RmutPhysics.com
พฤษภาคม 24, 2022, 05:31:01 am *
ยินดีต้อนรับคุณ, บุคคลทั่วไป กรุณา เข้าสู่ระบบ หรือ ลงทะเบียน

เข้าสู่ระบบด้วยชื่อผู้ใช้ รหัสผ่าน และระยะเวลาในเซสชั่น
ข่าว:
 
  หน้าแรก ช่วยเหลือ ค้นหา ปฏิทิน สมาชิก เข้าสู่ระบบ สมัครสมาชิก  
  แสดงกระทู้
หน้า: 1 ... 50 51 [52]
1531  ฟิสิกส์ 2 / ไฟฟ้าสถิต / Re: แผ่นใสเรื่อง ประจุไฟฟ้าและกฏของคูลอมบ์ เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 09:30:16 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่อง sec 19 รหัส 115130461120-5  เข้ามาตอบกระทู้วันที่  6 พฤศจิกายน 2551 เวลา  21.30น. ณ บ้านช้างขุนเทียน

ได้รับความรู้เรื่อง ประจุไฟฟ้า และกฎของคูลอมบ์ และทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง
1532  ฟิสิกส์ 2 / ไฟฟ้าสถิต / Re: วีดีโอเรื่อง พลาสติกดูดกระดาษได้ เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 09:07:56 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่อง sec 19 รหัส 115130461120-5  เข้ามาตอบกระทู้วันที่ 6 พฤศจิกายน  2551 เวลา  21.08 น. ณ บ้านช้างขุนเทียน

มีความเห็นว่า ไฟฟ้าสถิตเป็นสิ่งที่น่าเรียนรู้และน่าทดลอง
1533  ฟิสิกส์ 2 / ไฟฟ้าสถิต / Re: หนังสืออิเล็กทรอนิกส์เรื่องประวัติการค้นพบทางไฟฟ้า เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 09:05:52 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่อง sec 19 รหัส 115130461120-5  เข้ามาตอบกระทู้วันที่  6 พฤศจิกายน  2551 เวลา  21.06 น. ณ บ้านช้างขุนเทียน

ถ้าไม่มีไฟฟ้า มนุษย์เราจะลำบากมาก เพราะนับว่าไฟฟ้าเป็นปัจจัยที่ 5 ของเราในการดำรงชีวิตครับ
ขอขอบคุณความรู้ดีๆ จากกระดานข่าว ฟิสิกส์ราชมงคลครับ
1534  ฟิสิกส์ 2 / ไฟฟ้าสถิต / Re: ทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 09:04:27 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่อง sec 19 รหัส 115130461120-5 เข้ามาตอบกระทู้วันที่  6 พฤศจิกายน 2551 เวลา  21.05 น. ณ บ้านช้างขุนเทียน

ผมเลือกทำ 10 ข้อ ได้ 7 ข้อครับ
1535  ฟิสิกส์ 2 / ไฟฟ้าสถิต / Re: จอทีวี เครื่องจักรไฟฟ้าที่มองเห็นได้ เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 08:59:02 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่องsec 19 รหัส 115130461120-5  เข้ามาตอบกระทู้วันที่  6 พฤศจิกายน 2551 เวลา  20.59 น. ณ บ้านช้างขุนเทียน

สรุปความว่า การเบี่ยงเบนอิเล็กตรอนนั้น จะใช้สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นมา ในการบังคับอิเล็กตรอนให้แสดงบนจอโทรทัศน์ ไม่เฉพาะจอโทรทัศน์เท่านั้น จอคอมพิวเตอร์ที่เป็นแบบ CRT ก็มีหลักการที่คล้ายกันครับ
1536  ฟิสิกส์ 2 / ไฟฟ้าสถิต / Re: การทดลองเสมือนเรื่อง สมบัติของประจุไฟฟ้า เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 08:53:59 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่อง sec 19 รหัส 115130461120-5  เข้ามาตอบกระทู้วันที่  6 พฤศจิกายน 2551 เวลา  20.54 น. ณ บ้านช้างขุนเทียน


ตอบคำถามลงในช่องว่าง

กดปุ่ม  "rubber"  ลากแท่งยางไปสัมผัสกับลูกบอล   ลูกบอลแสดงประจุ  ___บวก______

กดปุ่ม  "glass"  ลากแท่งแก้วไปสัมผัสกับลูกบอล   ลูกบอลแสดงประจุ  ____ลบ_____

จากการทดลองดังกล่าว  เราสรุปได้ว่า แท่งยางจะแสดงประจุบวกเมื่อนำเข้าใกล้กับลูกบอล แต่แท่งแก้วจะแสดงประจุ
ลบเมื่อนำไปแตะกับลูกบอล
จากการทดลอง สรุปได้ว่า ประจุเหมือนกันจะผลักกัน ประจุต่างกันจะดูดกัน
1537  ฟิสิกส์ 2 / ไฟฟ้าสถิต / Re: การทดลองเสมือนเรื่อง การหาชนิดของประจุไฟฟ้า เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 08:52:21 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่องsec 19 รหัส 115130461120-5  เข้ามาตอบกระทู้วันที่  6 พฤศจิกายน 2551 เวลา  20.52 น. ณ บ้านช้างขุนเทียน

จากคำถาม

ประจุบวกหมายเลขใดเป็นประจุบวก? และหมายเลขใดเป็นประจุลบ?

ตอบ

1 , 2 และ 4 เป็นประจุบวก

ด้วยเหตุที่ว่า ประจุเหมือนกันจะผลักกัน ประจุต่างกันจะดูดกัน
1538  ฟิสิกส์ 2 / ไฟฟ้าสถิต / Re: การทดลองเสมือนจริงเรื่อง การเบี่ยงเบนของประจุไฟฟ้าในสนามไฟฟ้า เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 08:50:12 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่อง sec 19 รหัส 115130461120-5  เข้ามาตอบกระทู้วันที่ 6 พฤศจิกายน 2551 เวลา  20.50 น. ณ บ้านช้างขุนเทียน

จากคำถามที่ว่า   

1.   เมื่อเลื่อนตัวสไลด์ไปทาง +  ลำอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ในลักษณะใด  ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น ?

ตอบ

ลำอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ในลักษณะที่ต่ำลงมา เพราะมีแรงมากระทำ แรงที่ว่านี้คือแรงของสนามไฟฟ้า

2.  สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในข้อ 1   มีทิศทางภายในแผ่นประจุอย่างไร ?

ตอบ
เกิดการเบี่ยงเบนต่อทิศทางที่มีการเคลื่อนที่

 
1539  ฟิสิกส์ 2 / ไฟฟ้าสถิต / Re: การทดลองเสมือนจริงเรื่อง กฎของคูลอมบ์ เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 08:47:15 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่องsec 19 รหัส 115130461120-5  เข้ามาตอบกระทู้วันที่  6 พฤศจิกายน 2551 เวลา  20.47 น. ณ บ้านช้างขุนเทียน





ใบบันทึกผลการทดลอง

1.   กำหนดค่า  q1   และ  q2  ด้วยตนเอง

q1  =   ___3.0___x  10-6 C

q2  =   ___2.0___x  10-6 C

ปรับค่า  r12   จำนวน  5  ค่า  บันทึกค่าลงในตาราง

     r12 (cm)                   F12 ( __x 10-6  N)

       130                                3x10e-6
        88                                 7x10e-6
       248                                 1x10e-6
        61                                 15x10e-6
        78                                  9x10e-6
 
1540  หมวดหมู่ทั่วไป / สาระเกี่ยวกับระบบโทรคมนาคม / ประเภทของคลื่นวิทยุ เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 02:59:40 pm
โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
นายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก

ตามนี้ครับ

http://www.geocities.com/m4539_t/p8.htm
http://www.nvk.co.th/cms/viewTopic.php?topicID=41

มีความรู้รอท่านอยู่

ขอขอบคุณอาจารย์จรัส  บุณยธรรมา ที่ได้ให้ผมตั้งกระทู้ได้ครับ
1541  หมวดหมู่ทั่วไป / สาระเกี่ยวกับระบบโทรคมนาคม / ความรู้เบื้องต้นเกียวกับคลื่นวิทยุ เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 02:55:05 pm
โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
นายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก

ความรู้เบื้องต้นเกียวกับคลื่นวิทยุ



การสื่อสารทางไกลอาจทำได้โดยการอาศัยคลื่นวิทยุ การกระจายคลื่นวิทยุออกจากสายอากาศวิทยุนี้ได้มีการค้นพบทางทฤษฎีไดยเจมส์ เคลิร์ค แม็กเวลล์ (James clerk Maxwell) ในปี ค.ศ.1864 และได้กล่าวว่าคลื่นวิทยุก็คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีความเร็วในการเดินทางเท่ากับความเร็วแสงคือ 300,000,000 เมตรต่อวินาที ต่อมาในปี ค.ศ.1887 ไฮน์ริช เฮิรตซ์ (Heinrich Hertz) ได้ทำการทดลองและพิสูจน์ให้เห็นว่า คลื่นวิทยุมีจริง หลังจากนั้นก็ได้มีการศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับคลื่นวิทยุและการกระจายคลื่นวิทยุให้ก้าวหน้าไปเป็นอันมากในปัจจุบัน ก่อนที่จะทำความเข้าใจเรื่องคลื่นวิทยุ เรามาทำความรู้จักกับคำว่า คลื่น (Wave) กันเสียก่อน ตัวอย่างคลื่นที่รู้จักกันดีก็ได้แก่ คลื่นเสียง คลื่นทะเล เป็นต้น สมมุติว่าเราโยนก้อนหินลงไปในน้ำ ทันทีที่ก้อนหินกระทบผิวน้ำจะก่อให้เกิดลูกคลื่นของน้ำกระจายออกไปโดยรอบเป็นวงกลม สังเกตว่าลูกคลื่นกระจายกว้างออกไปเรื่อย แต่ผิวน้ำนั้นเพียงแต่กระเพื่อมขึ้นลงเท่านั้น ดังนั้นเรากล่าวได้ว่าการเคลื่อนที่หรือการเดินทางของคลื่นนั้นเป็นการเดินทางของพลังงานชนิดหนึ่ง
 
    ถ้าเราจะสังเกตผิวน้ำที่กระเพื่อมขึ้นลง จะเห็นว่ามีลักษณะเป็นลอนคล้ายลอนของสังกะสีหรือกระเบื้องลอนที่ใช้มุงหลังคาบ้าน ซึ่งหากเราดูทางภาคตัดขวางจะมีลักษณะเป็นคลื่นซายน์ (Sine Wave) จุดสูงสุดของคลื่นเราเรียกว่า ยอดคลื่น และจุดต่ำสุดของคลื่นเราเรียกว่า ท้องคลื่น ลูกคลื่นแต่ละลูกจะแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพครบ 1 รอบพอดี
ถ้าเราปักไม้ไว้ในน้ำที่จุดหนึ่งแล้วคอยสังเกตลูกคลื่นที่ผ่านไม้นั้น จำนวนลุกคลื่นที่ผ่านจุดใดจุดหนึ่งที่กำหนด (ในกรณีนี้เป็นไม้ที่ปักไว้) ต่อวินาที เราเรียกว่า ความถี่ และเนื่องจากลูกคลื่นแต่ละลูกหมายถึงการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของผิวน้ำครบ 1 รอบพอดี ดังนั้น ความถี่ก็หมายถึงจำนวนรอบของการเปลี่ยนแปลงต่อวินาที  (Cycles per Second หรือย่อว่า CPS) ซึ่งในปัจจุบันนี้ใช้เรียกว่า เฮิร์ตซ์ (Hertz) หรือย่อว่า Hz แทน

เป็นการให้เกียรติแก่ไฮน์ริช เฮิรตซ์ ผุ้ทดลองพบคลื่นวิทยุนั่นเอง

    แม้ว่าการอธิบายข้างต้นจะใช้สำหรับคลื่นในน้ำ แต่ก็อนุโลมใช้ได้กับคลื่นวิทยุ ที่สำคัญก็คือคลื่นจะเกิดขึ้นได้จะต้องมีแหล่งกำเนิด ในกรณีของคลื่นในน้ำนั้นเกิดจากการโยนก้อนหินกระทบผิวน้ำ แต่ในกรณีของคลื่นวิทยุนั้นเกิดจากการเคลื่อนที่ของของกระแสไฟฟ้าในสายอากาศ ซึ่งจะเกิดคลื่นวิทยุกระจายออกไปรอบๆสายอากาศ ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับคลื่นที่เกิดในน้ำ
การกระจายคลื่นวิทยุ
เมื่อมีกระแสไฟฟ้าสลับไหลผ่านขดลวดตัวนำ จะก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าขึ้นรอบๆขดลวดตัวนำ สนามไฟฟ้านี้จะเพิ่มความเข็มสูงขึ้นแล้วค่อยๆลดลงกลับทิศทางในที่สุด สลับกันไปเรื่อยๆตามกระแสไฟฟ้าที่ไหลสลับเข้าในขดลวดตัวนำ ในขณะเดียวกันนั้นสนามแม่เหล็กก็จะเกิดขึ้นรอบขดลวดตัวนำในลักษณะเดียวกับสนามไฟฟ้า ปรากฏการณ์เช่นนี้จะเกิดขึ้นในการส่งคลื่นวิทยุที่พบเห็นกันอยู่ทั่วไป ซึ่งในกรณีนี้แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าสลับคือเครื่องส่งวิทยุซึ่งต่อกำลังงานไปยังขดลวดตัวนำที่เรียกว่า สายอากาศ โดยอาศัยสายส่งกระแสไฟฟ้าสลับซึ่งไหลในสายอากาศจะสร้างสนามแม่เหล็ก และสนามไฟฟ้าใรลักษณะที่ได้บรรยายไว้ข้างบน ดังนั้น คลื่นวิทยุที่กระจายออกจากสายอากาศจะประกอบไปด้วย สนามไฟฟ้า และสนามแม่เหล็ก
และในสนามไฟฟ้าที่กระจายออกจากสายอากาศ ในที่นี้สนามไฟฟ้าจะอยู่ในระนาบแนวนอน ในขณะที่สนามแม่เหล็กจะอยู่ในระนาบแนวตั้ง  องค์ประกอบของสนามแม่เหล็กและองค์ประกอบของสนามไฟฟ้าจะตั้งฉากกัน และทั้งคู่จะตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น เนื่องจากคลื่นวิทยุจะมีคุณสมบัติทั้งแม่เหล็กและไฟฟ้าเป็นคู่แฝดกัน ดังนั้น จึงมักเรียกคลื่นวิทยุว่า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

อ้างอิงจากหนังสือ นักเลงสายอากาศ ของ บรรเจิด ตันติกัลยาภรณ์

ขอขอบคุณอาจารย์จรัส  บุณยธรรมา ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ
1542  ฟิสิกส์ 2 / สนามแม่เหล็ก / สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 02:48:40 pm
โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
นายสุวัฒน์  หนูคีรี  นักศึกษาวิศวอิเล็ก

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีความถี่ต่อเนื่องกันเป็นช่วงกว้างเราเรียกช่วงความถี่เหล่านี้ว่า "สเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า" และมีชื่อเรียกช่วงต่าง ๆ ของความถี่ต่างกันตามแหล่งกำเนิดและวิธีการตรวจวัดคลื่น

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดต่าง ๆในสเปกตรัมมีสมบัติที่สำคัญเหมือนกันคือ เคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วเท่ากับแสงและมีพลังงานส่งผ่านไปพร้อมกับคลื่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นมีชื่อเรียกดังนี้

1. คลื่นวิทยุ
คลื่นวิทยุมีความถี่ช่วง 104 - 109 Hz( เฮิรตซ์ ) ใช้ในการสื่อสาร คลื่นวิทยุมีการส่งสัญญาณ 2 ระบบคือ
1.1 ระบบเอเอ็ม (A.M. = amplitude modulation)
ระบบเอเอ็ม มีช่วงความถี่ 530 - 1600 kHz( กิโลเฮิรตซ์ ) สื่อสารโดยใช้คลื่นเสียงผสมเข้าไปกับคลื่นวิทยุเรียกว่า "คลื่นพาหะ" โดยแอมพลิจูดของคลื่นพาหะจะเปลี่ยนแปลงตามสัญญาณคลื่นเสียง
ในการส่งคลื่นระบบ A.M. สามารถส่งคลื่นได้ทั้งคลื่นดินเป็นคลื่นที่เคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงขนานกับผิวโลกและคลื่นฟ้าโดยคลื่นจะไปสะท้อนที่ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ แล้วสะท้อนกลับลงมา จึงไม่ต้องใช้สายอากาศตั้งสูงรับ
1.2 ระบบเอฟเอ็ม (F.M. = frequency modulation)
ระบบเอฟเอ็ม มีช่วงความถี่ 88 - 108 MHz (เมกะเฮิรตซ์) สื่อสารโดยใช้คลื่นเสียงผสมเข้ากับคลื่นพาหะ โดยความถี่ของคลื่นพาหะจะเปลี่ยนแปลงตามสัญญาณคลื่นเสียง
ในการส่งคลื่นระบบ F.M. ส่งคลื่นได้เฉพาะคลื่นดินอย่างเดียว ถ้าต้องการส่งให้คลุมพื้นที่ต้องมีสถานีถ่ายทอดและเครื่องรับต้องตั้งเสาอากาศสูง ๆ รับ

2. คลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟ
คลื่นโทรทัศน์และไมโครเวฟมีความถี่ช่วง 108 - 1012 Hz มีประโยชน์ในการสื่อสาร แต่จะไม่สะท้อนที่ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ แต่จะทะลุผ่านชั้นบรรยากาศไปนอกโลก ในการถ่ายทอดสัญญาณโทรทัศน์จะต้องมีสถานีถ่ายทอดเป็นระยะ ๆ เพราะสัญญาณเดินทางเป็นเส้นตรง และผิวโลกมีความโค้ง ดังนั้นสัญญาณจึงไปได้ไกลสุดเพียงประมาณ 80 กิโลเมตรบนผิวโลก อาจใช้ไมโครเวฟนำสัญญาณจากสถานีส่งไปยังดาวเทียม แล้วให้ดาวเทียมนำสัญญาณส่งต่อไปยังสถานีรับที่อยู่ไกล ๆ
เนื่องจากไมโครเวฟจะสะท้อนกับผิวโลหะได้ดี จึงนำไปใช้ประโยชน์ในการตรวจหาตำแหน่งของอากาศยาน เรียกอุปกรณ์ดังกล่าวว่า เรดาร์ โดยส่งสัญญาณไมโครเวฟออกไปกระทบอากาศยาน และรับคลื่นที่สะท้อนกลับจากอากาศยาน ทำให้ทราบระยะห่างระหว่างอากาศยานกับแหล่งส่งสัญญาณไมโครเวฟได้

3. รังสีอินฟาเรด (infrared rays)
รังสีอินฟาเรดมีช่วงความถี่ 1011 - 1014 Hz หรือความยาวคลื่นตั้งแต่ 10-3 - 10-6 เมตร ซึ่งมีช่วงความถี่คาบเกี่ยวกับไมโครเวฟ รังสีอินฟาเรดสามารถใช้กับฟิล์มถ่ายรูปบางชนิดได้ และใช้เป็นการควบคุมระยะไกลหรือรีโมทคอนโทรลกับเครื่องรับโทรทัศน์ได้

5. รังสีอัลตราไวโอเลต (Ultraviolet rays)
รังสีอัลตราไวโอเลต หรือ รังสีเหนือม่วง มีความถี่ช่วง 1015 - 1018 Hz เป็นรังสีตามธรรมชาติส่วนใหญ่มาจากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ ซึ่งทำให้เกิดประจุอิสระและไอออนในบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ รังสีอัลตราไวโอเลต สามารถทำให้เชื้อโรคบางชนิดตายได้ แต่มีอันตรายต่อผิวหนังและตาคน

6. รังสีเอกซ์ (X-rays)
รังสีเอกซ์ มีความถี่ช่วง 1016 - 1022 Hz มีความยาวคลื่นระหว่าง 10-8 - 10-13 เมตร ซึ่งสามารถทะลุสิ่งกีดขวางหนา ๆ ได้ หลักการสร้างรังสีเอกซ์คือ การเปลี่ยนความเร็วของอิเล็กตรอน มีประโยชน์ทางการแพทย์ในการตรวจดูความผิดปกติของอวัยวะภายในร่างกาย ในวงการอุตสาหกรรมใช้ในการตรวจหารอยร้าวภายในชิ้นส่วนโลหะขนาดใหญ่ ใช้ตรวจหาอาวุธปืนหรือระเบิดในกระเป๋าเดินทาง และศึกษาการจัดเรียงตัวของอะตอมในผลึก

7. รังสีแกมมา (-rays)
รังสีแกมมามีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้ามีความถี่สูงกว่ารังสีเอกซ์ เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์และสามารถกระตุ้นปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ มีอำนาจทะลุทะลวงสูง

ความรู้เพิ่มเติม http://www.geocities.com/chemonline2000/modelatom/__20.html

http://www.ptcn.ac.th/digital_library/snet3/saowalak/spectrum/spectrum.htm

ขอขอบคุณอาจารย์จรัส  บุณยธรรมา มา ณ โอกาสนี้ครับ ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ครับ
1543  ฟิสิกส์ 2 / การเหนี่ยวนำ / Re: ลำโพง เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 02:32:27 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่องsec 19 รหัส 115130461120-5  เข้ามาตอบกระทู้วันที่  6 พฤศจิกายน 2551 เวลา  21.12 น. ณ อาคารเรียนรวม คณะวิศวกรรมศาสตร์

