อิเล็กทรอนิกส์

แนวการเขียนบันทึกผลกิจกรรมสื่ออิเล็กทรอนิกส์ 5 ชิ้น สำหรับวิทยากร 

·       หน้าที่การทำงานของไดโอด

·       หน้าที่การทำงานของทรานซิสเตอร์

·       หน้าที่การทำงานของรีซิสเตอร์

·       หน้าที่การทำงานของคอนเดนเซอร์

·       หน้าที่การทำงานของไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์ 

การเขียนบันทึกผลกิจกรรม ให้เขียนตามความเข้าใจที่สามารถสื่อความหมายได้ และ

อธิบายผลที่เกิดขึ้นให้ตรงกับความเป็นจริงที่ได้จากการทดลอง อาจจะมีความคลาดเคลื่อนไปจากแนวการเขียนบันทึกผลกิจกรรมที่เขียนอธิบายไว้ก็ได้ เพราะวิทยาศาสตร์เป็นวิชาที่ยอมรับกัน
ด้วยเหตุผล ผู้ที่คิดถูกต้องอย่างชาญฉลาด ถึงแม้จะหลุดกรอบเดิม ๆ บุคคลเหล่านี้ต่างหาก
ที่ควรฝากความหวัง 

บันทึกผลกิจกรรม

หน้าที่การทำงานของไดโอด

 

บันทึกผลการทดลอง

                นำถ่านไฟฉายขนาดเล็ก 4 ก้อนใส่ในกระบะถ่านไฟฉายของชุดทดลอง และนำหลอดไฟฉายทนไฟได้ 6 โวลต์ใส่ที่ขั้วหลอดของชุดทดลองแล้วนำไดโอดวางตรงจุดทดลอง เหมือนภาพชุดทดลองการวางไดโอดตรงจุดทดลองครั้งที่ 1 ทำให้หลอดไฟฉายในชุดทดลองติดหรือมีแสงสว่างเกิดขึ้น

                จากนั้นได้กลับขั้วไดโอดให้เป็นขั้วตรงกันข้ามกับการวางที่จุดทดลองครั้งที่ 1 ปฏิบัติเหมือนภาพชุดทดลองและการวางไดโอดลงตรงจุดทดลองครั้งที่ 2 ปรากฏว่าหลอดไฟฉายใน
ชุดทดลองไม่ติดและไม่มีผลใด ๆ เกิดขึ้น 

จากผลการทดลอง ร่วมกันคิดและตอบคำถาม

1.       จากการวางไดโอดลงตรงจุดทดลอง ครั้งที่ 1 กับครั้งที่ 2 ผลที่เกิดขึ้นกับหลอดไฟฉาย

แตกต่างกัน ทราบได้จากการสังเกตผลที่เกิดขึ้นกับหลอดไฟฉาย การวางเหมือนภาพชุดทดลอง
การวางไดโอดตรงจุดทดลองครั้งที่ 1 ทำให้หลอดไฟฉายมีแสงสว่างแต่การวางโดยการกลับขั้ว
ไดโอดจากการวางครั้งที่ 1 คือปฏิบัติเหมือนภาพชุดทดลองและการวางไดโอดลงตรงจุดทดลอง
ครั้งที่ 2 หลอดไฟฉายไม่ติด

2.       ผลที่ได้จากการทดลอง (ตามข้อ 1) ที่เป็นเช่นนั้นเพราะไฟบวกจากขั้วบวกของ

แหล่งจ่ายไฟ 6 โวลต์ สามารถไหลเข้าทางขั้วอาโหนดของไดโอดและไหลออกทางขั้วคาโถดได้
แต่ไม่สามารถไหลเข้าทางขั้วคาโถดของไดโอดได้ 

