แผนการจดการเรยนรท 9รายวชา ว 40204 ฟสกสเพมเตม 4 ชนมธยมศกษาปท 6 ชอหนวย ไฟฟาสถต เรอง ตวเกบประจและความจ

เวลา 2 ชวโมง 1. เปาหมายการเรยนร 1.1 ผลการเรยนรทคาดหวง นกเรยนมความรความเขาใจเกยวกบตวเกบประจและความจไฟฟา 1.2 จดประสงคการเรยนร 1.2.1 นกเรยนสามารถบอกความหมายของตวเกบประจและความจไฟฟาได 1.2.2 นกเรยนสามารถบอกความสมพนธระหวางความจของตวเกบประจรปทรงกลมกบรศมของทรงกลมได

1.2.3 นกเรยนสามารถบอกความสมพนธของความจรวมกบความจของตวเกบประจแตละตวเมอนำามาตอแบบอนกรมและแบบขนาน และหาปรมาณตางๆทเกยวของได

2. สาระสำาคญ ในวงจรไฟฟาบางวงจรจะมการใชตวนำาทำาหนาทในการเกบประจ

เรยกตวน ำาท ท ำาหน าท น ว า ตวเกบประจ ( Capacitor หรอ Condenser ) ซงไดมการออกแบบตวเกบประจใหมรปทรงแตกตางกนไป ทงยงมความสามารถในการเกบประจมากนอยตางกนไปอกดวย

3. สาระการเรยนร 3.1 ตวเกบประจและความจไฟฟา

245

3.2 พลงงานสะสมในตวเกบประจ 3.3 การตอตวเกบประจ

4. ภาระงาน / ชนงาน / การปฏบต 4.1 อานใบความรท 9 เรอง ตวเกบประจและความจ 4.2 ทำาแบบทดสอบหลงเรยน เรอง ตวเกบประจและความจ 4.3 ทำาแบบทดสอบในบทเรยนคอมพวเตอรชวยสอนโปรแกรมท 9 เรอง ตวเกบประจและ ความจ

5 . แนวทางการประเมน 5.1 ดานความร (K) นกเรยนมความรความเขาใจเกยวกบความสมพนธระหวางความจของตวเกบประจรปทรงกลมกบรศมของทรงกลม ความสมพนธของความจรวมกบความจของตวเกบประจแตละตวเมอนำามาตอแบบอนกรมและแบบขนานได

วธการ

ประเมน

เครองมอการ

ประเมน

เกณฑการประเมน

ระดบคะแน

น

ความหมาย

เกณฑการผาน

การทดสอบ

แบบทดสอบปรนยจำานวน 10 ขอ

ตอบถก 9-10 ขอ

ตอบถก 7-8 ขอ

ตอบถก 5-6 ขอ

ตอบถก 0-4 ขอ

9-107-85-60-4

ดมากด

พอใชปรบปร

ง

ระดบคะแนน 5

ขนไป

246

5.2 ดานทกษะกระบวนการ (P) นกเรยนสามารถหาความสมพนธระหวางความจของตวเกบประจรปทรงกลมกบรศมของทรงกลม ความสมพนธของความจรวมกบความจของตวเกบประจแตละตวเมอนำามาตอแบบอนกรมและแบบขนาน และหาปรมาณตางๆทเกยวของได

วธการ

ประเมน

เครองมอการ

ประเมน

เกณฑการประเมน

ระดบคะแน

น

ความหมาย

เกณฑการผาน

การทดสอบ

แบบทดสอบอตนย

จำานวน 5 ขอ

ตอบถก 5 ขอ ตอบถก

4 ขอตอบถก 3

ขอตอบถก 0-2

ขอ

1086

0-4

ดมากด

พอใชปรบปร

ง

ระดบคะแนน 6

ขนไป

5.3 ดานคณธรรม จรยธรรม (A) ในการจดการเรยนการสอนใน รายวชา ว 40204 ฟสกสเพมเตม 4 เร อง ตวเกบประจและความจ ประเมนดานคณธรรม จรยธรรม 5 ขอ ดงน 5.3.1 ตรงตอเวลา หมายถง เขาเรยนตรงเวลา

5.3.2 มวนย หมายถง แตงกายถกระเบยบของโรงเรยน 5.3.3 ใฝร หมายถง มความพรอมดานอปกรณการเรยน 5.3.4 ขานรบวถไทย หมายถง มสมมาคารวะตอครและใหเกยรตเพอนรวมชนเรยน

