วิชา หลักการไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์ เบื้องต้น

โรงเรียนทหารมา้ วชิ า หลกั การไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนกิ ส์ เบ้ืองต้น รหัสวิชา ๐๑๐๒๒๗๐๕๐๑ หลักสตู ร ช่างซ่อมบารุงวทิ ยุประจาหน่วย แผนกวิชาส่อื สาร กศ.รร.ม.ศม. ปรัชญา รร.ม.ศม. “ฝกึ อบรมวิชาการทหาร วทิ ยาการทนั สมัย ธารงไวซ้ ่ึงคุณธรรม”

ปรชั ญา ทหารม้าเป็นทหารเหล่าหน่ึงในกองทัพบก ท่ีใช้ม้าหรือสิ่งกาเนิดความเร็วอ่ืน ๆ เป็นพาหนะ เป็นเหล่าที่มีความสาคัญ และจาเป็นเหล่าหนึ่ง สาหรับกองทหารขนาดใหญ่ เช่นเดียวกับเหล่าทหารอ่ืน ๆ โดยมีคุณลักษณะ ท่ีมีความคล่องแคล่ว รวดเร็วในการเคล่ือนที่ อานาจการยิงรุนแรง และอานาจใน การทาลายและข่มขวัญ อันเปน็ คุณลกั ษณะท่สี าคัญและจาเปน็ ของเหล่า โรงเรียนทหารมา้ ศูนย์การทหารม้า มีปรชั ญาดังนี้ “ฝึกอบรมวิชาการทหาร วิทยาการทันสมยั ธารงไว้ซึง่ คณุ ธรรม” ปณิธาน “ โรงเรียนทหารม้า ศนู ย์การทหารมา้ มุ่งพัฒนาการฝกึ ศึกษา วชิ าการ และงานวิจัยเพ่ือให้กาลังพลเป็นผู้มีความรู้ ทางวิชาการของเหล่า รวมทั้งเทคโนโลยีท่ีทันสมัย ผลิตผู้นาทางทหารที่ดีมีคุณธรรม มีความรับผิดชอบ และ สามารถนาความรูไ้ ปใชใ้ นการปฏิบตั ิหนา้ ท่ีไดอ้ ยา่ งมปี ระสิทธภิ าพ ” วสิ ัยทศั น์ “ มีความเป็นเลศิ ในการจัดการเรียนการสอน การบริการการศึกษา และงานวิจัยผลิตกาลังพลของเหล่าทหารม้า เพื่อเป็นกาลังหลักของกองทัพบก ” อัตลักษณ์ “เข้มแข็ง มวี ินยั ใฝค่ วามรู้ เชิดชคู ณุ ธรรม นอ้ มนาพระราชดารัส ปฏิบตั ิตามนโยบาย” เอกลักษณ์ “โรงเรียนทหารม้า มุ่งศึกษา องค์ความรู้ บูรณาการการรบทหารม้า ร่วมพัฒนาชาติ เพ่ิมอานาจกาลังรบของ กองทัพบก” พนั ธกจิ ๑. พัฒนาคณุ ภาพครู อาจารย์ และบคุ ลากรทางการศึกษา ๒. จัดการฝกึ ศึกษาใหก้ บั กาลงั พลเหลา่ ทหารม้า และเหลา่ อน่ื ๆ ตามนโยบายของกองทัพบก ๓. ผลิตนายทหารชัน้ ประทวนของเหลา่ ทหารมา้ ตามทไ่ี ด้รับมอบหมาย ๔. วิจยั และพัฒนาระบบการศกึ ษา ๕. ปกครองบงั คับบัญชากาลังพลของหนว่ ย และผเู้ ขา้ รับการศกึ ษาหลกั สตู รตา่ งๆ ๖. พัฒนาส่อื การเรยี นการสอน เอกสาร ตาราของโรงเรยี นทหารม้า ๗. ทานุบารงุ ศลิ ปวฒั นธรรม วัตถุประสงค์ ๑. เพ่ือพัฒนาครู อาจารย์ และบคุ ลากรทางการศึกษา ให้มีความรู้ความสามารถในการถ่ายทอดความรู้ ให้กับ ผูเ้ ข้ารับการศกึ ษาไดอ้ ยา่ งมปี ระสิทธิภาพ ๒. เพื่อพัฒนาระบบการศึกษา และจดั การเรียนการสอนผา่ นสื่ออิเลก็ ทรอนกิ ส์ ใหม้ คี ุณภาพอยา่ งตอ่ เนอ่ื ง ๓. เพ่ือดาเนินการฝึกศึกษา ให้กับนายทหารชั้นประทวน ท่ีโรงเรียนทหารม้าผลิต และกาลังพลท่ีเข้ารับการศึกษา ใหม้ ีความรู้ความสามารถตามท่หี นว่ ย และกองทพั บกตอ้ งการ

๔. เพื่อพฒั นาระบบการบรหิ าร และการจดั การทรัพยากรสนับสนุนการเรียนรู้ ให้เกดิ ประโยชน์สงู สุด ๕. เพอื่ พัฒนาปรบั ปรงุ สือการเรยี นการสอน เอกสาร ตารา ให้มีความทันสมัยในการฝึกศกึ ษาอย่างต่อเนอ่ื ง ๖. เพื่อพัฒนา วิจัย และให้บริการทางวิชาการ ประสานความร่วมมือ สร้างเครือข่ายทางวิชาการ กบั สถาบันการศกึ ษา หนว่ ยงานอ่ืนๆ รวมทั้งการทานุบารงุ ศิลปวฒั ธรรม

สารบญั หนา้ 1 บทที่ 6 1. การปฐมพยาบาลเบ้อื งตน้ 8 2. หนา้ ทีแ่ ละความรบั ผดิ ชอบของเจา้ หนา้ ทสี่ ื่อสาร 14 3. ไฟฟ้าเบ้ืองตน้ 19 4. ทฤษฎีอะตอม 36 5. ตวั ตา้ นทานไฟฟ้า 40 6. กฎของโอห์ม 49 7. วงจรไฟฟ้า 68 8. ตวั เก็บประจุไฟฟ้า 77 9. แม่เหลก็ 87 10. ตวั เหน่ียวนาและหมอ้ แปลงไฟฟ้า 92 11. ไฟฟ้ากระแสสลบั 12. วงจรเรโซแนนซ์ (วงจรจูน) 100 13. การใชเ้ ครื่องตรวจวดั ไฟฟ้า 108 14. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกสป์ ระเภทสารก่ึงตวั นา 139 15. วงจรขยายพ้นื ฐานทรานซิสเตอร์ 153 16. หลกั การแยกหาจุดเสียในวงจรทรานซิสเตอร์ 162 17. ไอซี 172 18. หลอดสูญากาศ ------------------------------------

บทที่ 1 การปฐมพยาบาลและการช่วยเหลือผู้ทถี่ ูกไฟฟ้าดดู คนท่ีถูกกระแสไฟฟ้าดูดจะเป็ นอนั ตรายมากนอ้ ยข้ึนกบั เน้ือท่ถี กู สมั ผสั และสภาพของผวิ หนงั ที่ ตรงจุดสมั ผสั 1. ส่วนของร่างกายท่กี ระแสไฟฟ้าผา่ น 2. จานวนของกระแสไฟฟ้าท่ีไหลผา่ นร่างกาย 3. ระยะเวลาทก่ี ระแสไฟฟ้าไหลผา่ นร่างกาย ไฟฟ้าทาให้ร่างกายไดร้ ับบาดเจ็บหรือเน้ือเยอ่ื ถูกทาลายเนื่องจากผลการเปล่ียนแปลงของกระแส ไฟฟ้ามาเป็ นความร้อน ผิวหนงั ตรงท่ีกระแสไฟฟ้าผ่านเขา้ และออกจะเป็ นแผลลึกเพราะมีการทาลาย เน้ือเยอ่ื ส่วนท่อี ยตู่ อ่ จากตาแหน่งทางเขา้ ซ่ึงเป็ นทางผ่านของกระแสไฟฟ้าจะถูกทาลายดว้ ย เช่น จุดที่ กระแสไฟฟ้าเข้าตรงฝ่ ามือจะพบเน้ือเย่ือท่ีอยู่ต่อไปคือบริเวณต้นแขนและรักแร้จะถูกทาลายด้วย นอกจากน้ียงั พบลกั ษณะแผลไหมท้ ผี่ วิ หนงั ส่วนอื่น ซ่ึงเกิดจากส่วนของกระแสไฟฟ้าที่ไม่ไดผ้ า่ นเขา้ ไป ในร่างกาย ผวิ หนงั หนาและแหง้ ยอ่ มมีความตา้ นทานกระแสไฟฟ้ามาก แต่เมื่อผิวหนงั ช้ืนดว้ ยเหง่ือ หรือเปี ยกน้า ผิวหนงั แทบจะไม่มีความตา้ นทานต่อการไหลของกระแสไฟฟ้า เช่นผิวหนังแห้งมีความ ตา้ นทานกระแสไฟฟ้าประมาณ 100,000-600,000 โอห์ม ขณะที่ผวิ หนงั เปี ยกมีความตา้ นทานเพียง 1,000 โอห์ม เน้ือเยอื่ ที่มีความตา้ นทานต่อกระแสไฟฟ้าน้อยคือ เส้นประสาท กลา้ มเน้ือและหลอด เลือด กระแสไฟฟ้าไหลผา่ นร่างกายจะทาลายโครงสรา้ งต่าง ๆ มากนอ้ ยข้ึนกบั จานวนของกระแสไฟฟ้า น้นั เช่น กระแส ไฟฟ้าไหลผา่ นร่างกายประมาณ 0.01 แอมแปร์ จะรู้สึกกระตุกอยา่ งแรงแต่ยงั สามารถ ควบคุมกลา้ มเน้ือ อวยั วะตา่ ง ๆ ถา้ กระแสไฟฟ้าไหลผา่ นร่างกายมากกวา่ 0.02 แอมแปร์ข้ึนไป หัวใจจะ เตน้ เร็วผดิ ปกติ รูส้ ึกเจบ็ ปวดและหายใจขดั และถา้ กระแสไฟฟ้าไหลผา่ นร่างกายต้งั แต่ 0.25 แอมแปร์ ข้นึ ไป จะเกิดแผลไหมบ้ ริเวณทสี่ มั ผสั และจุดทีก่ ระแสไฟฟ้าไหลออก หวั ใจหยดุ เตน้ ทนั ที กระแสสลบั จะทา ใหม้ ีการเปลี่ยนแปลงทางเสรีภาพมากกวา่ กระแสตรง และการติดอยกู่ บั กระแสไฟฟ้านานก็ทาใหเ้ สียชีวติ หรือ พกิ ารได้ การเปลี่ยนแปลงภายในร่างกายโดยตรงเม่ือกระแสไฟฟ้าแรงสูงไหลผา่ นร่างกายคือ การนา คล่ืนไฟฟ้าหวั ใจผดิ ปกติ กลา้ มเน้ือหวั ใจไดร้ ับอนั ตรายจนเตน้ ผดิ จงั หวะเช่น Ventricular fibrillation ( หวั ใจเตน้ สน่ั พลิ้ว ) หวั ใจหยดุ เตน้ และหยดุ หายใจได้ นอกจากน้ียงั ทาใหก้ ลา้ มเน้ือหดเกร็งอยา่ งรุนแรง ถา้ เกิดกบั กลุ่มกลา้ มเน้ือบริเวณหลงั จะทาใหก้ ระดูกสนั หลงั หกั ได้ การทาลายเน้ือเยอื่ มากจะทาใหป้ ัสสาวะสี เขม้ เพราะโปรตีนในกลา้ มเน้ือทเ่ี รียกวา่ myoglobin ถูกปล่อยจากกลา้ มเน้ือและขบั ออกมากบั ปัสสาวะ ซ่ึงมีพษิ ต่อไตทาใหไ้ ตวาย พยาธิสภาพตอ่ หลอดเลือดและประสาทฝอย ถา้ เป็นแขนขาทาใหห้ ลอดเลือด อุดตนั บางคร้ังอาจพบเน้ือตายของอวยั วะน้นั ท้งั อวยั วะ ปลายประสาท มีการอกั เสบหลายเสน้ ผล ทางออ้ มของกระแสไฟฟ้าจะทาใหเ้ น้ือออ่ นถกู ทาลายเน่ืองจากความรอ้ น 1

ช็อคจากการถูกกระแสไฟฟ้าดูด(Shock caused by Electrical contract) ไฟฟ้ามีคุณอนนั ตเ์ ทา่ กบั มีโทษมหนั ต์ ผใู้ ชจ้ ะปลอดภยั ถา้ รู้จกั ใชอ้ ยา่ งระมดั ระวงั แตถ่ า้ ขาดความ ระมดั ระวงั กจ็ ะทาใหห้ วั ใจหยดุ ทางานและการหายใจหยดุ ในทนั ทีและถึงแก่กรรมในทส่ี ุด คนส่วนมากจะถูกกระแสไฟฟ้าดูดเพราะขาดความระมดั ระวงั หรือประมาท ความรุนแรงของ การช็อคจากการถูกกระแสไฟฟ้าดูดข้ึนอยกู่ บั ปัจจยั หลายอยา่ ง เช่น แรงดนั และกาลงั ไฟ ชนิดของกระแส ไฟฟ้าและตาแหน่งทกี่ ระแสไฟฟ้าเขา้ สู่ร่างกาย ความช้ืนจากเหงอื่ ตวั เปี ยกฝนหรือยนื ในน้า จะทาให้ ระดบั ความชอ็ ครุนแรงข้ึน ข้อบ่งชี้ของการช็อคจากการถูกกระแสไฟฟ้าดูด อุบตั เิ หตุชอ็ คจากการทีถ่ ูกกระแสไฟฟ้าดูดเป็นสถานการณ์ท่เี ห็นไดช้ ดั ทส่ี ุด การบาดเจบ็ อาจเกิด จากฟ้าผา่ หรือสมั ผสั กบั กระแสไฟฟ้าโดยตรง เช่น หวั เสียบ (Plug) หรือเสน้ ลวดทไ่ี ม่มีฉนวนหุม้ แพทย์ หลายทา่ นกล่าววา่ ผปู้ ่ วยท่ีช็อคจากฟ้าผา่ ทนต่อการขาดออกซิเจนและฟ้ื นไดง้ ่ายกวา่ ผปู้ ่ วยท่ีชอ็ คจาก กระแสไฟฟ้าชนิดอ่ืน ๆ ขอ้ ช้ีบง่ ของผปู้ ่ วยทชี่ อ็ คจากถูกกระแสไฟฟ้าคอื 1. ไม่หายใจ 2. ชีพจรเบาหรือคลาไม่ได้ 3. รูม่านตาท้งั 2 ขา้ งขยายตวั 4. ผวิ หนงั มีสีคล้า นอกจากน้ี ตามตวั จะปรากฎรอยไหมต้ รงจุดทีก่ ระแสไฟฟ้าเขา้ และออกดว้ ย การปฐมพยาบาลการช็อคจากถูกกระแสไฟฟ้าดูด ชอ็ คจากการถูกกระแสไฟฟ้าดูดเป็นภาวะท่ีฉุกเฉินมาก ควรปฏบิ ตั ิดงั น้ี และผปู้ ฐมพยาบาลควร ระวงั อนั ตรายจากกระแสไฟฟ้าขณะท่ีพยายามจะช่วยผปู้ ่ วย 1 . อนั ดบั แรกตอ้ งดึงผปู้ ่ วยออกจากกระแสไฟฟ้า วธิ ีที่งา่ ยที่สุดคอื ตดั กระแสไฟฟ้าโดยการปิ ด สวติ ช์ แต่ถา้ ไม่สามารถจะทาไดต้ อ้ งใชว้ ธิ ีดึงผปู้ ่ วยออกจากกระแสไฟฟ้าโดยยนื บนกระดานที่ไม่เปี ยกน้า หรือยนื บนวสั ดุท่ีเป็นฉนวนชนิดอ่ืนๆ เช่น แผน่ ยางและตอ้ งอยา่ ลืมวา่ น้าเป็ นสื่อของกระแสไฟฟ้าทด่ี ีดว้ ย 2. เม่ือดึงผปู้ ่ วยออกจากกระแสไฟฟ้าไดแ้ ลว้ ลงมือนวดหวั ใจและผายปอดใหท้ นั ที ตอ้ งช่วยเหลือ จนกระทงั่ ผปู้ ่ วยหายใจไดห้ รือแพทยร์ บั รองวา่ ถึงแก่กรรมแลว้ 3. เมื่อผปู้ ่ วยฟ้ืนแลว้ และขณะนาส่งโรงพยาบาลตอ้ งช่วยเหลือเช่นเดียวกบั ชอ็ คจากการบาดเจบ็ หลงั จากฟ้ืนแลว้ ผปู้ ่ วยบางคนอาจมีพฤตกิ รรมผดิ ปกตไิ ป เช่น พยายามวง่ิ หนี ดงั น้นั ผปู้ ฐมพยาบาลตอ้ ง ระวงั อนั ตรายท่จี ะเกิดข้ึนในรายท่มี ีอาการหนกั ควรไดร้ ับการดูแลจากแพทยต์ อ่ ไป บาดแผลไฟไหม้จากกระแสไฟฟ้า(Electric Burns) ผปู้ ่ วยที่มีบาดแผลไฟไหมเ้ น่ืองจากถูกกระแสไฟฟ้า ผปู้ ่ วยอาจจะไม่รูส้ ึกตวั หรือการหายใจ อาจจะหยดุ ได.้ การช่วยเหลือโดยการช่วยหายใจในทนั ทีพร้อมท้งั นวดหวั ใจไปดว้ ยจะดีท่ีสุด ผปู้ ่ วยท่ีมี 2

บาดแผลไฟไหมโ้ ดยการใชม้ ือไปถกู ตอ้ งกระแสไฟฟ้า เป็ นเหตุใหก้ ลา้ มเน้ือเกร็งอาจทาใหผ้ ปู้ ่ วยใชม้ ือกา ลวดไฟฟ้าท่รี อ้ นน้นั ไวแ้ น่น ลักษณะของบาดแผลจากกระแสไฟฟ้า ลกั ษณะของบาดแผลจากการถูกกระแสไฟฟ้าชอ็ ต เป็น ส่ิงทจ่ี ะแยกหรือช้ีถึงการรักษาท่ีถูกตอ้ ง อาจพบได้ 3 ลกั ษณะคอื 1. เม่ือร่างกายไดร้ บั กระแสไฟฟ้า จะพบวา่ บาดแผลจะมีท้งั ทางเขา้ และทางออกของกระแสไฟฟ้า ซ่ึงบาดแผลน้นั จะรุนแรงมากและดีกรีของความรุนแรงจะข้นึ อยกู่ บั วา่ ถูกตอ้ ง กบั อวยั วะส่วนใด บาดแผลท่ีเป็นทางเขา้ จะพบวา่ เป็นสีค่อนขา้ งเหลืองอมเทาและบริเวณรอบ ๆ จะเป็นสีแดงจดั โดยปกติ จะพบวา่ ผวิ หนงั เยน็ โดยพบไดท้ ีม่ ือหรือแขนและบริเวณเทา้ จะเป็นจดุ ทางออกของกระแสไฟฟ้า แต่ ส่วนมากจะพบวา่ ผปู้ ่ วยจะมีบาดแผลที่เป็ นทางออกมากกวา่ 1 แห่ง ทางออกของบาดแผลจะพบวา่ เป็ นวง และมีขอบไหมเ้ ห็นชดั คลา้ ยกบั บาดแผลถกู กระสุนปื น ตอ้ งทาการตรวจร่างกายใหแ้ น่ใจวา่ มีบาดแผลที่ ใดบา้ ง รอยเส้ือผา้ ท่ีไหมอ้ าจพบวา่ เป็นจุดท่ีถูกตอ้ งกบั กระแสไฟฟ้าได้ 2. พน้ื ท่ผี วิ ของร่างกายทถี่ ูกไฟไหมจ้ ากกระแสไฟฟ้า อาจพบวา่ บาดแผลมีความลึก ผวิ หนงั บริเวณที่ ถูกกระแสไฟจะเจบ็ ปวดมากกวา่ ผวิ หนงั ช้นั กลาง 3. ความร้อนของกระแสไฟฟ้าทไี่ หมน้ ้นั อาจทาใหเ้ ส้ือผา้ ลุกไหมห้ รือติดกบั วตั ถุอ่ืนดว้ ย การ ช่วยเหลือข้นั แรก การช่วยเหลือโดยรีบปิ ดสวติ ช์ไฟฟ้า และควรจะรีบนาผปู้ ่ วยออกมาจากกระแสไฟฟ้า โดยพยายาม อยา่ ถูกตอ้ งตวั ผปู้ ่ วยโดยตรงกลางคือ อยา่ แตะตอ้ งผปู้ ่ วยดว้ ยมือเปล่า ใหใ้ ชไ้ มย้ าว ๆ หรือวตั ถุท่ีไม่เป็ นสื่อ อาจเป็นผา้ ขาวมา้ คลอ้ ง ดึงผปู้ ่ วยออกมาจากสายไฟฟ้าน้นั ผปู้ ่ วยขณะน้นั อาจจะชอ็ คหล่นลงมา ในบางคร้ัง อาจจะพบวา่ ผปู้ ่ วยอาจไดร้ ับบาดเจบ็ มีกระดูกหกั ร่วมดว้ ย เพราะฉะน้นั ควรทาดว้ ยความระมดั ระวงั สาหรับการช่วยเหลือผูป้ ่ วยท่ีมีบาดแผลถูกกระแสไฟฟ้าเช่นเดียวกบั บาดแผลท่ีถูกความร้อนอื่น ๆ ถา้ ผปู้ ่ วยไม่หายใจ อาจตอ้ งช่วยการหายใจดว้ ยวธิ ีเป่ าปาก (Mouth to mouth) และถา้ คลาชีพจรพบว่าไม่ เตน้ ก็ควรจะช่วยนวดหวั ใจ ( Cardio pulmonary resuscitation ) ดว้ ย การช่วยเหลือท้งั หมดน้ีอาจจะ ช่วยเหลือผทู้ ี่ถูกกระแสไฟฟ้าใหร้ อดชีวติ ไดม้ ากข้นึ การช่วยเหลือคนถูกไฟฟ้าดูดด้วยการเป่ าปาก การเป่ าปากเป็ นการช่วยเหลือที่สาคญั ท่ีสุดและเป็ นเร่ืองท่ีตอ้ งทาอยา่ งเร่งด่วน เพราะถา้ ผถู้ ูก ไฟฟ้าดูดหยดุ หายใจนานเกิน 3-4 นาที เซลลส์ มองซ่ึงเป็นเซลลท์ ่ีไม่สามารถขาดออกซิเจนไดน้ าน ๆ ก็จะ ตาย โดยเฉพาะถา้ เกินกวา่ 3-4 นาที และผบู้ าดเจบ็ ก็จะพกิ ารในเวลาต่อมา ก่อนทาการช่วยเหลือโดยวธิ ีเป่ าปากท่านจะต้องตรวจสอบอะไรบ้าง ก่อนทาการเป่ าปากคนทีถ่ กู ไฟฟ้าดูด ท่านควรจะตรวจสอบสภาพของผบู้ าดเจบ็ ในเรื่องตอ่ ไปน้ี 1. การหายใจ 2. การเตน้ ของหวั ใจ 3. ความรู้สติ 3

