บทที่ 2 ความรู้และทักษะพื้นฐานเฉพาะด้าน

บทที่ 2 วัสดุและเครื่องมือช่างพื้นฐาน ประกอบด้วยหัวข้อ

2.1 วัสดุในชีวิตประจำวัน
2.2 เครื่องมือช่างพื้นฐาน

2.3 กลไก ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น

จุดประสงค์การเรียนรู้

1. วิเคราะห์สมบัติของวัสดุและเครื่องมือช่างที่ใช้ในการสร้างชิ้นงาน

2. เลือกใช้วัสดุและเครื่องมือช่างในการสร้างชิ้นงานได้อย่างเหมาะสม

กับลักษณะของงานและคำนึงถึงความปลอดภัย

การนำไปใช้

ประตูที่เราใช้กันทั่วไป สร้างจากวัสดุหลายประเภทเช่น ไม้ พลาสติด แต่ละส่วนของประตูก็สร้างจากวัสดุที่แตกต่างกัน เช่น บานประตูทำจากไม้ ลูกบิดและสลักเป็นโลหะ ทั้งนี้เนื่องจากสมบัติของวัสดุที่แตกต่างกันจงทำให้มีความเหมาะสมในการใช้งานที่แตกต่างกันด้วย การเลือกอุปกรณ์หรือเครื่องมือที่ใช้สร้างหรือประกอบชิ้นส่วนของประตูก็ต้องเลือกให้เหมาะสมกับประเภทวัสดุและการทำงานอย่างปลอดภัย

2.1 วัสดุในชีวิตประจำวัน

สิ่งของเครื่องใช้ต่าง ๆ สร้างขึ้นจากวัสดุหลากหลายประเภท วัสดุแต่ละประเภทมีสมบัติและลักษณะที่แตกต่างกัน การเลือกใช้วัสดุให้ถูกต้องและเหมาะสมจึงมีความสำคัญต่อการออกแบบและสร้างสิ่งของเครื่องใช้

ตารางที่ 4.1 การเปรียบเทียบสมบัติและการใช้งานเก้าอี้ที่ผลิตจากวัสดุที่แตกต่างกัน

วัสดุที่นำมาทำสิ่งของเครื่องใช้ที่เราพบเจอในชีวิตประจำวัน เช่น ไม้ โลหะ พลาสติก ยาง มีสมบัติและการนำไปใช้งานที่แตกต่างกันดังนี้

ไม้ (Wood)

คือวัสดุธรรมชาติที่ได้มาจากลำต้นของต้นไม้ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไม้ยืนต้น ไม้สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้หลากหลายเพราะมีความแข็งแรง ทนทานไม่นำไฟฟ้า ไม่เป็นสนิม มีรูปร่างคงตัว มีผิวเรียบ มีกลิ่นและลวดลายที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว แต่ถ้าได้รับความชื้นเป็นเวลานานอาจบวมผิดรูปหรือผุได้

ไม้แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ ไม้ธรรมชาติ หรือไม้จริง (natural wood or solid wood) และไม้ประกอบ (processed wood)

ไม้ธรรมชาติ หรือไม้จริง (natural)

คือไม้ที่ได้จากลำต้นของต้นไม้โดยตรง แบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ ไม้เนื้อแข็ง และไม้เนื้ออ่อน

ไม้ประกอบ (Processed wood)

คือไม้ที่ได้จากการนำชิ้นส่วนไม้มาต่อรวมกันด้วยกระบวนการต่าง ๆ ไม้ประกอบมีหลายประเภท เช่น ไม้อัด

โลหะ (Metals)

คือวัสดุที่ได้จากการถลุงสินแร่ต่าง ๆ โลหะที่นำมา

ใช้งานส่วนใหญ่ จะผ่านการปรับปรุงสมบัติให้ดีขึ้นก่อนนำมา

ใช้งาน โลหะเป็นวัสดุที่นำมาใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวาง

