กำลังเตรียมหน้า…
กำลังเปิดห้องทดลอง…
รอสักครู่ ภาพจำลองกำลังโหลด
Wind Turbine
ลมแรงขึ้นเท่าตัว กังหันผลิตไฟได้มากขึ้นกี่เท่า?
ทำทีละขั้น ทายผลก่อน แล้วลองปรับตัวแปรหลักด้วยตัวเอง
ปรับได้ทุกตัวแปร รวมตัวแปรเพิ่มเติมสำหรับ ม.4–6 แล้วบันทึกผลเปรียบเทียบ
ทุกอย่างในโหมดทดลองอิสระ พร้อมแผนการสอน ใบงาน และเฉลยที่พิมพ์ได้
ค่าที่วัดได้จากการตั้งค่าตอนนี้
พลังงานในลม (Power in wind)
313.6W
สัดส่วนที่ใบพัดจับได้ (Power coefficient Cp)
0.45
กำลังที่ใบพัดจับได้ (Captured power)
141W
กำลังไฟฟ้า (Electrical power)
120W
ความเร็วรอบใบพัด (Rotor speed)
812rpm
ลมกลายเป็นไฟฟ้า (Wind-to-electric efficiency)
38.25%
ความเร็วลมหลังใบพัด (Wake speed)
5.45m/s
สรุปผล ลม 8.0 m/s → ใบพัดหมุน 812 รอบต่อนาที จับพลังงานลมได้ 45% → ไฟฟ้า 120.0 W
เปรียบเทียบผลแต่ละรอบ0/3
กดบันทึกผล แล้วเปลี่ยนค่า จะเห็นเส้นของแต่ละรอบซ้อนกันบนกราฟ
แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว
แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว
ค่าจากกราฟ กำลังไฟฟ้า vs ความเร็วลม (Electrical power vs wind speed) (39 จุด)
| ความเร็วลม (m/s) | กำลังไฟฟ้า (W) |
|---|---|
| 1 | 0.234 |
| 2.5 | 3.66 |
| 4.5 | 21.3 |
| 6 | 50.6 |
| 8 | 120 |
| 9.5 | 201 |
| 11.5 | 356 |
| 13 | 515 |
| 15 | 791 |
| 16.5 | 1052 |
| 18.5 | 1483 |
| 20 | 1874 |
แสดง 12 จาก 39 แถว (เลือกแถวแบบเว้นระยะเท่ากัน รวมแถวแรกและแถวสุดท้าย)
สิ่งที่แบบจำลองนี้ใช้คิดคำนวณ และสิ่งที่ควรเห็นเมื่อทดลอง
กังหันลม (Wind Turbine)
ลม 8 m/s ใบพัดจับพลังงานลมได้ 45% ได้ไฟ 120 W — กดเริ่มเพื่อดูลมพัดและใบพัดหมุน
ความเร็วปลายใบพัด (Tip speed)
48m/s
ราว 173 km/h เร็วกว่าลม 6 เท่า
ภาพหมุนช้ากว่าจริง (Slow motion)
9.3เท่า
ใบพัดจริงหมุนเร็วจนตามองไม่ทัน ภาพจึงหมุนช้าลง
แบบจำลองนี้คิดลมสม่ำเสมอทั้งวงใบพัด พลังงานในลม P = ½ρAv³ ใบพัดจับได้เป็นสัดส่วน Cp = 0.45 cos²(มุมบิด) ซึ่งต่ำกว่าขีดจำกัดเบ็ตซ์ 59.3% เสมอ แล้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าตามประสิทธิภาพที่ตั้งไว้ (teaching model ไม่ใช่การคำนวณใบพัดจริง)
ความเร็วลมหลังใบพัดและความกว้างของท่อลมมาจากทฤษฎีจานหมุนในอุดมคติ (actuator disc) Cp = 4a(1 − a)² ความเร็วรอบคิดจากอัตราส่วนความเร็วปลายใบพัดคงที่ 6 เท่าของลม ภาพวาดตามมาตราส่วน 60 px ต่อ 1 m ส่วนความเร็วการหมุนในภาพถูกลดลง (ไม่เกิน 2 รอบต่อวินาที) เพื่อไม่ให้ตาเห็นใบพัดหมุนถอยหลัง