51บนั ทกึ หลังการสอน 1. ผลการใชแผนการจัดการเรียนรู.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2. ผลการเรียนของนกั เรียน/ผลการสอนของคร/ู ปญหาทพ่ี บ.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3. แนวทางการแกป ญหา..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ลงชื่อ............................................... ลงชือ่ ............................................... (...............................................) (.............................................) ตวั แทนนกั เรียน ครูผูสอน
52 แผนการจดั การเรยี นรูท่ี 10 หนวยท่ี 10 ชื่อวิชา วงจรไฟฟากระแสตรง รหสั วิชา 2104–2002 เวลาเรยี นรวม 72 คาบ ช่ือหนวย วธิ ีแรงดนั โนด สอนครั้งท่ี 11/18ชอื่ เร่ือง วธิ แี รงดันโนด จํานวน 4 คาบหวั ขอ เรื่อง 10.1 แนวคิดของวิธีแรงดนั โนด 10.2 การนําวิธีแรงดันโนดมาใชแ กปญ หาวงจรไฟฟา 10.3 สรปุ สาระสําคัญสมรรถนะยอ ย 1. แสดงความรเู กย่ี วกบั วิธแี รงดนั โนด 2. ปฏิบัติการตอวงจร วัด และทดสอบคาดวยวธิ แี รงดันโนดจดุ ประสงคการปฏิบตั ิ ดา นความรู 1. อธิบายความหมายของวธิ ีแรงดันโนด 2. บอกขน้ั ตอนการแกปญหาวงจรไฟฟาดว ยวธิ ีแรงดันโนด 3. เขยี นสมการโนดจากวงจรไฟฟา ทก่ี าํ หนดให 4. คาํ นวณคา ในวงจรไฟฟาดว ยวธิ แี รงดันโนด ดา นทกั ษะ 1. ตอวงจรการทดลองดว ยวธิ ีแรงดนั โนด 2. วดั แรงดนั ไฟฟา ในวงจรดว ยวิธแี รงดันโนด 3. วดั กระแสไฟฟาในวงจรดว ยวธิ ีแรงดันโนด 4. บนั ทึกขอมลู การทดลองดวยวิธีแรงดันโนด 5. เปรียบเทียบขอมูลดว ยวธิ แี รงดนั โนด 6. เขียนสรปุ ผลการทดลองดว ยวิธีแรงดนั โนด ดานคณุ ธรรม จรยิ ธรรม/บรู ณาการปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพยี ง แสดงออกถงึ ความมวี นิ ยั ความรบั ผิดชอบ ความเชอื่ มัน่ ในตนเองและความซอื่ สัตยสจุ ริต
53เนือ้ หาสาระ 10.1 แนวคิดของวธิ ีแรงดนั โนด การแกปญหาวงจรไฟฟาดวยวิธีแรงดันโนด (Node Voltage Method) หรือวิธีโนดจะอาศัยกฎกระแสไฟฟาของเคอรชอฟฟ (KCL) เปนหลักในการแกปญหา วิธีแรงดันโนดเปนวิธีเปรียบเทียบแรงดันไฟฟาระหวางจุดที่มีความตางศักยไฟฟาซ่ึงจะตองเขาใจความหมายที่กําหนดในวงจร อธิบายประกอบดังรูปโนด R1 โนVดAA R1 โนดVBB 100 V 2 A R2 R3 4A VCก) แสดงจุดโนด ข) แสดงจุดโนดหลกั และจดุ โนดอางองิ รูป โนด (Node) คอื จดุ ตอ ในวงจรไฟฟาระหวา งสวนประกอบของวงจร ดงั รูป โนดหลัก (Principle Node or Major Node) คือ จุดตอในวงจรท่ีมีสาขาอยางนอย 2 สาขาขึ้นไปจากรปู ข) โนดหลกั ไดแก โนด A และโนด B กําหนดช่อื โนดหลักเปน VA และ VB หรอื ใชตวั เลขกไ็ ด โนดอางอิง (Reference Node) คือ โนดหลักท่ีถูกกําหนดใหแรงดันไฟฟามีคาเทากับศูนย ซึ่งเปนจดุ อางอิงในวงจรทําหนาทีเ่ ปน กราวด จากรปู ข) โนดอางองิ คอื VC แรงดันโนด (Node Voltage) คือ ความตางศักยระหวางโนดใด ๆ 2 จุด ซ่ึงกําหนดใหแรงดันโนดมีคาสูงกวา แรงดันไฟฟา ทโ่ี นดอา งองิ เสมอ 10.1.1 ขั้นตอนการแกป ญหาวงจรไฟฟา ดวยวิธีแรงดันโนด การนาํ วิธแี รงดนั โนดไปใชแกปญหาวงจรไฟฟา มีขนั้ ตอนดังนี้ 1. กําหนดจํานวนโนดหลักในวงจรและเลือกโนดหลกั โนดใดโนดหน่งึ ใชเ ปน โนดอา งองิ 2. กําหนดทิศทางกระแสไฟฟาไหลเขาหรอื ไหลออกทจี่ ุดโนดหลกั ทุกจดุ ยกเวนโนดอา งองิ 3. เขยี นสมการกระแสไฟฟาตามกฎกระแสไฟฟาของเคอรชอฟฟ (KCL) ที่จุดโนดหลักทุกจดุ ในวงจรโดยใช VRR แทนกระแสไฟฟา และเขยี นสมการโนด จะไดต ามสมการ จํานวนสมการโนด = จาํ นวนโนด – 1 4. แทนคา ในสมการตามขอ 3 และแกส มการหาคาแรงดันโนดทีไ่ มทราบคา
54 5. ผลท่ีไดจากขอ 4 สามารถหาคากระแสไฟฟาท่ีไหลผานตัวตานทาน แรงดันไฟฟาตกครอ มตัวตา นทานแตละตัวและคาอน่ื ทีต่ อ งการทราบได 6. พสิ ูจนหรือตรวจสอบผลการคํานวณ (ถา ตอ งการ) จะใชกฎแรงดันไฟฟาของเคอรชอฟฟ(KVL) ในวงจรไฟฟา ไดเ ชนเดียวกับวิธกี ระแสเมช 10.2 การนําวิธแี รงดนั โนดมาใชแ กปญหาวงจรไฟฟา จากรูป จงหาคา กระแสไฟฟาทกุ สาขา โดยใชว ิธีแรงดันโนด วธิ ที ํา ข้ันที่ 1: กําหนดจุดโนดหลัก ไดแก VA และกาํ หนดจุดโนดอางอิงไดแก VB ขั้นท่ี 2: กําหนดทิศทางกระแสไฟฟาท่ีโนดหลักโดยใชกฎกระแสไฟฟาของเคอรชอฟฟ แสดงดังรปูขั้นท่ี 3: เขยี นสมการกระแสไฟฟา และเขยี นสมการโนดโนด VA : I3 = I1 + I2 หรือ I3 – I1 – I2 = 0 (1)จะได I1 = E1 − VA I2 = E 2 − VA R1 R2 VA + E 3และ I3 = R3แทนคากระแสไฟฟาในเทอมของแรงดันไฟฟาตกครอมตัวตานทานในสมการที่ (1)จะไดส มการโนด 1 สมการ เนื่องจากมโี นดหลกั เพยี งโนดเดยี ว คือVA + E 3 – E1 − VA – E 2 − VA =0 (2) R3 R1 R2
