พื้นฐานไฟฟ้าในบ้านเกษตรโรงงาน ตอน1a -01 ไฟฟ้าคืออะไร L N G ไลน์ นิวทรอล กราวด์ วงจรไฟฟ้าในบ้าน (กำลังเริ่มเขียน)

พื้นฐานไฟฟ้า บ้านเกษตรโรงงาน ตอน1a -01 ไฟฟ้าคืออะไร เข้าใจ L N G ไลน์ นิวทรอล กราวด์ วงจรไฟฟ้าในบ้าน

      หัวข้อนี้จะกล่าวถึงพื้นฐานไฟฟ้า ที่ลงลึกมากกว่าระดับมัธยมต้น และเลยไปโรงงานตามสมควร เพื่อให้เข้าใจว่า ไฟฟ้าคืออะไร จำเป็นต้องเขียนยืดยาวเยิ่นเย้อนึกอะไรได้ก็เขียนลงไป เนื่องจาก คำว่าไฟฟ้าในที่นี้ผมคงใช้คำจำกัดความจาก Electricity  [Electricity :wiki]  ซึ่งแตกตัวอีกหลายคำ เช่น โวลท์ แอมป์ โอหม์ วัตต์ ผมอาจเขียนเป็นคำจำกัดความตามที่ผมเข้าใจและสามารถเปรียบเทียบสาธยายได้ อาจไม่ถูกต้องตามหลักวิชาการเท่าไหร่แต่ผมจะเน้นว่าตรงไหนคือความเข้าใจส่วนตัว ตรงไหนคือคำจำกัดความสากล(ซึ่งส่วนใหญ่เป็นภาษาอังกฤษ)

     ส่วนเรื่อง ไลน์ นิวทรอล กราวด์ เป็นเรื่องที่ต้องทำความเข้าใจให้ชัดเจน ซึ่งใหม่ๆผมก็มีความรู้เรื่องไฟฟ้าเพียงแค่ระดับมัธยมต้นเท่านั้น เมื่อเราตั้งคำถามที่เราสงสัยและอาศัยผู้ที่ให้ความรู้ทั้งหนังสือและสื่อออนไลน์มาเป็นพื้นความรู้ของผมแล้วนอกจากนี้ผมก็ยังอาศัยค้นคว้าทดลองหาความรู้ด้วยตนเองเพิ่มเติมอีกด้วย  คงต้องเริ่มต้นตั้งแต่เรื่องการไฟฟ้าส่งไฟฟ้ามาเราให้อย่างไร ผ่านหม้อแปลง และเราก็มี ไลน์ นิวทรอล เข้าบ้าน แล้วการไฟฟ้าก็แนะนำให้เราสร้างกราวด์ ปัญหาคือ ไลน์(L) นิวทรอล(N) กราวด์(G) เกี่ยวข้องกันอย่างไร ซึ่งเป็นหัวข้อหลักที่ผมจะกล่าวถึง

    ผมต้องบอกไว้ก่อนว่าไม่ได้จบทางไฟฟ้า แต่จบทางเครื่องกล และมาทางสายโรงงาน จึงจำเป็นต้องศึกษาศาสตร์ทางไฟฟ้าเอาไว้ใช้งาน ข้อผิดพลาดใดที่ท่านผู้รู้แนะนำให้แก้ไข จักเป็นพระคุณอย่างยิ่งครับ

-ถ้าท่านผู้อ่านยังไม่มีความรู้ไฟฟ้าพื้นฐานเลยแนะนำให้อ่านดูก่อนนะครับ --

พื้นฐานไฟฟ้าในบ้าน DIY  (สำหรับผู้เริ่มต้นในระดับมัธยม)

• .หัวข้อในหมวด ไฟฟ้าพื้นฐาน สำหรับ DIY 22/01/2013
• ความจริงเรื่องมิเตอร์การไฟฟ้า -012 Watt-hour Meter และค่าไฟฟ้าตามบ้าน โยงไปโรงงานเล็กน้อย 05/07/2013
• พื้นฐานไฟฟ้าในบ้าน ตอนที่1 -0 เกริ่นวิธีการเรียน ติดดราม่านิดหน่อย 02/07/2013
• พื้นฐานไฟฟ้าในบ้าน ตอนที่2a -0 วงจรหลอดไฟ สวิทช์สามทาง ปลั๊ก L N G และเบรกเกอร์ 06/08/2013
• พื้นฐานไฟฟ้าในบ้าน ตอนที่2b -1 ค้นหาว่าเลือกซื้อเลือกใช้เบรกเกอร์ แบบไหนดี? ถูกหรือแพง? ต้องเลือกที่การทนกระแสลัดวงจรหรือ? ลองคำนวนดูเล่นๆ? เบรกเกอร์ระเบิด นิสัยการทริ๊ป 25/08/2013
• พื้นฐานไฟฟ้าในบ้าน ตอนที่2C -1ค้นหา L N G ไลน์ นิวทรอล กราวด์ เกี่ยวข้องกันอย่างไร(ยังเขียนไม่เสร็จ) 07/08/2013
• พื้นฐานไฟฟ้าในบ้าน ตอนที่3 -1 เรียนจากป้ายไฟฟ้าเครื่องใช้ไฟฟ้า -electrical name plate (กำลังเขียน) 01/06/2015

พื้นฐานไฟฟ้าบ้านเกษตรโรงงาน DIY  (เริ่มต้น-ขั้นกลาง)

• พื้นฐานไฟฟ้าบ้านเกษตรโรงงาน ตอน1 -0 เกริ่น รู้ไปเพื่ออะไร เราควบคุมอุปกรณ์อะไรได้บ้าง 21/10/2017

ไฟฟ้าคืออะไร?

ไฟฟ้า คือการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า(ส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอน)โดยอาศัยสนามไฟฟ้าผลักดันประจุให้เคลื่อนที่ไปในทิศทางหนึ่งอย่างเห็นได้ชัด

ไฟฟ้า ( Electricity, eng Wiki  ---  Eletricity ,Thai Wiki ) คือปรากฎการณ์การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าอย่างมีทิศทางที่เห็นได้ชัด อธิบายได้ตามหลักฟิสิกส์โดยเกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือมนุษย์สร้างขึ้น เช่นฟ้าผ่า ไฟฟ้าสถิต การคายประจุไฟฟ้า ไฟฟ้าที่เกิดจากปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้าการเหนี่ยวนำด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า(ส่วนหนึ่งกลายเป็นไฟฟ้าที่ใช้กันตามบ้าน) ไฟฟ้าที่เกิดจากความร้อนความกดดันแรงเสียดทานหรือความสูง ไฟฟ้าที่่เกิดจากเคมี,ชีวเคมีหรือฟิสิกส์เคมี(เช่นไฟฟ้าที่จ่ายจากแบตเตอรี่ ,ไฟฟ้าสัญญาณจากเส้นประสาทในร่างกาย) เป็นต้น

ภาพการเคลื่อนที่ของประจุอย่างมีทิศทางที่เห็นได้ชัดทำให้เกิดไฟฟ้า-----ภาพสามารถนำไปดัดแปลงทำซ้ำได้โดยต้องระบุว่า CC by pui108diy

        การเดินทางเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าส่วนใหญ่ต้องเดินทางผ่านตัวกลางที่เป็นสสารและต้องอาศัยสนามไฟฟ้าจึงจะทำให้เดินทางผ่านช่องว่างอากาศ อวกาศ ของไหลหรือของแข็งได้   ฉะนั้นแล้วไฟฟ้าตามบ้านต้องอาศัยลวดทองแดงเป็นทางเดินประจุะอาศัยสนามไฟฟ้าทำให้เกิดการไหลของประจุในลวดทองแดง ไฟฟ้าสถิตที่มักเกิดในตอนหน้าหนาวอากาศแห้งต้องอาศัยพื้นผิววัตถุเป็นที่สะสมประจุเมื่อมีการเสียดสีของวัตถุหรือเกิดการไหลของประจุเมื่อเอามือไปแตะที่ลูกบิดโลหะ ฟ้าผ่าเกิดจากการสะสมประจุในเมฆและอาศัยสนามไฟฟ้าตามธรรมชาติของประจุบนเมฆและดินจึงวิ่งผ่านอากาศลงพื้นดินได้ ไฟฟ้าที่เกิดจากการเคลื่อนที่ในทิศทางเฉพาะของไอออนหรือประจุในสารละลายเนื่องจากการสะสมประจุมากพอ(มีสนามไฟฟ้า)และเกิดปฏิกิริยาทางเคมี

ภาพฟ้าผ่าเกิดจากการถ่ายประจุลบจากเมฆลงสู่พื้นดิน ซึ่งที่ผิวดินชั้นเปลือกโลกส่วนใหญ่จะเต็มไปด้วยประจุบวก การที่ประจุลบหรือไฟฟ้าหรือฟ้าผ่าจะวิ่งผ่านอากาศได้ต้องอาศัยสนามไฟฟ้า ในที่นี้สนามไฟฟ้าคือก้อนเมฆชั้นล่างที่มีประจุลบและผิวดินชั้นเปลือกโลกที่แข็งตัวแล้วหนาประมาณ10กิโลเมตรจะเต็มไปด้วยประจุบวก ส่วนใต้เปลือกโลกข้างล่างที่เป็นของเหลวหินร้อนที่หมุนวนอยู่ใต้พื้นโลกจะเต็มไปด้วยประจุลบ-----ภาพสามารถนำไปดัดแปลงทำซ้ำได้โดยต้องระบุว่า CC by pui108diy ภาพด้านขวา Public Domain by Jeremy Kemp

