เนื้อหารายวิชา

1. สาระสำคัญ

1. บทนำ และประเภทของหลอดไฟฟ้า

2. ชนิดของหลอดไส้

3. โครงสร้างและส่วนประกอบของหลอดไส้

4. คุณสมบัติและการนำไปใช้งานของหลอดไส้

5. ประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้า

6. อายุการใช้งานของหลอดไฟฟ้า

7. ข้อพิจารณาในการเลือกหลอดไฟฟ้า

2. จุดประสงค์การเรียนรู้/ สรรถนะที่พึงประสงค์

1. จำแนกชนิดของหลอดไส้ได้

2. อธิบายโครงสร้างและส่วนประกอบของหลอดไส้ได้

3. บอกคุณสมบัติและการนำไปใช้งานของหลอดไส้ได้

4. อธิบายความหมายของประสิทธิภาพของหลอดไฟได้

5. บอกประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้าแต่ละชนิดได้

6. บอกการทำงานของหลอดไส้ได้

7. บอกข้อดี–ข้อเสียของหลอดไส้ได้

8. เพื่อให้มีกิจนิสัยในการทำงานที่ดี มีความรับผิดชอบ ตรงต่อเวลา ใช้เวลาว่างให้เป็นประโยชน์

3. สาระการเรียนรู้

1. บทนำ

หลอดไฟฟ้าเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานในรูปแสง ทำให้เราสามารถมองเห็นแสงได้ เอดิสัน เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ประดิษฐ์หลอดไฟฟ้าสำเร็จเป็นครั้งแรก ต่อมาได้มีการพัฒนาหลอดไฟฟ้า เพื่อให้เหมาะสมกับงานต่าง ๆ มากมาย และคำนึงถึงสภาพเศรษฐกิจในยุคปัจจุบันด้วย สิ่งที่ต้องคำนึงถึง เมื่อเราต้องการใช้หลอดไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ ประกอบด้วย เส้นแรงของแสง (ลูเมน)ของหลอด ประสิทธิภาพของหลอด อายุการใช้งานของหลอด อุณหภูมิสีของหลอด มุมองศาในการติดตั้งหลอด และดัชนีความถูกต้องของสี

หลอดไฟฟ้าแบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ หลอดอินแคนเดสเซนต์ หรือหลอดเผาไส้หลอดและหลอดแบบปล่อยประจุ เป็นหลอดที่ไม่ต้องใช้ไส้หลอด หลอดในตระกูลนี้มี หลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดไอปรอทความดันต่ำ หลอดคอมแพค หลอดไอปรอทความดันสูง หลอดโซเดียมความดันไอต่ำ หลอดโซเดียมความดันไอสูง และหลอดเมทัลฮาไลด์ การแบ่งชนิดของหลอดไฟฟ้า ดังกล่าว สามารถเขียนเป็นแผนภาพ เพื่อความ เข้าใจที่ง่ายขึ้นได้ดังแสดงในภาพ

ภาพแสดง แผนภาพการแบ่งชนิดของหลอดไฟฟ้า

การที่จะทำให้เกิดแสงสว่างในวงจรไฟฟ้าได้นั้น ในวงจรจะต้องประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟฟ้าสำหรับป้อนแรงดันและกระแสให้กับหลอดโดยผ่านสายไฟ โดยที่แหล่งจ่ายไฟฟ้าจะเป็นแบบไฟฟ้ากระแสตรงหรือระแสสลับขึ้นอยู่กับชนิดของหลอดที่ต้องการใช้กับไฟฟ้าประเภทใด

แสดงส่วนประกอบของวงจรไฟแสงสว่าง

2. โครงสร้างส่วนประกอบของหลอดอินแคนเดสเซนต์

หลอดไส้เป็นหลอดไฟฟ้าที่ใช้กันในยุคแรก ๆ บางทีเรียกกันว่าหลอดดวงเทียน เพราะมีแสงแดง ๆ เหมือนแสงเทียน มีทั้งชนิดแก้วใสและแก้วฝ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ไส้หลอดจะเกิดความร้อนมากขึ้นเท่าใดแสงสว่างที่เปล่งออกมาจากไส้หลอดก็จะมากขึ้นเท่านั้น แต่ไม่ควรร้อนเกินขีดจำกัดที่รับได้ เพราะไส้หลอดทำจากทังสเตนอาจขาดได้ ส่วนประกอบของหลอดไส้แสดงดังภาพ

