Pantip-Cafe | Pantip-TechExchange | PantipMarket.com | Chat | PanTown.com | BlogGang.com | Torakhong.org | GameRoom


    การเปรียบเทียบสายไฟเป็นท่อน้ำ เพื่อง่ายต่อการวิเคราะห์การทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในวงจร

    บทนำเรื่อง
    ในวิชาอิเล็กทรอนิกส์  เมื่อได้ทำความเข้าใจในการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แต่ละตัวแล้ว  ก็ได้สงสัยต่อหลักการแนวคิดหนึ่งที่เคยได้ยินในอดีตมาก่อนว่า การไหลของไฟฟ้าเหมือนการไหลของน้ำ  ในเบื้องต้นก็ยังไม่เข้าใจเท่าที่ควร  แต่เมื่อลองนำกลับมาพิจารณาใหม่ดีๆ แนวคิดดังกล่าวน่าจะหมายถึงท่อน้ำที่หัวต่อท้ายเป็นวงกลม  และมีน้ำอยู่เต็มท่อ  ด้วยเหตุนี้น้ำจึงไหลขึ้นที่สูงได้เหมือนไฟฟ้า  และก็เริ่มมองต่อไปว่า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหลายจะสามารถแทนลงไปในท่อน้ำได้หรือไม่ และแทนได้กับอะไรในท่อน้ำได้บ้าง  ก็พบว่าเป็นสิ่งที่สามารถเปรียบเทียบกันได้อย่างน่าประหลาด  และทำให้รู้สึกประทับใจในแก่นแท้ของวิชาฟิสิกส์  สุดแต่เราจะมองเห็นหรือไม่เท่านั้น  อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แต่ละตัวผมใช้เวลาคิดไม่เท่ากัน  บางตัวก็ง่ายบางตัวก็ยาก  แต่เมื่อคิดเปรียบเทียบสายไฟฟ้าเป็นท่อน้ำได้แล้ว  พบว่าทำให้การวิเคราะห์วงจรนั้นง่ายขึ้น  เรื่องไฟฟ้าที่เคยดูเป็นสิ่งที่มองไม่เห็นและเข้าใจยาก  ก็จะไม่เกินอำนาจจินตนาการที่เราจะวิเคราะห์ได้อีกต่อไป  แต่ทั้งนี้ ความสามารถของผมก็ยังจำกัดอยู่เช่นกัน  เพราะผมยังไม่สามารถเปรียบเทียบ ทรานซิสเตอร์ ในท่อน้ำได้  จึงสงสัยว่า อาจจะไม่ใช่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกตัวที่เปรียบเทียบลงในท่อน้ำได้  แต่ถ้าหากต่อไปผมสามารถคิดได้  จะนำมาเล่าสู่กันฟังใหม่นะครับ  หากผู้อ่านมีเวลาก็ลองนำไปคิดดูด้วยนะครับ  เพราะถ้ามีแนวคิดเปรียบเทียบได้สำเร็จครบทุกตัวแล้ว  เป็นไปได้ว่าอาจจะมีการประดิษฐ์เป็นชุดสาธิตทำจากท่อน้ำจริงๆ เพื่อให้ผู้ศึกษาเข้าใจชัดเจนยิ่งขึ้น  เรื่องนี้ผมจะเริ่มเรียงจากเรื่องที่ง่ายที่สุดลงไป  ท้ายเรื่องจะตั้งหัวข้อเป็นโจทย์วิเคราะห์วงจรง่ายๆ เพื่อทำความเข้าใจให้กระจ่างยิ่งขึ้น  และจะมีแถมท้ายเรื่องกฎการวิเคราะห์วงจร 2 ข้อของข้าพเข้าซึ่งไม่ยากนัก  แต่ไม่เคยเห็นในหลักสูตรการเรียน  ถ้าผู้เรียนได้ทราบกฎดังกล่าว  ก็น่าจะมีประโยชน์ในการวิเคราะห์วงจรมากด้วย

    * * * * * * * * * *

    แหล่งจ่ายแรงดัน  เปรียบเทียบได้กับกังหันปั่นน้ำภายในท่อ  ซึ่งเป็นกังหันในทางทฤษฏีคือ  สามารถหมุนถึงความเร็วที่ต้องการได้ทันทีโดยไม่ต้องใช้เวลาระยะหนึ่งในการออกตัว  ความเร็วกังหันจึงเป็นสัดส่วนตรงกับค่ากระแส  กังหันหมุนเร็วเท่าไรกระแสก็มีมากเท่านั้น  สำหรับความหมายของกระแสไฟฟ้าก็คือจำนวนอิเล็กตรอนที่ไหลผ่านหน้าตัดตัวนำต่อหน่วยเวลา  จึงเทียบได้กับปริมาณน้ำที่ไหลผ่านหน้าตัดท่อในหนึ่งหน่วยเวลานั่นเอง  ในท่อน้ำนี้กระแสจึงเป็นสิ่งที่มองเห็นด้วยตาเปล่า  ส่วนแรงดันนั้นจะเป็นสิ่งที่มองไม่เห็น  แรงดันในท่อน้ำในนิยามของข้าพเจ้าจึงหมายถึง “ค่าความสามารถในการรักษาความเร็วกังหันให้คงที่” หรือในทางไฟฟ้าคือ “ค่าความสามารถในการรักษาค่ากระแสให้คงที่นั่นเอง” (เช่น วงจรสองวงจรที่มีค่ากระแสเท่ากัน แต่แรงดันต่างกัน  เมื่อต่อตัวความต้านทานค่าเท่ากันลงในวงจรทั้งสอง  กระแสของวงจรที่มีแรงดันมากกว่าจะลดลงนิดหน่อย  แต่กระแสของวงจรที่มีแรงดันน้อยกว่าจะลดลงมากกว่า)  เราจะรู้แรงดันได้ก็โดยเอามือไปจับกังหัน  ถ้าจับแล้วกังหันหมุนช้าลงก็แสดงว่าแรงดันน้อย  ถ้าจับแล้วยังหมุนฝืนมือเราอยู่ได้ด้วยความเร็วเกือบเท่าเดิมก็แสดงว่าแรงดันมาก

     
     

    จากคุณ : สมภพ เจ้าเก่า - [ 14 พ.ค. 51 18:06:57 ]

 
 

ข้อความหรือรูปภาพที่ปรากฏในกระทู้ที่ท่านเห็นอยู่นี้ เกิดจากการตั้งกระทู้และถูกส่งขึ้นกระดานข่าวโดยอัตโนมัติจากบุคคลทั่วไป ซึ่ง PANTIP.COM มิได้มีส่วนร่วมรู้เห็น ตรวจสอบ หรือพิสูจน์ข้อเท็จจริงใดๆ ทั้งสิ้น หากท่านพบเห็นข้อความ หรือรูปภาพในกระทู้ที่ไม่เหมาะสม กรุณาแจ้งทีมงานทราบ เพื่อดำเนินการต่อไป



Pantip-Cafe | Pantip-TechExchange | PantipMarket.com | Chat | PanTown.com | BlogGang.com | Torakhong.org | GameRoom