ไฟฟ้าอิเล็คทรอนิคส์ (เรื่องหลัก)

แมเ่ หลก็ ไฟฟ้า ซึ่งประกอบดว้ ยแทง่ เหล็กอ่อนที่มีขดลวดตวั นาพนั อยู่รอบ ๆ อาจจะมเี พยี ง แทง่ เหลก็ ออ่ น อารเ์ มเจอร์ (Armature) เป็นแผ่นเหล็กอ่อน หรอื เป็นกา้ นของคนั เคาะท่ถี ูกดงึ ดดู ดว้ ยอานาจ ของแม่เหล็กไฟฟ้า สาหรบั เป็นตวั เคาะใหเ้ กดิ เสยี ง ฝากระด่งิ เป็นอปุ กรณท์ ีท่ าใหเ้ กิดเสยี งกงั วาน เม่ือฝากระดิ่งนถี้ ูกคนั อารเ์ มเจอรม์ า กระทบ สว่ นประกอบอนื่ ๆ ซ่งึ ไดแ้ ก่ เหลก็ สปริงยึดกา้ นของอารเ์ มเจอร์ แทน่ ยึดฝาครอบ กระดง่ิ ขว้ั ต่อไฟแบตเตอร่หี รอื ไฟฟ้า สวิตชก์ ด เป็นตน้ การทางานของกระดิง่ ไฟฟ้า เมือ่ กดสวิตชจ์ ะทาใหว้ งจรไฟฟา้ ปิดหรอื ครบวงจร กระแสไฟฟา้ ไหลผ่านขดลวดตวั นาท่ี พนั อยู่รอบ ๆ เหลก็ ออ่ น ทาใหเ้ หลก็ ออ่ นกลายสภาพเป็นแทง่ แม่เหลก็ ไฟฟา้ มีอานาจในการดงึ ดดู คนั เคาะ หรอื อารเ์ มเจอรก์ จ็ ะกระทบกบั ฝากระดง่ิ ทาใหเ้ กิดเสยี งดงั ขนึ้ ทนั ทนี นั้ เหลก็ สปรงิ ทย่ี ึดกา้ นอารเ์ มเจอร์ ซึง่ ปลายขา้ งหนึ่งยดึ กบั สกรูหรอื ตะปแู ละเป็นจดุ สมั ผสั ของวงจรไฟฟา้ จะแยกตวั ออกห่างจากจุดสมั ผสั ทาให้ กระแสไฟฟ้าไม่ครบวงจร หรอื วงจรไฟฟ้าเปิด กระแสไฟฟา้ จะหยดุ ไหลและแม่เหลก็ ไฟฟา้ หมดอานาจลง อารเ์ มเจอรจ์ ะดดี ตวั กลบั ไปสมั ผสั กบั สกรูอกี ทาใหว้ งจรไฟฟ้าปิดตามเดมิ และดดู ใหอ้ ารเ์ มเจอรเ์ ขา้ ไปหาฝา กระด่งิ อกี เป็นเช่นนสี้ ลบั กนั ไป ขณะทกี่ า้ นอารเ์ มเจอรเ์ คลอื่ นท่ีเพราะถกู ดงึ ดดู ดว้ ยอานาจแมเ่ หลก็ ไฟฟ้านน้ั มนั กจ็ ะเคาะกบั ฝากระดิ่งทุกครง้ั ไป และเน่อื งจากการเคลอ่ื นทเ่ี ขา้ ออกของอารเ์ มเจอรร์ วดเร็วมาก กา้ นของ อารเ์ มเจอรจ์ งึ เคาะกระดิง่ ใหม้ เี สยี งดงั ตดิ ตอ่ กนั ไป สาหรบั ออดไฟฟ้าก็มกี ารทางานโดยหลกั การเดยี วกบั กระดิ่งไฟฟ้า เพียงแตว่ ่าไมม่ กี า้ น เคาะและฝากระดง่ิ เทา่ นน้ั อารเ์ มเจอรข์ องออดจะส่นั เม่ือมอี านาจของแม่เหลก็ ไฟฟา้ ดดู และปลอ่ ย อาร์ เมเจอรจ์ ะส่นั 100 ครง้ั ต่อวนิ าทีเมือ่ กระแสไฟสลบั ท่ีใชต้ ามบา้ นมีความถ่ี 50 เฮริ ท์ เซอรก์ ทิ เบรคเกอร์ (Circuit Breaker) เซอรก์ ิทเบรคเกอร์ (Circuit Breaker) ใชป้ อ้ งกนั วงจรไฟฟา้ เมอ่ื เกดิ การลดั วงจรหรอื โอเวอร์ โหลด ซงึ่ เหมอื นกบั ฟิวส์ เพยี งแตว่ า่ ฟิวสน์ นั้ จะหลอมละลายและขาด แต่เซอรก์ ทิ เบรคเกอร์ จะทางานหรือทรปิ (trip) ใหโ้ ลหะ 2 ชนิ้ ซึ่งเรยี กวา่ หนา้ สมั ผสั (Contact บางทีนิยมเรยี กวา่ คอนแทค) เปิดวงจร แต่สามารถรเี ซท (Reset) หรือจดั ใหเ้ ซอรก์ ทิ เบรคเกอรใ์ ชง้ านไดอ้ ีก จากรูปที่ 6.16 แสดงการทางานของเซอรก์ ิทเบรคเกอรแ์ บบงา่ ย ๆ ในสภาวะทท่ี างานปกติ กระแสไฟฟา้ จะไหลจากขวั้ บวกของแบตเตอรีผ่ ่านหนา้ สมั ผสั 2 ชดุ ซ่งึ ถกู บงั คบั ใหอ้ ยชู่ ิดกนั ดว้ ยอารเ์ มเจอร์

จากนน้ั จะไหลผา่ นขดลวดแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าไปยงั มอรเ์ ตอรแ์ ลว้ กลบั เขา้ มาทข่ี ว้ั ลบของแบตเตอร่ี เมื่อ กระแสไฟฟ้าไหลในวงจรมีคา่ ไม่เกนิ ค่าท่ีตง้ั เอาไว้ สนามแมเ่ หลก็ ท่ีเกิดขนึ้ เนอื่ งจากแม่เหลก็ ไฟฟ้าจะไม่แรง พอทีจ่ ะดดู อารเ์ มเจอร์ แตถ่ า้ กระแสไฟฟ้าทไ่ี หลในวงจรมคี า่ มากกวา่ ค่าทต่ี ง้ั ไวม้ าก เช่น ขณะทีม่ อเตอรก์ ิน กระแสไฟฟา้ เกินกาลงั หรือโอเวอรโ์ หลด (Overload) แรงดงึ ดดู ของแมเ่ หลก็ จะมากพอที่จะดดู อารเ์ มเจอรใ์ ห้ หลดุ จากการล็อคหนา้ สมั ผสั หนา้ สมั ผสั ตวั บนจะงา้ งออกดว้ ยแรงสปริงและเปิดวงจรแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ จะหมด อานาจแมเ่ หลก็ ไมด่ ดู อารเ์ มเจอรอ์ กี ตอ่ ไป แตห่ นา้ สมั ผสั ยงั คงเปิดอยดู่ ว้ ยแรงงา้ งจากสปรงิ หลงั จากที่ แกป้ ัญหาการลดั วงจรหรอื กระแสไฟฟ้าไหลเกนิ กาลงั เรยี บรอ้ ยแลว้ กจ็ ะรีเซทเซอรก์ ทิ เบรคเกอรใ์ ห้ หนา้ สมั ผสั แตะกนั เหมอื นเดิมไดอ้ ีก รีเลย์ (Relay) รเี ลย์ (Relay) คือ สวิตชแ์ ม่เหลก็ ซึง่ ประกอบดว้ ยอารเ์ มเจอรท์ ม่ี ีลกั ษณะเป็นแผ่นสปรงิ ปลายขา้ ง หนึ่งตรงึ อยกู่ บั ที่และอยเู่ หนือแกนเหลก็ ของแมเ่ หลก็ ไฟฟ้า เม่ือเปิดสวติ ชจ์ ะมกี ระแสไฟฟ้าไหลเขา้ ขดลวด แมเ่ หล็กไฟฟ้า ทาใหแ้ มเ่ หลก็ ไฟฟ้าดดู อารเ์ มเจอรไ์ ด้ และหนา้ สมั ผสั จะเปิดหรือปิดขนึ้ อยกู่ บั ลกั ษณะการจดั หนา้ สมั ผสั กล่าวคือ หนา้ สมั ผสั ท่อี ยใู่ นตาแหนง่ ปกตปิ ิ ด (Normally Closed) ซึ่งมกั เรียกย่อ ๆ ว่า NC จะเปิดกต็ อ่ เมื่อแม่เหลก็ ไฟฟา้ ดดู อารเ์ มเจอร์ หนา้ สมั ผสั ทอี่ ยใู่ นตาแหน่ง ปกตเิ ปิ ด (Normally Open) ซ่งึ เรยี กย่อ ๆ วา่ NO สว่ นมากจะปิดเม่ือแม่เหล็กไฟฟ้าดดู อารเ์ มเจอร์ เมือ่ ปิดสวิตชแ์ มเ่ หลก็ ไฟฟา้ จะปลอ่ ย อารเ์ มเจอร์ ทาใหอ้ ารเ์ มเจอรด์ ีดตวั เองดว้ ยแรงสปริงกลบั ไปอยู่ตาแหน่งเดมิ รเี ลยท์ ใ่ี ชง้ านในปัจจบุ นั มีทง้ั แบบใชไ้ ฟตรงและไฟสลบั รีเลยแ์ บบไฟสลบั มอี ปุ กรณเ์ พิ่มเติมมาบาง ชนิ้ ซง่ึ จะไมข่ อกล่าวในทีน่ ี้ สาหรบั ลกั ษณะการจดั หนา้ สมั ผสั ก็ยงั คงเหมอื นเดมิ ขอ้ ดขี องรเี ลยน์ น้ั ก็คอื เราสามารถใชก้ ระแสไฟฟา้ เพยี งเลก็ นอ้ ยควบคมุ วงจรทม่ี ีกระแสไฟฟา้ ไหล มาก ๆ ได้ หรอื ใชแ้ รงดนั ตา่ ๆ ควบคมุ วงจรท่ใี ชแ้ รงดนั ไฟฟ้าสงู ซึ่งอาจเป็นอนั ตรายตอ่ ชวี ิตไดง้ ่าย และ ผใู้ ชง้ านสามารถควบคมุ การทางานในระยะไกลได้ ในการเลอื กใชร้ ีเลย์ ควรพิจารณาขอ้ กาหนด (Specification) ของขดลวด (Coil) เชน่ ความ ตา้ นทานทางไฟฟ้ากระแสตรงของขดลวด ซงึ่ หมายถงึ ความตา้ นทานของลวดทใ่ี ชพ้ นั ขดลวด กระแสไฟฟ้า ขณะทางานหรือแรงดนั ไฟฟ้าท่ปี ้อนใหก้ บั ขดลวดเมื่อแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าดดู อารเ์ มเจอร์ ขอ้ กาหนดเหลา่ นจี้ ะบอก วา่ รีเลยม์ ีความไวขนาดไหน ผใู้ ชจ้ ะตอ้ งเลือกใหเ้ หมาะกบั ความตอ้ งการ และตอ้ งพจิ ารณาใหห้ นา้ สมั ผสั สามารถทนกระแสไฟฟา้ ทตี่ อ้ งการใหไ้ หลผ่านได้ จะขอแนะนาการต่อรเี ลยว์ ธิ ีหนึ่ง ซึ่งเป็นท่นี ยิ มใชง้ านมาก คือ รเี ลยท์ ่สี ามารถยดึ ตวั มนั เองอยไู่ ด้ (Locked-out Relay) โดยการใชค้ วบค่กู บั สวิตชช์ นิดทีเ่ มอื่ ไม่ไดอ้ อกแรงกดมนั จะคืนกลบั ส่สู ภาพเดมิ สวติ ช์

ทีก่ ลา่ วถึงนมี้ ที ง้ั แบบ NO (Normally Open) ซึง่ มกั ใชเ้ ป็นป่มุ กดเรม่ิ ตน้ ทางาน (START) และแบบ NC (Normally Closed) ซ่งึ นยิ มใชเ้ ป็นป่มุ หยดุ (STOP) เมอ่ื กดป่มุ เริม่ ตน้ จะมกี ระแสไฟฟ้าไหลเขา้ ขดลวดของ แมเ่ หล็กไฟฟา้ แมเ่ หล็กไฟฟา้ จะดดู อารเ์ มเจอรใ์ หห้ นา้ สมั ผสั ปิด เมื่อปลอ่ ยมือทก่ี ดป่มุ เร่มิ ตน้ จะยงั มี กระแสไฟฟา้ ไหลผ่านขดลวด หนา้ สมั ผสั ของรเี ลย์ และป่มุ หยุด แลว้ กลบั เขา้ ขดลวดทางขวั้ อีกขวั้ หนึง่ ของ แหลง่ จา่ ยไฟ เมื่อตอ้ งการหยุดก็ใหก้ ดป่มุ หยุด วงจรของขดลวดแม่เหลก็ จะขาด กระแสไฟฟ้าหยุดไหล แม่เหล็กไฟฟ้าจะปลอ่ ยอารเ์ มเจอรท์ าใหห้ ลอดไฟดบั

ใบงาน แผนการเรยี นท่ี 6 เรอ่ื ง: แม่เหล็กและการนาไปใชง้ าน 1. จงอธิบายคณุ ลกั ษณะของสนามแมเ่ หล็ก วา่ กล่าวไวว้ า่ อย่างไร 2. ลกั ษณะทศิ ทางของสนามแมเ่ หลก็ รอบ ๆตวั นามีลกั ษณะเป็นอยา่ งไร 3. จงอธิบายทฤษฎที เ่ี ก่ียวขอ้ งกบั สนามแมเ่ หล็ก วา่ กล่าวไวว้ า่ อยา่ งไร

เอกสารประกอบการเรยี น แผนการเรียนที่ 7 เร่อื ง หม้อแปลงไฟฟ้า สว่ นประกอบของหมอ้ แปลงไฟฟา้ หมอ้ แปลงไฟฟ้า (Transformer) เป็นอปุ กรณไ์ ฟฟ้าทท่ี าหนา้ ท่เี พ่มิ หรือลดแรงดนั ไฟฟา้ โดย อาศยั หลกั การของการเหนยี่ วนาแม่เหล็กไฟฟา้ ผา่ นขดลวด 2 ชุด คือ ขดลวดทางดา้ นรบั ไฟ (In put) และ ขดลวดทางดา้ นจ่ายไฟ (Out put) สว่ นประกอบทส่ี าคญั ของหม้อแปลงไฟฟ้า มี 3 ส่วน คือ 1. ขดลวดทางดา้ นรับไฟ (Primary Winding) หรอื ขดลวดปฐมภมู ิ 2. ขดลวดทางดา้ นจ่ายไฟ (Secondary Winding) หรือ ขดลวดทตุ ยิ ภมู ิ 3. แกนเหลก็ ของหมอ้ แปลง ซงึ่ ทามาจากแผ่นเหล็กผสมซลิ ิกอนบาง ๆ นามาวาง ซอ้ นกนั มีอยู่ 3 แบบ คือ แบบ Core Type แบบ Distribution Type และแบบ Shell Type หลักการทางานของหมอ้ แปลงไฟฟ้า การทางานของหมอ้ แปลงไฟฟ้า ใชห้ ลกั การเหน่ียวนาแรงดนั ไฟฟ้าผา่ นขดลวด 2 ขด เม่อื เราใหแ้ รงดนั ไฟฟา้ กระแสสลบั ผ่านในขดลวดขดหนงึ่ จะทาใหเ้ กิดการเปล่ยี นแปลงของ สนามแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ และเกิดการเหนยี่ วนาแรงดนั ไฟฟา้ ในขดลวดอกี ขดหนงึ่ ขดลวดทเ่ี ราจ่าย ไฟฟา้ กระแสสลบั เขา้ มาคือ ขดลวดปฐมภูมิ สว่ นขดลวดทเี่ กิดการเหนี่ยวนาแรงดนั ไฟฟ้าออกมาคอื ขดลวด ทตุ ยิ ภมู ิ และแรงดนั ไฟฟ้าเหนยี่ วนาทเ่ี กิดขนึ้ นจี้ ะทาใหเ้ กิดศกั ยข์ องแรงดนั ไฟฟา้ ค่าหน่งึ ท่ีขดลวดทุตยิ ภมู ิ ซง่ึ คา่ แรงดนั ไฟฟา้ ท่ีไดม้ านเี้ ป็นแรงดนั ไฟฟา้ กระแสสลบั เชน่ กนั ค่าของแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ทไี่ ดม้ านน้ั ขนึ้ อยกู่ บั ตวั ประกอบตอ่ ไปนคี้ ือ 1. ความยาวของขดลวดทง้ั 2 ขด 2. ความเร็วของการเปลย่ี นแปลงเสน้ แรงแมเ่ หล็ก 3. ความเหนยี่ วนาแม่เหลก็ จากท่ไี ดก้ ลา่ วมาแลว้ ว่า หมอ้ แปลงไฟฟา้ ทาหนา้ ทีส่ าหรบั เพิม่ หรือลดค่าแรงดนั ไฟฟา้ ดงั นนั้ จงึ สามารถแบ่งหมอ้ แปลงไฟฟ้าออกไดเ้ ป็น 2 ชนดิ คอื 1. หมอ้ แปลงเพิ่มแรงดนั ไฟฟา้ (Step-up Transformer)

2. หมอ้ แปลงลดแรงดนั ไฟฟ้า (Step-down Transformer) หมอ้ แปลงเพ่มิ แรงดนั ไฟฟ้า (Step-up Transformer) หมอ้ แปลงชนิดนใี้ ชส้ าหรบั เมื่อตอ้ งการเพม่ิ แรงดนั ไฟฟา้ ใหส้ งู ขนึ้ เชน่ ถา้ เรามีเครื่องใช้ ไฟฟ้าขนาด 220 โวลต,์ เอ.ซี. แต่ไฟทบี่ า้ นเป็นขนาด 110 โวลต,์ เอ.ซี. เราก็ตอ้ งเพ่มิ แรงดนั ไฟฟ้าจาก 110 โวลต,์ เอ.ซี. เพือ่ ทาใหเ้ ครอ่ื งใชไ้ ฟฟา้ นนั้ ทางานได้ โดยใชห้ มอ้ แปลงเพม่ิ ขนาด 110/220 โวลต,์ เอ.ซี. หมอ้ แปลงลดแรงดนั ไฟฟ้า (Step-down Transformer) เป็ นหม้อแปลงท่ีใช้งานตรงกนั ขา้ มกบั หมอ้ แปลงเพม่ิ คือ ใช้เมื่อเราต้องการลดคา่ แรงดัน ไฟฟ้าให้ตา่ ลง เช่น ถ้าเครื่องใช้ไฟฟ้าของเราขนาด 110 โวลต,์ เอ.ซี. แต่ขนาดของไฟทบ่ี า้ นมี แรงดนั ไฟฟ้า 220 โวลต,์ เอ.ซี. เรากต็ ้องใชห้ ม้อแปลงลดขนาด 220 110 โวลต,์ เอ.ซี. ตอ่ เข้า ไป เพ่อื ให้มขี นาดแรงดนั ไฟฟ้าลดต่าลงเป็ น 110 โวลต,์ เอ.ซี. ซ่ึงเทา่ กบั ของเครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้า ซึ่ง ถ้าเราไมใ่ ชห้ ม้อแปลงไฟฟ้าแล้ว อาจเป็ นอันตรายกบั เครอื่ งใช้ไฟฟ้านัน้ ได้ ความสัมพันธร์ ะหวา่ งจานวนของขดลวดกบั แรงดันไฟฟ้า อตั ราสว่ นของแรงดนั ไฟฟ้าทางดา้ นขดลวดปฐมภูมิกบั ขดลวดทุติยภมู ิ จะเท่ากบั อตั ราสว่ นของ จานวนรอบของขดลวดปฐมภมู ิกบั จานวนรอบลวดทุตยิ ภมู ิ ซงึ่ จะเขยี นเป็นสมการไดว้ า่ Ep = Np Es = Ns เมอ่ื กาหนดให้ Ep = แรงดนั ไฟฟ้าทางขดลวดปฐมภมู ิ = แรงดนั ไฟฟ้าทางขดลวดทตุ ิยภมู ิ Es = จานวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ = จานวนรอบของขดลวดทตุ ิยภมู ิ Np Ns หรืออาจจะเขยี นใหมไ่ ดเ้ ป็น Ep Ns = Np Es

หรือ Es = Ep Ns Np การออกแบบหมอ้ แปลงไฟฟ้าโดยท่วั ไป มกั จะออกแบบใหก้ าลงั ไฟฟ้า (P) เทา่ กนั ทง้ั ทางดา้ น ขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทตุ ิยภูมิ ดงั นน้ั เราจะไดว้ า่ Pp = Ps เมอ่ื Pp = กาลงั ไฟฟ้าทางดา้ นขดลวดปฐมภมู ิ Ps = กาลงั ไฟฟ้าทางดา้ นขดลวดทุติยภมู ิ จากกฎของโอหม์ สามารถหาคา่ Pp = Ep x Ip และ Ps = Es x Is จากสมการของ Pp และ Ps เม่อื Pp = Ps จะไดว้ ่า Ep x Ip = Es x Is หรือ Ip = Es Is Ep

จะอยา่ งไรกต็ าม อตั ราส่วนของแรงดนั ในขดลวดทุตยิ ภมู ิ ต่อแรงดนั ของขดลวดปฐมภูมิ จะเทา่ กบั อตั ราส่วนจานวนรอบ คอื Es = Ns Es Np ดงั นน้ั อตั ราสว่ นของกระแสไฟฟา้ ในขดลวดปฐมภูมิ ต่อกระแสไฟฟ้าในขดลวดทตุ ยิ ภูมจิ ะเทา่ กบั อตั ราส่วนจานวนรอบดว้ ย น่นั คือ Ip = Ns Is Np หรือ Ip = Is Ep จากความสมั พนั ธข์ องจานวนรอบ กบั กระแสไฟฟ้า และแรงดนั ไฟฟ้า จะไดเ้ ป็นสมการดงั นคี้ ือ Ep = Np = Ip Es Ns Is

