วิธีกำเนิดไฟฟ้าแบบต่าง ๆ

โดยทั่วไปไฟฟ้าเกิดขึ้นได้หลายวิธีด้วยกัน   แต่วิธีที่สำคัญซึ่งทำให้เกิดไฟฟ้าได้นั้น พอจะสรุปได้ดังนี้
1. ไฟฟ้าที่เกิดจากการขัดสี   เกิดจากการที่วัตถุสองชนิดที่แตกต่างกันมาขัดสีกัน  ทำให้วัตถุชนิดหนึ่งเสียอิเล็กตรอน ให้แก่วัตถุอีกชนิดหนึ่ง วัตถุที่เสียอิเล็กตรอนจะมีประจุไฟฟ้า เป็นบวก  วัตถุที่ได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นจะมีประจุไฟฟ้าลบ ไฟฟ้าเกิดจากการขัดสีนี้เรียกว่า  ไฟฟ้าสถิต  วัตถุที่นำมาขัดสีให้เกิดประจุไฟฟ้าได้ง่าย เช่น แท่งแก้ว แท่งอำพัน แท่งยางแข็ง  ผ้าไหม ผ้าขนสัตว์ ผ้าแพร เป็นต้น
ตัวอย่างไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการขัดสี ตามปรากฏการณ์ธรรมชาติได้แก่  ก้อนเมฆกับอากาศ  ก้อนเมฆได้รับอิเล็กตรอนจากอากาศและสะสมไว้มากๆ อิเล็กตรอนจึงหาทางถ่ายเทไปให้ก้อนเมฆอื่นๆ ขณะถ่ายเทจะทำให้เห็นเป็นฟ้าแลบเกิดขึ้น   หากอิเล็กตรอนถ่ายเทให้กับพื้นดินก็จะทำให้เกิดฟ้าผ่า และถ้าอิเล็กตรอนที่ถ่ายเทจากก้อนเมฆผ่านลงมาถูกคน สัตว์ ต้นไม้ อาคาร  หรือสถานที่ก็จะทำให้เกิดอันตรายแก่สิ่งที่อิเล็กตรอนนั้นผ่านได้

การขัดสีเพื่อให้เกิดไฟฟ้าสถิตย์

2.  ไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมี ได้มาจากการทดลองที่เรียกว่า  วอลเทอิกเซลล์  ซึ่งประกอบด้วย     แท่งทองแดงกับสังกะสีจุ่มลงในกรดกำมะถัน  หรือกรดซัลฟิวริก   ซึ่งใช้เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์  โลหะสองชนิดนี้จะทำปฏิกิริยาเคมีกับกรดกำมะถัน  เกิดไฟฟ้าขึ้นซึ่งเป็นกระแสตรง โดยมีสังกะสีเป็นขั้วลบและทองแดงเป็นขั้วบวก   สามารถนำไปทดลองกับ   หลอดไฟฟ้าเล็กๆ  ซึ่งจะทำให้หลอดไฟติดได้  ต่อมาภายหลังวิวัฒนาการมาเป็นเซลล์แห้ง (ถ่านไฟฉาย ) กับ (แบตเตอรี่)