โปรดอยา่ ลืมวา่ ทา่ นจะตอ้ งตรวจสภาพของผบู้ าดเจบ็ อยา่ งถูกตอ้ งและรวดเร็วท่ีสุดเพอ่ื ที่ผูป้ ่ วยจะ ไดไ้ ม่ประสบกบั ปัญหาสมองขาดออกซิเจนในภายหลงั การตรวจสอบการหายใจ เราสามารถดูไดจ้ าก 1. ดูวา่ หนา้ อกของผบู้ าดเจบ็ กระเพอื่ มข้ึนลงหรือไม่ 2. ใชห้ ูฟังเสียงและใฃแ้ กม้ ของเราสมั ผสั กบั ลมหายใจของผปู้ ่ วยบริเวณจมูกของผปู้ ่ วยการตรวจ สอบการเตน้ ของหวั ใจ. เราสามารถทาได้โดยการ - จบั จุดชีพจรเตน้ บริเวณลาคอ(ขา้ งลูกกระเดือก)ขอ้ พบั แขน หรือขาหนีบ ถา้ ผปู้ ่ วยยงั มีชีพจรยงั เตน้ อยู่ แสดงวา่ หวั ใจของผปู้ ่ วยยงั เตน้ อยู่ การทดสอบความรู้สติของผู้ป่ วย 1. เขยา่ ตวั ผปู้ ่ วย 2. เรียกชื่อของผปู้ ่ วย ถา้ ผปู้ ่ วยตอบโตโ้ ดยการพดู แสดงวา่ ผปู้ ่ วยยงั คงมีสตดิ ีอยู่ วธิ ีการเป่ าปาก วธิ ีการเป่ าปากน้นั มีอยดู่ ว้ ยกนั 3 ข้นั ตอนคอื 1 . ทาทางเดินหายใจส่วนบนของผปู้ ่ วยใหโ้ ล่ง ท้งั น้ีเพราะถา้ เกิดมีการอุดก้นั ทางเดินหายใจ ส่วนบนก็จะทาใหก้ ารเป่ าปากเป็นไปไม่ได้ โดยเฉพาะลิ้นของผปู้ ่ วยจะเป็ นสิ่งทอ่ี ุดก้นั ทางเดินหายใจ อยา่ งดี 2. เป่ าลมเขา้ ปอดผปู้ ่ วยแรง ๆ โดยการเอามืออดุ จมูกและเชยคางผปู้ ่ วยไว้ จากน้นั เป่ าลมเขา้ ทาง ปากของผปู้ ่ วยถา้ ทาถูกตอ้ งจะพบวา่ หนา้ อกของผปู้ ่ วยจะมีการกระเพอ่ื ม 3. ตรวจสอบชีพจรทลี่ าคอ การทาทางเดนิ หายใจส่วนบนของผู้ป่ วยให้โล่ง พลิกตวั ผปู้ ่ วยใหน้ อนหงาย ใชม้ ือขา้ งหน่ึงเชยคางใหส้ ูงข้ึน เปิ ดปากผปู้ ่ วยมืออีกขา้ งหน่ึงยกศีรษะ บริเวณหนา้ ผากกดลงไปใหห้ นา้ หงายข้ึน การใหผ้ ปู้ ่ วยนอนหงายเชยคางข้ึนเป็ นการทาใหท้ างเดินหายใจโล่ง การเป่ าลมเข้าปอดแรง ๆ เอาหวั แม่มือและนิ้วช้ีบีบจมูกผปู้ ่ วยไวใ้ หแ้ น่น และท่านสูดลมหายใจเขา้ ปอดให้เต็มท่ี เอาปาก ของทา่ นปิ ดปากของผปู้ ่ วยใหส้ นิท แลว้ เป่ าลมเขา้ ปากผปู้ ่ วยโดยแรง พอท่านหมดลมในปากแลว้ ใหถ้ อน ปากออกปล่อยมือทจ่ี มูกผปู้ ่ วย ขณะทที่ าตามองไปทห่ี นา้ อกผปู้ ่ วย เพอื่ ดูการเคลื่อนไหวทา 2 คร้งั ตรวจสอบชีพจรท่ีลาคอ ถา้ คลาไดใ้ ห้ทาซ้าตามข้นั ตอนท่ี 2 ตามจงั หวะการหายใจของท่านจะไดป้ ระมาณ 12-15 คร้ังต่อนาที จนผปู้ ่ วยสามารถหายใจไดเ้ อง ถา้ ท่านเป่ าปากไดถ้ ูกตอ้ งจะสงั เกตเห็นวา่ หนา้ อกของผบู้ าดเจบ็ กระเพอื่ มข้ึนลง 4

การช่วยเหลือคนถูกไฟฟ้าดดู ที่หัวใจหยดุ เต้น วธิ ีช่วยเหลือของทา่ นคอื การนวดหวั ใจ สลบั กบั การเป่ าปาก วิธีการนวดหัวใจ คอื การช่วยใหห้ วั ใจที่หยดุ เตน้ สามารถทางานไดต้ ่อไปตามปกติ การนวดหัวใจ มี ข้นั ตอน ดงั น้ี 1. ใหผ้ หู้ ยดุ หายใจนอนบนพ้นื เรียบแขง็ 2. ผชู้ ่วยเหลือคุกเข่าลงขา้ งผหู้ ยดุ หายใจ 3. ผชู้ ่วยเหลือใชฝ้ ่ามือท้งั 2 ขา้ งวางซอ้ นกนั วางลงบนกระดูกกลางหนา้ อกของผหู้ ยดุ หายใจ 4. โนม้ ตวั ใหน้ ้าหนกั ลงบริเวณสน้ มือ แขนท้งั 2 ขา้ งของผชู้ ่วยเหลืออยใู่ นท่าเหยยี ดตรง 5. ทาซ้า ๆ กนั 15 คร้ังสลบั กบั เป่ าลมเขา้ ปาก 2 คร้งั อนั ตรายของการนวดหัวใจ อนั ตรายท่ีมกั จะพบไดแ้ กก่ ารทผี่ ชู้ ่วยเหลือกดลงบนกระดูกซ่ีโครง กระดูกซ่ีโครงทห่ี กั จะไปท่มิ ปอดและหวั ใจได้ ทาใหผ้ ปู้ ่ วยถึงแก่ความตายได้ หลกั ของการนวดหัวใจสลบั กบั การเป่ าปาก - ใหน้ วดหวั ใจ 15 คร้ังสลบั กบั เป่ าปาก 2 คร้ังสลบั กนั ไป - ใน 1 นาที นวดหวั ใจใหไ้ ด้ 60 คร้งั และเป่ าปากใหไ้ ด้ 8 คร้งั การช่วยเหลือคนถูกไฟฟ้าดูดทีห่ มดสติ คนถูกไฟฟ้าดูดที่หมดสติ อาจจาแนกเป็น 2 พวก 1. หมดสตแิ ต่ยงั มีการหายใจและหวั ใจยงั เตน้ อยู่ 2. หมดสติ หยดุ หายใจและหวั ใจหยดุ เตน้ การช่วยเหลือคนถูกไฟฟ้าดดู ทห่ี มดสติแต่ยงั หายใจและหัวใจเตต้นอยู่วธิ ีช่วยเหลือก็คอื 1. ใหน้ อนตะแคงก่ึงควา่ เพอ่ื ป้องกนั ล้ินของผปู้ ่ วยตกไปอุดก้นั ทางเดินหายใจ 2. รีบนาส่งโรงพยาบาลหรือสถานีอนามยั ใกลบ้ า้ น การช่วยเหลือคนถูกไฟฟ้าดูดท่หี มดสติ หยดุ หายใจและหัวใจหยุดเต้น วธิ ีช่วยเหลือคือ 1. วธิ ีเป่ าปาก 2. นวดหวั ใจ ถา้ ช่วยเป่ าปากและนวดหวั ใจแลว้ ผปู้ ่ วยยงั หายใจเองไม่ไดใ้ หร้ ีบนาส่งโรงพยาบาล พรอ้ มกบั ทา การเป่ าปากและนวดหวั ใจไปตลอดทางจนถึงมือแพทย์ หรือถา้ ทา่ นเป่ าปากและนวดหวั ใจแลว้ คนถูก ไฟฟ้าดูดหายใจเองได้ ทา่ นก็ยงั คงตอ้ งนาผปู้ ่ วยส่งโรงพยาบาลหรือสถานีอนามยั ใกลบ้ า้ นตอ่ ไปเพราะคน ถูกไฟฟ้าดูดเราถือวา่ ยงั ไม่พน้ อนั ตราย อาจเกิดภาวะแทรกซอ้ นข้ึนในภายหลงั ได้ โรคแทรกซอ้ นทอี่ าจ เกิดข้นึ คือ หวั ใจเตน้ ผดิ จงั หวะ -------------------------------------- 5

บทที่ 2 หน้าทแ่ี ละความรับผดิ ชอบของเจ้าหน้าทสี่ ่ือสาร 1. ช่างวทิ ยุประจาหน่วย มีหนา้ ทแี่ ละความรับผดิ ชอบดงั น้ี 1.1 ใชเ้ ครื่องมือในการซ่อมไดถ้ ูกตอ้ งตามคมู่ ือของแต่ละประเภท 1.2 ใชแ้ ละดูแลรกั ษาเครื่องมือ เครื่องใชข้ องหน่วยใหอ้ ยใู่ นสภาพใชง้ านไดต้ ลอดเวลา 1.3 ตรวจ ทดลอง ซ่อมบารุงระดบั หน่วยต่อเครื่องวทิ ยแุ ละอุปกรณ์สื่อสารทีเ่ กี่ยวกบั ไฟฟ้าอ่ืน ๆ เช่น เคร่ืองสลบั สาย และเคร่ืองโทรศพั ท์ ฯลฯ ทห่ี น่วยไดร้ บั 1.4 คน้ หาและแกไ้ ขขอ้ ขดั ขอ้ ง โดยการซ่อมแซมส่วนที่ชารุด และทาการทดแทนช้ินส่วน เม่ือมีชิ้น ส่วนอะไหล่ 1.5 รกั ษาบนั ทกึ สถิตกิ ารซ่อมบารุงและปรับปรุงแกไ้ ข ในรายการส่วนใหญ่ของเคร่ืองส่ือสาร แตล่ ะชนิด 1.6 ร่วมพจิ ารณากบั นายสิบส่ือสาร หรือนายทหารฝ่ ายการสื่อสาร หรือผบู้ งั คบั หมวดส่ือสาร เพอ่ื รักษาระดบั การเบกิ ช้ินส่วนอะไหล่ระดบั หน่วย และตอ้ งรายงานใหน้ ายสิบส่ือสาร หรือนายทหารฝ่ ายการ ส่ือสารหรือผบู้ งั คบั หมวดสื่อสาร ไดท้ ราบสถานภาพของชิ้นส่วนอะไหล่เสมอ 1.7 ทาการตรวจทางเทคนิคตอ่ เคร่ืองสื่อสารของหน่วย และบนั ทึกขอ้ มูลเป็ นสถิติ พร้อมกบั รายงาน ใหน้ ายสิบส่ือสาร หรือนายทหารฝ่ายการส่ือสาร หรือผบู้ งั คบั หมวดสื่อสารทราบ 1.8 รายงานใหน้ ายสิบส่ือสาร หรือนายทหารฝ่ายการสื่อสาร หรือผบู้ งั คบั หมวดสื่อสารทราบ เม่ือ พจิ ารณาเห็นวา่ การชารุดของเคร่ืองส่ือสารเกินข้นั หรือเกินความสามารถ เพอ่ื ส่งซ่อมหน่วยเหนือตอ่ ไป 1.9 รายงานผลการตรวจซ่อมใหน้ ายสิบสื่อสาร หรือนายทหารฝ่ายการสื่อสาร หรือผบู้ งั คบั หมวดส่ือ สารทราบ เพอื่ ร่วมกนั พจิ ารณาหาหนทางป้องกนั ความเสียหายตา่ ง ๆ 1.10 พยายามศกึ ษา ฟ้ืนฟคู วามรู้ ความสามารถของตนเองเสมอ เพอ่ื ใหท้ นั กบั ความรู้และเทคโนโลยี ใหม่ของเคร่ืองส่ือสาร ตลอดจนตดิ ตามใหท้ นั กบั ความเจริญกา้ วหนา้ ทางเทคนิคใหม่ ๆ 2. นายสิบส่ือสาร มีหนา้ ท่ีและความรบั ผดิ ชอบดงั น้ี 2.1 กากบั ดูแลการติดต้งั การปฏิบตั ิงาน และการซ่อมบารุงระบบการส่ือสารที่ใชภ้ ายในหน่วย 2.2 ปฏบิ ตั งิ านดา้ นการซ่อมบารุงประจาหน่วยต่อเคร่ืองสื่อสารต่าง ๆ ทใ่ี ชภ้ ายในหน่วย 2.3 เขา้ ร่วมในการลาดตระเวนเพอ่ื หาทต่ี ้งั อุปกรณ์เคร่ืองสื่อสาร 2.4 กาหนดความตอ้ งการ มอบหมายหนา้ ท่แี ละประสานงานใหเ้ จา้ หนา้ ท่ีสื่อสารตา่ ง ๆ เกี่ยวกบั การ ใชท้ างสาย วทิ ยุ และพลนาสาร 2.5 กากบั ดูแลใหก้ ารปฏบิ ตั งิ านเป็นไปตามคาสงั่ และคาแนะนา ในเร่ืองของการส่ือสาร 2.6 ตรวจเครื่องสื่อสารวา่ อยใู่ นสภาพใชก้ ารไดห้ รือไม่ และประสานงานในดา้ นการซ่อมบารุง เครื่อง สื่อสารประจาหน่วย 2.7 วางแผนงานการฝึกใหแ้ ก่เจา้ หนา้ ทีข่ องหน่วยในเร่ืองการปฏบิ ตั งิ านการส่ือสาร ระเบียบปฏิบตั ิ ประจา และการฝึกการซ่อมบารุง 6

2.8 กากบั ดูแลการปฏิบตั งิ านของศูนยก์ ารส่ือสารของหน่วย รวมท้งั การออกใบรับดาเนินกรรมวธิ ี และการส่งข่าว 2.9 กากบั ดูแลการปรนนิบตั ิบารุง การซ่อมบารุง ตรวจสอบ และบริการ (PMCS) ใหเ้ ป็นไปตามวง รอบทก่ี องทพั บกกาหนดไว้ 3. นายทหารฝ่ ายการสื่อสาร และ/หรือผู้บงั คบั หมวดสื่อสาร มีหนา้ ทแี่ ละความรับผดิ ชอบดงั น้ี 3.1 หนา้ ทีท่ วั่ ไป อานวยการ และ/หรือกากบั ดูแลในเร่ืองการตดิ ต้งั การปฏบิ ตั งิ าน และการซ่อม บารุงระบบการติดตอ่ ส่ือสารของหน่วยทไ่ี ม่ใช่เหล่าทหารส่ือสาร 3.2 หนา้ ท่ีเฉพาะ 3.2.1 วางแผนหรือจดั ระบบการติดตอ่ ส่ือสารทางสาย ทางวทิ ยุ โสตทศั นะและการนาสาร 3.2.2 อานวยการและกากบั ดูแลการตดิ ต้งั การปฏิบตั ิงานการติดตอ่ สื่อสารภายในที่บงั คบั การ ระหวา่ งทีม่ ีสถานการณ์ทางยทุ ธวธิ ี 3.2.3 อานวยการใหม้ ีการติดต่อสื่อสารอยา่ งมีประสิทธิภาพกบั หน่วยทม่ี าข้ึนสมทบ หน่วยที่ มาสนบั สนุน และหน่วยขา้ งเคยี ง 3.2.4 กาหนดใหม้ ีมาตราการรกั ษาความปลอดภยั ทางการส่ือสาร เช่น การจากดั การใชว้ ทิ ยุ การเตรียมการใชว้ ธิ ีการส่ือสารสารอง เพอ่ื เสริมซ่ึงกนั และกนั 3.2.5 ใหค้ าแนะนาในเรื่องการตดิ ต่อสื่อสารต่อผบู้ งั คบั หน่วย และนายทหารฝ่ายอานวยการ ของหน่วย 3.2.6 อานวยการในเร่ืองการฝึกและการปฏิบตั งิ านของพนกั งานวทิ ยุ เจา้ หนา้ ทท่ี างสาย เจา้ หนา้ ทศี่ ูนยก์ ารสื่อสารของหน่วยใหส้ ามารถปฏิบตั งิ านไดอ้ ยา่ งมีประสิทธิภาพ 3.2.7 อานวยการในเรื่องการปรนนิบตั ิบารุง การซ่อมบารุง การตรวจสอบ และการบริการ เคร่ืองสื่อสารของหน่วยใหเ้ ป็ นไปตามวงรอบท่กี องทพั บกกาหนด ------------------------------------------- 7

