กิจกรรม วัดสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำ

วัตถุประสงค์
เพื่อเรียนรู้หลักการ การวัดสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำ

หลักการ
น้ำบริสุทธิ์ ไม่มีความสามารถในการนำไฟฟ้า (Conductivity) แต่น้ำโดยส่วนใหญ่ที่เราพบในชีวิตประจำวันไม่ใช่น้ำบริสุทธิ์ มีสารละลายต่างๆ เจือบนอยู่ สารละลายเหล่านี้เกิดจากการแตกตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า โดยจะมีทั้งประจุบวก (+) และประจุลบ (-) ซึ่งประจุเหล่านี้เองที่ทำให้น้ำสามารถนำไฟฟ้าได้ เราทำการวัดความเข้มของสารละลายในทางอ้อม โดยทำการวัดสภาพการนำไฟฟ้าของน้ำ อุปกรณ์วัดสภาพการนำไฟฟ้าแบบมาตรฐาน จะวัดปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านน้ำในระยะห่าง 1 เซนติเมตร โดยค่าความนำไฟฟ้าจะมีหน่วยวัดเป็นไมโครซีเมนซ์ต่อเซนติเมตร ( microSiemens per cm, µS/cm) หากสารละลายมีความสามารถในการน้ำไฟฟ้ามาก ก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้มาก แต่อุปกรณ์วัดสภาพการนำไฟฟ้าในการทดลองนี้ ใช้เครื่องแอมป์มิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้า จึงมีหน่วยเป็น ไมโครแอมป์ (µA)

เวลาที่ใช้
2 คาบเรียน

ระดับชั้นเรียน
ประถมปลาย – มัธยมต้น

แนวความคิดหลักที่สำคัญ
สารละลายการนำไฟฟ้าของน้ำ

ทักษะ
 การประกอบชิ้นส่วนอุปกรณ์
 การสังเกต

วัสดุและอุปกรณ์
1. ไมโครแอมป์มิเตอร์
2. โพรบวัดกระแสไฟฟ้า ประกอบด้วย หัววัด 2 แท่ง, ความต้านทานปรับค่าได้ (VR), ปากคีบสีแดง และสีดำ ขนาดเล็กอย่างละ 1 ตัว, สายไฟ และแบตเตอรี (รายละเอียดติดต่อโครงการ LESA)
3. สายไฟพร้อมปากคีบหัวท้าย ยาว 10 เซนติเมตร (สำหรับเชื่อมโพรบทั้งสองเข้าด้วยกัน)4. แก้ว หรือภาชนะใส่น้ำ

การประกอบอุปกรณ์
1. ต่อโพรบวัดกระแสไฟฟ้าเข้ากับไมโครแอมมิเตอร์ โดยนำปากคีบสีแดงต่อกับขั้วบวก และนำปากคีบสีดำต่อเข้ากับขั้วลบ
2. นำสายไฟพร้อมปากคีบ หนีบเข้ากับโพรบทั้งสองข้าง
3. หมุนปุ่มปรับความต้านทาน ไปจนเข็มแอมป์มิเตอร์ชี้ค่าสูงสุดเต็มสเกล
4. นำสายไฟที่หนีบเข้ากับโพรบทั้งสองข้างออก
5. นำโพรบวัดไปจุ่มในน้ำหรือสารละลายที่ต้องการวัดสภาพการนำไฟฟ้า โดยให้ส่วนที่เป็นโลหะจมอยู่ในน้ำ
6. รอจนเข็มมิเตอร์หยุดนิ่ง อ่านค่ากระแสไฟฟ้าที่ได้จากมิเตอร์
7. บันทึกผลที่ได้ลงในตารางบันทึกผล เพื่อนำไปเปรียบเทียบความสามารถในการนำไฟฟ้าของสารละลายอื่นๆ

ตารางทดสอบความสามารถในการนำไฟฟ้าของสารละลายต่างๆ

นักเรียนคิดว่า สาเหตุใดที่ทำให้สารละลายดังกล่าวมีความสามารถในการนำไฟฟ้าต่างกัน ?