ไฟฟ้าที่เกิดจากปฏิกริยาเคมี


2.1  เซลล์แห้ง  (Dry Cell )  ประกอบด้วยกระป๋องสังกะสีซึ่งใช้เป็นขั้วลบ   และมีแท่งคาร์บอนอยู่กลางซึ่งเป็นขั้วบวกส่วนสารละลายอิเล็กโทรไลต์จะใช้สารละลายของแอมโมเนียคลอไรด์ผสมแมงกานีสไดออกไชด์   ที่ก้นกระป๋องจะมียางมะตอยกับยาง กั้นไม่ให้แท่งคาร์บอนแตะกับก้นกระป๋อง  ส่วนด้านบน   ใส่ขี้เลื่อยหรือยางมะตอยแล้วปิดฝาครอบแท่งคาร์บอน เมื่อใช้เซลล์แห้งจนหมดกระป๋องแสดงว่าสังกะสีกับอิเล็กโทรไลต์ จะทำปฏิกิริยากันจนหมดไม่สามารถจะทำให้เกิดปฏิกิริยาได้อีกจึงไม่มีไฟฟ้าเกิดขึ้น ดังนั้น เซลล์แห้งจึงมีช่วงเวลาการใช้งานได้น้อย
2.2  เซลล์ปฐมภูมิ (Primary Cell)  จากการทดลองของวอลตา นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาเลียนพบว่า เมื่อนำโลหะสองชนิดที่แตกต่างกัน  เช่น  สังกะสีกับทองแดงจุ่มลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ โดยเล็กตรอน(ประจุลบ) จากทองแดงจะถูกดูดเข้าไปยังขั้วของสังกะสี  เมื่อทองแดงขาดประจุลบจะเปลี่ยนความต่างศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกทันที   เรียกว่าขั้วบวก   ส่วนสังกะสีจะเป็นขั้วลบตามความต่างศักย์ที่ปรากฏ   ถ้าต่อวงจรไฟฟ้า  ให้ครบวงจร  การถ่ายเทอิเล็กตรอนก็จะเกิดขึ้น  ซึ่งเรียกว่ามีการไหลของกระแสไฟฟ้านั่นเอง   และถ้าปล่อยให้มีการไหลของกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเช่นนั้นเรื่อยๆ  จะปรากฏว่าแท่งสังกะสีที่ เป็นขั้วลบจะเกิดการสึกกร่อนไปที่ละน้อย   ส่วนที่แท่งทองแดงที่เป็นขั้วบวกจะมีฟองก๊าซอยู่รอบ ๆ และการทำงานนี้จะไม่เกิดขึ้นอีกต่อไป  ไม่สามารถจะจ่ายกระแสไฟฟ้าออกมาได้ เราเรียกวงจรแบบนี้ว่าเซลล์ตาย  (Dead Cell)  หรือ เซลล์ปฐมภูมิ (Primary  Cell) นั่นเอง
2.3 เซลล์ทุติยภูมิ (Secondary Cell)  เป็นเซลล์ที่เมื่อใช้ไฟหมดแล้วสามารถอัดไฟได้ใหม่    โดยทั่วไปจะมีพื้นที่ที่เป็นแผ่นโลหะขนาดใหญ่ เพื่อทำให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นมากที่สุด  ดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นก็จะ    มากด้วยตามพื้นที่ของโลหะ  ระหว่างแผ่นโลหะและแผ่นบวกจะมี    ฉนวนกั้น  ซึ่งอาจจะเป็นไม้หรือแก้วพรุนเพื่อให้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ผ่านไปได้   ขั้วบวกและขั้วลบจะต่อยืดกับฝายางที่กันกรดได้และยังมีรูสำหรับเติมน้ำกลั่นให้กับสารละลายอิเล็กโทรไลต์ได้อีกด้วย เพราะขณะที่ใช้งานสารละลายอิเล็กโทรไลต์จะระเหยไป   นอกจากนี้ยังเป็นทางปล่อย ให้ก๊าซที่เกิดจากแผ่นบวกออกไปสู่ภายนอกได้อีกด้วย
2.4  แบตเตอรี่ (Battery)  คือ เซลล์ทุติยภูมิตั้งแต่สองเซลล์ที่มาต่อเข้าด้วยกัน   เมื่อใช้ไฟหมดแล้วสามารถอัดไฟใหม่ได้อีกแบตเตอรี่ทั่วไปมักจะใช้เซลล์สามช่องหรือหกช่องต่ออนุกรมกัน      แต่ละช่องจะได้ไฟสองโวลต์ เช่น  ถ้าต่อ 3  ช่อง  ก็ได้ 6 โวลต์  ถ้าต่อ 6 ช่อง ได้ 12 โวลต์ อิเล็กทรอนิกส์จะทำงานได้ต้องอาศัยพลังงานไฟฟ้า เช่น  เซลล์หรือแบตเตอรี่   ซึ่งมีขนาดตั้งแต่เท่ากระดุม  ที่ใช้กันในกล้องถ่ายรูปและเครื่องช่วยฟัง  โดยมีแรงดันประมาณ 1.3 โวลต์ จนถึงขนาดถ้วยแก้วที่ใช้ในห้องทดลอง  เซลล์เปียกหรือ แบตเตอรี่จะให้กระแสไฟฟ้าได้สูงกว่าเซลล์แห้ง  จึงใช้ได้นานกว่า   ด้วยเหตุนี้แบตเตอรี่ในรถยนต์จึงสามารถใช้กับอุปกรณ์ทุกชนิด  เช่น พัดลมระบายความร้อน  มอเตอร์ปัดน้ำฝน  มอเตอร์เร่งหรือมอเตอร์ฉุดหลอดไฟ  เป็นต้น  แบตเตอรี่รถยนต์เป็นชนิดกรด แต่ยังมีอีกชนิดหนึ่งคือ  ชนิดด่าง  ซึ่งมีข้อดีบางอย่างที่ดีกว่าชนิดกรด เช่น ไม่กัดแบตเตอรี่และตัวรถแบตเตอรี่ทั้งสองชนิดรวมกัน เรียกว่า แบตเตอรี่เปียก หรือแอคูบูเลเตอร์   เมื่อใช้ไฟหมดแล้วสามารถอัดไฟเข้าไปใหม่ได้