สรุปผลการทำกิจกรรม

                ไดโอดเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ทางเดียว 

บันทึกผลกิจกรรม

หน้าที่การทำงานของทรานซิสเตอร์ 

บันทึกผลการทดลอง

                นำถ่านไฟฉายขนาดเล็ก 4 ก้อนใส่ในกระบะถ่านไฟฉายของชุดทดลอง และนำหลอด
ไฟฉายทนไฟได้ 6 โวลต์ ใส่ที่ขั้วหลอดของชุดทดลองแล้ว กดสวิตช์ในชุดทดลองแล้วปล่อยสวิตช์ เหมือนภาพชุดทดลองหน้าที่การทำงานของทรานซิสเตอร์ สังเกตผลที่เกิดขึ้นกับหลอดไฟฉาย
ขณะกดสวิตช์หลอดไฟฉายจะติด และปล่อยสวิตช์หลอดไฟฉายจะดับ ได้ดูวิธีการต่อวงจรจาก
ชุดทดลองหน้าที่การทำงานของทรานซิสเตอร์และดูแผนภาพชุดทดลองหน้าที่การทำงานของทรานซิสเตอร์แล้ว เห็นว่าเป็นทรานซิสเตอร์เบอร์ 2SC1061 ขาเบส (B) ของทรานซิสเตอร์ ไปต่อกับสวิตช์ของชุดทดลองจากอีกด้านหนึ่งของสวิตช์มีรีซิสเตอร์ (R) ค่า 560 โอห์ม ต่ออนุกรมอยู่และขาอีกข้างหนึ่งของรีซิสเตอร์ (R) ต่อกับไฟบวกของแหล่งจ่ายไฟ6 โวลต์ จากนั้นดูที่ขั้วของหลอดไฟฉายซึ่งมี 2 ขั้ว ขั้วหนึ่งต่อกับไฟบวก 6 โวลต์ และอีกขั้วหนึ่งต่อกับขาคอลเล็คเตอร์ (C)
ของทรานซิสเตอร์และขาอีมิตเตอร์ (E) ของทรานซิสเตอร์ต่อเข้ากับไฟลบของแหล่งจ่ายไฟ 6 โวลต์ หรือต่อลงกราวด์ เพราะไฟลบในวงจรส่วนมากจะต่อลงจุดร่วมกัน และเรียกจุดนี้ว่ากราวด์ 

ผลจากการทดลอง ร่วมกันคิดและตอบคำถาม

1.       การกดสวิตช์ในชุดทดลอง หน้าที่การทำงานของทรานซิสเตอร์ คือการจ่ายแรงดัน

ไฟฟ้าไบอัสตามระหว่างขาอีมิตเตอร์ (E) กับขาเบส (B)

2.       ผลที่ได้จากการทดลองคือเมื่อกดสวิตช์แล้วหลอดไฟฉายติดสว่าง ถ้าปล่อยสวิตช์

หลอดไฟฉายจะดับที่เป็นเช่นนั้นเพราะ การกดสวิตช์ในชุดทดลองหน้าที่การทำงานของทรานซิสเตอร์คือการจ่ายแรงดันไฟฟ้าไบอัสตามระหว่างขาอีมิตเตอร์ (E) กับขาเบส (B)
แสดงว่าทรานซิสเตอร์เบอร์ 2SC1061 ซึ่งเป็นชนิด NPN จากการทดลองในชุดทดลองหน้าที่
การทำงานของทรานซิสเตอร์ชุดนี้ ทรานซิสเตอร์จะทำงานได้เมื่อจ่ายไฟให้กับขาเบส (B) 

สรุปผลการทดลอง

ทรานซิสเตอร์ในชุดทดลองหน้าที่การทำงานของทรานซิสเตอร์ชุดนี้ เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ เพราะดูจากการต่อวงจรชุดหน้าที่การทำงานของทรานซิสเตอร์ และดูแผนภาพชุดทดลองหน้าที่การทำงานของทรานซิสเตอร์แล้ว จะเห็นว่ามีไฟบวก 6 โวลต์
จากแหล่งจ่ายผ่านหลอดไฟฉาย มารออยู่ที่ขาคอลเล็คเตอร์ (C) ของทรานซิสเตอร์ เบอร์ 2SC1061 แต่ยังไม่สามารถทำงานได้และเมื่อนำไฟบวก 6 โวลต์ จากแหล่งจ่ายผ่านรีซีสเตอร์ (R) ค่า 560 โอห์ม ไปจ่ายให้กับขาเบส (B) ของทรานซิสเตอร์ตัวเดียวกัน จะเห็นหลอดไฟฉายสว่างขึ้นทันที เหมือนเปิดสวิตช์ไฟเพื่อให้หลอดไฟฉายติดแสดงว่าทรานซิสเตอร์ในวงจรชุดหน้าที่การทำงานของทรานซิสเตอร์สามารถทำงานได้ โดยกระแสไฟฟ้าจะไหลจากขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ 6 โวลต์ ผ่านหลอดไฟฉายเข้าที่ขาคอลเล็คเตอร์ (C) ไปออกที่ขาอีมิตเตอร์ (E) ไหลไปครบวงจรที่กราวด์ (ขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟ 6 โวลต์) 

