หน้าหลัก » Blogs » ชั้นเรียนประถม – ประสมศาสตร์ประสานศิลป์ STEM ตอนที่ 89 – แบตเตอรี่ทำงานอย่างไร (2)

สารบัญ

บทความที่เกี่ยวข้อง


แบตเตอรี่ทำงานอย่างไร

เมื่อหลอดไฟ LED (Light emitting iode = ไดโอดเปล่งแสง) สว่างขึ้น สอนเด็กว่า หลอดไฟ LED ได้รับกำลัง (Power) จากเหรียญทองแดง วงแหวนสวมเกลียวสังกะสี (Zinc washer) และน้ำมะนาว (Lemon juice) หรืออีกนัยหนึ่ง แบตเตอรี่อาศัยส่วนประกอบ (Ingredient) 3 อย่าง (1) ขั้วไฟฟ้าสังกะสี (Zinc electrode) (2) ขั้วไฟฟ้าทองแดง (Copper) (3) ของเหลว (Liquid) ที่ประกอบด้วย สารละลายที่เป็นตัวนำไฟฟ้า (Electrolyte) อาทิ น้ำมะนาว

ในกรณีนี้ ทองแดงมีสภาพไฟฟ้าลบ (Electro-negativity) มากกว่าสังกะสี กล่าวคือ ทองแดงมีความสามารถในการดึงอนุภาคประจุไฟฟ้าลบ (Electron) มากกว่าสังกะสี โดยที่สังกะสียอมปล่อยให้อนุภาคประจุไฟฟ้าลบวิ่งไปยังทองแดง ผ่านเส้นลวด จึงทำให้หลอดไฟสว่างขึ้น

คำว่า “ขั้วไฟฟ้า” เป็นโลหะที่ใช้ในวงจรไฟฟ้า (Electric circuit) ซึ่งมาสัมผัส (Contact) กับส่วนอื่นทีมิใช่โลหะ (Non-metal) ของวงจรไฟฟ้า อาทิ อิเล็กโทรไลต์ของน้ำมะนาว

คำว่า “สารละลายที่เป็นตัวนำของไฟฟ้า” คือ สาร (Substance) ที่เมื่อเพิ่มเข้าไปในสารละลาย (Solvent) มันจะกลายเป็นอะตอม (Atom) ที่มีประจุบวกและลบ (Ion) ซึ่งจะแยกตัว (Dissociate) ออกเป็นชิ้นส่วน โดยที่แต่ละส่วนจะมีประจุไฟฟ้า (Electric charge) ของมันเอง ตัวอย่างของอิเล็กโทรไลต์ เช่น เกลือ (Salt)

เมื่อเราเพิ่มเกลือเข้าไปในสารละลาย อาทิ น้ำ โมเลกุล (Molecule) แต่ละตัวของเกลือจะแยกอะตอมที่เป็นองค์ประกอบ (Constituent) ออกจากกัน โดยที่อะตอมแต่ละตัวจะมีประจุไฟฟ้าของมันเอง เนื่องจากเกลือมีลักษณะ (Fashion) ของอิเล็กโทรไลต์ มันจะละลายในน้ำ

คำว่า “สภาพไฟฟ้าลบ” หมายถึง อะตอมโลหะ (Metal) อาทิ สังกะสีและทองแดง มีแนวโน้ม (Tendency) ที่จะสูญเสียอนุภาคประจุไฟฟ้าลบของมันเอง หรือดึงดูดอนุภาคประจุไฟฟ้าลบอื่น เมื่ออะตอมของโลหะมีแนวโน้มค่อนข้างมาก (Strong) ที่จะดึงอนุภาคประจุไฟฟ้าลบจากอะตอมอื่น เราถือว่า มีสภาพไฟฟ้าลบ อาทิ ทองแดงมีสภาพไฟฟ้าลบมากกว่าสังกะสี

เนื่องจากสังกะสียอมให้อนุภาคประจุไฟฟ้าลบวิ่งไปยังทองแดง ขั้วไฟฟ้าสังกะสี จึงเป็นสถานีปลายทางลบ (Negative terminal) ของแบตเตอรี่ หรือเรียกว่า “ขั้วบวก” (Anode) และเนื่องจากทองแดง พร้อมที่จะรับอนุภาคประจุไฟฟ้าลบจากสังกะสี ขั้วไฟฟ้าของทองแดงจึงเป็นสถานีปลายทางบวกของแบตเตอรี่ หรือเรียกว่า “ขั้วลบ” (Cathode)

คำถามที่น่าสนใจก็คือ แล้วสารละลายที่เป็นตัวนำของไฟฟ้ามีบทบาท (Role) อะไรภายในแบตเตอรี่?

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. Battery (electricity) - https://en.wikipedia.org/wiki/Battery_(electricity). [2018, March 8].

สมาชิกที่ใช้งานอยู่ขณะนี้ คน