ไฟฟ้าหรือประจุไม่สามารถวิ่งไปในอากาศ อวกาศ ของไหลหรือของแข็งใดๆอย่างมีทิศทางได้เองได้ถ้าปราศจากสนามไฟฟ้านอกเสียจากตัวสสารที่ทำหน้าที่เหมือนบรรทุกประจุเคลื่อนที่ไปได้ตามหลักฟิสิกส์อื่นเช่นแรงโน้มถ่วงเป็นต้น-

ภาพการ์ตูนการสร้างสนามไฟฟ้า หรือแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น ไดนาโมหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเมื่อมีการปั่นไดนาโม หรือแบตเตอรี่ชนิดกรดตะกั่วที่ปฏิกิริยาทางเคมียังทำงานจ่ายไฟได้ จะสามารถสร้างประจุไฟฟ้าบวกและลบบนขั้วหรือสายไฟทำให้เกิดสนามไฟฟ้าขึ้นได้ถ้านำไปต่อใช้งาน-----ภาพสามารถนำไปดัดแปลงทำซ้ำได้โดยต้องระบุว่า CC by pui108diy

      สนามไฟฟ้าที่พูดถึงในสายไฟคือแรงเคลื่อนไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า หรือ ความต่างศักย์ไฟฟ้า ซี่งโดยทั่วไปในเรื่องไฟฟ้ามักจะมี2ขั้วเสมอ ซึ่งเป็นสนามไฟฟ้าที่การไฟฟ้าส่งมาตามสายไฟบ้าง หรือจากหม้อแปลงบ้าง มาจากไดนาโมบ้าง หรือจากถ่านไฟฉายบ้าง หรือจากแบตเตอรี่บ้าง นำมาใช้งานผ่านสายไฟเพื่อส่งสัญญาณบ้าง เพื่อต่อกับโหลดไฟฟ้าเช่นโหลดความร้อน,มอเตอร์,แสงสว่างบ้าง โดยหลักการสร้างสนามไฟฟ้าในไดนาโมใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าบ้าง การสร้างสนามไฟฟ้าจากการแปลงไฟโดยการเหนี่ยวนำไฟฟ้าโดยหม้อแปลงไฟฟ้าบ้าง  การสร้างสนามไฟฟ้าในแบตเตอรี่โดยใช้หลักการทางเคมีฟิสิกส์บ้าง การสร้างสนามไฟฟ้าโดยการสะสมไฟฟ้าที่แผ่นตัวนำบ้างเช่นคาปาซิเตอร์หรือตัวเก็บประจุ เป็นต้น

.

ภาพการ์ตูนของเกลือ-โซเดียมคลอไรด์-NaCl ในระดับอะตอมซึ่งเมื่อละลายน้ำสารละลายนั้นจะมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าได้ส่วนหนึ่งเกิดจากประจุบวกในอะตอมของโซเดียมที่ให้อีเล็กตรอนแก่คลอไรด์ทำให้ตัวโซเดียมเองขาดอิเล็กตรอนจึงมีลักษณะเสมือนประจุบวก ส่วนคลอไรด์ที่ได้รับอิเล็กตรอนส่วนเกินเอาไว้ทำให้มีลักษณะเสมือนประจุลบ ประจุลบจริงๆในอะตอมคืออิเล็กตรอน(Electron) ประจุบวกในอะตอมคือโปรตอน(Proton) และตัวที่จับกลุ่มเป็นแกนกลางนิวเครียสพร้อมกันโปรตอนคือนิวตรอน(Neutron) การหมุนรอบแกนกลางโดยอิเล็กตรอนนั้นเป็นลักษณะเมฆฟุ้งกระจายกันเป็นวงกลมหลายระดับและหลายรูปแบบ,ในรูปเป็นการแสดงคร่าวๆเท่านั้น   จะเห็นได้ว่าโมเลกุลของน้ำมีคุณสมบัติของขั้วสามารถหันหัวโมเลกุลไปได้ทั้งด้านประจุลบและประจุบวกจะเห็นว่าโมเลกุมันหันหัวไม่เหมือนกัน--เมื่อเราจ่ายไฟแบตเตอรี่ด้วยขั้วไฟฟ้าลงในน้ำเกลือ ตัวอิออนทั้งNa+ และCl-จะสามารถวิ่งเคลื่อนที่ไปในน้ำได้และวิ่งไปตามทิศทางของสนามไฟฟ้าจากแบตตารี่---ภาพสามารถนำไปดัดแปลงทำซ้ำได้โดยต้องระบุว่า CC by pui108diy

      อะตอม ( ATOM ,en wiki)เป็นสสารที่เป็นหน่วยย่อยที่สุดทีคงสภาพทางฟิสิกส์และสามารถแยกแยะเป็นวัตถุเป็นชื่อทางเคมีได้ตามตารางธาตุ ซื่งธาตุหรืออะตอมถ้าแยกแยะลงไปมากกว่านี้จะมีสิ่งที่เหมือนกันอยู่3สิ่งแต่มีจำนวนสิ่งและวิธีการจับกลุ่มสิ่งเหล่านั้นไม่เหมือนกันมีพลังงานภายในแตกต่างกัน ทฤษฎีทางฟิสิกส์พบว่าหน่วยย่อยที่สุดในสสารหรือในอะตอมของธาตุตามตามรางธาตุ อะตอมนั้นประกอบด้วย3สิ่ง+1ช่องว่าง
     1 อีเล็กตรอน ,e  ( Electron ,wiki)
     2 โปรตอน ,p  ( Proton ,wiki)
     3 นิวตรอน ,n  ( Neutron , wiki)
 และยังประกอบด้วยเป็นช่องว่างที่มีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับสิ่งที่บรรจุอยู่ภานในอะตอม(มีผู้คำนวนอะตอมของไฮโดรเจนHที่มีเพียง1โปรตอนและ1อิเล็กตรอนตามตารางธาตุ เมื่อจำลองขยายอะตอมHให้เท่ากับขนาดโลก ขนาดของโปรตอนจะมีรัศมีเพียง200เมตรเท่านั้น  ที่มาลองหาอ่านดู  ) โดยปรกติอิเล็กตรอนหรือประจุลบมีพลังงานและมีการหมุนวนตลอดเวลาด้วยความเร็วสูง อิเล็กตรอนแต่ละตัวมีระดับพลังงานไม่เท่ากัน อิเล็กตรอนเหล่านี้จะหมุนรอบแกนกลางที่เป็นนิวเคลียสที่ไม่เคลื่อนที่คือโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งคุณสมบัติของโปรตอนมีลักษณะเป็นประจุบวกและนิวตรอนมีคุณสมบัติเป็นกลางอัดแน่นกันอยู่ใจกลาง    สสารหรืออะตอมหรือสารประกอบที่เกี่ยวข้องกับประจุยังแบ่งประเภทเป็นสองคือสสารที่นำไฟฟ้าหรือตัวนำไฟฟ้า(Conductor)ได้เช่น ทองแดง อีกพวกคือไม่มีคุณสมบัติที่เป็นตัวนำไฟฟ้า(Non conductor)เช่นพลาสติกหรือยาง-

- ตัวนำไฟฟ้าได้ หรือคอนดักเตอร์ จะมีอีเล็กตรอนที่อยู่วงนอกสุดสามารถเคลื่อนที่อย่างอิสระไปยังจุดใดๆบนก้อนตัวนำนั้นได้ เช่นทองแดงเมื่อเราถ่ายประจุให้มันข้างใดข้างหนึ่งของทองแดง ประจุที่ถูกถ่ายสามารถวิ่งไปได้ทั่วโดยไม่อยู่กับที่ เมื่อเราเอาวัตถุที่เต็มไปด้วยประจุบวกมาล่อใกล้ๆที่ก้อนทองแดง อิเล็กตรอนที่วิ่งไปได้อิสระจะมาออกันที่ใกล้ๆวัตถุที่ล่อ ส่วนด้านตรงข้ามที่ไม่ถูกล่อจะเต็มไปด้วยประจุบวก
ส่วนน้ำนั้นจริงๆไม่ใช้ตัวนำไฟฟ้า เวลาเราเปิดก็อกน้ำถ้านำมาทดลองล่อด้วยประจุบวกหรือลบก็ตามสายน้ำก๊อกจะวิ่งเข้าหาวัตถุที่ถูกดูดนั่นเพราะน้ำเป็นโมเลกุลที่มีขั้วนั่นเองคุณสมบัติเหล่านี้เป็นคุณสมบัติในโมเลกุลที่มีขั้วไม่ใช่การแตกตัวเป็นอิออนบวกและลบ ดูการทดลองข้างล่าง  Static Electricity and Water :Youtube by Jefferson Lab ส่งลิงค์ออกไปครับ-

-พวกที่ไม่ใช่ตัวนำไฟฟ้า อิเล็กตรอนของแต่ละอะตอมหรือโมเลกุลจะไม่สามารถเคลื่อนที่ไปยังอะตอมหรือโมเลกุลข้างเคียงได้โดยง่าย เช่นพลาสจิก ยาง ตัวอย่างแท่งอะคริลิกนั้นการเกิดประจุไฟฟ้าสถิตในหน้าหนาวอากาศแห้งบนผิวของมันต้องใช้ผ้าไหมถูจึงเกิดประจุบวกบนพลาสติกอะคริลิกได้ และเกิดเฉพาะตำแหน่งที่ถูเท่านั้น ถ้าเราถ่ายประจุลงไปหรือเอาประจุลบจี้ลงไปบนจุดหนึ่งบนแท่งพลาติกเฉพาะตำแหน่งบริเวณนั้นจึงได้รับประจุ ส่วนอื่นๆอิเล็กตรอนจะไม่มีการวิ่งข้ามหัวไปที่จุดอื่นที่ไกลออกไปมาก-