5.3.5 ใสใจสขภาพ หมายถง แตงกายสะอาด

247

วธการประเมน

เครองมอการ

ประเมน

เกณฑการประเมน

ระดบคะแน

น

ความหมาย

เกณฑการผาน

การสงเกต

แบบสงเกต

พฤตกรรม

ปฏบตได 5 ขอ

ปฏบตได 4 ขอ

ปฏบตได 3 ขอ

ปฏบตได 0-2 ขอ

1086

0-4

ดมากด

พอใชปรบปร

ง

ระดบคะแนน 6

ขนไป

6. การเตรยมลวงหนา ประกอบดวย 6.1 ดานสาระการเรยนร วเคราะหเนอหาสาระ เรยงลำาดบจากงายไปหายาก 6.2.1 ดานความร (K) แบบทดสอบปรนยหลงเรยน เรอง ตวเกบประจและความจ จำานวน 10 ขอ พรอมเกณฑการประเมน 6.2.2 ดานทกษะกระบวนการ (P) แบบฝกหดท 7 เรอง ตวเกบประจและความจจำานวน 4 ขอ พรอมเกณฑการประเมน 6.2.3 ดานคณธรรม จรยธรรม (A) แบบสงเกตพฤตกรรม พรอมเกณฑการประเมน 6.2.4 จดเตรยมกระดาษคำาตอบดานความร (K) และกระดาษสำาหรบตอบคำาถาม

7. กระบวนการจดการเรยนร 7.1 ขนสรางความสนใจ

248

7.1.1 ครสำารวจรายชอนกเรยน ประเมนดานคณธรรม จรยธรรม การเขาเรยนตรงเวลา ดานคณลกษณะอนพงประสงค การมวนย ใฝร และใสใจสขภาพ

7.1.2 แบงกลมนกเรยนกลมละ 4-6 คน จดแบบคละความสามารถในหนงกลมประกอบไปดวย คนเกง ปานกลาง และตองการพฒนา และกำาหนดบทบาทหนาทของสมาชกในกลม ควรประกอบดวย หวหนากลม รองหวหนากลม และเลขานการกลม 7.1.3 ครแจงจดประสงคการเรยนรและการวดผลประเมนผลดาน KPA

7.1.4 นกเรยนรวมกนทบทวนความรเกยวกบศกยไฟฟา โดยมครคอยแนะนำา 7.1.5 ครยกตวอยางการใชงานทเกยวของกบการเกบประจ และนำาตวเกบประจมาใหนกเรยนด 7.1.6 นกเรยนกลมท 3 รบใบความรท 9 เรอง ตวเกบประจและความจไฟฟา แลวแจกใหเพอนกลมอนๆ ทกกลม

7.2 ขนสำารวจและคนหา 7.2.1 นกเรยนทกคนศกษาใบงานท 9 เร อง ตวเกบประจและความจไฟฟา

7.2.2 นกเรยนในกลมแตละกลมแบงหนาทก นเพอตอบคำาถาม ดงน คนท 1 อานคำาถาม วเคราะหสงทโจทยกำาหนด คนท 2 ดำาเนนการอภปรายระดมความคด วเคราะหแนวทางคำาถาม และอธบายคำาตอบตามทโจทยตองการ คนท 3 เขยนคำาตอบลงในกระดาษ คนท 4 ตรวจสอบคำาตอบและความถกตอง คนท 5 เขยนรายชอสมาชกและนำาสงคร

249

7.3 ขนอธบายและลงขอสรป 7.3.1 นกเรยนรวมอภปรายซกถามปญหา และสรปสาระสำาคญ ไดดงน 1) ตวเกบประจ คอ ตวนำาทำาหนาทในการเกบประจ

2) พลงงานสะสมในตวเกบประจ สามารถหาไดจากพนทใตกราฟระหวางความตางศกยไฟฟากบประจไฟฟา

3) การตอตวเกบประจหลายๆตว เพอประโยชนในการใชงาน ม 2 วธดวยกนคอการตอแบบอนกรมและการตอแบบขนาน 7.4 ขนขยายความร 7.4.1 สมนกเรยนบางกลม ออกมาทำาแบบฝกหดบนกระดาน โดยครกำาหนดโจทยให 7.4.2 นกเรยนศกษาคนควาหาความรเพมเตม เรอง ตวเกบประจและความจไฟฟา จากหนงสอเรยนสาระการเรยนรพนฐานและเพมเตม ฟสกส เลม 3 หนงสอคมอในหองสมดโรงเรยน หรอสบคนจากอนเทอรเนต http://www.physickrookird.ob.tc หรอจากบทเรยนคอมพวเตอรชวยสอนโปรแกรมท 9 เรอง ตวเกบประจและความจไฟฟา ทศนยวทยบรการของโรงเรยน เพอความเขาใจยงขน 7.4.3 นกเรยนศกษาใบความรท 9 และบทเรยนคอมพวเตอรชวยสอนโปรแกรมท 9 เรอง ตวเกบประจและความจไฟฟา นอกเวลาเรยนเพอทบทวนใหเขาใจยงขน 7.4.4 นกเรยนทำาแบบฝกหดทายบท ในหนงสอเรยนสาระการเรยนรพนฐานและเพมเตม ฟสกส เลม 3 หนา 52 ขอ 26-28 เพอความเขาใจมากยงขน 7.5 ขนประเมน