เนื่องจากมีสมบัติที่ดี เช่น เป็นตัวนำความร้อนและนำไฟฟ้า

ได้ดี มีความแข็งแรงสูง มีความคงทนถาวร ไม่เสื่อมสลายหรือ

เปลี่ยนแปลงสภาพง่าย เป็นวัสดุทึบแสง สามารถป้องกัน

ไม่ให้แสงผ่าน ทนทานต่อการกัดกร่อน มีความสวยงาม

ผิวของโลหะสามารถขัดให้เป็นเงาวาว สามารถตีเป็นแผ่นบาง

หรือดึงให้เป็นเส้นลวดได้

โลหะแบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ โลหะกลุ่มเหล็ก (ferrous metals) และโลหะนอกกลุ่มเหล็ก (non-ferrous metals)

โลหะกลุ่มเหล็ก (ferrous metals)

คือโลหะที่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบหลัก แบ่งออกเป็นเหล็กกล้า (Steel) และเหล็กท่อ (Cast Iron) ซึ่งมีธาตุคาร์บอนผสมอยู่ในปริมาณที่ต่างกันตั้งแต่ 0.1% ไปจนถึง 4% คาร์บอนที่ผสมลงในเหล็กมีผลต่อความแข็งและความเปราะของเหล็ก โดยทั่วไปโลหะกลุ่มเหล็กจะเกิดสนิม และมีสมบัติดูดติดกับแม่เหล็กได้ มีความแข็งแรงสูง สามารถปรับปรุงคุณภาพ และเปลี่ยนแปลงรูปทรงโดยการกลึง เจาะ ไส รีดเป็นแผ่นบางได้ตามที่ต้องการ

โลหะนอกกลุ่มเหล็ก (non-ferrous metals)

คือโลหะที่ไม่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบ ดังนั้นโลหะประเภทนี้ไม่เกิดสนิม และไม่ดูดติดกับแม่เหล็ก เช่น อะลูมิเนียม ทองแดง สังกะสี ทองเหลือง

ตาราง 4.3 สมบัติและการใช้งานของโลหะแต่ละประเภท

พลาสติก (Plastics)

คือวัสดุสังเคราะห์ที่มนุษย์สร้างขึ้น ส่วนใหญ่เป็นผลผลิตที่ได้จากการกลั่นน้ำมันดิบ ปัจจุบันพลาสติกนำมาใช้สร้างสิ่งของเครื่องใช้มากมายและมีบทบาทอย่างยิ่งต่อการดำเนินชีวิตประจำวันของทุกคน

พลาสติกแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ เทอร์โมพลาสติก (thermoplastics) และเทอร์โมเซตติ้งพลาสติก (thermosetting plastics)

เทอร์โมพลาสติก (thermoplastics)

พลาสติกประเภทนี้เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเปลี่ยนรูปร่างได้ เมื่อเย็นลงจะแข็งตัว ถ้าให้ความร้อนอีกจะอ่อนตัว ดังนั้นจึงสามารถทำให้กลับเป็นรูปเดิมหรือเปลี่ยนรูปได้ซ้ำไปมาหลายครั้ง โดยไม่ทำลายโครงสร้างเดิม ทนต่อแรงดึงได้สูง ตัวอย่าง เช่น อะคริลิก ไนลอน พอลิไวนีลคลอไรด์ พอลิสไตรีน พอลิเอทิลีน

เทอร์โมเซตติ้งพลาสติก (thermosetting plastics)

พลาสติกประเภทนี้มีความแข็งแรง ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและปฏิกิริยาเคมีได้ดี เมื่อได้รับความร้อนจะไม่อ่อนตัว ไม่สามารถหลอมและนำกลับมาขึ้นรูปใหม่ได้ ถ้าอยู่ในอุณหภูมิสูงจะทำ

2.2 เครื่องมือช่างพื้นฐาน

เครื่องมือช่างพื้นฐาน เครื่องมือสำหรับการวัด เครื่องมือสำหรับการวัดมีหลายประเภทขึ้นกับลักษณะของงาน

เช่น ไม้บรรทัดตลับเมตรสายวัดไม้โพรแทรกเตอร์

1. วัดความยาว

1.1 ไม้บรรทัด

การใช้งาน เป็นเครื่องมือสำหรับวัดความยาวของวัตถุในแนวระนาบและช่วยในการขีดเส้นให้ตรงทำจากวัสดุหลายประเภท เช่น พลาสติกไม้อะลูมิเนียมเหล็กและมีหลายขนาดตั้งแต่ 14 เซนติเมตรจนถึง 100 เซนติเมตรในหนึ่งไม้บรรทัด