 

บันทึกผลกิจกรรม

หน้าที่การทำงานของรีซีสเตอร์ 

บันทึกผลการทดลอง

                นำถ่านไฟฉายขนาดเล็ก 4 ก้อนใส่ในกระบะถ่านไฟฉายของชุดทดลอง นำหลอดไฟฉายทนไฟได้ 6 โวลต์ใส่ที่ขั้วหลอดของชุดทดลอง จากนั้นนำรีซีสเตอร์ค่า 1 โอห์ม 10 โอห์มและ
20 โอห์ม ตามลำดับ วางตรงจุดทดลองของชุดทดลองแล้วสังเกตผลที่เกิดขึ้นกับหลอดไฟฉาย ปรากฏว่าหลอดไฟฉายติดมีความสว่างแตกต่างกันดังนี้ เมื่อนำรีซิสเตอร์ค่า 1 โอห์ม วางตรง
จุดทดลองหลอดไฟฉายมีความสว่างมาก นำรีซิสเตอร์ค่า 10 โอห์ม วางตรงจุดทดลองหลอดไฟฉายมีความสว่างปานกลาง และนำรีซิสเตอร์ค่า 20 โอห์ม วางตรงจุดทดลองหลอดไฟฉาย
มีความสว่างน้อย

ตัวที่

ค่ารีซิสเตอร์

ความสว่าง

หมายเหตุ

1

2

3

1 โอห์ม

10 โอห์ม

20 โอห์ม

มาก

ปานกลาง

น้อย

 

 

จากผลการทดลอง ร่วมกันคิดและตอบคำถาม

1.       จากการวางรีซิสเตอร์ตรงจุดทดลองทั้ง 3 ตัวคือค่า 1 โอห์ม 10 โอห์ม และ 20 โอห์ม

ตามลำดับ แล้วสังเกตความสว่างของหลอดไฟฉาย เมื่อเปรียบเทียบความสว่างกันแล้ว มีความสว่างแตกต่างกันดังนี้ เมื่อวางรีซีสเตอร์ค่า 1 โอห์ม ตรงจุดทดลองหลอดไฟฉายมีความสว่างมาก
วางรีซีสเตอร์ค่า 10 โอห์มตรงจุดทดลอง หลอดไฟฉายมีความสว่างปานกลาง และวางรีซิสเตอร์
ค่า 20 โอห์มตรงจุดทดลองหลอดไฟฉายมีความสว่างน้อย

2.       ผลที่ได้จากการทดลองคือ เมื่อวางรีซิสเตอร์ทั้ง 3 ตัว ลงตรงจุดทดลองแล้วมีความ

สว่างแตกต่างกันที่เป็นเช่นนี้เพราะรีซิสเตอร์ทั้ง 3 ตัว ซึ่งมีค่าความต้านทานแตกต่างกันย่อมทำให้การไหลของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวมันเอง มีความแตกต่างกันด้วย 

สรุปผลการทำกิจกรรม

1.       รีซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่ต้านทานการไฟไหลของกระแสไฟฟ้า

เพื่อประโยชน์คือ นำรีซิสเตอร์ไปจัดกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในวงจรต่าง ๆ ซึ่งมีความต้องการกระแสไฟฟ้าในการทำงานไม่เท่ากัน ให้มีความลงตัว

2.       รีซิสเตอร์ค่าน้อยเช่น ค่า 1 โอห์ม จะต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้าน้อยกว่า

รีซิสเตอร์ที่มีค่ามาก เช่น ค่า 20 โอห์ม เป็นต้น โดยสังเกตการแสดงผลจากความสว่างของ
หลอดไฟฉายในชุดทดลอง

