ไฟฟ้ากระแส

- ต่อไม่ครบวงจร จากรูปพบว่าถ้าต้องการหาความต้านทานระหว่างปลาย AB กระแสไฟฟ้าจะไม่ไหลผ่าน R2 และ R3 R1 R2A R4 R3 R5Bจะได้ RAB  R1  R3  R4By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

- ต่อลดั วงจร คือการต่อทม่ี ีลวดต่ออยู่ระหว่างปลายท้งั สองของตวัต้านทาน และถือว่าจุดระหว่างปลายท้งั สองเป็ นจุดเดยี วกนั ดงั รูปR1 x R2 R1 R3 xyR5 R4 R5 yBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

คือการต่อตัวต้านทานทมี่ ีลกั ษณะสมมาตรกบั แกนการไหลของกระแสไฟฟ้าท้ัง ขนาดและรูปร่างของตวั ต้านทาน การหาความต้านทานในลกั ษณะแบบนีใ้ ช้วธิ ีผ่า วงจร •เลือกพจิ ารณาวงจรทผ่ี ่าแล้วด้านใดด้านหน่ึงพร้อมกบั เพมิ่ ความต้านทานของตัว ต้านทานทอี่ ย่ใู นแนวสมมาตรเป็ นสองเท่า •ทาการยบุ วงจรจนกระทง่ั ได้ค่าความต้านทานค่าหนึ่ง ความต้านทานรวมในวงจรจะเป็ นครึ่งหนึ่งของความต้านทานทหี่ าได้By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

เป็ นวงจรทีม่ กี ารจดั วางตัวต้านทาน 4 ตวั ให้เหมาะสมดงั รูป จนไม่มกี ระแสไหลผ่านจุดสองจุดซึ่งอยู่ระหว่างความต้านทานน้ัน ตามรูปคือ ไม่มกี ระแสไหลผ่านระหว่างจุด xกบั จุด y น่ันคือ Vx = Vy ทาให้กระแสทผี่ ่าน R5 เป็ นศูนย์ เรียกว่าวดิ สโตนบริดจ์ x xR1 R2 R1 R2 R5R3 R4 R3 R4 y yจะได้ว่าผลคูณของความต้านทานของตวั ต้านทาน R1R4 = R2R3By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

ความต่างศักย์ระหว่างข้ัวเซลล์ ถ้าไฟฟ้าจานวน 1 คูลอมบ์ เคล่ือนทจ่ี ากข้วั บวกไปยงั ข้ัวลบของเซลล์ โดย ผ่านเส้นลวดหรือความต้านทานภายนอกเซลล์ จานวนพลงั งานในหน่วยจูลทสี่ ูญเสีย ไปในการนี้ คือค่าความต่างศักย์ระหว่างข้ัวเซลล์ มหี น่วยเป็ นจูล/คูลอมบ์By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

ถ้าไฟฟ้าจานวน 1 คูลอมบ์ เคลื่อนทจ่ี ากข้วั ลบไปยงั ข้ัวบวกของเซลล์ โดย ผ่านเส้นลวดไฟฟ้า โดยผ่านภายในเซลล์น้ัน จานวนพลงั งานในหน่วยจูลท่ี สูญเสียไปในการนี้ คือค่าความต่างศักย์ภายในเซลล์ มหี น่วยเป็ นจูล/คูลอมบ์By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

ถ้าไฟฟ้าจานวน 1 คูลอมบ์เคล่ือนทใ่ี นวงไฟฟ้าจนครบรอบพอดี เช่นเร่ิมออกจาก ข้ัวบวกผ่านเส้นลวดภายนอกเซลล์เข้าสู่ข้ัวลบ จากข้วั ลบผ่านภายในเซลล์และไปถึงยงั ข้วั บวก ซึ่งเป็ นจุดเร่ิมต้นอกี คร้ัง จานวนพลงั งานเป็ นจูลทสี่ ูญเสียไปในการนี้ คือค่า แรงเคล่ือนไฟฟ้าของเซลล์น้ัน มหี น่วยเป็ นจูล/คูลอมบ์ หรือโวลต์ หรืออาจกล่าวได้ว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์มคี ่าเท่ากบั ผลบวกของความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างข้วั เซลล์กบั ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายในเซลล์ กาหนดให้ E = แรงเคลื่อนไฟฟ้า V = ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างข้ัวเซลล์ v = ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายในเซลล์ จะได้ E = V + v = V + Ir = IR + IrBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