55ขั้นที่ 4: แทนคาแรงดันไฟฟาและความตานทานไฟฟาท่ีทราบคาในสมการท่ี (2)และแกส มการหาคา แรงดนั โนดท่ไี มทราบคา VA4+2 – 6−2VA – 4 −2VA = 0 นาํ 4 คูณตลอด จะได(VA + 2) – (12 – 2VA) – (8 – 2VA) = 0VA + 2 – 12 + 2VA – 8 + 2VA = 0 5VA – 18 = 0 18 VA = 5 = 3.6 Vข้นั ท่ี 5 หาคา กระแสไฟฟาทไี่ หลผานตัวตานทานในวงจรI1 = E1 − VA = 6 − 3.6I1 = R1 2 2.4 = 1.2 A ตอบ 2 ตอบ E 2 − VA ตอบI2 = R2 = 4 − 3.6 2I2 = 0.2 A VA + E 3I3 = R3 = 3.6 + 2I3 = 4 5.6 4 = 1.4 Aกจิ กรรมการเรยี นรู (สปั ดาหท่ี 11/18, คาบท่ี 41–44/72) 1. ครขู านชอื่ ผูเรียน เตรยี มความพรอมกอ นเขาเรียน 2. ครทู บทวนเนอ้ื หาโดยยอ เรื่อง วิธีกระแสเมช 3. นักเรียนทาํ แบบทดสอบกอนเรียนหนวยที่ 10 4. ข้ัน M ครนู าํ เขา สบู ทเรียนเรือ่ ง แรงดันโนด และครแู จง จุดประสงคการเรยี น 5. ขน้ั I ครูสอนเนื้อหาสาระ 6. ข้ัน A นักเรียนทําแบบฝกหัดเปนกลุมๆ ละ 1 ขอ ขณะนักเรียนทําแบบฝกหัดครูจะสังเกตและใหขอเสนอแนะการทํางานกลมุ 7. ขั้น P นักเรียนทดลองตามใบงานที่ 10 เร่ือง วิธีแรงดันโนด ครูและนักเรียนรวมกันเฉลยแบบฝก หดั ตามกลมุ และรวมอภิปรายผลจากการทดลอง 8. ครูมอบหมายการบา น 9. นักเรียนทาํ แบบทดสอบหลงั เรียนหนวยท่ี 10
56สื่อและแหลงการเรียนรู 1. สื่อการเรียนรู หนังสือเรียน หนวยที่ 10, PowerPoint ประกอบการสอน และแบบทดสอบกอนเรียน และหลงั เรยี น 2. แหลง การเรียนรู หนังสือ วารสารเกีย่ วกบั วิธแี รงดนั โนด, อินเทอรเ นต็ www.google.comการวดั และการประเมนิ ผล การวดั ผล การประเมนิ ผล (ใชเคร่ืองมอื ) (นาํ ผลเทียบกบั เกณฑและแปลความหมาย)1. แบบทดสอบกอ นเรียน (Pre–test) หนว ยท่ี 10 (ไวเ ปรียบเทยี บกบั คะแนนสอบหลังเรยี น)2. แบบสังเกตการทํางานกลมุ และนําเสนอผลงานกลมุ เกณฑผ า น 60%3. แบบฝก หัดหนวยท่ี 10 เกณฑผาน 50%4. แบบทดสอบหลงั เรียน (Post–test) หนว ยที่ 10 เกณฑผาน 50%5. แบบประเมนิ คุณธรรม จรยิ ธรรม ตามสภาพจริง เกณฑผ าน 60%งานทม่ี อบหมาย งานทม่ี อบหมายนอกเหนือเวลาเรยี น ใหท าํ แบบฝกหัดขอ ท่ีเหลือจากทาํ ในชน้ั เรยี นใหเ รยี บรอ ยถกู ตอง สมบรู ณผลงาน/ช้นิ งาน/ความสาํ เรจ็ ของผเู รยี น 1. ผลการทาํ และนาํ เสนอแบบฝก หัดหนวยท่ี 10 และผา นเกณฑ 2. ผลการทดลองตามใบงานท่ี 10 เร่อื งวิธีแรงดนั โนด และผา นเกณฑ 3. คะแนนแบบทดสอบหลงั เรยี น (Post–test) หนวยที่ 10 และผา นเกณฑเอกสารอา งองิ ธาํ รงศักดิ์ หมนิ กาหรมี . วงจรไฟฟา กระแสตรง รหัสวิชา 2104–2002. (2556). นนทบุร:ี ศนู ยห นงั สือเมอื งไทย.