หม้อแปลงชนิดออโต้ (Auto Transformer) เป็นหมอ้ แปลงไฟฟา้ ท่แี ตกตา่ งจากหมอ้ แปลงชนิดแรก ๆ ท่ีกลา่ วมาแลว้ คือ เป็นหมอ้ แปลงทมี่ ี ขดลวดเพยี งขดเดยี ว แต่จะมจี ดุ ตอ่ แยก (Tap) ในระหวา่ งขดลวด เพอื่ เลือกระดบั แรงดนั สามารถใชเ้ ป็นได้ ทง้ั หมดแปลงขนึ้ และหมอ้ แปลงลง เหมือนกบั หมอ้ แปลงทมี่ ขี ดลวด 2 ชุด และมีการหาค่าอตั ราสว่ นต่าง ๆ ของหมอ้ แปลง เชน่ เดยี วกนั กบั หมอ้ แปลงขดลวด 2 ชุด ขอ้ ดีของหมอ้ แปลงออโต้ คือ ใชข้ ดลวดเพยี งชดุ เดยี วและสามารถทีจ่ ะต่อแยก (Tap) เพื่อใหเ้ ลอื ก แรงดนั ไฟฟ้าหลาย ๆ คา่ ได้ เช่น ขนาดแรงดนั ใชก้ บั แหลง่ จา่ ย 220 โวลต์ มีจุดต่อแยกใชแ้ รงดนั ไฟฟ้าได้ 4 ค่า คอื 24 โวลต,์ 12 โวลต,์ 6 โวลต,์ สามารถเขนี ไดเ้ ป็น 220/24, 12, 6 โวลต์ เป็นตน้ การต่อหมอ้ แปลงไฟฟา้ ในการต่อหมอ้ แปลงไฟฟา้ 1 เฟส ท่กี ล่าวมาแลว้ ขา้ งตน้ จะตอ้ งคานึงถึง 1. ขนาดของแรงดนั ไฟฟ้าทางดา้ นรบั ไฟกบั ขนาดของแรงดนั ไฟฟ้าท่ีแหล่งจา่ ย จะตอ้ ง มีขนาดเท่ากนั ถา้ ขนาดของแรงดนั ไฟฟา้ ทางดา้ นรบั ไฟ (ขดลวดปฐมภมู ิ) ทนแรงดนั ไฟฟา้ ได้ 220 โวลต,์ เอ.ซี. กต็ อ้ งตอ่ ไฟที่แหล่งจ่ายใหก้ บั หมอ้ แปลงทางดา้ นขดลวดปฐมภูมไิ ม่เกนิ 220 โวลต,์ เอ.ซี. เพราะถา้ เกนิ จะสรา้ งความเสยี หายใหก้ บั หมอ้ แปลงได้ 2. การต่อขดลวดทางดา้ นจา่ ยไฟ (ขดลวดทุตยิ ภูมิ) ไปยงั โหลดหรอื อปุ กรณไ์ ฟฟา้ ท่ี ตอ้ งการเพิม่ หรอื ลดค่าแรงดนั ไฟฟา้ จะตอ้ งเลือกดขู นาดของหมอ้ แปลงทใ่ี ชใ้ หเ้ หมาะสมกบั โหลดดว้ ย เชน่ ถา้ อปุ กรณไ์ ฟฟา้ ตอ้ งการแรงดนั ไฟฟ้าเพียง 24 โวลต,์ เอ.ซี. ก็ตอ้ งเลือกหมอ้ แปลงทมี่ ีขนาดแรงดนั ไฟฟา้ ทางดา้ นจ่ายไฟเป็น 24 โวลต,์ เอ.ซี. เพราะถา้ เลือกขนาดแรงดนั ไฟฟา้ ที่มากกว่า จะเป็นอนั ตรายกบั อปุ กรณไ์ ฟฟา้ หมอ้ แปลงไฟฟา้ ทไ่ี ดพ้ บเห็นนน้ั จะเป็นจาพวกหมอ้ แปลงขนาดเล็ก ๆ เชน่ ใชใ้ นงาน เร็คติไฟร์ และเคร่ืองใชไ้ ฟฟา้ ในบา้ นท่ีตอ้ งการไฟฟา้ กระแสตรง ไดแ้ ก่ เคร่อื งรบั วิทยุ เป็นตน้ โดยสว่ นมากจะออกแบบมาเพอื่ พรอ้ มทจี่ ะใชง้ านไดเ้ ลย ซง่ึ เรียกวา่ อะแดปเตอร์ (Adaptor)

ใบงาน แผนการเรยี นท่ี 7 เรอ่ื ง หมอ้ แปลงไฟฟ้า 1. หมอ้ แปลงไฟฟา้ ใชไ้ ดก้ บั ไฟฟา้ ชนิดใด ก. กระแสสลบั เทา่ นนั้ ข. กระแสตรง ค. กระแสตรงและกระแสสลบั ง. เฟส 4 สาย เท่านน้ั 2. หมอ้ แปลงไฟฟา้ ทเ่ี ราพบเหน็ ตามเสาไฟฟา้ เป็นหมอ้ แปลงชนิดใด ก. CORE TYPE ข. SHELL TYPE ค. C-CORE TYPE ง. DISTRIBUTION TYPE 3. หมอ้ แปลงไฟฟา้ ตวั หนึ่ง แปลงแรงดนั ไฟฟ้าจาก 220 โวลท์ เป็น 20 โวลท์ โดยพนั ขดลวดปฐมภมู ิ จานวน 1,000 รอบ จานวนรอบของขดลวดทตุ ยิ ภมู เิ ท่ากบั ก่รี อบ ก. 550 รอบ ข. 220 รอบ ค. 110 รอบ ง. 100 รอบ 4. เคร่อื งใชไ้ ฟฟ้าชนดิ ใด ทมี่ หี มอ้ แปลงไฟฟ้าอยภู่ ายใน ก. ตเู้ ยน็ ข. วทิ ยุ ค. หมอ้ หงุ้ ขา้ วไฟฟ้า ง. พดั ลม 5. ขอ้ ใดเกย่ี วขอ้ งกบั หมอ้ แปลง ก. ไฟฟา้ กระแสตรง ข. เคร่ืองซกั ผา้ ค.อะแดปเตอร์ ง. แปลงไฟฟา้ กระแสสลบั เป็นกระแสตรง

เอกสารประกอบการเรยี น แผนการเรยี นท่ี 8 เร่ือง หลักการกาเนดิ แรงดนั ไฟฟ้า หลกั การกาเนดิ แรงดนั ไฟฟ้า วอลตา นกั วิทยาศาสตรช์ าวอติ าเลยี น ไดค้ น้ พบไฟฟ้าทเี่ กดิ จากปฏิกิรยิ าเคมี เมอื่ พ.ศ. 2333 หลงั จากนน้ั อีกประมาณ 40 ปี ไมเคลิ ฟาราเดย์ นกั วทิ ยาศาสตรช์ าวองั กฤษ ไดค้ น้ พบไฟฟา้ ทเี่ กิดจาก อานาจแม่เหลก็ ขนึ้ ซงึ่ มีประโยชนม์ หาศาล ทาใหเ้ รามีไฟฟา้ ใชจ้ นถึงทุกวนั นี้ ถา้ ต่อปลายของเสน้ ลวดตวั นาเขา้ กบั แอมมิเตอรท์ ่มี คี วามไวสงู แลว้ เคลื่อนลวดตวั นานลี้ งไปตรง ๆ ตดั กบั เสน้ แรงแมเ่ หล็ก จะสงั เกตเหน็ ว่าเขม็ ของแอมมเิ ตอรก์ ระดกิ บิดเบนไป โดยเข็มของแอมมิเตอรจ์ ะชี้ ตงั้ แตศ่ นู ยจ์ นถงึ ค่ามากทส่ี ดุ ทงั้ นกี้ เ็ น่ืองจากมีกระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นแอมมเิ ตอรน์ ่ันเอง และถา้ เคลอ่ื นทล่ี วด ตวั นาขนึ้ บนบา้ ง จะเหน็ ว่าเขม็ ของแอมมเิ ตอรช์ กี้ ลบั ทางกบั ตอนแรก สรุปไดว้ ่า ทิศทางการไหลของ กระแสไฟฟา้ ท่เี กดิ จากการเหน่ยี วนานี้ ขนึ้ อยกู่ บั ทศิ ทางการเคลือ่ นท่ขี องลวดตวั นา ฉะนน้ั จงึ สรุปไดว้ า่ แรงดนั ไฟฟ้าจะเกิดขนึ้ มากหรือนอ้ ยขนึ้ อยู่กบั สงิ่ ต่อไปนี้ 1. ความเขม้ ของเสน้ แรงแมเ่ หลก็ 2. ความยาวของเสน้ ลวดตวั นาท่ีอยู่ในสนามแมเ่ หล็ก 3. ความเรว็ ของลวดตวั นาทเี่ คลอื่ นทตี่ ดั เสน้ แรงแมเ่ หล็ก 4. มมุ หรอื องศาที่เสน้ ลวดตวั นาตดั ผ่านเสน้ แรงแม่เหลก็ ตามปกติเครื่องกาเนิดไฟฟ้าใด ๆ ความเขม้ ของสนามแมเ่ หลก็ และความยาวของเสน้ ลวด ตวั นาจะมปี ริมาณคงท่ี ตลอดทง้ั มมุ หรอื องศาท่ีเสน้ ลวดตวั นาตดั กบั เสน้ แรงแมเ่ หล็กกค็ งทดี่ ว้ ย แต่ความเร็วของลวดตวั นาทหี่ มนุ ตดั เสน้ แรงแมเ่ หลก็ สามารถเปลีย่ นแปลงได้ ถา้ เสน้ ลวดตวั นาหมนุ ดว้ ย ความเรว็ สงู ก็จะสามารถตดั กบั เสน้ แรงแม่เหลก็ ตอ่ วินาทีไดม้ าก การเหนีย่ วนาแรงดัน ไฟฟ้าก็สงู ตามไปดว้ ย ในเครื่องกาเนดิ ไฟฟา้ กระแสตรงหรอื ไฟฟ้ากระแสสลบั อานาจแมเ่ หลก็ ท่ีใชใ้ นเคร่อื ง กาเนิดไฟฟา้ จะใชอ้ านาจแมเ่ หลก็ ไฟฟ้า ส่วนลวดตวั นานน้ั จะพนั เอาไวท้ ี่อารเ์ มเจอรเ์ พือ่ ทาการหมนุ ตดั กบั เสน้ แรงแมเ่ หล็กเหลา่ นี้ เนื่องจากใชล้ วดตวั นามากและตา่ งก็ต่อกันไวแ้ บบอนกุ รม จงึ ทาใหเ้ กดิ แรงดนั ไฟฟา้ เหนยี่ วนานไี้ ดป้ รมิ าณมาก สรุปแลว้ การท่ไี ดแ้ รงดนั ไฟฟา้ เหนีย่ วนาในปรมิ าณมาก กเ็ นื่องจากมี เสน้ ลวดตวั นามาหมนุ ตดั เสน้ แรงแมเ่ หล็กที่มคี วามเขม้ มาก และหมนุ ดว้ ยความเร็วสงู มากดว้ ยน่นั เอง

กฎของเฟลมมงิ (Fleming Rule) กฎของเฟลมมิง เป็นกฏซึ่งใชห้ าทศิ ทางการไหลของกระแสไฟฟ้า ซ่งึ เกิดขนึ้ จากการเหน่ียวนา โดยที่เราทราบทิศทางของเสน้ แรงแมเ่ หลก็ และทิศทางการเคลอื่ นท่ขี องลวดตวั นาเรากส็ ามารถทราบทิศ ทางการไหลของกระแสไฟฟ้าได้ กฎกลา่ ววา่ เมอ่ื ตงั้ หวั แม่มือ ใหน้ วิ้ ชี้ นวิ้ กลาง ของมือซา้ ยตงั้ ไดฉ้ ากซึ่งกนั และกนั โดยใหห้ วั แม่มอื ชที้ ศิ ทางการเคลอ่ื นทข่ี องตวั นา นิว้ ชชี้ ที้ ิศทางของเสน้ แรงแมเ่ หลก็ นวิ้ กลางกจ็ ะชที้ ศิ ทางการไหลของ กระแสไฟฟ้า เครอ่ื งกาเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลับ (The A.C. Gene – rator) อปุ กรณส์ าคญั ของเครือ่ งกาเนิดไฟฟา้ แสดงในรูปที่ 8.3 จะเห็นว่า มเี สน้ ลวดตวั นา 1 รอบ หมนุ อยู่ ระหวา่ งขวั้ แมเ่ หลก็ สองขวั้ ทต่ี ่างชนดิ กนั เพื่อตอ้ งการใหอ้ ธบิ ายหลกั การเกดิ แรงดนั ไฟฟา้ ไดง้ า่ ยขนึ้ จึงไดแ้ ร เงาลวดตวั นาขา้ งหนงึ่ เป็นเสน้ ทบึ และอีกขา้ งเป็นเสน้ บาง ปลายทง้ั สองของขดลวดตวั นานจี้ ะนามาตอ่ เขา้ กบั สลปิ ริง (Slip Ring) ซึง่ เป็นตาแหนง่ ท่ีสามารถตอ่ กระแสไฟฟา้ ออกสนู่ อกวงจรได้ โดยตอ่ ทแ่ี ปรงถา่ นซง่ึ สมั ผสั อยทู่ ส่ี ลปิ รงิ นี้ เมื่อเริ่มหมนุ ขดลวดไปตามเข็มนาฬิกา ซงึ่ อยู่ในตาแหนง่ ท่ี 1 เสน้ ลวดตวั จะตดั ขนานกบั เสน้ แรง แม่เหล็ก ฉะนนั้ ตาแหนง่ นจี้ งึ ไมต่ ดั กบั เสน้ แรงแม่เหล็กเลย แรงดนั ไฟฟา้ เหนย่ี วนาจะไดอ้ อกมาเป็นศนู ย์ เมื่อขดลวดหมนุ ตอ่ ไปอีกอยู่ในตาแหนง่ ท่ี 2 จะเหน็ ว่า ดา้ นขา้ งทง้ั สองดา้ นของขดลวดตวั นาจะตดั กบั เสน้ แรงแมเ่ หลก็ ในทิศทางตรงกนั ขา้ ม ฉะนน้ั เม่ือใชก้ ฎของเฟลมมงิ หาทศิ ทางการไหลของกระแสไฟฟา้ จะพบวา่ กระแสไฟฟา้ ในขดลวดแตล่ ะดา้ นไหลไปในทศิ ทางตรงกนั ขา้ มกนั น่นั หมายความวา่ ถา้ เราคดิ ตลอดรอบของขดลวดแลว้ จะเหน็ วา่ กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดยี วกนั (ไหลออกส่วู งจรภายนอกไป ทางเดียวกนั ) เมอ่ื ขดลวดหมนุ ต่อไปอีกอยใู่ นตาแน่งที่ 3 จะเหน็ วา่ ขณะนน้ั เราหมนุ ขดลวดไปแลว้ คร่งึ รอบจะ พบวา่ ขดลวดทง้ั สองดา้ นหมนุ ตดั ขนานอยู่กบั เสน้ แรงแม่เหล็กอกี ณ ตาแหน่งนจี้ ะไมเ่ กดิ แรงดนั ไฟฟ้าขนึ้ และไมม่ กี ระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นวงจรภายนอกเลย ต่อเมื่อหมนุ ขดลวดต่อไปอกี จนอยใู่ นตาแหน่งที่ 4 ณ ตาแหน่งนี้ เราจะพบว่าขดลวดหมนุ ไปไดแ้ ลว้ ¾ รอบ และถา้ เราใชก้ ฎของเฟลมมงิ หาทิศทางการไหลของกระแสไฟฟา้ ในขดลวดดู จะพบว่ากระแสไฟฟา้ ไหลสวนทางกนั ดงั รูปท่ี 8.4 และถา้ หมนุ ขดลวดต่อไปอีก ¼ รอบ ขดลวดก็จะหมนุ ครบ 1 รอบพอดี ซ่งึ เป็นจดุ เริ่มตน้ ของการ หมนุ ณ ตาแหน่งนแี้ รงดนั ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้ากจ็ ะมีคา่ เป็นศนู ย์

จากการหมนุ ของขดลวดนี้ พอจะสรุปผลทเ่ี กิดขนึ้ ไดด้ งั นี้ 1. แรงดนั ไฟฟา้ เหนยี่ วนาทเ่ี กิดขนึ้ ในขดลวดจะเปลี่ยนทิศทางการไหล 2 ครง้ั ใน 1 รอบ 2. กระแสไฟฟา้ สลบั ซึง่ เปล่ยี นทศิ ทางการไหล 2 ครง้ั ในการหมนุ แต่ละรอบนน้ั จะแสดง ใหเ้ หน็ ไดท้ ่วี งจรภายนอก 3. ลกั ษณะของแรงดนั ไฟฟา้ และกระแสไฟฟ้าทเ่ี กิดขนึ้ มลี กั ษณะเป็นรูปคลน่ื ซ่ึงเป็น กราฟแสดงการเปล่ียนแปลงของการเกดิ แรงดนั ไฟฟ้าต่อการหมนุ ครบ 1 รอบ ยอดสงู สดุ ของกราฟแสดง ขนาดของแรงดนั ไฟฟ้าสงู สดุ ทเ่ี กดิ ขนึ้ เมอ่ื ขดลวดหมนุ ตดั เสน้ แรงแมเ่ หลก็ ดว้ ยความเรว็ เต็มที่ หรอื เป็น ตาแหนง่ ซึ่งขดลวดตวั นาหมนุ ตดั ตง้ั ฉากกบั สนามแมเ่ หล็กไดเ้ ตม็ ท่ีน่นั เอง ส่วนกราฟซ่งึ อยซู่ กี ทางดา้ นล่าง นนั้ แสดงทศิ ทางของแรงดนั ไฟฟ้าซึง่ มที ศิ ทางตรงกนั ขา้ มกนั เคร่อื งกาเนดิ ไฟฟ้ากระแสตรง (D.C. Generator) เราไดไ้ ฟฟา้ กระแสตรงไหลออกส่วู งจรภายนอก โดยการทาหนา้ ที่ของอปุ กรณซ์ ึ่งเรยี กวา่ คอมมิวเต เตอร์ (Commutator) จากรูปท่ี 8.8 แสดงขดลวดรอบเดยี วหมนุ อย่รู ะหวา่ งสนามแมเ่ หล็ก โดยท่ปี ลายทง้ั สองของขดลวด นจี้ ะตอ่ อยู่กบั คอมมวิ เตเตอร์ ซ่ึงมลี กั ษณะเป็นวงแหวนผา่ ซกี แยกออกเป็นสองชนิ้ เม่ือขดลวดนหี้ มนุ ไป จาเป็นตอ้ งหาแปรงถา่ นมาวางใหส้ มั ผสั อย่กู บั คอมมิวเตเตอรน์ ี้ เพ่ือรบั กระแสไฟฟา้ จากขดลวดออกไปใช้ งาน ณ ตาแหนง่ ที่ 1 ขดลวดหมนุ ไปตามเข็มนาฬกิ า จะสงั เกตเห็นว่า ขดลวดอย่ใู นลกั ษณะแนวดิง่ ซ่งึ เป็นลกั ษณะทขี่ นานกบั เสน้ แรงแมเ่ หล็ก ฉะนน้ั ณ ตาแหนง่ นี้ แรงดนั ไฟฟ้าและกระแสไฟฟา้ จะไมเ่ กิดขนึ้ จงึ ไมม่ กี ระแสไฟฟา้ ไหลออกส่วู งจรภายนอกเลย ณ ตาแหนง่ ที่ 2 จะเห็นวา่ ดา้ นขา้ งของขดลวดกาลงั เคล่อื นท่ตี ดั อยกู่ บั เสน้ แรงแม่เหลก็ ทาใหม้ ี กระแสไฟฟ้าไหลออกจากขดลวดดา้ นสีขาวมายงั คอมมิวเตเตอรส์ ีขาว ผา่ นมาทางแปรงถา่ นสขี าว และออก สวู่ งจรภายนอก (Load) โดยกระแสไฟฟ้าจะมที ศิ ทางการไหลจากซา้ ยไปขวาผ่านมเิ ตอร์ ดงั นน้ั แปรงถ่านสี ขาวจงึ มีขวั้ เป็นลบ และแปรงถา่ นสีดาจงึ มีขวั้ เป็นบวก ณ ตาแหน่งท่ี 3 เม่อื ขดลวดหมนุ มาอยใู่ นตาแหน่งนี้ ซึง่ เป็นตาแหนง่ ที่ขดลวดอยใู่ นแนวดงิ่ ณ ตาแหน่งนกี้ ารเหนี่ยวนาแรงดนั ไฟฟ้าจะไมเ่ กิดขนึ้ ณ ตาแหนง่ ที่ 4 รูปที่ 8.11 เม่ือขดลวดหมนุ มาอยใู่ นตาแหนง่ นี้ การเหนยี่ วนาแรงดนั ไฟฟา้ ก็จะ เกดิ ขนึ้ อีก แต่ทิศทางของแรงดนั นน้ั จะกลบั กบั ตอนแรก และถา้ สงั เกตใหด้ ีจะพบวา่ กระแสไฟฟ้าท่ีออกจาก ขดลวดดา้ นสดี านน้ั จะผ่านออกมายงั โหลดทางแปรงถา่ นสขี าว ฉะนนั้ ขวั้ ท่ีแปรงถ่านสขี าวจงึ ยงั เป็นขว้ั ลบ เหมอื นเดิม และกระแสไฟฟ้าซง่ึ ไหลผ่านวงจรภายนอกจะมที ิศทางเหมือนเดมิ ดว้ ย

จากปรากฏการณท์ ่เี กิดขนึ้ พอจะสรุปไดด้ งั นี้ 1. แรงดนั ไฟฟา้ เหน่ียวนาในขดลวดจะเปลยี่ นทศิ ทางสองครงั้ ในการหมนุ แต่ละรอบ 2. แรงดนั ไฟฟ้าเหนย่ี วนาและกระแสไฟฟ้ามลี กั ษณะเป็นคลน่ื 3. กระแสไฟฟ้าไหลในขดลวดเป็น A.C. แตก่ ระแสไฟฟ้าออกสวู่ งจรภายนอกเป็นไฟฟ้า D.C. กราฟแสดงการเกดิ ของแรงดนั ไฟฟ้าเหนยี่ วนา เมอื่ ขดลวดหมนุ ครบหน่ึงรอบนนั้ ไดแ้ สดง ไวใ้ นรูปท่ี 8.12 แรงดนั ไฟฟ้าซ่งึ ไดจ้ ากขดลวดเพยี งรอบเดียวนน้ั จะมเี พยี งเล็กนอ้ ยเท่านน้ั และมีรูปแบบเป็นคลื่น ดว้ ย จึงใชง้ านไดเ้ ฉพาะในเครือ่ งใชบ้ างอย่างเทา่ นน้ั แต่สาหรบั เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้าซงึ่ ใชใ้ นกจิ การ อตุ สาหกรรม ขดลวดเหน่ยี วนานนั้ ตอ้ งใชห้ ลายรอบเองหลายขดพนั อย่ใู นส่วนที่หมนุ ซ่ึงจะทาใหไ้ ด้ แรงดนั ไฟฟา้ สงู ขนึ้ และปอ้ งกนั ความไม่สม่าเสมอหรอื ไม่เรยี บของแรงดนั ไฟฟา้ ทจี่ ่ายออกดว้ ย ซ่ึง ประกอบดว้ ยสว่ นสาคญั ดงั ตอ่ ไปนี้ 1. จานวนขว้ั แม่เหล็ก 2. จานวนเสน้ แรงแมเ่ หล็กตอ่ ขว้ั 3. จานวนตวั นาซึ่งพนั อยใู่ นอารเ์ มเจอร์ 4. ความเรว็ ของเสน้ ลวดตวั นาในอารเ์ มเจอร์ 5. จานวนวงรขนานในอารเ์ มเจอร์