ลำโพงที่ใช้ในวงการเครื่องเสียงจะมีอยู่ 2 แบบใหญ่ๆคือลำโพงแบบไดนามิก และแบบอิเล็กโตรสแตติก

ลำโพงแบบไดนามิกเป็นลำโพงที่เราพบเห็นกันอยู่โดยทั่วไป มีหลักการทำงานโดยอาศัยสนามแม่เหล็กจากขดลวดซึ่งเคลื่อนที่ได้ ไปผลักดันกับแม่เหล็กถาวรที่อยู่กับที่
การสั่นสะเทือนนี้จะส่งผลให้เกิดความถี่เสียงได้ ขดลวดเคลื่อนที่จะยึดติดกับกรวยซึ่งมักจะทำมาจากกระดาษ หรือพลาสติก และมีวัสดุยืดหยุ่น เพื่อช่วยพยุงให้ขดลวดลอยอยู่ในสนามแม่เหล็กถาวรได้โดยไม่เบียดหรือเสียดสีกัน

ส่วนลำโพงแบบอิเล็กโตรสแตติกนั้นเราไม่ค่อยได้คุ้นเคยสักเท่าไหร่นัก ส่วนมากจะนำไปใช้ในงานบางประเภท ลำโพงประเภทนี้จะอาศัยหลักการของประจุคล้ายกับตัวเก็บประจุนั่นเอง ประกอบด้วยแผ่นตัวนำไฟฟ้า  2 แผ่นคล้ายกับแผ่นอิเล็กโทรดในแบตเตอรี่ ซึ่งแผ่นอิเล็กโทรดนี้จะต้องมีแรงคลื่นไฟฟ้า มาจ่ายให้ เพื่อให้เกิดสนามไฟฟ้าในช่องว่างระหว่างแผ่นโดยในช่องว่างนี้จะมีเยื่อบางๆ ประกบอยู่ จะคอยรับแรงที่เกิดการสั้นตามสัญญาณไฟฟ้า เกิดเป็นเสียงขึ้นมาได้

เพิ่มเติมที่นี่ครับ http://edu.e-tech.ac.th/exam1/week16.htm
1544  หมวดหมู่ทั่วไป / อิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น / เลเซอร์ไดโอด (LD) เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 07:17:15 am
เลเซอร์ไดโอด(LD)

โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก


สารที่ใช้ในการสร้างและโครงสร้างของอุปกรณ์ปล่อยแสงของเลเซอร์ไดโอด(LD)


ปรากฏการณ์ปล่อยแสงนั้น ไม่ได้เกิดขึ้นกับสารกึ่งตัวนำทุกชนิดทั้งนี้ก็เพราาะว่ามีสารพวกที่เกิดปรากฏการณ์ปล่อยแสงง่ายกับสารพวกที่เกิดการปล่อยแสงยาก เนื่องจากการปล่อยแสงนั้นเกิดจากการที่อิเลคตรอนถ่ายเท (Transfer) จาก Conduction Band ไปยัง Valenche Band จึงแบ่งสารออกเป็นพวกที่อิเลคตรอนถ่ายเทได้ง่ายกับพวกที่อิเลคตรอนถ่ายเทได้ยาก พวกที่อิเลคตรอนถ่ายเทได้ง่ายเรียกว่า Direct Transfer Semiconductor พวกที่อิเลคตรอนถ่ายเทได้ยากเรียกว่า Indirect Transfer Semiconductor ตัวอย่างของสารพวก Direct Transfer Semiconductor ได้แก่ สารประกอบของ Indium (In) , Gallium (Ga) อนึ่งสารพวก Silicon (Si) Germanium (Ge) ที่ใช้ทำทรานซิสเตอร์, IC นั้นส่วนใหญ่เป็น Indirect Transfer Semiconductor ปล่อยแสงออกมายากเนื่องจากความยาวคลื่นแสงที่ปล่อยออกมานั้น เป็นสัดส่วนกับผลต่างของพลังงานของ Conduction Band กับ Valenche Band แต่ทว่าผลต่างของพลังงานนี้ จะมีค่าต่างกันตามส่วนประกอบสารกึ่งตัวนำ จึงทำให้มีค่าความยาวคลื่นแสงค่าต่าง ๆ ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นกับสารประกอบของอุปกรณ์ปล่อยแสง แสดงดังรูป และจากการพิจารณา ถึงคุณสมบัติต่าง ๆ ของสารในทางปฏิบัตินั้นสำหรับย่านความยาวคลื่นสั้น 0.85 um นิยมใช้ GaALAs และผ่านความยาวคลื่นยาว 1.3 um นิยมใช้ InGaAsP ในระบบการสื่อสารด้วยเส้นใยแสง การเลือกใช้ความยาวคลื่นแสงถือเป็นองค์ประกอบที่สำคัญมากจึงมีผลจำกัดต่อการเลือกใช้



เกี่ยวกับโครงสร้างของอุปกรณ์ปล่อยแสง จากทางด้านการใช้งานเพื่อให้ได้กำลังการปล่อยแสงที่มีประสิทธิภาพสูงนั้น การนำสารกึ่งตัวนำ P และ N มาเชื่อมกัน (JUNCTION) นั้นเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง ดังนั้นเพื่อเป็นการทำให้เข้าใจขั้นตอนการปล่อยแสง อันเนื่องมาจากโครงสร้างของอุปกรณ์ปล่อยแสงที่เป็นสารกึ่งตัวนำนั้น ในที่นี้จะอธิบายถึงคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำแบบ P-type และ แบบ N-type ก่อน

สำหรับสารกึ่งตัวนำปกติจำนวนของอิเลคตอน (หรือจำนวน HOLE) ที่มีอยู่นั้นจะมีค่าคงที่ตามชนิดของอะตอม และอิเลคตรอนส่วนใหญ่จะรวมตัวกันอยู่ใน Valence Band ดังได้ เคยกล่าวมาแล้วในตอนต้น สารกึ่งตัวนำที่มีสภาพอย่างนี้เรียกว่า Genuine Semiconductor แต่สารที่เรียกว่า P- type Semiconductor นั้น มีสภาพที่มีจำนวน Hole (อนุภาคที่มีประจุ+ ในตัว) และมีอิเลคตรอน (มีประจุ-ในตัว) น้อยดังแสดงในรูป ส่วนสารที่เรียกว่า N-type Semiconductor นั้น จะมีสภาพตรงกันข้ามกับ P- type Semiconductor กล่าวคือ มีอิเลคตรอนมากกว่า Hole และจำนวนอิเลคตรอนที่มากเกินนี้จะรวมตัวกันอยู่ใน Conduction Band


คราวนี้สมมุติว่าเรานำสารกึ่งตัวนำทั้ง 2 แบบมาเชื่อมต่อกัน และที่บริเวณที่เชื่อนั้นอิเลคตรอนที่มีจำนวนมากใน N-type จะรวมตัวกับ HOLE ที่มีจำนวนมากใน P-type ดังรูปและจากปริมาณการรวมตัวที่เพิ่มเรื่อยๆนั้น ทำให้เกิดประจุไฟฟ้า + ขึ้นใน N-type (เพราะว่า HOLE ลดลงเหลือแต่อิเลคตรอน) ดังรูป จากผลอันนี้ทำให้เกิดสภาพ Depletion Zone ขึ้นตรงบริเวณใกล้ๆ รอยเชื่อมต่อและได้โครงสร้างของระดับพลังงานดังรูป เกี่ยวกับโครงสร้างของระดับพลังงานนี้ มีความหมายสำคัญยิ่งยวดใน การนำไปใช้พิจารณา โครงสร้างของอุปกรณ์ปล่อยแสงที่จะได้กล่าวถึงในอันดับต่อไปนี้


โครงสร้างของ LD



โดยทั่วไปแล้ว LD จะมีโครงสร้างเป็น 3 ชั้น (Three Layers) ดังแสดงในรูป ในการเกิด Laser Oscillation นั้นคือ ส่วนที่ทำหน้าที่เป็น Resonator ซึ่งเรียกว่า Active Layer มีตำแหน่งอยู่ระหว่าง P-type Semiconductor กับ N-type Semiconductor


จากรูป ถ้าหากทำให้กระแสไหลจากขั้ว + ไปยัง - (ทำการฉีดกระแส : Current Injection ) จะเกิดแสง Laser ออกมาในทิศทางที่แสดงด้วยลูกศร เกี่ยวกับวิธีการเปิด Oscillation ของ LD นั้น อธิบายโดยเน้นตรงบริเวณชั้นทั้ง 3 ของ P-type , N-type และ Active Layer นี้ สำหรับโครงสร้างของสารกึ่งตัวนำอย่างนี้เรียกว่า Double Hetero Junction นั้น หมายความว่า Junction ของ Layer ของสารที่มีส่วนประกอบต่างกันนั้นมี 2 ด้าน โครงสร้าง , ระดับพลังงานและลักษณะการเปลี่ยนแปลงค่าดัชนีการหักเหของ LD


ในการทำให้เกิด Laser Oscillation นั้น จะต้องทำให้ผลต่างระหว่างระดับพลังงานของ Conduction Band ของ P-Type Semiconductor และ Conduction Band ของ Active Layer มีค่าพร้อมทั้งทำให้ผลต่างระหว่างพลังงานของ Conduction Band กับ Valence Band ของ P-Type Semiconductor มีค่ามากด้วย นอกจากนั้นยังต้องทำให้ระดับพลังงานของ Valence Band ของ N-type Semiconductor ค่าต่ำกว่าระดับพลังงานของ Valence Band ของ Active Layer ด้วย จากนั้นจึงนำมาเชื่อมกันจะได้ระดับพลังงาน ดังรูป เมื่อทำให้มีกระแสไหลใน Semiconductor ที่มีการเชื่อมต่อกันในลักษณะที่กล่าวงข้างต้น โดยให้มีทิศทางไหลจาก P-Type ไปหา N-type ผลของการเคลื่อนที่ของอิเลคตรอน และ HOLE เหล่านี้ทำให้เกิดมีอิเลคตรอน และ HOLE อยู่ภายใน Active Layer (แสดงด้วยในรูป และโยทั่วไป Active Layer นี้จะใช้สาร P-Type ) เมื่อมาถึงจุดนี้ให้สังเกตุดูระดับพลังงานของ Layer ทั้ง 3 ที่แสดงในรูป จะเห็นว่าเกิดมีกำแพงของพลังงาน (เรียกว่า Hetero Barrier ) ขึ้นทำให้อิเลคตรอนและ HOLE ที่เคลื่อนที่ไปนั้นถูกขังอยู่ใน Active Layer เป็นผลให้เกิดสภาพ Inversion Distribution ได้ดีทำให้มีผลการขยายความเข้มของการปล่อยแสง

อนึ่ง โดยการทำให้ดัชนีการหักเหของ Active Layer มีค่ามากกว่า Layer ข้างเคียงดังแสดงในรูป จะมีสภาพเหมือนกันกับเส้นใยแสง แสงที่ปล่อยออกมาจะถูกกักและเดินทางอยู่ใน Active Layer จากผลการกักอิเลคตรอน และ HOLE เอาไว้ใน Active Layer และผลการกักแสงเอาไว้ใน Active Layer ทำให้ได้การปล่อยแสงที่มีประสิทธิภาพดีได้

ตามที่ได้กล่าวมาแล้วว่าแสงจะออกมาจากระนานสะท้อนกลับ โดยที่ระนาบสะท้อนกลับนี้ทำจากการใช้สิ่งที่คมมากๆ คล้ายใบมีดโกนไปตัดสารกึ่งตัวนำที่ประกอบกันเป็น LD ให้มีช่องเปิดเรียกว่า Open Wall โดยการทำเช่นนี้แสง LASER จะถูกกักขังอยู่ใน Active Layer ได้ดี แต่ทว่าเมื่อมันเดินทางมาถึง Open Wall มันจะหลุดออกมาข้างนอกตลอดแนวของ Open Wall นี้ ทำให้ประสิทธิภาพของการเชื่อมแสงเข้ากับเส้นใยแสงไม่ดีด้วยเหตุนี้ เพื่อเป็นการทำให้ประสิทธิภาพดีจำเป็นต้องมีการปรับปรุงต่างๆ เพื่อให้มีปฏิกิริยาการนำคลื่นแสงในทิศทางแนวนอน (Horizontal)ด้วย ตัวอย่างอันหนึ่งของวิธีการปรับปรุงก็คือ สิ่งที่เรียกว่า Planer Stripe Structure



เพื่อให้การผลิต LD ทำได้ง่าย (การสร้างผลึกและสร้างขั้วไฟฟ้า ) จะทำให้มีโครงสร้างเป็น 5 ชั้น (LAYER) และทำให้บริเวณที่กระแสไหลมีขนากแคบ ส่วน LASER OSCILLATION เป็นการใช้หลักการที่ทำให้ Oscillation เกิดขึ้นเฉพาะตรงส่วนที่กระแสไหล นั่นคือ ตรงส่วนที่มีการกระตุ้น (Stimulation) เท่านั้นจากรูป จะเห็นได้ว่าขั้วบนสุดที่มีขั้วไฟฟ้า + ติดอยู่เป็น N-type เกือบทั้งหมดแต่จะมีเฉพาะส่วนหนึ่งเท่านั้นที่แคบ มากเป็น P-type เมื่อทำดังนี้จะไม่มีกระแสไหลตรงส่วนเชื่อมต่อของ N-type , P-type , Active Layer และ N-type (ทั้งนี้เพราะว่าจากคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำกระแสจะไม่ไหลจาก N-type ไปยัง P-type ) แต่ในทางตรงข้ามกระแสจะไหลเฉพาะตรงส่วนเชื่อมต่อของ P-type , P-type , Active Layer และ N-type นั่นคือ ส่วน P-type ของชั้น(LASER)ที่ 1 จะทำหน้าที่เป็นทางไหลเข้าของกระแสกลายเป็นแถบ (Stripe) ส่วนหนึ่งของ Active Layer จึงเรียกว่า Planer Stripe Type และนิยมใช้กันมาก คือ แบบ Embedding Stripe Type


โครงสร้างนี้มีลักษณะพิเศษตรงที่ทำให้ค่าดัชนีการหักเหของ Active Layer มีค่าสูงทั้งส่วนบน , ล่าง,ซ้าย,ขวา นั่นคือ ส่วนบนของ Active Layer มี Layer ของ P-type อยู่ ซึ่งจะเหมือนกับ Planer Stripe Type และกระแสจะไหลเฉพาะในส่วนนี้เท่านั้นจากข้างบนไปข้างล่างนอกจากจะสามารถทำให้เกิด Laser Oscillation ด้วยกระแสที่มีค่าน้อยแล้วยังทำให้ดัชนีการหักเหของ Active Layer มีค่าสูงมากขึ้นอีก จึงเป็นผลให้ประสิทธิภาพของการกักแสงเพิ่มขึ้นสามารถได้แสงที่ปล่อยออกมาเป็นลำแสงที่คม (Sharp) มาก


โครงสร้างพื้นฐานของ LED เหมือนกันกับของ LD กล่าวคือเป็น Double Hetero Junction อิเลคตรอนที่ไหลผ่าน P-N Junction จะไปรวมกับ HOLE ภายใน Active Layer เช่นเดียวกันกับกรณีของ LD ดังรูป และจะเกิดการปล่อยแสงขึ้นภายใน Active Layer เนื่องจากถูกกัดด้วยกำแพงของ Hetero Junction แต่สำหรับกรณีของ LED นั้น โครงสร้างของมันไม่มีการขยาย Oscillation ของแสงเหมือนอย่าง LD (ไม่มีระนาบสะท้อนแสง) แสงที่ปล่อยออกมาตรงส่วนที่อยู่ห่างจากด้านข้างนั้น จึงออกจากด้านข้างได้ยาก ด้วยเหตุนี้ LED ทั่วไปจึงให้แสงปล่อยออกมาข้างนอกจากด้านหน้าที่ต่อ กับขั้วไฟฟ้า

ตัวอย่างโครงสร้างของ LED แบบที่แสงที่ปล่อยออกมาทางด้านหน้า Face Emission Type LED แสดงดังรูป จากรูปจะเห็นว่าเพื่อเป็นการทำให้แสงปล่อยออกมาได้อย่างมีประสิทธิภาพนั้น ขั้วไฟฟ้าทางด้านที่ปล่อยแสงออกมาจะต้องมีรูปร่างเป็นรูปวงแหวน



ในปัจจุบันได้มีการผลิต LED อีกแบบหนึ่งขึ้นมา โดยการทำให้มีค่าดัชนีการหักเหของ Active Layer มีค่าสูง และทำให้เกิดปฏิกิริยาการนำแสงขึ้นใน Active Layer เหมือนกันกับ LD

ดูภาพประกอบเพิ่มเติมด้านล่างครับ


ขอขอบคุณ อาจารย์จรัส บุณยธรรมา มา ณ ที่นี้ ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ


1545  หมวดหมู่ทั่วไป / อิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น / ไอซี วงจรรวมมหัศจรรย์ เมื่อ: พฤศจิกายน 06, 2008, 07:07:24 am
วงจรรวม

โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
 สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก
   
วงจรรวม หรือ วงจรเบ็ดเสร็จ (integrated circuit ; IC) หมายถึง วงจรที่นำเอาไดโอด, ทรานซิสเตอร์, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ และองค์ประกอบวงจรต่าง ๆ มาประกอบรวมกันบนแผ่นวงจรขนาดเล็ก ในปัจจุบันแผ่นวงจรนี้จะทำด้วยแผ่นซิลิคอน บางทีอาจเรียก ชิป (Chip) และสร้างองค์ประกอบวงจรต่าง ๆ ฝังอยู่บนแผ่นผลึกนี้ ส่วนใหญ่เป็นชนิดที่เรียกว่า Monolithic การสร้างองค์ประกอบวงจรบนผิวผลึกนี้ จะใช้กรรมวิธีทางด้านการถ่ายภาพอย่างละเอียด ผสมกับขบวนการทางเคมีทำให้ลายวงจรมีความละเอียดสูงมาก สามารถบรรจุองค์ประกอบวงจรได้จำนวนมาก ภายในไอซี จะมีส่วนของลอจิกมากมาย ในบรรดาวงจรเบ็ดเสร็จที่ซับซ้อนสูง เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ ซึ่งใช่ทำงานควบคุม คอมพิวเตอร์ จนถึงโทรศัพท์มือถือ แม้กระทั่งเตาอบไมโครเวฟแบบดิจิทัล สำหรับชิปหน่วยความจำ (RAM) เป็นอีกประเภทหนึ่งของวงจรเบ็ดเสร็จ ที่มีความสำคัญมากในยุคปัจจุบัน



  ประวัติไอซี
ไอซี กำเนิดขึ้นโดย Geoffrey W.A. Dummer นักวิทยาศาสตร์เรดาร์จากอังกฤษต่อมาได้ย้ายไปทำการค้นคว้าต่อที่สหรัฐอเมริกา โดยสามารถสร้างไอซีจากเซรามิกส์ตัวแรกได้ในปี ค.ศ.1956 แต่ยังไม่ประสบผลสำเร็จนัก ต่อมาในปี ค.ศ.1957 กองทัพสหรัฐอเมริกานำโดย Jack Kilby ได้ทำการค้นคว้าทดลองต่อ ในวันที่ 6 กุมภาพันธ์ ค.ศ.1959 Kilby ได้จดสิทธิบัตรไอซีที่ทำจากเจอร์มาเนียม และในพัฒนาการสุดท้ายของไอซี Robert Noyce ได้จดสิทธิบัตร ไอซีที่ทำจากซิลิคอน ในวันที่ 25 เมษายน ค.ศ.1961


  ประเภทของไอซีแบ่งตามจำนวนเกท
จำนวนของเกทต่อไอซีจะกำหนดประเภทของไอซี(IC) 1 เกท เท่ากับ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ 1 ชิ้น

- ขนาด SSI (Small Scale Integration) จะมีตั้งแต่ 1 ถึง 10 เกท

- ขนาด MSI (medium scale integration) จะมีตั้งแต่ 10 ถึง 100 เกท

- ขนาด LSI (large scale integration) จะมีตั้งแต่ 100 ถึง 10,000 เกท

- ขนาด VLSI (Very large scale integration ) จะมีตั้งแต่ 100,000 ถึง 10,000,000 เกท

- ขนาด ULSI (Ultra-Large Scale Integration) จะมีตั้งแต่ 1,000,000 เกทขึ้นไป

ส่วนมากใช้เรียกไอซีที่มีจำนวนเกทสูงมากในประเทศญี่ปุ่น

   กระบวนการผลิต IC (มีขา)

DC 
Dicing คือกระบวนการนำแผ่น Wafer มาตัดออกเป็นตัว Chip
DB 
Die bond คือกระบวนการที่นำตัวชิป ไปติดลงบนลีดเฟรมด้วยกาว
WB 
Wire bond คือกระบวนการเชื่อมลวดทองคำ จากวงจรบนชิปไปสู่ขานองลีดเฟรม
MP 
Mold คือกระบวนการห่อหุ้มตัวชิปด้วย Resin หลังจากที่ได้ผ่านการเชื่อมลวดทองเรียบร้อยแล้ว

   กระบวนการผลิต IC (ไม่มีมีขา)

Die bond คือกระบวนการที่นำตัวชิป ไปติดลงบนลีดเฟรมด้วยกาว epoxy
WB 
Wire bond คือกระบวนการเชื่อมลวดทองคำ จากวงจรบนชิปไปสู่ลีดเฟรม
MO 
Mold คือกระบวนการห่อหุ้มตัวชิปด้วยพลาสติก หลังจากที่ได้ผ่านการเชื่อมลวดทองเรียบร้อยแล้ว



ขอขอบคุณ อาจารย์จรัส บุณยธรรมา มา ณ ที่นี้ ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ

