ก่อนอื่นนั้น อิเล็กทรอนิกส์ (Electronics) จะมีความหมายว่า การควบคุมหรือออกแบบการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า ซึ่งก็จะมีชิ้นส่วน หรือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นส่วนประกอบของวงจร เพื่อที่จะทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า และภายในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ก็จะมีส่วนประกอบของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ดังนี้
- ตัวต้านทาน (Resistor) จะมีคุณสมบัติเพื่อการต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า มักจะถูกแบ่งเป็น 4 ประเภทด้วยกัน
- ตัวต้านทานคงที่ Fixed Value Resistor เป็นตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานของการไหลของกระแสไฟฟ้าคงที่
- ตัวต้านทานที่เปลี่ยนค่าได้ Variable Value Resistor เป็นตัวต้านทานที่เมื่อหมุนแกนของตัวต้านทาน แล้วค่าความต้านทานจะเปลี่ยนแปลงไป ส่วนมากมักใช้กับการควบคุมค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น การเพิ่มและลดเสียงโทรทัศน์ หรือเครื่องเสียง เป็นต้น
- ตัวต้านทานไวแสง หรือ LDR (Light Dependent Resistor) เป็นตัวต้านทานปรับค่าได้ โดยค่าความต้านทาน ขึ้นอยู่กับปริมาณแสงที่ตกกระทบ
- ตัวต้านทานไวความร้อน (Thermistor) เป็นตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ
- ตัวเก็บประจุ (Capacitor) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่สะสมประจุไฟฟ้า หรือ คายประจุไฟฟ้าให้กับวงจร หรือ อุปกรณ์อื่น ๆ โดยสามารถแบ่งตามฉนวนของประจุได้ 3 แบบ คือ
- ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก (Ceramic Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้เซรามิกกั้นระหว่างแผ่นตัวนำไฟฟ้า
- ตัวเก็บประจุชนิดน้ำยา (Electrolyte Capacitor) เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์กั้น และมีฉนวนบาง ๆ ของสารประกอบออกไซด์ เกาะอยู่บนแผ่นอลูมิเนียมบาง ๆ
- ตัวเก็บประจุชนิดไมลาร์ (Mylar Capacitor) มีความทนทานสูง ทนต่อน้ำและความชื้น และค่าความจุไม่เปลี่ยนค่าตามสภาพความชื้น
- ไดโอด (Diode) ทำมาจากสารกึ่งตัวนำ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ทางเดียว จะมีอยู่ด้วยกัน 2 แบบ คือ
- ไดโอดธรรมดา (Normal Diode) ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าให้ไหลทางเดียว
- ไดโอดเปล่งแสง LED (Light Emitting Diode) ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า ให้เป็นพลังงานแสง แสงที่ได้จะมีหลายสี ซึ่งจะขึ้นอยู่กับชนิดของสารกึ่งตัวนำที่ผลิต
- ทรานซิสเตอร์ (Transistor) เป็นอุปกรณ์ที่ทำมาจากสารกึ่งตัวนำ ซึ่งจะมีอยู่ด้วยกัน 3 ขา คือ ขาเบส (Base หรือ B), ขาอิมิตเตอร์ (Emitter หรือ E), ขาคอลเลคเตอร์ (Collector หรือ C) และจะถูกแบ่งตามสารกึ่งตัวนำได้ 2 แบบ คือ
- ทรานซิสเตอร์ชนิด PNP โดยจ่ายไฟเข้าที่ขาเบสให้มีความต่างศักย์ต่ำกว่าขาอิมิตเตอร ์
- ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN โดยจ่ายไฟเข้าที่ขาเบสให้มีความต่างศักย์สูงกว่าขาอิมิตเตอร์
- ซิลิคอนชิป (Silicom Chip) เป็นแผงวงจรรวมที่นำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดต่าง ๆ มาใส่ไว้ด้วยกันในแผงวงจรขนาดเล็ก ถูกทำมาเพื่อลดขนาดของทรานซิสเตอร์ อีกทั้งยังมีประสิทธิภาพมากกว่าทรานซิสเตอร์ ในปัจจุบันมีใช้กันอย่างกว้างขวาง เช่น ใช้สำหรับบันทึกข้อมูลในธุรกรรมทางการเงินต่าง ๆ เป็นต้น