ข้อควรระวังควรเลือกใช้ไม้บรรทัดให้ตรงกับประเภทของงาน

1.2 ตลับเมตร

การใช้งาน เป็นเครื่องมือใช้สำหรับวัดระยะทางหรือวัตถุที่มีขนาดตั้งแต่ 0-10 เมตรสายวัดทำจากแผ่นเหล็กบางสามารถม้วนเก็บได้ปลายสายมีขอเกี่ยวสำหรับเกี่ยวให้ติดกับวัตถุที่ต้องการวัด

ข้อควรระวัง การม้วนสายเข้าเก็บในตลับควรใช้มือจับช่วยผ่อนแรงไม่ให้สายวัดหมุนเข้าตลับเร็วจนเกินไปเพราะอาจทำให้เกิดอันตรายต่อผู้ใช้ได้

2. วัดมุม

2.1 ไม้โพรแทรกเตอร์

การใช้งาน เป็นเครื่องมือใช้สำหรับวัดมุมมีทั้งแบบครึ่งวงกลมและสี่เหลี่ยมผืนผ้าหน่วยการวัดขนาดของมุมเรียกว่าองศา

ข้อควรระวัง ไม่ควรขีดหรือทำเครื่องหมายลงบนไม้โพรแทรกเตอร์เพราะอาจทำให้เส้นหรือตัวเลขลบเลือนได้

เครื่องมือสำหรับการตัด

ในการออกแบบและสร้างสรรค์ชิ้นงานจำเป็นต้องใช้เครื่องมือในการตัดซึ่งมีอยู่

หลายประเภทด้วยกันขึ้นอยู่กับลักษณะของงานเช่นกรรไกรคัตเตอร์เลื่อยมือคีมตัด

1. กรรไกร

การใช้งาน ใช้สำหรับการตัดวัสดุให้เป็นเส้นตรงเส้นโค้งหรือเส้นหยักกรรไกร

มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับลักษณะของงาน เช่น ตัดกระดาษตัดผ้า

ตัดเหล็กตัดพลาสติก

ข้อควรระวัง ในปฏิบัติงานจำเป็นต้องเลือกใช้กรรไกรให้เหมาะสมกับประเภท

ของวัสดุ เช่น กรรไกรตัดกระดาษกรรไกรตัดผ้ากรรไกรตัดโลหะ

2. คัตเตอร์

การใช้งาน เป็นเครื่องมือสำหรับตัดปอกขูดเหมาะสำหรับตัดกระดาษพลาสติกลูกฟูกไม้บัลซาที่เป็นลักษณะของการตัดตรงขดลับความคมของดินสอ

ข้อควรระวัง คัตเตอร์เป็นของมีคมควรใช้งานอย่างระมัดระวังหากวัสดุเป็นแผ่นหนาไม่ควรใช้แรงกดมากเกินไปเพื่อให้วัสดุขาดจากกันในครั้งเดียวควรกรีดหรือตัดซ้ำรอยเดิมหลาย ๆ ครั้งเพื่อความปลอดภัย

3. เลื่อยมือ

เป็นเครื่องมือสำหรับการตัดซึ่งมีหลายประเภทในการปฏิบัติงานจำเป็นต้องเลือกใช้

เลื่อยให้เหมาะสมกับประเภทของวัสดุ เช่น เลื่อยรอเลื่อยฉลุ

3.1 เลื่อยฉลุ

การใช้งาน เป็นเครื่องมือสำหรับงานไม้เหมาะสำหรับงานตัดโค้งทำลวดลาย

กับชิ้นงานไม้ที่ไม่หนาและใหญ่มาก

ข้อควรระวัง เมื่อเลิกใช้งานควรถอดใบเลื่อยออกจากโครงเลื่อยฉลุทันที

3.2 เลื่อยลันดา

การใช้งาน เหมาะสำหรับตัดไม้ทั่วไปตัวเลื่อยทำจากเหล็กส่วนมือจับทำด้วยไม้หรือพลาสติก

ข้อควรระวัง ใบเลื่อยเป็นของมีคมดังนั้นควรใช้งานด้วยความระมัดระวังทั้งต่อตนเองและผู้อื่น