 

บันทึกผลกิจกรรม

หน้าที่การทำงานของคอนเดนเซอร์ 

บันทึกผลการทดลอง

                นำถ่านไฟฉายขนาดเล็ก 4 ก้อนใส่ในกระบะถ่านไฟฉายของชุดทดลอง นำหลอดไฟฉายทนไฟได้ 6 โวลต์ใส่ที่ขั้วหลอดของชุดทดลอง จากนั้นนำคอนเดนเซอร์ค่า 100 ไมโครฟารัด,
1,000 ไมโครฟารัดและ 2,200 ไมโครฟารัด ตามลำดับ และปฏิบัติกับคอนเดนเซอร์ทุกตัวเหมือนกันคือ นำไปวางตรงชุดชาร์จ (จุดเก็บประจุ) โดยให้ขั้วของคอนเดนเซอร์ ตรงกับขั้วของไฟฟ้า
ซึ่งทำเครื่องหมายไว้ที่จุดทดลองแล้ว ใช้เวลาวางประมาณ 10 วินาที จากนั้นนำคอนเดนเซอร์
ตัวเดียวกันวางตรงจุดดิสชาร์จ (จุดคลายประจุ) โดยให้ขั้วของคอนเดนเซอร์ตรงกับขั้วของจุด
ดิสชาร์จ (จุดคลายประจุ) ที่ทำเป็นเครื่องหมายไว้ ผลที่เกิดขึ้นคือ LED จะติด เมื่อ LED ติด เริ่มจับเวลาหรือเริ่มนับทันทีไปจนกว่า LED จะดับ จากนั้นนำเวลาหรือจำนวนนับที่ได้จากการทดลองคอนเดนเซอร์ทั้ง 3 ค่า แล้วเปรียบเทียบเวลาหรือจำนวนนับ ซึ่งจะมีค่าแตกต่างกัน ดังตารางที่ได้สมมุติเป็นตัวอย่าง จะจับเวลาหรือจำนวนนับอย่างใดอย่างหนึ่งก็ได้

ตัวที่

ค่าคอนเดนเซอร์

ขณะที่ LED ติด

หมายเหตุ

จับเวลาได้

จำนวนนับได้

1

2

3

100 mF

1,000 mF

2,200 mF

1 วินาที

10 วินาที

22 วินาที

1

10

22

ข้อมูลนี้ไม่ได้จากการทดลองจริง สมมุติเป็นกรณีตัวอย่างเท่านั้น

 

จากผลการทดลอง ร่วมกันคิดและตอบคำถาม

1.       จากการวางคอนเดนเซอร์ตรงจุดทดลองทั้ง 3 ตัวคือ ค่า 100 ไมโครฟารัด 1,000

ไมโครฟารัด และ 2,200 ไมโครฟารัด ตามลำดับ ช่วงเวลาที่ LED ติด มีแสงสว่างจับเวลาหรือจำนวนนับได้ต่างกัน คอนเดนเซอร์ตัวที่มีค่าน้อยจับเวลาหรือจำนวนนับได้น้อยกว่า และตัว
ที่มีค่ามากจับเวลาหรือจำนวนนับได้มากกว่า

2.       ผลที่ได้จากการทดลองตามที่ได้กล่าวแล้วในข้อ 1 และตามตารางบันทึกผลการทดลอง

การที่มีผลออกมาเช่นนั้นแสดงว่าคอนเดนเซอร์ค่าน้อยเก็บประจุไฟไว้ได้น้อย และคอนเซอร์ค่ามาก เก็บประจุไฟไว้ได้มาก 

สรุปผลการทำกิจกรรม

1.       จากการทดลองในชุดทดลองหน้าที่การทำงานของคอนเดนเซอร์ชุดนี้ คอนเดนเซอร์

เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำหน้าที่เก็บประจุไฟฟ้า

2.       คอนเดนเซอร์ค่าน้อยเช่นค่า 100 ไมโครฟารัด ทำหน้าที่ต่างกันกับคอนเดนเซอร์ที่มี

ค่ามาก เช่นค่า 2200 ไมโครฟารัดคือ คอนเดนเซอร์ค่าน้อย จะเก็บประจุไฟฟ้าได้น้อยกว่า
คอนเดนเซอร์ที่มีค่ามาก 