ใบงาน แผนการเรยี นท่ี 8 เรือ่ ง หลกั การกาเนดิ แรงดนั ไฟฟ้า 1. ผทู้ ่คี น้ พบไฟฟา้ ท่ีเกดิ จากอานาจแมเ่ หล็ก คอื ใคร ก. วอลตา ข. ทาลสี ค. เอดิสนั ง. ไมเคิล ฟาราเดย์ 2. แรงดนั ไฟฟ้าท่ีเกดิ ขนึ้ จะมากหรือนอ้ ยขนึ้ อยกู่ บั อะไร ก. ความเร็วของสนามแมเ่ หล็ก ข. ขว้ั แม่เหล็กมากหรือนอ้ ย ค. ความเขม้ ของเสน้ แรงแมเ่ หลก็ ง. กระแสไฟฟ้าเหนยี่ วนา 3. ในเครื่องกาเนดิ ไฟฟา้ ใด ๆ ส่ิงทเี่ ราเปลีย่ นแปลงไดค้ ืออะไร ก. ความเขม้ ของสนามแมเ่ หล็ก ข. ความเรว็ ของลวดตวั นา ค. มมุ ทเี่ สน้ ลวดตวั นาตดั เสน้ แรงแมเ่ หลก็ ง. ขว้ั แมเ่ หล็ก 4. อปุ กรณท์ จ่ี าเป็นในเครอ่ื งกาเนดิ ไฟฟา้ กระแสสลบั คอื ขอ้ ใด ก. แปรงถ่าน ข. สลปิ รงิ ค. คอมมวิ เตเตอร์ ง. สเตเตอร์ 5. ในการกาเนิดแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั เมื่อหมนุ ครบ 1 รอบนนั้ จะเกดิ อะไรขนึ้ ก. เกิดแรงดนั ไฟฟา้ สงู สดุ เพยี ง 1 ครงั้ ข. เกดิ แรงดนั ไฟฟา้ สงู สดุ 2 ครง้ั ค. เกดิ แรงดนั ไฟฟ้าบวก 2 ครงั้ ลบ 2 ครงั้ ง. เกดิ แรงดนั ไฟฟา้ ทขี่ า้ งบวกตลอด

เอกสารประกอบการเรยี น แผนการเรียนท่ี 9 เร่อื ง ส่งิ ประดิษฐท์ างอิเลก็ ทรอนิกส์ ในการศกึ ษาเร่อื งอิเลก็ ทรอนกิ ส์ ซ่งึ เป็นวชิ าทเ่ี ราศึกษาเพม่ิ เติมมาจากวชิ าไฟฟา้ เบือ้ งตน้ ขนึ้ มาอกี ขน้ั หนง่ึ นน้ั จาเป็นจะตอ้ งเขา้ ใจถึงผลของการเปล่ยี นแปลงทางไฟฟา้ ในรูปของสญั ญาณ (Signal) ทางไฟฟา้ มิใชเ่ ขา้ ใจแต่เพยี งการนาเอาพลงั งานจากไฟฟา้ มาใชเ้ พ่อื ใหเ้ กิดประโยชนเ์ ป็นพลงั งานกล พลงั งานความ รอ้ น พลงั งานแสงสวา่ ง หรือเหมือนกบั การเดนิ สายไฟฟ้าภายในบา้ นอย่างทเี่ ราเขา้ ใจเป็นเบือ้ งตน้ มาแลว้ เทา่ นน้ั วิชาอิเลก็ ทรอนิกสเ์ ป็นเร่อื งทม่ี คี วามสมั พนั ธเ์ กี่ยวขอ้ งกบั รูปคลนื่ ความถ่ี สญั ญาณไฟฟา้ สญั ญา วิทยุ ตลอดจนการหาขอ้ สรุปทเี่ ป็นแนวทางอนั เหมาะสมในการนามาประยกุ ตใ์ ชใ้ นชวี ติ ประชาวนั เพราะฉะนนั้ ส่งิ ประดิษฐ์ทางอเิ ลก็ ทรอนกิ สท์ เี่ ราจะไดศ้ ึกษาต่อไปนี้ จะชว่ ยใหเ้ ราทราบถงึ สญั ลกั ษณแ์ ละ คณุ สมบตั ิต่าง ๆ ท่ีเกย่ี วขอ้ งกบั สญั ญาณทางไฟฟา้ และวิทยุ เชน่ อตั ราทนตอ่ กระแสไฟฟ้า อตั ราทนตอ่ แรงดนั ไฟฟา้ เพราะสง่ิ ประดษิ ฐช์ นดิ เดยี วกนั ถึงแมจ้ ะใชส้ ญั ลกั ษณเ์ หมอื นกนั ก็จริง แต่อาจจะมคี า่ ดงั กล่าว มาแลว้ ไมเ่ หมือนกนั กไ็ ด้ สญั ลกั ษณท์ ใี่ ชแ้ ทนสิ่งประดษิ ฐเ์ หล่านี้ ไมไ่ ดบ้ อกใหเ้ ราทราบรายละเอยี ดวงจร อิเล็กทรอนิกสน์ น้ั ๆ ตัวต้านทานหรือรซี สิ เตอร์ (Resistor) ตวั ตา้ นทาน หรอื รีซสิ เตอร์ (Resistor) เป็นสิ่งประดิษฐท์ ม่ี ใี ชก้ นั มากในการทางานโดยท่วั ไปของ วงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ ตวั ตา้ นทานเหลา่ นตี้ ่างกม็ ีรูปรา่ งและลกั ษณะแตกต่างกนั ไป ซึ่งสามารถแบง่ ออกได้ เป็นพวกใหญ่ ๆ ไดด้ งั นี้ 1. ตวั ตา้ นทานชนิดค่าคงที่ (Fixed Resistor) 2. ตวั ตา้ นทานชนิดเลือกคา่ ได้ (Tapped Resistor) 3. ตวั ตา้ นทานชนิดเปลยี่ นค่าได้ (Variable Resistor) 4. ตวั ตา้ นทานชนิดพเิ ศษ ตวั ตา้ นทานชนดิ คา่ คงท่ี (Fixed Resistor) ตวั ตา้ นทานชนดิ นใี้ ชง้ านอยเู่ สมอจะมีลกั ษณะรูปร่างกลมเหมอื นหลอดกาแฟ แลว้ ต่อ เสน้ ลวดตวั นาออกมาภายนอกสว่ นใหญจ่ ะทาดว้ ยผงถา่ นหรอื คารบ์ อน แลว้ เคลอื บดว้ ยพลาสตกิ หรือ

เซรามิค (เครือ่ งเคลอื บดินเผา) หรอื ออกไซดข์ องดีบุก ตวั ของมนั อาจเป็นสีดาหรอื นา้ ตาล คาดดว้ ยแถบสี 4 แถบ เพื่อบอกใหเ้ ราทราบค่าซ่งึ มหี นว่ ยเป็นโอหม์ () กโิ ลโอหม์ (K) หรอื เมกะโอหม์ (M) สญั ลกั ษณท์ ใี่ ชก้ บั ตวั ตา้ นทานชนิดนี้ ส่วนใหญ่จะเป็นไปตามมาตรฐานของ EIA (Electronic Industrial Assqciation) หรือสมาคมอตุ สาหกรรมอเิ ลก็ ทรอนิกสแ์ หง่ อเมรกิ า ตวั ตา้ นทานชนิดคา่ คงทอ่ี ีกแบบหนึ่ง ทาดว้ ยขดลวดพนั รอบแกนทเ่ี ป็นฉนวน เชน่ เซรามคิ (สาร เคร่อื งเคลือบดินเผา) อาจกลา่ วไดว้ า่ ตวั ตา้ นทานชนิดคา่ คงที่นี้ เปน้ ตวั ตา้ นทานทีม่ คี ่าความผิดพลาดนอ้ ยมาก เชน่ รหสั สี (จะไดก้ ล่าวต่อไป) อา่ นค่าได้ 1 กิโลโอหม์ (1 K) ผิดพลาด 5 หมายความวา่ คา่ ทเ่ี ห็นคอื 1,000 โอหม์ แต่อ่านค่าได้ 950 หรอื 1,050 โอหม์ เทา่ นนั้ ตวั ตา้ นทานชนดิ ค่าคงที่หลายขนาดตามการออกแบบ ของผผู้ ลติ โดยจะบอกใหเ้ ราทราบถงึ ค่าอตั ราทนต่อกระแสไฟฟ้าทไ่ี หลผ่านตวั มนั ซงึ่ มหี น่วยเป็น วตั ต์ (Watt) ใชส้ ญั ลกั ษณต์ วั W ตวั ตา้ นทานที่มขี นาดไม่เทา่ กนั อาจจะมคี ่าความตา้ นทานเป็นโอหม์ เทา่ กนั และ มอี ตั ราทนตอ่ กระแสไฟฟา้ เทา่ กนั หรอื ไม่เทา่ กนั กไ็ ด้ ตัวตา้ นทานชนดิ เลือกคา่ ได้ (Tapped Resistor) ส่วนใหญ่ทาจากขดลวดพนั แลว้ ตอ่ แยก (แทป) ออกมาใชง้ านตามความตอ้ งการ เนื่องจากตวั ตา้ นทานชนิดนี้ ทาดว้ ยขดลวดพนั ท่ีเหมือนกบั แบบชนดิ ขดลวดพนั (Wire Wound) ของตวั ตา้ นทานชนิดค่าคงท่ี จงึ สามารถใชง้ านในวงจรท่ีกาลงั ไฟฟา้ (วตั ต)์ สงู ๆ ได้ ตวั ตา้ นทานชนดิ เปล่ยี นค่าได้ (Variable Resistor) เป็นตวั ตา้ นทานที่พบไดใ้ นอปุ กรณว์ ิทยุ ซงึ่ ไดแ้ ก่ ตวั รับระดบั เสยี งหรือวอลุ่ม (Volume) น่นั เอง แตบ่ างชนดิ กจ็ ะทาเป็นรูปเกอื กมา้ เวลาจะใชต้ อ้ งอาศยั ไขควงเป็นตวั หมนุ ใหค้ ่าความ ตา้ นทานเปลยี่ นแปลง สาหรบั สญั ลกั ษณข์ องตวั ตา้ นทานชนิดเปล่ียนค่าไดน้ นั้ เป็นสญั ลกั ษณข์ องตัวตา้ นทานชนิดเปล่ยี น คา่ ไดส้ องตวั ทอ่ี ยู่บนแกนใชง้ านเดยี วกนั โดยจะมีเสน้ ประเป็นตวั บอกความหมายวา่ อย่บู นแกนใชง้ าน เดียวกนั ตามปกติบรษิ ทั ผผู้ ลิตตวั ตา้ นทาน มกั จะพิมพห์ รอื เขยี นคา่ การใชง้ านตวั ตา้ นทานไวบ้ น ตวั ของตวั ตา้ นทานนนั้ ๆ เช่น 5 K หรอื 10 K เป็นตน้ และทพี่ ิเศษอีกอย่างหนึง่ คือ จะบอกวา่ เป็นตวั ตา้ นทานชนดิ A หรือ B ซงึ่ จะบอกความเปลย่ี นแปลงของค่าความตา้ นทานไปตามมมุ ท่ีหมนุ โดยจะหมนุ ไดร้ อบตวั ประมาณ 300 องศา ตวั ตา้ นทานชนดิ เปลย่ี นแปลงค่าไดห้ รอื วอลมุ่ (Volume) แยกออกเป็นชนิด A, B และ MN ดงั นี้ 1. ชนดิ A (A-Type) แกนหมนุ ถา้ หากเป็นวอล่มุ กลมจะสามารถหมนุ ได้ 300 องศา การ

เปลี่ยนแปลงความตา้ นทานจะเป็นลกั ษณะล็อก (log) หรอื เปลี่ยนแปลงเป็นอตั ราทวคี ณู ขนึ้ เรื่อย ๆ 2. ชนิด B (B-Type) อตั ราการเปลยี่ นแปลงเป็นเชิงเสน้ (Linear) 3. ชนิด MN (MN-Type) สว่ นมากจะใชก้ บั ตวั บาลานซข์ องเคร่ืองขยายเสียงแบบ สเตอริโอ มีมมุ ของความตา้ นทานตงั้ แต่ 0 – 150 องศา และ 150 – 300 องศา ซ่งึ คา่ ความตา้ นทานจะ เปล่ยี นแปลงเทา่ กนั ตวั ตา้ นทานชนิดพเิ ศษอ่ืน ๆ ตวั ตา้ นทานบางชนดิ มคี วามตา้ นทานเพมิ่ ขนึ้ หรอื ลดลงตามการเปล่ยี นแปลงของอณุ หภมู ิขณใช้ งาน เรียกว่า เทอรม์ ิสเตอร์ ซ่ึงมปี ระโยชนใ์ นการควบคมุ วงจรอเิ ล็กทรอนกิ สไ์ ดด้ ีมาก ตวั ตา้ นทานชนิด หนึ่งมกี ารเปลี่ยนแปลงค่าตามแสงสว่างทต่ี กกระทบ เรียกว่า แอลดอี าร์ (Light Dependent Resistor) การอา่ นรหสั สีของตัวต้านทาน คา่ ความตา้ นทานโดยท่วั ไปมกั จะบอกไวเ้ ป็นรหสั สี 4 แถบ เพราะฉะนนั้ เราจงึ จาเป็นตอ้ งศกึ ษาการอ่านรหสั สใี หเ้ ขา้ ใจดว้ ย เร่ิมจากการจดจารหสั สี ดงั ตาราง แถบสี ตวั เลขเทียบเทา่ ตวั คูณ ความคลาดเคลอื่ น ดา 0 1 - 1 10 นา้ ตาล 2 100 1% แดง 3 1,000 สม้ 4 10,000 2% เหลอื ง 5 100,000 - เขียว 6 1,000,000 - นา้ เงนิ 7 10,000,000 - มว่ ง 8 100,000,000 - เทา 9 1,000,000,000 - ขาว - 0.1 - ทอง - 0.01 - เงนิ - - ไม่มสี ี 5%  10 %  20 %

อาการเสียของตวั ตา้ นทาน รซี ิสเตอรส์ ามารถถกู ตรวจสอบคา่ ไดโ้ ดการใชโ้ อหม์ มเิ ตอร์ หรอื มัลตมิ ิเตอร์ ซ่งึ เป็นเครอื่ งมือใช้ วดั มลั ตมิ ิเตอรอ์ าจจะเป็นแบบเขม็ (มฟู วิ่งคอยส)์ หรืออาจจะเป็น ดิจติ อลมัลติ-มเิ ตอร์ (ดเี อ็มเอม็ ) กไ็ ด้ การวดั หาค่าตอ้ งตง้ั เรนจใ์ หถ้ ูกตอ้ ง หากตงั้ เรนจไ์ มถ่ กู ตอ้ งความคลาดเคล่อื นจะเกดิ ขนึ้ ได้ สาหรบั มลั ติ มิเตอรแ์ บบมฟู ว่งิ คอยสน์ น้ั มหี ลกั ในการวดั อยูป่ ระการหนงึ่ คือ คา่ ที่คาดเคล่ือนนอ้ ยท่สี ดุ คือ ช่วงที่เข็ม มิเตอรข์ นึ้ อยูก่ ลาง ๆ หนา้ ปัด อย่างไรกต็ าม หากว่ารซี สิ เตอรต์ วั นนั้ เกดิ ชารุดเสยี หายขนึ้ มา เราตอ้ งวิเคราะหว์ งจรออกมาใหไ้ ด้ อนั จะส่งผลไปยงั การตรวจซอ่ มในประเดน็ อืน่ ต่อไป อาการเสยี ของรซี ิสเตอรพ์ อสรุปไดด้ งั นี้ 1. ขาด วดั แลว้ เขม็ มเิ ตอรไ์ ม่ขนึ้ เลย 2. ไหม้ เกดิ จากกระแสในวงจรไหลเกนิ ปกตจิ นทาใหร้ ซี ีสเตอรร์ อ้ น ค่าทนวตั ต์ ไม่สามารถปรบั ได้ ถา้ หากไหมร้ ุนแรงอาจขาดไปก็ได้ 3. ตดิ ๆ ขาด ๆ หรอื ค่าความตา้ นทานไม่คงที่ เนื่องจากขน้ั ตอ่ รซี สิ เตอรภ์ ายในบกพร่อง บางที เราอาจจะเหน็ ประกายไฟวาบ ๆ กไ็ ด้ 4. ยืดค่า รซี ิสเตอรท์ ใ่ี ชง้ านนาน ๆ อาจจะทาใหส้ ารภายในเสื่อมสภาพ ซงึ่ เกดิ จาก กระแสไฟฟา้ ไหลผ่านนานเกินไปหรอื กระแสไฟฟ้าไหลอย่างรุนแรง แตอ่ าจจะยงั ไม่ไหม้ กรณเี หลา่ นจี้ ะทา ใหค้ ่าความตา้ นทานมากเกนิ กว่าเดมิ และถา้ ทงิ้ ไวน้ าน ๆ ความตา้ นทานจะเพมิ่ ขนึ้ เรื่อย ๆ ใกลเ้ คียงความ เป็นฉนวนมากขนึ้ อยา่ งนเี้ ราเรยี กวา่ รซี สิ เตอรม์ กี ารยดื คา่ รีซสิ เตอรบ์ างตวั เป็นตวั ที่ทาหนา้ ทใ่ี หค้ วามปลอดภยั กบั วงจร ดงั นนั้ เวลาวดั แลว้ จะมี สภาพเหมอื นกบั เกดิ การชอรต์ และอปุ กรณบ์ างตวั เช่น คอนเดนเซอร์ อาจจะมรี ูปร่างคลา้ ยคลงึ กบั รซี ิ สเตอร์ ดงั นน้ั เวลาไปพบอปุ กรณจ์ ริงตอ้ งอาศยั สงั เกตสีเคลือบ มฉิ ะนน้ั อาจเขา้ ใจสบั สนได้ การเปลี่ยนรซี สิ เตอรต์ วั ใหม่จะตอ้ งใส่ค่าเทา่ ตวั เดมิ กาลงั วตั ตเ์ ท่าเดมิ ไม่ควรเปลยี่ นค่า ความตา้ นทานหรอื คา่ กาลงั วตั ตใ์ หเ้ พม่ิ ขนึ้ หรือตา่ ลงกวา่ เดมิ การเลอื กขนาดกาลังของตัวต้านทานไปใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ตวั ตา้ นทานโดยท่วั ไปมขี นาดต่าง ๆ กนั คือ มีทง้ั ขนาดเลก็ และขนาดใหญ่ ถึงแมว้ ่าตวั ตา้ นทานทง้ั สองขนาดจะมีค่าความตา้ นทานเดียวกนั กต็ าม ทีเ่ ป็นเช่นนกี้ ็เพราะวา่ ตวั ทีม่ ีขนาดเล็กเราใชก้ บั วงจรท่มี ี กระแสไฟฟ้าจานวนนอ้ ย ๆ ไหลผา่ น ตวั ทม่ี ขี นาดใหญเ่ ราใชก้ บั วงจรทมี่ ีกระแสไฟฟา้ มาก ๆ ไหลผ่าน หาก

ใชต้ วั ขนาดเลก็ ในจดุ หรือตาแหนง่ ทมี่ กี ระแสไฟฟา้ มาก ๆ ผ่านตวั ตา้ นทานจะทาใหร้ อ้ นและไหมไ้ ด้ ดงั นน้ั ตวั ท่ีมีขนาดเลก็ เราจึงคงเรยี กว่า ตวั ทมี่ ีวตั ตต์ ่า และตวั ท่ีมขี นาดใหญ่เราเรยี กว่า ตวั ทีม่ วี ตั ตส์ งู เชน่ ตวั ตา้ นทานคารบ์ อน มขี นาด ¼ , ½, 1 – 2 วตั ต์ แต่จาพวกลวดพนั มกั จะมวี ตั ตส์ งู ๆ ตง้ั แต่ 3, 10, 25, 200 วตั ต์ เป็นตน้ การใชค้ วามตา้ นทานในวงจรเคร่อื งรบั วิทยหุ รือเคร่อื งอิเลก็ ทรอนกิ สน์ น้ั ตอ้ งใชต้ วั ตา้ นทานให้ ถูกขนาดกบั วงจรและตาแหน่งนนั้ ๆ วิธีใชถ้ กู ตอ้ งจะตอ้ งทราบจานวนของกระแสไฟฟา้ ท่ไี หลผ่านตวั ตา้ นทานก่อน แลว้ จึงคานวณหาคา่ ของวตั ตต์ ามสตู รที่ไดศ้ ึกษามาแลว้ เชน่ ตัวเกบ็ ประจุหรอื คาปาซิเตอร์ ตวั เก็บประจุหรอื คาปาซเิ ตอร์ หรืออาจเรยี กว่า (Condensor) เป็นอปุ กรณห์ รอื ส่งิ ประดิษฐ์ทางอิเลก็ ทรอนิกสท์ ท่ี าหนา้ ทเ่ี กบ็ สะสมประจุไฟฟา้ และคายประจุไฟฟ้าใหก้ บั วงจรหรืออปุ กรณ์ ตวั อื่น ๆ คาปาซิเตอรส์ ามารถเกบ็ สะสมประจุไฟฟา้ ในตวั เองไดต้ ราบใดทเ่ี ราปอ้ นแรงดนั ไฟฟา้ ตรงให้ ใน ขณะเดยี วกนั ก็จะไมย่ อมใหแ้ รงดนั ไฟฟ้าเพ่มิ ขนึ้ เชน่ สมมตวิ ่าเราป้อนแรงดนั ไฟฟ้าตรงใหก้ บั ตวั เก็บประจุ 10 โวลต์ ตวั เก็บประจุกจ็ ะสรา้ งสนามไฟฟ้าเพ่มิ จาก 0 โวลต์ ไปเร่ือย ๆ จนถึง 10 โวลต์ เมอื่ ตวั เกบ็ ประจุ สรา้ งสนามไฟฟา้ ในตวั เองไดเ้ ทา่ กบั แรงดนั ไฟฟ้าทีป่ ้อนใหแ้ ลว้ กจ็ ะไมม่ ีประจไุ ฟฟา้ ไหลเขา้ ไปเก็บสะสมใน ตวั ไดอ้ ีก น่นั หมายถงึ วา่ ตวั เกบ็ ประจมุ ชี ่วงการสะสมประจเุ ฉพาะตวั เชน่ อาจบอกวา่ สามารถใชก้ บั แรงดนั ใชง้ าน (Working Voltage) 16 โวลต์ ถา้ เราป้อนแรงดนั ไฟฟ้าตรงเขา้ ไปเกิน 16 โวลต์ ตวั เกบ็ ประจจุ ะชารุด เสยี หายทนั ที เพราะตวั เก็บประจจุ ะสรา้ งสมประจใุ หเ้ ป็นสนามไฟฟา้ ไดเ้ พียง 6 โวลตเ์ ท่านน้ั เพราะฉะนน้ั เราสามารถกล่าวสรุปคณุ สมบตั ขิ องตวั เก็บประจไุ ดว้ ่า ตวั เก็บประจเุ ป็นอปุ กรณท์ างอเิ ลก็ ทรอนิกสท์ ่ีไมย่ อม ใหแ้ รงดนั ไฟฟ้าตรงไหลผ่านแต่ยอมใหแ้ รงดนั ไฟฟ้าสลบั ผา่ นได้ เพราะว่าแรงดนั ไฟฟา้ สลบั มีการ เปลีย่ นแปลงอย่ตู ลอดเวลาตามความถี่ของแรงดนั ไฟฟ้าสลบั สนามไฟฟ้าท่ีเกดิ ขนึ้ ในตวั เกบ็ ประจกุ จ็ ะ เปลย่ี นแปลงตามความถข่ี องแรงดนั ไฟฟ้าสลบั ทเ่ี ราป้อนใหด้ ว้ ย จึงดเู หมือนว่าตวั เกบ็ ประจุยอมใหเ้ ราดนั ไฟฟ้าสลบั ผา่ นไดน้ ่นั เอง ส่วนประกอบของตวั ประจสุ าคญั มีอยู่ 3 อยา่ งคือ 1. แผน่ ตวั นาหรือแผน่ เพลท (Plate) 2 แผ่น 2. ฉนวนค่นั ระหวา่ งแผน่ ตวั นาเรียกว่า ไดอิเลก็ ตรกิ (Die lectric) 3. สายไฟหรือตวั นาเพอ่ื ต่อออกไปใชง้ าน ตวั เก็บประจใุ นทอ้ งตลาดมมี ากมายหลายแบบ แตล่ ะแบบใชง้ านหนา้ ท่ที แี่ ตกต่างกนั ไป เราสามารถแบ่งออกเป็นพวกใหญ่ ๆ ได้ 2 พวก คือ ตวั เก็บประจชุ นิดคา่ คงท่ี (Fixed Capacitor) กบั ตวั เก็บ ประจุชนิดเปล่ียนแปลงคา่ ได้ (Variable Capacitor)

