ผลต่างระหว่างรุ่นของ "ไฟฟ้า"

เพิ่มขึ้น 5,267 ไบต์ ,  4 ปีที่แล้ว
 
=== กระแสไฟฟ้า ===
บทความหลัก: [[กระแสไฟฟ้า]]
การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าเราเรียกว่า [[กระแสไฟฟ้า]] ความเข้มของมันเราวัดในหน่วย[[แอมแปร์]] กระแสไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้แม้ประจุเพียงเล็กน้อย ซึ่งประจุที่ว่านั้นโดยทั่วไปจะหมายถึง[[อิเล็กตรอน]] แต่ประจุที่ที่เคลื่อนที่ร่วมกันนั้นเรียกว่ากระแส
 
การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าเราเรียกว่า [[กระแสไฟฟ้า]] ความเข้มของมันเราวัดได้ในหน่วย[[แอมแปร์]] กระแสไฟฟ้าสามารถเกิดขึ้นได้แม้ประจุเพียงเล็กน้อยประกอบด้วยการเคลื่อนที่ของอนุภาคใด ซึ่งประจุที่ว่านั้นมีประจุ โดยทั่วไปส่วนใหญ่อนุภาคเหล่านี้จะหมายถึง[[เป็นอิเล็กตรอน]] แต่ประจุใด ๆ ที่ที่กำลังเคลื่อนที่ร่วมกันนั้นเรียกว่าทำให้เกิดกระแส
มีการกำหนดแบบแผนการทิศทางของกระแสให้ประจุบวกเคลื่อนที่ หรือมีการเคลื่อนที่ของประจุจากส่วนที่เป็นขั้วบวกไปยังส่วนที่เป็นขั้วลบในวงจรไฟฟ้าอย่างชัดเจน การกำหนดแบบแผนทิศทางของกระแสไฟฟ้าดังกล่าวเรียกว่า '''กระแสสมมติ''' การเคลื่อนที่ของประจุลบในวงจรไฟฟ้าเรียกว่า '''กระแสอิเล็กตรอน''' คือหนึ่งในรูปแบบที่นิยมในการกำหนดทิศทางของกระแส ดังนั้นจะเห็นได้ว่าทิศทางของกระแสสมมติ (ดูการเคลื่อนที่ของประจุบวก) จะเคลื่อนที่ตรงข้ามกับทิศทางของกระแสอิเล็กตรอน (ดูการเคลื่อนที่ของประจุลบ) อย่างไรก็ตามขึ้นอยู่ที่การใช้งาน กระแสอิเล็กตรอนใช้ในการรวมประจุให้ไปในทิศทางเดียวกัน ส่วนกระแสสมมติก็ใช้วิเคราะห์ได้ง่ายและกว้าง
 