ซึ่งในการเชื่อมต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์นั้นเราควรเข้าใจส่วนประกอบแล้วการทำงานของเครื่องมือและอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อนำไปพัฒนาและสามารถใช้งานได้อย่างตรงจุดให้ได้มากที่สุด
ไฟฟ้า คือ พลังงานรูปแบบหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนหรือโปรตอน นำมาใช้ประโยชน์โดยทำให้เปลี่ยนเป็นพลังงานรูปแบบอื่นๆ ได้ เช่น แสงสว่าง ความร้อน เสียง การเคลื่อนที่
อิเล็กทรอนิกส์ คือ การควบคุมการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าเพื่อให้ได้ปริมาณหรือทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าตามที่ต้องการ อุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์มีหลายชนิดเช่น หลอด LED
ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เป็นสิ่งที่มีความสัมพันธ์กันในการสร้างเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ ภายในเครื่องใช้ไฟฟ้านั้นจะมีอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกันอยู่ มีส่วนที่ให้กระแสไฟฟ้าผ่านครบวงจร เรียกว่า “วงจรไฟฟ้า” ซึ่งประกอบด้วย “อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์” เชื่อมต่อกันภายในวงจรไฟฟ้า เพื่อทำหน้าที่ควบคุมปริมาณ หรือทิศทางของกระแสไฟฟ้า
ไฟฟ้าแบ่งออกเป็น 2 ชนิดตามแหล่งกำเนิด ได้แก่ “ไฟฟ้ากระแสตรง” คือ ไฟฟ้าที่มีทิศทางการเคลื่อนที่ในวงจรไปทางเดียว แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงได้แก่ แบตเตอรี่ โซลาร์เซลล์ ไฟฟ้ากระแสตรงส่วนมากเราจะใช้ในอุปกรณ์พกพา “ไฟฟ้ากระแสสลับ” คือไฟฟ้าที่มีทิศทางการเคลื่อนที่ในวงจรไปกลับตลอดเวลา แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับได้แก่ ไดนาโม ไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้าที่เราใช้กันตามบ้านเรือน มีขนาดแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์
ตัวอย่างวงจรไฟฟ้า
วงจรไฟฟ้าที่นักเรียนสามารถพบเห็นได้ในชีวิตประจำวัน ได้แก่ ไฟฉาย ซึ่งประกอบด้วย
1. แหล่งกำเนิดไฟฟ้า คือ ถ่ายไฟฉายหรือแบตเตอรี่ ทำหน้ที่จ่ายไฟฟ้ากระแสตรงให้อุปกรณ์ต่างๆ ภายในไฟฉาย
2. ตัวนำไฟฟ้า คือ สายไฟหรือโลหะที่เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ในวงจร
3. อุปกรณ์ไฟฟ้า คือ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปแบบอื่น เช่น หลอดไฟ
อุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
อ้างอิง
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, “เทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี)”, โรงพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, ศูนย์หนังสือแห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2561 หน้า 89
Azhar Ahmed, “Structure of an Electric Torch”, //iamtechnical.com/structure-electric-torch สืบค้นวันที่ 9 ต.ค. 61
myarduino, “สวิตช์ไฟเปิด/ปิด 151016*mm”, //www.myarduino.net/product/775/สวิตช์ไฟเปิด-ปิด-151016mm สืบค้นวันที่ 9 ต.ค. 61
commandronestore, “62 K? 1/4 W Resistor”, //commandronestore.com/products/br6232.php สืบค้นวันที่ 9 ต.ค. 61
kitronik, “Yellow Flickering Candle 5mm Water Clear LED – 30deg – 5800mCd”, //www.kitronik.co.uk/3590-yellow-candle-5mm-water-clear-led-30deg-5800mcd.html สืบค้นวันที่ 9 ต.ค. 61
mcucity, “Active Buzzer 5V (บัซเซอร์ รวมวงจรกำเนิดความถี่ เข้าไว้ในชิ้นเดียวกัน)”, //www.mcucity.com/product/927/active-buzzer-5v-บัซเซอร์-รวมวงจรกำเนิดความถี่-เข้าไว้ในชิ้นเดียวกัน สืบค้นวันที่ 9 ต.ค. 61