ตัวเกบ็ ประจุชนดิ ค่าคงที่ (Fixed Capacitor) ตวั เก็บประจชุ นิดคงที่ แบง่ ตามฉนวนไดอิเลก็ ตริกทใ่ี ชก้ นั มอี ยู่หลายแบบ เชน่ 1. แบบกระดาษ (Paper Capacitor) จะมคี า่ อยใู่ นระหว่าง 0.001 ถงึ 1 ไมโครฟาราด ลกั ษณะบนตวั ของตวั เก็บประจุจะบอกหรือพมิ พค์ ่าไว้ เช่น 0.05 F 600 WDC หมายความว่า มีค่าความจุ 0.05 F และใชไ้ ดก้ บั แรงดนั ไฟฟ้าตรงไม่เกนิ 600 โวลต์ 2. แบบไมกา้ (Mia Capacitor) ใชไ้ มกา้ (วสั ดสุ งั เคราะหท์ ี่ทนความรอ้ นไดส้ งู และเป็น ฉนวนไดด้ ีมาก) เป็นไดอิเล็กตรกิ จะมีค่าอยรู่ ะหวา่ ง 50 – 500 pF ซึ่งบริษัทผผู้ ลิตอาจพมิ พค์ ่าเอาไวบ้ นตวั ของมนั หรอื จะบอกเป็นรหสั (Code) สเี อาไว้ ถา้ บอกเป็นรหสั สตี วั เลขทใี่ ชเ้ หมือนกบั การอา่ นคา่ ในตวั ตา้ นทาน (Resistor) ทกุ ประการ 3. แบบเซรามิค (Ceramic Capacitor) ใชเ้ ซรามคิ หรือสารพวกเคร่อื งเคลือบดนิ เผาเป็น ฉนวนหรือไดอิเล็กตรกิ (Dielerctric) มคี า่ ความจโุ ดยท่วั ไปประมาณ ไม่เกนิ .01 F เทา่ นนั้ และ เช่นเดยี วกนั ค่าของตวั เกบ็ ประจจุ ะพมิ พไ์ วบ้ นตวั ของมนั เอง การอ่านค่าคาปาซเิ ตอร์ ชนดิ เซรามิคหรือแทนทาลมั และคาปาซเิ ตอรแ์ บบใด ๆ ซึง่ บอกค่าเป็น ตวั เลขโดยไม่ไดบ้ อกหนว่ ยไว้ ถา้ มีคา่ ไม่ถึง 1 เชน่ .01, 0.22 หรือ .05 แสดงว่ามหี นว่ ยเป็น ไมโครฟาราด ใช้ ตวั ย่อ F และถา้ มีคา่ เกนิ 1 เชน่ 10, 50, 100 แสดงมีหนว่ ยเป็นพโิ ตฟาราด ใชต้ วั ยอ่ P หรอื pF เป็นตน้ คาปาซิเตอรต์ วั ใดทบ่ี อกไวเ้ ป็นตวั เลขตวั สดุ ทา้ ยทไ่ี ม่ใขศ่ นู ย์ เราใหต้ วั เลขนน้ั แทนจานวนเลขศนู ย์ เชน่ 203 = 20,000 pF (เลข 3 หมายถึง แทนศนู ย์ 3 ตวั ) หรอื เทา่ กบั .02 F (ไมโครฟาราด) เป็นตน้ 4. แบบอิเลก็ โทรไลตกิ (Electrolytic Capacitor) เป็นตวั ทเี่ กบ็ ประจชุ นิดเดยี วท่ีเวลาใช้ ตอ้ งคานงึ ถงึ ขวั้ ไฟฟา้ ดว้ ย ตวั เก็บประจชุ นิดนสี้ ามารถออกแบบใหม้ คี า่ ความจุไดส้ งู ๆ เป็น 1 ไมโครฟาราดถึง 1,000 ไมโครฟาราดก็ย่อมทาได้ แต่มีขอ้ เสีย คือ ไม่สามารถทนตอ่ แรงดนั ไฟฟ้าตรงท่สี งู ๆ เป็นพนั โวลตไ์ ด้ บนตวั ของมนั จะพมิ พบ์ อกค่าความจเุ อาไว้ ขนาดแรงดนั ทใี่ ชง้ าน เชน่ 16 V 500 F หมายความวา่ ใชไ้ ดก้ บั แรงดนั ไฟฟ้าตรงไมเ่ กนิ 16 โวลต์ มคี ่าความจุ 500 ไมโครฟาราด เป็นตน้ ตัวเก็บประจุชนิดเปลีย่ นแปลงได้ (Variable Capacitor)

คณุ สมบตั ิของตวั เก็บประจชุ นิดนี้ ก็เหมือนกบั วอล่มุ (Volume) ในวทิ ยนุ ่งั เอง คือ สามารถ เปลี่ยนแปลงค่าได้ เราจึงนาไปใชง้ านกบั วงจรหมนุ หาคลื่นวทิ ยหุ รอื ทนู นงิ่ (Tuning) เพื่อเป็นการปรบั แตง่ สญั ญาณอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ การอัดประจหุ รือการชารจ์ (Charge) 1. เริ่มจากตวั เกบ็ ประจมุ สี ภาพเป็นกลาง (Neutral) คอื เพลททง้ั 2 มีค่าความตา่ งศกั ย์ ไฟฟ้าเท่ากนั จะไม่เกดิ การสะสมประจุไฟฟา้ 2. เมอ่ื ต่อแบตเตอรเี่ ขา้ กบั ตวั เก็บประจุ แรงดนั ไฟฟ้าลบจะวิ่งไปยงั เพลทท่ี 1 และสะสม อิเลก็ ตรอน ทาใหม้ ีศกั ยไ์ ฟฟา้ เป็นลบ 3. แบตเตอรีข่ วั้ บวก ซงึ่ มศี กั ยไ์ ฟฟ้ามากกวา่ แผ่นเพลทที่ 2 จะดดู เอาอิเลก็ ตรอนอิสระ (หมายถงึ อิเลก็ ตรอนทีร่ วมอยบู่ นเพลทที่ 2 กบั โปรตรอน) เขา้ สแู่ บตเตอร่ี ทาใหแ้ ผน่ เพลทที่ 2 แสดงอานาจ ไฟฟ้าของแบตเตอร่เี ปน้ บวก 4. ประจทุ อ่ี ดั ไว้ (ชารจ์ ) จะเริม่ คายออกจนหมด และไม่มกี ระแสไฟฟ้าไหล คอื มคี า่ เป็นศนู ย์ 5. คาปาซเิ ตอรจ์ ะกลบั มาอยใู่ นสภาพทเ่ี ป็นกลางเหมอื นเร่มิ ตน้ ตามการอธิบายในขอ้ 1 ของการอดั ประจุ ผลการทดลองนอี้ าจจะสรุปไดว้ า่ ในเวลาปฏิบตั จิ รงิ ๆ แลว้ คงไมม่ ีใครคอยสบั สวิตซ์ เพอื่ การใชง้ าน ซงึ่ ทาใหเ้ กดิ การอดั ประจุและคายประจุอยา่ งนน้ั ได้ จึงสรุปไดว้ ่าสามารถนาตวั เกบ็ ประจุมาใชง้ านกบั แรงดนั ไฟฟา้ สลบั ได้ เพราะสนามไฟฟ้าทเ่ี กิดขนึ้ บนแผน่ เพลททงั้ สอง อาจจะ เปล่ยี นแปลงไปตามแรงดนั ไฟฟา้ สลบั ทีป่ ้อนให้ จงึ ดเู หมอื นวา่ ตวั เกบ็ ประจยุ อมใหไ้ ฟฟ้ากระแสสลบั ผา่ นได้ หน่วยความจุของคาปาซเิ ตอร์ ความสามารถในการสะสมประจุไดเ้ พยี งไรนนั้ ขนึ้ อยูก่ บั ความสมั พนั ธข์ องจานวนประจุ (หนว่ ย เป็นคลู อมบ)์ กบั แรงดนั ไฟฟ้าทปี่ ้อนให้ ตวั อยา่ งเช่น ตวั เกบ็ ประจุ 2 ตวั แตล่ ะตวั ปอ้ นแรงดน้ ไฟฟ้าให้ 10 โวลต์ ตวั หน่ึงเกบ็ จานวนประจไุ ดเ้ พยี ง 5 คลู อมบ์ อีกตวั เกบ็ จานวนประจไุ ดเ้ พียง 2 คลู อมป็ หมายความว่า ตวั ทีเ่ กบ็ ประจุได้ 5 คลู อมเทา่ กนั แตต่ วั หน่งึ ตอ้ งการแรงดนั ไฟฟา้ ท่ีปอ้ นให้ 10 โวลต์ อีกตวั ตอ้ งการเพียง 5 โวลตเ์ ราจะบอกไดว้ ่า ตวั ท่ีตอ้ งการแรงดนั ไฟฟ้านอ้ ยกว่ามคี วามสามารถในการเก็บสะสมประจุไดด้ กี ว่า ความสามารถในการเกบ็ สะสมประจุ (คาปาซแิ ตนซ)์ มหี นว่ ยเป็น ฟาราด (Farad) เพื่อเป็นเกยี รติ แก่ ไมเคลิ ฟาราเดย์ นกั วิทยาศาสตรช์ าวองั กฤษ

1 ฟาราด หมายถงึ ป้อนแรงดนั ไฟฟา้ 1 โวลต์ ใหก้ บั ตวั เกบ็ ประจุ แลว้ ประจมุ จี านวนประจบุ นแต่ละ C (ฟาราด) = Q (คลู อมบ)์ แผ่นเพลทเทา่ กนั 1 คลู อมบ์ ดงั สมการ E (โวลต)์ C = คาปาซิแตนซ์ Q = จานวนประจุ E = แรงดนั คร่อมตวั เกบ็ ประจุ ในทางปฏบิ ตั ิ หน่วยฟาราดเป็นหนว่ ยทใ่ี หญเ่ กินความตอ้ งการในการใชง้ านทางดา้ นอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ ส่วนมกาท่ีใชก้ นั เป็นหน่วยยอ่ ยของฟราด เชน่ ไมโครฟาราด (Micro Farad, F) หรอื พโิ คฟาราด (Pico Farad, pF) หรอื , F) เทา่ นน้ั ซงึ่ เราสามารถเปลี่ยนหนว่ ยได้ ดงั นี้ 1 ฟาราด (F) = 1,000,000 ไมโครฟาราด (F) = 106 (F) = 1,000,000,000,000 พโิ คฟาราด (pF) = 1012 pF การตรวจสอบคาปาซิเตอรด์ ้วยโอหม์ มเิ ตอร์ เน่ืองจากคาปาซเิ ตอรจ์ ะมกี ารชารุดหรอื เสยี ไดด้ งั นี้ คอื ช๊อต ร่วั ขาด มคี า่ ความจตุ ่าลง 1. คาปาซิเตอรแ์ บบไม่มขี วั้ การตรวจสอบ เราสามารถทาไดเ้ ฉพาะบางชนิดเท่านนั้ เชน่ คาปาซเิ ตอรท์ ่มี คี า่ มากกวา่ 1 F ขนึ้ ไป กลา่ วคอื เม่ือทาการตรวจวดั โดยใชโ้ อหม์ มิเตอร์ เข็มมเิ ตอรจ์ ะขนึ้ เล็กนอ้ ยแลว้ ตกลง แสดงว่าคาปาซเิ ตอรน์ น้ั ปกติ แต่ถาเขม็ ของมเิ ตอรช์ ไี้ ปจนสดุ สเกลทางดา้ นขวามือ แสดงวา่ คาปาซเิ ตอร์ นน้ั ชอ๊ ตใชก้ ารไมไ่ ด้ 2. คาปาซเตอรแ์ บบมีขัว้ การตรวจสอบ สาหรบั คาปาซเิ ตอรช์ นิดอเิ ลก็ โทรไลติก ซงึ่ มีขว้ั บอกและขวั้ ลบที่ แนน่ อนตายตวั นน้ั เราก็สามารถตรวจสอบจุดบกพร่องของคาปาซเิ ตอรด์ ว้ ยโอหม์ มเิ ตอรไ์ ดเ้ ชน่ กนั ว่า คาปา ซเิ ตอรน์ นั้ มีการชอ๊ ต ร่วั ขาด หรือไมโ่ ดยจะตรวจในลกั ษณะเดียวกบั การตรวจ คาปาซเิ ตอรแ์ บบไมม่ ขี ว้ั กลา่ วคือ ถา้ เข็มมเิ ตอรข์ นึ้ แลว้ ลดลงมาจนสดุ สเกลแสดงวา่ ช๊อต ถา้ เข็ม ไมข่ นึ้ เลยตงั้ แต่แรกแสดงว่าคาปาซเิ ตอรน์ น้ั ขาด ข้อสงั เกต 1. ตอ้ งตดั คาปาซเิ ตอรน์ นั้ ออกจากวงจรก่อนการวดั

2. ตอ้ งวอ๊ ตปลายทง้ั สองขา้ งของคาปาซเิ ตอรก์ อ่ นวดั หรอื เม่ือจะทาการวดั ใหม่ ตัวเหน่ียวนา (Inductor) ตวั เหนยี่ วนาหรอื อินคดั เตอร์ (Inductor) หรอื ขดลวด (Coil) มีความหมายอย่างเดียวกนั แตเ่ ม่ือใดที่ เรากล่าวถึงคาเหลา่ นี้ เรามกั จะหมายถึง ขดลวดท่ีพนั รอบแกน (Core) เป็นขด ๆ มากกวา่ นกั เรยี นจะไดศ้ ึกษาเกย่ี วกบั ขดลวดนซี้ งึ่ มอี ยใู่ นวงจรอเิ ล็กทรอนิกส์ เช่น ขดลวด ออสซลิ เลเตอร์ ขดลวดไอเอฟ และหมอ้ แปลงเป็นตน้ ทฤษฎกี ารเหนยี่ วนา ตามหลกั การของ ไมเคิล ฟาราเดย์ เมือ่ ใหส้ นามแมเ่ หลก็ ตดั ผา่ นขดลวดหรือใหข้ ดลวดตดั ผ่าน สนามแม่เหลก็ จะเกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวดนน้ั เราไดน้ าทฤษฎีนมี้ าสรา้ งเป็น เครื่องกาเนดิ ไฟฟ้า หรอื เม่ือ ปลอ่ ยกระแสไฟฟา้ เขา้ ไปในขดลวดทอ่ี ยรู่ ะหวา่ งสนามแมเ่ หลก็ จะทาใหข้ ดลวดเกิดสนามแมเ่ หลก็ ผลกั กบั สนามแมเ่ หลก็ ซ่งึ กค็ อื มอเตอรไ์ ฟฟ้าน่นั เอง ฉะนน้ั การเหนีย่ วนา (Induction) ก็คอื การสรา้ งแรงดนั ขนึ้ ที่ ขดลวดนน้ั จากสนามแมเ่ หลก็ ที่เกดิ การเปลี่ยนแปลงใน ขดลวดชดุ นน้ั การเหนีย่ วนารว่ มกนั และการเหน่ียวนาตวั เอง ตามหลกั การของ หมอ้ แปลงไฟฟา้ (Transformer) มขี ดลวดอยู่ 2 ขด คอื L1 ซ่งึ เรียกวา่ ขดลวด ปฐมภมู ิ และ L2 เรียกว่า ขดลวดทตุ ิยภมู ิ เม่อื ปลอ่ ยกระแสไฟฟา้ เขา้ ขดลวดปฐมภมู ิ L1 จะทาใหเ้ กิดแรงดนั ไฟสลบั ในขดลวดทตุ ยิ ภมู ิ L2 กระบวนการนเี้ รยี กว่าการเหนยี่ วนาแรงดนั ไฟฟา้ สลบั L1 โดยขดลวดปฐมภูมิ L2 เหนย่ี วนาขดลวดทุติยภมู ิ หรืออาจเรยี กว่า ค่าเหนยี่ วนารว่ มกนั (Mutual Inductance) คา่ ความเหนย่ี วนาร่วม (M) = แรงดนั ไฟฟ้าขดปฐมภูมิ (โวลต)์ (หน่วยเป็นแอมแปร์ / วินาที) อตั ราการเปล่ียนแปลงของกระแสไฟฟ้าในขดลวดปฐมภมู ิ (H)

เราจะทดลองการเหน่ยี วนาตวั เองได้ โดยนาหลอดไฟฟ้าแบบนอี อนต่อเขา้ กบั วงจรแบตเตอรี่ หลอดจะตดิ สว่างได้ เราสามารถกลา่ วไดว้ ่าขดลวด (Coil) มีผลต่อแรงดนั ไฟฟา้ สลบั มาก หรืออาจกล่าวไดอ้ ีกอย่างหนึ่ง ก็คอื ขดลวดนจี้ ะตา้ นทานไฟฟ้ากระแสสลบั ไดม้ ากกว่ากระแสตรงน่นั เอง การทข่ี ดลวดเป็นผลต่อไฟฟ้า กระแสสลบั นขี้ นึ้ อยกู่ บั ค่าความเหนยี่ วนา (Inductance) ยงิ่ ค่าความเหนย่ี วนาสงู มากกย็ งิ่ ตา้ นไฟฟ้า กระแสสลบั ไดม้ ากขนึ้ และถา้ ค่าความถข่ี องไฟฟา้ กระแสสลบั สงู มาก ๆ กย็ ่ิงตา้ นไฟฟา้ กระแสสลบั ไดม้ าก เชน่ เดยี วกนั เราจงึ นาผลการทดลองนมี้ าใชใ้ นการทางานของวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ความถสี่ งู เชน่ วงจรผลิต ความถส่ี งู (Oscillator) วงจรขยายความถีป่ านกลางหรือวงจรกรองกระแส เป็นตน้ ตวั เหนีย่ วนาและสัญลกั ษณใ์ นการใชง้ าน ขดลวด (Coil) มอี ยหู่ ลายชนิดดงั กล่าวมาแลว้ จงึ กาหนดใหม้ สี ญั ลกั ษณท์ แี่ ตกตา่ งกนั ไป ดงั นี้ 1. ขดลวดไมม่ ีแกน (Core) คอื เป็นแกนอากาศ 2. ขดลวดอากาศที่ปรบั คา่ ได้ เมื่อตอ้ งการจะเพิ่มคา่ ความเหนี่ยวนากส็ อดแกนเหลก็ เขา้ ไป 3. ขดลวดแกนเหล็ก ตวั เหนย่ี วนาคือคอยลส์ ่วนมากมกั จะทาขนึ้ ใชเ้ อง เพราะการทีจ่ ะไดค้ ่าตรงกบั ทีต่ อ้ งการมกั จะมีเลอื กไม่มากนกั ในทอ้ งตลาด เวลาเสยี ก็จะทงิ้ ไปเลย เพราะขนาดเลก็ มาก เช่น คอยสผ์ ลิตความถ่เี สยี ง ในลาโพง เป็นตน้ ซึ่งจะซอ่ มหรอื ปรบั ปรุงใหไ้ ดค้ ณุ ภาพเหมือนเดิมไดย้ าก หมอ้ แปลงไฟฟ้า (Transformer) เป็นขดลวดที่พนั รอบแกนมีตง้ั แต่ 2 ขดขนึ้ ไป คือ ขดท่ี 1 (L1) จะเป็นตวั ถา่ ยทอดพลงั งาน และอีก ขดหนึง่ (L2) จะเป็นตวั รบั พลงั งานหรอื เหนยี่ วนาร่วมกบั ขดท่ี 1 (L1) ความสมั พนั ธข์ องแรงดนั ทไี่ ดร้ ะหวา่ งแรงดนั ทางเขา้ (Input) กบั แรงดนั ทางออก (Output) จะ เป็นไปตามสมการดงั นี้ แรงดันขดลวดปฐมภมู ิ = จานวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ (L1) แรงดันขดลวดทตุ ิยภูมิ = จานวนรอบของขดลวดทตุ ยิ ภมู ิ (L2) รูปร่างลกั ษณะการนาไปใช้ในงาน