จากธรรมเนียมปฏิบัติในอดีต กระแสบวกถูกกำหนดให้มีทิศทางเดียวกันกับการไหลเนื่องจากประจุบวกที่มันมีอยู่ หรือมีการไหลส่วนของวงจรที่เป็นบวกมากที่สุดไปยังส่วนที่เป็นลบมากที่สุด การกำหนดกระแสในลักษณะนี้เรียกว่า[[กระแสตามธรรมเนียมปฏิบัติ]] การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบไปรอบ[[วงจรไฟฟ้า]] หนึ่งในรูปแบบของกระแสที่คุ้นเคยที่สุดจึงถือว่าเป็นบวกในทิศทาง ''ตรงกันข้าม'' กับทิศทางของอิเล็กตรอน<ref>
ในการเกิดกระแสไฟฟ้าจะผ่านวัสดุที่เรียกว่า[[ตัวนำไฟฟ้า]] มีวัสดุธรรมชาติมากมายที่สามารถก่อให้เกิดประจุได้ ตัวอย่างของกระแสไฟฟ้าที่อยู่ในวัตถุตัวนำก็คือ อิเล็กตรอนที่ไหลอยู่ในตัวนำไฟฟ้า อาทิโลหะ หรือการ[[อิเล็กโตรไลซิส]](คือการที่ไอออนไหลอยู่ในของเหลว) โดยปกติแล้วมันจะไหลช้ามากๆ บางทีเฉลี่ยเป็นแค่[[ความเร็วลอยเลื่อน]]เท่านั้น คิดเป็นเพียงเศษของมิลลิเมตรต่อวินาทีเลยทีเดียว [[สนามไฟฟ้า]]สามารถขับเคลื่อนด้วยตัวของมันเอง ด้วยการแพร่ไปด้วยความเร็วใกล้[[อัตราเร็วแสง|ความเร็วแสง]] ทำให้สัญญาณอิเล็กตรอนสามารถส่งผ่านไปยังสายตัวนำอย่างรวดเร็ว
{{Citation
| first = Robert | last = Ward
| title = Introduction to Electrical Engineering
| publisher = Prentice-Hall
| page = 18
| year = 1960}}
</ref> อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับหลายเงื่อนไข กระแสไฟฟ้าสามารถประกอบด้วยการไหลของอนุภาคในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง หรือแม้แต่ทั้งสองทิศทางในเวลาเดียวกัน การไหลตามธรรมเนียมปฏิบัติจากบวกไปลบมีการใช้อย่างกว้างขวางเพื่อทำให้สถานะการณ์นี้ง่ายขึ้น
 
[[ไฟล์:Lichtbogen 3000 Volt.jpg|thumb|left|สายไฟโลหะสองเส้นทำเป็นรูปตัว V กลับหัว [[ประกายไฟฟ้า]]ส้มขาวสว่างแถบทำให้ตาบอดจะไหลระหว่างปลายทั้งสอง เป็นการสาธิตให้เห็นถึงพลังงานของการไหลของกระแส]]
กระแสไฟฟ้ามีกรณีที่สังเกตเห็นได้ในหลายเหตุการณ์ ตามประวัติศาสตร์นั่นหมายความว่ามันเป็นที่รู้จักมานานแล้ว น้ำสามารถถูกแยกได้โดยกระแสจาก[[โวตาอิก ไพล์]] (แบตเตอรี่ของโวลต้า) ซึ่งค้นพบโดย[[วิลเลี่ยม นิโคลสัน]]กับ[[เซอร์ แอนโธนี คาร์ลิเซิล]]สองนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เมื่อคริสต์ศตวรรษที่ 1800 โดยกระบวนการอิเล็กโตรไลซิส ในเรื่องของไฟฟ้ากระแสยังมีการกล่าวถึง[[ความต้านทาน]] ซึ่งเกิดจากความร้อน ผลกระทบนี้[[เจมส์ เพรสคอต จูล]]ได้ทำการศึกษามันทางคณิตศาสตร์ในปี [[พ.ศ. 2383]] เรื่องสำคัญที่มีความเกี่ยวข้องกับกระแสเรื่องหนึ่งนั้นถูกค้นพบโดยบังเอิญโดย[[ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด|ฮันส์ คริสเตียน เออร์สเตด]]ในปี[[พ.ศ. 2363]] เมื่อครั้งที่เขากำลังเตรียมการสอน เขาพบเห็นกระแสในเส้นลวดทำให้เกิดแม่เหล็กขึ้นล้อมรอบ เออร์สเตดจึงค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า ซึ่งต่อมาเรียกว่าแม่เหล็กไฟฟ้า
 