บทท่ี 3 ไฟฟ้าเบื้องต้น 1. ไฟฟ้าคอื อะไร ไฟฟ้า คือ พลงั งานที่มองไม่เห็นซ่ึงสามารถนามาเปล่ียนรูปใหเ้ ป็ นความรอ้ น แสง การขบั เคล่ือนในลกั ษณะดูดหรือผลกั ทาใหเ้ กิดผลทางฟิสิกส์ไดห้ ลายอยา่ ง และสามารถนามาประยกุ ตใ์ ชง้ าน เพ่อื สร้างอุปกรณ์ท่ีอานวยประโยชน์ในชีวิตประจาวนั ไดอ้ ยา่ งมากมาย ที่จริงแลว้ ไฟฟ้ามีอยทู่ วั่ ไป สิ่ง ตา่ ง ๆ ที่อยรู่ อบ ๆ ตวั เราก็มีไฟฟ้าเพยี งแต่ว่าเรายงั ไม่นามาสร้างให้เกิดอานาจไฟฟ้าข้ึน จึงไม่สามารถ นามาทาใหเ้ กิดผลงานต่าง ๆ ข้ึนได้ หลกั ในการนาไฟฟ้ามาใชง้ านน้ัน จะตอ้ งทาใหส้ ิ่งต่าง ๆ เกิดการ ขาดความสมดุลทางไฟฟ้าข้นึ เพอื่ สรา้ งอานาจของประจุไฟฟ้าข้ึนมา ปกติแลว้ วตั ถุต่าง ๆ น้ัน เม่ือนามา แยกออกเป็ นส่วนเล็กท่ีสุกเรียกว่า อณู หรือ โมเลกุล (molecule) แล้วในส่วนที่เล็กที่สุดน้ันยงั ประกอบดว้ ยปรมาณูท่ีเรียกวา่ อะตอม (atom) อีกเป็ นจานวนมาก ในแต่ละอะตอมประกอบไปดว้ ย อนุภาคไฟฟ้าสองชนิด ไดแ้ ก่ ประจุไฟฟ้าบวก และ ประจุไฟฟ้าลบ ปกติประจุไฟฟ้าท้งั สองชนิดมี จานวนเท่ากนั อะตอมของส่ิงต่าง ๆ จึงไม่แสดงอานาจไฟฟ้าออกมา แต่มนุษยไ์ ดค้ ิดวธิ ีที่ทาใหอ้ ะตอม ของสิ่งต่าง ๆ เกิดการขาดความสมดุลทางไฟฟ้าข้ึน คือทาให้จานวนประจุไฟฟ้าในอะตอมน้นั เกิดไม่ เทา่ กนั ข้นึ เช่น ทาใหจ้ านวนประจไุ ฟฟ้าลบน้อยกวา่ ประจุไฟฟ้าบวกหรือทาให้ประจุไฟฟ้าลบมากกวา ประจุไฟฟ้าบวก เป็ นตน้ เมื่อเป็ นเช่นน้ีอะตอมจึงเกิดการแสดงอานาจของประจุไฟฟ้าข้ึน คือพยายาม จะรบั เอาประจไุ ฟฟ้าทขี่ าดจากท่อี ื่นเขา้ มาทดแทนส่วนทขี่ าดหายไป หรือพยายามถ่ายเทประจุไฟฟ้าส่วน ที่เกินน้นั ไปให้ยงั สิ่งอื่น ๆ เพื่อรักษาความเป็ นกลางทางไฟฟ้าเอาไว้ คือทาใหจ้ านวนประจุไฟฟ้าบวก และประจุไฟฟ้าลบมีจานวนเทา่ กนั ดงั เดิม ความพยายามถ่ายเทประจไุ ฟฟ้าใหซ้ ่ึงกนั และกนั เพื่อทาใหเ้ กิด ความเป็นกลางข้นึ น้ีเรียกวา่ อานาจของประจุไฟฟ้า และเมื่อเกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้าใหซ้ ่ึงกนั และกนั โดยประจุไฟฟ้าเคล่ือนที่จากจุดหน่ึงไปยงั อีกจุดหน่ึงน้ันเรียกวา่ เกิดกระแสไฟฟ้าไหล กระแสไฟฟ้า ไหล (ถ่ายเทประจุไฟฟ้าให้กนั และกนั ) จนกว่าจะไดร้ ับปริมาณประจุไฟฟ้าที่ขาดไปน้ันคืนมาอยา่ ง ครบถว้ น แลว้ กจ็ ะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหล (ไม่มีการถ่ายเทประจุไฟฟ้า) อีกตอ่ ไป รูปท่ี 1 การเคลื่อนตวั ของกระแสไฟฟ้าแสดงใหเ้ ห็นในรูปของแสง 8

รูปท่ี 2 เครื่องใชไ้ ฟฟ้าต่าง ๆ ผลของการถ่ายเทประจุไฟฟ้าหรือการไหลของกระแสไฟฟ้าน้ีเองท่ีมนุษยส์ ามารถนาไปใช้ ประโยชน์ไดอ้ ยา่ งกวา้ งขวาง เคร่ืองใชแ้ ละอุปกรณ์อานวยความสะดวกในชีวติ ประจาวนั ท่ีเห็นอยรู่ อบ ๆ ตวั เราน้นั เกือบท้งั หมดเป็นอุปกรณ์ทีท่ างานดว้ ยกระแสไฟฟ้า เช่น หลอดไฟฟ้าต่าง ๆ เตาไฟฟ้า หมอ้ หุงขา้ วไฟฟ้า กาต้มน้ าไฟฟ้า เคร่ืองป้ิ งขนมปัง พดั ลม เคร่ืองปรับอากาศ ตูเ้ ยน็ วิทยุ โทรทัศน์ วดิ ีโอเทป เคร่ืองเสียง ฯลฯ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเขา้ ไปในอุปกรณ์แต่ละชนิด จะเกิดผลงานข้ึน ตามลกั ษณะการออกแบบใชง้ านของอุปกรณ์น้ัน ๆ เช่น เกิดแสงสวา่ งออกมาจากหลอดไฟ เกิดความ ร้อนข้ึนทีเ่ ตาไฟฟ้าเกิดการหมุนของมอเตอร์พดั ลม เป็นตน้ 2. ชนิดของไฟฟ้า ไฟฟ้าแยกออกไดเ้ ป็ น 2 ชนิด คือ ไฟฟ้าสถิต (electrostatic) เป็ นไฟฟ้าท่ีไม่เคลื่อนท่ี กบั ไฟฟ้ากระแส (electrodynamics) ซ่ึงเป็นไฟฟ้าทเ่ี คล่ือนท่ีไดซ้ ่ึงนามาใชป้ ัจจุบนั การเคล่ือนท่ีของไฟฟ้า กระแสน้ันเรียกวา่ กระแสไฟฟ้า (electric current) โดยปรากฏการณ์ที่ไฟฟ้ากระแสเคลื่อนท่ีผา่ น อุปกรณ์ไฟฟ้าแลว้ ทาใหเ้ กิดผลงานทางไฟฟ้าออกมาในลกั ษณะต่าง ๆ ไดน้ ้ันเรียกว่า เกิดกระแสไฟฟ้า ไหลครบวงจรไฟฟ้ากระแสมี 2 ชนิด ไดแ้ ก่ ไฟฟ้ากระแสสลับ เรียกส้ัน ๆ ว่า ไฟเอซี (AC :alternating current) เป็ นไฟฟ้ากระแสท่ีมีการ เปลี่ยนแปลงปริมาณและทิศทางการไหลตลอดเวลา ได้แก่ ไฟฟ้าโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้าท่ีส่งตาม สายไฟเขา้ มายงั สถานที่อยอู่ าศยั หรือสถานประกอบการตา่ ง ๆ นิยมใชห้ ลกั การสร้างจากการเคลื่อนท่ีตดั กนั ระหวา่ งเสน้ ลวดตวั นากบั เสน้ แรงแม่เหล็กตามมาตรฐานที่ใชใ้ นประเทศ การสลบั ทิศทางการไหล ของกระแสไฟฟ้าสลบั จะทีจานวน 50 คร้ังต่อวนิ าทีซ่ึงเรียกวา่ มีความถี่ 50 เฮิรตซ์ (hertzs) หรือ 50 ไซเกิล (cycles) โดยมีคา่ แรงเคล่ือนไฟฟ้าทปี่ ลายทาง 220 โวลต์ (volts) 9

(ก) แหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั (ข) รูปคลื่นไฟฟ้ากระแสสลบั รูปที่ 3 แหล่งกาเนิดและรูปคลื่นไฟฟ้ากระแสสลบั สายไฟฟ้าแรงสูง 250,000/150,000 โวลต์ สายไฟฟ้าแรงสูง 69,000 โวลต์ สายไฟฟ้าแรงสูง 12,000/24,000 โวลต์ หมอ้ แปลงไฟฟ้า ลดต่าเป็น 220 โวลต์ สถานีตน้ ทางลดแรงเคลอ่ื น สถานีย่อยลดแรงเคลื่อน บา้ นพกั อาศยั สถานีผลิตไฟฟ้ากระแสสลบั จาก 250,000/150,000 โวลต์ จาก 69,000 โวลตเ์ หลอื เหลอื 69,000 โวลต์ 12,000/24,000 โวลต์ รูปท่ี 4 ลกั ษณะการส่งไฟฟ้ากระแสสลบั จากสถานีผลิตมายงั บา้ นพกั อาศยั ไฟฟ้ากระแสสลบั มีขอ้ ดีคือ สามารถเพม่ิ หรือลดค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าโดยใชอ้ ุปกรณ์ท่ีมีราคาถูก เช่น หมอ้ แปลง (transformer) และมีการสูญเสียกาลงั งานไฟฟ้าต่า ทาใหส้ ามารถเพิ่มแรงดนั เพื่อใหเ้ กิด การขบั เคล่ือนกระแสใหไ้ หลผา่ นสายไฟฟ้าทมี่ ีความยาวมาก ๆ ทาใหส้ ามารถส่งไปยงั ที่ไกล ๆ ไดเ้ ม่ือ ถึงจุดท่ตี อ้ งการก็สามารถลดค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าน้นั ใหต้ ่าลงสู่ระดบั ท่ีตอ้ งการได้ ซ่ึงเป็ นหลกั การท่ีใชส้ ่ง กระแสไฟฟ้าจากโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้าไปยงั สถานท่ีต่าง ๆ ในปัจจุบนั แต่ข้อเสียของไฟฟ้า กระแสสลับอยู่ท่ีมีปริมาณและทิศทางกระแสเปลี่ยนแปลงอยตู่ ลอดเวลา จึงทาใหผ้ ลงานทางไฟฟ้าที่ เกิดข้ึนไม่คงท่ีไม่สามารถนาไปใชเ้ ป็นแหล่งจ่ายกาลงั ใหก้ บั อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ไดโ้ ดยตรง จะตอ้ งถูกเปลี่ยนให้เป็ นไฟฟ้ากระแสตรงเสียก่อนโดยวงจรเร็กติไฟเออร์ (rectifier) แลว้ จึงจะนาไปใช้ กบั อุปกรณ์เหล่าน้นั ได้ ไฟฟ้ากระแสตรง เรียกส้ัน ๆ วา่ ไฟดีซี (DC : direct current) เป็ นไฟฟ้ากระแสท่ีมีค่า แรงเคล่ือนไฟฟ้าและทิศทางคงท่ีสร้างไดจ้ ากแหล่งจ่ายหลายชนิด เช่น สร้างโดยปฏิกิริยาเคมี ไดแ้ ก่ ถ่านไฟฉาย แบตเตอร่ีรถยนต์ ใชห้ ลกั การทางแม่เหล็ก ไดแ้ ก่ แหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง หรือจาก การเปล่ียนไฟฟ้ากระแสสลบั ใหเ้ ป็นไฟฟ้ากระแสตรงโดยวงจรเร็กติไฟเออร์ (ก) แหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระตรง (ข) รูปคล่นื ไฟฟ้ากระแสตรง รูปท่ี 5 แหล่งกาเนิดและรูปคล่ืนไฟฟ้ากระแสตรง 10

3. วงจรไฟฟ้า คาวา่ วงจรไฟฟ้า (electric circuit) หมายความวา่ เป็นสายสื่อตวั นาไฟฟ้าที่มีการต่อเชื่อมโยงถึง กนั ระหว่างตวั อุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ กบั จุดสองจุดที่มีความต่างศกั ดาไฟฟ้า เช่น ข้ัวบวกข้ัวลบของ แบตเตอรี่ หรือที่รูของเตา้ เสียบไฟฟ้าซ่ึงมีอยสู่ องรู เป็นตน้ เพอื่ ทาใหเ้ กิดกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นอุปกรณ์ ไฟฟ้าได้ แลว้ เกิดผลงานทางไฟฟ้าออกมาในรูปต่าง ๆ เช่น ความร้อน แสงสว่าง พลงั งานกล ฯลฯ เป็ นตน้ วงจรไฟฟ้ากระแสตรง เป็ นวงจรไฟฟ้าท่ีต่ออยู่กับแหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง เช่น ถ่านไฟฉาย (ดูรูปท่ี 6 (ก)) โดยวงจรไฟฟ้าจะมีสายไฟต่อเช่ือมหลอดไฟกบั สวติ ชใ์ หต้ ่อถึงกนั ทางไฟฟ้า ในแบบอนั ดบั หรือแบบอนุกรม ปลายของวงจรไฟฟ้าท้งั สองข้วั จะต่อเช่ือมอยกู่ บั ข้วั ลบของแบตเตอรี่ เราสามารถใชส้ ญั ลกั ษณ์เขียนแทนรูปของจริงไดใ้ นรูปท่ี 6 (ข) และ (ค) โดยรูปท่ี 6 (ข) แสดงสถานะ ของสวิตช์เป็ นออฟ (off) ซ่ึงหมายความว่าหน้าสัมผสั ภายในสวิตช์จะเปิ ดออก ทาให้วงจรไฟฟ้า กลายเป็นวงจรเปิ ด (open circuit) กระแสไฟฟ้าจึงไม่สามารถไหลผา่ นหลอดไฟได้ ทาใหห้ ลอดไฟไม่ ตดิ สวา่ งรูปที่ 6 (ค) เป็นรูปท่แี สดงสถานะของสวติ ชเ์ ป็ นออน (on) ซ่ึงหมายความวา่ หนา้ สมั ผสั ภายใน สวิตชจ์ ะแตะถึงกนั ทาใหว้ งจรไฟฟ้ากลายเป็ นวงจรปิ ด (close circuit) ทาใหก้ ระแสไฟฟ้าสามารถ ไหลผา่ นหลอดไฟไดจ้ งึ ทาใหห้ ลอดไฟติดสวา่ ง สวติ ช์ แหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรง หลอดไฟ สวติ ชอ์ อฟ (ก) วงจรไฟฟ้ากระแสตรง สวติ ชอ์ อน แบตเตอร่ี แบตเตอร่ี หลอดไฟ หลอดไฟ (ข) สวติ ชอ์ อฟหลอดไฟไมต่ ิดสวา่ ง (ค) สวติ ชอ์ อนหลอดไฟไม่ติดสวา่ ง รูปท่ี 6 วงจรไฟฟ้ากระแสตรง แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงจะมีคา่ แรงเคลื่อนไฟฟ้าคงที่และมีทิศทางกระแสไฟฟ้าทางเดียว จึง ทาใหค้ วามสวา่ งของหลอดไฟฟ้าน้นั มีความเขม้ ของแสงเปล่งออกมาคงที่ตลอดเวลา วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ เป็ นวงจรไฟฟ้าที่ต่ออยกู่ บั แหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั เช่น ต่ออยู่ กบั เตา้ เสียบไฟฟ้าภายในบา้ น รูปที่ 7 (ก) เป็ นวงจรหลอดไฟที่ต่ออนั ดบั อยกู่ บั สวติ ช์แบบปิ ดยดึ อยกู่ บั ข้วั รับหลอดไฟซ่ึงเรียกว่า ซ็อกเกต (socket) รูปที่ 7 (ข) และ (ค) เป็ นสัญลกั ษณ์ของวงจรไฟฟ้า กระแสสลบั โดยมีรูปที่ 7 (ข) เป็ นวงจรปิ ดเมื่อสวติ ชอ์ อฟไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นหลอดไฟจึงไม่ติด สวา่ ง และรูปท่ี 7 (ค) เป็ นวงจรปิ ดเม่ือสวติ ชอ์ อนมีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นทาใหห้ ลอดไฟตดิ สวา่ ง 11

เน่ื อ ง จา ก ไ ฟ ฟ้ า ก ร ะ แ สส ลับน้ ัน จ ะ มี ค่ า แ รง เค ลื่ อ น แล ะ ทิ ศท า ง ก า ร ไ ห ล ข อ ง ก ระ แส ไ ฟ ฟ้ า เปล่ียนแปลงตลอดเวลา โดยทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าจะสลบั ทิศทางกนั 50 คร้ังในเวลาหน่ึง วนิ าที และในขณะที่กระแสไหลในแต่ละทศิ ทางน้นั ปริมาณของกระแสไฟฟ้าจะเปล่ียนแปลงจาก 0 ไป ถึงคา่ สูงสุดแลว้ ลดลงมาเป็น 0 สลบั กนั ไปเช่นน้ีตลอดเวลา ดว้ ยเหตุน้ีความสวา่ งของหลอดไฟท่ีต่ออยู่ กับแหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลับจะมีความเขม้ แสงไม่คงที่ แปรเปล่ียนไปตามความถี่ของไฟฟ้า กระแสสลบั โดยเฉพาะหลอดฟลูออเรสเซนตจ์ ะเกิดผลมากกวา่ หลอดแบบมีไสธ้ รรมดา แต่ความถี่ขนาด น้ีเพอร์ซิสเตนซ์ของตามนุษย์ (persistence) จะทาให้เกิดการแยกความแตกต่างของความเขม้ แสงท่ี เปล่ียนแปลงไปไม่ออก สวติ ช์ หลอดไฟ เตา้ เสียบไฟฟ้ากระแสสลบั (ก) วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั สวติ ชอ์ อฟ สวติ ชอ์ อน (ข) สวติ ชอ์ อฟ หลอดไฟไทต่ ิดสวา่ ง หลอดไฟ หลอดไฟ (ค) สวติ ชอ์ อน หลอดไฟไทต่ ดิ สวา่ ง รูปที่ 7 วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั รูปท่ี 8 ลกั ษณะการไหลของไฟฟ้ากระแสสลบั 12

+ สูงสุด - สูงสุด (ก) รูปร่างแรงเคล่ือนไฟฟ้ากระแสสลบั (ข) รูปร่างแรงเคล่ือนไฟฟ้ากระแสตรง รูปท่ี 9 รูปร่างของแรงเคล่ือนไฟฟ้ากระแสสลบั และกระแสตรง คณุ สมบัตขิ องแรงเคล่ือนไฟฟ้ากระแสสลับ 1. คา่ แรงเคลื่อนไม่คงท่จี ะแปรเปลี่ยนระหวา่ ง 0 กบั คา่ สูงสุด 2. ทิศทางการไหลของกระแสจะสลบั กนั ไปมาระหวา่ งข้วั ท้งั สองของแหล่งกาเนิด 3. ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรแปรเปล่ียนตลอดเวลาระหวา่ ง 0 กบั ค่าสูงสุด คณุ สมบตั ขิ องแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสตรง 1. ค่าแรงเคลื่อนคงทต่ี ลอดเวลา 2. ทิศทางการไหลของกระแสจะจะไหลในทิศทางเดียวตลอดเวลา 3. ปริมาณกระแสไฟฟ้าทไี่ หลในวงจรมีค่าคงทตี่ ลอดเวลา -------------------------------------------------- 13

บทท่ี 4 ทฤษฎอี ะตอม 1. ทฤษฎีอะตอม ถา้ แบ่งแยกส่ิงตา่ ง ๆ ซ่ึงเป็ นสสารออกเป็ นส่วนเล็กท่ีสุดจนไม่สามารถแบ่งใหเ้ ล็กไปกวา่ น้ีไดอ้ ีก แลว้ โดยท่ียงั คงสภาพเป็ นสสารเดิมอยจู่ ะไดส้ ่วนที่เรียกว่า โมเลกุล อนั เป็ นส่วนที่เล็กที่สุดของสสารที่ สามารถแบ่งออกมาไดก้ ่อนแตกออกเป็ นธาตุ รูปท่ี 1 โครงสรา้ งของอะตอม โมเลกุลที่เราคดิ วา่ เล็กทส่ี ุดน้นั ยงั ประกอบดว้ ยอนุภาคทเ่ี ล็กกวา่ น้นั มาก ๆ อีกเรียกวา่ อะตอม ซ่ึง เป็ นอนุภาคที่เล็กท่ีสุดของธาตุท่ีสามารถแยกออกมา โดยยงั มีคุณสมบตั ิเป็ นธาตุน้ันอยู่ ภายในอะตอม ประกอบดว้ ยประจุไฟฟ้า 2 ชนิด ไดแ้ ก่ ประจุไฟฟ้าบวก เรียกวา่ โปรตอน (Proton) และประจุไฟฟ้าลบ เรียกวา่ อิเลก็ ตรอน (Electron) โปรตอน (Proton) เป็ นประจุไฟฟ้าบวกมีขนาดเล็กที่สุดบรรจุอยใู่ นแกนกลางของอะตอม เกาะ กลุ่มรวมกับนิวตรอน (Neutron) อยู่ภายในนิวเคลียส (Nucleus) มีขนาดเส้นผ่าศูนยก์ ลางประมาณ 0.07x10 ¯12 น้ิว เลก็ กวา่ อิเล็กตรอนประมาณ 1 เท่า และมีน้าหนกั ประมาณ 1.672x10 ¯12 กรัม หนกั กวา่ อิเล็กตรอนประมาณ 1840 เท่า เสน้ แรงสนามไฟฟ้าของโปรตอนซ่ึงมีศกั ยบ์ วกจะพ่งุ ออกจากโปรตอนไป ทุกทิศทาง รูปท่ี 2 การเกาะกลุ่มและสนามไฟฟ้าของโปรตอน อิเล็กตรอน (Electron) เป็นประจไุ ฟฟ้าลบท่มี ีน้าหนกั เบากว่าโปรตอนประมาณ 1840 เท่า โคจร อยรู่ อบ ๆ นิวเคลียส หนักประมาณ 9.108x10 ¯28 กรัม และโตกวา่ โปรตอน 3 เท่า คือมีเสน้ ผา่ ศูนยก์ ลาง ประมาณ 0.22x10 ¯ 12 น้ิว เคล่ือนที่หลุดออกจากวงโคจรไดง้ ่ายเม่ือไดร้ ับแรงกระตุน้ จากภายนอก เป็ น ตวั การท่ีทาให้เกิดการถ่ายเทประจุ หรือเกิดกระแสไฟฟ้าไหล อิเล็กตรอนมีประจุไฟฟ้าเป็ นลบและมี ทิศทางของเสน้ แรงสนามไฟฟ้าพงุ่ เขา้ หาตวั จากทกุ ทิศทาง 14

