดิมเข้าสู่วงโคจรที่มีลำดับสูงขึ้นอยู่ห่างนิวเคลียส มากขึ้น และถ้าเพิ่มพลังงานแก่วาเลนซ์ อิเล็กตรอนมากพอ อิเล็กตรอนจะหลุดออกจากอะตอม เพราะไม่มีวงชั้นโคจรชั้นสูงกว่าชั้น ที่มันอยู่เดิมในอะตอมอีกแล้ว ดังรูป

           Clip5.gif (6153 bytes)

อิเล็กตรอนทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้อย่างไร
     
ไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่หลุดจากอะตอม เพราะว่าวาเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่ห่างจากนิวเคลียสมากทั้งแรง ดึงดูดก็น้อย และมีระดับพลังงานสูงสุด ดังนั้นมันจึงเป็นอิเล็กตรอนที่หลุดเป็นอิสระได้ อย่างไรก็ตามพลังงานที่จะให้ในชั้น วาเลนซ์นี้จะกระจายไปให้อิเล็กตรอนทุกตัวในชั้นนั้น ดังนั้นถ้าให้พลังงานปริมาณหนึ่งยิ่งวาเลนซ์อิเล็กตรอนมีจำนวนมาก พลังงานที่เฉลี่ยให้แต่ละตัวก็ยิ่งน้อย

                 mmm.gif (7003 bytes)

[กลับสู่รายการย่อยความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้า] [แบบฝึกหัด]