1546  หมวดหมู่ทั่วไป / ไฟฟ้าน่ารู้ / แบตเตอรี่ (Battery) เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 11:08:44 pm
แบตเตอรี่



โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก

ในทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี แบตเตอรี่ (battery) หมายถึงอุปกรณ์อย่างหนึ่งที่ใช้เก็บพลังงาน และนำมาใช้ได้ในรูปของไฟฟ้า แบตเตอรี่นั้นประกอบด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้าเคมี เช่น เซลล์กัลวานิก หรือเซลล์เชื้อเพลิง อย่างน้อยหนึ่งเซลล์
เชื่อกันว่าหลักฐานชิ้นแรกสุดที่เป็นไปได้ว่าจะเป็นแบตเตอรี่ในประวัติศาสตร์โลก คือ วัตถุที่เรียกว่าแบตเตอรี่แบกแดด (Baghdad Battery) คาดว่ามีอายุในช่วง 250 ปีก่อนคริสตกาล ถึงคริสต์ศักราช 640 สำหรับพัฒนาการของแบตเตอรี่ในยุคใหม่นั้น เริ่มต้นที่ ที่พัฒนาขึ้นโดยนักฟิสิกส์ชาวอิตาลี นามว่าอาเลสซานโดร โวลตา เมื่อ ค.ศ. 1800 ปัจจุบันนี้อุตสาหกรรมแบตเตอรี่ทั่วโลกสามารถสร้างรายได้จากการขายปีละ 4.8 หมื่นล้านดอลาร์สหรัฐเลยทีเดียว

จากมุมมองของผู้ใช้แบตเตอรี่แบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ ดังนี้; แบตเตอรี่ชนิดอัดกระแสไฟใหม่ได้ และ แบตเตอรี่ชนิดอัดกระแสไฟใหม่ไม่ได้ (ใช้แล้วทิ้ง) ซึ่งนิยมใช้อย่างแพร่หลายทั้งสองชนิด

    แบตเตอรี่ใช้แล้วทิ้งเรียกอีกอย่างว่า เซลล์ปฐมภูมิ ใช้ได้ครั้งเดียว เนื่องจากไฟฟ้าที่ได้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสารเคมีเมื่อสารเคมีเปลี่ยนแปลงหมดไฟฟ้าก็จะหมดจากแบตเตอรี่ แบตเตอรี่เหล่านี้เหมาะสำหรับใช้ในอุปกรณ์ขนาดเล็กและสามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวก ใช้ไฟน้อยหรือในที่ที่ห่างไกลจากพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ
ในทางตรงกันข้ามแบตเตอรี่ชนิดอัดกระแสไฟใหม่ได้หรือ เซลล์ทุติยภูมิ สามารถอัดกระแสไฟใหม่ได้หลังจากไฟหมดเนื่องจากสารเคมีที่ใช้ทำแบตเตอรี่ชนิดนี้สามารถทำให้กลับไปอยู่ในสภาพเดิมได้โดยการอัดกระแสไฟเข้าไปใหม่ซึ่งอุปกรณ์ที่ใช้อัดไฟนี้เรียกว่า ชาร์เจอร์ หรือ รีชาร์เจอร์
แบตเตอรี่ชนิดอัดกระแสไฟใหม่ได้ที่เก่าแก่ที่สุดซึ่งใช้อยู่จนกระทั่งปัจจุบันคือ "เซลล์เปียก" แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด(lead-acid battery) แบตเตอรี่ชนิดนี้จะบรรจุในภาชนะที่ไม่ได้ปิดผนึก (unsealed container) ซึ่งแบตเตอรี่จะต้องอยู่ในตำแหน่งตั้งตลอดเวลาและต้องเป็นพื้นที่ที่ระบายอากาศได้เป็นอย่างดี เพื่อระบายก๊าซ ไฮโดรเจน ที่เกิดจากปฏิกิริยาและแบตเตอรี่ชนิดจะมีน้ำหนักมาก


    รูปแบบสามัญของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด คือแบตเตอรี่ รถยนต์ ซึ่งสามารถจะให้พลังงานไฟฟ้าได้ถึงประมาณ 10,000 วัตต์ในช่วงเวลาสั้นๆ และมีกระแสตั้งแต่ 450 ถึง 1100 แอมแปร์ สารละลายอิเล็กโตรไลต์ของแบตเตอรี่คือ กรดซัลฟิวริกซึ่งสามารถเป็นอันตรายต่อผิวหนังและตาได้ แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดที่มีราคาแพงมากเรียกว่า แบตเตอรี่เจล (หรือ "เจลเซลล์") ภายในจะบรรจุอิเล็กโตรไลต์ประเภทเซมิ-โซลิด (semi-solid electrolyte) ที่ป้องกันการหกได้ดี และแบตเตอรี่ชนิดอัดไฟใหม่ได้ที่เคลื่อนย้ายได้สะดวกกว่าคือประเภท "เซลล์แห้ง" ที่นิยมใช้กันใน โทรศัพท์มือถือ และ แลปท๊อป (Notebook) เซลล์ของแบตเตอรี่ชนิดนี้คือ
•   นิเกิล-แคดเมียม (NiCd),
•   นิเกิลเมตทัลไฮไดรด์ (NiMH),
•   ลิเทียม-ไอออน (Li-Ion)
ใช้แล้วทิ้ง
•   Zinc-carbon battery
•   Alkaline battery
•   Silver-oxide battery
•   Lithium battery
•   Mercury battery
•   Zinc-air battery
   ชาร์จใหม่ได้
•   Lead-acid battery
o   Absorbed glass mat
o   Gel battery
•   lithium-ion battery
•   lithium ion polymer battery
•   NaS battery
•   Nickel metal hydride battery
•   Nickel-cadmium battery
•   Sodium-metal chloride battery
•   Nickel-zinc battery


ขอขอบคุณ อาจารย์จรัส บุณยธรรมา มา ณ ที่นี้ ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ
1547  ฟิสิกส์ 2 / สนามแม่เหล็ก / สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 11:00:54 pm
สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก
โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก

สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก (Electric and Magnetic Field: EMFs) จะหมายถึง
เส้นสมมุติที่เขียนขึ้นเพื่อแสดงอาณาเขตและความเข้มของเส้นแรงที่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่มี
ความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า (เรียกว่า สนามไฟฟ้า) และที่เกิดขึ้นโดยรอบ
วัตถุที่มีกระแสไฟฟ้าไหล (เรียกว่า สนามแม่เหล็ก) ในกรณีกล่าวถึงทั้ง สนามไฟฟ้าและ
สนามแม่เหล็กพร้อมกันมักจะเรียกรวมว่า สนามแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Field: EMF)
หรือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสามารถเกิดขึ้นได้ 2 ลักษณะคือ

1) เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ได้แก่ สนามแม่เหล็กโลก
     คลื่นรังสีจากแสงอาทิตย์   คลื่นฟ้าผ่า  คลื่นรังสีแกมมา
     เป็นต้น

2) เกิดขึ้นจากการสร้างของมนุษย์   แบ่งออกได้เป็น
     2 ชนิด คือ
 - แบบจงใจ  คือสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่จงใจ
สร้างให้เกิดขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์หลักที่จะใช้
ประโยชน์โดยตรงจากคลื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
ที่สร้างขึ้นนี้ เช่น ให้สามารถส่งไปได้ในระยะ
ไกลๆ ด้วยการส่งสัญญาณของระบบสื่อสาร
สัญญาณเรดาร์  คลื่นโทรศัพท์  คลื่นโทรทัศน์
และ คลื่นวิทยุ และการใช้คลื่นไมโครเวฟ
ในการให้ความร้อน เป็นต้น

- แบบไม่จงใจ  คือสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
ที่เกิดจากการใช้งานอุปกรณ์  โดยไม่ได้มี
วัตถุประสงค์หลักที่จะใช้ประโยชน์
โดยตรงจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้น
เช่น ระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า (สายส่งไฟฟ้า)
รวมถึงอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้า เป็นต้น

หาความรู้เพิ่มเติมได้อีกที่

 http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%AA%E0%B8%99%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B9%81%E0%B8%A1%E0%B9%88%E0%B9%80%E0%B8%AB%E0%B8%A5%E0%B9%87%E0%B8%81


ขอขอบคุณ อาจารย์จรัส บุณยธรรมา มา ณ ที่นี้ ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ
1548  ฟิสิกส์ 2 / แสงและการมองเห็น / การหักเหของแสงผ่านเลนส์ เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 10:53:56 pm
การหักเหของแสงผ่านเลนส์

โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก


เลนส์ คือ วัตถุโปร่งใสที่บริเวณกลางเลนส์ และขอบเลนส์มีความหนาแตกต่างกัน เมื่อแสงเดินทางจากอากาศผ่านเข้าไปในเลนส์ จะเกิดการหักเหของแสงที่ผิวเลนส์
     ลักษณะของเลนส์นูนและเลนส์เว้า
1. เลนส์นูน คือ เลนส์ที่มีลักษณะบริเวณกลางเลนส์หนากว่าบริเวณขอบ
2. เลนส์เว้า คือ เลนส์ที่มีลักษณะบริเวณกลางเลนส์บางกว่าบริเวณขอบ
 
     และเมื่อส่องแสงผ่านเลนส์นูน หรือเลนส์เว้า ผู้เรียนคิดว่าจะเกิดการหักเหของแสงอย่างไร จากคำถามนี้ ผู้เรียนลองทดสอบโดยใช้แว่นขยายส่องดูสิ่งต่างๆได้ เราะแว่นขยายมีเลนส์นูนเป็นส่วนประกอบที่สำคัญซึ่งทำหน้าที่รวมแสง และใช้ส่องดูวัตถุขนาดเล็กให้มองเห็นภาพขนาดขยายได้ โดยเริ่มจาก
     - ใช้แว่นขยายรับแสงอาทิตย์ โดยเริ่มจากให้แว่นขยายอยู่ห่างพื้น 2 เซนติเมตร แล้วเพิ่มระยะห่างนี้มากขึ้นเรื่อยๆ สังเกตความสว่างบนพื้นว่าเปลี่ยนแปลงหรือไม่ อย่างไร
     - ปรับความสูงของแว่นขยายจนได้ความสว่างบนพื้นมีความสว่างมากที่สุด ทำเช่นนี้ซ้ำอีกครั้งแต่เปลี่ยนเป็นเลนส์เว้า

 
ประโยชน์ของเลนส์
1. เลนส์นูนใช้ทำแว่นขยาย แว่นสายตายาว เป็นส่วนประกอบกล้องถ่ายรูป กล้องจุลทรรศน์ กล้องส่องทางไกล
2. เลนส์เว้าใช้ทำแว่นสายตาสั้น
 

 
แสงสีต่างๆ ที่ประกอบเป็นแสงอาทิตย์
     ท่านเคยเป่าฟองสบู่หรือแชมพูให้ลอยในอากาศบริเวณที่มีแสงแดด แล้วลองมองฟองสบู่ว่ามีสีเกิดขึ้นที่ฟองสบู่หรือไม่ สีอะไร จากที่เราเห็นนั้นแสงแดดมีสีอะไร และจะทำอย่างไรจึงจะบอกได้ว่าแสงอาทิตย์มีสีหรือไม่ และถ้าแสงอาทิตย์มีสีจะมีสีอะไรบ้าง
     ลองทดสอบเพื่อแยกสีของแสงอาทิตย์และศึกษาแสงสีต่างๆ ที่ประกอบเป็นแสงอาทิตย์โดยการ
     - นำปริซึมสามเหลี่ยมมารับแสงอาทิตย์ จัดมุมรับแสงให้เหมาะสมจนเกิดการหักเห แล้วลองสังเกตแสงที่ปริซึมออกมา
 
 
     เมื่อให้แสงจากดวงอาทิตย์ส่องผ่านปริซึมสามเหลี่ยม พบว่าแสงที่หักออกมาจากปริซึมมีสีต่างๆ กัน และตำแหน่งของแสงสีบนฉากจะต่างกันด้วย แสดงว่าแสงที่ตกกระทบซึ่งเป็นแสงขาวนั้นที่จริงแล้วประกอบด้วยแสงหลายๆสี แสงแต่ละสีจะหักเห ณ ผิวรอยต่อระหว่างอากาศกับปริซึมไม่เท่ากัน จึงทำให้แสงแต่ละสีที่หักเหออกมาจากปริซึมไปปรากฏบนฉาก ณ ตำแหน่งต่างกันดังรูป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การกระจายของแสง
 
 
รุ้งเกิดขึ้นได้อย่างไร
     ผู้เรียนควรรู้จักรุ้ง ซึ่งชาวบ้านจะเรียกว่า รุ้งกินน้ำ รุ้งเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับแสง
 
 
ผู้เรียนทำการทดลองตามขั้นตอนต่อไปนี้
1. ออกไปกลางแจ้ง ยืนหันหน้าไปทางดวงอาทิตย์ แล้วฉีดน้ำจากกระบอกน้ำสังเกตละอองน้ำที่ฉีดออกจากกระบอก
2. หลังจากนั้นยืนหันหลังให้ดวงอาทิตย์แล้วฉีดน้ำจากกระบอก สังเกตผลที่เกิดขึ้น
 
 
     เมื่อทำการทดลองเพื่อให้เกิดรุ้งแล้ว จะได้ข้อสรุปว่า เมื่อยืนหันหลังให้ดวงอาทิตย์ แล้วพ่นน้ำขึ้นไปในอากาศ จะเห็นแถบสีต่างๆ เกิดในกลุ่มละอองน้ำ แต่ถ้าหันหน้าให้ดวงอาทิตย์จะไม่เห็นสีรุ้งดังกล่าว แสดงว่าการเกิดรุ้งจะต้องมีแสงแดดส่องผ่านละอองน้ำ และจะเกิดในด้านตรงกันข้ามกับดวงอาทิตย์
     ในธรรมชาติรุ้งมักเกิดหลังจากฝนตกใหม่ๆ เพราะยังมีละอองน้ำเหลืออยู่ในอากาศมาก และก่อนฝนตกก็มักเกิดรุ้งได้เช่นกัน ทั้งนี้เพราะก่อนฝนตกจะมีไอน้ำ และละอองน้ำอยู่อย่างหนาแน่น เมื่อแสงส่องผ่านละอองน้ำ ก็จะหักเหทำให้แสงจากดวงอาทิตย์แยกออกเป็นแสงสีต่างๆ ได้แก่ ม่ง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด และแดง




ดูภาพประกอบเพิ่มเติมด้านล่างครับ

ขอขอบคุณ อาจารย์จรัส บุณยธรรมา มา ณ ที่นี้ ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ
1549  ฟิสิกส์ 2 / การเหนี่ยวนำ / ตัวเหนี่ยวนำ เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 10:43:30 pm
โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก

ตามนี้ครับ

http://edu.e-tech.ac.th/exam1/bottee15.htm

มีความรู้รออยู่ครับ

ขอขอบคุณ อาจารย์จรัส บุณยธรรมา ที่ให้สิทธิผมในการตั้งกระทู้ ขอบคุณครับ
1550  ฟิสิกส์ 2 / ความกว้างของสายฟ้า / กลไกการเคลื่อนตัวของฟ้าผ่า เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 10:39:46 pm
กลไกการเคลื่อนตัวของฟ้าผ่า
โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก

ฟ้าผ่าก่อตัวขึ้นในระดับสูง ๑๕,๐๐๐ ถึง ๒๕,๐๐๐ ฟิตเหนือระดับน้ำทะเล และจะต้องมีการเคลื่อนตัวของอากาศให้วนผสมกันได้ในแนวดิ่ง โดยปกติอากาศในบรรยากาศจะอยู่แยกกันเป็นชั้นๆ ต่างมีแรงกดดันต่างกัน จึงจะไม่วนผสมกันในแนวดิ่ง การจะเกิดการเคลื่อนตัวในแนวดิ่งที่ฝืนกับแรงกดดันได้ ก็ต้องมีแรงจากภายนอกมากระทำ เช่น โดยมากมักจะมากับภาวะที่ กระแสอากาศอุ่นมาปะทะกับกระแสอากาศเย็นอย่างกระทันหัน แล้วด้วยความที่ธรรมชาติของอากาศต้องเกิดการไหลวนเพื่อเฉลี่ยพลังงานความร้อนให้เท่าๆกัน อากาศร้อนก็ถูกบีบพุ่งขึ้นสูง อากาศเย็นก็จะพยายามไหลลงมาแทนที่ การไหลวนนี้จะเกิดจากพลังงานด้วยแรงปะทะของกระแสอากาศจำนวนมาก จึงมีความไม่เสถียรในแนวดิ่งได้มากพอ แล้วไอน้ำก็กลั่นตัวรวมกันเป็นเมฆ การไหลวนของมวลในเมฆทำให้เมฆเช่นนี้ก่อตัวเป็นลำสูง ให้เกิดเมฆฝนที่เรียกว่า cumulonimbus clouds อันเป็นเมฆที่มีความสูงมาก พาดผ่านระดับต่างๆกันในบรรยากาศ ไอน้ำที่กลั่นตัวเป็นเม็ดฝนส่วนหนึ่ง จึงเคลื่อนตัวขึ้นไปยังที่สูง จนถึงที่อากาศเบื้องบนหนาวเย็นพอที่จะทำให้จับตัวเป็นเกล็ดน้ำแข็งได้


ขณะที่สายฟ้าเดินทางลงมาใกล้จะถึงพื้นแล้วนั้น หากมีอาคารสิ่งก่อสร้าง หรือต้นไม้สูงๆ โปรตอนภายในสิ่งสูงๆเหล่านั้นบนพื้นดิน ก็จะกระโดดข้ามอากาศเป็นทาง เรียกว่า streamer ขึ้นไปหาลำกระแสอีเลคตรอนที่ฐานเฆฆ ที่กำลังพุ่งตัวลงมาเป็นห้วงๆ ในที่สุดลำประจุบวกจากพื้นดิน ก็จะบรรจบกันกับลำประจุลบที่ลงมาจากก้อนเมฆ พอทั้งสองบรรจบกันแล้ว ประจุบวกจำนวนมหาศาลจากพื้นดินก็จะโดดขึ้นไปยังก้อนเมฆ ให้เรามองเห็น เป็นลำไฟฟ้าที่มาจากพื้นกลับคืนขึ้นไปยังก้อนเมฆ ที่เรียกว่า return stroke ในเวลาน้อยกว่าชั่วพริบตาเสียอีก ซึ่งเป็นแสงที่เราเรียกว่าฟ้าผ่า สายฟ้าจะเดินทางด้วยความเร็วประมาณ หกหมื่นไมล์ ต่อวินาที

เมื่อลำไฟฟ้าลำแรกเปิดทางลงมาหาพื้นได้แล้ว ทางผ่านคือลำโมเลกุลอากาศที่แตกตัวเป็นไออ้อน เปิดให้สายฟ้าแทรกตัวชำแรกชั้นอากาศลงมาได้ ก็ยังเปิดตัวอยู่ชั่วขณะหนึ่ง อำนวยโอกาสให้ประจุไฟฟ้าในก้อนเมฆ เดินตามลงมาอีก เกิดเป็นฟ้าผ่าซ้อนๆกัน ๓-๔ ครั้ง ในเวลารวมกันแล้วแค่ ๐.๒ วินาทีเท่านั้น ด้วยความที่มันเกิดขึ้นเร็วมาก เราจึงมองไม่ออก

เมื่อฟ้าผ่าเกิดขึ้นจากความต่างศักย์ ที่มีมากพอที่จะทำให้โมเลกุลของอากาศแตกตัวเป็นไออ้อน จนสามารถเป็นตัวนำไฟฟ้าได้ ความต่างศักย์นี้ เรียกว่า breakdown potential ซึ่งมีค่า B=3x109 โว้ลท์/กิโลเมตร ในอากาศแห้ง ถ้าเราสามารถวัดค่าความยาวของสายฟ้าผ่าก็จะหาค่าความต่างศักย์นี้ได้จาก

ความต่างศักย์ = Bxความยาวของสายฟ้า(หรือความสูงจากพื้นของฐานเมฆ)



ถ้าฐานเมฆอยูเหนือพื้น ๒ กิโลเมตร ความต่างศักย์จะมีค่า 6x10 Volt

ความต่างศักย์ขนาด หกพันล้านโว้ลท์ ก็สามารถทำให้หัวใจคนหยุดเต้นได้สนิท ในขณะที่สายไฟแรงสูงจะมีความต่างศักย์ประมาณ สามแสนห้าหมี่นโว้ลท์ ทางที่ดี เราจึงควรเลี่ยงไม่ให้ถูกฟ้าผ่า




สำหรับสาเหตุอย่างละเอียดของการเกิดฟ้าผ่านั้น นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่อาจเห็นพ้องต้องกันได้ แต่เป็นที่ทราบกันว่า ฟ้าผ่ามักจะเกิดในระดับที่มีหยดน้ำฝนกับน้ำแข็งผสมอยู่ร่วมกัน ทำให้หยดน้ำและเกล็ดน้ำแข็งมาปะทะกันในกระแสวังวนภายในก้อนเมฆนั้น จะด้วยเหตุผลใดไม่เป็นที่ทราบกันแน่ชัด โปรตอนที่มีประจุไฟฟ้าบวกจะมารวมกันอยู่เฉพาะในหยดน้ำหรือเกล็ดน้ำแข็งขนาดเล็ก ที่มีขนาดเล็กกว่า ๑ มิลลิเมตร ที่มีชื่อเรียกรวมๆกันว่า hydrometeor ส่วนอีเลคตรอนจะแยกไปเกาะอยู่กับหยดน้ำที่มีขนาดใหญ่ ด้วยแรงดึงดูดของโลก ในที่สุดเม็ดใหญ่ที่หนักกว่า ก็เคลื่อนตัวลงมาอยู่ด้านล่าง ทำให้ในก้อนเมฆเดียวกันเกิดมีภาวะทางไฟฟ้าต่างกันไปในชั้นล่างกับชั้นบน แล้วประจุไฟฟ้าจะเดินทางลงมาเป็นห้วงๆเหมือนขั้นบันได ขั้นละประมาณ ๕๐-๑๐๐ เมตร เมื่อมันเจอสภาพบนพื้นที่ใดที่เป็นตัวนำไฟฟ้าได้ดี มันก็จะบรรจบวงจรได้ คือสามารถกระโดดลงมาหาตัวนำที่ทำให้ถ่ายเทกระแสไฟฟ้าจนเข้าสู่ภาวะสมดุลย์ได้