รูปที่ 3 วงโคจรและสนามไฟฟ้าของอิเล็กตรอน นิวเคลียส (Nucleus) เป็ นส่วนที่อยู่ตรงศูนยก์ ลางของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและ นิวตรอนเกาะกลุ่มกนั อยู่ จานวนโปรตอนทม่ี ีอยใู่ นนิวเคลียสจะเป็ นส่ิงระบุใหร้ ู้ถึงความแตกต่างกนั ของ ธาตุแต่ละชนิด ดงั น้ันธาตุแต่ละชนิดจะมีค่าอะตอมิค นัมเบอร์ (Atomic Number) แสดงอยเู่ พ่ือให้รู้ถึง จานวนโปรตอนที่บรรจอุ ยใู่ นอะตอม นิวตรอน (Neutron) เป็ นอนุภาคส่วนหน่ึงเกาะกลุ่มร่วมกับโปรตอนอย่ใู นนิวเคลียส แต่ นิวตรอนจะเป็ นส่วนท่ีเกิดจากการรวมตวั กนั อยรู่ ะหว่างโปรตอนกบั อิเล็กตรอน ดงั น้นั จึงมีความเป็ น กลางทางไฟฟ้าไม่มีผลทางไฟฟ้าแตอ่ ยา่ งใด เพยี งเป็ นส่วนหน่ึงท่เี พมิ่ น้าหนกั ใหก้ บั อะตอม เท่าน้นั ดงั น้ัน ในการคิดเร่ืองอะตอม มกั จะตดั นิวตรอนออกไปหรือละไวใ้ นฐานทเี่ ขา้ ใจ 2. ทฤษฎีอิเล็กตรอน อิเลก็ ตรอนซ่ึงเป็นประจลุ บและมีน้าหนกั เบากวา่ โปรตอนมากน้ีจะโคจรอยรู่ อบ ๆ นิวเคลียส มีจานวนเท่ากบั โปรตอนซ่ึงบรรจุอยู่ในนิวเคลียส ดงั น้ันอะตอมของสารจะดารงสภาพเป็ นกลางทาง ไฟฟ้า (Neutral) คือไม่แสดงอานาจของประจุไฟฟ้าออกมา แต่อะตอมของสารจะสามารถแสดงจานวน ของประจบุ วกหรือลบออกมาได้ ถา้ เกิดการขาดความสมดุลระหวา่ งจานวนอิเล็กตรอนและโปรตอนที่ บรรจุอยู่ภายในอะตอม ซ่ึงการขาดความสมดุลทางไฟฟ้าของอะตอมน้ีเกิดข้ึนจากการขาดจานวน อิเล็กตรอนหรือการรับอิเล็กตรอนเพม่ิ เขา้ มาภายในอะตอม เพราะวา่ อิเล็กตรอนน้นั เป็ นส่วนทเี่ คล่ือนที่ได้ และมีน้าหนกั เบากวา่ โปรตอนมาก ดงั น้นั จึงสามารถทจี่ ะหลุดเป็ นอิสระจากวงโคจรของอะตอมไดง้ ่ายถา้ มีแรงกระทาจากภายนอก เช่น ความร้อน สนามแม่เหล็ก หรือสนามไฟฟ้า ฯลฯ แต่การหลุดของ อิเล็กตรอนจากวงโคจรรอบ ๆ อะตอมน้ีข้ึนอยู่กับแรงดึงดูดระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอน และ ระยะห่างระหว่างนิวเคลียสกับอิเล็กตรอน ถ้าวงโคจรของอิเล็กตรอนอยูห่ ่างจากนิวเคลียสมากจะ สามารถหลุดออกจากวงโคจรไดง้ า่ ย เน่ืองจากแรงดึงดูดระหวา่ งนิวเคลียสกบั อิเล็กตรอนมีค่านอ้ ย แต่ถา้ วงโคจรของอิเลก็ ตรอนอยใู่ กลก้ บั นิวเคลียสมาก จะเกิดแรงดึงดูดระหวา่ งนิวเคลียสกบั อิเลก็ ตรอนมาก ซ่ึง ยงิ่ ใกลม้ ากก็ยงิ่ มีแรงดึงดูดมาก ถา้ เราตอ้ งการใหอ้ ิเล็กตรอนซ่ึงโคจรใกลก้ บั นิวเคลียสมากน้ีหลุดออกเป็ น อิสระจากวงโคจรของอะตอม เราจะตอ้ งใชพ้ ลงั งานอยา่ งมากมากระทา อิเล็กตรอนจะมีแรงดึงดูดกับ นิวเคลียสสูงสุดจนกระทงั่ ไม่มีสิ่งใดมากระทาใหห้ ลุดออกจากวงโคจรของอะตอมได้ ณ อุณหภูมิศูนย์ องศาสมั บูรณ์ (๐K) 15

อิเล็กตรอนซ่ึงหลุดเป็ นอิสระออกจากแรงดึงดูดของอะตอมและสามารถเคลื่อนท่ีไปไหนได้ เราเรียกวา่ อิเลก็ ตรอนอิสระ (Free Electron) และการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระน้ีก็คือ การไหล ของกระแสไฟฟ้านนั่ เอง การแบ่งช้ันวงโคจรอเิ ล็กตรอนแบบพรี ิออดกิ (Periodic) วงโคจรของอิเล็กตรอนท่ีอยู่ รอบ ๆ นิวเคลียสน้นั แบง่ แยกออกไดเ้ ป็ นช้นั ๆ จานวนช้นั น้ีจะมีมากหรือนอ้ ยข้ึนอยกู่ บั จานวนอิเล็กตรอนของ อะตอมน้นั การแบ่งวงโคจรของอิเล็กตรอนเป็ นช้นั ๆ น้ี เราเรียกว่า การแบ่งแบบพรี ีออดิก (Periodic) ซ่ึงมีดงั น้ี 1. วงโคจรของอิเล็กตรอนวงในซ่ึงอยใู่ กลน้ ิวเคลียสมากที่สุดเรียกวา่ ช้นั K จดั อิเลก็ ตรอนในวงน้ี ไม่เกิน 2 ตวั 2. วงโคจรของอิเล็กตรอนวงถดั จากช้นั K มาเรียกวา่ ช้นั L จดั มีอิเล็กตรอนบรรจุอยใู่ นวงน้ีไม่ เกิน 8 ตวั 3. วงโคจรของอิเลก็ ตรอนวงถดั จากช้นั Lมาเรียกวา่ ช้นั Mจดั มีอิเล็กตรอนในวงน้ีไม่เกิน18 ตวั 4. วงต่อไปคือช้นั N ซ่ึงจดั มีอิเลก็ ตรอนบรรจอุ ยใู่ นช้นั น้ีไม่เกิน 18 หรือ 32 ตวั ข้ึนอยกู่ บั ชนิดธาตุ จานวนช้นั น้ีจะมากหรือนอ้ ยข้นึ อยกู่ บั จานวนของอิเล็กตรอนซ่ึงบรรจอุ ยใู่ นอะตอมของธาตนุ ้นั ๆ รูปท่ี 4 ลกั ษณะการแบ่งช้นั อิเล็กตรอนแบบพรี ีออดิก การแบ่งแยกกลุ่มของธาตุต่าง ๆ ตามแบบพรี ีออดิกน้ีจดั ออกได้ 8 กลุ่ม โดยถือเอาจานวน อิเลก็ ตรอนซ่ึงโคจรอยวู่ งนอกสุดของอะตอมเป็นหลกั เช่น กลุ่มท่หี น่ึงก็คือ อะตอมที่มีอิเล็กตรอนวง นอกที่เรียกว่า วาเลนซ์อิเล็กตรอน (Valence Electron) หน่ึงตวั เช่น ไฮโดรเจน กลุ่มที่สองมี อิเลก็ ตรอนวงนอกสุดสองตวั กลุ่มที่สามมีอิเลก็ ตรอนวงนอกสุดสามตวั เป็ นเช่นน้ีเรื่อย ๆ ไป จนกระทงั่ ถึงกลุ่มทแ่ี ปดซ่ึงมีอิเล็กตรอนวงนอกสุดแปดตวั 3. การรวมตัวของอะตอม อิเล็กตรอนวงนอกเป็ นตวั แสดงคุณสมบตั ิเฉพาะของแต่ละธาตุ เป็ นตวั การสาคญั ในการรวม ตวั กนั ระหวา่ งอะตอมของธาตุชนิดเดียวกนั และเป็ นตวั ทาใหเ้ กิดปฏิกริยาทางเคมีซ่ึงก็คือการรวมตวั กนั ของธาตุสองชนิดโดยการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนวงนอก การรวมตัวของอะตอมโดยการเปล่ียน อิเล็กตรอนวงนอกน้นั มีอยู่ 2 ชนิด คอื 16

3.1 การรวมตวั แบบไอโอนิก (Ionic Bond) คือการรวมตวั ของธาตุ 2 ชนิดข้ึนไป และได้ อิเล็กตรอนวง นอกสุดครบ 8 ตวั ซ่ึงการรวมตวั แบบน้ีจะทาใหเ้ กิดการขาดความสมดุลทางไฟฟ้าเนื่องจาก การให้และรับอิเล็กตรอนของสองอะตอมทาให้อะตอมหน่ึงขาดอิเล็กตรอน และอีกอะตอมหน่ึงมี อิเลก็ ตรอนเกินกวา่ ปกติ ดงั น้นั ท้งั สองอะตอมจะแสดงอานาจของประจไุ ฟฟ้าออกมา (ก) ก่อนการเร่ิมรวมตวั กบั ในแบบไอออนิกระหวา่ งอะตอมของโซเดียมกบั คลอรีน (ข) หลงั จากการรวมตวั กนั ระหวา่ งอะตอมของโซเดียมกบั คลอรีนจะเกิดอานาจทางไฟฟ้าข้ึน รูปท่ี 5 แสดงการรวมตวั แบบไอโอนิก (Ionic Bond) ในการรวมตวั แบบไอโอนิก ระหว่างอะตอมของโซเดียมกบั อะตอมของคลอรีนน้ัน ในภาวะปกติ ขณะที่ยงั ไม่ทาปฏิกิริยากนั อะตอมของคลอรีนจะมีจานวนอิเล็กตรอนเท่ากบั โปรตอน คือ 17 ตวั จึงไม่ แสดงอานาจไฟฟ้าเพราะมีสภาพเป็ นกลางทางไฟฟ้า ส่วนอะตอมของธาตุโซเดียมก็เช่นกนั จะมีจานวน อิเล็กตรอนเท่ากบั โปรตอนคือ 11 ตวั จึงไม่แสดงอานาจไฟฟ้าเช่นกนั (ดูรูปท่ี 5 ก.) เม่ือโซเดียมและ คลอรีนเกิดปฏิกิริยารวมตวั กนั อะตอมของโซเดียมจะเกิดการสูญเสียอิเลก็ ตรอนไปในการรวมตวั จานวน 1 ตวั จึงขาดความสมดุลทางไฟฟ้าเพราะมีจานวนโปรตอนมากกว่าอิเล็กตรอน 1 ตวั จึงแสดงอานาจ ไฟฟ้าบวกออกมา (เกิดแรงดึงดูดอิเลก็ ตรอน) ส่วนอะตอมของคลอรีนจะไดร้ บั อิเล็กตรอนเกินมา 1 ตวั จึง ขาดความสมดุลทางไฟฟ้าเช่นกนั เพราะมีจานวนอิเล็กตรอนมากกวา่ โปรตอน จึงแสดงอานาจไฟฟ้าลบ (เกิดแรงผลกั และพยายามจะจา่ ยอิเลก็ ตรอนทไ่ี ดร้ ับเกินมาน้นั ออกไป (ดูรูปที่ 5 ข) 17

3.1 การรวมตวั แบบโควาเลนด์ (Covalent Bond) เป็ นการรวมตวั ของอิเล็กตรอนวงนอกของ อะตอมแต่ละอะตอมภายในธาตุหน่ึง ๆ ซ่ึงทาให้เกิดการเกาะยดึ กนั เกิดเป็ นธาตุน้ัน ๆ ได้ ผลจากการ รวมตวั กันแบบโควาเลนด์น้ี จะทาให้อิเล็กตรอนวงนอกสุดในแต่ละอะตอมมีจานวนครบ 8 พอดี ดงั น้ันธาตุน้ันจะเป็ นกลางทางไฟฟ้า ไม่แสดงอานาจของประจุไฟฟ้าออกมา เน่ืองจากอะตอมแต่ละ อะตอมภายในธาตุมีอิเล็กตรอนวงนอกสุดครบ 8 ตวั ซ่ึงตา่ งกบั การรวมตวั แบบไอโอนิก รูปที่ 6 การยดึ เหนี่ยวกนั ระหวา่ งอะตอมของธาตซุ ิลิคอน อะตอมของธาตุซิลิคอนรวมตวั กบั อะตอมข้างเคียงภายในธาตุแบบโควาเลนด์เกิดเป็ นผลึก แลททิซ (Lattice) ข้นึ ลกั ษณะการแลกเปล่ียนใชอ้ ิเล็กตรอนวงนอกร่วมกบั อะตอมแต่ละอะตอมหลงั จาก รวมตวั แบบโควาเลนด์ ซ่ึงการแลกเปล่ียนใชอ้ ิเลก็ ตรอนร่วมกนั ของแต่ละธาตนุ ้ี จะมีผลทาใหอ้ ิเล็กตรอน วงนอกของแต่ละอะตอมมีจานวนครบแปดตวั พอดี ดังน้ันแต่ละอะตอมจึงไม่แสดงอานาจของประจุ ไฟฟ้าออกมา เนื่องจากมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า ……………………………………… 18

บทที่ 5 ตวั ต้านทานไฟฟ้า Resistor วงจรอิเล็กทรอนิกส์ท้งั หลายทบ่ี รรจอุ ยภู่ ายในเคร่ืองรบั วทิ ยุ โทรทศั น์ และอื่นๆ น้นั จะ ประกอบดว้ ยตวั อุปกรณ์หลกั ที่สาคญั ซ่ึงเรียกวา่ อุปกรณ์ประเภทแอกทฟี (active device) ไดแ้ ก่ หลอด สุญญากาศ ทรานซิสเตอร์ หรือไอซี ท่ีทาใหเ้ กิดการทางานในลกั ษณะต่างๆ เช่น ขยายสญั ญาณ สรา้ ง ความถ่ีผสมสญั ญาณ แยกสญั ญาณ และอื่นๆ เน่ืองจากอุปกรณ์ประเภทแอกทฟี เหล่ามีชิ้นส่วนประกอบ อยหู่ ลายชิ้น โดยแตล่ ะช้ินส่วนมีความตอ้ งการคา่ แรงเคลื่อนไฟฟ้าและกระแสทแี่ ตกตา่ งกนั ออกไป แต่ แหล่งจ่ายแรงเคล่ือนไฟฟ้าภายในเครื่องออกไปเพยี งชุดเดียว จึงมีความจาเป็นตอ้ งใช้ ตวั ต้านทานไฟฟ้า (resisor) มาทาหนา้ ทลี่ ดขนาดของแรงเคล่ือนไฟฟ้าและกระแสที่จ่ายใหช้ ้ินส่วนตา่ งๆ ของอุปกรณ์ใน วงจรอิเล็กทรอนิกส์ เพอ่ื ใหเ้ กิดการทางานในลกั ษณะต่างๆ ไดต้ ามตอ้ งการ จึงเห็นไดว้ า่ ตวั ตา้ นทาน ไฟฟ้าที่ช่างนิยมเรียกส้นั ๆ วา่ อาร์ (R ) น้นั ถูกนามาใชง้ านในวงจรอิเล็กทรอนิกส์มากทสี่ ุด และมี จานวนมากกวา่ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตวั อื่นที่บรรจุในวงจรเดียวกนั น้นั ชนิด ขนาด และรูปร่างของตวั ตา้ นทานแบง่ แยกออกไปไดห้ ลายอยา่ งตามลกั ษณะการใชง้ านและโครงสร้างโดยมีสญั ลกั ษณ์แสดงไวใ้ ห้ เห็นในรูปที่ 1 ตวั จริง สญั ลกั ษณ์ โพเทนทิโอ รีโอสตดั (ก) ตวั ตา้ นทานชนิดคา่ คงท่ี มเิ ตอร(์ ข) ตวั ตา้ นทานชนิดปรับคา่ ได้ รูปท่ี 1 ตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแบบต่างๆ ตวั ตา้ นทานไฟฟ้าสามารถแบง่ แยกออกไดเ้ ป็น 2 ชนิดใหญ่ๆ ไดแ้ ก่ ตวั ตา้ นทานชนิดคา่ คงที่ (fixed value resistor) และตงั ตา้ นทานชนิดปรบั ค่าได้ (varible value resistor) ซ่ึงมีลกั ษณะแตกต่าง กนั ทตี่ วั ตา้ นทานไฟฟ้าชนิดคา่ คงทีน่ ้นั มีคา่ ตายตวั เพยี งตวั เดียว (อาจเปล่ียนแปลงสูงข้ึนหรือต่าลงกวา่ คา่ ทกี่ าหนดไดต้ ามอตั ราเปอร์เซ็นความคลาดเคลื่อนทีร่ ะบเุ อาไว)้ ส่วนตวั ตา้ นทานชนิดปรับค่าไดน้ ้นั เป็นทีส่ ามารถเลือกคา่ ความตา้ นทานไดอ้ าจระหวา่ ง 0 โอหม์ ถึงคา่ สูงสุดท่ีเขยี นบอกไวโ้ ดยใชว้ ธิ ีหมุน หรือเล่ือนแกนเพอื่ เลือกคา่ แต่มีแบบหน่ึงซ่ึงอาจมีจุดแยกออกมาจากตวั ตา้ นทานหลายจดุ เพอื่ เลือกได้ หลายคา่ หรือขอ้ รดั ท่ีเล่ือนตาแหน่งไดเ้ พอื่ เลือกคา่ ท่ีตอ้ งการเป็ นตน้ 19