4. คีมตัด

การใช้งาน ใช้สำหรับงานตัดปอกวัสดุชิ้นเล็กที่ไม่แข็งมากนักเช่นสายไฟเส้นลวด

ข้อควรระวัง ไม่ควรใช้คีมตัดโลหะที่มีขนาดใหญ่หรือหรือแข็งเกินไปเมื่อเลิกใช้งานควรทำความสะอาดเก็บเข้าที่และหยอดน้ำมันเสมอ

วัสดุและเครื่องมือสำหรับการติดยึด

ในการออกแบบและสร้างสรรค์ชิ้นงานจำเป็นต้องใช้เครื่องมือในการติดยึดซึ่งมีอยู่หลายประเภทด้วยกันขึ้นอยู่กับลักษณะของงาน เช่น กาวปืนกาว

1. กาว

กาวมีหลายประเภทเช่นกาวลาเท็กซ์กาวร้อนกาวยางกาวแท่งการใช้งานขึ้นอยู่กับพื้นผิวของวัสดุที่ต้องการให้ติดยึดเข้าด้วยกัน

1.1 กาวลาเท็กซ์

การใช้งาน เหมาะสำหรับยึดติดวัสดุประเภทไม้กระดาษผ้ากาวชนิดนี้แห้งช้าควรทิ้งไว้สักระยะหนึ่งโดยเฉพาะไม้ควรทิ้งไว้ข้ามคืนเมื่อกาวแห้งแล้วจะยึดติดวัสดุได้แน่นมากกาวชนิดนี้ไม่เป็นอันตรายมากผู้ใช้งานที่เป็นเด็กสามารถใช้งานได้

ข้อควรระวัง ใช้งานเสร็จควรปิดฝาเพื่อป้องกันการแห้งของกาว

1.2 กาวร้อน

การใช้งาน ยึดติดวัสดุต่าง ๆ ได้เกือบทุกชนิดแห้งเร็วมากเหมาะสำหรับวัสดุประเภทยางพลาสติกโลหะเซรามิก

ข้อควรระวัง ต้องระวังไม่ให้สัมผัสกับผิวหนังหากถูกสัมผัสให้ล้างออกโดยเร็วด้วยน้ำและไขมันเมื่อใช้งานเสร็จควรปิดฝาเก็บให้มิดชิด

1.3 กาวยาง

การใช้งาน ใช้ยึดติดวัสดุต่าง ๆ ได้เกือบทุกประเภทเนื้อกาวมีลักษณะเป็นของเหลวมีทั้งที่เป็นสีเหลืองและสีใสเมื่อทากาวแล้วควรทิ้งไว้อย่างน้อย 1 ชั่วโมงเหมาะสำหรับงานเฟอร์นิเจอร์หรืองานซ่อมแซมต่าง ๆ

ข้อควรระวัง กาวชนิดนี้ละลายน้ำได้จึงไม่เหมาะกับงานที่ต้องใช้กลางแจ้งหรือที่ต้องสัมผัสกับน้ำ

1.4 กาวแท่ง

การใช้งาน ใช้ยึดติดวัสดุประเภทกระดาษเนื้อกาวมีลักษณะเป็นของแข็งแฉะเนื้อกาวติดเรียบไม่เลอะเทอะไม่ทำให้กระดาษย่น

ข้อควรระวัง ใช้งานเสร็จควรปิดฝาเก็บให้เรียบร้อย

2. ปืนกาว

ปืนกาวมีส่วนประกอบสำคัญ 2 ส่วนคือส่วนที่มีลักษณะคล้ายปืนมีสายไฟต่อสำหรับใช้กับปลั้กไฟทำหน้าที่เป็นตัวให้ความร้อนและส่วนที่สองคือกาวมีลักษณะเป็นแท่งใสหรือขาวขุ่นเมื่อใส่แท่งกาวลงไปในตัวปืนความร้อนจะทำให้แท่งกาวละลายเป็นเนื้อกาวที่มีความเหนียว