สภาวะที่อำนวยให้เกิดฟ้าผ่านี้ จึงมีไม่เท่ากันทุกแห่งบนโลก โดยมากจะเกิดเหนือพื้นทวีป(ดูแผนที่ข้างล่าง) เพราะความแตกต่างของกระแสอากาศมีสูง คืออากาศเหนือพื้นดินสามารถร้อนขึ้นได้มากจากการที่พื้นโลกดูดซับพลังงานของดวงอาทิตย์ แล้วคายออกมาสู่อากาศเหนือพื้นโดยตรง จึงเป็นเงื่อนไขสำคัญที่ก่อให้เกิดพายุฝน อันเป็นแหล่งกำเนิดของฟ้าผ่า และบนพื้นโลก ก็ยังมีสิ่งก่อสร้างสูงๆ ทั้งโดยธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้น มากกว่าที่จะหาได้ในท้องทะเลอันราบเรียบ อัตราการเกิดฟ้าผ่าจึงมีสูงมากในภาคพื้นทวีป ส่วนเหนือพื้นน้ำนั้น เนื่องจากน้ำอมความร้อนได้ดีมากจนคายออกมาน้อยมาก อากาศเหนือพื้นจึงไม่ได้ร้อนมากขึ้นเท่าใด เมื่อไม่มีกระแสอากาศร้อนติดพื้น ก็ไม่ค่อยมีการก่อเมฆฝน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการทำให้เกิดฟ้าผ่า ประชากรในประเทศเกาะในมหาสมุทร มักจะไม่เจอปรากฏการณ์ฟ้าผ่ามากเท่าใด ภาษาพูดของประชากรเหล่านี้ จึงมีศัพท์เกี่ยวกับฟ้าผ่ากันไม่มากนัก





(แผนที่แสดงการเกิดฟ้าผ่าทั่วโลก โดยข้อมูลจากอุปกรณ์ถ่ายภาพจากอวกาศ บนยานอวกาศของนาซ่า คือที่มีอยู่บนยาน Optical Transient Detector (OTD) และอุปกรณ์ the Lightning Imaging Sensor (LIS) บนยาน The Tropical Rainstorm Measuring Mission(TRMM) ที่ถูกส่งขึ้นไปบันทึกข้อมูลการเกิดฟ้าผ่าทั่วโลก ตั้งแต่ปี ค.ศ. ๑๙๙๕ และ ๑๙๙๗ ตามลำดับ จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่า ฟ้าผ่าส่วนมากจะเกิดเหนือภาคพื้นทวีป โดยเฉพาะแถบทรอปิคส์เป็นส่วนใหญ่ ตัวอย่างเช่น ที่ฟลอริด้า จะมีกระแสพายุจากฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติก และจากอ่าวเม็กซิโกมาปะทะกัน บีบดันให้อากาศพุ่งขึ้นในแนวดิ่ง จนเกิดภาวะอำนวยต่อการเกิดฟ้าผ่า ดังที่กล่าวมาแล้วข้างต้น ตัวเลขในแผนผัง บอกอัตราจำนวนฟ้าผ่าที่เกิดในพื้นที่ ๑ ตารางกิโลเมตรต่อปี)

จากการศึกษาด้วยภาพถ่ายและภาพยนต์ ที่จับภาพการพัฒนาตัวของฟ้าผ่าอย่างละเอียด ช่วยให้เราเข้าใจกลไกการเกิดฟ้าผ่าลงดินได้มาก เมื่อความต่างศักย์ระหว่างฐานก้อนเมฆ และพื้นดินใต้เมฆ มีสูงมากๆจนตัวกลางคืออากาศต้านไม่ไหวแล้ว ก็จะมีส่วนนำร่องแทรกตัวออกมาจากฐานเมฆ ที่เรียกว่า stepped leader เพราะการเคลื่อนตัวของสายฟ้า จะเป็นห้วงๆช่วงละ ๕๐-๑๐๐ เมตร ด้วยเวลาประมาณ ๐.๐๐๕๐ วินาที เท่านั้น ไม่ต่อเนื่องกัน แต่ด้วยความเร็วมากจนตาของเราแยกไม่ออก

สายฟ้านำร่องลงมาเป็นทีละขั้นๆ ด้วยการถ่ายพลังงานให้โมเลกุลของอากาศ เกิดการแตกตัวอย่างรวดเร็ว ดันให้อีเล็คตรอนของโมเลกุลอากาศ ถูกผลักออกไป จึงไม่มีแรงต้านจากอากาศในลำแคบๆรอบๆสายฟ้า เป็นลำกว้างเพียงประมาณสิบเซ็นติเมตร ทำให้กระแสไฟฟ้าพรั่งพรูลงมาได้อีกขั้นหนึ่ง เป็นอย่างนี้ทีละช่วงๆ

เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปในหมู่นักวิทยาศาสตร์แล้วว่า เมื่อเกิดฟ้าผ่า ลำอากาศรอบๆสายฟ้า จะถูกอัดด้วยแรงกดดันมหาศาลจนฉีกตัวออกกลายเป็นพลาสม่า การขยายตัวอย่างฉับพลันของพลาสม่า ทำให้เกิดช้อคเวฟ ที่เมื่อเดินทางไประยะหนึ่ง จะลดกำลังลงกลายเป็นคลื่นเสียง

คลื่นเสียงเดินทางได้ช้ากว่าคลื่นแสงมาก เราจึงเห็นฟ้าผ่าก่อน แล้วจึงจะได้ยินเสียงฟ้าร้อง ความเร็วของคลื่นเสียงของฟ้าร้อง ขึ้นอยู่กับ อุณหภูมิ ความเร็วและทิศทางของลมพายุที่เกิดขึ้นในขณะเดียวกัน





จะประมาณระยะทางว่า ฟ้าผ่าเกิดขึ้นไกลจากเราไปเท่าไรได้อย่างคร่าวๆ โดยจับเวลาห่างกันที่เมื่อเราเห็นฟ้าผ่า กับที่ได้ยินเสียงฟ้าร้อง แล้วหารด้วย ๓ ก็จะได้ระยะทางเป็นกิโลเมตรอย่างคร่าวๆ ในกรณีที่ไม่มีลมและอุณหภูมิประมาณ ๒๐ องศาเซลเซียส





โดยทั่วไปแล้ว คลื่นเสียงเดินทางได้เร็วขึ้นในอากาศที่อุ่นกว่า และเดินทางช้าลงเมื่ออากาศหนาวลง

และคลื่นเสียง ก็มีการหักเหในตัวกลางที่มีความหนาแน่นต่างกันเช่นเดียวกับคลื่นเสียง เมื่อเสียงจากฟ้าผ่าเหนือพื้นดินที่มีอากาศหนาวกว่า เดินทางลงมายังพื้นที่อุ่นกว่า ก็จะหักเหเบี่ยงขึ้นไป ทำให้ถ้าเราอยู่ห่างไปไกลๆออกไป ก็กลับจะไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้อง เพราะคลื่นเสียงหักเหย้อนขึ้นไปในอากาศ ระยะทางที่เราจะได้ยินหรือไม่ได้ยินเสียงฟ้าร้องนี้ก็ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศเป็นอย่างมาก ประมาณว่า ถ้าเราอยู่หางจากฟ้าผ่าประมาณ ๑๕-๒๕ กิโลเมตร ก็จะไม่ได้ยินเสียฟ้าร้อง แต่อาจจะได้ยินเสียงฟ้าร้องที่สะท้อนกลับจากก้อนเมฆอีกทีหนึ่ง เป็นเสียงอึงคนึงสะท้อนกลับไปกลับมา ที่ไม่กึกก้องอย่างที่หากเราได้ยินเสียงที่เดินทางมาหาเราโดยตรง

ขอขอบคุณ อาจารย์จรัส บุณยธรรมา มา ณ ที่นี้ ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ



1551  ฟิสิกส์ 2 / ไฟฟ้าสถิต / Re: หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ เรื่องการเกิดประจุ เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 10:25:49 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่องsec 19 รหัส 115130461120-5  เข้ามาตอบกระทู้วันที่  5 พฤศจิกายน 2551 เวลา  21.54 น. ณ หอแสนสบาย

ได้ทราบถึงเรื่องของ ประจุไฟฟ้าและการเกิดขึ้น รวมถึงพารามิเตอร์อื่นๆที่เกี่ยวข้อง
1552  ฟิสิกส์ 2 / ไฟฟ้าสถิต / Re: ประกายไฟฟ้า เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 10:23:51 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่องsec 19  รหัส 115130461120-5  เข้ามาตอบกระทู้วันที่  5 พฤศจิกายน 2551 เวลา  21.47 น. ณ หอแสนสบาย ซอยอีสเทิร์น


อ่านเนื้อเรื่องนี้แล้ว สรุปว่า แสงที่เกิดขึ้นนี้ มีผลมาจากประจุไฟฟ้านั้นเอง บวกกับสาตาของคนที่มีความไวต่อแสงอยู่แล้ว
1553  หมวดหมู่ทั่วไป / สาระเกี่ยวกับระบบโทรคมนาคม / สายอากาศ (Antenna) เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 09:23:31 pm
สายอากาศ
จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
โพสโดย  ผู้ดูแลระบบ
 สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก

  
 
สายอากาศ อุปกรณ์สำหรับรับและส่งคลื่น ความถี่วิทยุ (radio frequency) ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และในทางกลับกัน ก็เปลี่ยนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานไฟฟ้าเช่นกัน
สายอากาศมีหลายขนาดและรูปแบบ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน เช่น สายอากาศโทรทัศน์ในบ้าน มักติดตั้งไว้บนหลังคา ทำด้วยอะลูมิเนียม เพราะน้ำหนักเบาและทนต่อสภาพอากาศได้ดีกว่าโลหะทั่วไป สายอากาศของไมค์ลอย เป็นเพียงสายไฟสั้นๆ หรือสายอากาศของโทรศัพท์มือถือ เป็นเพียงจุดเชื่อมต่อเล็กๆ เท่านั้น
คำว่าสายอากาศ เป็นศัพท์เฉพาะด้านไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ บัญญัติขึ้นจากคำศัพท์ในภาษาอังกฤษ "antenna" หรือ "aerial" ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์อาจเขียนอักษรย่อ Ant. อย่างไรก็ตาม บุคคลทั่วไปนิยมเรียกว่า เสาอากาศ อาจจะเป็นเพราะเดิมใช้เสาสูงๆ สำหรับติดตั้งสายอากาศนั่นเอง


สายอากาศแบ่งตามรูปแบบการรับ-ส่งคลื่นได้ดังนี้
1.   สายอากาศแบบรอบตัว สามารถรับ-ส่งคลื่นได้ดีในทุกทิศทางเฉลี่ยกันไปโดยรอบ
2.   สายอากาศแบบกึ่งรอบตัว สามารถรับ-ส่งคลื่นได้ดีเกือบรอบตัวแต่มีอัตราขยายสูงกว่าแบบรอบตัว
3.   สายอากาศแบบทิศทางเดียว สามารถรับ-ส่งคลื่นได้ดีในทิศทางที่กำหนดและจะมีอัตราขยาย (gain)สูงกว่าประเภทอื่น
อัตราขยาย (gain) เป็นความสามารถของสายอากาศในการรับส่งคลื่นวิทยุ สายอากาศแต่ละแบบมีอัตราขยายแตกต่างกัน สายอากาศแบบทิศทางเดียวจะมีอัตราการขยายมากกว่าสายอากาศแบบกึ่งรอบตัว และแบบรอบตัวโดยลำดับ ลักษณะการใช้งานจึงแตกต่างกันไป สายอากาศที่มีอัตราขยายสูง จะสามารถรับ-ส่งคลื่นวิทยุ ได้ดีมาก ตัวเลข ซึ่งมีหน่วยวัดอัตราการขยายได้แก่ dBi และ dBd


สายอากาศกับการแพร่กระจายคลื่น        
       ในระบบสื่อสารใดๆ เราต้องการให้สัญญาณที่รับได้ปลายทางมีความแรงมากๆ อย่างน้อยที่สุดแรงพอที่จะชนะสัญญาณนบกวนได้ และอยู่ในเกณฑ์ที่ความไวของเครื่องรับจะทำงานได้ ความแรงที่สถานีปลายทางจะมีค่าสูงหรือต่ำเพียงใดนั้นขึ้นกับองค์ประกอบที่สำคัญคือ ถ้าเป็นการส่งสัญญาณไปตามสายส่ง สัญญาณส่วนมากจะสูญเสียไปในรูปของความร้อนในสายส่งเนื่องจากความต้านทานของสายส่ง และเนื่องจากฉนวนที่นำมาทำสายส่งไม่เป็นฉนวนที่ดีจริง การสูญเสียของสัญญาณในแพร่กระจายคลื่นออกอากาศ คลื่นวิทยุบางส่วนถูกลดทอนกำลังลงในตัวกลางที่คลื่นเดินผ่านไป การสื่อสารในย่านความถี่สูง (HF หรือ High Frequency) นั้น ต้องอาศัยการสะท้อนคลื่นจากชั้นบรรยากาศ Ionosphere กลับมายัง โลกซึ่งมีลักษณะเป็นตัวกลางที่ประกอบด้วยอิเล็กตรอนซึ่งมีอนุภาค ประจุไฟฟ้าบวกและอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้า เมื่อคลื่นวิทยุเดิน ทางไปสะท้อนชั้นบรรยากาศ คลื่นบางส่วนจะถูกดูดกลืนโดยชั้นบรรยากาศนั้น การสื่อสารที่ใช้ความถี่สูงมาก ( VHF หรือ Very High Frequency) เช่นการติดต่อของหน่วยตำรวจตระเวนชายแดนในป่าการสื่อสารจะ ไปไม่ได้ไกล ทั้งนี้เพราะต้นไม้ใบไม้ในป่าจะดูดกลืนคลื่นวิทยุไว้เป็นส่วนมาก การสื่อสารที่ใช้คลื่นไมโครเวฟ (Microwave) เชื่อมโยงระหว่าง สถานีถ่ายถอดทวนสัญญาณการสูญเสียของคลื่นวิทยุเนื่องจากบรรยากาศ เม็ดฝุ่นละอองหรืออณูของออกซิเจนดูดกลืนไว้ การสูญเสียในการแพร่กระจายคลื่นจะคลายกับการสูญเสียในสายส่ง และยังมีการสูญเสียกำลังส่งเนื่องจาก "การถ่างออก" ของรังสี คลื่นวิทยุ เนื่องจากโครงสร้างทางเรขาคณิตของคลื่นในการแพร่กระจายคลื่น "ทุกๆครั้งที่ระยะห่างเพิ่มเป็นสองเท่าความเข้ม ของคลื่นจะลดลง 4 เท่า"



สายนำสัญญาณ
การเลือกใช้สายนำสัญญาณ ต้องดูจากคุณสมบัติต่างๆ ของสายนำสัญญาณ เช่น
1.   ค่า Impedance โดยมาตรฐานแล้วการส่งอย่างเดียวจะอยู่ที่ 30 โอห์ม ส่วนการรับอย่างเดียวจะอยู่ที่ 75 โอห์ม (สายอากาศโทรทัศน์ เป็นต้น) มาตรฐานการรับและส่งจึงถูกกำหนดอยู่ที่ 50 โอห์ม
2.   ค่าการลดทอนสัญญาณ สายนำสัญญาณแต่ละแบบจะมีค่าการลดทอนที่ต่างกัน ตามความถี่ที่สูงขึ้นและระยะที่ยาวขึ้น จะมีค่าการลดทอนสูงขึ้น ทำให้กำลังของคลื่นวิทยุลดลงไปด้วย ซึ่งระยะที่ใช้งานจะเป็นตัวพิจารณาแบบของสายนำสัญญาณที่นำมาใช้
3.   ตัวนำภายใน ตัวนำทางไฟฟ้าที่ดีที่สุดคือ แร่เงิน แต่ราคาสูงมาก ทำให้สายนำสัญญาณส่วนใหญ่ทำมาจากทองแดงที่นำไฟฟ้าได้รองลงมาจากแร่เงิน แต่ราคาถูกและอ่อนตัว
ตัวนำภายในสายจะมีทั้งแบบถักหลายเส้น และแบบเส้นเดียว ซึ่งแบบหลังจะให้ประสิทธิภาพในการนำสัญญาณดีกว่า
4.   ฉนวนและชีลด์ วัสดุที่ทำเป็นตัวฉนวนกั้นระหว่างตัวนำและชีลด์ อาจจะเป็นปัจจัยในการเลือกสายนำสัญญาณส่วนหนึ่ง เพราะถ้าฉนวนไม่มีความแข็งแรงและยืดหยุ่นพอ อาจทำให้เวลาทำการดัดงอสาย ชีลด์ที่อยู่บนฉนวนด้านนอกอาจจะขูดฉนวนจนกระทั่งสัมผัสตัวนำภายใน ทำให้เกิดการลัดวงจรขึ้น
ส่วนของชีลด์นั้น ส่วนใหญ่จะทำมาจากใยเหล็กถัก เป็นตัวกักสัญญาณวิทยุไม่ให้สูญเสียออกไปจากสายนำสัญญาณมากเกินไป ซึ่งประสิทธิภาพของการลดการสูญเสียสัญญาณก็ขึ้นอยู่กับชีลด์ด้วย
5.   เปลือกหุ้ม เป็นส่วนที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมภายนอก ซึ่งต้องพิจารณาจากพื้นที่ที่นำไปใช้งานด้วย
แต่ในการใช้งานขั้นสูง ความยาวของสายนำสัญญาณจะมีความสัมพันธ์กับความยาวคลื่น ซึ่งจะใช้ในกรณีการต่อสายอากาศหลายต้นจากแหล่งกำเนิดเดียวกัน (การคำนวณมีความซับซ้อนพอสมควร)


สายอากาศ
หรือเสาอากาศที่เรียกกันโดยทั่วไป เป็นส่วนที่ใช้แพร่กระจายคลื่นความถี่วิทยุออกไปตามการออกแบบใช้งานของสายอากาศ ส่วนความถี่ใช้งานนั้นจะถูกออกแบบให้ใช้ตามย่านความถี่นั้นๆ เฉพาะ ไม่สามารถใช้งานร่วมกันได้เช่น อุปกรณ์ที่ใช้ความถี่ 2.4 GHz ต้องใช้กับสายอากาศ 2.4 GHz เท่านั้น (ยกเว้นอุปกรณ์ภาครับอย่างเดียวเช่น วิทยุ FM-AM)


ทำไมเรียกว่า สายอากาศ?
เนื่องจากสมัยก่อน การสื่อสารวิทยุที่ความถี่ต่ำ จะมีความยาวคลื่นยาวมาก ซึ่งการนำเหล็กหรือตัวนำโลหะอื่นๆ มาใช้แพร่กระจายคลื่น จะทำให้มีน้ำหนักมาก ออกแบบยากและการเก็บรักษาทำได้ช้าและลำบาก โดยเฉพาะในช่วงภาวะสงครามที่ความถี่วิทยุมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพในการรบ สายอากาศจะทำมาจากเส้นลวดทองแดง ที่มีน้ำหนักเบา ออกแบบง่ายและเก็บรักษาได้ง่ายและรวดเร็ว ทำให้เรียกเส้นลวดที่ใช้แพร่สัญญาณว่าสายอากาศ


ลักษณะการแพร่กระจายของคลื่นวิทยุ

คุณสมบัติของสายอากาศในทางทฤษฎีจะมีรูปลักษณะการกระจายคลื่นสองแบบคือ
1.   แนวตั้ง (Vertical) จะมองการแพร่กระจายคลื่นจากมุมมองด้านข้างของสายอากาศ
2.   แนวนอน (Horizontal) จะมองการแพร่กระจายคลื่นจากมุมมองด้านบนของสายอากาศ
แต่ในความเป็นจริงการกระจายคลื่นมีหลายรูปแบบทั้งแบบแนวสายตา สะท้อนวัตถุ สะท้อนผิวโลกหรือชั้นเมฆ ขึ้นอยู่กับระยะทาง สิ่งกีดขวาง ฯลฯ


อัตราขยายของสายอากาศ (Gain: dB)
เป็นตัวบ่งบอกอัตราขยายของสายอากาศนั้นๆว่า สามารถขยายกำลังที่ถูกส่งเข้ามาที่สายอากาศและแพร่กระจายออกไปได้ไกลเท่าไหร่ โดยหน่วยของอัตราขยายจะแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ
dBi เป็นหน่วยของอัตราขยายเทียบกับสายอากาศแบบ Isotropic
dBd เป็นหน่วยของอัตราขยายเทียบกับสายอากาศแบบ Dipole

โดยที่ 2.15 dBi = 0 dBd
อัตราขยายยิ่งสูง ระยะทางยิ่งไปได้ไกลขึ้น แต่องศาในการกระจายคลื่นจะยิ่งแคบลง
อธิบายง่ายๆ ด้วยวงแหวนยางยืด อัตราขยายน้อยคือวงแหวนแบบปกติ อัตราขยายสูงคือวงแหวนที่ถูกจับยืดออก (ระยะทางมากขึ้น แต่องศากระจายคลื่นน้อยลง)