1. ตัวต้านทานชนิดค่าคงที่ ตวั ตา้ นทานชนิดน้ีมีค่าเพยี งคา่ เดียว สามารถแบ่งแยกออกตามลกั ษณะโครงสรา้ งได้ 3 ประเภท คอื ตวั ตา้ นทานแบบผงถ่านอดั (carbon composition resistor) ตวั ตา้ นทานแบบฟิลม์ (film resistor) และตวั ตา้ นทานแบบลวดพนั (wire wound resistor) ผงถ่านอดั เป็นแท่ง วตั ตต์ ่า วตั ตส์ ูง รูปที่ 2 ตวั ตา้ นทานแบบผงถ่านอดั ตัวต้านทานแบบผงถ่านอัด อาจจะเรียกวา่ ตวั ต้านแบบคาร์บอน มีโครงสรา้ งที่ทาจากส่วนผสม ระหวา่ งผงถ่าน (carbon) หรือแกรไฟต์ (graphite) ผสมกบั ผงของฉนวน เช่น ผงเซรามิก (ceramic dust) และตวั ประสาน เช่น ยางสนหรืออยา่ งอ่ืนทถี่ ูกอดั ดว้ ยความรอ้ นสูงใหเ้ ป็นแทง่ รูปกระบอกอาจจะ ถูกครอบโลหะซ่ึงเช่ือมอยกู่ บั เสน้ ลวดโลหะซ่ึงใชเ้ ป็นขา หรืออาจจะหุม้ ดว้ ยฉนวนเช่น พลาสติก โดยมี ขาสอดในตรงปลายเขา้ ดา้ นในตรงปลายท้งั สองดา้ น ค่าความตา้ นทานของตวั ตา้ นทานแบบผงถ่านอดั จะมีคา่ ครอบคลุมกวา้ งมากต้งั แตร่ ะหวา่ งเศษ ของโอหม์ ส่วนอตั ราส่วนการทนกาลงั งานไฟฟ้าจะมีค่าอยรู่ ะหวา่ ง 1 วตั ตไ์ ปจนถึง 2 วตั ต์ รูปแบบ การสร้างค่าความตา้ นทานของตวั ตา้ นทานแบบน้ีจะใหม้ ีค่ามากหรือนอ้ ยข้นึ อยกู่ บั อตั ราส่วนระหวา่ งผง ถ่านกบั ผงเซรามิก แตเ่ น่ืองจากการควบคุมค่าความตา้ นทานแบบผลถ่านอดั ทาไดย้ าก จงึ ใหม้ ีความ คลาดเคล่ือนสูงกวา่ ตวั ตา้ นทานแบบอ่ืนซ่ึงโดยทวั่ ไปจะมีอตั ราความคลาดเคลือ่ น 5%, 10% และ 20% ซ่ึงค่าความตา้ นทานและค่าความคลาดเคลอื่ นจะแสดงบอกใหเ้ ป็ นระหสั สีคาดไวท้ ี่ตวั ตา้ นส่วนอตั ราทน กาลงั งานไฟฟ้าของตวั ตา้ นทานน้นั สงั เกตดูไดจ้ ากขนาดของตวั ตา้ นทานทแ่ี ตกต่างกนั เช่น ขนาดเล็กจะ มีอตั ราทนกาลงั ไฟฟ้าต่าและขนาดใหญ่ข้นึ จะทนกาลงั ไฟฟ้าไดส้ ูงข้นึ คา่ ของตวั ตา้ นทานที่ผลิตออกจา หน่วยจะมีมาตรฐานกาหนดตามอตั ราความคลาดเคลื่อนท่ีคา่ ตา่ งๆ ดงั แสดงใหเ้ ห็นตารางท่ี 1 20

ตารางที่ 1 คา่ มาตรฐานตวั ตา้ นทานแบบผงถ่านอดั + 20% + 10% +5% + 20% + 10% +5% + 20% + 10% +5% 10 10 10 1300 180K 180K 12 15 15 11 1500 1500 1500 200K 18 12 1600 220K 220K 220K 22 22 13 1800 1800 240K 27 33 33 15 2000 270K 270K 39 16 2200 2200 2200 300K 47 47 18 2400 330K 330K 330K 56 68 68 20 2700 2700 360K 82 22 3000 390K 390K 24 3300 3300 3300 430K 27 3600 470K 470K 470K 30 3900 3900 510K 33 4300 560K 560K 36 4700 4700 4700 620K 39 5100 680K 680K 680K 43 5600 5600 750K 47 6200 820K 820K 51 6800 6800 6800 910K 56 7500 1.0M 1.0M 1.0M 62 8200 8200 1.1M 68 9100 1.2M 1.2M 75 10.0K 10.0K 10.0K 1.3M 82 11.0K 1.5M 1.5M 1.5M 21

ตารางท่ี 1 (ตอ่ ) คา่ มาตรฐานตวั ตา้ นทานแบบผงถ่านอดั + 20% + 10% +5% + 20% + 10% +5% + 20% + 10% +5% 100 100 91 100 12.0K 12.0K 1.6M 120 110 15.0K 150 150 120 13.0K 1.8M 1.8M 130 18.0K 180 150 15.0K 15.0K 2.0M 220 220 160 22.0K 180 16.0K 2.2M 2.2M 2.2M 270 200 330 330 220 18.0K 18.0K 2.4M 240 33.0K 390 270 20.0K 2.7M 2.7M 470 470 300 330 22.0K 22.0K 3.0M 560 360 47.0K 680 680 390 24.0K 3.3M 3.3M 3.3M 430 820 470 27.0K 27.0K 3.6M 1000 1000 510 68.0K 560 30.0K 3.9M 3.9M 1200 620 680 33.0K 33.0K 4.3M 750 100K 820 36.0K 4.7M 4.7M 4.7M 910 1000 39.0K 39.0K 5.1M 1000 150K 1200 43.0K 5.6M 5.6M 47.0K 47.0K 6.2M 51.0K 6.8M 6.8M 6.8M 56.0K 56.0K 7.5M 62.0K 8.2M 8.2M 68.0K 68.0K 9.1M 75.0K 10.0M 10.0M 10.0M 82.0K 82.0K 11.0M 91.0K 12.0M 12.0M 100K 100K 13.0M 110K 15.0M 15.0M 15.0M 120K 120K 16.0M 130K 18.0M 18.0M 150K 150K 10.0M 160K 22.0M 22.0M 22.0M 22

คุณสมบตั ิโดยทง่ั ไปของตวั ตา้ นทานแบบผงถ่านอดั จะมีอุณภูมิใชง้ านอยรู่ ะหว่าง - 40 C ถึง 70 C โดยไม่เปล่ียนอตั ราการสูญเสียระหวา่ งแกนกลางกบั ภายนอก ทนแรงเคลื่อนท่ีไดส้ ูงสุด 1500 V (แบบตวั ถงั หุม้ พลาสติก) เปล่ียนแปลงค่าสูงสุดเมื่อไดร้ ับความร้อนจากการบดั กรี (solderability) 2% เปล่ียนแปลงคา่ เน่ืองจากไดร้ บั ความช้ืนสูงสุด 15.5% ระดบั สญั ญาณรบกวนท่ีเกิดข้ึนที่ตวั ตา้ นทานแบบ ผงถ่านอดั จะมีคา่ สูงกวา่ ตวั ตา้ นทาน คดิ เป็นไมโครโวลต์ / โวลต์ (µV/V ) ของสญั ญาณหรือแรงเคล่ือน กระแสตรงที่ป้อนให้ตวั ตา้ นทานซ่ึงจะมีค่าระดบั สญั ญาณรบกวนต่อโวลตป์ ระมาณ 2 µV/V เม่ือค่า ความตา้ นทานต่ากวา่ 1 K, 3 µV/V สาหรับ 10 K และ 5 µV/V สาหรบั คา่ 1 เมกะโอหม์ ตารางที่ 2 ขอ้ ดีและขอ้ เสียของตวั ตา้ นทานแบบผงถ่านอดั ขอ้ ดี ขอ้ เสีย 1. ราคาถูก 1. อตั ราความคลาดเคลื่อนสูง (5 %,10 % และ 20 %) 2. มียา่ นค่าความตา้ นทานสูงต้งั แต่ 2. อตั ราการแปรเปลี่ยนคา่ ตามความร้อนจากการบดั กรี เศษส่วนของโอหม์ ถึงลา้ นลา้ นโอหม์ ความช้ืน อายุ 3. ระดบั สญั ญาณรบกวนสูงสุด เนื่องจากตวั ตา้ นทานแบบน้ีมีความคลาดเคลอื่ นสูงและคุณสมบตั สิ ่วนมากจะดอ้ ยกวา่ ตวั ตา้ นทานแบบอื่น แตเ่ น่ืองจากมีราคาถกู เพราะกรรมวธิ ีการผลิตไม่ยงุ่ ยากซบั ซอ้ น จึงยงั คงมีใชง้ านอยใู่ น วงจรอิเล็กทรอนิกสท์ ี่ไม่ตอ้ งการความเที่ยงตรงมากหนกั และอยใู่ นสภาพแวลลอ้ มทีม่ อี ุณหภูมิและ ความช้ืนไม่สูงมากหนกั เช่น ใชเ้ ป็นตวั ลดกระแสและแรงเคล่ือนใหว้ งจรแพสซิฟ (passive) 2. ตัวต้านทานแบบฟิ ล์ม มีลกั ษณะโครงสร้างเป็นแถบฟิลม์ บางๆ ของคาร์บอน โลหะผสม หรือออกไซดข์ องโลหะเคลือบหุม้ รอบแกนที่ทาจากแกว้ หรือเซรามิก ถา้ เป็ นแบบสร้างจากฟิ ลม์ ของ คาร์บอนเรียกวา่ ตวั ต้านทานแบบคาร์บอนฟิ ล์ม สร้างจากแถบฟิลม์ ของโลหะผสมเรียกวา่ ตวั ต้านทาน แบบเมทอลอลั ลอยหรือ เมทอลฟิ ล์ม และถา้ สรา้ งจากแถบฟิลม์ ออกไซดข์ องโลหะเรียกวา่ ตวั ต้านทาน แบบเมทอลออกไซด์ฟิ ล์ม ตวั ตา้ นทานแบบฟิ ลม์ มีขอ้ ดีหลายอยา่ ง เช่น คา่ เปอร์เซ็นของความ คลาดเคลื่อนนอ้ ยมากอาจจะเพยี ง 0.1 % เท่าน้นั ในตวั ตา้ นทานแบบความเท่ยี งตรงสูง เมื่อเทียบกบั ตวั ตา้ นทานแบบผงถ่านอดั ซ่ึงมีความคลาดเคล่ือนต่าสุด 5 % มีเสถียรภาพดี การแปรเปล่ียนอุณหภมู ิ ความช้ืน หรือภาวะต่างๆ ทาใหค้ า่ ความตา้ นทานเปลี่ยนแปลงไดน้ อ้ ยมาก ปัจจุบนั จงึ นิยมใชก้ นั อยา่ ง แพร่หลายใน เครื่องเสียงติดรถยนตค์ ุณภาพสูง โทรทศั น์ วดิ ีโอเทป เคร่ืองมือตรวจวดั ทต่ี อ้ งการความ เทยี่ งตรงสูง งานดา้ นการบนิ ดา้ นอวกาศ การเดินเรือ และอุปกรณ์เครื่องมือทหาร เป็นตน้ 23

เมทอลฟิ ลม์ เคลอื บอีพอ็ กซี เมทอลฟิ ลม์ เซรามิก ฝาครอบ ขา 1/4 ถงึ 1/2 นิ้ว ขา ขา รูปที่ 3 ตวั ตา้ นทานแบบฟิลม์ คุณสมบตั ิของตวั ต้านทานแบบฟิ ล์ม คุณลกั ษณะท้งั หมดของตวั ตา้ นทานแบบฟิลม์ ทใี่ ชใ้ นวงจร แรงเคลื่อนต่าไปจนถึงวงจรทใี่ ชแ้ รงเคลื่อนไฟฟ้าสูง คา่ สมั ประสิทธ์ิของอุณหภูมิตอ่ ค่าความตา้ นทาน เสถียรภาพ ไม่เปลี่ยนแปลงท่ีค่าแรงเคลื่อนสูง มีความจาเป็ นท่ีจะตอ้ งระมดั ระวงั ในคุณสมบตั บิ างอยา่ ง เช่น (break down voltage) และค่าสมั ประสิทธ์ิของแรงดนั ต่อคา่ ความตา้ นทาน (voltage coefficient of resistor) การเลือกตวั ตา้ นทานทถี่ ูกตอ้ งกบั ลกั ษณะการใชง้ านมีความสาคญั มาก การวางตาแหน่งตวั อุปกรณ์และอุณหภมู ิใชง้ านจะตอ้ งถูกนามาพจิ ารณาใหด้ ี ระยะห่างระหวา่ งอุปกรณ์ ความเยน็ และวสั ถุ ที่ใชท้ าฉนวนจะตอ้ งพจิ ารณาอยา่ งพธิ ีพถิ นั ในวงจรทใ่ี ชแ้ รงเคล่ือนไฟฟ้าสูงมากๆ ตงั ตา้ นทานแบบฟิลม์ ทกุ ชนิดเหมาะสาหรับใชง้ านพเิ ศษ เช่น ตวั ตา้ นทานแบบเมทอลออกไซด์ ฟิลม์ ใชเ้ มื่อตอ้ งการเสถียรภาพสูง ตวั ตา้ นทานแบบคาร์บอนฟิลม์ ใชง้ านอเนกประสงค์ และตวั ตา้ นทาน แบบเมทอลอลั ลอยใชใ้ นงานทต่ี อ้ งการเสถียรภาพสูงและงานอเนกประสงค์ งานที่ตอ้ งการเสถียรภาพ ไดแ้ ก่ วงจรแบ่งแรงดนั หรือวงจรลดขนาดสญั ญาณในเครื่องมือวดั ท่ีตอ้ งการความเทีย่ งตรงสูง ส่วน งานอเนกประสงคไ์ ดแ้ ก่ งานทไี่ ม่ตอ้ งการความพถิ ีพถิ นั มากนกั เช่น เป็ นวงจรจากดั กระแสหรือตวั ถ่วง กระแส ตัวต้านทานแบบคาร์บอนฟิ ล์ม ตวั ตา้ นทานแบบน้ีนิยมใชใ้ นวงจรทีม่ ีแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงมากๆ ใหค้ า่ ความตา้ นทานสูงทแี่ รงดนั พงั ค่าต่าสุดสูงมากถึงเทระโอหม์ (1012Ω ) ใชก้ บั แรงดนั ไดส้ ูงถึง 125 kV มีอตั ราทนกาลงั ไฟฟ้าต้งั แตป่ ระมาณ 1 วตั ตไ์ ปจนถึง 100 วตั ต์ ความคลาดเคล่ือนของความ ตา้ นทานช่วงแรกต่าสุดไดถ้ ึง 1 เปอร์เซ็น สรา้ งออกมามากมายหลายรูปแบบ ตวั ต้านทานแบบเมทอลฟิ ล์ม ตวั ตา้ นทานแบบเมทอลฟิ ลม์ ถูกนามาใชง้ านตา่ งๆ เช่น เคร่ืองใชป้ ระจาบา้ น เคร่ืองมือทางการคา้ ไปจนถึงระบบควบคุมในโรงงานของเครื่องอุปกรณ์ทางดา้ น คอมพวิ เตอร์งานดา้ นวทิ ยาศาสตร์ อวกาศ และระบบเคร่ืองมือเครื่องใชท้ างทหาร ความคลาดเคล่ือน มาตรฐานจาก 0.1 ถึง 1 เปอร์เซ็นต์ ทคี วามเสถียรต่อเวลาและอุณหภมู ิ สมั ประสิทธ์ิของแรงเคลื่อน 24

อตั ราทนกาไฟฟ้าและระดบั คลื่นรบกวน สามารถสรา้ งไดเ้ ทา่ กบั ของตวั ตา้ นทานแบบลวดพนั คือมีอตั รา ทนกาลงั ไฟฟ้าสูงและระดบั ของคล่ืนรบกวนต่ามาก จากค่ารีแอกแตนซ์ท่ีต่ามากทาใหต้ วั ตา้ นทานแบบเม ทอลฟิ ลม์ เหมาะสาหรับใชง้ านต้งั แต่จากระดบั ไฟฟ้าตรงไปจนถึงความถ่ียา่ นไมโครเวฟ สามารถทาแบบ ขนาด และโครงสร้างไดม้ ากมาย ตัวต้านทานแบบเมทอลอลั ลอยฟิ ล์ม สรา้ งจากแผน่ ฟิ ลม์ ของผลึกท่ีมีขนาดเลก็ มากที่ไดร้ ับการ เคลือบดว้ ยออกไซดเ์ พอ่ื ทาใหต้ วั ตา้ นทานแบบเมทอลอลั ลอยฟิลม์ มีเสถียรภาพสูงและทางานไดท้ ี่ อุณหภูมิสูงกวา่ ตวั ตา้ นทานแบบคาร์บอนฟิลม์ อยา่ งไรกต็ ามตวั ตา้ นทานแบบน้ีจะถูกสรา้ งข้ึนเฉพาะ ขนาดทนกาลงั ไฟฟ้าต่ากวา่ ตวั ตา้ นทานแบบคาร์บอนฟิลม์ และรูปแบบไม่มากนกั ตวั ต้านทานแบบเมทอลออกไซด์ฟิ ล์ม ตวั ตา้ นทานแบบเมทอลออกไซดฟ์ ิลม์ ถูกจดั เป็นแบบท่ีดี ท่ีสุดของตวั ตา้ นทานแบบฟิลม์ เน่ืองจากค่าสมั ประสิทธ์ิของอุณหภูมิที่มีตอ่ คา่ ความตา้ นทานมีเพยี ง 50 ppm / C มีแรงดนั ไฟฟ้าสูงถึง 30 kV จา่ นความตา้ นทานสูง และมีเสถียรภาพสูงมาก บางคร้ังเรียก ตวั ตา้ นทานแบบน้ีวา่ เกรซฟิ ล์ม (graze film) เพราะมีส่วนผสมของผงโลหะกบั แกว้ มีส่วนคลา้ ยกบั ตวั ตา้ นทานแบบเมทอลอลั ลอยฟิลม์ ตรงท่ีมีขนาดเลก็ และมอี ตั ราทนกาลงั เรียกวา่ ตวั ต้านทานแบบทิน ออกไซด์ฟิ ล์ม (tin oxide film resistor) ตวั ตา้ นทานแบบเมทอลออกไซดเ์ หมาะสาหรับใชง้ านในดา้ นอุตสาหกรรม ค่าความตา้ นทาน สามารถสร้างไดส้ ูงถึง 50 MΩ โดยมีขนาดเลก็ ความคลาดเคล่ือนมาตรฐานจะอยรู่ ะหวา่ ง 1 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ คา่ สมั ประสิทธ์ิของอุณหภูมิตอ่ คา่ ความตา้ นทานมีค่าต่ามากประมาณ + 100 ppm / C มี เสถียรภาพตอ่ เวลาใชง้ านนาน คา่ รีแอกแตนซแ์ ละระดบั คลน่ื รบกวนต่ามาก ตารางท่ี 3 เปรียบเทียบคุณสมบตั ติ วั ตา้ นทานแบบฟิลม์ ชนิดตวั ตา้ นทาน ขอ้ ดี ขอ้ เสีย คาร์บอนฟิลม์ - มีอตั ราทนกาลงั งานไฟฟ้าสูงท่สี ุด (0.5 ถึง 2W) - มีอุณหภูมิใชง้ านต่า - อตั ราทนแรงเคล่ือนใชง้ านสูงท่ีสุด - มีค่าแปรเปล่ียนตาม - คา่ ความตา้ นทานสูงท่ีสุด อุณหภูมิ (TCR) มาก - ยา่ นความตา้ นทานกวา้ ง - มีความคงท่ขี องโหลด - ทรี ูปแบบและลกั ษณะการเช่ือมต่อมากทส่ี ุด ไม่ดี - คา่ ความคลาดเคลื่อน มากกวา่ 1,2, และ 5 % เมทอลอลั ลอยฟิลม์ - อุณหภูมิใชง้ านสูงท่ีสุด - อตั ราทนกาลงั งาน - ความคงทต่ี ่ออายกุ ารใชง้ านดีที่สุด ไฟฟ้าต่า (0.05 ถึง - มีอตั ราการแปรเปล่ียนค่าตามแรงดนั (VCR) 0.25 W ) ต่า - อตั ราทนแรงเคล่ือน - คา่ ความคลาดเคลื่อนนอ้ ยท่ีสุด (0.1 ถึง1 %) ใชง้ านต่าสุด 25

ชนิดตวั ตา้ นทาน ขอ้ ดี ขอ้ เสีย เมทอลออกไซด์ - มีคา่ คงท่ตี อ่ อายกุ ารใชง้ านดีทีส่ ุด - ความคลาดเคลื่อนดีทสี่ ุด (นอ้ ยทีส่ ุด) 1 ถึง 5% - อตั ราการแปรคา่ ต่ออุณหภูมิต่าสุด - ใชง้ านในยา่ นอุณหภมู ิไดส้ ูง - ยา่ นความตา้ นทานกวา้ ง ค่าสูงถึง 50 M Ω TC x 100 ppm / C ค่ารีแอกแตนซ์ต่า - อายกุ ารใชง้ านนานโดยมีการแปรเปลี่ยนคา่ นอ้ ย ท่สี ุด ระดบั คล่ืนรบกวนที่สุด 3. ตัวต้านทานแบบลวดพนั หรืออาจจะเรียกทบั ศพั ทว์ า่ ตวั ตา้ นทานไวร์วาวดน์ ้นั มีลกั ษณะ โครงสรา้ งเป็นเสน้ ลวดความตา้ นทานท่สี รา้ งจากโลหะผสม เช่น ส่วนผสมของนิกเกิลกบั โครเมียม ทองแดงกบั นิกเกิล ทองกบั แพลทินมั พนั อยบู่ นฉนวนท่ีมีคุณสมบตั ินาความร้อนไดด้ ี เช่น เซรามิก จากน้นั จะหุม้ เสน้ ลวดความตา้ นทานเอาไวด้ ว้ ยการเคลือบฉนวนท่ีทาจากวสั ดุหลายชนิด ตวั ตา้ นทาน แบบน้ีมีความเที่ยงตรงสูงและทนกาลงั งานไฟฟ้าไดด้ ีที่สุด คา่ ความตา้ นทานจะข้ึนอยกู่ บั ขนาดเสน้ ผา่ น ศูนยก์ ลางของเสน้ ลวด ความตา้ นทาน และความยาว ถา้ เสน้ ลวดมีขนาดเสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลางขนาดเลก็ และยาว (จานวนรอบที่พนั มาก) จะมีคา่ ความตา้ นทานสูงกวา่ เสน้ ลวดทม่ี ีขนาดเสน้ ผา่ นศูนยก์ ลางใหญ่ และส้นั (จานวนรอบทพ่ี นั นอ้ ย) ลวดนิโครม (นิกเกิลผสมโครเมียม) ทมี่ ีขนาดเสน้ ผา่ นศูนยก์ ลาง 0.001 นิ้ว ยาว 1 ฟุต (เซอร์ดูลาร์มิล/ฟตุ ) จะมีค่าความตา้ นทาน 800 โอหม์ ปลายของเสน้ ลวด ตา้ นทานท้งั สองดา้ นทพ่ี นั อยแู่ กนเซรามิกกยั ขอ้ รดั ที่ตรงปลายท้งั สองดา้ น และเช่ือมตดิ อยขู่ าของตวั ตา้ นทาน (ดูรูปท่ี 4) ข้วั ต่อ ฉนวนหุม้ ทบั ลวดตา้ นทาน ข้วั ต่อ ขายดึ แกนเซรามิกแขง็ ขอ้ รัดเช่ือมข้วั ต่อกบั ลวดตา้ นทาน รูปท่ี 4 โครงสร้างตวั ตา้ นทานแบบลวดพนั 26