ภาพการ์ตูนจำลองการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในลวดทองแดงซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้ามีอิเล็กตรอนที่วิ่งได้อิสระข้ามอะตอมกันไปมาได้ ซึ่งการเคลื่อนที่ของประจุลบเมื่ออยู่ในสนามไฟฟ้าทำให้เกิดไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าไหลได้ กระแสไฟฟ้าจะไหลไปในทิศทางย้อนกับทิศททางที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่-----ภาพสามารถนำไปดัดแปลงทำซ้ำได้โดยต้องระบุว่า CC by pui108diy

ประจุไฟฟ้า ( Electric Charge ,en Wiki -- ประจุไฟฟ้า ,Wiki) เป็นคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของสสารที่จะเกิดแรงกระทำเมื่อมันอยู่ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า  ประจุไฟฟ้าจึงเกิดจากอิเล็กตรอน(ประจุลบ)หรือโปรตอน(ประจุบวก)ในอะตอมหรือสสาร แรงที่กระทำต่อกันมีทั้งแรงดึงดูดหรือแรงผลักและอีกทั้งตัวพวกมันเองต่างก็สร้างสนามไฟฟ้าต่อกันในระดับอนุภาคได้ โดยถ้ามีการเคลื่อนไหวของประจุไฟฟ้ามักจะเกิดในสสารที่มีลักษณะทางพลังงานไม่คงที่โดยอาจได้รับพลังงานส่วนเกินมาทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งเป็นต้น --

-ขณะที่อิเล็กตรอนเดินทางไปสะสมที่อะตอมหรือวัตถุสสารใดถือว่าหรือเรียกได้ว่าสสารนั้นมีประจุลบ(Negative Charge) อะตอมหรือสสารใดขาดประจุลบจะถือได้ว่าสสารหรือวัตถุหรืออะตอมนั้นมีประจุบวก(Positve Charge)--

ผมว่าลองดูที่วีดีโอนี้ครับ ไฟฟ้าคืออะไร ไฟAC DC ไฟฟ้าสถิต ฟ้าผ่า การอาร์ก การสปารค์ อธิบายแบบอนิเมชั่นได้ดีมากจริงๆ ส่งลิงค์ไปที่เว็บครับไม่ได้นำมาแสดงนะที่นี้ What is Electricity: AC v DC, Electrostatic, Lightning, Arcs, Sparks  ::Youtube by RimstarOrg ---

--ปรากฎการฟ้าผ่า ( Lightning  ,eng,Wiki) มักจะเกิดขึ้นตอนที่มีเมฆฝนเยอะๆ ซึ่งต้องเกิดจากประจุบนละอองน้ำในเมฆที่มีค่าประจุที่ไม่สมดุลย์ ซึ่งฟ้าผ่านส่วนใหญ่จะเป็นการผ่าจากเมฆลงพื้นดินโดยที่เมฆฝนมีคุณสมบัติที่สะสมประจุลบไว้มากและผ่าลงบนพื้นโลก -

- มีเรื่องที่น่าสนใจดูในวีดีโอข้างล่างนี้นะครับ เขาเล่าว่ามีผู้ที่ได้รับรางวัลโนเบลทางฟิสิกส์ที่ศึกษาเรื่องเกี่ยวกับอิเล็กตรอน(คือ  Richard Feynman  ,  ริชาร์ด ไฟน์แมน ,Wiki ) เขาอธิบายว่าทุกๆ1เมตรจากพื้นดิน(ที่พื้นดินผิวโลกจะสามารถจ่ายประจุลบ)จะมีค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าเพิ่มจากพื้นดินอยู่100โวลท์ทุก1เมตรซึ่งเกิดจากประจุบวกของอากาศ แต่เราไม่สามารถทราบถึงมันได้เพราะทุกสิ่งตั้งอยู่บนพื้นโลกและมีลักษณะการต่อลงกราวด์เสมอ RimstarOrg เจ้าของวีดีโอนี้บน youtube เลยคิดการทดลองใช้โดรนส่งสายไฟขึ้นไปในอากาศในระยะ120เมตรด้านล่างปักสายกราด์กับพื้นหญ้าผ่านโคโรน่ามอเตอร์และผ่านสายไฟที่อยู่บนอากาศในระยะ120เมตรโดยปลายบนทำเป็นแฉกเพื่อสามารถส่งอิเล็กตรอนจากพื้นได้ เพื่อพิสูจน์ว่า บนอากาศมีประจุไฟฟ้าและวิ่งผ่านลงมาทำให้มอเตอร์หมุนได้
--กำลังไฟฟ้าในบรรยากาศทำงานอย่างไร
How Powering with Atmospheric Electricity Works :: Youtube by RimstarOrg ส่งลิงค์ผ่านเฉยๆ--

      ในการทดลองด้านบนเขาสามารถส่งอิเล็กตรอนจากพื้นไปจ่ายให้กับอากาศที่มีประจุบวกที่ความสูง120เมตรได้นั้น(ที่พื้นดินที่ปักแท่งกราวด์จะเต็มไปด้วยประจุลบ ส่วนอากาศมีก๊าซที่มีประจุบวกลอยยู่บนฟ้าเมื่ออากาศวิ่งมาใกล้ตัวล่อบนอากาศทำให้กระแสไฟไหลจากอากาศลงสู่พื้นดินได้ทำให้มอเตอร์หมุนได้) เพราะบนอากาศที่ความสูง120เมตรจะมีความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงถึง12kV หรือ12,000โวลท์ได้ ซึ่งตามหลักเขาว่าถ้าเราอยู่บนยอดตึก120เมตรจะมีชั้นของอากาศจะได้รับผลของประจุจากพื้นที่อยู่บนดินทำให้สนามไฟฟ้าที่เรายืนอยู่ดาดฟ้ามีค่า0Vแม้เรายื่นมืออกไปเหนือหัวและอยู่สูงสุดของตึกปลายมือเราก็มีค่าความต่างศักย์0โวลท์ทำให้ไม่มีกระแสไฟไหลลงสู่ตัวเรา แต่เมื่อสร้างเสาอากาศตัวล่อที่เล็กมากและกระจายออกด้านข้างทำให้ชั้นของ0โวลท์มีความเปราะบางและอากาศบนฟ้ามีประจุบวกและสร้างสนามไฟฟ้ามากพอที่จะสามารถถ่ายประจุผ่านช่องว่างอากาศไปที่เสาล่อได้

การพิสูจน์ว่ามีประจุไฟฟ้าในอากาศนี้ใช้มอเตอร์ที่หมุนได้ด้วยกระแสไฟจำนวนน้อยที่เรียกว่าโคโรน่ามอเตอร์หรือมอเตอร์ไฟฟ้าสถิตย์ เมื่อมันหมุนแสดงว่าในอากาศมีประจุบวกและมีค่าโวลท์สูงขึ้น100Vทุกๆความสูง1เมตรและมีไฟฟ้าผ่านสายไฟได้จริง
--กำลังไฟฟ้าจากบรรยากาศขับโคโรน่ามอเตอร์ได้
Atmospheric Electricity Powering a Corona Motor/Electrostatic Motor :: Youtube by RimstarOrg ส่งลิงค์ผ่านไปเฉยๆ--

      เรามาศึกษาเรื่องไฟฟ้าคืออะไร จากเรื่องของประจุไฟฟ้าและแรง กฎของคูลอมป์ และ อันนี้เป็นเล็คเชอร์ของศาสตราจารย์ Walter Lewin ท่านสอนอยู่ที่MIT  ปัจจุบันท่านเกษียณแล้วแล้วอัพโหลดสมัยที่แกสอนเอาไว้ให้อนุชนรุ่นหลังศึกษากันต่อไป ถ้าไม่เข้าใจภาษาอังกฤษให้ดูเฉพาะการทดลองนะครับ ว่าประจุไฟฟ้ามีอยู่จริงและมีแรงดูดหรือผลักที่เกิดขึ้นเมื่อมีประจุไฟฟ้า 
8.02x - Lect 1 - Electric Charges and Forces - Coulomb's Law - Polarization
youtube by Lectures by Walter Lewin. They will make you ♥ Physics.