กระบวนการที่ยอมกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวัสดุเรียกว่า[[การนำไฟฟ้า]] และธรรมชาติของมันสามารถแปรไปตามธรรมชาติของอนุภาคที่มีประจุและวัสดุที่อนุภาคเหล่านั้นจะไหลผ่าน ตัวอย่างของกระแสไฟฟ้าจะรวมถึงการนำกระแสของโลหะเมื่ออิเล็กตรอนไหลไปใน[[ตัวนำไฟฟ้า|ตัวนำ]]เช่นโลหะ อีกตัวอย่างหนึ่งคือ[[การแยกสลายด้วยไฟฟ้า]]เมื่อ[[ไอออน]] ([[อะตอม]]ที่มีประจุ) ไหลผ่านของเหลวหรือผ่าน[[พลาสมา]]เช่นสปากของไฟฟ้า ในขณะที่อนุภาคเองสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างเชื่องช้า บางครั้งด้วย[[ความเร็วลอย]]เฉลี่ยเพียงเศษของมิลิเมตรต่อวินาทีเท่านั้น<ref name=Duffin/>{{rp|17}} [[สนามไฟฟ้า]]ที่ขับพวกมันนั้นตัวมันเองแผ่กระจายที่ความเร็วใกล้กับ[[ความเร็วแสง]] เปิดโอกาสให้สัญญาณไฟฟ้าสามารถผ่านไปได้อย่างรวดเร็วไปตามเส้นลวด<ref>
ในทางวิศวกรรมหรือการใช้งานตามอาคารบ้านเรือน เรามักจะพบเจอกับกระแสไฟฟ้าอยู่บ่อยๆ ไม่ว่าจะเป็น[[ไฟฟ้ากระแสตรง]] (DC) หรือ[[ไฟฟ้ากระแสสลับ]] (AC)อย่าเรียนเลยเชื่อกู
{{Citation
| first = L. | last = Solymar
| title = Lectures on electromagnetic theory
| publisher = Oxford University Press
| page = 140
| year = 1984
| isbn = 0-19-856169-5}}
</ref>
 
กระแสไฟฟ้ามีกรณีทำให้เกิดผลกระทบที่สังเกตเห็นได้ในหลายเหตุการณ์ อย่าง ซึ่งตามประวัติศาสตร์นั่นหมายความว่ามันผลกระทบเหล่านั้นเป็นที่รู้จักมานานแล้ว วิธีการเพื่อการรับรู้การปรากฏตัวของมัน ที่ว่าน้ำสามารถถูกแยกสลายได้โดยกระแสจาก[[โวตาอิก ไพล์เซลล์กัลวานี]] (แบตเตอรี่ของโวลต้า) ซึ่งผลกระทบนี้ถูกค้นพบโดย[[วิลเลี่ยม นิโคลสัน]]กับ[[เซอร์ แอนโธนี คาร์ลิเซิล]] สองนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เมื่อคริสต์ศตวรรษที่ในปีคริสตศักราช 1800 โดยกระบวนการนี้ปัจจุบันเรียกว่า[[การแยกสลายด้วยไฟฟ้า]หรืออิเล็กโตรไลซิส งานของพวกเขาถูกขยายออกไปอย่างมหาศาลโดย[[ไมเคิล ฟาราเดย์]]ในเรื่องของไฟฟ้าปี 1833 กระแสยังมีการกล่าวถึงไฟฟ้าเมื่อไหลผ่าน[[ความต้านทาน]] ซึ่งมันทำให้เกิดจากความร้อนอยู่ภายใน ผลกระทบนี้[[เจมส์ เพรสคอต จูล]]ได้ทำการศึกษามันทางคณิตศาสตร์ในปี [[พ.ศ.1840<ref 2383]]name=Duffin/>{{rp|23–24}} เรื่องสำคัญหนึ่งในการคันพบที่มีความเกี่ยวข้องกับกระแสเรื่องหนึ่งนั้นที่สำคัญที่สุดถูกค้นพบโดยบังเอิญโดย[[ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด|ฮันส์ คริสเตียน เออร์สเตด]]ในปี[[พ.ศ. 2363]] 1820 เมื่อครั้งที่เขากำลังเตรียมการสอน เขาพบเห็นกระแสในเส้นลวดทำให้เกิดไปรบกวนเข็มของเข็มทิศแม่เหล็กขึ้นล้อมรอบ<ref เออร์สเตดจึงค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า ซึ่งต่อมาเรียกว่าแม่เหล็กไฟฟ้าname=berkson>
{{Citation
| first = William | last = Berkson
| title = Fields of Force: The Development of a World View from Faraday to Einstein
| publisher = Routledge
| page = 370
| year = 1974
| isbn = 0-7100-7626-6}} Accounts differ as to whether this was before, during, or after a lecture.</ref> เขาได้ค้นพบ[[ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า]] ซึ่งเป็นปฏิสัมพันธ์พื้นฐานระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า ระดับของการปลดปล่อยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดย[[การอาร์กด้วยไฟฟ้า]]จะสูงพอที่จะสร้าง[[การรบกวนจากแม่เหล็กไฟฟ้า]] ซึ่งสามารถก่อให้เกิดอันตรายกับการทำงานของอุปกรณ์ใกล้เคียง<ref>{{cite web | title = Lab Note #105 ''EMI Reduction - Unsuppressed vs. Suppressed'' | publisher = Arc Suppression Technologies | date = April 2011 | url = http://www.arcsuppressiontechnologies.com/arc-suppression-facts/lab-app-notes/| accessdate = March 7, 2012}}</ref>
 
