พลังงานนิวเคลียร์

เป็นพลังงานที่เกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียส พลังงานนิวเคลียร์ที่ได้จะมีค่ามากมายมหาศาลปฎิกิริยาฟิสชั่น ( Fission )
เป็นปฎิกิริยานิวเคลียร์ ที่ใช้อนุภาคนิวตรอน ยิงไปที่นิวเคลียสของธาตุใดๆ ทำให้นิวเคลียสของธาตุใดๆ แตกตัวเป็นนิวเคลียสของธาตุใหม่ 2 นิวเคลียส และนิวตรอน อิสระ เช่น ยิงนิวตรอนไปที่ นิวเคลียสของธาตุยูเรเนียม นิวเคลียสจะแตกตัวได้
นิวเคลียสของธาตุใหม่ คือ แบเรียม และ คริปตรอน และนิวตรอนอิสระ โดยนิวตรอนอิสระจะชนนิวเคลียสของธาตุเริ่มต้นและเกิดปฏิกิริยาฟิสชั่นต่อไป เป็นลูกโซ่ปฏิกิริยาฟิวชั่น ( Fusion )
เป็นปฏิกิริยาที่เกิดจากธาตุที่มีไอโซโทปต่างกัน (ธาตุชนิดเดียวกันที่มีโปรตรอนจำนวนต่างกัน) รวมตัวกันเป็นธาตุใหม่ เช่น ธาตุไฮโดรเจนที่มีนิวตรอน 2 ตัว รวมตัวกัน ธาตุไฮโดรเจนที่มีนิวตรอน 3 ตัว จะเกิดธาตุใหม่คือธาตุฮีเลียม และนิวตรอนอิสระ และพลังงานความร้อนซึ่งก็คือพลังงานนิวเคลียร์นั้นเอง ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือ พลังงานความร้อนที่ปล่อยจากดวงอาทิตย์ เป็นพลังงานนิวเคลียร์ที่ได้จากปฏิกิริยาฟิสชั่นประโยชน์ของพลังงานนิว เคลียร์ มีอยู่ 2 ทาง คือ
ประโยชน์ที่ได้จากการทำลาย เช่น การขุดคลอง การระเบิดหิน และการทหาร เป็นต้น
ประโยชน์ที่ได้จากปฏิกิริยาฟิวชั่นโดยตรง  

คลื่นเสียง มนษย์ได้ยินเสียงมาตั้งแต่เกิด   เสียงช่วยในการพัฒนาการสื่อสารเป็นภาษาพูดของมนุษย์  เสียงจากสิ่งต่าง ๆ รอบตัวทำให้มนุษย์เข้าใจสภาพแวดล้อมของตนดีขึ้น  
            ความรู้เรื่องเสียงยังทำให้มนุษย์สามารถสร้างเครื่องวัดระยะทางแบบต่าง ๆ ได้       ในด้านการศึกษาลักษณะการออกแบบอาคาร เช่นห้องประชุม ทั้งสถาปนิกและวิศวกรต้องคำนวณล่วงหน้าว่าต้องการให้มีเสียงก้องในอาคารมากน้อยเพียงใด  และใช้วัสดุเก็บเสียง เช่น พรม ม่าน แผ่นกระดาษเก็บเสียง ฯลฯ เพื่อช่วยให้เวลาที่เกิดเสียงก้องพอเหมาะพอดี ก่อนที่เสียงก้องจะจางหายไป
            ด้านการแพทย์ก็ได้มีการนำเสียงมาใช้ในการตรวจอวัยวะภายในของคนเพื่อวินิจฉัยสาเหตุของความผิดปกติ  เช่น    ตรวจการทำงานของลิ้นหัวใจ  มดลูก ครรภ์  เนื้องอก ตับ ม้ามและสมอง เพราะเสียงสามารถสะท้อนที่บริเวณรอยต่อระหว่างชั้นของเนื้อเยื่อต่าง ๆ ได้
             ในการออกแบเพื่อลดระดับความเข้มของเสียงของเครื่องยนต์  เครื่องจักรในโรงงาน เสียงจากยานพาหนะบนทางด่วน     ก็อาศัยความรู้เรื่องการดูดกลืนเสียง
             นอกจากนั้นมนุษย์ยังนำความรู้ด้านเสียงมาสร้างและพัฒนาเครื่องดนตรีด้วย  จึงทำให้มีเครื่องดนตรีประเภทต่าง ๆ    นอกจากนี้ยังมีเครื่องดนตรีประเภทต่าง ๆ อีกมากมาย รวมทั้งเครื่องดนตรีที่สร้างจากวงจรอิเล็กทรอนิกส์
              จะเห็นว่าเรื่องราวที่เกี่ยวข้องกับเสียงนั้นมีมากมาย ถ้าเราสามารถทำความเข้าใจหลักการทางวิทยาศาสตร์ของเสียง    จะช่วยให้เรามีความรู้พอที่จะนำไปใช้พัฒนาหรือสร้างเครื่องมือ เครื่องใช้ที่เป็นประโยชน์