เน่ืองจากตวั ตา้ นทานแบบลวดพนั มีโครงสรา้ งจากเสน้ ลวดตวั ตา้ นทานที่สามารถสรา้ งใหม้ ีขนาด เสน้ ผา่ นศูนยก์ ลางเล็กมากถึง 0.0005 นิ้ว จึงสามารถสร้างคา่ ความตา้ นทานใหม้ ียา่ นกวา้ งและสร้างใหท้ ี ความเท่ียงตรงสูงไดถ้ ึง + 0.002 เปอร์เซ็นต์ แกนเซรามิกอาจจะสรา้ งจากเบริลเนียมออกไซด์ (beryllium oxide) อะลูมิเนียมออกไซด์ (aluminum oxide) หรืออลูมินา (alumina) และสตีไทต์ (steatite) เบริลเลียมออกไซดจ์ ะมีการนาความร้อนไดด้ ีท่ีสุด แตร่ าคาตน้ ทนุ การผลิตสูงเม่ือเทยี บกบั สตไี ทต์ ซ่ึงมีการนาความร้อนต่ากวา่ ประมาณ 60 เท่าแตท่ ุนการผลิตต่ากวา่ ตารางท่ี 4 คุณสมบตั ขิ องแกนตวั ตา้ นทานลวดพนั แบบตา่ งๆ วสั ดุ ตน้ ทุนผลิต การนาความร้อนของแกน สตีไทต์ ต่า 1.5 อะลมู ินมั ออกไซด์ 8.0 เบริลเลียมออกไซด์ ปานกลาง 64.0 สูง ตารางที่ 5 คุณลกั ษณะทางไฟฟ้าของตวั ตา้ นทานค่าคงท่แี บบต่างๆ ชนิด ความคลาด คล่ืนรบกวน คา่ สมั ประสิทธ์ิ ค่าสมั ประสิทธ์ิ ค่า เคล่ือนตามอายุ สูงสุด(uV/V ) ของอุณหภมู ิ ของแรงดนั อุณหภมู ิ เมทอลฟิ ลม์ การใชง้ าน 100 ใชง้ าน ธรรมดา ชว่ั โมง ( + %) (ppm / C) (%/V) สูงสุด ( พเิ ศษ เมทอลออก +1 0.2 + 50 ไม่มี C) ไซดฟ์ ิลม์ + 0.03 ไม่มี + 1.0 ไม่มี ผงถ่านอดั +2 0.2 + 300 0.0005 175 0.05 150 ลวดพนั +4 6.0 + 1200 300 แบบพเิ ศษ -6 ไม่มี ไม่มี Ni/Cu + 70 115 แบบ + 0.01 ไม่มี อเนกประสงค์ (ถา้ มีการห่อหุม้ Cu/Ni + 70 70 ไม่มี + 200 – 320 กนั ความช้ืน) 27 +1

2 ตวั ต้านทานแบบปรับค่าได้ ตวั ตา้ นทานแบบปรับคา่ ไดม้ ีคาวมจาเป็ นมากในวงจรอิเลก็ ทรอนิกท่ีตอ้ งการความเท่ียงตรง สูงท้งั น้ีเน่ืองจากคา่ ของอุปกรณ์ท่ีคานวณไดใ้ นการออกแบบวงจรหรือตวั อุปกรณ์ท่ีนามาสร้างวงจรน้ัน อาจจะไม่ไดค้ ่าตามตอ้ งการหรือมีความคลาดเคล่ือน ทาให้การทางานของวงจรท่ีสร้างทางานไม่ไดต้ าม กาหนด จึงจาเป็ นตอ้ งมีการปรับแต่งค่าของกระแสแรงเคล่ือนในวงจรเพื่อให้เกิดการทางานไดต้ าม ตอ้ งการ ลกั ษณะการใชง้ านอีกอยา่ งหน่ึงก็คือใชป้ รับเพิ่มหรือลดขนาดของสัญญาณ เช่น เร่งลดเสียง ของเคร่ืองรบั วทิ ยโุ ทรทศั น์ เคร่ืองขยายเสียง ปรับค่าแรงเคล่ือนของภาคจ่ายไฟใหไ้ ดต้ ามกาหนด ปรับ แสงหรือสีท่ีหนา้ จอเคร่ืองรบั โทรทศั น์ เร่งลดเสียงทมุ้ แหลม หรือความสมดุลของลาโพงซา้ ยและขวา ตวั ตา้ นทานแบบปรับค่าได้แบ่งออกตามการใช้งานได้ 2 แบบคือ โพเทนทิโอมิเตอร์ (potentiometer) และรีโอสตตั (rheostat) แต่ท้งั 2 แบบน้ีสามารถแบ่งแยกชนิดออกไปไดต้ ามวสั ดุที่ นามาใชเ้ ป็ นตวั ตา้ นทาน เช่น แบบลวดพนั แบบเมทอลฟิ ลม์ แบบพลาสติกนาไฟฟ้า แบบผงถ่าน และ แบบเซอร์เมต (ผงผสมระหวา่ งเซรามิกกบั โลหะ) แกนกลาง แกนหมุน ผงถ่านเคลือบเป็นตวั ตา้ นทาน สัญลกั ษณต์ วั ตา้ นทานปรับค่าได้ หนา้ สัมผสั กา้ นสปริง ขาเช่ือมต่ออุปกรณภ์ ายนอก โครงสร้าง รูปที่ 5 รูปร่างและสญั ลกั ษณ์ของตวั ตา้ นทานแบบปรบั คา่ ได้ โพเทนทโิ อมเิ ตอร์ อาจเรียกช่ือส้นั ๆ วา่ พอต (pot) เป็ นตวั ตา้ นทานแบบปรับค่าไดท้ มี่ ี 3 ขา วสั ดุที่นามาใชเ้ ป็ นตวั ตา้ นทานน้นั อาจจะเป็ นลวดความตา้ นทาน หรือไม่ใช่ลวดความตา้ นทาน เช่น ผงถ่าน พลาสตกิ นาไฟฟ้า และเซอร์เมต ขา 1 และขา 3 ของพอตจะต่ออยกู่ บั ปลายท้งั สองดา้ นของ ส่วนท่เี ป็ นตวั ตา้ นทาน จึงมีค่าคงทีต่ ามท่ีกาหนดเอาไวท้ ต่ี วั พอต ส่วนขา 2 จะเป็นขาทต่ี อ่ อยกู่ บั กา้ น สปริงสมั ผสั ท่กี ดแตะอยกู่ บั ตวั ตา้ นทาน ซ่ึงเม่ือหมุนหรือเล่ือน แกนกา้ นสปริงสมั ผสั น้ีจะเล่ือนไปตาม ตวั ตา้ นทานซ่ึงจะทาใหเ้ กิดการเปลี่ยนแปลงคา่ ความตา้ นทานระหวา่ งขา 1 กบั ขา 2 และขา 3 กบั ขา 2 28

โดยการแปรเปลี่ยนไปในทางตรงกนั ขา้ มกนั และแปรเปลี่ยนอยรู่ ะหวา่ ง 0 ถึงคา่ สูงสุดของตวั ตา้ นทานท่ี ระบไุ ว้ เช่น เมื่อหมุนปรับในทศิ ทางตามเขม็ นาฬกิ า (แบบหมุน) หรือเล่ือนจากล่างข้นึ บนหรือจากซา้ ย ไปทางขวา (แบบเลื่อน) ความตา้ นทานระหวา่ งขา 2 กบั ขา 3 จะเปล่ียนแปลงจาก 0 สูงข้นึ ไปเร่ือยๆ จนถึงคา่ สูงสุดและคา่ ความตา้ นทานระหวา่ งขา 2 กบั ขา1 จะลดจากค่าสูงสุดต่าลงเร่ือยๆ จนเป็น 0 โอห์ม ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ตอ้ งการความเท่ยี งตรงสูงนกั เช่น ในการเร่งลดความดงั เสียงของ เครื่องขยายเสียง เคร่ืองรับวทิ ยใุ ชพ้ อตแบบสร้างค่าความตา้ นทานจากผงถ่านซ่ึงมีราคาถกู และอตั ราทน กาลงั ไฟฟ้าต่าไม่ถึงวตั ต์ (ก) แกนหมุน (ข) แบบเล่ือน รูปท่ี 6 โพเทนทโิ อมิเตอร์แบบหมุนและเล่ือน ในการปรับแตง่ คา่ ความตา้ นทานในวงจรขณะสร้างประกอบเครื่องเพอ่ื ต้งั จดุ การทางานของวงจร ตา่ งๆ ใหไ้ ดต้ ามกาหนดนิยมใชต้ วั ตา้ นทานปรัยคา่ ไดท้ ่มี ีขนาดเลก็ ซ่ึงเรียกวา่ พรีเซตโพเทนทิโอมิเตอร์ (preset potentiometer) หรือ ทริมเมอร์รีซิสเตอร์ (trimmer resistor) ช่างโดยทวั่ ไปนิยมเรียกวา่ ตวั ต้านทานรูปเกือกม้า เพราะมีลกั ษณะตวั แบนเหมือนเกือกมา้ (ดูรูปที่ 7) รูปที่ 7 ตวั ตา้ นทานรูปเกือกมา้ อตั ราส่วนการเปลย่ี นค่าความต้านทาน ลกั ษณะการเปล่ียนแปลงคา่ ความตา้ นทานของพอตใน ขณะที่หมุนหรือเลื่อนปรับค่าความตา้ นทานน้นั มอี ยหู่ ลายลกั ษณะดว้ ยกนั แลว้ แต่จดุ ประสงคข์ องการใช้ งาน เช่น ถา้ ใชใ้ นงานทวั่ ไปเช่นปรบั ค่ากระแสหรือแรงเคล่ือนใหม้ ีสดั ส่วนโดยตรงตอ่ ตาแหน่งมุมใน การหมุนเรียกวา่ พอตแบบลิเนยี ร์ (linear pot) ใชต้ วั B เขยี นเอไวท้ ี่ขา้ งคา่ ตวั ตา้ นทานของพอต เช่น B 50 K ส่วนถา้ เป็นพอตทใี่ ชใ้ นการเร่งลดเสียง ซ่ึงหูมนุษยเ์ ราจะไดย้ นิ การแปรเปลี่ยนของความดงั เสียง ไม่เป็ นเชิงเสน้ คือเป็นแบบลอการิทมึ (logarithm) การแปรเปล่ียนคา่ ความตา้ นทานจะมีนอ้ ยเม่ือเร่ิม 29

หมุนในจงั หวะแรก และจะทวสี ูงข้ึนหรือเลื่อนเกินตาแหน่งก่ึงกลางข้ึนไป พอตแบบน้ีจะระบุตวั อกั ษร เขยี นเอาไวท้ ่ขี า้ งคา่ ความตา้ นทาน เช่น A50K เป็ นตน้ เมื่อเป็นเช่นน้ีก่อนทีจ่ ะเปลี่ยนพอตควรดูชนิด ตาแหน่งปรับสุด a= linear (B) b= log (A) c= reverse log (C) d= semi log (D) ของพอตเสียก่อนวา่ เป็รแบบไหน เพอื่ ซ้ือชนิดเดียวกนั มาเปล่ียนจะไดไ้ ม่เกิดปัญหาอยา่ งอ่ืนตามมาได้ รูปท่ี 8 กราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงคา่ ตามการหมุนของพอตแบบตา่ งๆ รีโอสตัต เป็ นตวั ตา้ นทานแบบปรับคา่ ไดอ้ ีกชนิดหน่ึงซ่ึงมีขาเพยี ง 2 ขา ใชส้ าหรับปรับ เปลี่ยนแปลงคา่ กระแสในวงจร ดงั น้นั รีโอสตตั จึงสร้างจากลวดความตา้ นทานเพราะตอ้ งการอตั ราทน กาลงั งานไฟฟ้าสูงกวา่ ขอ้ แตกต่างระหวา่ งรีโอสตตั กบั พอตกค็ อื พอตจะทาหนา้ ท่ีเป็ นตวั แบ่งแรงดนั โดยใชค้ า่ ความตา้ นทานระหวา่ งขา 1 กบั ขา 3 ต่อคร่อมแหล่งจา่ ยแรงเคล่ือนเอาไว้ (เป็นโหลดทคี่ งที่) โดยแรงดนั ทีข่ า 2 จะแบ่งออกมาตามตาแหน่งมุมของการปรับ เช่น ถา้ ปรับ 50 เปอร์เซ็นต์ คา่ แรงเคล่ือนท่ขี า 2 กไ็ ดค้ ร่ึงหน่ึงของแรงเคล่ือนระหวา่ งจา 1 กบั ขา 3 แต่ถา้ ปรบั ตามเขม็ นาฬิกาแรง เคล่ือนที่ขา 2 จะสูงเกินคร่ึง โดยถา้ ปรบั ตามเขม็ นาฬิกาสุด แรงเคลื่อนกไ็ ดส้ ูงสุดเทา่ กบั ทีข่ า 3 ในทาง ตรงกนั ขา้ มถา้ ปรับทวนเขม็ นาฬิกาคา่ แรงดนั ท่ขี า 2 จะลดต่าลงจนกระทงั่ เป็น 0 เม่ือหมุนปรบั ทวนเขม็ นาฬกิ าสุด ตาแหน่งกา้ นเล่ือน (เปอร์เซ็นของระยะทาง) ถา้ เป็นรีโอสตตั เมื่อปรบั ตามเขม็ นาฬิกาคา่ ความตา้ นทานระหวา่ งขา 1 กบั ขา 2 จะลดลงทาให้ กระแสไหลในวงจรมากข้นึ และถา้ ปรับตามเขม็ นาฬกิ าสุด กระแสจะไหลไดม้ ากทีส่ ุด กระแสจะไหล นอ้ ยลงเม่ือปรบั รีโอสตตั ทวนเขม็ นาฬกิ าและจะไหลนอ้ ยท่ีสุดเม่ือปรบั ทวนเขม็ นาฬิกาสุด 3 ตวั ต้านทานแบบยดึ ตดิ ผวิ หน้า เนื่องจากเเทคโนโลยที างดา้ นการผลิตไดพ้ ฒั นาสูงข้นึ จึงมีการลดขนาดแผงวงจรท่ีใชง้ าน จากตวั อุปกรณ์ทีแ่ ยกอิสระเป็นตวั ๆ มาเป็ นตวั ตา้ นทานแบบแผน่ ฟิ ลม์ บางๆ ยดึ ติดลายปรินต์ (วงจร พมิ พ)์ และพฒั นามาเป็นอุปกรณ์แบบยดึ ติดผวิ หนา้ (surface mounted device) ใชต้ วั ยอ่ SMD ซ่ึงมี ขนาดเล็กมากทาใหแ้ ผงวงจรถูกยอ่ ใหม้ ีขนาดเลก็ ลงไดอ้ ยา่ งมากในปัจจุบนั ตวั ตา้ นทานซ่ึงเป็ นตวั อุปกรณ์ 30

ทม่ี ีบทบาทสาคญั และมีการใชง้ านมากที่สุดจงึ ตอ้ งถูกยอ่ ส่วนลงเป็ นอุปกรณ์ตวั แรก ชนิดของตวั ตา้ นทาน ท่นี ามาใชเ้ ป็นตวั ตา้ นทานแบบยดึ ติดผวิ หนา้ มีอยู่ 3 แบบคอื แบบเมทอลอลั ลอยฟิลม์ เมทอลออกไซด์ ฟิลม์ ส่วนล่าง (ความหนา 50 + 10 um) ชิป ฟิลม์ ส่วนบน (ความหนา 50 + 10 um) 5.5 + 0.1 mm หรือเมทอลเกรซฟิลม์ และแบบเสน้ ลวดพนั ตวั ตา้ นทานแบบเมทอลฟิ ลม์ ทีน่ ามาใชน้ ้นั จะมีค่าความ คลาดเคลื่อนต่าไม่เกิน 1 % และมีคา่ สมั ประสิทธ์ิอุณหภูมิต่า รูปที่ 9 ตวั ตา้ นทานยดึ ติดผวิ หนา้ แบบเฟลตชิป รูปทรงของตวั ตา้ นทานแบบยดึ ตดิ ผวิ หนา้ มีอยู่ 2 แบบ ไดแ้ ก่ แบบแฟลตชิป (flat chip) และ MELF ( metal electrode face bonding) รูปแบบจะถูกสรา้ งข้นึ เป็ นมาตรฐานและขนาดตวั ถงั จะแสดง คา่ ความยาวและคาวมกวา้ งเป็ นนิ้ว เช่น เบอร์ 1206 เป็นตวั ตา้ นทานทม่ี ีขนาด 0.12 น้ิว X 0.060 นิ้ว ขนาดตวั ตา้ นทานทีใ่ ชก้ นั มากจะมี 0603, 0805 และ 1206 แถบบรรจุชิป (ความหนา 0.7 + 10 mm) รูปท่ี 10 มาตรฐานขนาดของตวั ตา้ นทานแฟลตชิป แลว้ อาจ การสรา้ งตวั ตา้ นทานแบบแฟลตชิปใชว้ ธิ ีเคลือบช้นั ตวั ตา้ นทานลงบนแผน่ เซรามิก เคลือบช้นั ป้องกนั ซ่ึงเป็นฉนวนทบั ไวโ้ ดยมีข้วั โลหะยดึ ไวท้ ีป่ ลายท้งั สองดา้ น (ดูรูปที่ 11) 31

รูปท่ี 11 โครงสร้างตวั ตา้ นทานแฟลตชิป ตวั ตา้ นทานยดึ ตดิ ผวิ หนา้ แบบ MELF สร้างไดโ้ ดยใชเ้ ทคโนโลยกี ารสรา้ งขนาดตวั ตา้ นทาน แบบฟิลม์ ธรรมดา มีอตั ราทนกาลงั ไฟฟ้าขนาด 0.125 และ 0.25 วตั ต์ รูปที่ 12 รูปขนาดตวั ตา้ นทานยดึ ตดิ ผวิ หนา้ แบบ MELF (SMM 0204) ตารางที่ 6 คุณลกั ษณะของตวั ตา้ นทานยดึ ติดผวิ หนา้ แบบตา่ งๆ Flat chip Fiat chip MELF Wirewound metal glaze Metal film Metal film Power (W) 1 /16 – 1 / 4 1 /16 – 1 / 4 1/8–1/4 1-5 Resistance range 2R2 – 10M 50R – 100K 1R – 5M1 0.001R – 2K7 Tolerance (%) 0.1 – 0.5 0.5 – 2 0.1 – 10 Temperature coefficient (ppm/C) 1, 2, 5 Thermal shock (%) 100 – 600 25 - 50 50 20 - 90 Short time overload (%) + 0.05 + 0.25 + 0.2 Resistance to solder heat (%) + 0.5 + 0.05 + 0.25 + 0.2 Moisture resistance (%) + 0.5 + 0.05 + 0.25 + 0.2 Load life (1000 h) (%) + 0.25 + 0.05 + 0.5 + 0.2 + 0.5 + 0.1 + 0.5 + 0.5 + 0.2 4 การระบคุ ่าของตัวต้านทานแบบต่างๆ ตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแต่ละแบบน้นั จะมีการระบคุ า่ ทส่ี าคญั ไวท้ ีต่ วั อยา่ งนอ้ ยสองอยา่ งดว้ ยกนั คอื ค่าความตา้ นทานกบั ค่าความผดิ พลาด แตถ่ า้ เป็นตวั ตา้ นทานแบบเท่ียงตรงสูงอาจจะระบุคา่ สมั ประสิทธ์ิ ของอุณหภูมิเพม่ิ ลงไปอีกค่าหน่ึงดว้ ย เนื่องจากขนาดและรูปร่างของตวั ตา้ นทานตา่ งๆ มีอยหู่ ลายแบบ และหลายขนาดดว้ ยกนั จึงวธิ ีระบุคา่ แตกต่างกนั ออกไป เช่น อาจเขียนระบเุ ป็ นตวั เลขลงไปโดยตรงรหสั ตวั เลข ตวั เลขผสมกบั ระหสั ตวั อกั ษร หรือระบเุ ป็ นรหสั แถบสีสาหรับตวั ตา้ นทานทม่ี ีขนาดเลก็ 32