250

7.5.1 นกเรยนทกคนทำาแบบฝกหดท 9 เรอง ตวเกบประจและความจ เพอวดดานทกษะกระบวนการ(P) 7.5.2 นกเรยนทกคนทำาแบบทดสอบหลงเรยนวดดานความร (K) เพอประเมนผลการเรยนร เรอง ตวเกบประจและความจ

7.5.3 นกเรยนสลบกลมกนในการตรวจแบบทดสอบหลงเรยนดานความร (K) ตามกรอบเฉลยทครเตรยมไวให ครตรวจแบบฝกหดท 9 7.5.4 นกเรยนทกคนสงกระดาษคำาถามและกระดาษคำาตอบ เรอง ตวเกบประจและความจ 7.5.5 ชมเชยนกเรยนททำาคะแนนไดด ใหกำาลงใจสำาหรบนกเรยนทคะแนนไมผานเกณฑ ทกำาหนด 7.5.6 นำาแบบสรปการประเมนผลการจดการเรยนรปดประกาศนเทศหนาชนเรยน 7.5.7 แจกบทเรยนคอมพวเตอรชวยสอนโปรแกรมท 10 เรอง การนำาความรเกยวกบไฟฟาสถตไปใชประโยชน เพอใหนกเรยนศกษาลวงหนา

8. สอการสอนและ แหลงเรยนร 8.1 ใบความรท 9 เรอง ตวเกบประจและความจ 8.2 หนงสอเรยนสาระการเรยนรพนฐานและเพมเตม ฟสกส เลม 3 8.3 แหลงสบคนทางอนเทอรเนต http://www.physickrookird.ob.tc และ http://www.physickrookird.net63.net 8.4 บทเรยนคอมพวเตอรชวยสอนโปรแกรมท 9 เรอง ตวเกบประจและความจ 8.5 แบบฝกหดท 9 เรอง ตวเกบประจและความจ พรอมแนวการตอบแบบฝกหดท 9

251

9. บนทกผลหลงการเรยนร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

252

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ลงชอ....................................... (นายบญ

เกด ยศรงเรอง )

ตำาแหนง คร

ขอเสนอแนะหวหนาสถานศกษาหรอผทไดรบมอบหมาย..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

253

.................................................................................

............................................................................

.................................................................................

.................................................................................

.................................................................................

.......................................................................

.................................................................................

............................................................................

.................................................................................

............................................................................

ลงชอ.....................................

254

เอกสารประกอบแผนการจดการเรยนรท 9เรอง ตวเกบประจและความจ

255

รายวชา ฟสกสเพมเตม 4 (ว 40204)

ใบความรท 9

จดประสงคท 9

ชนมธยมศกษาปท 6 ใชประกอบแผนจดการเรยนรท 9

เรอง ตวเกบประจและความจไฟฟา

ตวเกบประจและความจไฟฟา ( Capacitor and Capacitance )

ในวงจรไฟฟาบางวงจรจะมการใชตวนำาทำาหนาทในการเกบประจ เรยกตวนำาททำาหนาทนวา ตวเกบประจ ( capacitor หรอ condenser ) ซงไดมการออกแบบตวเกบประจใหมรปทรงแตกตางกนไป ทงยงมความสามารถในการเกบประจมากนอยตางกนไปอกดวย ดงรป 1 ก. และม การกำาหนด สญลกษณของตวเกบประจทใชในวงจรไฟฟา ดงรป 1 ข.

การเกบประจของตวเกบประจขนกบอะไร ในทนจะพจารณาดงน

พจารณาตวนำาทรงกลมรศม r มประจทตวนำานเกบไวเทากบ Q จะไดวาศกยไฟฟา V ทผวและภายในตวนำานมคาเปน

V =

แสดงวาสำาหรบตวนำาทรงกลมหนงๆ ศกยไฟฟาทผวและภายในตวนำามคาแปรผนตรงกบ คาประจทตวนำาเกบไว

256

ข.ก.รป 1 ตวเกบประจและสญลกษณของ

ตวอยางท 1 ตวนำาทรงกลม A และ B มรศม 5 เซนตเมตร และ 10 เซนตเมตรตามลำาดบ เกบประจเทากน ทรงกลม A จะมศกยไฟฟาเปนกเทาของทรงกลม Bวธทำา จาก V =

จะได VA = ………….( 1 )และ VB = ………….( 2

)( 1 ) / ( 2 ) =

2VA = 2VB

ตอบ ทรงกลม A จะมศกยไฟฟาเปน 2 เทาของทรงกลม B ( แสดงวาทรงกลมขนาดเลก เมอรบประจเทากน จะมศกยไฟฟา มากกวา ทรงกลมขนาดใหญกวา )