หมอ้ แปลงมขี นาดและรูปรา่ งหลาย ๆ แบบ ตงั้ แตต่ วั ใหญท่ ่ีตอ้ งการกาลงั ไฟฟ้า (วตั ต)์ มาก ๆ จนถงึ ตวั เลก็ ๆ ที่บรรจใุ นกล่องโลหะ เช่น กลอ่ งไอ เอฟ (วงจรปรบั ความถ่ขี นาดกลาง) หรือวงจรของแกนคอย อากาศ กม็ ลี กั ษณะเป็นหมอ้ แปลงเชน่ เดยี วกนั ใบงาน แผนการเรยี นท่ี 9 เรื่อง สิง่ ประดิษฐท์ างอิเล็กทรอนิกส์ 1. ตวั ตา้ นทานชนิดเปลยี่ นแปลงคา่ ได้ ท่เี หน็ ไดช้ ดั ทส่ี ดุ ในวิทยคุ อื อะไร 2. ตวั ตา้ นทานชนิดค่าคงท่ี ทมี่ ีอตั ราทนกาลงั ไฟฟ้าตา่ ง ๆ สว่ นมากกทาจากอะไร 3. ตวั ตา้ นทานที่มคี ่าความตา้ นทาน 33 กโิ ลโอหม์ มสี อี ะไรบา้ ง 4. การใชต้ วั ตา้ นทาน 1 ตวั สิ่งทจ่ี าเป็นอนั ดบั แรกคอื อะไร 5. ตวั ตา้ นทานทม่ี ีคา่ ความตา้ นทาน 5 โอหม์ มสี อี ะไรบา้ ง 6. ตวั ตา้ นทานคาดสี แดง แดง สม้ ทอง อ่านค่าความตา้ นทานไดเ้ ท่าไร่ 7. ตวั ตา้ นทานมหี นา้ ที่อะไร 8. รหสั สขี องตวั ตา้ นทาน 680 กโิ ลโอหม์ มีสีอะไรบา้ ง 9. อปุ กรณท์ ใี่ ชต้ า้ นแรงดนั คอื อะไร 10. ตวั ตา้ นทานมหี นา้ ทีอ่ ะไร

เอกสารประกอบการเรียน แผนการเรยี นที่ 10 เรอ่ื ง โครงสรา้ งและการทางานไดโอด ส่งิ ประดิษฐ์ทางอิเลก็ ทรอนิกสม์ อี ยู่หลายชนดิ แตล่ ะชนดิ ตา่ งก็ทาหนา้ ที่แตกตา่ งกนั ไปในวงจร เพือ่ ใหก้ ารควบคมุ วงจรอเิ ล็กทรอนิกสส์ มบูรณ์ ไอโอด (Diode) จงึ เป็นส่งิ ประดิษฐท์ างอิเล็กทรอนกิ สอ์ ยา่ ง หน่งึ ทเ่ี ขา้ มาทาหนา้ ท่แี ทนหลอดสญุ ญากาศ นบั แต่ พ.ศ. 2491 นกั วิทยาศาสตรแ์ หง่ บรษิ ัท เบลล์ เทเลโฟน ชื่อ ชอกลยี ์ (ชาวองั กฤษ) และคณะ ไดป้ ระดษิ ฐ์ เยอรมนั เนยี มไดโอด ซงึ่ มีความสามารถแยกความถี่เสยี งออกจากความถีว่ ทิ ยุได้ ทาให้ ความกา้ วหนา้ ทางอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ ไดเ้ ปลยี่ นแปลงมาตามลาดบั เพราะแทนท่ีจะใชป้ ลอดสญุ ญากาศเราก็ หนั มาใชท้ รานซสิ เตอรแ์ ทน (ซ่ึงจะไดก้ ลา่ วตอ่ ไป) ซึง่ มคี ณุ สมบตั ิทด่ี กี ว่าหลอดสญุ ญากาศอยหู่ ลาย ประการ เชน่ มขี นาดเลก็ มีนา้ หนกั เบา ไม่เปลืองเนอื้ ท่ี สามารถออกแบบใหเ้ ล็กลงไปได้ มคี วามทนทาน และประหยดั มากกวา่ หลอดสญุ ญากาศ ฉะนนั้ จะเหน็ ไดว้ า่ วงการอิเล็กทรอนิกส์ และความกา้ วหนา้ ทางดา้ นนไี้ ดพ้ ฒั นาขนึ้ ไปเป็นลาดบั ก่อนทเ่ี ราจะศกึ ษาโครงสรา้ งและการทางานไดโอด เราควรจะศกึ ษา เรื่องสารและคณุ สมบตั ิของสารทนี่ ามาสรา้ งเป็นไอโอด ก่อนที่เราจะศึกษาโครงสรา้ งและการทางานของ ไดโอด เราควรจะศึกษาเรอื่ งสารและคณุ สมบตั ิของสารทนี่ ามาสรา้ งเป็นไอโอด เพอ่ื ความเขา้ ใจขน้ั พนื้ ฐาน ก่อน คณุ สมบัตขิ องสารประเภทตา่ ง ๆ 1. สารประเภทตวั นา (Conductor) หมายถงึ สารทยี่ อมใหก้ ระแสไฟฟา้ ไหลผ่านไดง้ า่ ย กล่าวคือ ตวั ของตวั เองมคี วามตา้ นทานต่าตอ่ กระแสไฟฟ้า เชน่ เงนิ ทองแดง อะลมู เิ นยี ม และโลหะทกุ ชนดิ รวมทง้ั คารบ์ อน ซึง่ เป็นอโลหะชนดิ เดียวทเ่ี ป็นตวั นาไฟฟา้ สารประเภทนี้ สามารถทจี่ ะปล่อยอเิ ลก็ ตรอนท่ี อย่วู งนอกสดุ (Valence Electron) ใหเ้ คล่อื นเป็นอสิ ระไดง้ า่ ย หรือสามารถใหก้ ระแสไฟฟ้าผา่ นไดส้ ะดวก น่นั เอง กลา่ วคอื โดยประมาณปริมาตร 1 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร จะมีความตา้ นทานไมเ่ กิน 0.0001 โอหม์ 2. สารประเภทฉนวน (Insulator) หมายถงึ สารทไี่ ม่ยอมใหก้ ระแสไฟฟา้ ผา่ นหรือไหล ผา่ นไดย้ ากมาก เป็นสารท่มี คี วามตา้ นทานสงู มาก ในปรมิ าตร 1 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร มคี วาม

ตา้ นทานตงั้ แต่ 100 M ขนึ้ ไป เช่น แกว้ ยาง ไมแ้ หง้ หรอื สารประเภทสงั เคราะหช์ นดิ ตา่ ง ๆ เชน่ พลาสตกิ โพลไี วนิลคลอไรด์ โพลีเอสทรี นี เป็นตน้ 3. สารประเภทกึง่ ตวั นา (Semi – Conductor) หมายถงึ สารท่เี ป็นไดท้ ง้ั ตวั นาและฉนวน มคี ณุ สมบตั อิ ยรู่ ะหว่างตวั นาและฉนวน กล่าวคอื มีคณุ สมบตั ิในการเป็นตวั นาที่ไม่ดนี กั ขณะเดยี วกนั ก็เป็น ฉนวนทเ่ี ลว คือไมส่ ามารถกนั้ กระแสไฟฟา้ ไดด้ ี ในปรมิ าตร 1 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร มีความตา้ นทาน ประมาณ 0.1 โอหม์ สารประเภทนี้ เชน่ เยอรมนั เนียม ซลิ คิ อน เป็นตน้ โครงสรา้ งอะตอมของสารก่ึงตัวนาบริสุทธิ์ และสารฉนวน สารแตล่ ะชนดิ จะมีอเิ ล็กตรอนทีแ่ ยกอยู่วงนอกสดุ แตกต่างกนั เช่น เยอรมนั เนียมและซลิ คิ อน จะมี อเิ ลก็ ตรอนทอ่ี ย่วู งนอกสดุ (วาเลนซอ์ ิเลก็ ตรอน) อยู่ 4 ตวั ซึ่งเราถอื วา่ เป็นสารกึ่งตวั นาบริสทุ ธิ์ สว่ นสารเจอื เช่น อะลมู เิ นยี ม แกลเลยี ม อิเดียม จะมีอิเลก็ ตรอนทีอ่ ย่วู งนอกสดุ อยู่ 3 ตวั สว่ นฟอสฟอรสั สารหนู แอนติ โมนี จะมีอเิ ลก็ ตรอนทอี่ ยู่วงนอกสดุ อยู่ 5 ตวั สารก่ึงตวั นาบรสิ ทุ ธิ์ เป็นสารทม่ี อี เิ ล็กตรอนวงนอกสดุ อยู่ 4 ตวั เชน่ เยอรมนั เนยี มหรอื ซลิ คิ อน เมือ่ มแี รงใด ๆ ทาใหอ้ เิ ลก็ ตรอนท่อี ยู่วงนอกสดุ หลดุ ออกไป (ซงึ่ เราเรียกอิเล็กตรอนท่ีหลดุ ออกไปนน้ั วา อเิ ลก็ ตรอนอิสระ) ประจุไฟฟ้าภายในสารก็จะขาดสมดลุ และเกดิ ท่วี า่ งขนึ้ เรยี กวา่ โฮล (Hole) ซงึ่ ตามปกติ แลว้ เมอ่ื มีอเิ ล็กตรอนอิสระหลดุ ออกไป จะตอ้ งมอี ิเล็กตรอนตวั ใหมเ่ ขา้ มาแทนทเ่ี สมอ เพอ่ื ใหเ้ กดิ ความ สมดลุ การเขา้ มาแทนทกี่ นั เชน่ นี้ เรียกว่า เป็นการนากระแสไฟฟ้า หรือ มีการไหลของไฟฟ้า เกิดขนึ้ น่นั เอง ดงั นนั้ เพ่อื ทาใหส้ ารกึง่ ตวั นานนั้ มสี ภาพการนาไฟฟ้าทด่ี ี เราจงึ เติมหรอื เจือปนสารอ่นื ลงไป เพ่อื ทาใหส้ ารกง่ึ ตวั นาบรสิ ทุ ธิ์นนั้ มีสภาพเป็นสารกึง่ ตวั นานน้ั มีสภาพการนาไฟฟ้าท่ดี ี เราจึงเติมหรอื เจอื ปนสารอื่นลงไป เพ่อื ทาใหส้ ารกงึ่ ตวั นาบริสทุ ธนิ์ นั้ มีสภาพเป็นสารตวั นาไม่บริสทุ ธิ์ สารทเ่ี ตมิ ลงไปในสารกึ่งตวั นาบริสทุ ธน์ิ นั้ จาเป็นจะตอ้ งใชส้ ารท่ีมจี านวนอเิ ลก็ ตรอนที่อยนู่ อกสดุ ทอ่ี ยู่หลายชนดิ เช่น อะลมู เิ นยี มหรอื แกลเลยี ม ซึง่ มี วาเลนซอ์ เิ ล็กตรอน 3 ตวั และฟอสฟอรสั หรือสารหนู ซ่ึงมวี าเลนซอ์ ิเล็กตรอน 5 ตวั เป็นตน้ การเตมิ สารอื่นลงในสารกงึ่ ตวั นาบริสทุ ธิ์ จะไดส้ ารใหม่ 2 ชนดิ เชน่ ถา้ เตมิ สารหนหู รือฟอสฟอรสั ลงไปในเยอรมนั หรอื ซิลิคอน ซ่ึงเป็นสารกึง่ ตวั นาบริสทุ ธ์ิ จะไดส้ ารกึ่งตวั นาประเภท เอ็น (N-Type) ถา้ เตมิ สารประเภทอะลมู เิ นยี มหรอื แกลเลียมจะไดส้ ารกง่ึ ตวั นาประเภท พี (P-Type) สารกึง่ ตวั นาที่ถกู ผสมหรอื เจอื ปนแลว้ จะมสี ภาพเป็นไดท้ ง้ั อเิ ลก็ ตรอนอิสระ ( - ) และประจบุ วกอสิ ระ (Hole = +) ตามแตช่ นิดของสารที่ เติมลงไป น่นั คอื เราจะไดส้ ารใหม่ที่แตกตา่ งไปจากสารกึง่ ตวั นาไปโดยสนิ้ เชงิ

สารกึ่งตวั นาประเภท พี (P-Type Semiconductor) เมื่อเติมสารทีม่ ีอเิ ล็กตรอนทีอ่ ยวู่ งนอกสดุ (วาเลนซอ์ ิเลก็ ตรอน) 3 ตวั เช่น อะลมู เิ นยี ม แกลเลยี ม ลงไปในสารก่งึ ตวั นาบริสทุ ธิ์ อะตอมขอสารจะรวมตวั กนั เป็นโครงสรา้ งใหม่ แตก่ ารรวมตวั กนั ใหมน่ ีจ้ ะมี ชอ่ งว่าง หรอื โฮล (Hole) เกดิ ขนึ้ เนื่องจากสารเยอรมนั เนยี มหรือซิลิคอนนน้ั มีอเิ ล็กตรอนท่ีอยูว่ งนอกสดุ 4 ตวั สารทเี่ ติมลงไปใหมม่ ีอยู่ 3 ตวั จึงขาดอิเลก็ ตรอนไป 1 ตวั เพือ่ ใหเ้ กดิ ความสมดลุ อิเล็กตรอนทอี่ ยู่ ขา้ งเคียงจะว่ิงเขา้ หาช่องว่างหรอื โฮล (Hole) นนั้ ทนั ที เมอ่ื มีอิเลก็ ตรอนเคลื่อนทเ่ี ขา้ ไปสโู่ ฮล จะทาใหเ้ กิด ชอ่ งวา่ งหรอื โฮลตวั ใหม่ ดงั นนั้ อเิ ลก็ ตรอนตวั อื่น ๆ กจ็ ะวิ่งเขา้ แทนทโ่ี ฮลทเี่ กดิ ขนึ้ ใหม่ ซึ่งจะเป็นเช่นนไี้ ปเรือ่ ย ๆ จึงทาใหม้ ีการไหลของไฟฟา้ เกดิ ขนึ้ น่นั เอง สารกงึ่ ตัวนาประเภท เอน็ (N-Type Semiconductor) เม่อื เติมสารที่มอี เิ ล็กตรอนท่ีอย่วู งนอกสดุ 5 ตวั เชน่ ฟอสฟอรสั สารหนู ลงไปในสารกึง่ ตวั นา บริสทุ ธิ์ เชน่ เยอรมนั เนยี มหรอื ซลิ คิ อน การรวมตวั กนั เป็นโครงสรา้ งใหมจ่ ะทาใหม้ ีอเิ ลก็ ตรอนเหลืออกี 1 ตวั เป็นอิเลก็ ตรอนส่วนเกนิ ท่สี ามารถเคล่ือนทีไ่ ด้ เมื่อมปี ระจบุ วกหรอื พลงั งานอนื่ ๆ มากระทา ซงึ่ เรา เรียกว่าอิเลก็ ตรอนอิสระ น่นั เอง การเติมสารเจอื ปนลงไปนน้ั ถา้ เตมิ ลงไปมากเท่าไรจานวนของอิเล็กตรอนอิสระก็จะมมี ากเท่านน้ั แต่ถา้ เตมิ มากเกนิ ไป สารก่ึงตวั นาท่เี กดิ ขนึ้ ใหมจ่ ะมสี ภาพเป็นตวั นา ซ่ึงเราไม่ตอ้ งการ ขดี จากดั ท่จี ะเติมได้ จึงควรมีคา่ อตั ราส่วนระหวา่ ง 1/1,000,000 ถึง 1/10 บา้ น เทา่ นนั้ ไอโอดและการทางาน จากการทเี่ ราไดส้ ารก่งึ ตวั นา (Semi – Conductor) แบบพี (P-Type) และแบบ เอ็น (N-Type) ซงึ่ มโี ฮล (Hole) และอเิ ล็กตรอนอสิ ระไดน้ นั้ ทาใหเ้ ราสามารถประดิษฐอ์ ปุ กรณท์ าง อเิ ล็กทรอนกิ สข์ นึ้ ไดเ้ รยี กว่า ไอโอด (Diode) โดยการนาเอาสารกึง่ ตวั นาชนดิ เอ็น และพี มาเชื่อมต่อกนั ซึง่ จะทาใหเ้ กิดปรากฏการณใ์ หมเ่ กย่ี วกบั การนากระแสไฟฟา้ โดยอิเล็กตรอนอิสระจาก เอ็น จะไหลเขา้ ไป แทนท่ีโฮล (Hole) ในพี ทนั ที อนั จะเป็นผลทาใหค้ วามตา้ นทานแตล่ ะขา้ ง แตกตา่ งกนั ตามไปดว้ ยเมอ่ื วนั ดว้ ยโอหม์ มเิ ตอร์

การเคลื่อนทีข่ องอเิ ล็กตรอนอิสระจากสาร เอน็ เขา้ ไปส่โู ฮลในสาร พี นน้ั จะวิง่ ผา่ นรอยตอ่ ระหว่าง พแี ละ เอน็ ซง่ึ เรียกวา่ รอยต่อดเี พลทช่นั (Depletion Layer) ผลทเ่ี กิดขนึ้ คอื สารพเี มื่อไดร้ บั อเิ ลก็ ตรอนอิสระจะเสยี สมดลุ ทนั ที และเน่อื งจากไดร้ บั อทิ ธพิ ลจากอิเลก็ ตรอนเพมิ่ ขนึ้ สารจงึ แสดงอานาจ ประจไุ ฟฟา้ ลบตรงรอยต่อและในทานองเดยี วกนั หลงั จากท่อี เิ ลก็ ตรอนอิสระว่ิงผ่านรอยต่อดีเพลทช่นั ทางฝ่ัง เอน็ จะสญู เสยี ประจลุ บไปทนั ที จึงแสดงอานาจประจุไฟฟา้ บวกขนึ้ ดงั นน้ั ช่วงรอยต่อดีเพลทช่นั จงึ เปรยี บเสมือนกบั มีแบตเตอรี่มาต่อเอาไว้ เพราะคา่ ความต่างศกั ยท์ ี่ เกดิ จากการทอี่ เิ ล็กตรอนวง่ิ ถา่ ยเทเขา้ หากนั น่นั เอง เม่ือเรานาสาร พี – เอ็น หรอื หวั ต่อ พี – เอน็ มาวดั กบั โอหม์ มิเตอร์ (มเิ ตอรท์ ีใ่ ชว้ ดั คา่ ความตา้ นทาน มีหน่วยเป็นโอหม็ ) โดยใหแ้ รงดนั ไฟฟ้าลบของมิเตอรต์ อ่ เขา้ กบั สาร เอน็ และแรงดนั ไฟฟา้ บวกตอ่ เขา้ กบั สาร พี จะปรากฏว่าค่าความตา้ นทานท่ไี ดจ้ ะมีคา่ ต่าลง เรยี กวา่ เป็นการเกินปรากฏการณ์ ฟอรเ์ วิรด์ ไบอสั (Forward bias) และรเี วิรส์ ไบอสั (Reverse Bias) น่นั เอง ฟอรเ์ วิรด์ ไบอัส (Forward Bias) ฟอรเ์ วิรด์ ไบอสั หมายถึง การต่อแรงดนั ไฟฟ้าบวกเขา้ กบั สารพี และแรงดนั ไฟฟ้าลบเขา้ กบั สาร เอ็น ซึ่งจะเป็นผลใหค้ า่ ความตา้ นทานท่วี ดั ไดม้ คี า่ นอ้ ย กระแสไฟฟา้ ผ่านไดม้ าก เราทราบแลว้ ว่า ในการเชื่อมตดิ กนั ของสาร พี และ เอ็น เพ่ือใหไ้ ดโอดนน้ั อเิ ลก็ ตรอนอสิ ระซ่งึ อยใู่ น สาร เอ็น จะไหลผา่ นช่องรอยต่อเขา้ หาโฮล (Hole) ในสาร พี เพราะฉะนน้ั อเิ ลก็ ตรอนอิสระจากสาร เอ็น นอกจากจะถกู โฮลในสาร พี ดดู เขา้ มาแลว้ ยงั ถกู แรงดนั ไฟฟ้าบวกจากแบตเตอรี่ดดู เขา้ ไปอีกดว้ ย อเิ ล็กตรอนอิสระจากสาร เอน็ จึงวิ่งผ่านรอยต่อดเี พลทช่นั ไดอ้ ยา่ งงา่ ยดาย และในทานองเดียวกนั จึงดู เหมอื นกบั ว่าอิเล็กตรอนอสิ ระถกู แบตเตอร่ีขว้ั ลบท่ตี ่อเอาไว้ ผลกั อกี แรงหน่งึ ดว้ ย อนั จะเป็นผลทาให้ อิเลก็ ตรอนหรอื กระแสไฟฟ้าไหลไดม้ ากและสม่าเสมอ จงึ สรุปไดว้ า่ การท่ีกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านหนา้ ตอ่ พี-เอน็ หรอื ไดโอดไดน้ นั้ จะตอ้ งต่อโดยใหข้ ว้ั บวกของแบตเตอรเ่ี ขา้ ทางดา้ น พี และใหข้ ว้ั ลบตอ่ เขา้ ทางดา้ น เอน็ ซึ่งเรยี กการตอ่ แบบนวี้ า่ ฟอรเ์ วิรด์ ไบอสั (Forward Bias) รเี วริ ส์ ไบอสั (Reverse Bias) ในทางตรงกนั ขา้ ม ถา้ เราต่อแรงดนั ไฟฟ้าแบบรเี วิรส์ ไบอสั ใหก้ บั หวั ตอ่ พี-เอ็น หรือไอโอด โดยให้ แรงดนั ไฟฟ้าบวกต่อเขา้ กบั สารเอ็น และแรงดนั ไฟฟ้าลบเขา้ กบั สาร พี เมอื่ วดั ดว้ ยมเิ ตอรจ์ ะพบวา่ ไม่มี กระแสไฟฟา้ ไหลผ่านไดโอด หรอื ถา้ วดั กระแสไฟฟ้าไดก้ จ็ ะมีค่านอ้ ยกว่าปรากฏการณฟ์ อรเ์ วริ ด์ ไบอสั