วงจรไฟฟ้าเบือ้ งต้นประกอบด้วยความต้านทานและเซลล์ล์ไฟฟ้าต่อกนั เป็ นวงจรเพยี งวงจรเดยี ว เซลล์ไฟฟ้าหรือแบตเตอร่ีเป็ นแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งมีรายละเอยี ดดงั นี้ 1. เซลล์ทาหน้าทใ่ี ห้กระแส ออกจากข้ัวบวกของเซลล์สู่ ภายนอกแล้วกลบั เข้าสู่ข้ัวลบ 2. เซลล์ทาหน้าทใ่ี ห้เกดิ ความต่างศักย์คร่อมตวั ต้านทานภายนอก 3. เซลล์ทาหน้าทใี่ ห้พลงั งานแก่ตัวต้านทานภายนอกโดย อเิ ลก็ ตรอนทาหน้าท่พี าพลงั งานจากเซลล์ไปให้แก่ตวั ต้านทาน ข้อสังเกต ความต่างศักย์ระหว่างข้วั เซลล์จะเท่ากบั แรงเคลื่อนไฟฟ้าเม่ือ •วงจรไฟฟ้าเปิ ดไม่มีกระแสไฟฟ้าไหล •ความต้านทานภายในเซลล์น้อยมาก •ค่าทีอ่ ่านได้จากโวลต์มเิ ตอร์ที่นามาต่อกบั ข้ัวเซลล์By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรม เป็ นการนาเซลล์ไฟฟ้ามาต่อเรียงกนั ไปโดยนาข้ัว ต่างกนั ต่อเข้าด้วยกนั และทขี่ ้ัว ท้งั สองทเี่ หลือจะต่อเข้ากบั ความต้านทานภายนอก 1. เซลล์ไฟฟ้าต่อตามกนั คือการต่อเซลล์ไฟฟ้าที่ให้กระแสไฟฟ้าไหลไปทางเดยี วกนั ในกรณนี ีจ้ ะได้แรงเคล่ือน ไฟฟ้าลพั ธ์ (E) มีค่าเท่ากบั ผลรวมของแรงเคล่ือนไฟฟ้า ย่อย ๆ จะได้ E = E1 + E2 + E3 r = r1 + r2 + r3By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

2. เซลล์ไฟฟ้าต่อขดั กนั คือการต่อเซลล์ไฟฟ้าทีใ่ ห้กระแสไฟฟ้าไหลสวนทางกนั ใน กรณีนีจ้ ะได้แรงเคล่ือนไฟฟ้าลพั ธ์ มคี ่าเท่ากบั ผลต่างของแรงเคล่ือนไฟฟ้าทต่ี ่อ ขัดกนั จะได้ E = E1 + E2 - E3 หรือ E = E3 – (E1 + E2) r = r1 + r2 + r3By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

การต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบขนาน เป็ นการต่อเซลล์ไฟฟ้าเป็ นวงจรมากกว่าหนึ่งวงจร โดยมเี ง่ือนไขดงั นี้ 1. ผลรวมของแรงเคลื่อนไฟฟ้าในแต่ละแถวจะต้องมีค่าเท่ากนั 2. ให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าสู่จุดเดยี วกนั ทุกแถว จะได้E1 E2 E3 E, r E = E r1 r2 r3 E, rE1 E2 E3 r = r/2 r3r1 r2 R RBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

กระแสไฟฟ้าวงจร 1 วง หรือถ้ามหี ลายวงแล้ว สามารถยุบให้เหลือ 1 วงได้ ใช้สมการBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

กระแสไฟฟ้าวงจรมากกว่า 1 วง ให้ใช้กฎของ เคอร์ชอฟ ซึ่งมีหลกั ดงั นี้ 1. กฎของจุด (กฎอนุรักษ์ประจุ) กล่าวว่า ผลบวกทางพชี คณิตของกระแสไฟฟ้าทเี่ ข้ารอยต่อ ใดๆ จะต้องเท่ากบั ผลรวมของกระแสไฟฟ้าทอี่ อก จากรอยต่อน้ัน  Iin   IoutBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