การระบุค่าแบบตัวเลขโดยตรง นิยมใชก้ บั ตวั ตา้ นทานท่ีมีขนาดใหญ่มีอตั ราทนกาลงั ไฟฟ้าสูง ประมาณ 2 วตั ตข์ ้ึนไปซ่ึงไดแ้ ก่ตวั ตา้ นทานแบบลวดพนั ส่วนค่าท่ีระบไุ วค้ อื ค่าความตา้ นทานและความ คลาดเคลื่อน รูปท่ี 13 การระบุค่าแบบใชต้ วั เลขบอกโดยตรง การระบุค่าแบบรหัสตัวเลข นิยมใชก้ บั ตวั ตา้ นทานแบบเกือกมา้ ขนาดเล็กหรือตวั ตา้ นทานขนาด ปานกลาง โดยจะใชเ้ ลข 3 หลกั ตวั เลขหลกั ท่ีหน่ึงเป็นค่าท่ี 1 ตวั เลขที่ 2 เป็ นค่าที่ 2 และตวั เลขที่ 3 เป็นจานวนศนู ย์ (ตวั คูณ) เช่น ในรูปที่ 14 จะเป็นทริมเมอร์ทรี่ ะบคุ ่า 105 ดงั น้นั จะมีค่า 1,000,000 โอห์ม หรือ 1 เมกะโอห์มนน่ั เอง การระบุคา่ แบบน้ีจะใชใ้ นคอนเดนเซอร์แบบเซรามิกและไมลาร์ที่มี ขนาดเลก็ ดว้ ย รูปที่ 14 การระบคุ ่าเป็ นรหสั ตวั เลข การระบุค่าแบบตัวเลขผสมรหัสตัวอักษร การระบุค่าแบบน้ีนิยมใชท้ ้งั กบั ตวั ตา้ นทานแบบลวด พนั ขนาดใหญ่ ขนาดปานกลาง และพอตหรือทริมเมอร์ โดยถา้ ตวั อกั ษรเป็ น R หรือ E (ของฟิ ลิปส์) ตวั เลขทเ่ี ขียนอยหู่ นา้ ตวั อกั ษรน้นั จะมีหน่วยเป็นโอหม์ ถา้ เป็ นตวั K ตวั เลขท่ีเขียนจะตอ้ งคูณดว้ ย 1000 และถา้ เป็ น M ตอ้ งคูณดว้ ย 1,000,000 นอกจากน้ีตวั อกั ษรที่ต่อหลงั ตวั เลขท่ีระบุหน่วยของค่าความ ตา้ นทานแลว้ อาจจะมีตวั อกั ษรตามหลงั อยอู่ ีกหน่ึงตวั เพอื่ ระบุคา่ ความคลาดเคล่ือน ดงั ตารางท่ี 7 33

ตารางที่ 7 คา่ ตวั คูณ ค่าความคลาดเคล่ือน R, E = x 1 Ω D = + 0.5% K =x 1kΩ F = + 1% M= x 1 MΩ G = + 2% H = + 3% J = + 5% K = + 10% M = + 20% ในรูปท่ี 15 เป็ นตวั อยา่ งการระบุคา่ ตวั ตา้ นทานแบบใชต้ วั เลขผสมรหสั ตวั อกั ษร ตวั แรกจาก ซา้ ยมือ 2K7 J = 2700 โอหม์ คลาดเคลื่อน 5% ตวั ทีส่ อง 2R2 K = 2.2 โอหม์ คลาดเคล่ือน 10% และตวั ที่ 3 1M2 M = 1,200,000 โอห์ม คลาดเคล่ือน 20% ทุกตวั มีอตั ราทนกาลงั 10W รูปที่ 15 การระบุค่าแบบตวั เลขผสมรหสั อกั ษร 5 การระบุค่าสีตัวต้านทานแบบรหัสสี ตวั ตา้ นทานขนาดเล็กท่ีมีอตั ราทนกาลงั ไฟฟ้าต่าระหว่าง ประมาณ 0.04 W ถึง 2 W โดยเฉพาะตวั ตา้ นทานแบบผงถ่านอดั หรือแบบฟิ ล์มจะนิยมใชก้ ารระบุค่า ความตา้ นทานความคลาดเคล่ือนและค่าสัมประสิทธ์ิของอุณหภูมิเป็ นแถบสี ถึงแมว้ ่าตวั ตา้ นทานบางตวั อาจมีขนาดโตพอทจ่ี ะพมิ พต์ วั เลขระบคุ ่าลงไปได้ แต่จะมีขนาดเลก็ อาจลบเล่ือนหายไปไดง้ ่าย ลกั ษณะ แถบสีที่ใชอ้ าจจะเป็ นแบบรหัส 4 แถบสี ในตวั ตา้ นทานแบบผงถ่านอดั ยคุ เก่า แบบ 5 แถบสีหรือ 6 แถบสี (ดูรูปที่ 16) ทีใ่ ชก้ บั ตวั ตา้ นทานแบบฟิ ล์มซึง่มีความคลาดเคล่ือนน้อยท่ีใชอ้ ยา่ งแพร่หลายอยใู่ ช ปัจจุบนั อยา่ งไรก็ตามการอ่านค่าของแถบสียงั คงเหมือนกนั ท้งั หมดแตกต่างกนั เพียงแบบ 4 แถบสีท่ีจะ ระบุคา่ ของตวั เลข 2 หลกั ในแถบท่ี 1 และที่ 2 ส่วนแถบสีที่ 3 น้ันเป็ นค่าของตวั คูณ และแถบสีท่ี 4 เป็นค่าความคลาดเคล่ือน ส่วนตวั ตา้ นทานท่แี สดงค่าแบบรหสั 5 แถบสีน้นั จะระบุค่าตวั เลข 3 หลกั ใน แถบสีท่ี 1, 2 และ 3 ส่วนแถบสีท่ี 4 แสดงค่าของตวั คูณและแถบสีที่ 5 แสดงค่าความคลาดเคล่ือน สาหรบั ตวั ตา้ นทานที่แสดงคา่ เป็ นแถบสี 6 แถบ การอ่านจะเหมือนกนั ของแบบ 5 แถบสี เพยี งแต่แถบ สีที่ 6 ซ่ึงเพมิ่ ข้นึ มาอีกหน่ึงแถบน้นั ใชแ้ สดงค่าสมั ประสิทธ์ิของอุณหภูมิ 34

รูปที่ 16 การระบคุ ่าตวั ตา้ นทานขนาดเล็กดว้ ยระหสั แถบสี ตารางที่ 8 คา่ สีของตวั ตา้ นทาน สี ค่าของสี ค่าตวั คูณ เปอร์เซ็นต์ คา่ สมั ประสิทธ์ิ ความคลาดเคลอ่ื น อุณหภูมิ เงิน X 0.01 + 10 + 50 X 10- 6/k + 15 X 10- 6/k ทอง X 0.1 + 7 + 25 X 10- 6/k ดา 0 X 1 35 น้าตาล 1 X 10 +1 แดง 2 X 100 +2 สม้ 3 X 1 k เหลือง 4 X 10 kΩ เขียว 5 X 100 kΩ + 0.5 น้าเงิน 6 X 1 MΩ + 0.25 ม่วง 7 X 10 MΩ + 0.1 เทา 8 X 100 MΩ ขาว 9 หมายเหตุ K = ศูนยอ์ งศาสมั บรู ณ์มีคา่ = - 273 ºC

บทที่ 6 กฎของโอห์ม ปรากฏการทางไฟฟ้าท่ีเกิดจากการนาวงจรไฟฟ้าเช่ือมต่อระหว่างจุด 2 จุดที่มีความแตกต่าง ศกั ดาไฟฟ้าหรือแรงเคล่ือนไฟฟ้าอนั ทาใหเ้ กิดมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจรไฟฟ้าและเกิดกาลงั ไฟฟ้าข้ึน น้ัน ความสัมพนั ธ์ระหว่างค่าต่าง ๆ ที่เกิดข้ึนในวงจรไฟฟ้าไดถ้ ูกคิดคน้ ข้ึนโดยนักวิทยาศาสตร์ชาว เยอรมนั ช่ือ จอร์จ ไซมอน โอหม์ (George Simon Ohm) เม่ือตน้ ศตวรรษที่ 19 ( ค.ศ. 1828 ) เป็ นสูตร สาเร็จ I= E/R เรียกวา่ กฎของโอห์ม (ohm ’ s law) โดยมีคาจากดั ความของสูตรคือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลใน วงจรปิ ดจะมีค่าเป็นสดั ส่วนโดยตรงต่อค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ป้อนใหก้ บั วงจรแต่จะเป็ นสัดส่วนโดย กลบั กบั ค่าความตา้ นทานรวมของวงจรไฟฟ้าน้นั จากกฎของโอห์มสัญลกั ษณ์ I หรือ i แทนค่าของกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรท่ีมีหน่วยเป็ น แอมแปร์ (A) E หรือ e แทนค่าของแรงเคล่ือนไฟฟ้าท่ไี หลในวงจรมีหน่วยเป็นโวลต์ (V) และ R หรือ r แทนคา่ ของความตา้ นทานในวงจรมีหน่วยเป็ นโอห์ม (Ω) รูปท่ี 1 สามเหล่ียมแสดงความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งกระแส แรงดนั และความตา้ นทาน จากกฎของโอหม์ แสดงไวเ้ ป็นการแสดงสูตรทใี่ ชส้ าหรบั ค่าของกระแสไฟฟ้า(I) ที่ไหลในวงจร แตเ่ ราสามารถหาค่าอ่ืน ๆ เช่น ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า (E) หรือค่าความตา้ นทานไฟฟ้า (R) ในวงจรไดถ้ า้ รู้ค่า ของตวั แปรตวั อ่ืนอีก 2 ตวั เช่น ถา้ รู้คา่ ของกระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรกบั ค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่จ่าย ให้กบั วงจร ก็จะหาค่าของของความตา้ นทานไฟฟ้ารวมของวงจรท่ีต่ออยนู่ ้นั ไดโ้ ดยใชส้ ูตร R = E / I และถ้ารู้ค่าของความต้านทานไฟฟ้าของวงจรและค่ากระแสไฟฟ้าท่ีไหลในวงจร ก็จะหาค่าของ แรงเคลื่อนไฟฟ้าท่ีจ่ายให้กบั วงจรน้นั ไดโ้ ดยใชส้ ูตร E = I R เป็ นตน้ เพอ่ื จาง่ายจะใชว้ ธิ ีเขียนเป็ นรูป สามเหล่ียม E , I และ R (ดูรูปท่ี 1) เมื่อตอ้ งการหาคา่ อะไรก็เอาน้ิวปิ ดตวั อกั ษรน้นั ไว้ ก็จะไดว้ า่ ตอ้ ง เอาค่าของอะไรไปคูณหรือหารกบั อะไร เช่น เม่ือตอ้ งการหาค่าความตา้ นทานก็เอานิ้วมือปิ ดตวั R จะ เหลือเป็น E / I นนั่ กค็ ือจะตอ้ งเอาคา่ ของกระแสไปหารค่าของแรงดนั และถา้ ตอ้ งการหาค่าของแรงดนั ก็เอามือปิ ดที่ตรงตวั อกั ษร E ก็จะเหลือเป็ น I R จะไดเ้ ป็น I คูณ R หมายความว่าตอ้ งเอาค่ากระแสและ คา่ ของแรงดนั มาคูณกนั (ดูรูปที่ 2) 36

รูปที่ 2 ตวั อยา่ งการใชต้ ารางสามเหลี่ยม 1. กาลงั งานไฟฟ้า เมื่อจ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้าใหก้ บั วงจรไฟฟ้าปิ ดน้ัน นอกจากจะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและ เกิดแรงเคล่ือนไฟฟ้าตกคร่อมตวั อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ต่ออยใู่ นวงจรไฟฟ้าน้นั แลว้ ยงั เกิดผลทางไฟฟ้าข้ึนท่ี ตวั อุปกรณ์เหล่าน้นั ดว้ ย เช่น อาจทาให้เกิดแสงสวา่ ง ความร้อน หรือการขบั เคล่ือนข้ึนได้ ส่ิงที่ทาให้ เกิดผลงานทางไฟฟ้าข้นึ น้นั เรียกวา่ กาลงั ไฟฟ้า มีหน่วยเป็นวตั ต์ โดยกาลงั ไฟฟ้า 1 วตั ตจ์ ะเทา่ กบั งานที่ ไดจ้ ากแรงเคล่ือนไฟฟ้า 1 โวลตท์ ี่ขบั ดนั ใหเ้ กิดการเคล่ือนที่ของประจไุ ฟฟ้า 1 คูลอมบใ์ นเวลา 1 วนิ าที แตป่ ระจุไฟฟ้าทีเ่ คล่ือนท่ี 1 คูลอมบใ์ นเวลา 1วนิ าที จะเป็นปริมาณการไหลของกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ ดงั น้นั กาลงั ไฟฟ้าจงึ ไดจ้ ากผลคูณระหวา่ งคา่ ของแรงเคลื่อนไฟฟ้ากบั คา่ ของกระแสไฟฟ้าดงั สูตร P = ExI เมื่อไดส้ ูตรน้ีแลว้ เราสามารถหากาลงั ไฟฟ้าตา่ ง ๆ ได้ ทาใหส้ ามารถคานวณหาคา่ ไฟฟ้าท่ีจะตอ้ ง เสียจากจากการใชเ้ ครื่องไฟฟ้าน้นั ๆ ได้ เช่น ถา้ เราใชเ้ ครื่องปิ้ งขนมปังซ่ึงตอ้ งการแรงเคล่ือนไฟฟ้า 220 โวลทแ์ ละมีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ น 4 แอมแปร์จะหากาลงั ไฟฟ้าทเี่ ครื่องป้ิ งขนมปังตอ้ งการไดจ้ ากสูตร P = ExI โดยท่ี P คอื กาลงั ไฟฟ้าของเคร่ืองป้ิ งขนมปังท่ีตอ้ งการทราบค่า E คอื แรงเคล่ือนไฟฟ้าทจ่ี ่ายใหเ้ ครื่องปิ้ งขนมปัง I คอื คา่ กระแสไฟฟ้าท่ไี หลผา่ นเครื่องปิ้ งขนมปัง แทนค่า P = 220 x 4 = 880 W น้นั คือเครื่องป้ิ งขนมปังเคร่ืองน้ีใชก้ าลงั ไฟฟ้า 880 วตั ต์ การคิดไฟฟ้าที่ใชต้ ามบา้ นจะคิดเป็ น หน่วยของกิโลวตั ตต์ ่อชว่ั โมง หมายความวา่ ถา้ ใชก้ าลงั ไฟฟ้า 1000 W (1 kW) ในเวลา 1 ชวั่ โมงจะเป็ น การใชไ้ ฟฟ้า 1 หน่วย ดงั น้นั เม่ือตอ้ งการรู้คา่ ไฟฟ้าที่ใชก้ ต็ อ้ งนาคา่ กาลงั ไฟฟ้าของเคร่ืองไฟฟ้าน้ันไปทา ใหม้ ีหน่วยเป็ นกิโลวตั ตแ์ ลว้ คูณดว้ ยจานวนชวั่ โมงทใ่ี ชจ้ ะไดอ้ อกมาเป็ นหน่วยไฟฟ้าทใ่ี ชด้ งั สูตร จานวนหน่วยไฟฟ้าทีใ่ ช้ = กาลงั ไฟฟ้าของเคร่ือง x จานวนชั่วโมงท่ีใช้ 1000 37

เม่ือไดจ้ านวนหน่วยที่ใชแ้ ลว้ ก็นาไปคูณกบั อตั ราคา่ ไฟฟ้าตอ่ หน่วยก็จะไดเ้ ป็ นค่าไฟฟ้าท่ีตอ้ งจ่ายจากการ ใชเ้ คร่ืองใชไ้ ฟฟ้าเครื่องน้นั ค่าไฟฟ้าท้ังหมด = อตั ราค่าไฟฟ้าต่อหน่วย x จานวนหน่วยท่ใี ช้ 2. งานและกาลงั งาน ถา้ เราออกแรงผลกั ส่ิงของหนกั 100 ปอนดใ์ หเ้ คลื่อนทไ่ี ปเป็นระยะทาง 10 ฟตุ งานท่ีไดจ้ ะ เท่ากบั 100 ปอนด์ x 10 ฟุต หรือ 1000 ฟุต – ปอนด์ ไม่ตอ้ งคานึงถึงระยะเวลาท่ีทางานวา่ จะชา้ หรือ เร็วเพยี งไรหน่วยท่ีใชเ้ ป็นฟตุ – ปอนด์ โดยไม่มีเวลามาอา้ งอิง อยา่ งไรก็ตาม กาลงั จะเท่ากบั งานหารดว้ ยเวลาที่ใชไ้ ปในการทางานน้ัน ถา้ ใชเ้ วลา 1 วนิ าที กาลงั ที่ยกตงั อยา่ งมาน้นั จะได้ 1000 ฟุต – ปอนด์ ต่อวนิ าที ถา้ ใชเ้ วลาทางานน้ี 2 วนิ าทีจะไดก้ าลัง 1000 ฟุต – ปอนด์ ต่อ 2 วินาทีหรือ 500 ฟุต – ปอนด์ ต่อ 1 วินาที เช่นเดียวกบั กาลงั ไฟฟ้าเป็ นอตั รา เวลาทปี่ ระจไุ ฟฟ้าถูกขบั ใหเ้ คล่ือนทีโ่ ดยแรงเคล่ือนไฟฟ้า ส่ิงน้ีคอื คาตอบทีว่ า่ ทาไมกาลงั ไฟฟ้าท่ีมีหน่วย เป็นวตั ตถ์ ูกสรา้ งจากผลคูณระหวา่ งกระแสกบั แรงเคลื่อนไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะแทนที่ปริมาณของ งานตอ่ หน่วยของประจุ คา่ ของกระแส รวมท้งั อตั ราเวลาซ่ึงประจุไฟฟ้าถูกขบั ใหเ้ คลื่อนท่ี หน่วยของวัตต์และแรงม้า ผลของทางไฟฟ้าสามารถนามาเปรียบเทียบเป็ นผลงานทาง กลศาสตร์ โดยใชว้ ธิ ีวดั ผลงานจากค่าของกาลงั ไฟฟ้าที่ทาให้เกิดผลงาน 550 ฟุต – ปอนดต์ ่อวินาที ซ่ึง เป็ นผลท่ีเกิดจากแรงจานวน 1 แรงมา้ (horse power) กาลงั ไฟฟ้าที่ทาใหเ้ กิดงานไดเ้ ท่ากนั จะมีค่า 746 วตั ต์ 1 hp = 550 ft.lb / s = 746 W หน่วยที่ใช้ในทางปฏิบัติของกาลังและงาน เร่ิมตน้ จากวตั ต์เราสามารถสร้างหน่วยท่ีมี ประโยชนข์ ้นึ มาไดอ้ ีกหลายหน่วย พ้นื ฐานความเขา้ ใจทีส่ าคญั ไดแ้ ก่ กาลงั เป็ นอตั ราเวลาของการทางาน ขณะใชก้ าลงั เพอื่ ทาใหเ้ กิดงานในช่วงเวลาน้นั จะไดส้ ูตร กาลงั = งาน หรือ งาน = กาลัง x เวลา เวลา ในการคานวณหาค่าต่าง ๆ ในวงจรไฟฟ้าน้ัน บางคร้ังอุปกรณ์ไฟฟ้าจะกาหนดเป็ นค่า แรงเคล่ือนไฟฟ้ากบั คา่ กาลงั ไฟฟ้า หรือกาหนดคา่ แรงเคล่ือนไฟฟ้ากบั คา่ กระแสไฟฟ้าอยา่ งใดอยา่ งหน่ึง มาให้ ซ่ึงเราอาจตอ้ งเปล่ียนค่าบางอย่างท่ีระบุไวใ้ ห้เป็ นค่าที่เราตอ้ งการนามาใช้คานวณ เช่น ถ้าเรา ตอ้ งการหาค่าของกระแสไฟฟ้าทไี่ หลผา่ นหลอดไฟซ่ึงระบคุ า่ แรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสตรง 12 V และระบุ ค่ากาลงั ไฟฟ้าดงั น้ี P= ExI I= P/E เมื่อ P = 0.3 W, E = 12 V 38