เราทราบแลว้ ว่า เม่ือนาสาร พี และ เอ็น มาเชือ่ มตดิ กนั นนั้ จะไม่มกี ารทางานหรอื กระแสไฟฟ้าไหล ไดน้ อกจากจะนาแบตเตอร่ีมาต่อโดยใหส้ าร พี ไดร้ บั แรงดนั ไฟฟ้าบวก และสาร เอ็น ไดร้ บั แรงดนั ไฟฟา้ ลบ (ฟอรเ์ วิรด์ ไบอสั ) ในทางตรงกนั ขา้ ม ถา้ ใหแ้ รงดนั ไฟฟา้ บวกตอ่ เขา้ กบั สาร เอน็ และแรงดนั ไฟฟ้าลบต่อเขา้ กบั สาร พี โฮล ( + ) ในสาร พี จะถกู แรงดนั ไฟฟา้ ลบจากแบตเตอรี่ดดู เอาไว้ และอิเลก็ ตรอนอสิ ระ ( - ) ในสาร เอ็น กจ็ ะถกู แรงดนั ไฟฟ้าบวกจากแบตเตอร่ีดดู เอาไวเ้ ชน่ เดยี วกนั ทาใหร้ อยตอ่ ดเี พลทช่นั นนั้ กวา้ ง ออกไปอีก จึงทาใหไ้ มม่ กี ารไหลของกระแสไฟฟ้าเกดิ ขนึ้ เพราะไมม่ ีการเคลื่อนทข่ี องอเิ ลก็ ตรอนอิสระผา่ น รอยตอ่ ทเี่ รียกวา่ รอยต่อดเี พลทช่นั (Depeletion Layer) อาจกลา่ วไดอ้ ีกอยา่ งหนึง่ คือ แบตเตอร่ีสมมตทิ ี่ เกิดขนึ้ ระหวา่ งรอยต่อทง้ั สองนนั้ เม่อื เราต่อแบตเตอรจี่ ากวงจรภายนอกเขา้ ไปแบบรเี วิรส์ ไบอสั แบตเตอรี่ สมมติจะมคี า่ เทา่ กบั แบตเตอร่ภี ายนอกทนั ที เม่อื ผลของแบตเตอร่ที งั้ สองมคี ่าเท่ากนั และมีขวั้ ตรงกนั จะทา ใหเ้ กดิ การหกั ลา้ งซงึ่ กนั และกนั จึงไม่มีกระแสไฟฟา้ ไหล ดงั นน้ั กระแสไฟฟ้าในวงจรจึงมคี ่าเป็นศนู ย์ ( 0 ) เพราะฉะนนั้ การปอ้ นแรงดนั ไฟฟ้าใหก้ บั ไดโอดโดยวิธีนเี้ รยี กวา่ รีเวริ ส์ ไบอสั (Reverse Bias) รเี วริ ส์ ไบอสั (Reverse Bias) จากการใหแ้ รงดนั ไฟฟ้าแก่ไดโอดทงั้ แบบฟอรเ์ วิรด์ ไบอสั และรีเวริ ส์ ไบอสั นี้ เท่ากบั วา่ เราสามารถ ควบคมุ การไหลของกระแสไฟฟ้าไดน้ ่นั เอง ปรากฏการณเ์ ช่นนี้ เราเรยี กวา่ การเรคตไิ ฟ (Rectifier) ดงั นน้ั ไดโอดจงึ เป็นสงิ่ ประดษิ ฐท์ างอเิ ล็กทรอนิกสท์ ่มี คี ณุ สมบตั ิในการเรคติไฟ (Rectifier) น่นั เอง กลา่ วคือ สามารถนาไดโอดมาเป็นตวั เปลยี่ นกระแสไฟฟา้ สลบั ใหเ้ ป็นกระแสไฟฟา้ ตรงได้ เน่อื งจากว่าแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั เป็นไดท้ ง้ั บวกและลบ ช่วงจงั หวะใดท่ีเป็นชว่ งแรงดนั ไฟฟ้า บวก ซึง่ เขา้ ทางแอโนด ( + ) กเ็ ทา่ กบั วา่ ตอ่ ฟอรเ์ วริ ด์ ไบอสั ใหก้ บั ไดโอด จึงมกี ระแสไฟฟา้ ไหลผา่ น ไดโอดได้ และเมอ่ื ช่วงจงั หวะของแรงดนั ไฟฟา้ ลบไหลเขา้ ไปในไดโอดขว้ั บวก กเ็ ปรยี บเสมือนกบั เราตอ่ ไดโอดแบบ รีเวิรส์ ไบอสั น่นั เอง จงึ ไมม่ ีกระแสไฟฟา้ ไหล เพราะฉะนนั้ แรงดนั ไฟฟา้ ทีไ่ ดอ้ อกมาหลงั จาก ผ่านไดโอด จึงไดเ้ ป็นรปู ร่างเหมอื นไฟฟา้ กระแสสลบั ช่วงบวกเวน้ ชว่ งลบดา้ นล่าง แลว้ จะปรากฏชว่ งบวกอีก ครง้ั สลบั กนั ไปเรื่อย ๆ ดงั นนั้ จะเหน็ ไดว้ ่า ไดโอดยอมใหก้ ระแสไฟฟ้าไหลไดท้ างเดียวเทา่ กนั กลา่ วคือ ทางดา้ น แรงดนั ไฟฟา้ เขา้ (Input) จะเป็นกระแสไฟฟ้าสลบั แต่แรงดนั ไฟฟา้ ออก (Output) จะเป็นกระแสไฟฟา้ ตรง เสมอ การทน่ี าเอาสาร เอ็น และสาร พี มาประกบตดิ กนั นี้ เราเรยี กว่าเป็นไดโอดแบบ จงั ช่นั ไดโอด (Junction Diode) ซึง่ เป็นทน่ี ยิ มใชก้ นั

การแปลงกระแสไฟฟ้าสลบั ใหเ้ ป็ นกระแสไฟฟ้าตรง ในกรณที ว่ี งจรอิเล็กทรอนิกสข์ องเราไมม่ ีวงจรเรียงกระแสในตวั เองดงั ทีก่ ลา่ วมาแลว้ จาเป็นตอ้ ง เปล่ยี นกระแสไฟฟ้าสลบั ใหเ้ ป็นกระแสไฟฟ้าตรงเสียก่อน เรยี กว่า วธิ ีการเรคติไฟเออร์ (Fectifier) หรือ เรียงกระแส ซงึ่ จะขอกลา่ วถงึ เพียง 2 แบบ คือ 1. แบบคร่งึ คลน่ื (Half Wave Rectification) 2. แบบเตม็ คล่นื (Full Wave Rectification) การเรียงกระแสแบบครง่ึ คล่ืน (Half Wave Rectification) อปุ กรณส์ าคญั (1) หมอ้ แปลงขนาด 3 แอมแปร์ (2) ซลิ คิ อนไดโอด 3 แอมแปร์ (ถา้ หมอ้ แปลง 1 แอมแปร์ กค็ วรใชไ้ ดโอด 1 แอมแปร์ ราคา จะถูกกวา่ ) (3) ตวั เก็บประจขุ นาด 1000 F 10 WV (4) ปล๊กั ไฟฟา้ 220 V.A.C. (5) ปากคีบหรอื แจก็ ตอ่ สาย การทางานของวงจร เราทราบแลว้ วา่ แรงดนั ไฟฟา้ กระแสสลบั มีขนาดไมค่ งที่ เปล่ียนแปลงตามความถ่ี 50 เฮิรตซ์ อยเู่ สมอ เม่อื ช่วงทเ่ี ป็นบวกไหลเขา้ ไปในซลิ คิ อนไดโอด มนั จะยอมใหก้ ระแสไฟฟ้าผา่ นได้ แตถ่ า้ ช่วงทเี่ ป็นลบไหลเขา้ ไป จะไม่ยอมใหก้ ระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เราจึงไดร้ ูปคลนื่ กระแสไฟฟา้ ตรง ทเ่ี วน้ ชว่ งของ ไซเคลิ ลบไปเรอื่ ย ๆ เรียกวา่ แบบฮาลฟ์ เวฟ หรือ แบบครง่ึ คลนื่ (Half Wave) แต่อยา่ งไรก็ตามเรามคี าปาซเิ ตอรแ์ บบอเิ ล็กโทรไลติกชว่ ยกรองกระแสใหเ้ รียงเรียบยิง่ ขนึ้ การเรียงกระแสแบบเตม็ คลืน่ (Full Wave Rectification) การใชห้ มอ้ แปลงเทปกลาง (Center – tap Transformer) อุปกรณส์ าคญั เหมอื นกบั การเรยี งกระแสแบบคร่งึ คลนื่ ทุกประการ เพยี งแต่เปล่ียนหมอ้ แปลงใหเ้ ป็นแบบทีม่ เี ซน เตอรแ์ ทป (Center – tap) หรอื จุด 0 และเพ่ิมซลิ ิคอนไดโอดอกี หนึ่งตวั สว่ นคาปาซเิ ตอรย์ งั เหมือนเดิม

การทางานของวงจร เมอ่ื แรงดนั ไฟฟา้ กระแสสลบั ชว่ งบวกลกู ที่ 1 เขา้ ซลิ ิคอนไดโอดตวั ที่ 1 จะนากระแสไฟฟ้าไดส้ งู เกดิ ไซเกลิ ช่วงบวกบนทางดา้ นกาลงั ไฟฟา้ ออก เมื่อลกู คลน่ื ช่วงลบ 2 เขา้ มา ซิลคิ อนไดโอดตวั ท่ี 2 จะทางาน หรือนากระแสไฟฟา้ ไดเ้ พราะเมอ่ื เปรียบเทยี บความต่างศกั ยไ์ ฟฟา้ แลว้ ลกู คลนื่ ลกู ท่ี 2 จะเป็นลวกใหก้ บั ซิลิคอน ไดโอดตวั ท่ี 2 วงจรจงึ สามารถทางานได้ การเกิดลกู คลื่นทางดา้ นกาลงั ไฟฟ้าออกจะปรากฏสลบั กนั ไปอย่างนเี้ ร่ือยไปเรยี กว่า แบบเต็มคลน่ื หรอื ฟุลเวฟ (Full Wave) คาปาซเิ ตอรท์ ตี่ อ่ เขา้ ไวจ้ ะช่วยกรอง กระแสไฟฟ้าหรือถมช่องว่างของลกู คลนื่ ทางดา้ นกาลังไฟออกใหเ้ ตม็ เทา่ ทีค่ วามสามารถการเกบ็ ประจแุ ละ การคายประจทุ าไดน้ ่นั เอง การใชห้ มอ้ แปลงแบบบริดจ์ (Bridge type) การทางานของวงจร จากหลกั การเดนิ ทางของลกู คลื่นแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ไม่ว่าลกู คล่ืนจะเดินทางไปส่ไู ดโอดขา้ ง ใด ๆ กต็ าม มนั จะทาใหร้ ูปของลกู คล่นื ทางออกเป็น แบบฟุลเวฟ หรือ แบบเตม็ คลนื่ (Full Wave) เสมอ โดยการทางานของมนั จะเหมือนกบั แบบที่ 2 (1) ซงึ่ ไดอ้ ธบิ ายแลว้ วงจรแบบบรดิ จเ์ ป็นที่นยิ มใชก้ นั มาก เพราะหมอ้ แปลงท่ใี ชแ้ ค่มีเพยี ง 2 ขวั้ ก็ทาไดแ้ ลว้ เพยี งแต่เพม่ิ ไดโอดเป็น 4 ตวั เท่านน้ั และปัจจบุ นั นสี้ ามารถ ผลิตไดโอด 4 ตวั ใหอ้ ยใู่ นตวั เดียวกนั ไดแ้ ลว้

ใบงาน แผนการเรยี นท่ี 10 เรือ่ ง โครงสรา้ งและการทางานไดโอด 1. สารประเภทตวั นาคืออะไร ยกตวั อย่าง 2. สารประเภทฉนวนคืออะไร ยกตวั อย่าง 3. สารประเภทก่ึงตวั นาคอื อะไร ยกตวั อยา่ ง 4. สารกง่ึ ตวั นาประเภท N หมายความว่าอย่างไร 5. สารกงึ่ ตวั นาประเภท P หมายความวา่ อยา่ งไร 6. ไดโอดนาไปใชง้ านในกรณใี ดบา้ ง 7. มีวธิ ีใดในการตรวจสอบไดโอดวา่ เสยี โดยมลั ตมิ เิ ตอรไ์ ดอ้ ยา่ งไร 8. รีเวิรส์ ไบอสั คืออะไร 9. ฟอรเ์ วริ ด์ ไบอสั ในหวั ขอ้ พี-เอน็ หรอื ไดโอด คืออะไร 10. เรคติไฟ คอื อะไร ทาไมจึงตอ้ งมีวงจรเรคตไิ ฟ

เอกสารประกอบการเรยี น แผนการเรียนที่ 11 โครงสร้างและคุณสมบตั ขิ องทรานซิสเตอร์ เราไดศ้ กึ ษามาแลว้ จากบทที่ 11 ว่า เมอื่ นาเอาสารก่ึงตวั นาชนดิ เอน็ และ พี มาเช่อื มตอ่ กนั จะได้ ส่ิงประดิษฐท์ างอิเลก็ ทรอนกิ สท์ เ่ี รยี กว่า ไดโอด ในทานองเดยี วกนั ถา้ มกี ารเตมิ สารก่งึ ตวั นาประเภท เอ็น หรอื พี เขา้ ไปอกี ขน้ั หนง่ึ เป็น พี-เอน็ -พี (P-N-P) หรอื เอ็น-พ-ี เอน็ (N-P-N) เราจะไดส้ ่งิ ประดิษฐ์ทาง อเิ ล็กทรอนกิ สอ์ กี ชนดิ หนงึ่ ซงึ่ เรยี กว่า ทรานซิสเตอร์ (Transistor) ซง่ึ เป็นไปตามการทดลองชอกลยี แ์ ละคณะ น่นั เอง ชนิดของทรานซิสเตอร์ เม่ือเรานาสารก่ึงตวั นามาต่อกนั ดงั กลา่ วขา้ งตน้ เราจะไดท้ รานซสิ เตอรเ์ ป็นสองชนิดคือ PNP กบั NPN โดยท่วั ไปทรานซิสเตอรช์ นิด PNP มกั จะทาจากสายเยอรมนั เนยี มเป็นสารหลกั (สารกง่ึ ตวั นา บริสทุ ธ์ิ) และชนดิ NPN ทาจากสารซิลกิ อนเป็นสารหลกั ซ่ึงกาลงั เป็นท่นี ยิ มใชก้ นั แพรห่ ลายมากใน ปัจจบุ นั เพราะสามารถทนตอ่ อณุ หภมู ิไดด้ ีกวา่ เยอรมนั เนยี ม ถา้ เราต่อสายตวั นาจากชนั้ ของสารกึ่งตวั นา ประเภท PNP และ NPN ดงั กล่าว จะเหน็ ไดว้ า่ เราจะไดจ้ ุดตอ่ ถงึ 3 จดุ ซ่งึ แต่ละจุดจะมชี ่ือเรยี กกากบั แตกต่างกนั คือ คอลเลคเตอร์ (Collector : C) อีมิตเตอร์ (Emitter : E) และ เบส (Base : B) โครงสรา้ งและการทางานของทรานซสิ เตอรช์ นิด NPN และ PNP การนาสารกึ่งตวั นามาตอ่ กนั เพอ่ื ใหเ้ ป็นโครงสรา้ งของส่ิงประดิษฐ์ทเ่ี รียกวา่ ทรานซิสเตอรน์ ี้ เปรียบเสมอื นกบั ว่าเราไดไ้ ดโอดเพ่มิ ขนึ้ มา 2 ตวั กลา่ วคือ จะตอ้ งมกี ารใหแ้ รงดนั ไฟฟา้ ไบอสั (Bias) ถึง 2 ชุด แก่ทรานซิสเตอร์ เพ่ือใหท้ รานซสิ เตอรน์ น้ั ทางานได้

ไบอสั หมายถึง การจา่ ยแรงดนั ไฟฟา้ ทเี่ หมาะสมเขา้ กบั ขาต่าง ๆ ของสิง่ ประดิษฐท์ าง อเิ ล็กทรอนกิ ส์ เชน่ หลอดวทิ ยุ ทรานซิสเตอร์ เป็นตน้ ในกรณขี องทรานซิสเตอรซ์ ึ่งมขี าอยู่ 3 ขา คือ ขาอีมเิ ตอร์ (Emitter) ขาเบส (Base) และขา คอลเลคเตอร์ (Collector) ถา้ เราจดั แรงดนั ไฟฟ้าท่ีเหมาะสมเขา้ กบั ตวั ทรานซิสเตอรด์ งั กลา่ วไดด้ แี ลว้ ทรานซิสเตอรจ์ ะมปี ระสทิ ธภิ าพในการทางานไดด้ แี ละเหมาะสมที่สดุ ฉะนน้ั จงึ อธิบายการทางานใน โครงสรา้ งของทรานซสิ เตอรไ์ ดด้ งั รูป เราทราบแลว้ วา่ สารกึง่ ตวั นาแต่ละชนดิ เมอ่ื ประกบติดกนั นนั้ จะทาใหเ้ กดิ ช่วงรอยต่อดเี พลทช่นั ขนึ้ จากรูปท่ี 12.3 เราต่อแรงดนั ไฟฟา้ ใหก้ บั ขาทรานซสิ เตอรท์ ข่ี า E และขา B ในลกั ษณะฟอรเ์ วิรด์ ไบอสั (Forward Bias) ดงั นนั้ อเิ ล็กตรอนอสิ ระในสาร เอน็ ทขี่ า E จึงเคล่อื นทเี่ ขา้ ส่โู ฮลในสาร พี ท่ีขา B ได้ แมว้ า่ จะมีรอยตอ่ ดเี พลทช่นั กน้ั อยกู่ ต็ ามแตต่ ามความตอ้ งการของเราแลว้ ตอ้ งการใหม้ ีกระแสไฟฟา้ ไหล ผา่ นจากขา E ไปขา B และออกทางขา C ได้ ดงั นนั้ กอ่ นทจ่ี ะมกี ารไหลของกระแสไฟฟ้าใหค้ รบการ ทางานตามทเี่ ราตอ้ งการไดน้ น้ั อเิ ล็กตรอนอสิ ระจะตอ้ งพ่งุ ผา่ นรอยต่อดีเพลทช่นั ระหว่างสาร พี ขา B และ สาร เอน็ ขา C อกี ชว่ งหนง่ึ ซงึ่ เป็นเร่ืองลาบากมาก เพราะในสารเอน็ ขา C กม็ ีอเิ ลก็ ตรอนอยดู่ ว้ ย ดงั ทเ่ี รา ทราบแลว้ วา่ ประจุทเ่ี หมอื นกนั จะผลกั กนั และประจทุ ี่ตา่ งกนั จะดดู กนั ดงั นนั้ มนั จงึ ถูกผลกั ไวโ้ ดย อเิ ล็กตรอนอิสระในสาร เอ็น ไมใ่ หข้ า้ มชว่ งต่อไปได้ ดว้ ยเหตนุ ใี้ นรูปที่ 12.4 เราจงึ ต่อแบตเตอรีอ่ กี ชดุ หนงึ่ เขา้ กบั ขา B และ C ในลกั ษณะรเี วริ ส์ ไบอสั แรงดนั ไฟฟ้าบวกจากแบตเตอรจี่ ึงดดู เอาอิเลก็ ตรอนอิสระทส่ี าร เอ็น ทีข่ า C เขา้ หาหมด ซึ่งจะทาใหอ้ เิ ลก็ ตรอนอิสระในครงั้ แรกท่ีจะไหลขา้ มต่อดีเพลทช่นั ระหวา่ ง พี ขา B และเอน็ ท่ขี า C ไหลผา่ นไปไดอ้ ย่างสะดวก จึงเปรียบเสมือนว่า อเิ ลก็ ตรอนอสิ ระถกู กระชากอยา่ งรุนแรง ทาใหเ้ กดิ การครบวงจรตามที่เราตอ้ งการได้ ในทานองเดยี วกนั เราก็สามารถใหไ้ บอสั กบั ทรานซสิ เตอรช์ นิด PNP ได้ โดยใหข้ ว้ั ของแหลง่ จ่ายที่ปอ้ นใหก้ บั ทรานซิสเตอรก์ ลบั ท่กี นั แตก่ ารใหไ้ บอสั ยงั เป็นไปในทศิ ทาง เดมิ การนาทรานซิสเตอรไ์ ปใช้งาน เราทราบแลว้ ว่า วงจรอิเล็กทรอนิกสเ์ ป็นวงจรเกย่ี วกบั การขยาย ซ่งึ อาจหมายถงึ การขยาย สญั ญาณทม่ี ีกาลงั นอ้ ยใหไ้ ดส้ ญั ญาณที่มกี าลงั สงู ขนึ้ ฉะนน้ั จงึ ตอ้ งมีสญั ญาณทางเขา้ (Input) และสญั ญา ทางออก (Output) มาเกี่ยวขอ้ งเสมอ ทรานซสิ เตอรก์ เ็ ชน่ เดียวกนั กบั หลอดสญุ ญากาศ คือ ใชใ้ นการขยาย (Amplify) นอกจากนี้ ทรานซิสเตอรเ์ มื่อเปรยี บเทียบกบั หลอดไตรโอด (Triode) แลว้ จะไดข้ าตา่ ง ๆ ที่ เหมอื นกนั เม่ือเปรียบเทียบทรานซสิ เตอรก์ บั หลอดไตรโอดแลว้ จะไดผ้ ลดงั นี้