ในทางวิศวกรรมหรือการใช้งานตามอาคารบ้านเรือน กระแสมักจะถูกอธิบายว่าเป็น[[ไฟฟ้ากระแสตรง]] (DC) หรือ[[ไฟฟ้ากระแสสลับ]] (AC) คำศัพท์เหล่านี้บอกว่ากระแสจะแปรเปลี่ยนตามเวลาได้อย่างไร กระแสตรงอย่างที่ถูกผลิตขึ้นโดย[[แบตเตอรี]]และเป็นที่ต้องการของอุปกรณ์[[อิเล็กทรอนิกส์]]ส่วนใหญ่ จะไหลไปในทิศทางเดียวคือจากขั้วบวกผ่านวงจรภายนอกไปยังขั้วลบ<ref name=bird>
{{citation
| first = John | last = Bird
| title = Electrical and Electronic Principles and Technology, 3rd edition
| publisher = Newnes
| year = 2007
| isbn = 9781417505432}}
</ref>{{rp|11}} ถ้า อย่างที่เกิดขึ้นเป็นส่วนใหญ่ การไหลนี้ถูกนำพาโดยอิเล็กตรอน พวกมันจะต้องเดินทางไปในทิศทางตรงกันข้าม กระแสสลับเป็นกระแสที่ไหลในทิศทางกลับไปกลับมาซ้ำ ๆ กัน; เกือบตลอดเวลาการไหลนี้ใช้รูปแบบของ[[คลื่นไซน์]]<ref name=bird/>{{rp|206–207}} ดังนั้นกระแสสลับจะไหลไปและกลับมาภายในตัวนำโดยปราศจากประจุที่เคลื่อนที่เป็นระยะทางสุทธิใดในช่วงเวลา ค่าของกระแสสลับเฉลี่ยตามเวลาเป็นศูนย์ แต่มันส่งมอบพลังงานในทิศทางแรกก่อน จากนั้นก็ทิศทางย้อนกลับ กระแสสลับได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติทางไฟฟ้​​าที่ไม่ถูกรับรู้ภายใต้สภาวะมั่นคงของกระแสตรง เช่น[[อินดักแตนซ์]]และ[[คาปาซิแตนซ์]]<ref name=bird/>{{rp|223–225}} อย่างไรก็ตามคุณสมบัติเหล่านี้อาจมีความสำคัญเมื่อวงจรอยู่ภายใต้สัญญาณไฟกระโชก ({{lang-en|transient}}) เช่นเมื่อถูกป้อนพลังงานไฟฟ้าครั้งแรก
 
=== สนามไฟฟ้า ===
2,628

การแก้ไข