พลังงานไฟฟ้าน่ารู้           

                   ไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งที่มีความสัมพันธ์กับชีวิตประจำวันของเรามากที่สุด    หลอดไฟให้แสงสว่าง เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ เช่น โทรทัศน์  วิทยุ  เครื่องคอมพิวเตอร์  ตู้เย็น  และเครื่องซักผ้า  ต้องใช้พลังงานไฟฟ้า  ปัจจุบันเรามีรถไฟฟ้าเป็นยานพาหนะชนิดใหม่ล่าสุด   

ไฟฟ้ามี 2 ชนิด ได้แก่…

1.  ไฟฟ้าสถิต           มนุษย์เริ่มสังเกตเห็นอำนาจของไฟฟ้าตั้งแต่  2,000  ปีมาแล้ว  นักปราชญ์ชาวกรีก  ชื่อ  เทลีส  ได้นำแท่งอำพันซึ่งเป็นยางไม้สนถูกับผ้าไหม  แล้วนำแท่งอำพันไปแตะกับเศษฟาง  เขาขยะว่าเศษฟางเล็กๆ  เหล่านั้นจะเกาะติดกับแท่งอำพัน  พลังงานที่สามารถดูดวัตถุเหล่านี้ได้คือ  ไฟฟ้านั่น-เอง  ชาวกรีกเรียกอำพันว่า  “ อิเล็กตรอน ”  ภายหลังจึงตั้งชื่อไฟฟ้าในภาษาอังกฤษว่า  “ อิเล็กตริกซิตี้  ”            

ไฟฟ้าชนิดนี้  เรียกว่า  ไฟฟ้าสถิต  ซึ่งเกิดจากการนำวัตถุ 2 ชนิด  มาขัดถูหรือเสียดสีกัน  วัตถุแต่ละชนิดจะมีประจุไฟฟ้าบวก (+) และประจุไฟฟ้าลบ (-)อยู่ในตัวเท่าๆกัน  เรียกว่า  เป็นกลาง  เมื่อเกิดเสียดสีขึ้นประจุไฟฟ้าลบ (-) ที่เบากว่าประจุไฟฟ้าบวก (+) ก็จะเคลื่อนที่ระหว่างวัตถุทั้งสอง  ทำให้แสดงอำนาจไฟ-ฟ้าขึ้นประจุไฟฟ้าในวัตถุทั้งสอบก็จะไม่เป็นกลางอีกต่อไป  วัตถุชนิดหนึ่งแสดงประจุไฟฟ้าบวก  และอีกชนิดหนึ่งแสดงประจุไฟฟ้าลบ พลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดแรงดูดหรือแรงผลัก  ถ้านำวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกันมาใกล้กันจะเกิดแรงผลักแต่ถ้ามีประจุไฟฟ้าต่างชนิดกันจะเกิดแรงดูดซึ่งกันและกัน

เบนจามิน  แฟรงคลิน  นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน  ได้พิสูจน์ว่าฟ้าแลบฟ้าร้อง  เป็นไฟฟ้าสถิตอย่างหนึ่งในปี พ.ศ. 2295  เขาได้ทดลองปล่อยว่าวขึ้นท่ามกลางพายุในฟ้าคะนอง  เขาพบว่าไฟฟ้าไหลลงมาตามสายป่านที่เปียกฝน ก่อให้เกิดประกายไฟที่ลูกกุญแจโลหะที่แขวนไว้ใกล้ปลายสายป่าน  การทดลองนี้มีอันตรายมากอาจถึงแก่ชีวิตโชคดีที่แฟรงคลินรอดชีวิตมาได้  ผู้ทดลองแบบเดียวกันในปีต่อมาถูกฟ้าผ่าเสียชีวิต  การทดลองของแฟรงคลินก่อให้เกิดการประดิษฐ์สายล่อฟ้าเพื่อป้องกันฟ้าผ่าในเวลาต่อมา