ส่วนประกอบของหลอดไส้

โครงสร้างภายในประกอบด้วยไส้หลอดที่ทำมาจากทังสเตน, ก้านยึดใส้หลอด, ลวดนำกระแส แผ่นฉนวนหักเหความร้อน,ฟิวส์,ท่อดูดอากาศ และขั้วหลอดแก้วจะบรรจุก๊าซเฉื่อย เช่น อาร์กอน หรือไนโตรเจน เพื่อไม่ให้หลอดที่ร้อยขณะป้อนกระแสไฟฟ้าไหลผ่านทำให้เกิดการเผาไหม้ไส้หลอดอาจจะขาดได้

ขั้วหลอดแบบต่างๆ

3. คุณสมบัติของหลอดอินแคนเดสเซนต์ (Incandescent lamp)

หลอดประเภทนี้อาศัยหลักการจ่ายกระแสไฟฟ้าผ่านไส้หลอด ทำให้เกิดความร้อนและแสงสว่างขึ้น เป็นหลอดมีไส้ที่มีประสิทธิผล (Efficacy) ต่ำ และมีอายุการใช้งานสั้น ในเกณฑ์ประมาณ 1,000-3,000 ชม. หลอดประเภทนี้มีอุณหภูมิสีประมาณ 2,800 องศาเคลวิน แต่ให้แสงที่มีค่าความถูกต้องของสีเกือบ 100 %

การต่อวงจรใช้งานเริ่มจากต่อสายไฟ 220 VAC เข้ากับสวิตช์ แล้วต่อเข้าหลอดไฟ ส่วนสายไฟอีกเส้นหนึ่งต่อเข้าหลอดไฟโดยตรงเมื่อทำการปิดสวิตซ์จะมีกระแสไหลทำให้หลอดไฟติดเป็นการต่อวงจรใช้งานที่ง่ายกว่าหลอดประเภทอื่น ๆ หลอดไฟประเภทนี้มีขนาดอัตราทนกำลัง 25 วัตต์ 40 วัตต์ 60 วัตต์ และ 100 วัตต์ หลอดไส้ขนาด 40 วัตต์มีอายุการใช้งาน 1,250 ชั่วโมงให้แสงสว่าง 430 ลูเมน เป็นต้น

4. กิจกรรมการเรียนรู้

กิจกรรมของครู

ขั้นเตรียม

1. เตรียมความพร้อมสอน

2. เตรียมเอกสารประกอบการสอน

3. เตรียมสื่อการสอน

4. เตรียมการวัดผล ประเมินผล

ขั้นดำเนินการ

1. นำเข้าสู่บทเรียนโดยชักจูงโน้มน้าวใจให้ผู้เรียนเห็นเป้าหมายในการเรียน

2. ชี้แจงแนวทางในการปฏิบัติตนเกี่ยวกับการเรียนการสอน การประเมินผลการเรียนและได้อบรมคุณลักษณะที่พึงประสงค์ คือ เรื่องรู้รัก-รู้กตัญญู: เคารพรักชาติ เคารพรักศาสนา เคารพพระมหากษัตริย์ เคารพบิดา-มารดา เคารพครู-อาจารย์

3. อธิบายเรื่องประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้า

4. ให้ผู้เรียนคนหนึ่งอธิบายเรื่องประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้า และให้คนอื่นช่วยอธิบายเพิ่มเติมและช่วยกันสรุป

5. สรุปประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้าซ้ำโดยใช้แผ่นใสเรื่องประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้า

6. อธิบายเรื่องอายุการใช้งานของหลอดไฟฟ้า

7. ให้ผู้เรียนช่วยอธิบาย อายุการใช้งานของหลอดไฟฟ้า

8. สรุปเรื่องอายุการใช้งานของหลอดไฟฟ้าโดยใช้แผ่นใสเรื่องอายุการใช้งานของหลอดไฟฟ้า

ขั้นสรุป

จับฉลากผู้ที่ออกมาสรุปหน้าชั้นเรียน 2 คน ที่เหลือจับฉลากแบ่งกลุ่มแล้วให้แต่ละกลุ่มช่วยกันระดมสมองในหัวข้อต่าง ๆ ดังนี้

