หน้าหลัก » Blogs » ชั้นเรียนประถม – ประสมศาสตร์ประสานศิลป์ STEM ตอนที่ 45 – สื่อนำและฉนวน (2)

สารบัญ

บทความที่เกี่ยวข้อง


สื่อนำและฉนวน

ในตารางที่เด็กจัดทำขึ้นเพื่อบันทึกผลจากการทดลอง จะมีรายการ (1) เข็มเย็บผ้า (Sewing needle) (2) ฝาพลาสติก (Plastic lid) (3) เม็ดโฟมกันกระแทก (Styrofoam peanut) (4) ไส้ดินสอ (Pencil lead) (5) เล็บนิ้วมนุษย์ (Human fingernail) (6) เส้นผมมนุษย์ (7) หม้อเหล็กไร้สนิม (Stainless steel pot) (8) แก้วน้ำ (Drinking glass) (9) จานกระเบื้อง (Ceramic plate) (10) ไม้จิ้มฟัน (Wooden toothpick) และ (11) น้ำเกลือ (Salted water)

ในตารางเดียวกันนี้ ควรแยกแยะเป็นช่อง (Column) วัสดุที่ใช้ ไฟสว่างขึ้น (Bulb light up) หรือไม่? และเป็นฉนวน (Insulator) หรือสื่อนำ (Conductor)? แล้วให้เด็กเอาเข็มเย็บผ้าออก (Remove) เชื่อมฝาพลาสติกระหว่างปลายเส้นลวดทั้งสอง แล้วให้เขาสังเกตว่าหลอดไฟสว่างขึ้นหรือไม่? ให้เด็กบันทึกสิ่งที่สังเกตเห็นลงในตารางที่จัดทำไว้

ให้เด็กทดสอบแต่ละวัสดุในรายการตามตาราง แล้วบันทึกข้อสังเกตเกี่ยวกับหลอดไฟแต่ละดวงลงในตาราง หากเด็กต้องการทดสอบวัสดุอื่นๆ ที่มิได้อยู่ในตาราง สามารถให้เขาเติมรายการต่อท้ายในตารางได้เลย จากนั้น ช่วยให้เด็กรับรู้วัสดุ 2 ประเภท กล่าวคือ “สื่อนำ” ที่แสดงไฟสว่างขึ้น กับ “ฉนวน” ที่ไม่แสดงไฟสว่างขึ้น

จากนั้น ถามเด็กให้คิดเกี่ยวกับวัสดุทั้ง 2 ประเภทที่เขาใช้ในวงจรไฟฟ้า ซึ่งจะนับเป็นสื่อนำไฟฟ้า หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือ สิ่งไหนเป็นสื่อนำ? และสิ่งไหนเป็นฉนวน? เมื่อเด็กไล่ตามรายการในตาราง ให้เด็กใส่เครื่องหมายถูก (Check mark) ลงในช่องสื่อนำทีละรายการ แล้วให้เด็กทำแบบเดียวกันในช่องฉนวน สำหรับวัสดุที่เขาคิดว่าเป็นฉนวน

ในวงจรไฟฟ้าปิด (Closed electronic circuit) เมื่อเราเชื่อมวัตถุที่เป็นสื่อนำ ณ ปลายเปิดของเส้นลวด (Loose wire) ไฟก็จะสว่างขึ้น เพราะทุกๆ ส่วนของวงจรไฟฟ้าประกอบขึ้นด้วยสื่อนำ ถ้ามีฉนวนกั้นระหว่างเส้นทาง (Path) ไฟก็จะไม่สว่างขึ้น กล่าวคือ สื่อนำยอมให้ประจุไฟฟ้า (Electric charge) ไหลผ่านเหมือนจราจร (Traffic) ที่ลื่นไหลบนทางด่วน (Highway) การไหลของประจุไฟฟ้านี้ เรียกว่า “กระแสไฟฟ้า” (Electric current) เมื่อมีฉนวนเป็นอุปสรรคอยู่เหมือนเส้นทางถนนที่ยังสร้างไม่เสร็จ รถยนต์ไม่สามารถวิ่งต่อไปได้ ประจุไฟฟ้าก็จะไม่สามารถเคลื่อนไปตามเส้นทาง และจะไม่มีกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้านั้น

อะไรทำให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ในวงจรไฟฟ้า? คำตอบก็คือ แหล่งพลัง (Power source) ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้ประจุไฟฟ้าไหลในวงจรไฟฟ้า แบตเตอรี่ (Battery) เป็นตัวอย่างของแหล่งพลัง โดย “เตะ” (Kick) ประจุไฟฟ้า ให้เคลื่อนย้ายผ่านวงจรไฟฟ้า เหมือนนักฟุตบอล (Soccer) ที่เตะลูกบอลเมื่อเขาส่งผ่านไปให้ผู้เล่นอื่น ประจุไฟฟ้าจะดำรงรักษา (Maintain) กระแสไฟฟ้าให้ไหลในวงจรไฟฟ้า ตราบเท่าที่แบตเตอรี่ยังไม่ตาย [ทำงานอยู่]

แหล่งข้อมูล:

  1. Sawah, Rihab and Anthony Clark. (2015). The Everything STEM Handbook – Help Your Child Learn and Succeed in the Fields of Science, Technology, Engineering, and Math. Avon, MA: Adams Media.
  2. Conductors and Insulators - http://www.physicsclassroom.com/class/estatics/Lesson-1/Conductors-and-Insulators [2017, May 4].

สมาชิกที่ใช้งานอยู่ขณะนี้ คน