เมอใหประจไฟฟาเทากนแกตวนำาทรงกลมขนาดตางกน ตวนำาทรงกลมขนาดเลกจะม ศกยไฟฟาสงกวา แตถาใหตวนำาทรงกลมขนาดตางกนมศกยไฟฟาเทากน จำานวนประจในทรงกลมขนาดใหญ จะมากกวาจำานวนประจในทรงกลมขนาดเลก ความสามารถในการเกบประจ กคอ ความจของตวนำานนเอง

ความสามรถในการเกบประจซงเรยกวาความจ ดงกลาว นอกจากพจารณาจากรปทรงของ ตวนำาแลวพจารณาไดจากคาอตราสวนของประจตอศกยไฟฟา จงมการกำาหนดใหคานเปนคาความจ เมอให C เปนสญลกษณแทนความจ จะเขยนไดวา

C =

เมอ Q คอประจซงเกบไวทตวเกบประจ และ V คอศกยไฟฟาของตวเกบประจ ในระบบหนวยเอสไอ ความจมหนวย คลอมบ/โวลต ( C / V ) หรอ ฟารด ( F ) หนวยนในทางปฏบตเปนหนวยใหญมาก ตวเกบประจจำานวนมากจะมความจนอยกวานมาก จงใชหนวยเปน

257

ไมโครฟารด ( F ) หรอพโกฟารด ( pF ) คาความจของตวเกบประจรปทรงหนงๆจะมคาคงตวเชนในกรณตวนำาทรงกลมทกลาวมาแลว จะมคาความจเปน

C =

ซงกลาวไดวา ความจของตวนำาทรงกลมแปรผนตรงกบรศมของทรงกลม นนคอตวนำา ทรงกลมใหญจะมความจมากกวาตวนำาทรงกลมเลก เมอนำาสมการนมาพจารณาความจไฟฟาของโลกโดยถอวาโลกเปนตวนำาทรงกลมขนาดใหญ จะไดวา โลกมความจมากมหาศาล เมอโลกใหรบประจจากวตถอน ศกยไฟฟาของโลกจงเปลยนแปลงนอยมากจนถอไดวาโลกยงคงเปนกลางทางไฟฟา นนคอมศกยไฟฟาเปนศนย การตอสายดนจงตอกบโลกได

ตวอยาง ท 2 ตวนำาทรงกลมมศกยไฟฟา 500 โวลต เมอเกบประจ 25 ไมโครคลอมบ จงหาคาความจของตวนำานวธทำา จาก C =

จะได C = = 5x10- 8 Fตอบ ความจของตวนำานมคาเทากบ 5x10- 8 ฟารด

นอกจากตวนำาทรงกลมทพจารณาขางตน ยงมตวนำาแบบอนๆอก ซงในการใชไฟฟาตางๆจะพบวาตวเกบประจสวนมากประกอบดวยแผนตวนำาขนานวางแยกกนมฉนวนกนกลาง ทำาหนาทเกบประจโดยตวเกบประจตออยกบความตางศกย ทำาใหแผนตวนำาหนงเกบประจบวกอกแผนหนงเกบประจลบ ดงรป 2

258

V

+

+

+--

-

รป 2 ตวเกบประจตออยกบความตางศกย

คาประจทเกบแตละแผนยงคงเทากน คาน ( ไมคดเครองหมาย ) เปนคาประจในตวเกบประจหาไดจาก

Q = CV

ตวอยาง ท 3 ตวเกบประจ 40 ไมโครฟารด ตอกบความตางศกย 9 โวลต จงหาประจบนตวเกบประจนวธทำา จาก Q = CV

จะได Q = 40x10-6 x 9= 360x10-6 C

ตอบ ประจบนตวเกบนมคาเทากบ 360 ไมโครฟารด

ตวอยาง ท 4 ตวเกบประจหนงมอกษรเขยนไว 0.05 F , 400 V จะสามารถเกบประจไวไดสงสดเทาใด ถาเอาไปใชงานทตองการเกบประจ 15 ไมโครคลอมบ ตองตอกบความตางศกยเทาใดวธทำา จาก Q = CV

จะได Q = 0.05x10-6 x 400 = 20x10-6 C

ดงนน ตวเกบประจนสามารถเกบประจไดมากทสด 20 ไมโครคลอมบ

จาก C =V = =V = 300 V

ตอบ ตองตอกบความตางศกย 300 โวลต

ตวอยาง ท 5 แผนโลหะขนานหางกน 2 เซนตเมตร ใชทำาเปนตวเกบประจทมคาความจ 50

259

พโกฟารด ถาสนามไฟฟาระหวางแผนโลหะมคา 600 นวตน / คลอมบ อยากทราบวาตวเกบประจนมประจเทาใดวธทำา จาก E =

V = Ed = 600x2x10-2

V = 12 V จาก Q = CVจะได Q = 50x10-12 x 12 = 6x10-10

Cตอบ ตวเกบประจนสามารถเกบประจได 6x10-10 คลอมบ

พลงงานสะสมในตวเกบประจ เมอตอความตางศกยไฟฟาเขากบปลายทงสองของตวเกบประจดงรป 3 ก. พบวาในตอนแรกตวเกบประจยงไมมประจ เมอตวเกบประจมประจเพมขนจาก ศนยถง Q ความตางศกยทปลายทงสองของตวเกบประจจะมคาเพมขนจากศนยถง V ดงกราฟรป 3 ข.