1. ประเภทของหลอดไฟฟ้า

2. หลอดไส้

3. ประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้า

4. อายุการใช้งานของหลอดไฟฟ้า

5. ข้อพิจารณาในการเลือกหลอดไฟฟ้า

1. ให้แต่ละกลุ่มส่งตัวแทนสรุปหน้าชั้นเรียน

2. แจกใบประเมินผล แล้วให้ผู้เรียนตอบคำถามในกิจกรรมท้ายหน่วยที่ 1 ลงในแบบประเมินผล โดยใช้เวลาประมาณ 10 นาที แล้วร่วมกันเฉลยคำตอบในชั้นเรียน

กิจกรรมของนักเรียน

- เตรียมความพร้อมเรียน

- เตรียมเอกสารประกอบ การเรียน

- เตรียมจดบันทึก

- ฟังคำบรรยายจดบันทึกซักถามข้อสงสัย

- รับฟังคำชี้แจงและซักถามเพื่อความเข้าใจ

- รับฟังการอบรมคุณลักษณะที่พึงประสงค์เรื่องรู้รัก-รู้กตัญญู: เคารพรักชาติ เคารพรักศาสนา เคารพพระมหากษัตริย์ เคารพบิดา-มารดา เคารพครู-อาจารย์

- ฟังคำอธิบายและจดบันทึกเนื้อหาประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้า

- ฟังสรุปแล้วจดบันทึกเรื่องประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้าลงในสมุด

- ฟังคำอธิบายเรื่องอายุการใช้งานของหลอดไฟฟ้าและจดบันทึกลงในสมุด

- ช่วยกันสรุปเรื่องอายุการใช้งานของหลอดไฟฟ้าสว่าง จดบันทึกเรื่องอายุการใช้งานของหลอดไฟฟ้าที่

สรุปลงในสมุด

- ช่วยกันสรุปเรื่องอุณหภูมิสี ฟังการสรุปแล้วจดบันทึกลงในสมุด

- ฟังคำอธิบาย และจดบันทึกเนื้อหาเรื่องมุมองศาในการติดตั้งหลอด ดัชนีความถูกต้องของสี ข้อพิจารณาในการเลือกหลอดไฟฟ้า ประเภทของหลอดไฟฟ้า

5. สื่อและแหล่งเรียนรู้

1. หนังสือเรียนวิชาการส่องสว่าง (2104-2113) ของสำนักพิมพ์เอมพันธ์

2. แผ่นใสเฉลยแบบทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน

3. คำถาม

4. Power point ใบเนื้อหา

5. ภาพแสดงหลอดไฟฟ้าและส่วนประกอบ

6. สไลด์ วิดีโอเทป VCD, CAI

7. ห้องสมุดวิทยาลัย ศูนย์วิทยบริการ ห้องปฏิบัติการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

8. ครอบครัวผู้เรียน ครอบครัวบรรพบุรุษ บุคลากรในท้องถิ่น ภูมิปัญญาชาวบ้าน สถานประกอบการ ผู้ประกอบการ หน่วยงานของรัฐ

9. สิ่งพิมพ์ประเภทต่าง ๆ เช่น นิตยสาร/วารสาร/หนังสือ/Brochure/Catalog/ Supplement/บทความที่เกี่ยวข้องกับการใช้ไฟและโคมไฟ สารานุกรม

10. ครูผู้สอน, Internet, E-learning, E- books, Website

6. งานที่มอบหมาย

ก่อนเรียน

ตอบคำถามเกี่ยวกับการความรู้เกี่ยวกับหลอดไฟฟ้า

ขณะเรียน

1. ศึกษาหัวข้อเรื่องที่ได้รับมอบหมายจากหนังสือการส่องสว่าง

2. ส่งตัวแทนมานำเสนอหน้าชั้นเรียน

3. เขียนคำถามที่สงสัยหรือยังไม่เข้าใจ เพื่อให้ครูอธิบาย

4. ทบทวนรายละเอียดทั้งหมด

5. กรอกแบบประเมินตนเอง

6.กรอกแบบประเมินผลการรายงานหน้าชั้นเรียน

หลังเรียน

1. ทำแบบประเมินผลหน่วยที่ 2 ตามหนังสือประกอบการสอน

2. ทำรายงานส่ง

3. ให้ผู้เรียนเตรียมตัวสำหรับการเรียนการสอนครั้งต่อไป