-คูลอมป์  [ Coulomb , wiki ]  C  คือหน่วยวัดจำนวนหรือขนาดประจุไฟฟ้า ว่ามีขนาดหรือจำนวนเท่าไหร่ เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบหรือคำนวน ซึ่งให้เกียรติตามชื่อผู้คิดค้น กฎของคูลอมป์  ( Coulomb's law )  คือ Charles-Augustin de Coulomb ซึ่งได้ทดลองว่าประจุไฟฟ้ามีแรงกระทำต่อกันได้สมการความสัมพันธ์เป็น แรงที่กระทำต่อกัน(ดูดหรือผลัก) แปรผันตามผลคูณขนาดของประจุทั้งสองจุดต่อระยะห่างของประจุกำลังสอง เอาเป็นว่าถ้าขนาดประจุทั้งสองเยอะหรือใหญ่แรงดึงดูดหรือแรงผลักจะมาก และถ้าระยะห่างยิ่งเข้าใกล้กันมากจะยิ่งมีแรงดูดหรือแรงผลักมากขึ้นเป็นต้น-

  สนามไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากประจุไฟฟ้า เป็นการจำลองว่าถ้าประจุทั้งสองจุดอยู่นิ่งๆจะมีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างประจุทั้งสองคือบวกหรือลบนั่นเอง การทดลองของคูลอมป์เป็นการหาความสัมพันธ์ของแรงกระทำต่อกันของประจุเมื่อทั้งสองจุดมีขนาดประจุและระยะห่างต่างๆกัน Field of a positive and a negative point charge ,pic Wiki, CC-SA by GEEK3  ลิ้งค์<ที่นี่  

เราพบว่า
   อิเล็กตรอน 1 ตัว มีประจุ 1.6 x10E-19 คูลอมป์
   โปรตอน 1 ตัว มีประจุ เท่ากับอิเล็กตรอน
  ? ประจุ 1 คูลอมป์ หรือ1C มีอิเล็กตรอนอยู่กี่ตัว?
     = 1C / 1.6 x10E-19 C
     = 6.25 x 10E18 ตัว
     = 6,250,000,000,000,000,000 ตัว--

โวลท์ แอมป์ โอหม์ คืออะไร?

กระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดทองแดงคือการไหลของอิเล็กตรอนโดยต้องให้สนามไฟฟ้ากับสายไฟ2ขั้ว ถ้ากระแสไฟฟ้าไหลไปทางด้านใดอิเล็กตรอนจะไหลไปในทิศทางตรงกันข้าม กระแสไฟฟ้าจึงเปรียบเสมือนการเคลื่อนที่ของประจุบวก แต่ประจุบวกในสายไฟไม่สามารถเคลื่อนที่ได้,เคลื่อนที่ได้แต่ประจุลบเท่านั้น--

     การไหลของไฟฟ้าในสายไฟจากการไฟฟ้า เกิดจากการสร้างสนามไฟฟ้าในสายไฟฟ้า2ขั้วด้วยหม้อแปลงไฟสลับ โดยมันจะทำให้อิเล็กตรอนที่ขั้วสายไฟ(ขาไป)ด้านหนึ่งมีพลังงานสูง,ส่วนอีกฝั่งของขั้วสายไฟ(ขากลับ)มีลักษณะของตัวนำที่ขาดประจุลบเพื่อรอรับอีเล็กตรอนขากลับซึ่งถูกใช้พลังงานไปแล้วจนพลังลดต่ำลง เมื่อเรานำไปเสียบกับปลั๊กเตารีดด้วยไฟกระแสสลับ ช่วงเวลาหนึ่งขั้วสายไฟฝั่งหนึ่งจะมีอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงวิ่งจากสายไฟขาเข้า(เป็นLหรือNก็ได้)ผ่านโหลดเตารีด เมื่ออีเล็กตรอนใช้พลังงานหรือปลดปล่อยพลังงานออกไประดับหนึ่งที่เกือบจะอยู่ในสถานะคงที่ตัวอิเล็กตรอนก็จะวิ่งกลับเข้าที่ขั้วอีกขั้วหนึ่งเพื่อผ่านกระบวกการเพิ่มพลังให้กับอิเล็กตรอนต่อไป

แรงดันไฟฟ้าทำหน้าที่ผลักดันอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงให้เคลื่อนที่ไปตามสายไฟ ผ่านโหลดไฟฟ้า คือความต้านทานไฟฟ้า(หรือความต้านทานไฟฟ้าเสมือน)ทำหน้าที่จำกัดจำนวนอิเล็กตรอนที่ผ่านสายไฟฟ้าหรือทำให้อีเล็กตรอนไหลผ่านได้ยากขึ้น   ส่วนจำนวนอิเล็กตรอนที่ผ่านสายไฟได้ในช่วงเวลาหนึ่ง เมื่อถูกแปลงเป็นจำนวนประจุที่ผ่านสายไฟได้ใน1วินาทีคือกระแสไฟฟ้า เมื่ออิเล็กตรอนที่ถูกใช้พลังงานไปจนอ่อนก็จะกลับเข้าขั้วอีกฝั่งหนึ่ง กลับไปที่หม้อแปลงแล้วถูกกระตุ้นสร้างพลังงานส่วนเกินเพิ่มขึ้นเพื่อให้มันสามารถทำงานได้อีกครั้ง

ตย. ความต้านไฟฟ้า ถ้าเราจ่ายไฟให้  เช่นเตารีด1000วัตต์220V-ก็มีความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุคือลวดนิโครมนั่นเองมันจะจำกัดจำนวนให้อิเล็กตรอนที่วิ่งผ่านลวดเพื่อปลดปล่อยพลังงานในอะตอมของมันเป็นรังสีอินฟราเรดหรือความร้อนออกมา ถ้าเตารีดถูกนำไปเสียบกับไฟ440Vในช่วงระยะเวลาสั้นๆก็หมายถึงอิเล็กตรอนมีพลังผลักดันขึ้นเป็นสองเท่า กระแสไฟจึงเป็นสองเท่าแต่ความต้านทานเท่าเดิม โดยที่ความร้อนหรือกำลังวัตต์ก็เพิ่มเป็นสี่เท่าโดยประมาณ

ตย. ถ้าเราจ่ายไฟฟ้าให้โหลดมอเตอร์มีลักษณะความต้านทานเสมือนหรืออิมพีเดียนซ์ ทำหน้าที่แปลงพลังงานของอิเล็กตรอนเป็นพลังงานกลและหมุนเพลาโดยผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นต้น การจำกัดกระแสของมอเตอร์เกิดจากการที่มอเตอร์หมุนได้ความเร็วรอบหรือมอเตอร์มีโหลดในการหมุน แต่เมื่อมอเตอร์,เพลาของมันถูกขัดตัวหรือล็อกตัวเอาไว้จนหมุนไม่ได้ความต้านทานของมอเตอร์จะเหลือเพียงความต้านของขดลวดทองแดงซึ่งมีค่าความต้านทานต่ำมากกระแสไฟจึงไหลผ่านได้มาก

---

ภาพแสดงความสัมพันธ์ของกฎของโอห์ม Ohm's Law ,V=IR เมื่ออธิบายตามจำนวนประจุในอิเล็กตรอนในสายไฟทองแดง พบว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้ามีรากฐานมาจากการให้พลังงานแก่ประจุในหน่วยจูล/คูลอมป์  และกระแสไฟ เป็นลักษณะการนับขนาดประจุไฟฟ้าใน1วินาที กระแสไฟจึงมีหน่วยเป็นคูลอมป์/วินาที -----ภาพสามารถนำไปดัดแปลงทำซ้ำได้โดยต้องระบุว่า CC by pui108diy

กฎของโอห์ม

ในสายไฟหรือโหลดไฟฟ้า
      V   =  I R
แรงเคลื่อนไฟฟ้า = กระแสไฟ x ความต้านทาน

V (Voltage)  โวลท์ แรงเคลื่อนไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า
แรงดันไฟฟ้า ทำหน้าที่ผลักดันอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงให้เคลื่อนที่
แรงดันไฟฟ้า นั้นนิยามมีความสัมพันธ์กับประจุไฟฟ้า โดย แรงดันไฟ 1โวลท์ คือ การให้พลังงาน1จูลแก่ประจุขนาด1คูลอมป์ นั่นเอง 
แรงดันไฟฟ้า มีหน่วยเป็นโวลท์ (V) และมีหน่วยเป็น จูลต่อคูลอมป์ (J/C) เช่นกัน

ไฟฟ้าในบ้านแรงดันไฟฟ้าเกิดจากหม้อแปลงการไฟฟ้าเป็นกระแสไฟฟ้าสลับ แรงดันไฟที่เกิดขึ้นก็เป็นแบบไฟสลับมีไฟขึ้นสูงลงต่ำเป็นลูกคลื่นไซน์ จึงต้องอธิบายกันไปตามเวลาซึ่งตอนไฟลูกคลื่นอยู่สถานะโวลท์ไฟติดลบ,อิเล็กตรอนที่มีพลังงานจะถูกอัดกันหรือออกันแน่นที่สายไฟL,ไลน์,Line,HOT,เนื่องจากสายไฟนั้นมีการบรรทุกหรือเก็บประจุหรือแครี่ประจุไว้เต็ม,จะต่อหรือไม่ต่อไปใช้งานก็ตามประจุจะมีพลังงานสูง เมื่อถูกต่อไปใช้งานในเวลานั้นสายไฟLก็ไม่ได้มีทีท่าว่าจะมีแรงดันไฟลดลงแต่อย่างใดหรือพูดง่ายๆคือทุกประจุอิเล็กตรอนในสายไฟLก็ยังมีพลังงานสูงอยู่แม้มันมีสายไฟถูกต่อออกไปใช้งาน

ไฟฟ้าเปรียบเทียบกับระบบท่อน้ำ

- แรงดันไฟฟ้า เปรียบกับ แรงดันน้ำ
     (ปั๊มน้ำสร้างแรงดันน้ำ มีด้านแรงดันขาเข้าท่อไปใช้งาน  น้ำที่อยู่บนแท๊งค์ที่สูงหรือเขื่อนก็มีแรงดันน้ำพร้อมใช้งาน เรียกน้ำที่อยู่บนที่สูงเหล่านั้นว่ามีพลังงานศักย์เมื่อเทียบตำแหน่งที่ๆอยากจะใช้งานน้ำนั้น) 
 - ความต้านทานไฟฟ้า คือ ท่อน้ำ ก๊อกน้ำ ข้อต่อ (อุปสรรค)
      (ท่อน้ำเป็นทางเดินของน้ำเช่นเดียวกับสายไฟ ยิ่งท่อเล็กก็ต้องอาศัยแรงดันน้ำมากเพื่อให้ได้ปริมาณน้ำตามต้องการ)
 - กระแสไฟฟ้า คือ ปริมาณน้ำที่ต้องการต่อเวลา
       (ปริมาณน้ำที่ได้ต่อเวลาเมื่อเราเปิดก็อกน้ำ เช่น เติมน้ำในถัง200ลิตรใน1นาที )