จากงานในการเคลอนประจผานจด 2 จดทมความตางศกย V ใหแกตวเกบประจ มคาเทากบคาเฉลยของความตางศกยไฟฟาคณประจ ถาให W คองานททำา

ดงนน W =

260

V

++

+---

- +

V

Q0

ความตางศกยไฟฟา

ประจไฟฟา

รป 3 ก. แสดงตวเกบประจตออยกบความตางศกย

รป 3 ข. กราฟแสดงความสมพนธระหวาง ประจ Q กบ

ความตางศกย V

W = =แสดงวางานในการเคลอนประจใหแกตวเกบประจ คานจะ

เทากบพลงงานสะสมในตวเกบประจ สามารถหาไดจากพนทใตกราฟระหวาง V กบ Q ดงน

ให U คอ พลงงานสะสมในตวเกบประจ จะได พลงงานสะสมในตวเกบประจ U = พนทใตกราฟ

OAB U = U =

งานในการเคลอนประจใหแกตวเกบประจ มคาเทากบ พลงงานสะสมในตวเกบประจ

ไดวา U = WU =

หรอ U = เมอ Q = CV

หรอ U = เมอ

ตวอยาง ท 6 ถาใชตวตานทาน 10 โอหม ตอครอมตวเกบประจขนาด 2,000 ไมโครฟารด เพอคายประจจากคาประจเรมตน 2 คลอมบ จนไมมประจเหลออยเลย จะเกดความรอนบนตวตานทานกจล

วธทำา จาก U = =U = 1,000 จล

261

V

Q0

ความตางศกยไฟฟา

ประจไฟฟารป 4 กราฟแสดงความสมพนธระหวางประจ Q กบความตางศกย V

B

A

เมอตอตวเกบประจเขากบตวตานทาน ตวเกบประจจะถายเทพลงงานใหกบตวตานทาน และจากหลกคงทของพลงงาน ความรอนบนตวตานทาน = 1,000 จลตอบ เกดความรอนบนตวตานทานเทากบ 1,000 จล

ตวอยาง ท 7 ตวเกบประจขนาด 25 ไมโครฟารด เมอตอกบความตางศกย 100 โวลต จงหาพลงงานสะสมในตวเกบประจวธทำา จาก U = = = 0.125 Jตอบ พลงงานสะสมในตวเกบประจนมคาเทากบ 0.125 จล

ตวอยา งท 8 ตวเกบประจหนง เมอตอเขากบความตางศกย 12 โวลต จะเกดประจบนตวเกบประจขนาด 6x10-4 C ตวเกบประจนจะมพลงงานสะสมเทาไรวธทำา จาก U = = = 3.6x10-3 Jตอบ พลงงานสะสมในตวเกบประจนมคาเทากบ 3.6x10-3 จล

การตอตวเกบประจในการนำาตวเกบประจหลายๆตว มาตอกนเพอประโยชนในการ

ใชงาน ม 2 วธดวยกนคอ1. การตอแบบอนกรม คอการนำาแผนบวกของตวเกบประจของแผนหนงมาตอกบแผนลบของตวเกบประจอกตวหนง เรยงกนเรอยๆ ไป ดงรป 5.

262

+ + +

+

- - -

-

Q1Q2Q3Q

C1C2C3

รป 5. การตอตวเกบประจแบบอนกรม

เมอตอตวเกบประจ ( C ) เขากบความตางศกย ( V ) จะเกดการไหลของประจทนท และผลของการตอตวเกบประจแบบอนกรมจะไดวา

1. ประจในตวเกบประจแตละตวเทากน เทากบประจของทงวงจร2. ความตางศกยไฟฟารวมเทากบผลรวมของความตางศกยไฟฟาของตวเกบประจทกตว

เขยนสมการไดดงนV รวม = V1 + V2 + V3

จาก C =หรอ V =

ดงนน =เมอ Q รวม = Q1 =

Q2 = Q3

จะไดวา =

ถามตวเกบประจ n ตวมความจตวละ C เทากน ตออนกรมกน หา C รวมไดจาก

C รวม =

2. การตอแบบขนาน คอ การนำาตวเกบประจมาตอกนโดยใหตอแผนบวกรวมกนทจดหนงและใหแผนลบรวมกนทอกจดหนง ดงรป 6.

