แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

            จากการศึกษาในวิชาไฟฟ้าสถิต  เราจะเห็นได้ว่าประจุไฟฟ้าจะเคลื่อนที่เป็นกระแสไฟฟ้าก็ต่อเมื่อมีความต่างศักย์ไฟฟ้าเกิดขึ้น  เครื่องมือที่ใช้เป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าในระยะเริ่มแรก จึงใช้หลักในการสร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้นจากปฏิกิริยาเคมี  ต่อมาใช้หลักการสร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าจากสนามแม่เหล็กและพลังงานรูปอื่น  เช่น  พลังงานแสงได้  ดังจะได้กล่าวโดยสรุปตามหัวข้อย่อยต่อไปนี้

                1.     เซลล์อย่างง่าย  จัดว่าเป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าอย่างแรกที่มนุษย์สร้างขึ้นเรียกว่า โวลตาอิค (Voltaic) หรือ กัลวานิค (Galvanic)   เซลล์ตามชื่อนักวิทยาศาสตร์ผู้สร้างขึ้น   หลักการของเซลล์อย่างง่ายคือ การเปลี่ยนพลังงานเคมีให้เป็นพลังงานไฟฟ้า  ลักษณะประกอบด้วยภาชนะใส่กรดกำมะถัน (H₂SO₄)  ไว้แล้วมีแท่งโลหะทองแดง (Cu) เป็นขั้วไฟฟ้าบวก  มีแท่งสังกะสี (Zn)  เป็นขั้วไฟฟ้าลบ  ปฏิกิริยาเกิดจากกรดกำมะถันทำปฏิกิริยากับสังกะสี  โดยกรดกำมะถันแตกตัวออกตามสมการ

                ไฮโดรเจนอิออนที่เกิดขึ้นจะวิ่งไปยังแท่งทองแดงรับอิเล็กตรอนจากทองแดง ทำให้เป็นกลางและเป็นก๊าซ เป็นฟองปุดออกมาที่ขั้วบวกทำให้ทองแดงเสียอิเล็กตรอนไป  จึงมีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวก  ส่วนอนุมูลซัลเฟต   จะวิ่งไปยังแท่งสังกะสีทำปฏิกิริยา

                ทำให้แท่งสังกะสีมีอิเล็กตรอนมากกว่าปกติ จึงมีศักย์ไฟฟ้าเป็นลบ  เมื่อต่อลวดตัวนำระหว่างขั้วทองแดงกับขั้วสังกะสี  ซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าต่างกันดังกล่าวแล้ว  ก็จะทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลในเส้นลวดนั้น  ซึ่งจะเห็นได้จากเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าซึ่งเรียกว่า กัลวานอมิเตอร์ (Galvanometer, G)  ซึ่งต่อเอาไว้  โดยทั่วไปเซลล์อย่างง่ายจะมีความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์  เมื่อยังไม่ได้ต่อลวดตัวนำประมาณ 2 โวลต์ ความต่างศักย์ดังกล่าวนี้ ถือว่าเป็นอำนาจหรือแรงดันที่ทำให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ได้  ต่อไปจะเรียกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์ (Electromotive  force emf)

                เซลล์อย่างง่ายนี้เป็นเซลล์ไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในระยะแรกจึงพบปัญหาที่ทำให้เซลล์ไฟฟ้าทำงานไม่ได้เต็มที่  เช่น ความบริสุทธิ์ของแท่งโลหะไม่เพียงพอ  ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีแทรกซ้อนขึ้นเรียกว่า โลคอลแอคชั่น1 (Local action)  ก๊าซไฮโดรเจนไปจับขั้วทองแดงทำให้ผิวน้อยลงเรียกว่า โปลาไรเซชั่น (Polarizzation)  เป็นต้น  ในระยะต่อมาจึงได้มีการปรับปรุงเซลล์อย่างง่ายให้ดีขึ้นตามลำดับ  โดยการเติมสารบางอย่างลงไป  เปลี่ยนสารละลายหรือเปลี่ยนขั้วโลหะ  เป็นต้น  ซึ่งจะกล่าวต่อไปเฉพาะชนิดที่สำคัญ ๆ  และใช้กันมากในปัจจุบันเท่านั้น

หน้า   1   2     3

สารบัญ

หน้าก่อน        หน้าถัดไป

ของ ผศ.  อดิชาติ  บ้วนกียาพันธุ์

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

บทความพิเศษ