I (Current)  กระแสไฟฟ้า  มีหน่วยเป็นแอมแปร์ Ampere
กระแสไฟฟ้า เสมือนเป็นการนับจำนวนอิเล็กตรอนที่ผ่านสายไฟได้ในช่วงเวลาหนึ่ง
กระแสไฟฟ้า คือจำนวนหรือขนาดประจุไฟฟ้าที่ผ่านไปใน1วินาที
กระแสไฟฟ้า มีความสัมพันธ์กับประจุไฟฟ้าคือ   กระแสไฟ 1แอมป์ คือขนาดประจุ1คูลอมป์ที่ผ่านพื้นที่หนึ่งใน1วินาที
กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็น แอมแปร์ (A) และมีหน่วยเป็น คูลอมป์/วินาที่ (C/s)

R (Resistance) ความต้านทานไฟฟ้า มีหน่วยเป็นโอห์ม Ohm
ความต้านทานไฟฟ้า คืออุปสรรค ทำหน้าที่จำกัดกระแสไฟ หรือจำกัดจำนวนอิเล็กตรอนหรือจำนวนประจุไฟฟ้าที่ผ่านสายไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้ามีอยู่ในทุกอุปกรณ์ไฟฟ้าโดยอาจแปลงพลังงานที่ได้จากอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงเป็นพลังงานอย่างอื่นๆ(เช่นความร้อน,พลังงานกล) เมื่อกลับออกมาอิเล็กตรอนจะอยู่สถานะพลังงานต่ำหรือพลังงานปรกติ

แรงดันไฟฟ้า 1โวลท์ คือการให้พลังงาน1จูลแก่ประจุ1คูลอมป์ หรือหรือให้พลังงาน1จูลแก่อิเล็กตรอนจำนวน 6,250,000,000,000,000,000 ตัว นั่นเอง

พลังงาน1จูลมีค่าเท่ากับเท่าไหร่? ถ้าเทียบง่ายๆกับการต้มน้ำคือ การทำให้น้ำ1กรัมมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น1องศาต้องใช้พลังงาน4.2จูล(จากแก๊ส จากเตาไฟฟ้า จากการเผาถ่าน) 

สมมติผู้ชายต้องการพลังงานที่ได้จากการกิน 1,800 กิโลแคลอรี่ ถ้าเทียบเป็นจูลเอา4.2คูณ ได้เป็น เราต้องกิน 7,560 กิโลจูล (7,560,000 จูล)

จูลเป็นหน่วยพลังงานแท้ๆที่บ่งบอกว่ามันสามารถใช้ทำงานได้(งาน,พลังงาน) แต่ไม่ได้บ่งบอกถึงการปริมาณงานการใช้ต่อเวลา(กำลังงาน,วัตต์)  แต่ถ้าเราเอาอาหารที่กินซึ่งมีพลังงาน1,800Kcalจ่ายให้เตารีดซึ่งบริโภคพลังงาน1000วัตต์ จะทำงานได้นานกี่ชั่วโมง ?

อัตราการกินไฟของเตารีด = 1000 จูล/วินาที  (1000 วัตต์)
ถ้าเรามีพลังงาน 7,560,000 จูล จะใช้งานงานได้นาน =?
   เตารีดใช้ได้นาน = 7.56 MJ/1000 J/S
    = 7,560 วินาที =126 นาที =2.1 ชั่วโมง

-ไฟฟ้ากระแสสลับ ไฟฟ้ากระแสตรง--

--ไฟฟ้ากระแสตรง , ไฟDC ,Direct Current , ไฟฟ้ากระแสตรง มีลักษณะการไหลของอิเล็กตรอนทิศทางเดียวทิศทางหนึ่ง อิเล็กตรอนหรือประจุไฟฟ้าจะได้รับพลังงานส่วนเกินที่เป็นพลังงานคงที่ เรียกอีกอย่างว่าแรงดันคงที่ ซึ่งอาจเกิดขึ้นตามธรรมชาติของเซลล์แบตเตอรี่เช่น ถ่านไฟฉาย1.5Vdc (1.5โวลท์ดีซี) แบตเตอรี่ตะกั่วกรด12Vdc (12โวลท์ดีซี) ซึ่งพวกมันจะเกิดปฏิกิริยาเคมีทำการสร้างและสะสมประจุที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสองมากพอที่จะทำให้เกิดสนามไฟฟ้าระหว่างสองขั้ว เมื่อเราต่อออกไปใช้งานเช่นต่อกับหลอดไฟไส้ ชนิด1.5โวลท์  หรือหลอดไส้ทังสเตนฮาโลเจน12V ก็สามารถส่องสว่างได้โดยประจุลบหรืออิเล็กตรอนจากขั้วลงวิ่งไปทางขั้วบวกทิศทางเดียวไม่มีเปลี่ยนแปลงจนกระทั่งเซลมีปฏิกิริยาเคมีที่อ่อนลง แรงดันไฟก็จะตกลง กระแสไฟก็จ่ายได้น้อยลง การสะสมประจุที่แผ่นขั้วทั้งสองก็ลดลงทำให้หลอดไฟหรี่ลงเรื่อย
ไฟฟ้ากระแสตรงถ้าพูดถึงแหล่งจ่ายไฟ นอกจากถ่านไฟฉายแล้ว เราก็สามารถใช้หม้อแปลงไฟกระแสสลับที่เป็นหม้อแปลงเหล็กแปลงไฟจาก220Vac (220โวลท์เอซี) เป็นไฟ12Vac แล้วนำมาสร้างไฟฟ้ากระแสตรงได้โดยผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำพวกไดโอดโดยมันจะยอมให้อีเล็กตรอนผ่านได้ทางเดียว แต่ถ้าให้ดีก็เพิ่มคาปาซิเตอร์หรือตัวตัวปรับแรงดันได้ก็ดีจะทำให้ไฟเรียบสม่ำเสมอ หรืออาจใช้หม้อแปลงไฟพวกสวิทชิ่งเช่นพวกพาวเวอร์ซัพพลายคอมพิวเตอร์แปลง220Vac เป็นไฟ5Vdc,12Vdcโดยตรงก็ได้  -

--รูปประกอบ กำลังจัดทำอยู่-

--ไฟฟ้ากระแสสลับ , ไฟAC , AC , Alternating Current , ไฟฟ้ากระแสสลับ เกิดจากการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นที่เกิดขึ้นในไดนาโมชนิดไฟกระแสสลับเมื่อให้พลังงานกลแก่เพลาของมันและหมุนเพลาไปในทิศทางหนึ่งไปเรื่อยๆด้วยความเร็วที่มากพอ หรือเกิดขึ้นจากหม้อแปลงไฟฟ้าแปลงไฟกระแสสลับด้านทุติยภูมิ(ไฟขาออก เอาไปใช้)โดยต้นกำเนิดก็เกิดจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากไฟกระแสสลับด้านปฐมภูมิ(ไฟขาเข้า) ไฟฟ้ากระแสสลับมีลักษณะการไหลของเล็กตรอนค่อยๆสลับขั้วกันไปมาเรื่อยๆตามเวลา เนื่องจากสร้างสนามไฟฟ้าระหว่างขั้วมีการเปลี่ยนแปลงไปมาตามธรรมชาติของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของไดนาโมและหม้อแปลง ณ เวลาหนึ่งสายไฟคู่นั้นข้างหนึ่งเป็นขั้วบวกกลับกลายเป็นขั้วลบณอีกเวลาหนึ่งซึ่งอีกข้างก็เช่นเดียวกัน สลับกันไปมาซ้ำๆกันด้วยด้วยความถี่50Hz(50เฮิร์ซ ,หรือ50รอบต่อวินาที ,ซ้ำกันไปมาทุก20มิลิวินาที) เมื่อเอาไปพล็อตเป็นกราฟจะได้ลูกคลื่นไซน์ (sine wave)
แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับตามรูปพบว่าอิเล็กตรอนจะได้รับพลังงานไม่คงที่มีการเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาตลอดเวลาและมีการกลับด้านของขั้วไฟฟ้าอีกด้วย   -

--รูปประกอบกำลังจัดทำ-

---

---

---

---

---

งาน พลังงาน กำลังงาน กำลังไฟฟ้า วัตต์ คืออะไร ?