263

Q

Q1

- +

รวม

รป 6. การตอตวเกบประจแบบขนาน

ผลของการตอแบบขนานจะไดวา 1. ความตางศกยไฟฟาของตวเกบประจแตละตวจะเทากนและเทากบความตางศกยไฟฟารวม 2. ประจไฟฟารวมเทากบผลรวมของประจทผานตวเกบประจไฟฟา

เขยนสมการไดดงนQ รวม = Q1 +

Q2 + Q3

จาก C =หรอ Q = CV

ดงนน C รวม V รวม = C1V1 + C2V2 + C3V3

เมอ V รวม = V1 = V2 = V3

จะไดวา C รวม = C1 + C2 + C3

ตวอยาง ท 9 จากรป จงหาความจไฟฟารวมระหวาง A กบ B

ก. ข.

วธทำา ก. ตอแบบอนกรม

264

Q

+

+

-

-

- +

Q2

Q3

C1C2C3

Q

Q A

B

3 F 6 F 9 FA B

3 F6 F9 FA B

จาก == = =

C รวม = Fตอบ ความจไฟฟารวมระหวาง A กบ B เมอตอแบบอนกรมมคาเทากบ ไมโครฟารด

ข. ตอแบบขนานจาก C รวม = C1 + C2 + C3

C รวม = 3 + 6 + 9 = 18 Fตอบ ความจไฟฟารวมระหวาง A กบ B เมอตอแบบขนานมคาเทากบ 18 ไมโครฟารด

ตวอย างท 10 จากวงจรและขอมลทกำาหนดให พลงงานสะสมในวงจรมคากจล

เมอ C1 = 4 ไมโครฟารด

C2 = 12 ไมโครฟารด

C3 = 9 ไมโครฟารด

วธทำา หา C12 , จาก == = =

C12 = 3 FC รวม = C12 + C3 = 3 + 9 = 12 F จาก U =

265

100 V

C3

C2C1

= = 0.06 Jตอบ พลงงานสะสมในตวเกบประจนมคาเทากบ 0.06 จล

แบบฝกหดท 9รายวชา ว 40204 ฟสกสเพมเตม 4 ชนมธยมศกษาปท 6 ชอหนวย ไฟฟาสถตเรอง ตวเกบประจและความจ

เวลา 15 นาท

266

ดานทกษะกระบวนการ(P) นกเรยนสามารถหาความสมพนธระหวางความจของตวเกบประจรปทรงกลมกบรศมของทรงกลม

ความสมพนธของความจรวมกบความจของตวเกบประจแตละตวเมอนำามาตอแบบอนกรมและแบบขนาน และหาปรมาณตางๆทเกยวของไดคำาช แจง แบบทดสอบเปนแบบอตนย จ ำานวน 5 ขอๆละ 2 คะแนนคำาสง ใหนกเรยนแสดงวธทำาใหถกตอง1. ตวเกบประจแบบแผนขนานค มอกษรเขยนไว 0.03 จะสามารถเกบประจไวได สงสดเทาใด ถาเอาไปใชงานทมากทสดทตวนำาตองการเกบประจ 30 ตองตอกบ ความตางศกยเทาใด …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………..

267

………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………

2. ตวเกบประจหนง เมอตอเขากบความตางศกย 24 โวลต จะเกดประจบนตวเกบประจขนาด 2x10-4 C ตวเกบประจนจะมพลงงานสะสมเทาไร …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………

3. จา กร ป ก ำา ห นด C1=10 F; C2=5 F; C3=4 F จงคำานวณหาความจรวมระหวาง AB

…………………………………..…………………………………..

268

…………………………………..…………………………………..…………………………………..…………………………………..

4. จากรป กำาหนด C1=10 F; C2=5 F; C3=4 F จงคำานวณหาความจรวมระหวาง AB

…………………………………..…………………………………..…………………………………..…………………………………..…………………………………..…………………………………..

5. จากรป คอนเดนเชอร C1, C2 และ C3 ตางกมคา 20 ไมโครฟารดตอกนอยางขนาน แลวตอกบ C4 ซงมความจ 30 ไมโครฟารดอยางอนกรม ถาความตางศกยระหวาง AB เทากบ 100 ไมโครโวลต จงหาประจ CAB

…………………………………..…………………………………..…………………………………..

269

…………………………………..…………………………………..…………………………………..

ชอ...................................................................ชน.....................เลขท.....................