ขา คอลเลคเตอร์ C เทยี บไดก้ บั เพลท (P) ขา เบส (B) เทียบไดก้ บั กรดิ (G) ขา อมี ติ เตอร์ (E) เทียบไดก้ บั แคโทด (K) อย่างไรก็ตาม ความแตกตา่ งระหวา่ งทรานซสิ เตอรก์ บั หลอดไตรโอด เราอาจเปรียบเทยี บใหเ้ ห็นชดั ไดเ้ ชน่ กนั คอื เพลทของหลอดไตรโอดมีการเปลี่ยนแปลงตามแรงดนั ไฟฟ้าของกริด แตไ่ มม่ ีกระแสไฟฟา้ ไหล ทีก่ ริด ส่วนทรานซสิ เตอรน์ น้ั เราทราบแลว้ ว่าจะมกี ระแสไฟฟ้าไหลในทุกวงจร (กระแสเบส กระแสอีมิเตอร์ กระแสคอลเลคเตอร)์ และเมื่อกระแสเบสเปลย่ี นแปลง กระแสคอลเลคเตอรก์ เ็ กดิ การเปลยี่ นแปลงตามไป ดว้ ยเรียกวา่ มีการขยายเกดิ ขนึ้ ฉะนน้ั เราจึงอาจสรุปไดว้ า่ หลอดสญุ ญากาศทาหนา้ ที่ขยายแรงดนั ไฟฟา้ สว่ นทรานซสิ เตอรน์ น้ั ทาหนา้ ทข่ี ยายกระแสไฟฟ้าน่นั เอง รูปลักษณะการอา่ นเบอรท์ รานซิสเตอร์ และการ ตรวจทรสาอนบซิสทเตรอารนใ์ นซทสิ อ้ เงตตอลราด์ มีรูปร่างและลกั ษณะแตกต่างกนั หลายชนดิ ซ่ึงแต่ละชนิดใหค้ ณุ สมบตั แิ ละ ความหมายทีแ่ ตกตา่ งกันไป การท่ีเราจะเลอื กทรานซิสเตอรไ์ ปใช้งานกับวงจรใด ๆ จาเป็นทีจ่ ะตอ้ งรูค้ วามหมายหรือ สญั ลกั ษณข์ องทรานซิสเตอรท์ เ่ี ราจะนาไปใช้งานเสียก่อน ดงั นี้ ตาแหนง่ ขาของทรานซิสเตอรช์ นดิ ต่าง ๆ อนั ดบั แรกทจี่ ะตอ้ งทราบ คือ ขา วา่ ขาใดเป็น เบส (B) อีมเิ ตอร์ (E) หรอื คอลเลคเตอร์ (C) ซ่งึ ถา้ เราประกอบสว่ นต่าง ๆ ลงไปในวงจรแบบผดิ ๆ แลว้ จะทาให้ วงจรใชไ้ ม่ไดต้ ามคณุ สมบตั ทิ นั ที และอาจเกิดอนั ตรายกบั ทรานซิส-เตอรน์ นั้ ๆ โดยตรงดว้ ย ทรานซิสเตอร์ สว่ นมากจะบอกสญั ลกั ษณห์ รือจุดไวบ้ นตวั ของทรานซิสเตอรเ์ อง นอกจากนี้ เราควรทราบถงึ ประสทิ ธิภาพการทางานของทรานซิสเตอรด์ ว้ ย โดยรูจ้ กั ตรวจสอบ ทรานซิสเตอรน์ น้ั โดยการวดั ซึ่งเราสามารถวดั ไดโ้ ดยใชโ้ อหม์ มิเตอรธ์ รรมดา เพ่อื ทาการทดสอบการนา กระแสไฟฟา้ ทเ่ี ราทราบไดด้ ใี นเรือ่ งฟอรเ์ วิรด์ ไบอสั (Forward Bias) และรเี วิรส์ ไบอสั (Reverse Bias) ในทานองเดยี วกนั เราสามารถทดสอบทรานซิสเตอรช์ นิด PNP ไดโ้ ดยวิธีการเดียวกนั เพยี งแต่ เปลย่ี นแปลงแรงดนั ไฟฟา้ เทา่ นน้ั ความหมายของเบอรท์ รานซสิ เตอร์ นอกจากตาแหนง่ ขาของทรานซสิ เตอรแ์ ลว้ เราจะตอ้ ง ทราบลกั ษณะและคณุ สมบตั ิในการนาไปใชง้ าน เชน่ ทรานซิสเตอรเ์ บอรอ์ ะไรใชก้ บั ยา่ นความถีต่ า่ หรือ สญั ลกั ษณอ์ ยา่ งไรใชก้ บั ย่านความถีสงู เป็นตน้ หรอื การนาไปใชง้ านกบั กาลงั ไฟขนาดเทา่ ใดกจ็ าเป็นตอ้ ง ทราบเชน่ เดียวกนั ตามมาตรฐาน JIS (Japan Industrial Stardard) จะเขยี นบอกตวั เลขรหสั ไวบ้ น ทรานซิสเตอร์ ดงั นี้ เชน่ 2 SA 54 (A) หรือ 2 SC 250 (B) เป็นตน้ ซง่ึ สามารถบอกเราได้ ตวั อกั ษรแสดงชนดิ และการใชง้ านมีดงั นี้ A เป็นชนดิ PNP ใชก้ บั ความถสี่ งู B เป็นชนดิ PNP ใชก้ บั ความถตี่ ่า

C เป็นชนดิ NPN ใชก้ บั ความถี่สงู D เป็นชนดิ NPN ใชก้ บั ความถต่ี า่ ขอ้ ดีของทรานซสิ เตอรเ์ มอ่ื เปรยี บเทียบกบั หลอดสุญญากาศ ทรานซิสเตอรท์ ง้ั สองชนิด (PNP กบั NPN) เป็นสงิ่ ประดษิ ฐท์ างอเิ ล็กทรอนกิ สป์ ระเภททที่ าจาก สารกง่ึ ตวั นา (Semi Conductor) เหมอื นกบั ไดโอด (Diode) แต่โดยสรุปแลว้ จะมคี ณุ สมบตั ทิ ด่ี กี ว่าหลอด สญุ ญากาศหลายประการ เชน่ 1. มีขนาดเล็ก สามารถบรรจลุ งในทค่ี บั แคบได้ 2. มนี า้ หนกั เบา ตกไม่แตก จงึ สามารถทนต่อการส่นั สะเทือนและการกระแทกที่รุนแรงได้ 3. ใชง้ านไดก้ บั แรงดนั ไฟฟ้าขนาดตา่ ง ๆ เช่น 3 โวลตเ์ ป็นอยา่ งต่า และ 70 โวลตเ์ ป็น อย่างสงู 4. ไม่ตอ้ งมกี ารวอรม์ อพั (Warm up) หรอื อนุ เครอื่ ง เพราะทรานซิสเตอรไ์ มม่ กี ารจุดไส้ หลอดเหมือนหลอดสญุ ญากาศ เมือ่ ปิดสวิตชแ์ ลว้ ทางานไดท้ นั ที 5. มีอายกุ ารใชง้ านไดน้ าน สามารถใชไ้ ดเ้ ป็นสบิ ๆ ปี โดยไมต่ อ้ งเปลย่ี นแปลงใด ๆ เลย 6. กินไฟนอ้ ย แต่มีประสทิ ธิภาพดี และยงั มคี วามเช่ือถอื ไดส้ งู มาก 7. ไม่ค่อยมีเสยี งรบกวน เชน่ เสยี งฮมั (Hum) เหมือนกบั สญุ ญากาศ อยา่ งไรก็ตาม ทรานซสิ เตอรก์ ็ยงั มีสว่ นเสยี อย่บู า้ ง คือ (1) ไม่สามารถใชก้ บั แรงดนั ไฟฟา้ สงู ๆ ได้ จะตอ้ งมกี ารปรบั แรงดนั ไฟฟา้ ใหเ้ หมาะสม เสมอ (2) ไมส่ ามารถใชก้ าลงั ไฟฟา้ สงู ๆ ได้ (3) เสถียรภาพไม่ดเี มื่อทางานกบั ความรอ้ น ถา้ รอ้ นมาก ๆ จะใชง้ านไม่ได้ ฉะนน้ั จึงตอ้ ง มกี ารระบายความรอ้ นเสมอ วงจรขยายที่ใช้ทรานซิสเตอร์ การศึกษาเก่ยี วกบั วธิ ีการขยายสญั ญาณดว้ ยทรานซสิ เตอรน์ น้ั มีวธิ ีการเหมือนกบั การ ขยายโดยใชห้ ลอดสญุ ญากาศ แตเ่ นื่องจากทรานซิสเตอรม์ ขี อ้ จากดั ท่ยี งุ่ ยากมากกวา่ เชน่ ทรานซสิ เตอร์ มี 2 แบบคอื NPN กบั PNP ซึง่ เวลาจะใชง้ านตอ้ งระมดั ระวงั เรอ่ื งการปอ้ นแรงดนั ไฟฟ้าอยู่มาก อกี อยา่ งคือ ทรานซิสเตอรเ์ ป็นอปุ กรณท์ างอเิ ล็กทรอนิกสท์ ใ่ี ชใ้ นการขยายกระแสไฟฟา้ ซ่ึงมกี ระแสไฟฟ้าไหล ในเบสตลอดเวลา เพราะเหตนุ จี้ งึ เป็นขอ้ เสียของทรานซสิ เตอรเ์ กี่ยวกบั อณุ หภมู ิขณะที่ทรานซสิ เตอรใ์ ชง้ าน ถา้ ทรานซสิ เตอรร์ อ้ นมากไปจะทางานบกพร่องทนั ที

วธิ ีการตอ่ รว่ มในทรานซสิ เตอร์ ดงั ที่เราทราบแลว้ ว่า การขยายคือ การปอ้ นสญั ญาณเขา้ ผ่านวงจรขยายหรอื ตวั ขยาย แลว้ ใหส้ ญั ญาณออก (Output) ทเี่ ป็นไปตามความตอ้ งการ ทรานซสิ เตอรก์ ม็ ปี ัญหาเช่นเดยี วกบั หลด สญุ ญากาศ คือ จะใหส้ ญั ญาณเขา้ ขาทางไหน (E,B,C) แลว้ ออกทางขาไหนจงึ จะเป็นไปตามความ ตอ้ งการ วิธีการนเี้ รยี กวา่ วธิ ีการตอ่ ร่วม ซง่ึ เหมอื นกบั หลอดวิทยุหรอื หลอดสญุ ญากาศน่นั เอง ซ่งึ มวี ิธีการ อยู่ 3 วธิ ีการคอื อมี ติ เตอรร์ ว่ ม (Common Emiten) เบสรว่ ม (Common Base) และ คอลเลคเตอรร์ ว่ ม (Common Collector) ซงึ่ เมื่อเปรยี บเทยี บกบั หลอด สญุ ญากาศแลว้ จะเป็นแบบแคโทดร่วม กรดิ ร่วม และเพลทรว่ ม ตามลาดบั การใหแ้ รงดนั ไฟไบอสั ในทรานซิสเตอร์ เราใชแ้ บตเตอรร่ี 6 โวลตต์ อ่ อยู่กบั วงจรอมี ิตเตอรร์ ว่ ม จะปรากฎว่ามีกระแสไฟฟา้ ไหลใน วงจรเบสประมาณ 27 ไมโครแอมแปร์ (uA) เพราะฉะนน้ั จะไดค้ ่าตวั ตา้ นทาน 200 กิโลโอหม์ (KG) ไป ใชต้ า้ นแรงดนั ไฟฟา้ จากแบตเตอร่ี ทาใหแ้ รงดนั ไฟไบอสั ตามตอ้ งการเรียกวา่ ไบอสั คงที่ (Fixed-Bias) อย่างไรก็ตาม เราทราบดวี ่ากระแสไฟฟา้ ที่ขาเบส (B) เปลย่ี นแปลงอยูต่ ลอดเวลา จงึ เป็น การยุ่งยากทจี่ ะจากดั ใหท้ รานซสิ เตอรไ์ ดร้ บั ไบอสั ท่คี งทเี่ พราะทรานซสิ เตอรส์ ามารถทจ่ี ะเปลย่ี นแปลง อณุ หภูมไิ ดง้ า่ ยเสมอ ฉะนน้ั ปัญหานจี้ งึ แกไ้ ขโดยการใหไ้ บอสั ในตวั เอง (Self-Bias) ซ่ึงทกุ สงิ่ ทุกอย่างก็ ย่อมขนึ้ อยูก่ บั ชนิดของทรานซสิ เตอรด์ ว้ ยเชน่ กนั การต่อวงจรขยายในทรานซิสเตอร์ การใหแ้ รงดนั ไฟไบอสั ของทรานซสิ เตอร์ จะมลี กั ษณะคลา้ ยกบั การจดั แรงดนั ไฟไบอสั ใน หลอดสญุ ญากาศรวมทง้ั แบบและชนดิ คอื A,B,C กเ็ ป็นไปในลกั ษณะทค่ี ลา้ ยกนั การเช่ือมต่อหรอื คฟั ปลงิ้ กค็ ลา้ ยกบั วิธกี ารของหลอดสญุ ญากาศคอื มที งั้ การเชื่อมตอ่ R-C การเช่อื มต่อ L-C หรือการเชื่อมตอ่ ท รานสฟอรเ์ มอร์ แตจ่ ะมีปัญหาท่ีว่าเราจดั รูปแบบของวงจรไปใชใ้ นการขยายกบั วงจรใด ๆ ไดบ้ า้ ง ซึ่งพอจะ แยกออกไดเ้ ป็น 2 พวกใหญ่ ๆ คอื (1) วงจรขยายดา้ นความถต่ี า่ หมายถึง ช่วงความถ่ีของเสยี ง (Auto Frequency) ที่มนษุ ยส์ ามารถรบั ฟังได้ ซ่งึ จะอยใู่ นชว่ งความถี่ระหว่าง 20 – 20,000 เฮิรตซ์ (Hertz)

(2) วงจรขยายดา้ นความถส่ี งู หมายถึง ชว่ งความถวี่ ทิ ยุ (Radio Frequency) คอื ตงั้ แต่ 300 กโิ ลเฮริ ต์ ขนึ้ ไป วงจรขยายดา้ นความถตี่ ่า ความหมายของการขยายนหี้ มายถึง ตอ้ งการขยาย สญั ญาณไฟฟ้าเพือ่ ใหไ้ ดส้ ญั ญาณออกเป็นเสยี งทางลาโพง ดงั นน้ั การขยายจึงมคี วามผดิ เพยี้ นอยู่บา้ ง เหมอื นกบั ในวงจรขยายของหลอดสญุ ญากาศ การขยายทจี่ ะใหส้ ญั ญาณมคี วามเพยี้ นนอ้ ยจะตอ้ งเปลย่ี นจากการขยายแบบท่กี ล่าวมา ตง้ั แตต่ น้ ใหเ้ ป็นแบบพชุ พลู วงจรขยายดา้ นความถี่สงู เนอ่ื งจากขยายแบบนมี้ ีผลเกีย่ วกบั สญั ญาณไฟฟ้าความถท่ี สี่ งู มาก เป็น 300 กโิ ลเฮริ ตซข์ นึ้ ไป จงึ จาเป็นอย่างยง่ิ ทจ่ี ะตอ้ งควบคมุ ความถีส่ งู ไมใ่ หห้ ลดุ หายหรือเบี่ยงเบนไป อนั จะทาใหก้ ารขยายไมค่ รบสมบูรณต์ ามความตอ้ งการ ฉะนนั้ วงจรทจ่ี ะมาเก่ียวขอ้ งกบั การขยายทางดา้ นนี้ จึงจาเป็นที่จะตอ้ งออกแบบใหล้ อ็ ค (Lock) หรอื เกบ็ คลืน่ ความถี่ใหไ้ ดห้ มดจด หรือผ่านไปส่กู ารขยายทภี่ าค ตอ่ ไปใหไ้ ดส้ มบูรณ์ วงจรทจ่ี ะนามาใชเ้ ก็บความถี่สงู นเี้ รยี กวา่ วงจรเรโซแนนซ์ (Resonance) เรโซแนนซ์ (Resonance) หมายถงึ วงจรทีใ่ หค้ วามถใ่ี ด ๆ ผา่ นไดเ้ ฉพาะช่วงความถี่ นนั้ ๆ ความถที่ น่ี อกเหนอื จากทีต่ อ้ งการจะไม่ยอมใหผ้ า่ นไปไดเ้ ลย การสรา้ งความถีส่ ูงหรอื วงจรกาเนิดคลืน่ แบบ L-C การสรา้ งคลื่นทางไฟฟ้าหรอื อิเลก็ ทรอนกิ ส์ จาเป็นตอ้ งใชอ้ ปุ กรณอ์ เิ ลก็ ทรอนิกสร์ ่วมกบั แหล่งจา่ ย พลงั งาน (Power Supply) หรือแบตเตอรเ่ี ขา้ ไปช่วย เพือ่ ใหเ้ กิดการแกวง่ ไกวหรือ ออสซลิ เลท (Oscillate) เป็นคลื่นไซนเ์ วฟ แตว่ ธิ ีการแกว่งไกวหรือออกสซิลเลททางกลไก จะปรากฏใหเ้ ราเหน็ ไดใ้ นการแกว่งของลกู ตม้ นาฬิกา หรอื ชงิ ชา้ เป็นตน้ การแกวง่ ไกวกลบั ไปกลบั มาโดยเร่ิมจากจดุ เรม่ิ ตน้ แลว้ กลบั มาครบจุดเดิมอีกครงั้ หนึง่ เรียกว่า การเปลย่ี นแปลงของคลน่ื ในหน่ึงรอบ หรือหน่งึ ไซเคลิ (ไซเคลิ แปลว่า รอบ) แตท่ างอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ ใช้ คาวา่ เฮริ ตซ์ (Hertz) แทน เพอื่ เป็นเกยี รตแิ กเ่ ฮรติ ซ์ นกั ฟิสกิ สช์ าวเยอรมนั ท่คี น้ พบคลน่ื วทิ ยทุ ่ถี กู สง่ ออก จากเครอ่ื งสง่ วทิ ยุ การทดลองการออสซเิ ลช่นั

1. เล่อื นตาแหน่งของสวิตซม์ าอย่ตู รงหมายเลข 1 เพ่อื ใหแ้ บตเตอร่อี ดั ประจไุ ฟฟ้าเขา้ ไป ในตวั เกบ็ ประจุทต่ี ่อเอาไว้ 2. เมอื่ ตวั เกบ็ ประจุอดั ประจุไดเ้ ตม็ ความสามารถแลว้ ก็พรอ้ มท่ีจะคายประจุ (Discharge) นนั้ 3. เลอื่ นตาแหนง่ สวติ ชม์ าอยทู่ ี่หมายเลข 2 ประจุทต่ี วั เกบ็ ประจุ (C) กเ็ รม่ิ คายประจุให้ กบั คอยส์ (L) 4. คอยส์ (L) จะสรา้ งสนามแมเ่ หลก็ ขนึ้ โดยวิธเี หนีย่ วนาตวั เอง 5. เม่อื ประจทุ ีเ่ คลอื่ นจากตวั เก็บประจุ (C) ไปยงั คอยล์ (L) สนิ้ สดุ ลง ประจกุ ็จะไหลกบั มาคอยส์ (L) มายงั ตวั เก็บประจุ (C) อีก 6. เกิดการสะสมประจขุ นึ้ ท่ีตวั เก็บประจุ (C) แลว้ กจ็ ะเรม่ิ คายประจใุ หก้ บั คอยล์ (L) ใหม่ 7. ปรากฏการณอ์ ยา่ งนจี้ ะเกิดขนึ้ ต่อเนอ่ื งไปเรอื่ ย ๆ จนออ่ นแรงลง เรียกว่า แดมปิ้ง (Damping) หรอื คลนื่ ทรุด 8. การเกิดแอมปิง้ (Damping) หรอื คลืน่ ทรุดนี้ กเ็ นอื่ งมาจากความตา้ นทานในขดลวด และในตวั เก็บประจุ ถา้ หากไม่มคี วามตา้ นทานนใี้ นคอยส์ (L) และตวั เกบ็ ประจุ (C) เรากจ็ ะไดร้ ูปคลนื่ วทิ ยุ ท่สี มบูรณต์ ามตอ้ งการ วิธีการท่จี ะไมใ่ หเ้ กิดอาการคลน่ื ทรุดดงั กลา่ วนี้ จะตอ้ งมกี ารเติมพลงั งานหรอื โดยการกลบั สวติ ชม์ าตาแหนง่ ที่ 1 ใหมซ่ ึง่ ในทางปฏิบตั จิ รงิ ๆ แลว้ จะตอ้ งใชค้ วบคกู่ บั วงจรขยาย แลว้ ป้อน แรงดนั กระเพื่อมนน้ั กลบั เขา้ ไปขยายใหม่

ใบงาน แผนการเรียนท่ี 11 โครงสรา้ งและคณุ สมบตั ขิ องทรานซสิ เตอร์ 1. ใครเป็นผคู้ น้ พบทรานซิสเตอร์ หลงั จากการคน้ พบหลอดสญู ญากาศกีป่ ี 2. ทรานซสิ เตอรม์ กี ช่ี นิดอะไรบา้ ง 3. ทรานซิสเตอรม์ ีลกั ษณะอยา่ งไร มีการกาหนดขาหรือขวั้ อยา่ งไรบา้ ง 4. ขวั้ หรือขาของทรานซิสเตอรเ์ ปรยี บเทยี บกบั หลอดไตรโอดไดอ้ ยา่ งไร 5. ทรานซิสเตอรท์ ่นี ยิ มใชใ้ นปัจจุบนั ทามาจากสารอะไร 6. นอกจากมาตรฐานของทรานซสิ เตอรต์ าม JIS แลว้ ยงั มีมาตรฐานอะไรอกี 7. จงเปรยี บเทยี บขอ้ ดขี องทรานซิสเตอรก์ บั หลอดสญู ญากาศ 8. สญั ญาณเขา้ และสญั ญาณออกของอีมติ เตอรร์ ว่ ม ( Common Emitter )ว่าตา่ งกนั ตรงไหน 9. การใหแ้ รงดนั ไฟไบอสั หมายถงึ อะไร 10. วงจร L – C คืออะไร มปี ระโยชนอ์ ย่างไรบา้ ง

เอกสารประกอบการเรียน แผนการเรียนที่ 12 ไอซแี ละสิง่ ประดษิ ฐท์ างอิเลก็ ทรอนกิ สอ์ น่ื ๆ ปัจจบุ นั ความกา้ วหนา้ ทางอิเลก็ ทรอนกิ สไ์ ดเ้ จริญกา้ วหนา้ ไปมาก นบั ตงั้ แตย่ ุคแรก ๆ ทเ่ี ราใชห้ ลอด สญุ ญากาศ และตอ่ มาไดม้ ีการประดิษฐท์ รานซสิ เตอรข์ นึ้ มาใชแ้ ทน ซงึ่ ความหมายนนั้ กย็ งั ไม่สนิ้ สดุ จะเหน็ วา่ ทรานซสิ เตอรก์ ย็ งั มีขนาดใหญอ่ ยู่ ประกอบกบั ความตอ้ งการของวงจร อเิ ล็กทรอนิกสเ์ หลา่ นนั้ มคี วามสลบั ซบั ซอ้ นมากขึน้ มีวงจรควบคมุ ท่ีมากขนึ้ ความหมายและประเภทของไอซี ไอซี หมายถึง วงจรสาเรจ็ รูปท่รี วมเอาการทางานของทรานซสิ เตอรห์ รอื ส่งิ ประดษิ ฐท์ าง อิเล็กทรกนกิ สอ์ ืน่ ๆ เชน่ ไอโอด รซี สิ เตอรม์ าไวใ้ นตวั เดยี วกนั โดยประกอบกนั ขนึ้ เป็นส่งิ ประดษิ ฐใ์ หม่ อนั หน่ึง ไอซีมีหลายประเภท แลว้ แต่ลกั ษณะของการใชง้ าน เชน่ ไอซี-ทที ีแอล ซมี อส พมี อส เพาเวอรแ์ อมป์ เรก็ กเู ลเตอรอ์ อปแอมป์ ไทมิง่ ไมโครโปรเซสเซอร์ เป็นตน้ แต่อยา่ งไรก็ตาม ถา้ แบง่ ตามลกั ษณะของ สญั ญาณในการทางานสามารถ แบ่งออกใหเ้ ป็น 2 ประเภท คือ 1. ลเิ นยี ร์ ไอซี (Linear IC) หรืออะนาล็อก ไอซี (Analog IC) 2. ดจิ ิตอล ไอซี (Digital IC) ลิเนยี ร์ ไอซี หรอื อะนาลอ็ ก ไอซี