งาน (work) นิยามทางฟิสิกส์ ให้ดูที่  [ งาน(ฟิสิกส์) ,Wiki ]  จะถูกต้องที่สุด      (ในที่นี้ผมนิยามตามความเข้าใจของผม) งาน คือ ขนาดของพลังงานที่ต้องใช้กระทำกับวัตถุหนึ่งในการทำงานเพื่อเปลี่ยนแปลงตำแหน่งหรือความเร็ว ซึ่งงานนั้นไม่มีการระบุว่าทำได้ช้าหรือทำได้รวดเร็วหรือเสร็จเร็ว ซึ่งงานที่ทำคำนึงถึงแต่ผลของงานเท่านั้นไม่คำนึงถึงวิธีการทำงาน งานมีหน่วยเป็นจูล ( Joules, จูล ,Wiki )เช่น--

- คนยกของ1kgจากพื้นเอาไปไว้บนชั้นสูง1เมตรได้งาน10จูลหรือใช้พลังงาน 10จูล นิยามของงานเกิดจากวัตถุถูกแรงกระทำและตำแหน่งที่เปลี่ยนไปจึงเกิดงาน ไม่ใช่คนออกแรงทำงาน ไม่ใช่การยกของ แต่เป็นของถูกยกจึงจะอยู่ในเรื่องงาน
- จะเห็นว่าของถูกยกขึ้นจะได้งาน = mgh =มวล*แรงโน้มถ่วง*ระยะทาง ซึ่งจะได้ค่าเป็นงานหรือพลังงานที่ใช้ในการทำงานที่แท้จริงโดยไม่ได้มองผลอย่างอื่น

- เราออกแรงดึง1kg เพื่อลากโฟมแผ่นใหญ่ขนาด60*120หนา20เซนติเมตรโดยหน้าแผ่นคว่ำกับพื้นปูนหยาบซึ่งน้ำหนักโฟมมีน้ำหนัก4kg ลากไปได้ระยะทาง1เมตร ได้งาน10จูลหรือใช้พลังงาน10จูล ในที่นี้ความฝืดของพื้นปูนกับแผ่นโฟมทำให้เกิดความฝืดขึ้นจึงออกแรงจิง1กิโลกรัม
- เราออกแรงผลัก1kg เพื่อดันน้ำแข็งหนัก50kgบนพื้นปูนขัดมัน ดันไปได้ระยะ1เมตรแล้วหยุด ได้งาน10จูล
- ในที่นี้งานคือการลากหรือดันวัตถุ =F.S =แรง*ระยะทาง ในกรณีทั้งสองเป็นการสมมติการออกแรงเพราะตอนเริ่มต้นอาจจะต้องออกแรงมากกว่าปรกติ และถ้าเป็นก้อนน้ำแข็งเราต้องค่อยๆออกแรงพอใกล้ถึง1เมตรยังออกแรงเท่าเดิมตลอดมันก็ไม่หยุดที่1เมตร

- เราพยายามยกของหนัก1kgแต่ยกไม่ไหวมันก็ยังอยู่ที่พื้น แสดงว่าไม่เกิดงานขึ้น งานที่ต้องเกิดขึ้นคือของที่ถูกยกขึ้น1เมตร ถามว่าเราเสียพลังงานยกแต่ยกไม่ไหวแต่ไม่เกิดงานขึ้น พลังงานที่ใช้กับวัตถุแต่วัตถุอยู่นิ่งนั้นไม่ได้อยู่ในนิยามของงาน
- ให้คนอ้วนยกของพบว่าคนอ้วนใช้พลังงานมากกว่าต้องเผาผลาญสู้กับน้ำหนักตัวเองคนอ้วนควรใช้พล้งงานมากกว่าคนผอมในการทำงานดังกล่าว แต่ไม่ใช่นิยามของงาน

- ของหนัก1kgถูกยกสูง1เมตร จะได้งาน10จูลหรือใช้พลังงาน10จูล นี้มาจากนิยามของงาน

? ฉะนั้นงานคือพลังงานที่ถูกใช้ในสิ่งนั้นเพื่อการทำงานนั้น เป็นพลังงานในอุดมคติโดยไม่คิดถึงความสูญเสียจากผู้ใช้พลังงาน
? ใช้มอเตอร์ 1 แรงม้า ยกน้ำหนัก1kgขึ้นไป1เมตร ใช้เวลา 1วินาที ได้งาน10จูล แต่เมื่ออ่านมิเตอร์ค่าไฟพบว่างานยกในครั้งนี้ใช้พลังงานจากไฟฟ้า1วินาทีเป็นพลังงาน150จูล
? ใช้มอเตอร์ 3 วัตต์ ยกน้ำหนัก1kgขึ้นไป1เมตร โดยใช้เวลา10วินาที ได้งาน10จูล แต่เมื่ออ่านมิเตอร์ค่าไฟกลับพบว่าใน10วินาทีใช้พลังงานจากไฟฟ้าไปเพียง40จูล
? ใช้เด็กยก คนแก่ คนอ้วน คนผอม คนหนุ่ม ก็ได้งาน10จูล

พลังงาน (Energy) ดูนิยามที่ Wikipedia จะถูกต้องกว่า  [พลังงาน ,Wiki]  [Energy ,Wiki]     (ในที่นี้ผมนิยามตามความเข้าใจของผม) พลังงาน คือ สิ่งที่สะสมอยู่ในสสารเมื่อปลดปล่อยออกมาจะสามารถทำงานได้ พลังงานมีหน่วยเป็นจูล หรือหน่วยอื่นๆ พลังงานที่สะสมได้จะกำหนดจากวิธีการวัดค่าต่างๆกัน เช่น วัดค่าพลังงานด้วยวิธีการเผาไหม้ วัดค่าพลังงานด้วยการเกิดปฎิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นหรือฟิวชั่น  ตัวอย่างเช่น

- พลังงานของข้าวสารหนัก1kgมีค่า17ล้านจูล(4000Kcal)  ,
- พลังงานของแบตเตอรี่ขนาด7.2แอมป์-ชั่วโมงจาก12V ใช้เหลือ9.6โวลท์ให้พลังงาน 7หมื่นจูล(3นาที)-3แสนจูล(24ชม.) [Panasonic LC-P127R2P] ,
- พลังงานของน้ำมัน1ลิตรมีค่า65ล้านจูล [ที่มา Energy density ,Wiki] ,
- พลังงานที่อิเล็กตรอนในสายไฟปลดปล่อยออกมาเนื่องจากมีพลังงานส่วนเกินที่ได้จากหม้อแปลงไฟฟ้า  ,
- พลังงานที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นของยูเรเนียม1kgมีค่า80ล้านล้านจูล ,
- เปิดแอร์ขนาด12,000บีทียู/hrเป็นเวลา1ชม.อ่านมิเตอร์การไฟฟ้าได้เพิ่มขึ้น1หน่วย(1kWh)หรือกินพลังงานไป1kWh เราใช้พลังงานในการทำให้ห้องเย็นลงเป็นเวลา1ชม.มีค่า=1000กิโลวัตต์*60นาที*60วินาที =3,600 กิโลจูล =3.6ล้านจูล
   

กำลังงาน (power) นิยามทางฟิสิกส์ ให้ดูที่  [Power(physics) ,Wiki]  จะถูกต้องกว่า    (ในที่นี้ผมนิยามตามความเข้าใจของผม) กำลังงาน คือ ปริมาณที่บ่งบอกความสามารถในการทำงานได้ต่อเวลา หรือปริมาณพลังงานต่อเวลาที่ต้องใส่เข้าไปเพื่อให้ทำงานได้ หรืออัตราการเปลี่ยนแปลงพลังงานต่อเวลา  กำลังงานมีหน่วยเป็นวัตต์(W ,Watt) หรือ จูลต่อวินาที(J/s)  เช่น

-  คนกินข้าวสารวันเดียวหนัก1กิโลที่หุงสุกได้พลังงาน17,000กิโลจูล(KJ) แล้วไปวิ่งออกกำลังกายอย่างเร็วใช้กำลังงาน1000วัตต์ วิ่งไป4ชม.ใช้พลังงานไป14,400 KJ แต่ถ้าเดินเร็วๆใช้กำลังงานไปเพียง250วัตต์ เดินไป4ชม.ได้3,600KJ

-  แบ็ตเตอรี่pana7.2Ahจากเต็ม12Vเหลือ9.6โดยเอาไปจ่ายไฟกับเครื่องสำรองไฟคอมพิวเตอร์443วัตต์ใช้งานได้3นาที(แบตให้พลังงานไป7หมื่นจูลจ่ายกระแส38A) แต่ถ้าเอาไปจ่ายไฟแสงสว่างLEDกินไฟ3วัตต์จะใช้ได้นาน24ชม.(แบตให้พลังงานไป3แสนจูลที่กระแส0.3A)

-  แอร์1ตัน มีกำลังงานที่สามารถเอาความร้อนออกจากห้องได้ 12,000 บีทียู/ชั่วโมง คิดเป็น3,025.9 กิโลแคลลอรี่/ชั่วโมง คิดเป็นสามารถเอาความร้อนออกจากห้องได้3,530จูล/วินาที หรือ3,530วัตต์ แต่แอร์กินไฟทั้งระบบเปิดแอร์ประมาณใน1ชม.กินพลังงานของมิเตอร์การไฟฟ้าไป1หน่วยหรือ1kWh คิดเป็นกินไฟ1000วัตต์หรือต้องใส่พลังงานไฟฟ้าให้แอร์1000จูล/วินาทีแอร์จึงทำงานได้ 

กำลังไฟฟ้า (Electric Power) คำจำกัดความเหมือนกับกำลังงานแต่สนใจเฉพาะเรื่องไฟฟ้า   กำลังไฟฟ้า คือ ปริมาณพลังงานต่อเวลาที่สามารถทำงานได้หรือที่ใช้ไปเพื่อทำงาน  มีหน่วยเป็นวัตต์(W ,Watt) หรือ จูลต่อวินาที(J/s)