แนวการตอบแบบฝกหดท 9รายวชา ว 40204 ฟสกสเพมเตม 4 ชนมธยมศกษาปท 6 ชอหนวย ไฟฟาสถตเรอง ตวเกบประจและความจ

เวลา 15 นาท

ดานทกษะกระบวนการ(P)นกเรยนสามารถใชกฎของคลอมบคำานวณหาปรมาณตางๆทเกยวของไดคำาช แจง แบบทดสอบเปนแบบอตนย จ ำานวน 5 ขอๆละ 2 คะแนนคำาสง ใหนกเรยนแสดงวธทำาใหถกตอง1. ตวเกบประจแบบแผนขนานค มอกษรเขยนไว 0.03 จะสามารถเกบประจไวได สงสดเทาใด ถาเอาไปใชงานทมากทสดทตวนำาตองการเกบประจ 30 ตองตอกบ ความตางศกยเทาใด วธทำา จาก

C = 0.03x10-6 ฟารด

270

V = 800 โวลต Q = 0.03x10-6x800 คลอมบ = 24x10-6 คลอมบ เกบประจสงสด = 24 ไมโครคลอมบ เอาไปใชเกบประจ 30 Q = CV 30x10-6 = 0.03x10-6V ตอบ ตองตอกบความตางศกย 1,000 โวลต

2. ตวเกบประจหนง เมอตอเขากบความตางศกย 24 โวลต จะเกดประจบนตวเกบประจขนาด 2x10-4 C ตวเกบประจนจะมพลงงานสะสมเทาไร วธทำา จาก U = = = 2.4 x 10-3 J ตอบ พลงงานสะสมในตวเกบประจนมคาเทากบ 3.6x10-3 จล

3. จากร ป ก ำาหนด C1=10 F; C2=5 F; C3=4 F จงคำานวณหาความจรวมระหวาง AB

CAD = C1 + C2 = 10 + 5

= 15 F= +

271

= + =

CAB = F

4. จากรป กำาหนด C1=10 F; C2=5 F; C3=4 F จงคำานวณหาความจรวมระหวาง AB

= + = + =

CXY = F CAB = CXY +

C3

= + 4 F

CAB = F

5. จากรป คอนเดนเชอร C1, C2 และ C3 ตางกมคา 20 ไมโครฟารดตอกนอยางขนาน แลวตอกบ C4 ชงมความจ 30 ไมโครฟารดอยางอนกรม ถาความตางศกยระหวาง AB เทากบ 100 ไมโครโวลต จงหาประจ CAB

CAD = C1 + C2 + C3

= 20 + 20 + 20 = 60 F

= +

272

= + =

CAB = 20 F

แบบทดสอบหลงเรยนรายวชา ว 40204 ฟสกสเพมเตม 4 ชนมธยมศกษาปท 6 ชอหนวย ไฟฟาสถตเรอง ตวเกบประจและความจ

เวลา 15 นาท

ดานความร (K) นกเรยนมความรความเขาใจเกยวกบความสมพนธระหวางความจของตวเกบประจรปทรงกลมกบรศมของทรงกลม ความสมพนธของความจรวมกบความจของตวเกบประจแตละตวเมอนำามาตอแบบอนกรมและแบบขนานไดคำาช แจง แบบทดสอบเปนแบบปรนย จ ำานวน 10 ขอๆละ 1 คะแนนคำาสง ใหนกเรยนทำาเคร องหมายกากบาท (X) ขอทถกทสดเพยงขอเดยวลงในกระดาษคำาตอบ 1. จงหาประจบนตวเกบขนาด 30 ไมโครฟารด ทมความตางศกย 16 โวลต กอนนำาไปตอขนานกบ ตวเกบประจขนาด 30 ไมโครฟารด ซงแตเดมไมมประจอยเลยวามคาเทาไร

ก. 3.2 x 10-4 C ข. 4.8 x 10-4 Cค. 8.0 x 10-4 Cง. 12.8 x 10-4 C

2. ตวเกบประจ 3 ตวมความจ C1 = 2 F , C2 = 3 F และ C3 = 5 F นำามาตอกนแบบอนกรม

273

แลวนำาไปตอกบความตางศกย 310 โวลต จงหาประจไฟฟาบนตวเกบประจ C3 วามคาเทาไร

ก. 3 x 10-4 C ข. 4 x 10-4 Cค. 5 x 10-4 Cง. 6 x 10-4 C

3. จงหาประจบนตวเกบประจทมความจไฟฟา 72 F ทนำามาตอขนานกนเพอเกบประจ โดยตอ กบความตางศกย 1,000 โวลต วามคาเทาไร

ก. 0.072 C ข. 0.014 C ค. 0.72 Cง. 0.14 C

4. ทรงกลมลกหนงทมรศม 1 เมตร มประจ 5 คลอมบ จงหาความจไฟฟาของทรงกลมนเปน กฟารด ตอบในเทอมของคา K ก. 20 K ข. K/2 ค. 1/20 K ง. 1/K

5. โลหะตวนำาทรงกลม A และ B มรศม ถาเตมประจ Q ในปรมาณ 1:2 ใหกบตวนำาทรงกลม ทงสองตามลำาดบ หาอตราสวนของ ก. 1:1 ข. 1:2 ค. 2:1