แทนค่า I = 0.3 / 12 = 0.025 V นอกจากตวั อยา่ งท่ียกมาอธิบายให้เห็นแลว้ ยงั มีการแปลงสูตรท้งั สองเพือ่ ใหใ้ ชง้ านร่วมกนั ได้ อีก เช่น P = EI P = E2 / R P = I2R I = P/ E E = P/I --------------------------------------------------------- 39

บทที่ 7 วงจรไฟฟ้า 1. การต่อวงจรไฟฟ้า วงจรไฟฟ้าคอื ตวั อุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ทอ่ี าจจะมีตวั เดียวหรือหลายตวั ซ่ึงต่อเช่ือมโยงกนั อยดู่ ว้ ย สายส่ือตวั นา แล้วต่อเขา้ กบั แหล่งจ่ายกาลังไฟฟ้า เพ่อื ใหก้ ระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจรน้นั แลว้ เกิดเป็ น ผลงานทางไฟฟ้าในรูปแบบต่าง ๆ ตามจุดประสงคท์ ่ีไดอ้ อกแบบข้ึนโดยเฉพาะสาหรับวงจรไฟฟ้าน้นั ๆ ลกั ษณะการต่อรวมกนั ระตวั อุปกรณ์ไฟฟ้ากบั แหล่งจ่ายมีพ้นื ฐานอยู่ 3 ลกั ษณะดว้ ยกนั คือ การต่อแบบ อนั ดบั การตอ่ แบบขนาน และการต่อแบบผสม การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอันดับ ทาได้โดยการนาอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น ตวั ตา้ นทานไฟฟ้า ขดลวดเหนียวนา คาพาซิเตอร์ ฯลฯ แต่ละตวั มาต่อเรียงกนั คือ เอาปลายของตวั อุปกรณ์ตวั หน่ึงต่อกบั ปลายของอีกตวั หน่ึงต่อเรียงกนั ไปเช่นน้ีตลอด (ดูรูปท่ี 1 ) การต่อวงจรแบบน้ีถา้ เป็ นวงจรตวั ตา้ นทาน หรือขดลวดเหน่ียวนาค่ารวมของตวั อุปกรณ์จะเพิ่มข้ึน แต่ถา้ เป็ นวงจรคาพาซิเตอร์ค่าคาพาซิแตนซ์จะ ลดลง รูปท่ี 1 วงจรไฟฟ้าแบบอนั ดบั รูปที่ 2 วงจรไฟฟ้าแบบขนาน 40

การต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนาน การต่อแบบน้ีจะนาขาของอุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละตวั มาต่อร่วมกนั (ต่อคร่อมกนั ) ดงั แสดงในรูปท่ี 2 การต่อแบบน้ีถา้ เป็ นวงจรตวั ตา้ นทานไฟฟ้าและขดลวดเหนี่ยวนาค่า รวมของตวั อุปรณ์จะลดลง แตถ่ า้ เป็นวงจรคาพาซิเตอร์คา่ คาพาซิแตนซ์รวมจะเพมิ่ ข้นึ การต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม เป็ นการนาวงจรไฟฟ้าแบบอนั ดบั และแบบขนานมาต่อร่วมกนั ซ่ึงเมื่อตอ้ งการหาค่ารวมในวงจรจะตอ้ งใชว้ ิธีหาค่ารวมในวงจรส่วนท่ีเป็ นวงจรขนานและส่วนท่ีเป็ น วงจรอนั ดบั มาก่อน จากน้นั กเ็ อาผลรวมของท้งั สองวงจรมาหาคา่ รวมอีกคร้งั หน่ึง โดยลกั ษณะการหาน้นั ก็ข้ึนอยกู่ บั ลกั ษณะของวงจรผสมแตล่ ะแบบ (ดูรูปท่ี 3) รูปท่ี 3 วงจรไฟฟ้าแบบผสม 2. การวิเคราะห์วงจรตัวต้านทานไฟฟ้า การนาวงจรตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแบบตา่ ง ๆ มาต่อรับแรงเคลื่อนไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายกาลงั ไฟฟ้าจะ เกิดผลทาใหเ้ กิดกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแต่ละตวั เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าตกคร่อมและเกิด กาลงั ไฟฟ้าข้นึ ทีต่ วั ตา้ นทานเหล่าน้นั ปริมาณของกระแสที่ไหลผา่ นวงจรท้งั หมด ค่าของกระแสไฟฟ้าท่ี แยกไหลผ่าน และกาลงั ไฟฟ้าท่ีเกิดข้ึนที่ตวั ตา้ นทานแต่ละตวั น้ันสามารถคานวณหาไดโ้ ดยใชก้ ฎของ โอห์ม ซ่ึงจะแยกอธิบายตามลกั ษณะของวงจรแบบต่าง ๆ ต่อไป รูปท่ี 4 วงจรตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแบบอนั ดบั 41

วงจรตัวต้านทานไฟฟ้าแบบอันดับ เม่ือจ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสตรง (EB) ให้กบั วงจรตวั ตา้ นทานแบบอนั ดบั R1 , R2 และ R3 จะหาค่าของกระแสไฟฟ้าท่ีไหลผา่ นวงจรท้งั หมด (IT) ไดต้ อ้ งหา คา่ ความตา้ นทานรวมท้งั หมดในวงจร (RT) เสียก่อน โดยใชส้ ูตรการหาค่าความตา้ นทานรวมแบบอนั ดบั คอื RT = R1 + R2 + R3 จากน้นั จึงนาค่า RT และค่า EB ท่ีทราบค่าไปคานวณหาค่ากระแส IT โดยใช้ สูตร I = EB / RT เม่ือกระแส IT ไหลผา่ นวงจรตวั ตา้ นทานแบบอนั ดบั ปริมาณของกระแสท่ีไหลผา่ น R1 (IR1)จะมี ค่าเท่ากบั กระแสท่ีไหลผ่าน R2 (IR2)และกระแสที่ไหลผ่าน R3 (IR3)เนื่องจากเป็ นกระแสเดียวกนั ดงั น้นั กระแสทไ่ี หลผา่ นตวั ตา้ นทานแตล่ ะตวั ก็คือกระแสที่ไหลผา่ นวงจรท้งั หมด IT = IR1 = IR2 = IR3 ขณะท่กี ระแส IT ไหลผา่ น R1 (IR1) จะเกิดแรงเคลื่อนตกคร่อม R1 และเกิดกาลงั ไฟฟ้าข้นึ ท่ี R1 โดยคา่ ของแรงเคล่ือนทตี่ กคร่อม R1 (ER1) จะจะหาไดจ้ ากผลคูณระหวา่ งค่าของกระแสทไ่ี หลผา่ น R1 (IR1 หรือ IT) กบั ค่าความตา้ นทานของ R1 คอื ER1= IR1x R1 และค่ากาลงั ไฟฟ้าทเ่ี กิดข้ึนท่ี R1 (PR1) จะ หาไดจ้ ากผลคูณระหวา่ งกระแสท่ีไหลผา่ น R1 (IR1 หรือ IT) กบั ค่าแรงเคล่ือนไฟฟ้าท่ตี กคร่อม R1 (ER1) ไดแ้ ก่ PR1 = IR1 ( IT) x ER1 ตวั ตา้ นทานตวั อ่ืน เช่น R2 และ R3 ก็จะสามารถหาค่าแรงเคล่ือนไฟฟ้าท่ีตกคร่อมและ กาลงั ไฟฟ้าไดโ้ ดยใชว้ ธิ ีเดียวกนั คอื ER1 = IR2 ( IT) x R2 PR1 = IR2 ( IT) x ER1 ER3 = IR3 ( IT) x R3 PR3 = IR3 ( IT) x ER3 สรุปไดว้ า่ 1. กระแสไฟฟ้าทไี่ หลผา่ นวงจรตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแบบอนั ดบั จะไหลผา่ นตวั ตา้ นทานไฟฟ้า แตล่ ะตวั เท่ากนั และเป็นกระแสเดียวกนั กบั ทไ่ี หลป่ านวงจรท้งั หมด IT = IR1 = IR2 = IR3 2. ขณะทกี่ ระแสไฟฟ้าไหลผา่ นตวั ตา้ นทานแตล่ ะตวั ในวงจร จะเกิดแรงเคล่ือนไฟฟ้าตก คร่อมตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแต่ละตวั ซ่ึงผลรวมระหวา่ งแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ตกคร่อมตวั ตา้ นไฟฟ้าแต่ละตวั น้นั จะมีคา่ เท่ากบั แรงเคล่ือนไฟฟ้าของแหล่งจา่ ยกาลงั EB = ER1 = ER2 = ER3 42

3. กาลงั ไฟฟ้าทเ่ี กิดข้นึ กบั ตวั ตา้ นทานแตล่ ะตวั ขณะที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นน้นั เม่ือนามา รวมกนั จะเป็นคา่ กาลงั ไฟฟ้าที่เกิดข้ึนท้งั หมดของวงจร PT = PR1 + PR2 + PR3 วิเคราะห์วงจรตวั ต้านทานแบบอนั ดับ 1. ตวั ตา้ นทานทเ่ี พม่ิ คา่ สูงกวา่ เดิมจะมีแรงเคลื่อนสูงกวา่ ปกติ โดยตวั ตา้ นทานทมี่ ีค่าปกตจิ ะ มีแรงเคลื่อนตกคร่อมต่ากวา่ เดิม 2. ตวั ตา้ นทานที่ขาดจะมีแรงเคล่ือนตกคร่อมสูงเทา่ แหล่งจ่ายและจะไม่มีแรงเคล่ือนตก คร่อมตวั ตา้ นทานท่ปี กตเิ ลย 3. ตวั ตา้ นทานท่ีลดค่าจะมีแรงเคล่ือนตกคร่อมต่ากวา่ ปกติ โดยตวั ตา้ นทานทป่ี กติจะมีแรง เคล่ือนตกคร่อมสูงข้นึ 4. ถา้ ตวั ตา้ นทานตวั ใดไหมแ้ สดงวา่ มีกระแสผา่ นตวั ตา้ นทานตวั น้นั สูงกวา่ ปกติ อาจจะ เน่ืองจากเกิดการลดั วงจรของตวั อุปกรณ์ที่ต่อคร่อมอยูห่ รือแรงเคลื่อนที่ป้อนให้วงจรมีค่าสูงกว่าเดิม แตถ่ า้ เป็นวงจรสร้างเองเป็นเพราะใชต้ วั ตา้ นทานไฟฟ้าทม่ี ีกาลงั ไฟฟ้าต่าเกินไป รูปที่ 5 วงจรตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแบบขนาน วงจรตวั ต้านทานไฟฟ้าแบบขนาน เมื่อจ่ายแรงเคล่ือนไฟฟ้ากระแสตรง (EB) ใหก้ บั วงจรไฟฟ้า แบบขนาน จะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นวงจรน้นั ในลกั ษณะแยกไหลผา่ นตวั ตา้ นทานทกุ ตวั ทีต่ อ่ ขนาน กนั อยู่ โดยคา่ ของกระแสทไ่ี หลผา่ นตวั ตา้ นทานแตล่ ะตวั น้นั จะหาไดจ้ ากการคานวณโดยตรงจาก EB กบั คา่ ของตวั ตา้ นทานตวั น้นั เพยี งตวั เดียว เช่น IR1 = EB / R1 IR2 = EB / R2 IR3 = EB / R3 เมื่อตอ้ งการจะหาค่ากระแสที่ไหลท้งั หมดในวงจรขนาน (IT) ก็ใชว้ ธิ ีนาเอาค่าของกระแสที่ไหล ผา่ นตวั ตา้ นทานแต่ละตวั มารวมกนั คือ I = IR1 + IR2 + IR3 เน่ืองจากตวั ตา้ นทานไฟฟ้าทุกตวั ต่อรับ 43

แรงเคลื่อนไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายกาลงั (EB) ชุดเดียวกนั ดงั น้ันแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ตกคร่อมตวั ตา้ นทานแต่ ละตวั จงึ เท่ากนั และมีค่าเทา่ กบั แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งจ่ายกาลงั ไดแ้ ก่  EB = ER1 = ER2 = ER3 กาลงั ไฟฟ้าท่เี กิดข้นึ ท่ีตวั ตา้ นทานแตล่ ะตวั (PR) จะไดจ้ ากผลคูณระหวา่ งค่าของแรงเคล่ือนไฟฟ้า ท่ตี กคร่อมตวั ตา้ นทานตวั น้นั (ER) กบั ค่าของกระแสไฟฟ้าท่ีไหลผา่ นตวั ตา้ นทานตวั น้นั (IR) หาไดจ้ าก PR1 = ER2 ( EB) x IR1 PR2 = ER2 ( EB) x IR2 PR3 = ER3 ( EB) x IR3 กาลงั ไฟฟ้าท้งั หมดของวงจรตวั ตา้ นทานแบบขนาน (PT) จะหาไดจ้ ากการนากาลงั ไฟฟ้าท่ีตวั ตา้ นทานแตล่ ะตวั มารวมกนั ไดแ้ ก่ PT = PR1 + PR2 + PR3 การคิดหาคา่ กระแสรวม (IT) อีกวธิ ีหน่ึงของวงจรตวั ตา้ นทานแบบขนานอาจใชว้ ธิ ีหาจากค่าความ ตา้ นทานรวมของวงจรโดยตรงกบั ค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าจากแหล่งจา่ ย (EB) ไดแ้ ก่ I = ERTB I= EB R1 1 + 1R1 1 + 1R.2 วิเคราะห์วงจรตวั ต้านทานแบบขนาน 1. ตวั อุปกรณ์ต่อคร่อมร่วมกนั มากจะเกิดการดึงกระแสใหไ้ หลผา่ นวงจรไดม้ ากข้ึน เนื่องจาก ค่าความตา้ นทานรวมนอ้ ยลงจงึ เกิดการสิ้นเปลืองกระแสไฟฟ้ามากข้ึน ถา้ เป็นแบตเตอรี่อายกุ ารใชง้ านจะ ส้นั ลกั ษณะการต่อวงจร ไดแ้ ก่ การตอ่ อุปกรณ์แสงสวา่ งหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าตา่ ง ๆ ตามบา้ น 2. ตวั อุปกรณ์แต่ละตวั จะมีกระแสไหลผา่ นไดม้ ากนอ้ ยเพยี งไร ข้ึนอยกู่ บั ความตา้ นทานของ ตวั อุปกรณ์และค่าของกาลงั งานไฟฟ้าจะเกิดข้ึนมากน้อยเพียงไรข้ึนอยู่กบั ค่าของกระแสท่ีไหลผ่าน อุปกรณ์ตวั น้นั 3. กระแสจะแยกไหลผา่ นตวั อุปกรณ์แต่ละตวั โดยไม่สมั พนั ธก์ บั ตวั อื่น ดงั น้นั เมื่ออุปกรณ์ ตวั หน่ึงตวั ใดขดั ขอ้ งจะไม่มีผลต่อค่าของกระแสและกาลงั งานไฟฟ้าของตวั อุปกรณ์ตวั อ่ืน จะมีผลแต่ เพยี งคา่ ของกระแสรวมของวงจรจะเปล่ียนแปลงไปเทา่ น้นั 4. การวเิ คราะห์หาอุปกรณ์ทเ่ี สียตอ้ งใชว้ ธิ ีตรวจสอบคา่ ของกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นตวั อุปกรณ์ 44

แต่ละตวั ถ้าตวั ตา้ นทานตวั ใดมีกระแสไหลผ่านน้อยแสดงว่าเพิ่มค่า ถา้ ไม่มีกระแสไหลผ่านเลยตวั ตา้ นทานขาดหรืออาจจะใชว้ ธิ ีปลดออกทีละตวั แลว้ ใชโ้ อห์มมิเตอร์วัดตรวจสอบท่ีละตวั ก็ได้ เพอ่ื เทียบ ค่าที่โอหม์ มิเตอร์อ่านไดก้ บั ค่าของแถบสีทร่ี ะบุเอาไวท้ ี่ตวั ตา้ นทาน วงจรตัวต้านทานไฟฟ้าแบบผสม การต่อตัวตา้ นทานแบบน้ีเป็ นการเอาตวั ตา้ นทานมาต่อ ร่วมกนั ท้งั แบบขนานและแบบอนั ดบั มกั จะใชใ้ นกรณีท่ีหาคา่ ตวั ตา้ นทานไม่ไดต้ ามตอ้ งการ จึงจาเป็ นท่ี จะตอ้ งเอาตวั ตา้ นทานหลาย ๆ ตวั เท่าทีม่ ีอยมู่ าตอ่ ร่วมกนั ในแบบผสมเพอ่ื ใหไ้ ดค้ ่าความตา้ นทานรวมและ คา่ กาลงั ไฟฟ้าตามตอ้ งการ ดงั น้นั การหาค่าความตา้ นทานรวมของวงจรแบบน้ีจึงตอ้ งใชส้ ูตรท้งั ของแบบ ขนานและอนั ดบั วงจรตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแบบผสม แบบท่ี 1 การต่อวงจรตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแบบผสมน้ีมีลกั ษณะ วงจรรวมเป็นอนั ดบั คือ R1 ตอ่ อนั ดบั อยกู่ บั R2 และ R3 ซ่ึงต่อขนานกนั อยู่ (ดูรูปท่ี 6) รูปท่ี 6 วงจรตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแบบผสม แบบที่ 1 เม่ือจ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้วงจร จะเกิดกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นวงจรท้งั หมด (IT) โดยจะไหล จากข้วั บวกผา่ น R1 จากน้นั แยกเป็ น 2 ทาง ไหลผา่ น R2 (IR2) และ R3 (IR3) แลว้ กลบั เขา้ มารวม ตวั กนั เป็ นกระแสรวม (IT) ไหลไปเขา้ ข้วั ลบของแหล่งจ่าย คา่ ของกระแสท่ไี หลในวงจรท้งั หมด (IT) สามารถหาไดต้ ามสูตร IT = EB / RT IT คือคา่ ของกระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรท้งั หมดมีหน่วยเป็ นแอมแปร์ EB คือคา่ แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งจ่ายมีหน่วยเป็ นโวลต์ RT คอื ค่าความตา้ นทานรวมท้งั หมดของวงจรมีหน่วยเป็ นโอหม์ การหาค่าความตา้ นทานรวมท้งั หมดของวงจรหาไดด้ งั น้ี RT = R1 + R2 x R3 R2 + R3 หรือ RT = R1 + R121+ R1.3 45

การหาคา่ แรงเคลื่อนที่ตกคร่อม R1 (ER1) หาไดด้ งั น้ี ER1 = I T x R1 การหาคา่ แรงเคล่ือนท่ตี กคร่อม R2 และ R3 หาไดด้ งั น้ี ER2 , 3 = E B - ER1 การหาคา่ กระแสทไ่ี หลผา่ นหาไดด้ งั น้ี R2 (IR2) IR2 = ER2 / R2 การวเิ คราะห์วงจรผสม แบบท่ี 1 1. ถา้ R1 เพม่ิ คา่ ER1 จะมีค่าสูงข้นึ I T จะลดลง ER2 , 3 จะมีค่าต่าลง IR2 และ IR3จะลดลง 2. ถา้ R2 เพมิ่ คา่ I T จะลดลง ER1จะลดลง ER2 , 3จะสูงข้นึ IR2 จะลดลง IR3จะเพมิ่ ข้นึ 3. ถา้ R3 เพม่ิ คา่ I T จะลดลง I R1จะลดลง ER2 , 3จะสูงข้นึ IR3 จะลดลง IR2จะเพมิ่ ข้ึน 4. ถา้ R1 ขาด จะไม่มีกระแสไหลผา่ น R2 และ R3 จึงไม่มีแรงเคล่ือนตกคร่อมที่ R2 และ ทาใหเ้ มื่อวดั แรงเคล่ือนไฟฟ้าตกคร่อม R1 จะมีคา่ เทา่ กบั แหล่งจา่ ยกาลงั E B 5. ถา้ R2 หรือ R3 ขาด ค่าความตา้ นทานรวมในวงจรจะสูงข้ึนทาให้ IT ไหลนอ้ ยลง ER1จะ ลดต่าลง ER2 , 3จะเพม่ิ ข้นึ รูปที่ 7 วงจรตา้ นทานไฟฟ้าแบบผสม แบบท่ี 2 46