57บนั ทกึ หลังการสอน 1. ผลการใชแผนการจัดการเรียนรู.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2. ผลการเรียนของนกั เรียน/ผลการสอนของคร/ู ปญหาทพ่ี บ.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3. แนวทางการแกป ญหา..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ลงชื่อ............................................... ลงชือ่ ............................................... (...............................................) (.............................................) ตวั แทนนกั เรียน ครูผูสอน
58 แผนการจดั การเรียนรทู ่ี 11 หนวยที่ 11 ชอื่ วชิ า วงจรไฟฟา กระแสตรง รหสั วิชา 2104–2002 เวลาเรยี นรวม 72 คาบ ชือ่ หนว ย ทฤษฎีการทับซอ น สอนครงั้ ท่ี 12/18ชอื่ เรอื่ ง ทฤษฎกี ารทบั ซอ น จํานวน 4 คาบหัวขอเรื่อง 11.1 แนวคดิ ของทฤษฎีการทับซอ น 11.2 การนําทฤษฎีการทบั ซอ นมาใชแกป ญ หาวงจรไฟฟา 11.3 สรุปสาระสําคญัสมรรถนะยอ ย 1. แสดงความรเู กี่ยวกบั ทฤษฎกี ารทบั ซอ น 2. ปฏบิ ัติการตอ วงจร วัด และทดสอบคาดว ยทฤษฎีการทบั ซอนจดุ ประสงคการปฏิบตั ิ ดา นความรู 1. บอกความหมายของทฤษฎีการทบั ซอ น 2. บอกข้นั ตอนการนําทฤษฎีการทับซอ นมาใชแ กป ญ หาวงจรไฟฟา 3. คาํ นวณคาในวงจรไฟฟา โดยใชท ฤษฎีการทับซอ น ดานทกั ษะ 1. ตอ วงจรการทดลองดวยทฤษฎีการทับซอ น 2. วดั กระแสไฟฟาในวงจรการทดลองทฤษฎีการทับซอน 3. บนั ทึกขอมลู ในการทดลองทฤษฎีการทบั ซอน 4. เขยี นสรุปผลการทดลองทฤษฎกี ารทับซอน ดานคณุ ธรรม จรยิ ธรรม/บรู ณาการปรัชญาของเศรษฐกจิ พอเพยี ง แสดงออกถงึ ความมวี นิ ยั ความรบั ผิดชอบ ความเชือ่ ม่ันในตนเองและความซือ่ สัตยสุจริตเนือ้ หาสาระ 11.1 แนวคดิ ของทฤษฎีการทบั ซอ น ขน้ั ตอนหาคากระแสไฟฟา หรอื แรงดนั ไฟฟา ของวงจรเชงิ เสนท่มี ีหลายแหลง จาย โดยหาคาคร้ังละแหลงจายและใหแหลงจายที่เหลืออื่นเปนศูนย มีข้ันตอนกรณีวงจรไฟฟามี 2 แหลงจาย ดังน้ี (Floyd,Thomas L., 2001: 259) 1. กําหนดใหมีแหลงจายครั้งละ 1 แหลงจาย แหลงจายท่ีเหลืออื่นเปนศูนย ถาเปนแหลงจายแรงดันไฟฟาใหลัดวงจร (ความตานทานที่ข้ัวลัดวงจรเปนศูนย) และถาเปนแหลงจายกระแสไฟฟาใหเปด-