การใช้งาน ใช้สำหรับงานยึดติดวัสดุประเภทกระดาษไม้ยางพลาสติก

ข้อควรระวัง การใช้งานควรระวังไม่ให้สัมผัสกับกาวเนื่องจากมีความร้อน

ค่อนข้างสูง

3. สกรู

มีลักษณะคล้ายตะปู แต่มีเกลียวโดยรอบจึงมีชื่อเรียกอีกอย่างว่าตะปูควงหรือตะปูเกลียวใช้สำหรับยึดวัตถุสองชิ้นเข้าด้วยกันโดยใช้เกลียวเป็นตัวหมุนเจาะเข้าไปในเนื้อวัสดุหรือรูของวัตถุขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุนั้นสกรูมีหลายชนิดในที่นี้จะยกตัวอย่างในการใช้งานทั่วไป 2 ชนิดดังนี้

3.1 สกรูเกลียวปล่อย

เป็นสกรูที่มีปลายแหลมใช้สำหรับยึดชิ้นงานที่ต้องการแรงยึดตรึงสูงโดยส่วนเกลียวจะแทรกเข้าไปฝังเข้ากับเนื้อวัสดุของชิ้นงานสามารถทนต่อแรงดึงได้ดีหัวสกรูมีหลายแบบเช่นแบบหัวกลมแบบหัวเรียบแบบหัวแฉกแบบหัวผ่า

การใช้งาน ใช้สำหรับยึดชิ้นงานไม้เข้าด้วยกันโดยใช้ไขควงช่วยในการขันเกลียวเข้าไปในเนื้อวัสดุโดยตรง

ข้อควรระวัง การขันเข้าและคลายออกหลายครั้งอาจทำให้ชิ้นงานเสียหายได้

3.2 สกรูและนอต

เป็นสกรูที่มีปลายตัดต้องใช้ร่วมกับนอตที่มีขนาดเกลียวที่เข้ากันได้ใช้หลักการบีบอัดวัตถุ 2 ชิ้นเข้าด้วยกันโดยการขันนอตให้แน่นหัวสกรูมีหลายแบบ เช่น สกรูหัวแฉกสกรูหัวผ่าสกรูแฉกเรียบ

การใช้งาน ใช้ยึดชิ้นงานที่เป็นโลหะเข้าด้วยกันโดยต้องเจาะรูชิ้นงานขนาดพอดีกับสกรูแล้วจึงขันสกรูและนอตสามารถถอดและยึดเพื่อประกอบชิ้นงานใหม่ได้

ข้อควรระวัง การขันเข้าสกรูกับนอตต้องวางตำแหน่งให้ตรงกันก่อนขันเพราะอาจทำให้เกลียวชำรุดได้

4. ไขควง

เป็นเครื่องมือช่างที่ใช้สำหรับขันหรือคลายสกรูโดยลักษณะของไขควงนั้นประกอบด้วยด้ามจับลำตัวหรือก้านและปากไขควงโดยสามารถแยกประเภทของไขควงได้ 2 ประเภทคือ

4.1 ไขควงปากแบน

มีลักษณะปากแบนแบบเส้นตรงคล้ายคมมีดสำหรับใช้ขันหรือคลายสกรูที่หัวสกรูเป็นร่องเส้นเดียว (หัวผ่า)

การใช้งาน ใช้ขันหรือคลายสกรูที่มีลักษณะหัวผ่าสำหรับงานประเภทสลักเกลียวที่ยึดไม้พลาสติกหรือโลหะ

ข้อควรระวัง เลือกขนาดไขควงให้เหมาะสมกับหัวสกรู

4.2 ไขควงปากแฉก

มีลักษณะปากเป็นสี่แฉกใช้ขันสกรูที่มีหัวสี่แฉกเวลาบิดจะต้องใช้แรงกดที่ด้ามมากกว่าไขควงปากแบนเพื่อไม่ให้เหลี่ยมของไขควงหลุดออกจากร่อง

การใช้งาน ใช้ขันหรือคลายนอตที่มีลักษณะหัวแฉกสำหรับงานประเภทสลักเกลียวที่ยึดไม้พลาสติกหรือโลหะ

ข้อควรระวัง เลือกขนาดไขควงให้เหมาะสมกับหัวสกรู

เครื่องมือสำหรับการเจาะ

ในการออกแบบและสร้างสรรค์ชิ้นงานบางอย่างจำเป็นต้องใช้เครื่องมือในการเจาะในที่นี้จะแนะนำเครื่องมือสำหรับเจาะคือที่เจาะกระดาษสว่านมือสว่านไฟฟ้า