2. กฎของวง (กฎอนุรักษ์พลงั งาน) กล่าวว่า ผลรวมของความต่างศักย์ (พลงั งานต่อหน่ึงหน่วยประจุ) รอบวงปิ ดใดๆ จะต้องเท่ากบั ศูนย์เสมอ Vวงปิด  0By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

การพจิ ารณาการเปลยี่ นศักย์ ทศิ การวน • ทิศการวนเคล่ือนที่ตามวงจาก a ไป b • รูป (c) แหล่งกาเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าวางตวั ใน ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้า (จาก – ไป +), การ เปลี่ยนแปลงศกั ยไ์ ฟฟ้าเป็น +By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

การพจิ ารณาการเปลย่ี นศักย์ ทศิ การวน • ทิศการวนเคลื่อนท่ีตามวงจาก a ไป b • รูป (d) แหล่งกาเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าวางตวั ในทิศ ทางตรงขา้ มแรงเคล่ือนไฟฟ้า (จาก + ไป –), การ เปล่ียนแปลงศกั ยไ์ ฟฟ้าเป็น –By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

การพจิ ารณาการเปลย่ี นศักย์ ทศิ การวน ศักย์สูง ศักย์ตา่ • ทิศการวนเคลื่อนที่ตามวงจาก a ไป b • รูป (a), ตวั ตา้ นทานวางตวั ในทิศทางของกระแส ไฟฟ้า ความต่างศกั ยค์ ร่อมตวั ตา้ นทานเป็น –IRBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

การพจิ ารณาการเปลย่ี นศักย์ ทศิ การวน ศักย์ตา่ ศักย์สูง • ทิศการวนเคลื่อนท่ีตามวงจาก a ไป b • รูป (a), ตวั ตา้ นทานวางตวั ในทิศทางของกระแส ไฟฟ้า ความต่างศกั ยค์ ร่อมตวั ตา้ นทานเป็น +IRBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

เราสามารถหาความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดใด ๆ (a กบั b) ได้ดงั นี้ ถ้าเลือกเส้นทางจาก a ไป b จะเขียนความต่างศักย์เป็ น Vba แต่ถ้าเลือกเส้นทางจาก b ไป a จะเขยี นความต่างศักย์ เป็ น Vab Vab = Va - VbBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

จงหากระแสไฟฟ้าในวงจรE  60 V 5 6r 1 E6V r 1 3By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

จงหากระแสไฟฟ้าในวงจรBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

จากรูป จงหาความต่างศกั ยร์ ะหวา่ ง ab และ cbBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

จากรูป จงหาความต่างศกั ยร์ ะหวา่ งจุด ab, ac และ dbBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

จากรูป จงหาความต่างศกั ยร์ ะหวา่ ง A และ BBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

จงหากระแสไฟฟ้าในแต่ละแถวBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

ในการวดั ปริมาณของไฟฟ้าไม่วา่ จะเป็น กระแสไฟฟ้า ความต่างศกั ยไ์ ฟฟ้า หรือความตา้ นทาน ไฟฟ้า จะใชเ้ คร่ืองมือท่ีเรียกวา่ กลั วานอมิเตอร์ ดดั แปลง มาเพื่อใหเ้ หมาะสมกบั งานท่ีใช้ กลั วานอมิเตอร์ ที่ใชเ้ ขม็ จะเบนไปบนหนา้ ปัดตามปริมาณของกระแสในวงจร ซ่ึง การเบี่ยงเบนไปเป็นผลเน่ืองมาจากการผลกั กนั ระหวา่ ง แรงเน่ืองจากสนามไฟฟ้ากบั สนามแม่เหลก็ ซ่ึงกลั วานอ มิเตอร์ สามารถดดั แปลงเป็นเคร่ืองมือวดั ชนิดอ่ืนดงั น้ีBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

เป็ นเครื่องมือเบื้องต้นในการวดั กระแสไฟฟ้า และความ ต่างศักย์ไฟฟ้า แต่วดั ได้ในปริมาณน้อยมาก ถ้ากลั วานอ มเิ ตอร์ ตวั หน่ึงทนกระแสสูงสุด IG และมคี วามต้านทาน RG จะได้ Imax  IG Vmax  IGRGBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