ประเภทของสายอากาศ
สายอากาศรอบตัว (Omni-directional) จะออกอากาศในแนวนอน 360 องศา (เป็นค่าตายตัวของสายอากาศประเภทนี้) ส่วนแนวตั้งขึ้นอยู่กับอัตราขยาย โดยส่วนใหญ่จะอยู่ที่ 2 – 18 dBi
สายอากาศทิศทาง (Directional) จะมีทั้งแบบกึ่งทิศทางและแบบทิศทาง
แบบกึ่งทิศทาง (Dipole, Patch panel, Sector) การแพร่กระจายคลื่นจะออกมารอบทิศทาง แต่จะเน้นออกไปทิศทางด้านหน้าของสายอากาศ ซึ่งขึ้นอยู่กับอัตราขยาย
แบบทิศทาง (Yagi-Uda, Helical (Helix), Grid) จะเน้นทิศทางด้านหน้ามากกว่าแบบอื่นๆ และสัญญาณด้านหลังและด้านข้างจะแพร่กระจายออกมาน้อยมาก ส่วนใหญ่อัตราขยายจะสูงกว่า 20 dBi
สายอากาศแบบ Helical (Helix) หรือสายอากาศก้นหอย จะมีความพิเศษอยู่ตรงที่ ลักษณะของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายออกมา จะมีทั้งแนวตั้งและแนวนอน ทำให้สายอากาศภาครับไม่จำเป็นต้องทำแนวเดียวกับสายอากาศต้นทางที่เป็น helical และค่าสัดส่วนอัตราขยายหน้า/หลัง (Front/back ratio) มีอัตราที่ดีมาก แต่ก็เป็นสายอากาศที่สร้างยากอีกด้วย
Tips:
สายอากาศแบบยากิ-อูดะ (Yagi-Uda) หรือสายอากาศก้างปลา ออกแบบโดย ศจ. ฮิเดจุกุ ยากิ และ ศจ. ชินทาโร อูดะ แห่งมหาวิทยาลัยโตเกียวอิมพีเรียล จึงตั้งชื่อสายอากาศแบบนี้เพื่อเป็นเกียรติแก่ท่านทั้งสอง แต่ปัจจุบันจะเรียกติดปากกันเหลือแค่สายอากาศยากิ



ค่า SWR (Standing Wave Ratio) หรือ VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)

เป็นส่วนสำคัญที่สุดในการตรวจสอบว่า สายอากาศที่ใช้อยู่ มีประสิทธิภาพเพียงใด โดยค่ามาตรฐานจะอยู่ที่ 1.1:1 – 1.5:1 กรณีเลวร้ายสุดไม่ควรเกิน 2:1
สัดส่วนนี้เป็นสัดส่วนระหว่างกำลังส่งที่ถูกส่งออกไปต่อกำลังส่งที่ถูกสะท้อนกลับมา ตัวอย่างเช่น
สายอากาศใช้ในความถี่ 2.4 – 2.5 GHz ต้องใช้ค่ากึ่งกลางมาคำนวณการทำสายอากาศคือ 2.45 GHz ซึ่งจะได้ค่าออกมาเป็น 29980 / 2450 = 12.2367 เซนติเมตร
และถ้าคำนวณความถี่ปลายจะได้ค่าเป็น 2.4 GHz = 12.4917 ซม. และ 2.5 GHz = 11.992 ซม.


แต่ในหลักความเป็นจริง สายอากาศไม่สามารถยืดหดความยาวตามความถี่ใช้งานได้ จึงต้องใช้ค่ากึ่งกลาง และนำมาคำนวณเพื่อให้สามารถใช้งานได้ตลอดทั้งย่านความถี่ที่จะใช้งาน โดยค่า SWR อาจจะเป็นลักษณะดังนี้
2.400 GHz = 1.5:1 (Ch. 1)
2.425 GHz = 1.3:1 (Ch. 4)
2.450 GHz = 1.1:1 (Ch. 7)
2.475 GHz = 1.3:1 (Ch. 10)
2.500 GHz = 1.5:1 (Ch. 13)
ซึ่งเป็นค่าโดยประมาณ ทำให้สามารถอธิบายได้ว่าในจำนวนช่องสัญญาณ 13 ช่อง ทำไมช่องสัญญาณที่ 7 จึงมีความแรงสูงสุด เพราะอยู่ในช่วงที่สายอากาศมีประสิทธิภาพสูงสุดนั่นเอง
ซึ่งการคำนวณค่า SWR ที่แท้จริงจะซับซ้อนกว่านี้ ในที่นี้จึงเป็นการอธิบายแบบคร่าวๆ เท่านั้น
และเครื่องมือวัด SWR Meter จะระบุย่านความถี่และกำลังส่งที่สามารถวัดได้
Tips:
ในหลักความเป็นจริง สายอากาศที่มีค่า SWR เป็น 1.x:1 ตลอดช่วงความถี่ไม่มีอยู่จริงในโลก
อาจจะมีสายอากาศที่มีค่า SWR (เฉพาะความถี่กึ่งกลาง) เป็น 1:1 อยู่จริง แต่อาจจะเกิดปรากฏการณ์ “หูหนวกตาบอด” รับไม่ได้ส่งไม่ออก เกิดขึ้น เพราะค่าองค์ประกอบอื่นๆ อาจจะเกิดการผันผวนอย่างรุนแรงจนทำให้สายอากาศไร้ประสิทธิภาพไปในที่สุด

ข้อมูลเพิ่มเติม

http://www.100watts.com/smf/index.php?topic=32093.0
http://wapedia.mobi/th/%E0%B8%AA%E0%B8%B2%E0%B8%A2%E0%B8%AD%E0%B8%B2%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A8


ขอขอบคุณ อาจารย์จรัส บุณยธรรมา มา ณ ที่นี้ ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ
1554  หมวดหมู่ทั่วไป / อิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น / กฎของโอห์ม เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 09:07:56 pm
โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก

กฎของโอห์ม ใช้อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า และ ความต้านทาน ในวงจรไฟฟ้า กล่าวคือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวใดๆ แปรผันตรงกับความต่างศักย์ (แรงดันไฟฟ้า หรือแรงดันตกคร่อม) และแปรผกผันกับความต้านทานระหว่างสองจุดนั้นที่กระแสไหลผ่าน

ในสูตรสมการทางคณิตศาสตร์, เขียนได้ดังนี้:

V = IR

 
โดยที่ V คือความต่างศักย์ มีหน่วยเป็น โวลต์, I คือกระแสในวงจร หน่วยเป็น แอมแปร์ และ R คือความต้านทานในวงจร หน่วยเป็น โอห์ม

สูตรการหาค่าต้านทาน

หาแรงดัน  V= I * R
หากระแส  I= V/R
หาค่าต้านทาน  R = E/I
V= แรงดัน I เท่ากับกระแส R เท่ากับ ค่าต้านทาน



กฎดังกล่าวตั้งชื่อเป็นเกียรติให้กับ เกออร์ก โอห์ม นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ผู้ที่ตีพิมพ์ผลงานในปี พ.ศ. 2370 (ค.ศ. 1827) บรรยายการทดลองวัดค่าแรงดันและกระแสผ่านลวดความยาวต่าง ๆ กัน และอธิบายผลด้วยสมการ (ซึ่งซับซ้อนกว่าสมการบนเล็กน้อย)

ค่าความต้านทาน ของอุปกรณ์ต้านทาน เช่น ตัวต้านทาน มีค่าคงที่ ที่กระแสและแรงดันช่วงที่กว้าง เมื่อตัวต้านทานถูกนำมาใช้ในเงื่อนไขดังกล่าว เรียกตัวต้านทานนั้นว่า อุปกรณ์โอห์มิก (ohmic device) เพราะว่า เพียงค่าความต้านทานค่าเดียว ก็สามารถใช้อธิบายคุณสมบัติของอุปกรณ์นั้นได้ แต่ถ้าป้อนแรงดันที่สูงมาก อุปกรณ์ดังกล่าวจะสูญเสียคุณสมบัติ โอห์มิก ไป ซึ่งค่าความต้านทานมักสูงกว่าความต้านทานในสภาวะปกติ

ขอขอบคุณอาจารย์จรัส บุณยธรรมา ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ

1555  ฟิสิกส์ 2 / แสงและการมองเห็น / แสงเลเซอร์ เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 09:00:17 pm
โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก

เลเซอร์ (laser) ย่อมาจากคำว่า Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ในทางฟิสิกส์ คือ อุปกรณ์ที่ให้กำเนิดลำแสง ที่มีลักษณะเฉพาะ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่รวมกันระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมกับอุณหพลศาสตร์ ซึ่งพลังงานแสงเลเซอร์ สามารถมีคุณสมบัติได้หลากหลาย ขึ้นอยู่กับจุดประสงค์ในการออกแบบ เลเซอร์ส่วนมากจะเป็นลำแสงที่มีขนาดเล็ก มีการเบี่ยงเบนน้อย (low-divergence beam) และสามารถระบุความยาวคลื่นได้ง่าย โดยดูจากสีของเลเซอร์ ถ้าอยู่ในสเป็กตรัมที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า (visible spectrum) ซึ่งเลเซอร์นี้อาจกล่าวได้ว่า เป็นการรวมพลังงานแสงที่ส่งออกมาจากหลายความยาวคลื่นเข้าด้วยกัน

เลเซอร์ จะหมายรวมไปถึงการให้พลังงานผ่านทางสื่อนำแสง ซึ่งสื่อนำแสงอาจเป็นได้ทั้งของแข็ง ของเหลว ก๊าซ หรืออิเล็กตรอนอิสระที่มีคุณสมบัติสามารถนำแสงได้ ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด ออบติคอล คาวิตี้ (Optical cavity) จะประกอบไปด้วยกระจก 2 อัน ที่จะจัดเรียงแสงเข้าด้วยกันครั้งแล้วครั้งเล่า โดยที่แต่ละครั้งจะผ่านสื่อนำแสง โดนหนึ่งในกระจกนั้น (Output coupler) จะส่งลำแสงออกมา

ลำแสงเลเซอร์ ที่ผ่านทางสื่อนำแสงจะมีความยาวคลื่นเฉพาะ และมีพลังงานเพิ่ม ซึ่งกระจกนี้จะพยายามทำให้แสงส่วนมาก สามารถผ่านทางสื่อนำแสงให้ได้ และออกมาเป็นลำแสงเลเซอร์ กระบวนการเหนี่ยวนำลำแสงเพื่อเพิ่มพลังงานนี้ จะใช้พลังงานไฟฟ้าหรือแแสงในหลายความยาวคลื่น ซึ่งในการทดลองแต่ละครั้ง ความยาวคลื่นของแสงในแต่ละความยาวคลื่น จะส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติ รูปร่าง และความยาวคลื่นของลำแสงเลเซอร์ที่สร้างออกมา

การค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับเลเซอร์ เกิดขึ้นครั้งแรกเมื่อเดือนพฤษภาคม ปี 1960 โดย ทีโอดอร์ ไมแมน (Theodore Maiman) ที่สถาบันวิจัย ฮิวจ์ (Hughes Research Laboratories) ทุกวันนี้เลเซอร์กลายเป็นอุตสาหกรรมที่ทำรายได้หลายพันล้านดอนล่าร์ ผลผลิตจากงานวิจัยเลเซอร์ และกลายเป็นอุปกรณ์ที่มีใช้กันอย่างแพร่หลาย มีให้เห็นอย่างเช่น แผ่นดีวีดี แผ่นซีดี เครื่องเล่นดีวีดี เครื่องอ่านบาร์โค้ด อุปกรณ์ตัดโลหะด้วยเลเซอร์ ฯลฯ จะเห็นได้ว่าเลเซอร์มีการใช้กันอย่างกว้างขวาง ไม่ว่าจะเป็นด้านวิทยาศาสตร์ ด้านอุตสาหกรรม ด้านการแพทย์ หรือแม้กระทั่งด้านการทหาร ก็เพราะว่าเลเซอร์สามารถควบคุมความยาวคลื่นตามที่ต้องการได้

ขอขอบคุณอาจารย์จรัส บุณยธรรมา ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ

1556  หมวดหมู่ทั่วไป / แหล่งความรู้ทั่วไป / ปรากฎการณ์นาคเล่นน้ำ เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 08:37:42 pm
นาคเล่นน้ำ         

โพสต่อโดย ผู้ดูแลระบบ
สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก
 
     ในช่วงสงกรานต์ปี ๒๕๔๘ นี้ มีปรากฏการณ์ทางลมฟ้าอากาศที่น่าตื่นตาตื่นใจเกิดขึ้นในบ้านเรา ตามข่าวระบุว่า
     “พายุงวงช้างที่เกิดขึ้นกลางทะเลอันดามัน ห่างชายฝั่ง ต. ราชกรูด อ. เมือง จ. ระนอง ไปทางทิศตะวันตกประมาณ ๑๐ กม. ถูก ๒ ช่างภาพสมัครเล่นบันทึกภาพเหตุการณ์ระทึกขวัญเอาไว้ได้ ... โดยมีนักกอล์ฟที่สนามกอล์ฟค่ายรัตนรังสรรค์เห็นเหตุการณ์หลายสิบคน โดยนายอำนวย เจริญวิภาสเจต อายุ ๕๒ ปี ระบุว่า เห็นท้องฟ้ามืดครึ้ม จึงมองออกไปในทะเล พบเส้นสีเทาหมุนเป็นเกลียวพุ่งจากท้องฟ้าลงไปในทะเล เกิดเป็นเกลียวหมุนอย่างรวดเร็วดูดน้ำทะเลขึ้นไปบนอากาศแบบเดียวกับพายุทอร์นาโดในสหรัฐอเมริกา ทำเอาคนในสนามกอล์ฟพากันวิ่งหนีจ้าละหวั่น” (ข่าวจาก ไทยรัฐ ฉบับวันที่ ๑๕ เมษายน ๒๕๔๘ หน้า ๑ และเว็บไซต์ของ ไทยรัฐ) พายุดังกล่าวกินเวลานาน ๒๐ นาทีไม่ได้พัดเข้าสู่ชายฝั่ง แต่สลายตัวไปในอากาศ
     ปรากฏการณ์นี้น่าสนใจเหลือเกิน เพราะไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยนักในบ้านเรา เท่าที่ค้นได้จากเว็บ เข้าใจว่าเคยมีคนเห็นที่ทะเลจังหวัดตราด และได้นำไปโพสต์ไว้ โดยเรียกว่า “พายุงวงช้าง” เหมือนข่าวจากหนังสือพิมพ์ครั้งนี้ อย่างไรก็ตามผมขอให้ข้อมูลเบื้องต้นก่อนว่า พายุหมุนแบบนี้จะเรียกว่าพายุงวงช้างก็ไม่ผิด แต่ชื่อเรียกที่ชัดเจนกว่าคือ “นาคเล่นน้ำ” หรือ “พวยน้ำ” เพราะเกิดในน้ำ (ฝรั่งเรียกว่า waterspout)
     “นาคเล่นน้ำ” มาจากไหน ? ทำไมจู่ๆ จึงเกิดท่อเชื่อมผืนฟ้าและพื้นน้ำขึ้นมาได้ ?
 
     นักอุตุนิยมวิทยา (ฝรั่ง) บอกว่า นาคเล่นน้ำมี ๒ แบบ แบบแรกเป็นพายุทอร์นาโดที่เกิดขึ้นเหนือผืนน้ำ (ซึ่งอาจจะเป็นทะเล ทะเลสาบ หรือแอ่งน้ำใดๆ) โดยพายุทอร์นาโดจะเกิดขึ้นระหว่างที่มีฝนฟ้าคะนองอย่างหนัก เรียกว่า พายุฝนฟ้าคะนองแบบซูเปอร์เซลล์ (supercell thunderstorm) และมีระบบอากาศหมุนวนที่เรียกว่า เมโซไซโคลน (mesocyclone) จึงเรียกพายุนาคเล่นน้ำแบบนี้ว่า นาคเล่นน้ำที่เกิดจากทอร์นาโด (tornadic waterspout) ใครที่เคยชมภาพยนตร์เรื่อง Twister คงพอจะนึกภาพออก เพราะมีอยู่ฉากหนึ่งที่มีทอร์นาโดหลายงวงอาละวาดอยู่ในน้ำ
     ส่วนนาคเล่นน้ำอีกแบบหนึ่งซึ่งเกิดขึ้นบ่อยกว่า และน่าจะตรงกับกรณีที่เกิดขึ้นในบ้านเรา (เพราะตามข่าวดูเหมือนจะไม่มีฝนฟ้าคะนองร่วมด้วย) เกิดจากการที่มวลอากาศเย็นเคลื่อนผ่านเหนือผิวน้ำที่อุ่นกว่า โดยบริเวณใกล้ๆ ผิวน้ำมีความชื้นสูง และไม่ค่อยมีลมพัด (หรือถ้ามีก็พัดเบาๆ เอื่อยๆ) ผลก็คืออากาศที่อยู่ติดกับผืนน้ำซึ่งอุ่นในบางบริเวณจะยกตัวขึ้นอย่างรวดเร็วและรุนแรง ทำให้อากาศโดยรอบไหลเข้ามาแทนที่ จากนั้นจึงพุ่งเป็นเกลียวขึ้นไป แบบนี้เรียกว่า นาคเล่นน้ำของแท้ (true waterspout) หรือ นาคเล่นน้ำที่เกิดในช่วงอากาศดีพอสมควร (fair-weather waterspout)
     จุดแตกต่างระหว่างนาคเล่นน้ำทั้ง ๒ แบบนี้ก็คือ นาคเล่นน้ำที่เกิดจากทอร์นาโดจะเริ่มจากอากาศหมุนวน (ในบริเวณเมฆฝนฟ้าคะนอง) แล้วหย่อนลำงวงลงมาแตะพื้น คือ จากบนลงล่าง ส่วนนาคเล่นน้ำของแท้นั้น จะเริ่มจากอากาศหมุนวนบริเวณผิวน้ำ แล้วพุ่งขึ้นไป คือจากล่างขึ้นบน
     ในช่วงที่อากาศพุ่งขึ้นเป็นเกลียววนนี้ หากน้ำในอากาศยังอยู่ในรูปของไอน้ำ เราจะยังมองไม่เห็นอะไร แต่หากอากาศขยายตัวและเย็นตัวลงถึงจุดหนึ่ง ไอน้ำก็จะกลั่นตัวเป็นหยดน้ำจำนวนมาก ทำให้เราเห็นท่อหรือ “งวงช้าง” เชื่อมผืนน้ำและเมฆ
 
     พายุนาคเล่นน้ำส่วนใหญ่ยาวประมาณ ๑๐-๑๐๐ เมตร แต่ก็เคยพบที่ยาวมากถึง ๖๐๐ เมตร
     เส้นผ่าศูนย์กลางก็มีตั้งแต่เล็กๆ แค่ ๑ เมตร ไปจนถึงหลายสิบเมตร ในนาคเล่นน้ำแต่ละตัวอาจมีท่อหมุนวนเพียงท่อเดียวหรือหลายท่อก็ได้ โดยแต่ละท่อจะหมุนด้วยอัตราเร็วในช่วง ๒๐-๘๐ เมตรต่อวินาที (ลองเปรียบเทียบกับพายุทอร์นาโดซึ่งมักจะยาวประมาณ ๑๐๐-๓๐๐ เมตร และหมุนวนเร็วกว่าคือ ๔๐-๑๕๐ เมตรต่อวินาที) กระแสลมในตัวพายุเร็วถึง ๑๐๐-๑๙๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง และอาจสูงถึง ๒๒๕ กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งคว่ำเรือเล็กๆ ได้สบาย
     นอกจากหมุนวนรอบตัวเองแล้ว นาคเล่นน้ำยังสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วตั้งแต่ ๓-๑๓๐ กิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่ส่วนใหญ่จะเคลื่อนที่ค่อนข้างช้าประมาณ ๑๘-๒๘ กิโลเมตรต่อชั่วโมง ดังนั้นจึงมีคำแนะนำสำหรับชาวเรือว่า ให้สังเกตทิศทางการเคลื่อนที่ให้ดี แล้วหนีไปในทิศตรงกันข้าม
     อย่างไรก็ดี พายุนาคเล่นน้ำมีอายุไม่ยืนยาวนัก คืออยู่ในช่วง ๒-๒๐ นาที (แต่นานถึง ๓๐ นาทีก็เคยพบ) และหากนาคเล่นน้ำขึ้นฝั่ง ก็จะสลายตัวไปอย่างรวดเร็ว
 