59วงจร แลว จงึ หาคากระแสไฟฟา หรอื แรงดนั ไฟฟา ตามโจทยกาํ หนด จากแหลงจา ย 1 แหลง จา ย ครั้งท่ี 1 ดังรูปท่ี 11.1–11.2E ลัดวงจร I เปดวงจรก) แหลงจายแรงดนั ไฟฟา ใหลัดวงจร ข) แหลงจายกระแสไฟฟาใหเ ปด วงจร รูปที่ 11.1 การนําแหลง จายออกจากวงจรเพ่ือใหแหลง จายเปน ศูนยก) จุดทม่ี ีแหลงจายแรงดนั ไฟฟา ใหลดั วงจร ข) จุดทม่ี ีแหลงจา ยกระแสไฟฟาใหเปดวงจร รปู ท่ี 11.2 ตัวอยา งผลจากการนําแหลงจายออกจากวงจร 2. กําหนดแหลงจายครั้งที่ 2 ตอเขาไปในวงจรที่จุดเดิม ที่แหลงจายท่ีกําหนดคร้ังที่ 1 ใหเปนศนู ยแ ลว จงึ หาคากระแสไฟฟา หรือแรงดันไฟฟา ตามโจทยก าํ หนด จากแหลงจาย 1 แหลงจาย คร้งั ท่ี 2 3. นําคากระแสไฟฟา หรอื แรงดันไฟฟา จากครัง้ ที่ 1 และคร้ังที่ 2 มารวมกันทางพชี คณติ จะไดกระแสไฟฟาหรือแรงดันไฟฟาตามโจทยต องการ จากข้ันตอนการประยุกตใชทฤษฎีการทับซอน อธิบายประกอบดังรูปท่ี 11.3 ซ่ึงเปนวงจรผสมท่ีมี 2 แหลง จาย ดังน้ี (Floyd, Thomas L., 2001: 260)ก) ปญหาคอื ตอ งการหาคา I2 ข) ลดั วงจร E2 ใหค วามตานทานเปน ศนู ย
60 R1 R3 R1 R3E1 I1 R2 E1 R2 I′2ค) หาคา RT1 และ I1 มองจาก E1 ง) หาคา I′2 โดยประยกุ ตใ ชก ฎการแบง กระแสไฟฟา RT1 = R1 + R2//R3 และ I1 = E1/RT1 I′2 = R2R+3R3 × I1 R1 R3 R1 R3 R2 E2 R2 I3 E2จ) ลดั วงจร E1 ใหค วามตานทานเปน ศนู ย ฉ) หาคา RT2 และ I3 มองจาก E2 RT2 = R3 + R1//R2 และ I3 = E2/RT2R1 R3 R1 R3R2 I′2′ E2 E1 I′2 I′2′ E2ช) หาคา I′2′ โดยประยกุ ตใ ชก ฎการแบงกระแสไฟฟา ซ) แหลง จา ยวงจรเดิมมีกระแสไฟฟา ไหล 2 คาI′2′ = R1R+1R2 × I3 มีทศิ ทางเดยี วกันดังน้นั I2 = I′2 + I′2′ รูปท่ี 11.3 การประยุกตใชทฤษฎกี ารทบั ซอน11.2 การนําทฤษฎกี ารทับซอนมาใชแกปญหาวงจรไฟฟา จากรปู จงหาคา กระแสไฟฟาและแรงดนั ไฟฟา ตกครอ ม R2โดยใชท ฤษฎกี ารทับซอ น R1 R3 100 100E1 10V R2 100 E2 5 Vวิธีทาํ ข้ันที่ 1 ลัดวงจร E2 เพื่อหาคากระแสไฟฟาท่ีไหลผาน R2 ท่ีเกิดจากแหลงจาย E1 และ ประยกุ ตใชก ฎการแบงกระแสไฟฟา ดังรูป