1. ที่เจาะกระดาษ

เป็นเครื่องมือใช้สำหรับในการเจาะกระดาษมีหลายขนาดทำมาจากเหล็ก

การใช้งานใช้ เจาะรูขนาดเล็กเหมาะสำหรับเจาะกระดาษ

ข้อควรระวัง ไม่ควรเจาะกระดาษที่หนาจนเกินไป

2. สว่านมือ

เป็นเครื่องมือเจาะรูที่ใช้ร่วมกับดอกสว่านมีเฟืองเป็นเครื่องผ่อนแรงช่วยขับดอกสว่านให้หมุนเจาะรูปลายดอกสว่านจะเป็นตัวเจาะวัสดุและนำเศษวัสดุที่ถูกเจาะออกไปจากรู

การใช้งานใช้ เจาะรูขนาดเล็กเหมาะสำหรับงานไม้งานโลหะงานพลาสติกที่มีชิ้นงานไม่หนามา

ข้อควรระวัง การใส่ดอกสว่านควรจับยึดให้ดีถ้าใส่ดอกสว่านไม่ดีจะหลุดหรือหักได้ง่าย

3. สว่านไฟฟ้า

เป็นเครื่องมือเจาะที่ใช้ร่วมกับดอกสว่านใช้กำลังขับจากมอเตอร์ไฟฟ้าใช้ในการเจาะรูในงานโลหะหรืองานไม้ปัจจุบันสว่านไฟฟ้าเป็นที่นิยมใช้กันมากกว่าสว่านชนิดอื่น ๆ เพราะมีความสะดวกรวดเร็วประหยัดเวลาประสิทธิภาพการทำงานสูง

การใช้งาน ใช้เจาะรูเหมาะสำหรับงานไม้งานโลหะงานก่อสร้าง

ข้อควรระวัง ไม่ควรใช้ดอกสว่านผิดประเภทเช่น ดอกสว่านเจาะคอนกรีต

ไม่ควรนำไปเจาะเหล็ก

ใบงานที่ 2.1 เรื่องชั้นวางหนังสือของฉัน

2.3 กลไก ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น

1. กลไก

กลไก หมายถึง ส่วนของอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ส่งผ่านการเคลื่อนที่ ทำให้มีการเปลี่ยนตำแหน่งจากต้นทางไปยังปลายทางของการเคลื่อนที่ หรือทำหน้าที่เปลี่ยนทิศทาง ความเร็ว ลักษณะการเคลื่อนที่ นอกจากนี้ยังช่วยผ่อนแรงให้ทำงานได้ง่ายขึ้น

มีประสิทธิภาพมากขึ้น

การทำงานของกลไก นั้นต้องอาศัยอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนเป็นตัวทำให้เกิดการทำงานในลักษณะต่างๆ ซึ่งอุปกรณ์แต่ละประเภทจะมีหน้าที่แตกต่างกันไป และจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องควบคุมการทำงานให้เป็นไปตามความต้องการ ในบทเรียนนี้จะขอยกตัวอย่างล้อและเพลา ซึ่งเป็นกลไกอย่างง่ายและสามารถพบเห็นได้โดยทั่วไปในชีวิตประจำวัน

รูป 3.2 ล้อและเพลา

รูป 3.1 การทำงานของกลไก

2. ล้อและเพลา

เป็นกลไกที่ช่วยผ่อนแรงในการทำงาน ประกอบด้วยวัตถุทรงกระบอก 2 อันที่มีขนาดแตกต่างกันและอยู่ติดกัน โดยวัตถุที่มีขนาดใหญ่เรียกว่า “ล้อ” และวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าเรียกว่า “เพลา” เมื่อล้อหรือเพลาหมุน จะทำให้อีกส่วนหมุนตาม เรานำหลักการล้อและเพลามาประยุกต์ใช้ใน 2 ลักษณะ คือ

2.1 ออกแรงหมุนล้อ จะทำให้เพลาหมุน ซึ่งช่วยในการผ่อนแรง เช่น ลูกบิดประตู ไขควง ที่เปิดกระป๋อง สว่านมือ