     นาคเล่นน้ำมักจะเกิดพร้อมๆ กันคราวละหลายตัว คือมากันเป็นครอบครัว ตามสถิติพบว่า เคยเกิดขึ้นพร้อมกันทีเดียว ๗ ตัว ที่เกรตเลกส์ (Great Lakes) ตามแนวพรมแดนระหว่างแคนาดากับอเมริกา ในเหตุการณ์ที่เรียกว่า “เหตุการณ์นาคเล่นน้ำครั้งมโหฬารแห่งปี ๒๐๐๓“ (The Great Waterspout Outbreak of 2003) เพราะมีนาคเล่นน้ำปรากฏโฉมถึง ๖๖ ตัวเป็นอย่างต่ำ ในช่วงเวลามหัศจรรย์ ๗ วัน คือตั้งแต่วันที่ ๒๗ กันยายน ถึง ๓ ตุลาคม ค.ศ. ๒๐๐๓
     ส่วนในเขตประเทศอเมริกาเองนั้น นาคเล่นน้ำมักจะเกิดแถวๆ ฟลอริดา ในบริเวณที่เรียกว่า ฟลอริดา คียส์ (Florida Keys) ซึ่งอยู่ใกล้ๆ สามเหลี่ยมเบอร์มิวดา ทำให้บางคนสันนิษฐานว่า นาคเล่นน้ำอาจจะเป็นสาเหตุที่ทำให้เครื่องบินและเรือจำนวนมากสูญหายไปในบริเวณสามเหลี่ยมลึกลับนี้ก็เป็นได้
     รู้จักนาคเล่นน้ำกันไปแล้ว เลยอยากแถมพายุงวงช้างอีกแบบหนึ่งที่เคยเกิดในบ้านเรา เพราะมีบันทึกอยู่บนปกของวารสาร อุตุนิยมวิทยา ฉบับหนึ่ง โดยในหน้าสารบัญ ให้ข้อมูลสั้นๆ เพียงว่า “พายุฤดูร้อนรูปงวงช้าง ที่ก่อตัวขึ้นกลางท้องนา จังหวัดพิษณุโลก”
      อย่างไรก็ดี ผมมีข้อสังเกตเพิ่มเติมดังนี้
 
     หากพายุนี้เกิดขึ้นพร้อมกับพายุฤดูร้อนจริง พายุนี้ก็ควรเรียกว่า พายุทอร์นาโด เหมือนในต่างประเทศ เพราะเมฆที่ให้กำเนิดพายุจะต้องเป็นเมฆคิวมูโลนิมบัส (cumulonimbus) หรือเมฆฝนฟ้าคะนอง แต่จะต้องเป็นฝนฟ้าคะนองอย่างหนัก และเกิดเมโซไซโคลน ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว (แต่ดูเหมือนจะไม่มี)
     แต่หากไม่ใช่พายุทอร์นาโด ก็ต้องดูพื้นผิวของบริเวณที่เกิดงวงช้าง ซึ่งถ้าเป็นผืนน้ำ พายุนี้ก็คือ พายุนาคเล่นน้ำของแท้นั่นเอง แต่หากเป็นพื้นดิน พายุนี้จะเรียกว่า แลนด์สเปาต์ (landspout) (ผมค้นชื่อไทยไม่พบ แต่จะเรียกว่า “นาคเล่นดิน” ก็ยังไงๆ อยู่)
     พายุแลนด์สเปาต์มีกลไกคล้ายกับนาคเล่นน้ำของแท้ กล่าวคือ เกิดจากมวลอากาศเย็นเคลื่อนที่ผ่านพื้นดินที่ร้อนจัด เพราะถูกแดดแผดเผา อากาศก็เลยยกตัวลอยขึ้นไปและหมุนวนเป็นเกลียว
1557  ฟิสิกส์ 2 / กระแสไฟฟ้า / Re: การทดลองเสมือนเรื่อง หลอดฟลูออเรสเซนต์ เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 01:08:05 pm
ผมนายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็กต่อเนื่อง เข้ามาตอบกระทู้วันที่  5 พฤศจิกายน 2551 เวลา  13.13 น. ณ บ้านช้างขุนเทียน

จากการทดลองเสมือน เรื่อง หลอดฟลูออเรสเซนต์ ทำให้ผมได้ทราบว่า หลดฟลูออเรสเซนต์นั้น จะติดเมือมีกระแสไหลได้ครบวงจร โดยผ่านบาลาสต์ ไปไส้หลอด แล้วผ่านสตาร์ตเตอร์ ไปผ่านไส้หลอดอีกไส้หนึ่ง แล้วครบวงจรที่ขั้วกราวด์

หลักการทำงานโดยย่อๆ ของหลอดฟลูออเรสเซนต์
ช่วงแรก เมื่อจ่ายไฟ 220 โวลต์ให้กับวงจร สตาร์ตเตอร์ s2 ยังอ้าอยู่ในช่วงแรก
กระแสไม่สามารถไหลผ่านสารเรืองแสงไปได้เนื่องจากมีความต้านทานสูง ทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมที่สตาร์ตเตอร์สูง มีผลทำให้สตาร์ตเตอร์เริ่มสว่าง สตาร์ตเตอร์เริ่มร้อนขึ้น ความร้อนทำให้หน้าสัมผัสของสตาร์ตเตอร์เกิดการโค้งงอ มาสัมผัสกับหน้าสัมผัสอีกอันหนึ่งที่อยู่กับที่ จึงมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอดได้และไหลผ่านไส้หลอดซึ่งไส้หลอดเป็นแบบปรีฮีท สามารถกำเนิดอิเล็กตรอนได้ ถึงแม้เมือสตาร์ตเตอร์จะเย็นตัวลงและตัดวงจรไปแล้ว แรงดันไฟสูงที่เกิดจากบาลาสต์นั้นจะสามารถทำให้หลอดติดได้ ถ้าหากว่าครังแรกหลอดยังไม่ติด สตาร์ตเตอร์จะทำงานอีกครังจนกว่าหลอดจะติดได้ จะสังเกตได้ว่า หลอดฟลูออเรสเซนต์นั้น เมือจ่ายไฟให้จะยังไม่ติดทันที จะกระพริบประมาณ 2-3 ครั้งก่อนที่จะติดขึ้นมา
1558  ฟิสิกส์ 2 / ความกว้างของสายฟ้า / สาเหตุของฟ้าผ่า เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 01:02:01 pm
สาเหตุของฟ้าผ่า 
 
โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
สุวัฒน์   หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก

แม้เมื่อ เบนจามิน แฟรงคลิน ได้พิสูจน์ว่า ฟ้าผ่าเกิดจากกระแสไฟฟ้า และสามารถวัดกำลังไฟฟ้าได้ร่วม ๑๕๐ ปีแล้ว การทำความเข้าใจก็ไม่ได้คืบหน้ามากนัก เพราะการสังเกตการณ์ด้วยตาเปล่า มิได้ช่วยให้ได้ข้อมูลอะไรมาก จนกระทั่งในปลายคริสตศตวรรษที่ ๑๙ เมื่อเรามีเทคโนโลยีการถ่ายภาพ และความเข้าใจในเรื่องสเปคตรัม จนสามารถสร้างกล้องบันทึกสเปคตรัมของแสง เพื่อนำมาคำนวณพลังงานของกระแสไฟฟ้าจากสเปคตรัมได้ จึงได้เริ่มมีความคืบหน้าในการศึกษาวิจัยทางฟิสิกส์ของฟ้าผ่าได้อีก




บรรดานักวิทยาศาสตร์รุ่นแรกๆ ที่ใช้การถ่ายภาพความเร็วสูงมาจับภาพฟ้าผ่าเพื่อการศึกษาเรื่องฟ้าผ่าก็มี ชาวอังกฤษ Hoffert ในปี ค.ศ. ๑๘๘๙ ชาวเยอรมัน Weber(๑๘๘๙), Walter(๑๙๐๒) และชาวอเมริกัน Larsen(๑๙๐๕) ส่วนผู้ที่ทำการวัดกระแสไฟฟ้าเป็นครั้งแรกคือชาวเยอรมัน Pockett ในปี ค.ศ. ๑๘๙๗, ๑๘๙๘ และปี ๑๙๐๐ ซึ่งใช้วิธีวิเคราะห์สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น ที่ยังมีหลงเหลืออยู่ในหินบะซ้อลท์ แล้วประมาณกระแสไฟฟ้าจากฟ้าผ่านั้นได้




การศึกษาเรื่องฟ้าผ่าที่นับว่าเป็นการเริ่มต้นของยุคปัจจุบัน นับได้ว่าเกิดขึ้นในช่วงคริสตทศวรรษที่ ๑๙๒๐ และ ๑๙๓๐ เมื่อ C.T.R. Wilson นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ได้เริ่มศึกษาฟ้าผ่าอย่างจริงจัง และนำความเข้าใจมาเสริมความรู้ทางด้านอนุภาคกำลังสูง จนได้รับรางวัลโนเบล ด้วยผลงานการทำห้องทำเมฆจำลอง




วิลสันเป็นท่านแรก ที่ใช้การวัดกำลังของสนามไฟฟ้า มาประเมินโครงสร้างของประจุไฟฟ้าในก้อนเมฆยามฟ้าคะนอง และประจุไฟฟ้าที่ถูกถ่ายทอดลงดินในยามฟ้าผ่า เป็นการเริ่มต้นการวิจัยฟ้าผ่ามาให้ความรู้เราจนถึงปัจจุบัน และมีการศึกษาวิจัยมากที่สุด มาตั้งแต่ ค.ศ. ๑๙๗๐ เป็นต้นมา สาเหตุที่เราทุ่มเทให้ความสนใจเรื่องฟ้าผ่ากันมาก ก็เนื่องจากภยันตรายจากฟ้าผ่า ต่อเครื่องบิน และยานอวกาศ รวมทั้งการสื่อสารคมนาคม ตลอดจนโรงไฟฟ้าใหญ่ๆทั่วโลก เนื่องด้วยอุปกรณ์อีเลคโทรนิคส์ต่างๆ จะได้รับผลกระทบมาก โลกของเราที่ต้องพึ่งอุปกรณ์เหล่านี้มากขึ้นทุกวัน ก็จำต้องหาทางเข้าใจภยันตรายต่างๆอันจะนำผลเสียทางเศรษฐกิจมากมายมาให้




ฟ้าผ่าเกิดขึ้นเมื่อเมฆที่มีประจุไฟฟ้าสูงๆสะสมกันมาก จนสามารถส่งกระแสกระโดดข้ามตัวกลางที่ไม่ใช่ตัวนำที่ดีคืออากาศ ได้นับเป็นกิโลเมตร ตัวก่อให้เกิดฟ้าผ่าที่มีมากที่สุดคือ เมฆที่ทำให้เกิดพายุฝนฟ้าคะนอง หรือ thunderstorm clouds ที่นักอุตุนิยมวิทยาเรียกว่า cumulonimbus (คิวมิวโลนิมบัส) ฟ้าผ่าอาจเกิดขึ้นได้ในเมฆชนิดอื่นอยู่บ้าง แต่งานวิจัยแทบจะทั้งหมด เน้นศึกษาแต่เมฆเฉพาะกลุ่มนี้ เพราะมันอยู่ใกล้พื้น จึงสังเกตการณ์ได้ง่ายที่สุด และจะเป็นฟ้าผ่าพวกที่กระทบเรามากที่สุดด้วย




นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน K. Berger เป็นผู้แรกที่จัดระบบฟ้าผ่า ตามแหล่งที่มาว่ามาจากก้อนเมฆหรือพื้นดิน ตามทิศทางการเดินทางว่าลงพื้นหรือขึ้นฟ้า ตามศักยะไฟฟ้าของส่วนนำหน้าของสายฟ้าว่าเป็นประจุบวกหรือลบ ฯลฯ ในปี ค.ศ. ๑๙๗๘


กว่า ๙๐ % ของฟ้าผ่าจะเป็นชนิดที่ ๑ ดังภาพข้างบน คือประจุลบจากเมฆลงพื้น ที่เป็นประจุบวกจากก้อนเมฆลงพื้นนั้นมีน้อยกว่า ๑๐% เสียอีก ฟ้าผ่าโดยที่กระแสไฟฟ้าโดดจากพื้นขึ้นไปยังก้อนเมฆนั้น หายากมาก โดยมากมักจะเกิดในตึกที่สูงมากๆ หรือบนยอดเขาสูงๆ




 แม้ฟ้าผ่าจากก้อนเมฆสู่ก้อนเมฆ
จะมีมากกว่าครึ่งของจำนวนฟ้าผ่าทั้งหมด แต่มันไม่มีผลต่อมนุษย์แต่อย่างใด ในขณะที่
ฟ้าที่ผ่าจากก้อนเมฆลงดิน ทำความเสียหายสร้าง ภัยพิบัติ ให้แก่มนุษย์และทรัพย์สินเป็นจำนวนมาก
เราจึงต้องศึกษาทำความเข้าใจฟ้าผ่าชนิดนี้ เพื่อความปลอดภัยของเราเอง ความเข้าใจของเรา
เกี่ยวกับฟ้าฝ่าชนิดลงดิน จึงมีมากกว่าชนิดที่โดดจากเมฆสู่เมฆด้วยกัน



ฟ้าผ่า ก็คล้ายกับการดูดของไฟฟ้าสถิตย์ ที่เราโดนในหน้าหนาวที่มีอากาศแห้ง ยิ่งถ้าเดินบนพรม
พอเอื้อมมือจะไปจับลูกบิดประตู หรือเปิดประตูรถ ฯลฯ ก็มักจะโดนไฟดูดจนสะดุ้ง ก็เนื่องมาจากความต่างศักย์ของตัวเรา
กับสิ่งที่เราไปจับนั่นเอง ต่างกันก็เพียงแต่ว่า ความต่างศักย์ของเมฆกับพื้นนั้น
มีมากกว่าที่เราโดนไฟดูดจากลูกบิดประตูเป็นล้านๆเท่าทีเดียว




 สาเหตุของการแยกตัวกันของประจุไฟฟ้าในก้อนเมฆ ก็ยังไม่เป็นที่เข้าใจได้ดีนัก อาจจะมีสาเหตุจากการที่ เมฆคิวมิวโลนิมบัสนั้นเป็นลำสูงขึ้นไป พาดระหว่างชั้นบรรยากาศที่แตกต่างกันมาก ทั้งอุณหภูมิ ความกดดันของอากาศ และจากการปะทะของแรงลมจากกระแสร้อนและเย็นที่ต่างกัน ในชั้นเหนือขึ้นไป หยดน้ำก็จับตัวเป็นน้ำแข็ง ในขณะที่ชั้นล่างยังเป็นหยดน้ำอยู่ หยดน้ำที่รวมตัวเข้าจนหนักขึ้นหนักขึ้น จนไหลลงด้านล่างของก้อนเมฆ จะเกิดมีประจุลบโดยสาเหตุใดเราก็ยังไม่เข้าใจดีนัก และการเกิดเกล็ดน้ำแข็งในส่วนบนของก้อนเมฆ และการกระจายตัวต่างๆกันไป คงเป็นปัจจัยในการการแยกประจุไฟฟ้าภายในก้อนเมฆได้





แต่จะด้วยสาเหตุอันใดก็ตาม จากการศึกษาด้วยการถ่ายภาพมามากมาย ก็สามารถสรุปได้ว่า มีการแยกประจุขึ้นมา โดยด้านล่างของก้อนเมฆ จะมีอีเลคตรอนไปออกันอยู่มาก ส่วนโปรตอนจะขึ้นไปออกันอยู่ด้านบน จึงทำให้ด้านบนมีแต่ประจุบวก ที่ฐานจึงมีศักย์เป็นลบ





อีเลคตรอนในพื้นดินใต้ก้อนเมฆที่มีฐานลอยต่ำนี้ ก็ถูกผลักออกไปหมด ทำให้พื้นดินใต้ก้อนเมฆมีประจุไฟฟ้าบวกขึ้นมา ความต่างศักย์ที่เพิ่มมากขึ้น ทำให้กระแสไฟฟ้าร่ำๆจะโดดมาหากัน แต่เนื่องจากอากาศเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่สู้จะดี จึงต้องอาศัยความต่างศักย์สูงมาก นับเป็นล้านๆถึงพันล้านโวลท์ กว่ากระแสไฟฟ้าจะโดดข้าม ถ่ายเทมาหากันกลายเป็น ฟ้าผ่า ได้


ขอขอบคุณอาจารย์จรัส บุณยธรรมา ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ


1559  หมวดหมู่ทั่วไป / อิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น / ทรานซิสเตอร์ (Transistor) เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 12:33:27 pm
โพสโดย ผู้ดูแลระบบ
นายสุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก

ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่สามารถทำหน้าที่ ขยายสัญญาณไฟฟ้า เปิด/ปิดสัญญาณไฟฟ้า คงค่าแรงดันไฟฟ้า หรือกล้ำสัญญาณไฟฟ้า (modulate) เป็นต้น การทำงานของทราสซิสเตอร์เปรียบได้กับวาลว์ที่ถูกควบคุมด้วยสัญญาณไฟฟ้าขาเข้า เพื่อปรับขนาดกระแสไฟฟ้าขาออกที่มาจากแหล่งจ่ายแรงดัน

บทนำ
ทรานซิสเตอร์แบ่งได้เป็นสองประเภทคือ ทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อคู่ (Bipolar Junction Transistor, BJTs) และทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้า (Field Effect Transistors,FETs) ทรานซิสเตอร์จะมีขาเชื่อมต่อสามจุด อธิบายโดยย่อคือเมื่อมีการปรับเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ขาหนึ่งจะส่งผลให้ความนำไฟฟ้าระหว่างขาที่เหลือสูงขึ้นอันทำให้สามารถควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าได้ อย่างไรก็ตามหลักทางฟิสิกส์ในการทำงานของทรานซิสเตอร์ทั้งสองแบบ(ชนิดรอยต่อคู่และชนิดสนามไฟฟ้า)มีความแตกต่างกันอยู่มาก ในวงจรอนาลอกนั้นทรานซิสเตอร์จะถูกใช้ขยายสัญญาณต่างๆ เช่น สัญญาณเสียง สัญญาณความถี่วิทยุ หรือควบคุมระดับแรงดัน รวมทั้งเป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้าแบบสวิชชิ่งในเครื่องคอมพิวเตอร์ด้วย ทราสซิสเตอร์ก็ยังถูกใช้ในวงจรดิจิทัล เพียงแต่ใช้งานในลักษณะการเปิด/ปิดเท่านั้น วงจรดิจิทัลเหล่านั้นได้แก่ วงจรตรรกะ (Logic gate), หน่วยความจำแบบสุ่ม (Random Access Memory, RAM) และไมโครโพรเซสเซอร์ เป็นต้น


ประวัติ
ในปี ค.ศ. 1928 สิทธิบัตรใบแรกของหลักการทำงานของทราสซิสเตอร์ได้ถูกจดทะเบียนโดย Julius Edgar Lilienfeld ในประเทศเยอรมนีนี ต่อมาในปี ค.ศ. 1934 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ Dr. Oskar Heil ได้ขึ้นทะเบียนหลักการทำงานของทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้า และในปี 1947 นักวิจัยชื่อ John Bardeen, Walter Brattain และ William Shockley ก็ประสบความสำเร็จในการสร้างทรานซิสเตอร์ที่เบลแล็บ พร้อมทั้งส่งเข้าสู่สายการผลิตที่ เวสเทอร์นอิเล็กทรอนิกส์ ออลเลนทาวน์ รัฐเพนซิลวาเนีย เพียงสองทศวรรษต่อจากนั้น ทรานซิสเตอร์ก็ได้เข้าไปทดแทนเทคโนโลยีหลอดสูญญากาศในเครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์แทบทุกชนิดและก่อให้เกิดอุปกรณ์ชนิดใหม่ๆ มากมายเช่น วงจรรวม และ เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล เป็นต้น

คำว่าทรานซิสเตอร์เกิดจากการรวมคำว่า transconductance หรือ transfer และคำว่า resistor เพราะตัวอุปกรณ์นั้นทำงานคล้ายวาริสเตอร์ (Varistor) คือสามารถเปลี่ยนค่าความต้านทานได้ ดังนั้นการตั้งชื่อจึงสามารถบรรยายการทำงานในเบื้องต้นได้

ในเดือนสิงหาคม ค.ศ. 1948 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ Herbert F. Matare และ Heinrich Walker ซึ่งทำงานกับบริษัทลูกของ Westinghouse Corporation ในเมืองปารีส ฝรั่งเศส ได้จดสิทธิบัตรตัวขยายสัญญาณแบบโซลิดสเตทในชื่อว่า ทรานซิสตรอน เพราะว่าทางเบลแล็บไม่ได้เปิดเผยการค้นพบจนปี ค.ศ. 1948 ทรานซิสตรอนจึงถือเป็นการพัฒนาที่เกิดขึ้นโดยไม่เกี่ยวข้องกับทรานซิสเตอร์ในขณะนั้น การค้นพบทรานซิสตรอนของ Matare เกิดจากการสังเกตการเปลี่ยนความนำไฟฟ้าในเจอมันเนียมไดโอดจากอุปกรณ์เรดาร์ในสงครามโลกครั้งที่สอง ทรานซิสตรอนนี้ถูกนำมาขายและใช้งานในบริษัทโทรศัพท์และทางทหารของประเทศฝรั่งเศส และในปี ค.ศ. 1953 เครื่องรับวิทยุต้นแบบที่ทำงานจากทรานซิสตรอน 4 ตัวถูกนำมาแสดงในงาน Dusseldorf Radio Fair.