การทางานของไอซีประเภทนี้ จะทางานในลกั ษณะเชงิ เสน้ หรือสญั ญาณอะนาลอ็ ก วงจรจะถกู จดั ใหม้ ีการทางานที่ต่อเนอื่ ง สามารถใหก้ าลงั แกส่ ญั ญาณได้ จงึ นยิ มใชส้ าหรบั วงจรขยาย วงจรควบคมุ ที่ ตอ้ งการใชก้ าลงั วงจรสอ่ื สารตลอดจนวงจรทใ่ี ชเ้ ป็นเคร่ืองรบั วทิ ยุและโทรทศั น์ ท่เี ดน่ ที่สดุ ไดแ้ ก่ การนาไปใชเ้ ป็นการขยายเสียงแบบปฏบิ ตั กิ าร หรือท่ี เรยี กว่า ออปแอมป์ (Operatianal Amplifier) ออปแอมป์ หมายถึง ลเิ นยี ร์ ไอซี ชนดิ หนง่ึ ทีร่ วมเอาขอ้ ดตี า่ ง ๆ ของวงจรขยายเขา้ ไวด้ ว้ ยกนั เชน่ มี อตั ราการขยายเป็นไม่จากดั สามารถขยายไดท้ งั้ สญั ญาณเอซแี ละดซี ี ไอซอี อปแฮมป์ เป็นไอซที แ่ี ตกต่างไปจากลเิ นยี ร์ ไอซที ่วั ไป คือ ไอซีออปแอมป์ มอี นิ พทุ 2 อินพทุ และมีเอาทพ์ ทุ ทางเดยี ว ดิจติ อล ไอซี หรือ ไอซี ลอจิกเกต ดิจติ อล ไอซี หรอื ไอซี ลอจิกเกต หมายถงึ ไอซที ่ีออกแบบมาเพ่ือใชใ้ นการสดงผลทเี่ ป็นตวั เลขหรอื การจดั การเกย่ี วกบั ตาแหน่งทเี่ ก่ยี วขอ้ งกบั ตาแหนง่ ของสญั ญาณ เชน่ นาไปใชเ้ ป็นระบบเกบ็ ขอ้ มลู การ ควบคมุ ต่าง ๆ ท่ีเหน็ ไดง้ า่ ยคอื นาฬกิ า เคร่ืองคดิ เลข และแมก้ ระท่งั เคร่อื งคอมพิวเตอร์ ภายในไอซจี ะ ประกอบกนั เป็นวงจรย่อย ๆ หลาย ๆ วงจรตงั้ แต่ 2 วงจรขนึ้ ไปจนถึงเป็นพนั ๆ วงจร สิง่ ประดิษฐส์ ารก่ึงตวั นาท่เี ป็ นไทริสเตอร์ การออกแบบทราบซิสเตอร์ ใหส้ ามารถทนกระแสไฟฟา้ ไดส้ งู ๆ นน้ั ความจรงิ แลว้ ความสามารถท่ี จะกระทาได้ แต่กม็ ขี อ้ จากดั ในการใชอ้ ยมู่ าก ดงั นน้ั สง่ิ ประดิษฐท์ ี่เรยี กว่า ไทริสเตอร์ จงึ ไดผ้ ลิตออกมาแทน ทรานซสิ เตอรเ์ พ่อื ใชใ้ นกรณีดงั กลา่ ว จากวงจรทรานซิสเตอรเ์ ราทราบแลว้ วา่ ทรานซิสเตอรจ์ ะทางานไดก้ โ็ ดยอาสยั กระแสไฟฟา้ ทางดา้ น เบส และสามารถทาใหท้ รานซิสเตอรห์ ยุดทางานไดโ้ ดยตดั กระแสเบสออกไปเท่านนั้ เราจงึ สามารถทจี่ ะ นาเอาทรานซิสเตอรไ์ ปใชใ้ นวงจรควบคมุ หรืออปุ กรณส์ วทิ ชงิ้ ได้ แต่ในการควบคมุ วงจรที่ตอ้ งการ กระแสไฟฟา้ สงู ๆ นน้ั ไทรสิ เตอรจ์ ะทาหนา้ ทน่ี แี้ ทน ไทรสิ เตอรแ์ บ่งตามการใชง้ านไดห้ ลายประเภทดงั นี้ 1. เอสซอี าร์ (Silicon Controlled Rectifier) 2. ไตรแอค (Tring gate) เอสซีอาร์ (Silicon Controlled Rectifier)

สญั ลกั ษณข์ องเอสซีอารจ์ ะเหมือนกบั ไอโอด เพยี งแตม่ ขี าเกท (gate) เพมิ่ ขนึ้ มาอกี หน่งึ ขา เอสซีอารเ์ ร่ิมผลตขนึ้ ครงั้ แรกในปี พ.ศ. 2499 โดยวศิ วกรรมของบริษัทเบลล์ เทเลโฟน โดยมนั สามารถทจ่ี ะนาไปใชแ้ ทนสวิตซห์ รือแมกเนตคิ รเี ลยไ์ ด้ เพอ่ื ใหท้ างานแทนระบบควบคมุ ท่ีเคยใชร้ ีเลย์ นอกจากนนั้ แลว้ ยงั ใชส้ าหรบั วงจรหนว่ งเวลา วงจรจา่ ยไฟแบบเร็กกเู ลเตอร์ ใชใ้ นงานควบคมุ มอเตอร์ ใชใ้ น วงจรชารท์ แบตเตอรร์ ี่ วงจรปอ้ งกนั วงจรควบคมุ ความรอ้ น เป็นตน้ ปัจจบุ นั เอสซีอารส์ ามารถออกแบบให้ ทางานสาหรบั ควบคมุ ระบบกาลงั ไดส้ งู ถึง 10 เมกะวตั ต์ ทนกระแสไฟฟ้าไดส้ งู ถึง 2000 แอมแปร์ และมี พกิ ดั ทางแรงดนั ไฟฟ้าถึง 1800 โวลต์ โดยนาไปใชก้ บั ความถตี่ า่ ง ๆ เชน่ 50 รอบ หรือความถีส่ งู อ่นื ๆ การนาไปใช้ เอสซีอารม์ ลี กั ษณะการทางานคลา้ ยกบั ไดโอเรคตไิ ฟ ซึ่งโครงสรา้ งของมนั ประกอบดว้ ย ขวั้ ตอ่ สาหรบั การใชง้ าน 3 ขวั้ หรือ 3 ขา สารประกอบที่จะเป็นซลิ ิกอนเทา่ นน้ั ทงั้ นเี้ พราะสามารถ แกป้ ัญหาเร่ืองความรอ้ นได้ เวลาทจี่ ะใชง้ านเอสซอี ารจ์ ะตอ้ งทาใหม้ นั สามารถเปลยี่ นวงจรเปิดไปเป็นวงจร ปิดโดยการควบคมุ ทีข่ าเกทสว่ นขาอาโนดกบั แคโทดเราจะใหไ้ บอสั แบบฟอรเ์ วิรส์ ซ่งึ จะทาใหไ้ ดค้ วาม ตา้ นทานท่ตี ่ามากส่วนในกรณรี เี วริ ส์ นน้ั จะไดค้ วามตา้ นทานทส่ี งู กวา่ เป็น 100 กโิ ลโอหม์ หรือมากกวา่ ไตรแอค (trig gate) ไตรแอค มคี ณุ สมบตั คิ ลา้ ยเอสซีอาร์ เพยี งแตม่ นั สามารถนากระแสไฟฟ้าได้ 2 ทศิ ทาง และการ จุดชนวนเกท (tring gate) นนั้ เราสามารถใชไ้ ดท้ ง้ั ไฟบอกและลบ ขอ้ ดขี องไตรแอคทท่ี าหนา้ ที่แทนสวติ ชไ์ ฟฟ้าในไฟฟ้ากระแสสลบั คือ 1. ใชพ้ ลงั งานเพยี งเลก็ นอ้ ยในการจดุ ชนวนเกท 2. มคี วามไวในการทางานสงู กว่าแมกเนติครเี ลย์ 3. ไมม่ ีการสปารค์ เหมือนสวิตชธ์ รรมดาท่วั ๆ ไป 4. สามารถควบคมุ ในเรอ่ื งเฟสของสญั ญาณได้ การนาไปใช้งาน ในการปรบั ปรุงเอสซีอารม์ าใชง้ านเป็นสวติ ชส์ าหรบั ไฟฟ้ากระแสสลบั นนั้ จาเป็นตอ้ งใช้ เอสซอี าร์ 2 ตวั ต่อขนานกนั โดยใชว้ งจรจุดชนวนเกทอนั เดียวกนั เพือ่ ควบคมุ ไฟทงั้ ครง่ึ บวกและครง่ึ ลบ เวลาทีเ่ ราเอาไปใชง้ านนน้ั เราจะจ่ายไฟฟ้ากระแสสลบั อยา่ งไรกไ็ ด้ ซง่ึ ไตรแอคทีเ่ ราไดม้ าจากการปรบั ปรุง เอสซีอารน์ น้ั กย็ งั คงทางานอยู่ได้

สงิ่ ประดิษฐส์ ารกึง่ ตัวนาอืน่ ๆ สง่ิ ประดิษฐ์ทที่ ามาจากสารก่ึงตวั นาประกบกนั สองชน้ั เป็นชนิด พี-เอน็ นนั้ ไม่ใชม่ ีเพยี งแตไ่ ดโอด ธรรมดาเท่านนั้ แตย่ งั มีอปุ กรณต์ วั อื่นทอ่ี ยใู่ นกล่มุ นที้ มี่ ลี กั ษณะการทางาน รูปรา่ งหนา้ ตา การนาไปใชง้ าน ทต่ี ่างรูปแบบกนั ซง่ึ ไดแ้ ก่ 1. ซีเนอรไ์ ดโอด (Zener diode) 2. แอลอีดี (Light – Emitting Diode) 3. โฟโตไดโอด (Photo Diode) 4. เทอรม์ ิสเตอร์ (Thermister) ซีเนอรไ์ ดโอด (Zener diode) ในปี พ.ศ. 2477 นกั ฟิสิกสช์ ือ่ คารล์ ซเี นอร์ ไดค้ น้ พลวา่ เมอ่ื ใหไ้ บอสั แบบรีเวิรส์ ไบอสั แก่ ไดโอดจนถึงจุดเบรคดาวน์ (Breakdown Voltage) จะทาใหไ้ ดโอดนนั้ เกดิ ความเสยี หาย เขาจึงทาการ ทดลองโดยการใสส่ าร P และ N มากเกินขนาดแลว้ นามาประกบกนั แบบไดโอด ปรากฏว่าจดุ เบรคดาวน์ ของไดโอดลดลงกวา่ ธรรมดา ทงั้ นเี้ พราะความตา้ นทานจาเพาะของสารลดลง ซีเนอรไ์ ดโอด จึงไดถ้ กู ออกแบบขนึ้ โดยยินยอมใหก้ ระแสไฟฟา้ ไหลยอ้ นกลบั ในลกั ษณะ รีเวิรส์ ดงั นนั้ เมือ่ เป็นฟอรเ์ วิรด์ ไบอสั จงึ มีความตา้ นทานตา่ มากเหมอื นไดโอดธรรมดา การนาเอาซเี นอรไ์ ดโอดไปใชง้ านนนั้ ตอ้ งคานึงถงึ โวลตห์ รอื แรงดนั ไฟฟา้ ท่เี ราเอาไปใชว้ ่าอปุ กรณ์ นน้ั ๆ ตอ้ งการแรงดนั ไฟฟา้ เท่าไร และคานงึ ถงึ จานวนวตั ตข์ องซเี นอรว์ ่ากาหนดใหท้ นวตั ตไ์ ดเ้ ท่าไร โดยท่วั ไปซเี นอรไ์ ดโอดแต่ละเบอรม์ คี า่ แตกต่างกนั ออกไป สามารถเลือกใชง้ านไดต้ งั้ แต่ 2.4 ถึง 200 โวลต์ 200 โวลต์ ทนกาลงั งานไดต้ ง้ั แต่ ¼ ถึง 50 วตั ต์ การนาไปใช้งาน เราทราบแลว้ วา่ การนาซเี นอรไ์ ดโอดไปใชง้ านเป็นตอ้ งต่อแบบรเี วิรส์ ไบอสั และตอ้ งใหแ้ รงดนั ไฟฟา้ ทีจ่ ่ายใหซ้ เี นอรถ์ ึงจุดซีเนอรเ์ สียกอ่ นจงึ จะเริ่มทางานได้ ตงั อย่างเชน่ เราใชซ้ เี นอรไ์ ดโอดเบอร์ 1N 961 ซึ่งมี จดุ ซเี นอรไ์ ดโอดอย่ทู ่ี 10 โวลต์ จะเหน็ ไดว้ ่าแรงดนั ไฟฟา้ จากแหลง่ จา่ ยเป็น 12 โวลต์ มนั จะรบั ไว้ 10 โวลต์ อีก 2 โวลตจ์ ะถูกแบ่งไปยงั R และถา้ จา่ ยมา 20 โวลต์ มนั จะรบั ไว้ 10 โวลต์ อกี 10 โวลต์ จะหยุดที่ R ดงั นนั้ เราจะเห็นว่ากรณีทน่ี าซเี นอรไ์ ดโอดไปใชง้ านวงจรจริง ๆ จาเป็นตอ้ ง มี R ตวั นไี้ ว้ ซง่ึ R ตวั นจี้ ะมีผลตอ่ คา่ กระแสไฟฟ้าทไี่ หลผ่านวงจรและมผี ลตอ่ คา่ วตั ตข์ องซเี นอรด์ ว้ ย แอลอีดี (Light - Emitting Diode)

แอลอีดี หรอื ไดโอดเปล่งแสง เป็นไดโอดทส่ี ามารถเปลง่ แสงออกมาดว้ ยคลน่ื ความถเ่ี ดียวและมี เฟสต่อเนื่องได้ ซ่ึงต่างไปจากแสงธรรมดาทค่ี นเรามองเหน็ โครงสรา้ งของแอลดอี ีเหมอื นกบั ไดโอดท่วั ไป ซงึ่ ประกอบขนึ้ จากการเอาสาร P และ N มาประกบ กนั โดยผิวขา้ งหนึ่งเป็นมนั คลา้ ยกระจก เมื่อเราใหฟ้ อรเ์ วิรส์ แกแ่ อลอีดีจะทาใหอ้ เิ ลก็ ตรอนที่สาร N มี พลงั งานสงู ขนึ้ จนสามารถว่งิ ขา้ มรอยต่อไปรวมกบั โฮลในสาร P ได้ กอ่ ใหเ้ กดิ พลงั งานแสงที่เราเรยี กวา่ พลงั งาน โฟตอน เปลง่ ออกมา แอลอีดมี สี ตี ่าง ๆ ทีแ่ ตกตา่ งกนั ไปตามสารท่บี รรจหุ รอื สารท่เี จือจางเขา้ ไปในซลิ กิ อนหรือเยอรมนั เนยี ม เชน่ เขยี ว แดง เหลือง สม้ ขาว โดยท่วั ไปแอลอดี ีท่ีมใี ชอ้ ยใู่ นปัจจบุ นั จะสามารถใชก้ บั ระดบั แรงดนั ไฟฟ้าตงั้ แต่ 1.7 ถึง 3.3 โวลต์ ซ่งึ จะเป็นค่าแรงดนั ไฟฟ้าทีท่ าใหแ้ อลอดี ีทางานไดด้ ที ่สี ดุ นอกจากแอลอีดีทใี่ ชก้ นั ท่วั ๆ ไปแลว้ ยงั มแี อลอดี ีอีกประเภทหนึง่ คือ แอลอดี ีทน่ี าไปใชใ้ น ภาคแสดงผลของเครือ่ งมือวดั และทดสอลเคร่ืองคดิ เลขและระบบตวั เลขอ่ืน ๆ น่นั คือ แอลอดี แี บบ 7 เซกเมนต์ ซึง่ มีโครงสรา้ งเชน่ เดยี วกบั แอลอีดีโดยท่วั ๆ ไป เพยี งแต่เรานามารวมกนั เป็น 7 ตวั ในเคส (Case) เดียวกนั โฟโตไดโอด (Photo Diode) โฟโตไดโอด หรอื เรียกอกี อย่างหนึง่ วา่ โฟโตอิเล็กทรกิ เซลล์ (Photoelectric Cell) เป็นอปุ กรณ์ อเิ ล็กทรอนิกสท์ ีม่ คี วามสาคญั อกี อยา่ งหนงึ่ เพราะสามารถนาไปใชใ้ นวงจรนบั จานวนใชใ้ นวงจรปิด – เปิด สวติ ชโ์ ดยใชแ้ สง เชน่ ไฟตามถนนทม่ี กี ารปิดเปิดโดยอตั โนมตั ิ ใชใ้ นวงจรเตอื นภยั หรือเรยี กอีกอย่างหน่ึงว่า วงจรปอ้ งกนั ขโมย นอกจากนยี้ งั นาไปใชใ้ นวงจรทคี่ วบคมุ ดว้ ยแสงอนื่ เนอื่ งจากโฟโตไดโอดมคี วามไวสงู ดงั นนั้ การทางานของมนั ดว้ ยพลงั งานแสง ในบางครง้ั จะใหค้ วาม แน่นอนท่สี งู กว่าวงจรสวิตชอ์ ตั โนมตั ิธรรมดาก็ได้ หลกั การทางาน โฟโตไดโอดจะทางานดว้ ยรเี วริ ส์ ไบอสั ซงึ่ การใหไ้ บอสั แบบนเี้ ราทราบแลว้ วา่ จะทาใหค้ วาม ตา้ นทานระหว่างพี-เอน็ สงู มาก โดยปกตกิ ระแสไฟฟ้าจะไม่สามารถไหลผา่ นไดโอดตวั นไี้ ด้ เราสามารถทาให้ ความตา้ นทานของมนั ต่าลงมาได้ ดว้ ยการฉายแสงลงไประหวา่ งฟังกช์ นั ของมนั ความตา้ นทานระหวา่ ง ฟังกช์ นั ก็จะลดลงมา เพราะโครงสรา้ งของไดโอดนมี้ ีการทางานทขี่ นึ้ อย่กู บั สภาพโฟตอนน่นั เอง เทอรม์ สิ เตอร์ (Thermister)

เทอรม์ สิ เตอร์ เป็นส่งิ ประดิษฐ์ทางอิเลก็ ทรอนกิ สอ์ กี ชนดิ หนึ่งท่สี ามารถเปลีย่ นแปลงคา่ ความ ตา้ นทานไดต้ ามอณุ หภูมทิ ่ีเปลย่ี นไป Thermister มาจากคาว่า Thermo + Resister ซ่ึง Thermo แปลว่า อณุ หภูมิ และคาวา่ Resistor แปลว่า ตวั ตา้ นทาน ดงั นน้ั Thermister จึงเป็นตวั ตา้ นทานทเ่ี ปลยี่ นแปลงตามอณุ หภมู ิ คือ อณุ หภูมิ 3 องศาเซลเซยี สตอ่ ความตา้ นทานท่เี ปล่ียนแปลงไป รอ้ ยละ 13 โครงสรา้ งของเทอรม์ สิ เตอรม์ ิใช่อปุ กรณท์ ่ปี ระกอบไปดว้ ยฟังกช์ ่นั ตามปกติ แต่ตวั ของมนั เองก็สรา้ ง มาจากเยอรมนั เนยี มหรือซลิ กิ อน หรอื ไมก่ ็สว่ นผสมของโลหะออกไซด์ เช่น แมงกานีส โคบอลท์ ทองแดง เหลก็ หรือนเิ กลิ โดยทาใหเ้ ป็นเม็ดลกู ปัดขนาดเลก็ จนถึงขนาด 1 นวิ้ และมีแบบเป็นแท่ง ยาวจาก ¼ นวิ้ ถงึ 2 นวิ้ ความตา้ นทานของเทอรม์ สิ เตอรม์ คี ่าจาก 100 โอหม์ จนถงึ 10 เมกกะโอหม์ เทอรม์ สิ เตอรแ์ บ่งตามลกั ษณะการใชง้ านไดเ้ ป็น 2 ชนิด คอื แบบเอน็ ทีซี (NTC) หรอื Negative Temperatue Coefficient ซึ่งในสภาพปกติ จะมคี วามตา้ นทานสงู เมอื่ ไดร้ บั ความรอ้ นหรืออณุ หภูมิสงู ขนึ้ คา่ ความตา้ นทานจะลดลง แบบพีทซี ี (PTC) หรอื Positive Temperature Coefficient ซึ่งในสภาพปกตคิ วาม ตา้ นทานจะต่า เมอื่ ไดร้ บั ความรอ้ นหรอื อณุ หภูมสิ งู ขนึ้ ค่าความตา้ นทานจะเพ่ิมมากขนึ้ สว่ นใหญน่ ิยมใชใ้ น การป้องกนั กระแสไฟฟ้าเกนิ เชน่ ในวงจรไสห้ ลอดโทรทศั น์ คอื เมอ่ื เปิดเครอ่ื งกระแสไฟฟ้าจะไหลมาก แต่ เมื่อใชเ้ ทอรม์ ิสเตอรแ์ บบ พีทซี ี แลว้ กระแสไฟฟา้ จะไหลนอ้ ยลง เพราะความตา้ นทานของพที ซี สี งู ขนึ้ นยิ ม เรียกช่อื วา่ ระบบใหมไ่ ฟไมแ่ ช่ เมอื่ เปิดแลว้ จะตดิ ทนั ที นอกจากนยี้ งั นาไปใชใ้ นการปอ้ งกนั มอเตอรไ์ หม้ กล่าวคอื ถา้ มอเตอรไ์ มห่ มนุ จะกนิ กระแสไฟฟ้า แตถ่ า้ ตดิ พซี แี ลว้ เมอื่ มอเตอรร์ อ้ นกระแสไฟฟา้ จะไหลนอ้ ยลง

ใบงาน แผนการเรยี นท่ี 12 ไอซีและส่ิงประดษิ ฐ์ทางอเิ ลก็ ทรอนิกสอ์ ่นื ๆ 1. ไอซี หมายถงึ อะไร ทาไมจึงมคี วามตอ้ งการนาเอาไอซีมาใชง้ านในวงจรอเิ ลคทรอนิคส์ 2. ไอซแี บง่ ลกั ษณะการทางานของสญั ญาณไดก้ ี่ประเภทอะไรบา้ ง 3. ออปแอมป์ คอื อะไร 4. ไอซนี าไปใชใ้ นวงจรขยายเสยี งไดห้ รือไม่ ใหอ้ ธบิ าย 5. ไอซี มปี ระโยชนใ์ นการนาไปใชใ้ นเคร่อื งคานวณอยา่ งไร 6. ไทรสิ เตอร์ หมายถงึ อะไร 7. เอสซอี าร์ คอื อะไร มีประโยชนอ์ ย่างไร 8. ไตรแอค คอื อะไร มปี ระโยชนแ์ ละนาไปใชง้ านในวงจรอย่างไร 9. ใหอ้ ธบิ ายหลกั การทางานของส่ิงประดษิ ฐ์ทางอเิ ลคทรอนคิ สต์ ่อไปนี้ - ซีเนอรไ์ ดโอด - แอลอดี ี - โฟโตไดโอด - เทอรม์ สิ เตอร์ 10. นกั เรยี นรูจ้ กั ส่ิงประดิษฐ์ทางอเิ ลคทรอนคิ สช์ นดิ ใดอกี บา้ ง ใหบ้ อกสญั ลกั ษณแ์ ละคณุ สมบตั ิ ตลอดจนการไปใชต้ ามเท่าทีท่ ราบ