บันทึกผลกิจกรรม

หน้าที่การทำงานไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์ 

บันทึกผลการทดลอง

                นำถ่านไฟฉายขนาดเล็ก 4 ก้อน ใส่ในกระบะถ่านไฟฉายของชุดทดลองหน้าที่การทำงานไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์ นำหลอดไฟฉายทนไฟได้ 6 โวลต์ ใส่ขั้วหลอดของชุดทดลอง ผลที่เกิดขึ้นคือหลอดไฟฉายในชุดทดลองติดมีแสงสว่าง จากนั้นนำปลั๊กจากชุดทดลองหน้าที่การทำงานไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์ เสียบเข้ากับปลั๊กไฟ 220 โวลต์ ผลที่เกิดขึ้นคือหลอดไฟฉายในชุดทดลองหน้าที่การทำงานไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์ดับ ได้ทำการทดลองซ้ำหลายครั้ง โดยนำปลั๊กไฟของชุดทดลองเสียบเข้ากับปลั๊กไฟ 220 โวลต์ แล้วถอดปลั๊กออก ผลที่เกิดขึ้นเหมือนกับการทดลองครั้งแรก

 

จากผลการทดลอง ร่วมกันคิดและตอบคำถาม

1.       เมื่อนำถ่านไฟฉายขนาดเล็ก 4 ก้อน ใส่ในกระบะถ่านไฟฉายของชุดทดลองหน้าที่

การทำงานไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์ และนำหลอดไฟฉาย ทนไฟ 6 โวลต์ ใส่ที่ขั้วหลอดของชุดทดลอง แล้วสังเกตผลที่เกิดขึ้นกับหลอดไฟฉายคือ หลอดไฟฉายจะติดมีแสงสว่าง ที่เป็นเช่นนั้นเพราะได้ออกแบบวงจรไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์ เพื่อใช้ในกรณีไฟฟ้า 220 โวลต์ หรือไฟบ้านดับ ให้วงจรนี้จ่ายไฟจากแหล่งจ่ายสำรองให้กับหลอดไฟฉายและขณะปฏิบัติการทดลองในขั้นตอนนี้ยังไม่ได้เสียบปลั๊กไฟฟ้า 220 โวลต์ จึงเท่ากับไฟฟ้า 220 โวลต์ดับหลอดไฟฉายจึงติดสว่าง

2.       หลังจากได้ปฏิบัติตามข้อ 1 แล้วนำปลั๊กไฟของชุดทดลองไปเสียบเข้ากับปลั๊กไฟฟ้า

220 โวลต์ ผลที่เกิดขึ้นกับหลอดไฟฉายคือ หลอดไฟฉายดับ ที่เป็นเช่นนั้นเพราะได้ออกแบบวงจรไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์ เพื่อใช้ในกรณีไฟฟ้า 220 โวลต์หรือไฟบ้านดับ จะได้มีไฟสำรองที่ส่องสว่าง เมื่อเสียบปลั๊กของชุดทดลองไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์ เข้ากับไฟฟ้า 220 โวลต์ จึงเท่ากับไฟฟ้า 220 โวลต์หรือไฟบ้านมีเป็นปกติ ชุดจ่ายไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์จึงไม่ทำงานและหลอดไฟฉายดับไม่มีแสงสว่าง

3.       ร่วมกันอภิปรายผลที่ได้จากการทดลองคือเมื่อนำปลั๊กไฟของชุดทดลองหน้าที่การ

ทำงานไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์ เสียบเข้ากับไฟ 220 โวลต์หรือไฟบ้าน เป็นผลให้หลอดไฟฉาย
ในชุดทดลองดับ แต่ถ้าถอดปลั๊กออกจากไฟ 220 โวลต์ หลอดไฟฉายจะติดที่เป็นเช่นนั้นได้อภิปรายร่วมกันดังนี้  ดูจากวงจรชุดทดลองหน้าที่การทำงานไฟฉุกเฉิน 6 โวลต์แล้วพอจะแบ่งหลักการทำงานเพื่อให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจออกเป็น 2 ภาค

 

ภาคที่