---

-ความเร็วของอิเล็กตรอนที่วิ่งในสายไฟฟ้า ช้ากว่าคนเดิน?--

        โดยหลักการแล้วอิเล็กตรอนในสายไฟน่าจะเดินทางได้เร็วมาก เช่นโทรศัพท์ตามสายก็ใช้หลักการส่งสัญญาณไฟฟ้าแล้วแปลงเป็นสัญญาณเสียงอีกทีที่โทรศัพท์ เราสามารถคุยและตอบโต้ได้แทบจะทันทีแม้ว่าจะอยู่ห่างไกลเป็นหลักพันกิโลเมตรก็ตาม

 เรามาลองสังเกตุลวดทองแดงที่มีพื้นที่หน้าตัด1sqmm ยาว1เมตร เมื่อมีกระแสไฟไหลผ่าน1แอมป์ผ่านพื้นที่หน้าตัดของลวดทองแดง1สแควร์มิล มันเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนกี่ตัวและมีความเร็วที่วิ่งอยู่ที่เท่าไหร่
ลองคำนวนหยาบๆพบว่า
ที่พื่นที่หน้าตัด1sqmmมีอะตอมของของทองแดงอยู่กี่อะตอม= 15,000,000,000,000 สิบห้าล้านๆอะตอมโดยประมาณ(คำนวนได้จากรัศมีอะตอมทองแดง =128  พิโคเมตร ) นั้นก็หมายถึงมีจำนวนอิเล็กตรอนที่สามารถผ่านพื้นที่หน้าตัดนั้นได้สิบห้าล้านล้านๆตัวโดยประมาณ เนื่องจากทองแดงมีฟรีอิเล็กตรอนอะตอมละ1ตัว ถ้ามีกระแสไฟ1A ก็หมายถึงมีอิเล็กตรอนผ่านพื้นที่หน้าตัดหนึ่งของ1sqmmใน1วินาทีเป็นจำนวน   6,250,000,000,000,000,000 ตัว หกล้านล้านล้านตัวโดยประมาณ ถ้าคิดง่ายๆว่าอิเล็กตรอนแต่ละตัวเคลื่อนไปตามอะตอมของทองแดงไปข้างหน้าอย่างเดียวไม่มีย้อน พบว่ามีอีเล็กตรอนที่วิ่งผ่านพื้นที่หน้าตัด1sqmmโดยคิดแค่วิ่งผ่านต่อ1อะตอม=409,836ตัว หรือวิ่งผ่านอะตอมเหมือนในรูปด้านล่างส่วนบน ก็แสดงว่าอิเล็กตรอนสี่แสนตัววิ่งไปบนอะตอมทองแดงสี่แสนตัวเช่นกัน อะตอมทองแดงสี่แสนตัวเมื่อเรียงกันเป็นเส้นตรงพบว่ามีความยาวเพียง104มิลลิเมตร แสดงว่าอิเล็กตรอนวิ่งผ่านไป1วินาทีเดินทางได้10.4เซนติเมตร??? (ค่าคำนวนแบบหยาบๆคิดอะตอมเป็นสี่เหลี่ยมเรียงต่อกันไปแบบเส้นตรงไม่ได้เรียงแบบผลึก)

ภาพจำลองอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่บนทองแดง จำลองถึงความเร็วของอิเล็กตรอนที่วิ่งบนสายไฟ ขนาด1sqmm ที่กระแสไฟ1แอมป์ ส่วนบนของภาพแสดงว่าอิเล็กตรอนวิ่งไปข้างหน้าอย่างเดียวคำนวนความเร็วหยาบๆได้ 10เซนติเมตร/วินาที แต่ความจริงอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ด้วยความเร็วลอย (Drift Veloctiy)หรือความเร็วดริ๊ฟ ความเร็วเฉลี่ย เคลื่อนที่ได้ 72ไมโครเมตร/วินาที เนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอาจมีการเคลื่อนที่ย้อนกลับไปมาได้เนื่องจากอิเล็กตรอนมีการหมุนรอบนิวเครียสซึ่งเมื่อหลุดวงโคจรออกมาก็มีสิทธิ์ย้อนกลับไปอีกทางก็ได้เนื่องจากพลังงานส่วนเกินที่ได้จากสนามพลังมีการกระตุ้นค่าพลังงานไม่เท่ากัน ภาพสามารถนำไปดัดแปลงทำซ้ำได้โดยต้องระบุแหล่งที่มา Pic CC by Pui108diy

         แต่อิเล็กตรอนในทองแดง1sqmmมีขนาดกระแสไฟ1Aเดินทางได้ด้วยความเร็ว ที่ช้ามากโดยประมาณคือ 72um/s หรือ72ไมโครเมตรต่อวินาทีเมื่อได้รับแรงดันไฟฟ้าที่ปลายสายไฟ1sqmmด้านหนึ่งผ่านสายไปไปอีกด้านหนึ่งปรับโหลดให้ได้กระแสไฟ1แอมป์ ซึ่งเป็นเรื่องที่ประหลาดมาก วิธีคำนวนหาความเร็วการวิ่งของอิเล็กตรอนในลวดทองแดง หาอ่านได้จากบทความเร็วลอยเลื่อน หรือความเร็วเฉลียของอิเล็กตรอน [ Drift Velocity  ,Wiki]   ซึ่งค่า72ผมได้จากการคำนวนในบทความวิกิดังกล่าว ตอนแรกอ่านแล้วก็ยังงงๆว่าเป็นไปได้หรือ ปรกติความเร็วของอิเล็กตรอนน่าจะวิ่งได้ด้วยความเร็วสูงน้องๆความเร็วแสงแต่กลับเคลื่อนที่ได้ช้ามากเลยต้องเรียนรู้ใหม่-

--วิดีโอข้างล่างนี้เป็นการสาธิตว่าอิเล็กตรอนในสายไฟเดินทางด้วยความเร็วที่ช้ากว่าหอยทากมาก How Fast is an Electron and Electriciy , Youtube by RimstarOrg ส่งลิงค์ไปครับ -

   ^ในวีดีโอข้างบนยังมีการสาธิตว่าอิเล็กตรอนที่ไหลในสายไฟก็เหมือนลูกแก้วในรางเมื่อมีโวลท์(การให้พลังงานแก่อิเล็กตรอน)ก็เหมือนมีแรงผลักดันลูกแก้วบนรางที่ต้นทางซึ่งปลายทางก็จะถูกดันให้เคลื่อนไหวตามทันที ไม่ใช่ลูกแก้วต้นทางวิ่งด้วยความเร็วสูงไปที่รางปลายทาง

การเดินทางของอิเล็กตรอนก็คล้ายกับน้ำในท่อน้ำ ถ้าน้ำถูกปล่อยจากปั๊มน้ำณ ตอนนี้ที่การประปานครหลวงแล้วบ้านเราเปิดก็อกน้ำขึ้นใช้ตอนนี้ พบว่าน้ำก็ไหลทันที แต่น้ำจากการประปานครหลวงไม่ได้เดินทางมาถึงเราทันทีแต่อาศัยแรงดันน้ำจากการประปาดันน้ำเก่าจากท่อที่ค้างอยู่ที่บ้านเราให้ออกมาให้เราใช้ทันที เปรียบมันได้ประมาณนี้ ข้อที่แตกต่างของสายไฟและท่อน้ำคือ ท่อน้ำต้องบรรจุน้ำเต็มในท่อจึงจะนำมาใช้งานได้ ส่วนสายไฟไม่ต้องบรรจุอิเล็กตรอนให้เต็มเพราะมันมีอยู่แล้วในทุกอะตอม เมื่อให้แรงดันไฟฟ้ามันก็สามารถไหลได้ทันที เมื่อหยุดให้แรงดันอิเล็กตรอนก็จะหยุดไหลทันทีเช่นกัน 

สัญญาณทางไฟฟ้าที่เราใช้หรือไฟฟ้าจากการไฟฟ้า จึงดูเหมือนมันวิ่งจากโรงไฟฟ้ามาถึงบ้านเราด้วยความเร็วน้องๆความเร็วแสงหรือเปล่า?  คำตอบคือไม่ใช่ มันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเฉลี่ยที่เรียกว่า Drift velocity--

ความเร็วของไฟฟ้าที่ใช้กันอยู่มีค่า50-99%ของความเร็วแสง?
      พบว่า ถ้าเป็นพลังงานแปรสภาพที่อิเล็กตรอนปล่อยออกมาเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นพวกคลื่นวิทยุAM-FMการเคลื่อนที่ของพลังงานพวกนี้มีความเร็วใกล้เคียงแสงแต่จะเดินทางไปได้ไกลแค่ไหนเท่านั้นเอง แต่ความเร็วไฟฟ้าที่ใช้กันอยู่ในระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์มีความเร็วประมาณ50-99%ของความเร็วแสง หาอ่านได้ใน  [ Speed of Electricity , Wiki]  ซึ่งความเร็วแสงในอวกาศประมาณ300,000 กิโลเมตร/วินาที ความเร็วของสายแลนด์ก็ได้อย่างน้อย50%ของความเร็วแสงทีเดียว ความเร็วของไฟฟ้าคือความเร็วของสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งไม่ใช่ความเร็วของอิเล็กตรอน ในบอร์ดคอมพิวเตอร์ความเร็วของสัญญาณไฟฟ้าไม่ใช่ความเร็วของการเดินทางของอิเล็กตรอนแต่เป็นความเร็วของการเปิดปิดสัญญาณของอิเล็กตรอนซึ่งอิเล็กตรอนเดินทางได้ช้าในตัวนำไฟฟ้าแต่สามารถทำงานและหยุดทำงานที่ต้นทางแล้วทำให้อิเล็กตรอนที่ปลายทางทำงานและหยุดทำงานได้ทันทีที่ความเร็ว50-99%ของแสงนั่นเอง