เป็ นเคร่ืองวดั กระแสไฟฟ้าที่ได้มากกว่า IG โดยปรับปรุงจากกลั วา นอมิเตอร์ โดยการต่อ RS ขนานกบั กลั วานอมเิ ตอร์ ดงั รูป จากกฏ ของโอห์ม จะได้ เน่ืองจาก RG ต่อกนั แบบขนานกบั RS ความต่างศักย์แถวบน จงึ เท่ากบั แถวล่าง จะได้By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

RS เรียกว่า ชันต์ ทาหน้าทแ่ี บ่งกระแสส่วนเกนิ จาก IG ควรมคี ่าน้อย ๆ เพื่อแบ่งกระแสได้มาก ทาให้ได้ Imax มากขนึ้ และจะทาให้แอมมเิ ตอร์มคี วามต้านทานน้อย เมื่อนาแอม มเิ ตอรไปวดั กระแสไฟฟ้าในวงจรโดยการต่ออนุกรมกบั วงจร จะทาให้ค่าทอี่ ่านได้ไม่ผดิ จากความเป็ นจริงมากนักBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

กลั วานอมิเตอร์เคร่ืองหน่ึงมีความ ตา้ นทาน 1000 โอห์ม ทนกระแสไดส้ ูงสุด 100 mA ถา้ ตอ้ งการนากลั วานอมิเตอร์น้ีมา สร้างเป็นแอมมิเตอร์ใชวั ดั กระแสได้ 1 A จะตอ้ งใชช้ นั ตท์ ี่มีความตา้ นทานเท่าใดBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

เป็นเครื่องมือวดั ความต่างศกั ยไ์ ฟฟ้าที่ถูกปรับปรุง จากกลั วานอมิเตอร์ โดยการต่อ Rm อนุกรมกบั กลั วานอ มิเตอร์ เพอื่ ใหไ้ ดค้ วามต่างศกั ยเ์ พิ่มมากข้ึน ดงั รูป Rm จะทาหน้าทเ่ี พมิ่ ความต้านทานระหว่าง a กบั b เพ่ือ ให้ได้ค่าความต่างศักย์มากขนึ้By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

Rm จึงควรมคี ่ามาก ๆ เพื่อทาให้โวลต์มเิ ตอร์มคี วาม ต้านทานสูง เม่ือนาโวลต์มเิ ตอร์ไปต่อขนานกบั วงจร กระที่ ผ่านโวลต์มเิ ตอร์จะได้มคี ่าน้อย ๆ ทาให้ค่าทอ่ี ่านได้ไม่ผดิ จากความเป็ นจริงมากนัก เนื่องจาก RG และ Rm ต่อกนั แบบ อนุกรม จะได้By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

โวลตม์ ิเตอร์เคร่ืองหน่ึงมีความตา้ นทาน 10,000 โอห์ม ใชว้ ดั ความต่างศกั ยร์ ะหวา่ ง 0 – 100 โวลต์ ถา้ ตอ้ งการ วดั ใหไ้ ดถ้ ึง 400 โวลต์ จะตอ้ งต่อตวั ตา้ นทาน x อยา่ งไร กบั โวลตม์ ิเตอร์เครื่องน้ี และ x มีค่ากี่โอห์มBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

เป็นอุปกรณ์ท่ีใชว้ ดั ความตา้ นทานโดยตรง ซ่ึงมี ลกั ษณะส่วนประกอบดงั รูปBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

โอห์มมิเตอร์เครื่องหน่ึง ประกอบดว้ ยแบตเตอร่ี 9 V แกลวานอ มิเตอร์มีความตา้ นทาน 2 k วดั กระแสไดส้ ูงสูด 50 A เม่ือนา หวั วดั x และ y แตะกนั เมื่อปรับ R0 กระทง่ั เขม็ ช้ีเตม็ สเกล เมื่อนา ตวั ตา้ นทาน RX มาต่อหวั วดั x และ y เขม็ ช้ีก่ึงกลางสเกลพอดี จง หาความตา้ นทาน R0 และ RX xyBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

พลงั งานไฟฟ้า (Electrical energy) พลงั งานไฟฟ้า (W) ทใี่ ช้ในการเคล่ือนประจุ Q ในวงจรไฟฟ้า ในเวลา t จากจุด a ไปยงั จุด b มคี ่าเท่ากบั ผลคูณของประจุกบั ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด a และ bW = QVab = I2Rt = IVt = V2t RBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

