1: ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ และความปลอดภัย

หน่วยการเรียนรู้ที่ 1: ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ และความปลอดภัย

1. ความหมายของไฟฟ้าและปรากฏการณ์พื้นฐาน

• ไฟฟ้าคืออะไร: พลังงานรูปแบบหนึ่งที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน หรืออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า
• ประจุไฟฟ้า (Electric Charge): คุณสมบัติพื้นฐานของอนุภาค มี 2 ชนิด:
  • ประจุบวก (+): เช่น โปรตอน
  • ประจุลบ (-): เช่น อิเล็กตรอน
  • กฎแรงระหว่างประจุ: ประจุชนิดเดียวกันผลักกัน, ประจุต่างชนิดกันดูดกัน
• กระแสไฟฟ้า (Electric Current): การไหลของประจุไฟฟ้า (โดยทั่วไปคืออิเล็กตรอน) ผ่านตัวนำ
  • หน่วยวัด: แอมแปร์ (Ampere, A)
  • ทิศทางการไหล:
    • กระแสสมมติ (Conventional Current): ไหลจากขั้วบวก (+) ไปยังขั้วลบ (-) (เป็นทิศทางที่ใช้ในวงจรไฟฟ้า)
    • กระแสอิเล็กตรอน (Electron Flow): ไหลจากขั้วลบ (-) ไปยังขั้วบวก (+) (เป็นทิศทางการไหลจริงของอิเล็กตรอน)
• แรงดันไฟฟ้า (Voltage): ความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด 2 จุด ทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้า
  • หน่วยวัด: โวลต์ (Volt, V)
  • เปรียบเทียบ: เหมือนความต่างของระดับน้ำที่ทำให้เกิดการไหลของน้ำ
• กำลังไฟฟ้า (Electric Power): อัตราการใช้พลังงานไฟฟ้า
  • หน่วยวัด: วัตต์ (Watt, W)
  • สูตร: P = IV (กำลังไฟฟ้า = แรงดันไฟฟ้า x กระแสไฟฟ้า)
• ความต้านทานไฟฟ้า (Resistance): คุณสมบัติของวัสดุในการต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า
  • หน่วยวัด: โอห์ม (Ohm, Ω)

2. แหล่งกำเนิดไฟฟ้า

• เซลล์ไฟฟ้า (Electric Cell):
  • เซลล์ปฐมภูมิ (Primary Cell): ใช้แล้วทิ้ง เช่น ถ่านไฟฉาย
  • เซลล์ทุติยภูมิ (Secondary Cell): ชาร์จไฟใหม่ได้ เช่น แบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ
• แหล่งจ่ายไฟ (Power Supply):
  • แหล่งจ่ายไฟกระแสตรง (DC Power Supply): จ่ายแรงดันไฟฟ้าคงที่ เช่น แบตเตอรี่, อะแดปเตอร์
  • แหล่งจ่ายไฟกระแสสลับ (AC Power Supply): จ่ายแรงดันไฟฟ้าสลับไปมา เช่น ไฟฟ้าตามบ้าน

3. ประเภทของไฟฟ้า

• ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current, DC): กระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางเดียวตลอดเวลา
  • แหล่งกำเนิด: แบตเตอรี่, เซลล์แสงอาทิตย์, แหล่งจ่ายไฟ DC
• ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current, AC): กระแสไฟฟ้าไหลกลับไปกลับมาเป็นรอบ
  • แหล่งกำเนิด: เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator), ไฟฟ้าตามบ้าน
  • รูปคลื่น: โดยทั่วไปเป็นรูปคลื่นไซน์ (Sine Wave)

4. สัญลักษณ์ทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น

• ความสำคัญ: ใช้แทนอุปกรณ์และส่วนประกอบต่างๆ ในวงจรไฟฟ้า ทำให้เขียนและอ่านวงจรได้ง่าย
• ตัวอย่างสัญลักษณ์ที่พบบ่อย:
  • ตัวต้านทาน (Resistor):
  • ตัวเก็บประจุ (Capacitor):
  • ตัวเหนี่ยวนำ (Inductor):
  • ไดโอด (Diode):
  • แหล่งจ่ายไฟ DC:
  • แหล่งจ่ายไฟ AC:
  • กราวด์ (Ground): (เพิ่มรูปสัญลักษณ์)*

5. อันตรายจากไฟฟ้า และหลักการความปลอดภัย

• อันตรายจากไฟฟ้า:
  • ไฟฟ้าช็อต (Electric Shock): กระแสไฟฟ้าไหลผ่านร่างกาย ทำให้เกิดการบาดเจ็บ หรือเสียชีวิต
  • ไฟฟ้าดูด (Electrocution): ไฟฟ้าช็อตจนเสียชีวิต
  • ไฟไหม้ (Fire): ไฟฟ้าลัดวงจรทำให้เกิดความร้อนสูง และอาจเกิดไฟไหม้ได้
  • การระเบิด (Explosion): เกิดขึ้นได้ในบางกรณี เช่น แบตเตอรี่ระเบิด
• หลักการความปลอดภัย:
  • อย่าสัมผัสอุปกรณ์ไฟฟ้าขณะที่ร่างกายเปียก
  • ตรวจสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าให้อยู่ในสภาพดีเสมอ
  • อย่าใช้ไฟฟ้าเกินกำลังของอุปกรณ์
  • ติดตั้งสายดิน (Grounding) เพื่อป้องกันไฟฟ้ารั่ว
  • ใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) ที่เหมาะสม เช่น ถุงมือยาง, รองเท้านิรภัย
  • ตัดวงจรไฟฟ้าก่อนทำการซ่อมแซม
  • เรียนรู้การปฐมพยาบาลเบื้องต้นกรณีถูกไฟฟ้าช็อต
  • หากไม่แน่ใจ ให้ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญ

กิจกรรมการเรียนรู้:

1. บรรยาย: อธิบายเนื้อหาตามหัวข้อข้างต้น
2. สาธิต: แสดงตัวอย่างอุปกรณ์ไฟฟ้า, การทำงานของเซลล์ไฟฟ้า, การเกิดไฟฟ้าสถิต
3. อภิปราย: ร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับอันตรายจากไฟฟ้า และวิธีการป้องกัน
4. ทำใบงาน: ตอบคำถาม, วาดรูปสัญลักษณ์, เติมคำในช่องว่าง
5. ทดลองเบื้องต้น (ถ้ามี): การทดลองเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตอย่างง่าย, การต่อวงจรไฟฟ้าอย่างง่าย (ด้วยอุปกรณ์ที่ไม่เป็นอันตราย)
6. กรณีศึกษา: วิเคราะห์ข่าวอุบัติเหตุจากไฟฟ้า และระบุสาเหตุและวิธีป้องกัน

การประเมิน:

• สังเกตพฤติกรรมการมีส่วนร่วมในการอภิปราย
• ตรวจใบงาน
• ทดสอบย่อย (Quiz)
• ประเมินจากการทดลอง (ถ้ามี)

หมายเหตุ:

• เนื้อหาสามารถปรับเพิ่ม/ลดได้ตามระดับของผู้เรียน
• อาจเพิ่มสื่อการสอนอื่นๆ เช่น วิดีโอ, ภาพ, แอนิเมชัน เพื่อให้ผู้เรียนเข้าใจได้ง่ายขึ้น
• เน้นย้ำเรื่องความปลอดภัยในการทำงานกับไฟฟ้าเสมอ