--ในเนื้อหาก่อนหน้านี้จะกล่าวถึงไลน์กับนิวทรอลของหม้อแปลงไปมากแล้ว เนื้อหาส่วนนี้จะเกี่ยวข้องกับLNGในบ้าน โดยเฉพาะกราวด์ G ของบ้านจะเน้นเป็นพิเศษ เช่น   กราวด์มีไว้ทำไม กราวด์กันดูดได้อย่างไร หลักดินหรือแท่งกราวด์ทำหน้าที่รับประจุหรือให้ประจุ แล้ววงจรไฟฟ้าในบ้านที่ประกอบด้วยเบรกเกอร์ควรเป็นอย่างไร ต่อกันดูดได้อย่างไร ต่อกันฟ้าผ่าอย่างไร เป็นต้น-

---

ไลน์ ,L ,Line , Hot  , สายL มาจากหม้อแปลงการไฟฟ้า3เฟส4สาย50เฮิซต์ ไลน์ คือสายไฟที่มาจากหม้อแปลงการไฟฟ้ามีแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเมื่อเทียบกับนิวตรอลเท่ากับ220-230Vac เป็นสายที่มีไฟเมื่อเอาไขควงวัดไฟแตะ  สายไลน์เรียกอีกอย่างสายที่มีประจุไฟฟ้า(Carry Charge)หรือมีแรงดันไฟตลอดเวลา
 

นิวทรอล ,Neutral ,N ,สายศูนย์ , นิวทรอล มาจากหม้อแปลงการไฟฟ้า  ที่หม้อแปลงการไฟฟ้า นิวทรอลคือจุดร่วมที่อยู่ตรงกลางของวงจรหม้อแปลง3เฟส4สายซึ่งจะมีค่า0โวลท์เมื่อเทียบกับสายไฟไลน์3เฟสที่เหลือ จึงเรียกสายศูนย์หรือสายที่เป็นกลาง สายNได้ถูกพ่วงด้วยกราวด์ด้านแรงต่ำของการไฟฟ้าเองใต้เสาหม้อแปลง ทำให้สายนิวทรอลที่ลากมาที่บ้านเรามีศักย์ไฟฟ้าเท่ากับแท่งกราวด์ที่ปักอยู่ใต้ดินของเสาไฟฟ้าของหม้อแปลง เมื่อเรายืนอยู่บนพื้นดินซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าเท่ากับแท่งกราวด์แล้วเอาไขควงวัดไฟวัดที่สายดังกล่าวจะไม่ปรากฎไฟขึ้น

ภาพจำลองวงจรขดลวดในหม้อแปลงการไฟฟ้า 24KV-400V ชนิด Delta-wye  ด้านไฟแรงต่ำสายไฟที่ส่งออกไปตามบ้านจะประกอบด้วย ไลน์ L1,L2,L3 และ นิวทรอล N จะเห็นว่ามันถูกพ่วงด้วยกราวด์สีเขียวใต้เสาไฟฟ้าซึ่งเป็นกราวด์ของการไฟฟ้า ความต่างศํกย์ระหว่าง L-N เป็น220-230Vac ,ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างคู่ใน L1-L2,L2-L3,L3-L1 เป็น380-400Vac ,รูปภาพลิขสิทธิ์ สามารถนำไปดัดแปลงทำซ้ำได้โดยต้องระบุแหล่งที่มา Pic CC by Pui108diy

คำถาม
สายนิวทรอลNสายไฟเปลือยๆหรือบริเวณที่ขันสายไฟนิวตรอนที่ตู้เบรกเกอร์ปลอดภัยพอที่จะจับด้วยมือเปล่าหรือไม่? และจับอย่างไรไม่ให้ไฟดูด? ใช้ไขควงเช็กไฟเช็กนิวตรอนอย่างเดียวพอไหมก่อนจะจับสายนิวทรอลเปลือยๆ?

เนื่องจากเอาไขควงเช็กไฟแล้วไฟไม่ขึ้น สายนิวทรอลมันจะมีประจุไฟฟ้าไหลผ่านหรือไม่? พูดง่ายๆคือมีกระแสไฟไหลผ่านสายนิวทรอลไหมเมื่อเราเสียบเครื่องใช้ไฟฟ้า?
ก็ต้องบอกว่ามีอย่างแน่นอน แต่ถ้าใครคนไหนกล้าเอามือไปจับNที่ถูกพ่วงกับกราวด์แล้วมันก็ไม่ดูดแต่บางครั้งอาจจะพอรู้สึกได้ว่ามีไฟฟ้าเบาๆจี้ตอนแตะโดนทีแรกเท่านั้น แต่ถ้าเอากราวด์ที่หม้อแปลงการไฟฟ้าออกไปแล้วเอาเช็กแลมป์หรือไขควงวัดไฟวัด,ไฟจะสว่างแสดงว่ามีการบรรทุกประจุได้เมื่อลูกคลื่นกระแสสลับวิ่งกลับมาอีกด้านมันก็ทำหน้าที่เหมือนไลน์ได้

--

-- -

---

---

 แท่งกราวด์(ground rod)หรือหลักดิน ที่ตอกลงไปกับพื้นดิน ภาพอันนี้ผมไม่แน่ใจว่าแท่งกราวด์เป็นโลหะอะไร แต่เมืองไทยนิยมแท่งกราวด์อยู่2ชนิดคือแบบแท่งเหล็กหุ้มแผ่นทองแดงและแท่งเหล็กชุบทองแดง มีหลายขนาดความยาว แต่ที่นิยมคือขนาด2.4เมตร ซึ่งจริงๆกราวด์อาจเป็นท่อน้ำโลหะใต้ดิน หรือใช้โครงเหล็กเส้นเสาเข็มอาคารมี่ตอกลงดินก็ได้ หรือใช้แผ่นโลหะที่มีความหนา3-6มิล กว้างxยาว 1x1เมตรฝั่งลงใต้ดินก็ได้ หรือจะใช้ท่อน้ำเหล็กที่ชุบกัลวาไนซ์แล้วฝังลงดินที่สำคัญคือต้องมีความต้านทานต่ำกว่า5โอห์ม ถ้าทำใช้เองแท่ง2.4เมตรกับทีชื้นๆแท่งเดียวก็พอแล้วครับ   pic Wiki CC-SA by Ali K 

---

กราวด์ , G ,Earthing ,Ground   , กราวด์(บ้าน)จะถูกสร้างขึ้นหน้าบ้านแยกต่างหากจากการกราวด์การไฟฟ้าด้วยแท่งกราวด์หุ้มทองแดง(Ground rod)ที่ยาว2.4เมตรตอกลงดินที่นิ่มและชื้นจนเกือบมิดและปลายหัวของแท่งจะถูกขันยึดติดกับสายไฟได้สายกราวด์ที่เอาไว้ใช้ในบ้าน สายไฟจากแท่งกราวด์จะถูกลากไปที่ตู้คอนซูเมอร์ หรือตู้เมนเบรกเกอร์ของบ้าน โดยถ้ามีหลายตู้เบรกเกอร์,ตู้เมนเบรกเกอร์หลักที่ใหญ่ที่สุดในบ้านเพียงตู้เดียวและตำแหน่งเดียวที่สายกราวด์จะถูกพ่วงกับสายนิวทรอลที่เดียวเท่านั้น

หน้าที่ของกราวด์ คือ
1   ป้องกันคนโดนไฟดูดเมื่อคนจับตัวถังโลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้า ซึ่งเกิดจากไฟรั่วเช่นสายไฟเสื่อมสภาพหรือเกิดสภาวะเหนี่ยวนำของอุปกรณ์ไฟฟ้า ไฟรั่วลงตัวถังที่เป็นโลหะนำไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้าคนไปจับโลหะนั้นและเครื่องใช้ไฟฟ้านั้นต้องมีปลั๊กสามขาและต้องต่อกับสายกราวด์ จึงทำให้คนใช้งานปลอดภัยจากไฟดูด เครื่องใช้ไฟฟ้าที่เจาะจงคือ เช่น เครื่องทำน้ำร้อน เตาไมโครเวฟ สว่านตัวถังโลหะ  ระวังน้ำนองพื้นแล้วสายLรั่วลงพื้นน้ำจะไม่สามารถกันดูดใดๆได้ในกรณีถ้าติดตั้งเบรกเกอร์กันดูดจึงจะตัดการทำงานได้

2   ป้องกันเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านเกิดความเสียหายเนื่องจากฟ้าผ่าลงสายไฟฟ้าใกล้ๆหรือสายไฟในบ้าน แต่ต้องติดอุปกรณ์ดักจับความเสียหายจากฟ้าผ่าด้วยจึงจะใช้งานได้ เช่น วาริสเตอร์ MOV หรือเสิชอะเรสเตอร์ Gas discharge tube หรือบางทีเป็นฟิวส์ก็ช่วยได้(เบรกเกอร์ไม่ไวพอที่จะป้องกัน)  อุปกรณ์ไฟฟ้าที่เจาะจงคือ แผ่นโซล่าเซลล์ อินเวอเตอร์ คอนเวอตเตอร์ พวกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับแปลงไฟหรือพวกสวิทช์อิเล็กทรอนิกส์ มอสเฟต เฟท เป็นต้น

3   ทำให้เบรกเกอร์ตัดได้ไวขึ้นเมื่อสายไฟไลน์ช็อตหรือกับตัวถังเครื่องใช้ไฟฟ้าเป็นต้น  --

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

 ต่อ...

---

---

---

---

---