274

ง. 1:4

6. ตวเกบประจบนแผนขนานค มอกษรเขยนเปน " 0.05 400 V " จะสามารถเกบประจไวได สงสดเทาไรเมอนำาไปใชงานจรงตองการใหเกบได 10 จะตองตอกบความตางศกยเทาไร ก. 20 , 200 V

ข. 30 , 600 V ค. 40 , 600 V ง. 30 , 400 V

7. จากรป กำาหนด C1= 1 F; C2= 3 F; C3= 4 F จงคำานวณหาความจรวมระหวาง AB ก. 2 F ข. 4 F ค. 8 F ง. 16 F

8. จากรป กำาหนด C1=20 F; C2= 20 F; C3= 13 F จงคำานวณหาความจรวมระหวาง AB ก. 2 F ข. 4 F ค. 8 F ง. 23 F

9. จากรป คอนเดนเชอร C1, C2 และ C3 ตางกมคา 40 ไมโครฟารดตอกนอยางขนาน แลวตอกบ C4 ชงมความจ 40 ไมโครฟารดอยางอนกรม จงคำานวณหาความจรวมระหวาง AB

275

ก. 20 F ข. 30 F ค. 50 F ง. 80 F

10. ตวเกบประจมความจ 5 ฟารด ปลายทงสองตอเขากบความตางศกย 4,000 โวลต จงคำานวณหา

พลงงานสะสมวามคาเทาไร

ก. 2 107 J ข. 4 107 J ค. 6 107 J ง. 8 107 J

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน

276

1. ข 2. ค 3. ก 4. ง 5. ข 6. ก7. ก 8. ง 9. ข 10. ข

แบบสงเกตพฤตกรรม

277

รายวชา ว 40204 ฟสกสเพมเตม 4 ชนมธยมศกษาปท 6 ชอหนวย ไฟฟาสถต เรอง ตวเกบประจและความจ

เวลา 2 ชวโมง ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ดานคณธรรม จรยธรรม (A) ในการจดการเรยนการสอนในรายวชา ว 40204 ฟสกสเพมเตม 4 เรอง ตวเกบประจและความจ ประเมนดานคณธรรม จรยธรรม 5 ขอ ดงน 1. ตรงตอเวลา หมายถง เขาเรยนตรงเวลา 2. มวนย หมายถง แตงกายถกระเบยบของโรงเรยน 3. ใฝร หมายถง มความพรอมดานอปกรณการเรยน 4. ขานรบวถไทย หมายถง มสมมาคารวะตอครและใหเกยรตเพอนรวมชนเรยน

5. ใสใจสขภาพ หมายถง แตงกายสะอาด

คำาชแจง ใหผประเมน ประเมนเจตคตตอการเรยนรายวชาฟสกสเพมเตม 4 โดยทำาเครองหมาย / ลงในชองทตรงความเปนจรง

เลขท

ชอ - สกล

รายการประเมนขอท รวมการ

ระดบ ผลการ

1 2 3 4 5 ปฏบต คะแนน

ประเมน

278

ลงชอ ผ…………………………ประเมน

(นายบญเกด ยศรงเรอง)

แบบสรปการประเมนผลการเรยนร

รายวชา ว 40204 ฟสกสเพมเตม 4 ชนมธยมศกษาปท 6 ชอหนวย ไฟฟาสถต เรอง ตวเกบประจและความจ

เวลา 2 ชวโมง -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------จดประสงคการเรยนรท 9 นกเรยนมความรความเขาใจเกยวกบ

ตวเกบประจและความจ

เลขท

ชอ นามสกล–คะแนนประเมนผลดาน รวม

(30)K (10)

P (10)

A (10)

279

ลงชอ ผ…………………………ประเมน

(นายบญเกด ยศรงเรอง)

แบบประเมนการใชบทเรยนคอมพวเตอรชวยสอน

โปรแกรมท 9 เรอง ตวเกบประจและความจ

ชอ................................................................ชน..........

.................เลขท...........................

ทดสอบกอนเรยน ทดสอบหลงเรยนขอ คำาตอบ คะแนน ขอ คำาตอบ คะแนน1 12 23 34 45 56 67 78 89 9

10 10รวม รวม

280

สรปผลการประเมนบทเรยนคอมพวเตอรชวยสอนโปรแกรมท 9 เรอง ตวเกบประจและความจ

ทดสอบกอนเรยน

ทดสอบหลงเรยน

เตม ได เตม ได10 10

พยาน................................................... ผประเมน.............................................. (..................................................) (นายบญเกด ยศรงเรอง)พยาน หมายถง พอ แม ญาต คร เพอน ฯ ทเปนพยานในการเรยนบทเรยนและทำาแบบทดสอบ

เกณฑการประเมนทำาถก 9-10 ขอ อยในเกณฑ ดมากทำาถก 7-8 ขอ อยในเกณฑ ด ทำาถก 5-6 ขอ อยในเกณฑ พอใช ทำาถก 0-4 ขอ อยในเกณฑ ปรบปรง

281