             แม้ว่าไฟฟ้าสถิตจากฟ้าผ่าจะก่อให้เกิดอันตรายถึงชีวิตก็ตามแต่เราได้ใช้ประโยชน์หลายอย่างจากไฟฟ้าสถิต  เช่น  ทำให้เกิดภาพบนจอโทรทัศน์  ทำให้เกิดภาพในเครื่องถ่ายเอกสาร เครื่องเอกซเรย์  เป็นต้น

 

 

2.  ไฟฟ้ากระแส 

           ไฟฟ้าที่เราใช้กันทั่วไป  เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำไฟฟ้าจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง เรียกว่า  ไฟฟ้ากระแส    แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสมีหลายวิธี  ได้แก่  

1. ไฟฟ้าจากปฏิกิริยา       ถ้าเราจุ่มแผ่นทองแดงและแผ่นสังกะสีลงในกรดกำมะถันเจือจางโดยวางให้ห่างกัน  ต่อหลอดไฟระหว่างแผ่นโลหะทั้งสอง  หลอดไฟจะติดสว่าง  เซลล์ไฟฟ้านี้เรียกว่า  เซลล์เปียก  หรือเซลล์ไฟฟ้าของโวลตา  ซึ่งเกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างแผ่นโลหะกับกรดกำมะถัน  จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรจากแผ่นทองแดงไปยังแผ่นสังกะสี เรียกว่า  เซลล์แห้ง

               ไฟฟ้าที่ได้จากปฏิกิริยาเคมี  มีทิศทางการไหลแน่นอนจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ  เช่น  ไฟฟ้าจากถ่านไฟฉาย  แบตเตอรี่รถยนต์  เรียกการไหลนี้ว่า  ไฟฟ้ากระแสตรง

 

 

2.  ไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า  ไฟฟ้าที่เราใช้ตามอาคารบ้านเรือนเป็นไฟฟ้าที่เกิดจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือที่เรียกว่า  ไดนาโม  หรือเจเนอเรเตอร์  ซึ่งภายในประกอบด้วยขดลวดทองแดงเคลื่อนที่ตัดเส้นแรงแม่เหล็กหรืออาจเคลื่อนที่แม่เหล็กตัดขวดลวดทองแดงที่อยู่กับที่  ก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวดไหลกลับไปกลับมาระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ  เรียกว่า  ไฟฟ้ากระแส-สลับ 

         3. ไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์  เราสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากอุปกรณ์ที่เรียกว่า  โซล่าเซลล์  หรือ  เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้  นอกจากนี้มนุษย์ยังพยายามนำพลังงานจากธรรมชาติอื่นๆ  มาผลิตกระแสไฟฟ้า  เช่น  พลังงานลม  พลังงานจากความร้อนใต้พิภพ  พลังงานจากคลื่นในทะเล  เป็นต้น

 

 

 

 

 

วงจรไฟฟ้า

       วงจรไฟฟ้าจะประกอบด้วยแหล่งกำเนิดไฟฟ้า  ลวดตัวนำ  และเครื่องใช้ไฟฟ้า การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรม      เป็นการต่อเซลล์ไฟฟ้าขั้วบวกกับขั้วลบเรียงกันไปตามลำดับเพื่อให้กระแสไฟฟ้าเดินทางเดียว  ทำให้หลอดไฟสว่างกว่าการต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบขนาน ซึ่งเป็นการต่อเซลล์ไฟฟ้าขั้วบวกกับขั้วบวก  ขั้วลบกับขั้วลบ  ทางเดินไฟฟ้าจะแยกออกเป็น  2  ทางทำให้หลอดไฟสว่างน้อยกว่าแบบอนุกรม  แต่ถ่านไฟฉายจะใช้ได้นานกว่า 

ตัวนำไฟฟ้าและฉนวนไฟฟ้า

                   วัตถุที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้เรียกว่า  ตัวนำไฟฟ้า  ตัวนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด  คือ  เงิน  รองลงมาคือ  ทองแดง  โลหะต่างๆ  เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี  ส่วนวัตถุที่ไม่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเรียกว่า  ฉนวนไฟฟ้า  เช่น  ยาง  พลาสติก  กระดาษ  และไม้  ส่วนที่หุ้มสายไฟฟ้าไว้เป็นยางหรือพลาสติก  เพื่อสะดวกในการใช้และป้องกันอันตรายจากการถูกไฟฟ้าดูด

 

อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ควรรู้จัก

           การเดินทางของไฟฟ้าภายในบ้านเรือนนั้นต้องไหลผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้าหลายชนิด  ดังนี้