ความสำคัญ

ทรานซิสเตอร์ถือว่าเป็นหนึ่งในการประดิษฐ์ที่สำคัญในประวัติศาสตร์ยุคใหม่ เฉกเช่น การพิมพ์ รถยนต์ และโทรศัพท์ ทรานซิสเตอร์ถือว่าเป็นอุปกรณ์แบบแอ็คทีฟหลักในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ความสำคัญของทรานซิสเตอร์ในทุกวันนี้เกิดจากการที่มันสามารถถูกผลิตขึ้นด้วยกระบวนการอัตโนมัติในจำนวนมากๆ (fabrication) ในราคาต่อชิ้นที่ต่ำ

แม้ว่าทรานซิสเตอร์แบบตัวเดียว (Discrete Transtor)หลายล้านตัวยังถูกใช้อยู่แต่ทรานซิสเตอร์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันถูกสร้างขึ้นบนไมโครชิป (Micro chip) หรือเรียกว่าวงจรรวม พร้อมกับไดโอด ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุเพื่อประกอบกันเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ วงจรอนาลอก ดิจิทัล หรือวงจรสัญญาณผสม (Mixed Signal) ถูกสร้างขึ้นบนชิปตัวเดียวกัน ต้นทุนการออกแบบและพัฒนาวงจรรวมที่ซับซ้อนนั้นสูงมากแต่เนื่องจากการผลิตที่ละมากๆ ในระดับล้านตัวทำให้ราคาต่อหน่วยของวงจรรวมนั้นต่ำ วงจรตรรกะ (Logic Gate) ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ประมาณ 20 ตัว ในขณะที่หน่วยประมวลผล(Microprocessor) ล่าสุดของปี ค.ศ. 2005 ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ราว 289 ล้านตัว

เนื่องด้วยราคาที่ถูก ความยืดหยุ่นในและความเชื่อถือได้ในการทำงาน ทรานซิสเตอร์จึงเปลี่ยบเหมือนอุปกรณ์ครอบจักรวาลในงานที่ไม่ใช่งานกล เช่น คอมพิวเตอร์แบบดิจิทัล เป็นต้น วงจรที่ทำงานด้วยทรานซิสเตอร์ยังได้เข้ามาทดแทนอุปกรณ์เชิงกล-ไฟฟ้า (Electromechanical) สำหรับงานควบคุมเครื่องมือเครื่องใช้ และเครื่องจักรต่างๆ เพราะมันมีราคาถูกกว่าและการใช้วงจรรวมสำเร็จรูปร่วมกับการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์นั้นมีประสิทธิภาพในใช้งานเป็นระบบควบคุมดีกว่าการใช้อุปกรณ์เชิงกล

เนื่องด้วยราคาที่ถูกของทรานซิสเตอร์และการใช้งานคอมพิวเตอร์แบบดิจิทัลที่เกิดขึ้นต่อมาก่อให้เกิดแนวโน้มการสร้างข้อมูลในเชิงเลข (Digitize information) ด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มากด้วยความสามารถในการค้นหา จัดเรียงและประมวลผลข้อมูลเชิงเลข และทำให้มีความพยายามมากมายเพื่อผลักดันให้เกิดการสร้างข้อมูลแบบดิจิทัล สื่อหลายๆ ประเภทในปัจจุบันถูกส่งผ่านรูปแบบของดิจิทัลโดยนำมาแปลงและนำเสนอในรูปแบบอนาลอกด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ การปฏิวัติทางดิจิทัลเช่นนี้ส่งผลกระทบสื่อเช่น โทรทัศน์ วิทยุ และหนังสือพิมพ์


     ประเภทของทรานซิสเตอร์

    ทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อคู่ (Bipolar junction transistor)
ทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อคู่ (BJT) เป็นทรานซิสเตอร์ชนิดหนึ่ง มันเป็นอุปกรณ์สามขั้วต่อถูกสร้างขึ้นโดยวัสดุสารกึ่งตัวนำที่มีการเจือสารและอาจจะมีการใช้ในการขยายสัญญาณหรืออุปกรณ์สวิทชิ่ง ทรานซิสเตอร์แบบรอยต่อคู่ถูกตั้งขึ้นมาตามชื่อของมันเนื่องจากช่องการนำสัญญาณหลักมีการใช้ทั้งอิเล็กตรอนและโฮลเพื่อนำกระแสไฟฟ้าหลัก โดยแบ่งออกได้อีก2ชนิดคือ ชนิดเอนพีเอน(NPN) และชนิดพีเอนพี(PNP) ตามลักษณะของการประกบสารกึ่งตัวนำ


    ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้า (Field-effect transistor)


ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้า(FET) มีขาต่อสามขา คือ ขา เดรน(drain) เกท(gate) ซอร์ส(source) หลักการทำงานแตกต่างจากทรานซิสเตอร์แบบหัวต่อไบโพลาร์(BJT) นั่นคืออาศัยสนามไฟฟ้าในการสร้างช่องนำกระแส(channel) เพื่อให้เกิดการนำกระแสของตัวทรานซิสเตอร์ ในแง่ของการนำกระแส ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้าและแบบหัวต่อไบโพลาร์มีลักษณะของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอุปกรณ์ที่แตกต่างกัน นั่นคือกระแสในทรานซิสเตอร์แบบหัวต่อไบโพลาร์จะเป็นกระแสที่เกิดจากพาหะส่วนน้อย(minor carrier) แต่กระแสในทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าจะเกิดจากพาหะส่วนมาก(major carrier)

ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้าฟ้าแบ่งเป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ

- JFET

- MESFET

- MOSFET ซึ่งแบ่งเป็นสองแบบคือ แบบ depletion และ enhancement

ทรานซิสเตอร์แบบสนามไฟฟ้าประเภทที่นิยมใช้กันมากที่สุดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ คือ MOSFET เพราะสามารถทนแรงดันไฟฟ้าได้สูงและราคาถูก


วัสดุสารกึ่งตัวในที่ใช้กับทรานซิสเตอร์

ออกไซด์ของซิลิกอน
ออกไซด์ของเจอเมเนียม


บรรจุภัณฑ์ของทรานซิสเตอร์

มีหลากหลายประเภท ตั้งแต่ตัวถังแบบพลาสติก โลหะ ลักษณะอาจเป็นตัวถังกลม แบน หรือแบบจานบิน


       การใช้งานทรานซิสเตอร์

   การใช้งานเป็นสวิตช์แบบอิเล็กทรอนิกส์
แบบ NPN จะต่อโหลดเข้าขา C ของทรานซิสเตอร์และต่อไฟลบเข้าขา E จากนั้นให้ทำการไบอัสกระแสเข้าขา B ซึ่งกระแสจะไหลจากขา C ไปยังขา B มากหรือน้อยขึ้นอยุ่กับการไบอัสกระแสที่ขา B ส่วนแบบ PNP จะต่อเข้าในลักษณะคล้ายกันเพียงแต่จะต่อสลับกันระหว่างขา B และ C




    จุดเด่นของทรานซิสเตอร์ที่เหนือกว่าหลอดสูญญากาศ
ทรานซิสเตอร์มีความร้อนต่ำกว่า และเล็กกว่า จึงทำให้ประหยัดเนื้อที่ของวงจรทำให้อุปกรณ์ในปัจจุบันมีขนาดเล็กลง กินไฟน้อยลง

ที่มา วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ขอขอบคุณอาจารย์จรัส บุณยธรรมา ที่ได้ให้ผมได้ตั้งกระทู้ได้ครับ

 











1560  หมวดหมู่ทั่วไป / แหล่งความรู้ทั่วไป / เรื่องของเสียง และคุณสมบัติ เมื่อ: พฤศจิกายน 05, 2008, 07:20:36 am
เสียง
โพสโดย สุวัฒน์  หนูคีรี นักศึกษาวิศวอิเล็ก
จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

 
 
แผนภูมิแสดงการได้ยินเสียง (น้ำเงิน : คลื่นเสียง; แดง: แก้วหู; เหลือง: คลอเคลีย; เขียว: เซลล์รับรู้การได้ยิน; ม่วง : สเปกตรัมความถี่ ของการตอบสนองการได้ยิน; ส้ม: อิมพัลส์ประสาท)
เสียง เป็นคลื่นกลที่ใช้อากาศเป็นพาหะ เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ เมื่อวัตถุสั่นสะเทือน ก็จะทำให้เกิดการอัดตัวและขยายตัวของคลื่นเสียง และถูกส่งผ่านตัวกลาง เช่น อากาศ ไปยังหู แต่เสียงสามารถเดินทางผ่านก๊าซ ของเหลว และของแข็งก็ได้ แต่ไม่สามารถเดินทางผ่าน สุญญากาศ เช่น ในอวกาศ ได้
เมื่อการสั่นสะเทือนนั้นมาถึงหูของเรา มันจะถูกแปลงเป็นพัลส์ประสาท ซึ่งจะถูกส่งไปยังสมอง ทำให้เรารับรู้และจำแนกเสียงต่างๆ ได้
เนื้อหา

•   1 คุณลักษณะของเสียง
o   1.1 ความถี่
o   1.2 ความยาวช่วงคลื่น
o   1.3 แอมปลิจูด
•   2 อ้างอิง
•   3 แหล่งข้อมูลอื่น

 คุณลักษณะของเสียง
คุณลักษณะเฉพาะของเสียง ได้แก่ ความถี่ ความยาวช่วงคลื่น แอมปลิจูด และความเร็ว
เสียงแต่ละเสียงมีความแตกต่างกัน เสียงสูง-เสียงต่ำ, เสียงดัง-เสียงเบา, หรือคุณภาพของเสียงลักษณะต่างๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดเสียง และจำนวนรอบต่อวินาทีของการสั่นสะเทือน
 ความถี่
ระดับเสียง (pitch) หมายถึง เสียงสูงเสียงต่ำ สิ่งที่ทำให้เสียงแต่ละเสียงสูงต่ำแตกต่างกันนั้น ขึ้นอยู่กับความเร็วในการสั่นสะเทือนของวัตถุ วัตถุที่สั่นเร็วเสียงจะสูงกว่าวัตถุที่สั่นช้า โดยจะมีหน่วยวัดความถี่ของการสั่นสะเทือนต่อวินาที เช่น 60 รอบต่อวินาที, 2,000 รอบต่อวินาที เป็นต้น และนอกจาก วัตถุที่มีความถี่ในการสั่นสะเทือนมากกว่า จะมีเสียงที่สูงกว่าแล้ว หากความถี่มากขึ้นเท่าตัว ก็จะมีระดับเสียงสูงขึ้นเท่ากับ 1 ออกเตฟ (octave) ภาษาไทยเรียกว่า 1 ช่วงคู่แปด
 ความยาวช่วงคลื่น
ความยาวช่วงคลื่น (wavelength) หมายถึง ระยะทางระหว่างยอดคลื่นสองยอดที่ติดกันซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการอัดตัวของคลื่นเสียง (คล้ายคลึงกับยอดคลื่นในทะเล) ยิ่งความยาวช่วงคลื่นมีมาก ความถึ่ของเสียง (ระดับเสียง) ยิ่งต่ำลง
 แอมปลิจูด
แอมปลิจูด (amplitude) หมายถึง ความสูงระหว่างยอดคลื่นและท้องคลื่นของคลื่นเสียง ที่แสดงถึงความเข้มของเสียง (Intensity) หรือความดังของเสียง (Loudness) ยิ่งแอมปลิจูดมีค่ามาก ความเข้มหรือความดังของเสียงก็ยิ่งเพิ่มขึ้น


การเกิดเสียง

ทำไมคลื่นเสียงเดินทางผ่านอากาศได้
 
 
 
   การเคลื่อนที่แบบคลื่น
คนเราส่วนมากมีประสบการณ์เกี่ยวกับคลื่นมาตั้งแต่อยู่ในวัยเด็ก เช่น เมื่อเราโยนก้อนหินลงไปในสระน้ำ ก้อนหินลงไปรบกวนน้ำทำให้เกิดเป็นระลอกคลื่นเคลื่อนที่ออกไป และในที่สุดก็ถึงขอบสระ ถ้าสังเกตให้ดีจะเห็นใบไม้ที่ลอยอยู่ใกล้ ๆ จุดที่น้ำถูกรบกวนจะกร ะเพื่อมขึ้นลงผ่านตำแหน่งเดิม แต่ไม่มีการกระจัดออกไปหรือเคลื่อนเข้ามาหาตำแหน่งที่ถูกรบกวนเลย มีแต่เพียงคลื่นเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งโดยที่น้ำไม่ได้ถูกนำพาไปด้วย
คลื่นน้ำเป็นเพียงตัวอย่างเดียวของปรากฏการณ์ทางกายภาพที่มีลักษณะทางคลื่น ในโลกเรานี้มีคลื่นเต็มไปหมด ได้แก่ คลื่นเสียง คลื่นกล เช่น คลื่นในเส้นเชือก คลื่นแผ่นดินไหว คลื่นกระแทกที่เกิดจากเครื่องบินไอพ่นซึ่งมีความเร็วเหนือเสียง และคลื่นแม่เหล ็กไฟฟ้า เช่น แสงที่เรามองเห็น คลื่นวิทยุ สัญญาณโทรทัศน์ และรังสีเอกซ์ เป็นต้น
สำหรับคลื่นน้ำ สิ่งที่เรามองเห็นก็คือ การจัดพื้นผิวของน้ำใหม่ ถ้าไม่มีน้ำก็จะไม่มีคลื่นเราสะบัดเส้นเชือกให้มีคลื่นวิ่งไป ถ้าไม่มีเส้นเชือกก็จะไม่มีคลื่น คลื่นเสียงเดินทางผ่านอากาศก็เพราะว่ามีการแปรผันความดันที่จุดหนึ่งเดินไปยังอีกจุดหนึ่ง เร าเรียกว่า เป็นคลื่นในรูปแบบของการรบกวนที่เกิดต่อตัวกลางและเคลื่อนที่ไปจึงพิจารณาได้ว่า คลื่นก็คือการเคลื่อนที่ของการรบกวน ซึ่งก็เป็นสถานะของตัวกลางนั่นเอง ไม่ใช่การเคลื่อนที่ของอนุภาค
เงื่อนไขในการเกิดคลื่นมีอะไรบ้าง
 
 
 
   เงื่อนไขในการเกิดคลื่น
เงื่อนไขที่สำคัญของการเกิดคลื่น ได้แก่ ข้อที่หนึ่ง คลื่นเกิดขึ้นเมื่อมีการรบกวนกระทำต่อบริเวณใดบริเวณหนึ่ง การรบกวนดังกล่าวคือ การกระตุ้นด้วยแรงต่อวัตถุหรือมวลซึ่งทำให้เกิดมีการขจัดผ่านตำแหน่งหยุดนิ่งไปมา ข้อที่สอง การรบกวนเดินไปด้วยอัตราเร ็วที่ขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวกลาง จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในระยะเวลาอันจำกัด ข้อที่สาม คลื่นต้องอาศัยตัวกลางในการเผยแผ่ออกไป ตัวกลางอาจเป็นของแข็งหรือของไหลก็ได้
ก่อนเกิดคลื่น สภาพของตัวกลางอาจอยู่นิ่ง ๆ หรืออยู่ในสภาพไม่สมดุล เช่น การกระจายของคลื่นน้ำเมื่อโยนก้อนหินลงในสระที่ราบเรียบ ก็เป็นการรบกวนที่เกิดเป็นคลื่น ตรงกันข้ามกับคลื่นในมหาสมุทร ซึ่งสภาพก่อนเกิดคลื่น พื้นน้ำมีการกระเพื่อมอยู่แล้ว หรือการกระจายคลื่นเสียงในอากาศก็เป็นตัวอย่างคล้ายคลื่นในมหาสมุทร กล่าวคือ อนุภาคอากาศเคลื่อนที่สับสนอยู่แล้ว บางครั้งยังมีลมพัดหรือมีอุณหภูมิเข้ามาเกี่ยวข้องอีกด้วย ซึ่งทั้งนี้ก็เป็นสถานะก่อนเกิดคลื่นเสียง ในการยิงปืน ก๊าซที่ดันออกมาจากปากกร ะบอกปืนทำความรบกวนต่ออากาศ เกิดคลื่นเสียงกระจายออกไปซ้อนกับการเคลื่อนที่ของอนุภาคอากาศซึ่งมีอยู่แล้วในทิศทางต่าง ๆ กัน
ความยืดหยุ่นเป็นสมบัติของตัวกลางที่จะสร้างแรงคืนตัวให้กับอนุภาคที่ถูกขจัดออกไปกลับคืนสู่ตำแหน่งสมดุลของมัน ส่วนความเฉื่อยนั้นสัมพันธ์กับมวลของตัวกลางในสองลักษณะที่สำคัญ ข้อแรกคือ อนุภาคของตัวกลางซึ่งมีมวลจะต่อต้านการเปลี่ยนสภาพ (ปกติ) และทิศทางก ารเคลื่อนที่ของมันเพราะมีแรงกระทำ ข้อที่สอง คือ ความสามารถที่อนุภาคส่งถ่ายโมเมนตัมและพลังงานให้กับอนุภาคมวลตัวอื่น
ความเฉื่อยและความยืดหยุ่นมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร
 
 
 
    ความเฉื่อยและความยืดหยุ่นมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร จึงเกิดเป็นคลื่นส่งกระจายออกมา เริ่มด้วยเมื่อมีการรบกวนเกิดขึ้น และส่งโมเมนตัมให้กับอนุภาคซึ่งมีมวล จากนั้นการเคลื่อนที่จากตำแหน่งสมดุลก็จะเกิดขึ้นด้วยอัตราเร็วค่าหนึ่ง ซึ่งแล้วแต่ว่าจะเ ป็นตัวกลางชนิดใด เนื่องจากอนุภาคมีความเฉื่อยมันจึงยังคงเคลื่อนที่ต่อไปในทิศเดิม ด้วยความเร็วเดิมจนกระทั่งไปกระทบอนุภาคอีกตัวหนึ่งซึ่งถ้าคิดว่าการชนเป็นแบบยืดหยุ่น โมเมนตัมของอนุภาคตัวแรกจะถูกถ่ายทอดให้กับอนุภาคตัวที่สองทำให้อนุภาคแรกหยุดอนุภาคที่สองจ ะวิ่งต่อไปในทิศเดิมเหมือนอนุภาคแรก ด้วยอัตราเร็วเท่าเดิมตามธรรมชาติของความยืดหยุ่น (ทั้งนี้โดยสมมติว่ามวลของอนุภาคทั้งสองมีค่าเท่ากัน) อนุภาคแรกกระทำตัวคล้ายกับเป็นระบบของมวลและสปริงที่ถูกกระทบให้เริ่มมีการกระจัด ดังนั้นหลังจากอนุภาคแรกหยุดนิ่งอาการ สปริงของตัวกลางจะออกแรงทำให้มันถอยกลับผ่านตำแหน่งสมดุล ส่วนอนุภาคที่สองเคลื่อนที่ต่อไปจนชนอนุภาคที่สามและสี่ไปเรื่อย ๆ หลังจากชนแล้วอนุภาคตัวที่ชนจะสั่นไปมาผ่านตำแหน่งสมดุล เหมือนอนุภาคแรก และเกิดเป็นแบบลูกโซ่ต่อกันไป การกระจายคลื่นเกิดขึ้นโดยไม่มี การย้ายที่ของอนุภาคใด ๆ ไปมากนัก เป็นแต่เพียงการสั่นไปมาผ่านตำแหน่งสมดุลของมันเท่านั้น
คลื่นเสียงในอากาศเป็นคลื่นตามยาวกล่าวคือ อนุภาคของอากาศที่กระจายคลื่นจะสั่นในทิศทางที่คลื่นเคลื่อนไป ต่างไปจากคลื่นแสง คลื่นความร้อน คลื่นวิทยุ หรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ ที่กระจายออกสู่อากาศตรงที่คลื่นเหล่านี้เป็นคลื่นตามขวาง เพราะสนาม ไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กในคลื่นสั่นในทิศตั้งฉากกับทิศของคลื่นเอง
เสียงเกิดขึ้นได้อย่างไร
 
 
 
 
    ระบบการได้ยิน
หูเป็นอวัยวะสำหรับฟังเสียง แบ่งเป็น ๓ ส่วนด้วยกันคือ หูชั้นนอก หูชั้นกลาง และหูชั้นใน
หูชั้นนอก ประกอบด้วยใบหู รูหู และเยื่อแก้วหู เยื่อแก้วหูมีลักษณะเป็นเนื้อเยื่อประสานแผ่นบาง ๆ รูปรี ตั้งอยู่ระหว่างหูชั้นนอกกับหูชั้นกลาง เมื่อมีคลื่นเสียงส่งมาตามตัวกลาง เช่น อากาศถึงใบหู ใบหูจะรวบรวมคลื่นเสียง (หรือคลื่นคว ามดังนั่นเอง) เข้าทางรูหูซึ่งอยู่ติดกับอากาศภายนอก เข้าไปถึงเยื่อแก้วหู คลื่นเสียงนี้ทำให้เยื่อแก้วหูสั่น
หูชั้นกลาง เป็นส่วนที่อยู่ต่อจากหูชั้นนอก มีลักษณะเป็นโพรงตั้งอยู่ในกระดูกขมับ มีกระดูกเล็ก ๆ ๓ ชิ้น ได้แก่ กระดูกรูปค้อน ทั่งและโกลน ต่อกันอยู่ด้วยข้อต่อ ปลายด้านหนึ่งของกระดูกค้อนยึดติดอยู่กับเยื่อแก้วหู ส่วนทางด้านกระดูกโก ลนมีฐานยึดติดกับช่องรูปรี ทั้งนี้โดยอาศัยเอ็นของกล้ามเนื้อเป็นตัวยึด หน้าต่าง รูปรีเป็นทางผ่านของการสั่นสะเทือนจากเยื่อแก้วหู ซึ่งถูกส่งถ่ายทอดมาตามกระดูกทั้งสามชิ้นไปยังช่องรูปรีเข้าสู่หูชั้นใน การทำงานของกระดูก ๓ ชิ้น มีลักษณะคล้ายระบบของคาน ซึ่งมีการได้เปรียบเชิงกลประมาณ ๓ : ๑ ผลก็คือ ระยะทางการขยับตัวของเยื่อแก้วหูน้อย เมื่อส่งผ่านเป็นการสั่นไปสู่ฐานของกระดูกโกลน แต่เกิดแรงกระตุ้นมากขึ้น บริเวณด้านล่างของหูชั้นกลางมีท่อซึ่งติดต่อกับอากาศภายนอกทางด้านหลังของจมูกเรียกว่า ท่อยูสเต เชี่ยน ทำหน้าที่ปรับความดันอากาศภายในหูชั้นกลางให้เท่ากับความดันบรรยากาศอยู่เสมอ
หูชั้นใน อยู่ภายในส่วนลึกของกระดูกขมับ ประกอบด้วยอวัยวะที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการได้ยินและอวัยวะที่ใช้ในการทรงตัว มีชื่อว่า โคเคลีย (cochlea) เป็นอวัยวะที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการได้ยินเสียง ลักษณะเป็นท่อยาวประมาณ ๓๐ มม. ขดเป็นวงซ้อนขึ ้นรูปกันหอยประมาณ ๒ ๑/๒ รอบ โคเคลียถูกแบ่งออกเป็น ๒ ส่วน ตามความยาวโดยแผ่นเยื่อ เบซิลาร์ เมมเบรน (Basilar membrane) ช่องบนเรียก สกาลา เวสติบุไล (Scala vestibuli) และช่องล่างเรียกว่า สกาลา ทิมปาไน (Scala tympani) ช่องทั้งสองติดต่ อกันที่บริเวณยอดของโคเคลีย เป็นรูเปิดเล็ก ๆ เรียกว่า เฮลิโคทริมา (Helicotrema) ภายในช่องทั้งสองมีของเหลวบรรจุอยู่
บนเบซิลาร์ เมมเบรน มีอวัยวะรับเสียงคือ ออร์แกนออฟคอร์ติ (Organ of corti) ประกอบด้วยเซลล์ขน (Tectorian membrane) และเซลล์อื่น ๆ เมื่อคลื่นความสั่นสะเทือนถูกส่งมาถึงของรูปรี คลื่นจะถูกส่งผ่านของเหลวในหูส่วนในไปตามช่องบน ผ่านรูเปิดลงสู ่ช่องล่าง สุดท้ายจะไปถึงช่องรูปวงกลม ระหว่างที่มีคลื่นรบกวนเดินผ่านตามเส้นทางดังกล่าว เบซิลาร์ เมมเบรนจะ ถูกกระตุ้นให้สั่น เซลล์ขนซึ่งมีความไวสูงจำนวนมากจะเปลี่ยนความสั่นสะเทือนให้เป็นศักย์ไฟฟ้า กลายเป็นกระแสประสาทสู่สมองทางเส้นประสาทเสียงเพื่อ แปลเป็นความรู้สึกของเสียง อัตราการผลิตกระแสประสาทของเซลล์ขนขึ้นอยู่กับความเข้มและความถื่ของเสียง