พวงมาลัยรถยนต์

2.2 ออกแรงหมุนเพลา จะทำให้ล้อหมุน เช่น พัดลม ล้อรถยนต์ สว่านไฟฟ้า

รูป 3.2 ออกแรงหมุนเพลา

3. ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

ไฟฟ้า คือ พลังงานรูปแบบหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนหรือโปรตอน นำมาใช้ประโยชน์โดยทำให้เปลี่ยนเป็นพลังงานรูปแบบอื่นๆ ได้ เช่น แสงสว่าง ความร้อน เสียง การเคลื่อนที่

อิเล็กทรอนิกส์ คือ การควบคุมการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าเพื่อให้ได้ปริมาณหรือทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าตามที่ต้องการ อุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์มีหลายชนิด เช่น หลอด LED

ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เป็นสิ่งที่มีความสัมพันธ์กันในการสร้างเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ ภายในเครื่องใช้ไฟฟ้านั้นจะมีอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกันอยู่ มีส่วนที่ให้กระแสไฟฟ้าผ่านครบวงจร เรียกว่า “วงจรไฟฟ้า” ซึ่งประกอบด้วย “อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์” เชื่อมต่อกันภายในวงจรไฟฟ้า เพื่อทำหน้าที่ควบคุมปริมาณ หรือทิศทางของกระแสไฟฟ้า

ตัวอย่างวงจรไฟฟ้า

วงจรไฟฟ้าที่นักเรียนสามารถพบเห็นได้ในชีวิตประจำวัน ได้แก่ ไฟฉาย ซึ่งประกอบด้วย

1. แหล่งกำเนิดไฟฟ้า คือ ถ่ายไฟฉายหรือแบตเตอรี่ ทำหน้ที่จ่ายไฟฟ้ากระแสตรงให้อุปกรณ์ต่างๆ ภายในไฟฉาย

2. ตัวนำไฟฟ้า คือ สายไฟหรือโลหะที่เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ในวงจร

3. อุปกรณ์ไฟฟ้า คือ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปแบบอื่น เช่น หลอดไฟ

เกร็ดความรู้ :

ไฟฟ้าแบ่งออกเป็น 2 ชนิดตามแหล่งกำเนิด ได้แก่ “ไฟฟ้ากระแสตรง” คือ ไฟฟ้าที่มีทิศทางการเคลื่อนที่ในวงจรไปทางเดียว แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงได้แก่ แบตเตอรี่ โซลาร์เซลล์ ไฟฟ้ากระแสตรงส่วนมากเราจะใช้ในอุปกรณ์พกพา “ไฟฟ้ากระแสสลับ” คือไฟฟ้าที่มีทิศทางการเคลื่อนที่ในวงจรไปกลับตลอดเวลา แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับได้แก่ ไดนาโม ไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้าที่เราใช้กันตามบ้านเรือน มีขนาดแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์

นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เราพบเห็นในชีวิตประจำวัน และนำมาใช้งานให้เกิดแสง เช่น LED ช่วยให้เกิดเสียง เช่น

ออดไฟฟ้า และช่วยให้เกิดการเคลื่อนไหวหรือเคลื่อนที่ เช่น มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง มอเตอร์ไฟฟ้า กระแสสลับ

1. อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำให้เกิดแสง

2. อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำให้เกิดเสียง

3. อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวหรือเคลื่อนที่

ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เป็นสิ่งที่มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ในปัจจุบันอย่างยิ่ง เพราะจะช่วยอำนวยความสะดวก และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของมนุษย์ได้ ดังนั้นองค์ความรู้เรื่องไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่ช่วยให้การสร้างสิ่งของเครื่องใช้มีประสิทธิภาพ และสามารถตอบสนองต่อความต้องการของมนุษย์ได้ดียิ่งขึ้น

ใบงาน 2.2เรื่องการประยุกต์ใช้ความรู้กลไกไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

ใบงานที่ 2.1 เรื่องชั้นวางหนังสือ​ของฉัน

รูป 3.2 ล้อและเพลา

รูป 3.1 การทำงานของกลไก

รูป 3.2 ออกแรงหมุนเพลา

ใบงาน 2.2เรื่องการประยุกต์ใช้ความรู้กลไกไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

ใบงานที่ 2.1 เรื่องชั้นวางหนังสือของฉัน