กาลงั ไฟฟ้า (Electrical power) คือพลงั งานทสี่ ูญเสีย ไปในหน่ึงหน่วยเวลาBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

คดิ ต่อหน่วย (Unit) ซึ่งมคี ่าเท่ากบั กโิ ลวตั ต์-ชั่วโมง โดย 1 ยูนิต = 1 กโิ ลวตั ต์ - 1ช่ัวโมง = 3.6x106 จูล ข้อควรรู้ 1. ถ้าความต้านทานต่ออนุกรมกนั จะได้กระแสไฟฟ้า ผ่านความต้านทานแต่ละตวั เท่ากนั หากาลงั ไฟฟ้าได้จาก สูตร P = I2R และในกรณนี ีก้ าลงั ไฟฟ้าจะแปรผนั ตาม กบั ความต้านทาน (P  R)By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

2. ถ้าความต้านทานต่อขนานกนั จะได้ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างปลายท้งั สองของความต้านทานแต่ละ V2ตวั เท่ากนั หากาลงั ไฟฟ้าได้จากสูตร P= Rและในกรณีนีก้ าลงั ไฟฟ้าจะแปรผกผนั กบั ความต้านทานPα 1 RBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

3. อปุ กรณ์ไฟฟ้าบอก Watt บอก Volt มาให้ ต้องรู้ส่ิง ต่อไปนีค้ ือ 3.1 ประสิทธ์ิภาพของอุปกรณ์น้ัน เช่น หลอดไฟ 60 W, 220 V แสดงว่าหลอดไฟฟ้าให้กาลงั 60 วตั ต์ เมื่อต่อกบั ความต่างศักย์ 220 โวลต์ และถ้าหลอดไฟต่อกบั ความต่าง ศักย์น้อยกว่า 220 โวลต์ จะให้กาลงั น้อยกว่า 60 วตั ต์ และถ้า ต่อกบั ความต่างศักย์มากกว่า 220 โวลต์ หลอดไฟขาด 3.2 ความต้านทานของอุปกรณ์น้ัน โดยหาได้จาก สมการBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

3.3 กระแสสูงสุดทอี่ ุปกรณ์น้ันจะรับได้ โดยหาได้จาก สมการ เพื่อประโยชน์ในการเลือกขนาด ของฟิ วส์ และการขอมเิ ตอร์ไฟฟ้า 3.4 เครื่องผ่อนแรงทางไฟฟ้าเขยี นบอก HP, Volt และ A มาให้ แสดงว่าบอกประสิทธิภาพเคร่ืองผ่อนแรงBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

หลอดไฟ 60 W, 220 V นามาต่อกบั ไฟ 110 V จงหา กาลงั ไฟฟ้าที่เกิดข้ึน และถา้ นาหลอดไฟชนิดน้ี 2 หลอด มาต่ออนุกรมกนั กบั ไฟ 220 V จะไดก้ าลงั ไฟฟ้าหลอด ละเท่าใดBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

หลอดไฟ 50 W และ 100 W อยา่ งละหลอด เอามาต่อ อนุกรมกนั และใชก้ บั ไฟบา้ น จงหาอตั ราส่วนความ สวา่ งของหลอด 50 W ต่อหลอด 100 W ขณะต่อ อนุกรมกนัBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

ถา้ นาตวั ตา้ นทาน 100 โอห์ม ทนได้ 4 วตั ต์ ตวั ตา้ นทาน 500 โอห์ม ทนได้ 5 วตั ต์ ตวั ตา้ นทานที่ต่อกนั แลว้ น้ี จะ ทนกาลงั ไฟฟ้าไดส้ ูงสุดกี่วตั ต์ เมื่อตวั ตา้ นทานต่อ อนุกรมกนั และต่อขนานกนัBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

กาตม้ น้าใบหน่ึงใชก้ บั ไฟ 220 V เพอื่ ใช้ ตม้ น้า 100 m3 ใหเ้ ดือดในเวลา 3 นาที อยากทราบวา่ ถา้ ใชก้ าตม้ น้า ใบน้ีกบั ความต่างศกั ยไ์ ฟฟ้า 110 V ในการตม้ น้า ปริมาณเท่าเดิม น้าจะเดือดภายในก่ีนาทีBy : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School

By : Mr.Taywan DeejarasSatreesamutprakarn School

By : Mr.Taywan Deejaras ; Satreesamutprakarn School