แบตเตอรี่ หมายถึงแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่ประกอบด้วยเซลล์ไฟฟ้าเคมีตั้งแต่หนึ่งเซลล์ขึ้นไป สำหรับจ่ายไฟให้กับการเชื่อมต่อไฟฟ้าภายนอกกับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ไฟฉาย รถยนต์ไฟฟ้า และโทรศัพท์มือถือ แบตเตอรี่มีขั้วบวกเรียกว่า แคโทด และขั้วลบเรียกว่า แอโนด
พวกเราหลายคนใช้คำว่าแบตเตอรี่และ เซลล์ แทนกันได้ แต่มีความแตกต่างกันเล็กน้อย โดยปกติแบตเตอรี่จะประกอบด้วยพลังงานไฟฟ้าที่จัดหามาจากบริษัทและชาร์จใหม่ได้ง่ายจากแหล่งภายนอก เซลล์ประกอบด้วยแหล่งพลังงานเคมี เช่น ก๊าซธรรมชาติ ดีเซล หรือโพรเพน เซลล์จะแปลงแหล่งเหล่านี้เป็นพลังงานไฟฟ้าและสร้างพลังงาน
พลังงานไฟฟ้ามักถูกนำไปใช้งานต่างๆ เช่น ในอุปกรณ์ควบคุมการทำงาน เช่น วิทยุ คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ โทรศัพท์ และรถไฟความเร็วสูง พลังงานไฟฟ้ายังใช้ในการผลิตแสงและความร้อน การถ่ายโอนพลังงานเป็นผลมาจากการไหลของอิเล็กตรอน วงจรไฟฟ้า เป็นชื่อที่กำหนดให้กับเส้นทางที่สมบูรณ์ซึ่งประจุไหล มาเจาะลึกและหาข้อมูลเพิ่มเติมกันเถอะ
วัตถุประสงค์การเรียนรู้
ในตอนท้ายของหัวข้อนี้ คุณจะต้อง;
วงจรง่ายๆ
วงจรเป็นวงปิดที่อิเล็กตรอนสามารถเดินทางได้ เว้นแต่วงจรจะเสร็จสมบูรณ์ (ทำให้เป็นวงกลมเต็มวง) อิเล็กตรอนจะไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ดังนั้นชื่อวงจร
วงจรไฟฟ้าเป็นเส้นทางที่กระแสไฟฟ้าถูกส่ง ประกอบด้วยอุปกรณ์ให้พลังงาน เช่น เซลล์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือแบตเตอรี่ อุปกรณ์ที่ใช้กระแสไฟ เช่น ไฟฉายหรือหลอดไฟ และสายต่อ
ในการตั้งค่าวงจรอย่างง่าย คุณต้องมีหลอดไฟ สายไฟ แบตเตอรี่ และสวิตช์
เมื่อปิดสวิตช์ หลอดไฟจะติดสว่าง แต่เมื่อเปิดสวิตช์ หลอดไฟจะไม่ติด หลอดไฟจะสว่างเมื่อวงจรปิดเนื่องจากมีประจุไหลผ่าน อัตราการไหลของประจุไฟฟ้า (ต่อหน่วยเวลา) เรียกว่า กระแสไฟฟ้า แอมแปร์ (A) คือหน่วย SI ของกระแสไฟฟ้า
I = Q ∕ t โดยที่ I แทนค่าปัจจุบัน, Q แทนค่าประจุในหน่วยคูลอมบ์ และ t แทนเวลาเป็นวินาที
ตัวอย่างเช่น,
คำนวณปริมาณกระแสที่ไหลผ่านกระเปาะหนึ่งเมื่อมีประจุ 300 คูลอมบ์ไหลผ่านเป็นเวลา 2.5 นาที
สารละลาย
ที่นี่เราแปลง 2.5 นาทีเป็นวินาทีโดยคูณด้วย 60 (โดย 1 นาที = 60 วินาที)
ฉัน = Q ∕ เสื้อ = 300 ∕ (2.5 x 60) = 2 A
วงจรกระแสไฟฟ้าช่วยให้ประจุเคลื่อนที่ในเส้นทางที่สมบูรณ์เมื่อปิดสวิตช์ นี้เรียกว่า วงจรปิด ลวดทองแดงช่วยให้ประจุไฟฟ้าไหลได้อย่างง่ายดาย สายไฟสามารถหุ้มด้วยวัสดุฉนวน เช่น ยาง เพื่อป้องกันผู้ใช้จากไฟฟ้าช็อต แหล่งที่มาของพลังงานไฟฟ้าในวงจรคือเซลล์และทำหน้าที่รักษาการไหลของประจุไฟฟ้ารอบๆ วงจร
เมื่อสวิตช์ถูกเปิดโดยการเพิ่มช่องว่าง ประจุจะหยุดไหล จากนั้นวงจรจะเปิดขึ้น การต่อส่วนประกอบหรือสายไฟหลวมๆ อาจทำให้วงจรขาดหรือแตกได้
สัญลักษณ์ไฟฟ้าที่ใช้ในการวาดวงจร
แรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า
จุดประสงค์ของแบตเตอรี่หรือเซลล์ในวงจรคือการจัดหาพลังงานเพื่อให้ประจุไหล วัดจากความต่างศักย์ (pd) ในหน่วยโวลต์ แรงดันคือแรงที่ผลักอิเล็กตรอนไปรอบๆ วงจร
ความต่างศักย์ . นี่หมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ทั่วทั้งแบตเตอรี่หรือเซลล์เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้า
แรงเคลื่อนไฟฟ้า . วัดได้ทั่วทั้งเซลล์หรือแบตเตอรี่เมื่อไม่ได้จ่ายกระแสไฟ มีหน่วยวัดเป็นโวลต์ด้วย
แรงเคลื่อนไฟฟ้ามักจะมากกว่าความต่างศักย์เนื่องจากพลังงานบางส่วนถูกใช้เพื่อส่งกระแสไปทั่วเซลล์ โวลต์ที่หายไปเป็นชื่อที่กำหนดให้กับความแตกต่างระหว่างความต่างศักย์และแรงเคลื่อนไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าสูญเสียเนื่องจากการต่อต้านการไหลของประจุในเซลล์ (ความต้านทานภายใน)
การจัดเรียงตัวของเซลล์
สามารถจัดเรียงเซลล์เป็นอนุกรมหรือขนานกัน การจัดเรียงแบบอนุกรม คือเมื่อเซลล์เชื่อมต่อกันในลักษณะที่ขั้วบวกของอันหนึ่งเชื่อมต่อกับขั้วลบของอีกอันหนึ่ง เซลล์ตั้งแต่สองเซลล์ขึ้นไปเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมเพื่อสร้างแบตเตอรี่
การจัดเรียงแบบขนาน คือเมื่อเซลล์วางเคียงข้างกัน ขั้วบวกเชื่อมต่อเข้าด้วยกันและขั้วลบเหมือนกัน
ตัวนำและฉนวน
ตัวนำ เป็นวัสดุที่สามารถนำไฟฟ้าได้ ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ ได้แก่ ทองแดง อะลูมิเนียม และเงิน
ลูกถ้วย เป็นวัสดุที่ไม่ให้ประจุไฟฟ้าผ่านเข้าไปได้ เช่น พลาสติก ไม้แห้ง และยาง