เสียง
เครื่องมือที่เรารู้จักเป็นอย่างดีในการวัดการแปรผันความดันในอากาศ คืออะไร
 
 
    เสียงคือการแปรผันความดัน (ในอากาศ น้ำ หรือตัวกลางชนิดอื่น) ซึ่งหูคนเราสามารถตรวจหาได้ เครื่องมือที่เรารู้จักเป็นอย่างดีในการวัดการแปรผันความดันในอากาศคือ บาโรมิเตอร์ แต่ความดันที่แปรผันไปเพราะการเปลี่ยนแบบอย่างของลมฟ้าอากาศเกิดขึ้นช้าเกินก ว่าที่หูจะตรวจหาได้ เราจึงไม่ได้ยินเป็นเสียง ในคำนิยามของเสียงถ้าการแปรผันในความดันบรรยากาศเกิดขึ้นเร็วกว่า ๒๐ ครั้งต่อวินาที หูจะได้ยินเป็นเสียง (อย่างไรก็ตาม บาโรมิเตอร์ไม่สามารถตอบสนองได้เร็วพอ จึงใช้วัดเสียงไม่ได้) จำนวนครั้งของการแปรผัน ใน ๑ วินาที เรียกว่าความถี่ของเสียง วัดเป็นวัฏจักรต่อวินาที หรือเฮิรตซ์ (Hertz , Hz) ซึ่งเป็นหน่วยสากล พิสัยการได้ยินของมนุษย์อยู่ระหว่าง ๒๐ เฮิรตซ์ ถึง ๒๐,๐๐๐ เฮิรตซ์ (หรือ ๒๐ กิโลเฮิรตซ์) ส่วนเสียงของเปียโนอยู่ระหว่าง ๒๗.๕ เฮิรต์ ถึง ๔,๑๘๖ เฮิรตซ์
ถ้าเราทราบอัตราเร็วและความถี่ของคลื่นเสียง เราก็สามารถหาความยาวคลื่นของเสียงได้ ความยาวคลื่นคือระยะทางในอากาศจากยอดคลื่นลูกหนึ่งไปยังยอดของคลื่นอีกลูกหนึ่ง
ความยาวคลื่น = อัตราเร็ว / ความถี่
เราอาจให้คำนิยามเสียงว่า เป็นการเคลื่อนที่แบบคลื่นในอากาศ หรือตัวกลางยืดหยุ่นชนิดอื่น (สิ่งเร้า) หรืออาจกล่าวว่าเสียงเป็นการรบเร้าต่อกลไกการได้ยินที่ให้ผลเป็นการกำหนดรับรู้เสียง (เป็นการรู้สึกเพทนาการ หรือ อินทรียสัมผัส)
กำแพงกั้นเสียงมีประโยชน์ต่อเราอย่างไร
 
 
 
    กำแพงกั้นเสียง
ระดับเสียงจะลดลงได้มากถ้าผู้รับฟังมีเครื่องกำบังเสียง เช่น สภาพภูมิประเทศ หรืออาคารสิ่งก่อสร้าง ส่วนกำแพงกั้นเสียงที่สร้างขึ้น ก็เพื่อพยายามลดทอนเสียง โดยเฉพาะจากแหล่งการจราจรทางถนน การทดสอบเครื่องยนต์ของเครื่องบิน และทางด่วน เป็นต้น
หากพิจารณาในเชิงเรขาคณิตน่าจะกล่าวได้ว่าพลังงานเสียงตกลงบนกำแพงกั้นเสียงจะสะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิดเสียง โดยที่ผู้ฟังซึ่งอยู่ภายในเงาของกำแพงกั้นเสียงไม่น่าที่จะได้รับเสียงอย่างไก็ตาม ในศตวรรษที่ ๑๗ ฮอยเกนส์ (Huygens) มีความคิดว่าทุก ๆ จุด บนหน้าคลื่นจะทำตัวเป็นแหล่งกำเนิด และเผยแผ่คลื่นวงกลมออกไปโดยรอบ นี่จึงเป็นเครื่องอธิบายว่าทำไมจึงมีการกระจายของหน้าคลื่นเข้าไปสู่บริเวณเงาของกำแพงเฟรสเนล (Fresnel) และคนอื่นพัฒนาทฤษฎีต่อมา จนกระทั่งในปี พ.ศ. ๒๕๑๑ มาเอกาวา (Maekawa) ตีพิมพ์แสดง วิธีง่าย ๆ ในการประมาณค่า การลดทอนเสียงโดยกำแพงกั้นเสียง ก่อนอื่นจะต้องหาค่าเลขเฟรสเนล (Fresnel number) N ของกำแพงกั้นเสียงที่มีลักษณะทางเรขาคณิตอย่างใดอย่างหนึ่ง จากรูป
N = (2 / y) q
y คือความยาวคลื่นของเสียง หน่วย เมตร
q คือผลต่างของทางเดินเสียงจากแหล่งกำเนิดถึงผู้ฟัง เมื่อมี และไม่มีกำแพงกั้นเสียง
q = (a + b) - c หน่วย เมตร
การลอทอนเสียงสำหรับแถบความถี่ โดยคิดที่ความถี่กลางของแถบนั้น ๆ หาได้โดยคำนวน q ออกมาก่อน แล้วจึงหาค่า N และการลดทอนเสียงอาจจะหาได้จากกราฟ
เสียงรบกวนที่อยู่รอบๆ ตัวเรามีเสียงอะไรบ้าง
 
 
 
 
 
 
   เสียงรบกวนจากการก่อสร้าง
เราอาจจะมองว่าเสียงรบกวนจากพื้นที่ที่มีการก่อสร้างทำความขัดข้องเพียงชั่วคราว แต่ในพื้นที่ที่มีการพัฒนาอย่างหลักอาจใช้เวลาเป็นปี ๆ เสียงรบกวนจากโครงการดังกล่าวมักจะเป็นปัญหาอย่างครัดเครียดที่กระทบต่อที่อยู่อาศัยพื้นที่พาณิชยกรรม และเขตอุตสาหกรรม
เสียงรบกวนจากการจราจรทางถนน
การจราจรดูจะเป็นแหล่งกำเนิดเสียงที่ก่อความเดือดร้อนรำคาญได้มากที่สุด และมีผลกระทบต่อประชาชนเป็นจำนวนมากที่สุด การพัฒนาถนนสายใหม่ก็ดี ทางด่วนพิเศษ และทางรถไฟก็ดี ย่อมหมายความถึงว่า ประชาชนจำนวนมากขึ้นจะได้รับผลกระทบจากระดับเสียงที่สูงขึ้นด ้วย เสียงเครื่องบิน
ความเจริญเติบโตทางด้านการขนส่งทางอากาศ ทำให้ปัญหาเรื่องเสียงรบกวนจากสนามบินและเครื่องบินเพิ่มความรุนแรงยิ่งขึ้น ประชาชนจำนวนมากได้รับผลกระทบเพราะสนามบินมักจะอยู่ไม่ห่างเมืองมากนัก และเส้นทางที่เครื่องบินผ่านก็มักจะอยู่เหนือสถานที่ทั้งหลาย การจราจรทางรถไฟ
เสียงจากรถไฟที่มาเป็นพัก ๆ หาได้โดยใช้ระดับเสียง LAeq ซี่งเป็นการเฉลี่ยพลังงานแล้วแปลงเป็นระดับเสียงคงที่ตลอดช่วงระยะเวลานั้น อาจกล่าวได้ว่าระดับเสียงดังกล่าวบรรจุพนักงานเสียงทั้งหมดที่เกิดในช่วงระยะเวลาเดียวกัน เสียงจากโรงงานอุตสาหกรรม
ระดับเสียงในโรงงานอุตสาหกรรมหลายแห่งสร้างความเสี่ยงต่อการเสื่อมของหูอย่างสำคัญ หากฟังเสียงระดับสูงเป็นเวลานานจากสาเหตุเพราะการทำอาชีพจะทำให้หูหนวกได้ อันตรายที่มีต่อการได้ยินมากน้อยย่อมมีความสัมพันธ์กับพลังงานเสียงที่หูรับเอาไว้ ดังนั้นถ้าลดจำน วนพลังงานเสียงลงได้ก็จะเป็นการลดความเสี่ยงอันตรายแบบสะสมต่อการได้ยิน เสียงในสำนักงาน
เสียงในสำนักงานทำความรำคาญและสอดแทรกการสื่อสารเชิงถ้อยคำ เสียงที่ว่านี้อาจเกิดจากบริภัณฑ์สำนักงาน เช่น เครื่องพิมพ์เอกสารหรืออาจเกิดจากเสียงภายนอก เช่น การจราจรและการทำถนนก็ได้ เสียงในดิสโกเธค
เสียงในดิสโกเธคเป็นปัญหาที่เกิดในเวลากลางคืน ส่วนใหญ่เป็นผลของเทคโนโลยีก้าวหน้าทางอุตสาหกรรมเครื่องเสียง ห้องเต้นรำก็ไม่ต้องมีขนาดใหญ่ วงดนตรีมีนักดนตรีไม่มากหรืออาจมีดีเจ (dise - jockey) เพียงคนเดียวก็พอ เครื่องดนตรีก็เป็นชนิดที่เคลื่อนย้า ยได้ง่าย เราจะพบว่าระดับสูงสุดของเสียงอาจขึ้นไปถึง ๑๒๐ เดซิเบล เอ และหากว่าห้องไม่มีการกันเสียงที่ดีพอก็จะเป็นปัญหาต่อบริเวณพื้นที่โดยรอบได้ โดยเฉพาะเสียงความถี่ต่ำที่ดังแรงและหนักจะแทรกลึกเข้าไปในสิ่งแวดล้อมได้ดีเช่นเดียวกับการจัดคอนเสิร์ตกลางแจ้ง เสียงรบกวนในชุมชน
เสียงรบกวนในชุมชนนั้น หมายถึง เสียงที่แผ่แทรกเข้ามาสู่ชีวิตประจำวันของเรา โดยที่เมื่อรับฟังแล้วอาจจะเป็นการวัดคุณภาพของภาวะแวดล้อมที่บ้านเราก็ได้ การวัดเสียงรบกวนในชุมชนเราใช้เครื่องวัดระดับเสียงที่มีวงจรถ่วงน้ำหนักแบบเอ ซึ่งเป็นการวัดแบบหลั ก แต่ถ้าต้องการทราบถึงค่าของเสียงทีเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาและเพื่อที่จะทำนายปฏิกิริยาของคนที่มีต่อเสียงรบกวนนั้น ๆ จะต้องใช้พารามิเตอร์ของการวัดเสียงอย่างอื่นด้วย เช่น แอมเบียนท์ นอยส์ (ambient nosie) ซึ่งหมายความถึง เสียงทั้งหลายที่เกิด ในสภาพแวดล้อมต่อเนื่องกัน นำมาเฉลี่ย (เชิงพลังงาน) ในช่วงเวลาทั้งหมดแล้วคำนวฯออกมาเป็นระดับ (ถ่วงน้ำหนักแบบ A) ที่สมมูลกัน เขียนแทนด้วย LAeq
ถ้าเราฟังเสียงดังเป็นเวลานานๆ จะเกิดผลเสียอย่างไร
 
 
   หูเสี่อมเพราะเสียง
เสียงค่อยที่สุดที่หูตรวจหาได้เรียกว่า ขีดเริ่มของการได้ยิน สำหรับระดับเสียงเกิน ๗๐ - ๗๕ เดซิเบล เอ (dBA) ขึ้นไป หากฟังอยู่นาน ๆ ความรู้สึกต่อการได้ยินจะลดความไวลง ทำให้ขีดเริ่มของการได้ยินจะต้องเพิ่มขึ้นชั่วคราว การสูญเสียความไวต่อการได ้ยินนี้จะกลับฟื้นตัวขึ้นมาก็ต่อเมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมเงียบ ๆ สักระยะเวลาหนึ่ง จึงเรียกเหตุการณ์เช่นนี้ว่า การเลื่อนของขีดเริ่มชนิดชั่วคราว สำหรับระดับขีดเริ่มที่เลื่อนขึ้นน้อยกว่า ๒๐ เดซิเบล เวลาที่จะหายเหมือนเดิมอยู่ในช่วงสั้นเป็นนาที แทนที่จ ะเป็นชั่วโมง ถ้าการเลื่อนเพิ่มขนาดขึ้นกว่าหูจะกลับสู่ภาวะปกติจะต้องใช้เวลาเพิ่มขึ้นเป็นอย่างมาก ยิ่งถ้าเกิดขึ้นบ่อย ๆ โดยที่หูยังไม่เป็นปกติดี ความไวของหูก็ไม่มีโอกาสกลับเหมือนเดิมได้คือ เซลล์ขนในหูส่วนในเกิดการตาย ขีดเริ่มการได้ยินจะเลื่อนขึ้น อย่างถาวร ซึ่งโดยทั่ว ๆ ไปแล้ว จะเริ่มที่ความถี่ประมาณ ๔ กิโลเฮิรตซ์ ยิ่งฟังเสียงดังเป็นเวลานาน ๆ การเสื่อมที่ความถี่นี้จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และขยายไปสู่ความถี่อื่นด้วย
มีวิธีใดบ้างที่ช่วยลดปัญหาเสียงรบกวน
 
 
   การควบคุมเสียงรบกวน
วิธีลดปัญหาเสียงรบกวนโดยทั่ว ๆ ไป มี ๓ วิธีคือ
(๑) ควบคุมที่แหล่งกำเนิดเสียง
(๒) ปรับทางเดินเสียงจากแหล่งกำเนิดไปยังผู้ฟัง
(๓) ป้องกันหูของผู้ฟัง
หากทำได้ทางเลือกที่น่าจะต้องทำได้แก่วิธีที่หนึ่ง ส่วนการป้องกันที่หูของผู้ฟังเป็นวิธีสุดท้ายซึ่งทำได้โดยใช้จุกสำหรับอุดหูเพื่อลดเสียงหรือเครื่องสวม หรือที่ครอบหู หรือหากต้องการป้องกันเสียงจากระบบสั่นสะเทือนก็ให้ติดตั้งระบบการสั่นสะเทือนนั้นไว้ท ี่ขาตั้งซึ่งอยู่ห่างออกไปเพื่อทำให้เกิดการหน่วงการสั่น เป็นต้น วิธีดำเนินอย่างอื่นที่เป็นไปได้คือ เพิ่มระยะทางผ่านของเสียง ปรับทิศทางของแหล่งกำเนิดเสียงเสียใหม่มิให้หันมาทางพื้นที่รับเสียง การใช้กำแพงเสียงกั้นระหว่างแหล่งกำเนิดและผู้รับเสียง ทำก ารคุมแหล่งกำเนิดอย่างบริบูรณ์ ฯลฯ การควบคุมเสียงภายในบริเวณที่มีผนังล้อมรอบ อาจทำได้โดยใช้วัสดุดูดกลืนเสียง เช่น กระเบื้องเนื้อพรุนสำหรับทำเพดาน และพื้นผิวแข็ง ณ ที่ต้องการการสะท้อนมาก การลดเสียงวิธีนี้เรียกว่า การดูดกลืนกสานต์ (Passive absorption) แต่ไม่ค่อยได้ผลเมื่อใช้กับความถี่ต่ำ ๆ ซึ่งต้องใช้เทคนิคอีกอย่างหนึ่งที่เรียกว่า การลดทอนเสียงแบบกัมมันต์ (active attenuation)
หูสามารถทนความดันเสียงได้แค่ไหน
 
   เดซิเบล (dB)
เสียงค่อยที่สุดที่หูของคนสุขภาพดีตรวจหาได้คือ ๒๐ ไมโครปาสกาล (uPa) ซึ่งน้อยกว่าความดันบรรยากาศถึง ๕ พันล้านเท่า (๑ ปาสกาลคือ ๑ นิวตัน ต่อ ตร.เมตร นิวตันเป็นหน่วยของแรง) การเปลี่ยนความดัน ๒๐ uPa มีค่าน้อยมากเพียงแต่จะทำให้เยื่อในหูค นขยับเบนไปเป็นระยะทางน้อยกว่าเส้นผ่าศูนย์กลางของอะตอมเท่านั้น ที่น่าประหลาดก็คือหูสามารถทนความดันเสียงได้ถึงมากกว่าล้านเท่าของ ๒๐ ไมโครปาสกาล ดังนั้น หากเราจะวัดเสียงเป็นปาสกาล ตัวเลขจะออกมาเป็นจำนวนมากมายมหาศาล เพื่อตัดปัญหานี้ จึงมีมาตราที่ ใช้อีกอย่างหนึ่งคือ มาตราเดซิเบล (dB)
ลักษณะที่เป็นประโยชน์อีกอย่างหนึ่งของมาตราเดซิเบล ก็คือ ให้ค่าที่ใกล้เคียงต่อการกำหนดรู้ความดังสัมพัทธ์ของคนดีกว่ามาตรปาสกาล เพราะว่าหูมีปฏิกิริยาต่อการเปลี่ยนระดับซึ่งสมนัยกับมาตราเดซิเบล โดยที่ ๑ เดซิเบลจะเป็นการเปลี่ยนเท่าๆ กันทุกแห่งตลอดมาตรา การเปลี่ยนความดังของเสียงน้อยที่สุดที่หูของเราสามารถรับรู้ได้ คือการเพิ่มความดังขึ้นไป ๑ เดซิเบล การเพิ่มขึ้น ๖ เดซิเบล คือการเพิ่มระดับความดันเสียงเป็น ๒ เท่า แต่การเพิ่ม ๑๐ เดซิเบล จะทำให้เสียงดังเป็น ๒ เท่า
วงจรอิเล็คทรอนิกส์ที่มีความไวแปรผันตามความถี่เหมือนมีชื่อเรียกว่าอะไร
 
 
    เราสามารถสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความไวแปรผันตามความถี่เหมือน เช่น หูมนุษย์ได้ วงจรดังกล่าวมีชื่อเรียกว่า วงจรถ่วงน้ำหนัก เอ บี และซี เป็นมาตรฐานสากล วงจรเอใช้สำหรับเส้นโค้ง (ความดังเท่ากัน) ที่ระดับความดันเสียงต่ำ วงจรบีสำหรับร ะดับเสียงปานกลาง และวงจรซีสำหรับระดับสูง ในปัจจุบันใช้วงจรเอกันอย่างกว้างขวาง เพราะแบบ บี และ ซี ไม่มีสหสัมพันธ์ที่ดีต่อการทดสอบทางการรับรู้เสียงนอกจากนี้ยังมีการปรับมาตรฐานเพิ่มเติมขึ้นสำหรับการวัดเสียงเครื่องบิน เป็นวงจรถ่วงน้ำหนักแบบดี (D) อีกด้วย
เหตุผลหนึ่งที่วงจรถ่วงน้ำหนัก บี และ ซี ไม่ได้ให้ผลตามคาด เพราะว่าเส้นที่มีระดับเสมอกัน (หรือคอนทัวร์) นั้นได้มาจากพื้นฐานการทดลองโดยใช้เสียงบริสุทธิ์ (เสียงความถี่เดียว) เสียงทั่ว ๆ ไปส่วนมากมิใช่เสียงบริสุทธิ์ แต่เป็นสัญญาณเสียงเชิงซ้อน






หน้า: 1 ... 50 51 [52]
Powered by SMF 1.1.4 | SMF © 2006-2007, Simple Machines LLC | Thai language by ThaiSMF
หน้านี้ถูกสร้างขึ้นภายในเวลา 0.81 วินาที กับ 20 คำสั่ง