1.   มิเตอร์ไฟฟ้า  เป็นเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในบ้าน 

2.  แผงไฟ  เป็นศูนย์รวมของสายไฟในบ้านและฟิวส์

3.  สะพานไฟ  หรือ  สวิตช์ตัดตอน  ( Cut  Out )  เมื่อกระแสไฟฟ้าในบ้านมากเกินไป  เครื่องจะตัดไฟโดยอัตโนมัติ

4.    ฟิวส์  เป็นลวดหรือแผ่นโลหะ  ที่เป็นตัวนำไฟฟ้าแต่มีจุดหลอมเหลวต่ำ    ถ้ากระแสไฟฟ้าเกินกำหนดหรือไฟฟ้า     ลัดวงจร  ฟิวส์จะขาดทำให้วงจรเปิด  ซึ่งเป็นการป้องกันอุบัติเหตุเพลิงไหม้

5.    ปลั๊กไฟฟ้า  เป็นส่วนเชื่อมจากสายไฟสู่เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทต่างๆ  ประกอบด้วย  เต้าเสียบหรือปลั๊กตัวผู้และเต้ารับหรือปลั๊กตัวเมีย

6.   สวิตช์  เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ปิดเปิดวงจรไฟฟ้า

7.   หลอดไฟ  เป็นอุปกรณ์ให้ความสว่าง

 

 

 

 

 

 

หน่วยและสัญลักษณ์ทางไฟฟ้า           โวลต์  ( v )  หมายถึง  แรงเคลื่อนหรือแรงดันไฟฟ้า  ซึ่งเครื่องใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ในบ้านเราจะเขียนว่า  220  v            

แอมแปร์  ( A )  หมายถึง  ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลไปตามสายไฟในเวลา  1  วินาที         

วัตต์  ( w )  หมายถึง  กำลังไฟฟ้า            ถ้าอุปกรณ์ไฟฟ้าชนิดใดมีกำลังวัตต์มาก  แสดงว่ากินไฟมาก  เราสามารถสังเกตจำนวนวัตต์และโวลต์ของเครื่องใช้ไฟฟ้าได้ที่เครื่องทุกเครื่อง                     

DC  หมายถึง  ไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้จากแบตเตอรี่หรือถ่านไฟฉาย

AC  หมายถึง  ไฟฟ้ากระแสสลับที่ได้จากไฟที่ใช้ตามบ้านเรือน 

ประเภทของเครื่องใช้ไฟฟ้า

           พลังงานไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานรูปอื่นได้  อุปกรณ์เครื่องใช้ในบ้านเรามากมายล้วนแต่ใช้ไฟฟ้าทั้งสิ้น 

1.    เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทให้แสงสว่าง 

2.    เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทให้ความร้อน 

3.  เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทมอเตอร์หมุน 

4.  เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทให้ความเย็น 

5.    เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทวงจรอิเล็กทรอนิกส์                            

ปัจจุบันความต้องการใช้ไฟฟ้ามีมากขึ้น  ทำให้ทรัพยากรธรรมชาติมี่มีจำกัดและไม่สามารถทดแทนได้  ลดลงอย่างรวดเร็ว  อาจก่อให้เกิดภาวะเรือนกระจกหรือมลพิษในอากาศอีกด้วย         ส่วนไฟฟ้าที่ได้จากพลังน้ำไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า  มักจะเกิดปัญหาเนื่องจากการสร้างเขื่อนเพื่อกักเก็บน้ำทำให้ต้องเสียพื้นที่ป่าไม้บางส่วนซึ่งส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตต่างๆ       * วิธีที่ดีที่สุดคือการประหยัดไฟฟ้าและใช้เท่าที่จำเป็น นอกจากจะเป็นการประหยัดค่าใช้จ่ายแล้งยังช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมอีกด้วย* 

เอกสารอ้างอิง:   

http://variety.teenee.com/science/1833.html

http://www.cmw.ac.th/elibrary/fileselibrary/Science/oraphin001/index.html

 http://school.obec.go.th/moung/faifa.htmhttp://www.maceducation.com/e-knowledge/2342203100/17.files/image001.jpghttp://www.school.net.th/library/create-web/10000/science/10000-6895/r2point%20charge.jpghttp://thapring.com/Pingpong_web/Elec_Chem/clip_image004.jpghttp://www.performax.co.th/images/stock/surge_sum.jpg