61 R1 R3E1 I1 100 I′2 100 10 V R2 100RT1 = R1 + R2 = 100 + 100 = 150 Ω 2 2I1 = RET11 10 = 150 = 0.0667 Aประยกุ ตใ ชกฎการแบง กระแสไฟฟาเพอื่ หาคา I′2 โดยที่ I1 = 0.0667 A = 66.7 mAI′2 = ⎜⎛ R3 ⎞⎟ × I1 = 100 × 66.7 ⎝ R2 +R3 ⎠ 200I′2 = 6670 = 33.35 mA 200ข้นั ท่ี 2 ลดั วงจร E1 เพื่อหาคา กระแสไฟฟา ท่ีไหลผาน R2ทเ่ี กดิ จากแหลงจา ย E2 และ ประยกุ ตใ ชกฎการแบง กระแสไฟฟา ดังรปู R1 R3 100 I′2′ 100 I3 R2 100 E2 5 VRT2 = R3 + R21 = 100 + 100 = 150 ΩI3 = RET22 2 = 0.0333 A 5 = 150ประยกุ ตใ ชก ฎการแบง กระแสไฟฟาเพื่อหาคา I′2′โดยที่ I3 = 0.0333 A = 33.3 mAI′2′ = ⎜⎛ R1R+1R 2 ⎟⎞ × I3 = 100 × 33.3 ⎝ ⎠ 200I′2′ = 3330 = 16.75 mA 200ขั้นท่ี 3 นําคากระแสไฟฟาจากคร้ังที่ 1 และคร้ังท่ี 2 มารวมกันทางพีชคณิตจะได กระแสไฟฟาทไี่ หลผา น R2I2 = I′2 + I′2′ = 33.35 + 16.75I2 = 50 mA ตอบแรงดันไฟฟาตกครอม R2 จะได
62V2 = I2 × R2 = 50× 100V2 = 5 V ตอบกิจกรรมการเรียนรู (สปั ดาหท่ี 12/18, คาบท่ี 44–48/72) 1. ครขู านชอื่ ผเู รียน เตรยี มความพรอ มกอ นเขาเรียน 2. ครทู บทวนเนอ้ื หาโดยยอเร่อื ง วิธีแรงดันโนด และนกั เรยี นสงการบาน 3. นักเรยี นทาํ แบบทดสอบกอ นเรยี นหนว ยท่ี 11 4. ข้นั M ครูนาํ เขา สบู ทเรยี นเร่ือง การทบั ซอน และครูแจง จดุ ประสงคการเรยี น 5. ขัน้ I ครูสอนเนื้อหาสาระ 6. ขั้น A นักเรียนทําแบบฝกหัดเปนกลุมๆ ละ 1 ขอ ขณะนักเรียนทําแบบฝกหัดครูจะสังเกตและใหขอ เสนอแนะการทํางานกลุม 7. ขั้น P นักเรียนทดลองตามใบงานท่ี 11 เร่ือง ทฤษฎีการทับซอน ครูและนักเรียนรวมกันเฉลยแบบฝก หัดตามกลมุ และรวมอภปิ รายผลจากการทดลอง 8. ครมู อบหมายการบาน 9. นักเรยี นทําแบบทดสอบหลังเรยี นหนวยที่ 11สอ่ื และแหลงการเรียนรู 1. สื่อการเรียนรู หนังสือเรียน หนวยท่ี 11, PowerPoint ประกอบการสอน และแบบทดสอบกอนเรยี น และหลงั เรียน 2. แหลง การเรียนรู หนังสอื วารสารเกย่ี วกับทฤษฎีการทบั ซอ น, อนิ เทอรเ นต็ www.google.comการวัดและการประเมินผล การวดั ผล การประเมินผล (ใชเ คร่ืองมือ) (นําผลเทียบกบั เกณฑแ ละแปลความหมาย)1. แบบทดสอบกอ นเรียน (Pre–test) หนว ยที่ 11 (ไวเ ปรียบเทยี บกับคะแนนสอบหลงั เรียน)2. แบบสังเกตการทํางานกลมุ และนาํ เสนอผลงานกลุม เกณฑผ า น 60%3. แบบฝกหดั หนวยท่ี 11 เกณฑผ า น 50%4. แบบทดสอบหลงั เรยี น (Post–test) หนว ยท่ี 11 เกณฑผา น 50%5. แบบประเมนิ คณุ ธรรม จรยิ ธรรม ตามสภาพจริง เกณฑผาน 60%
63งานที่มอบหมาย งานที่มอบหมายนอกเหนือเวลาเรยี น ใหท าํ แบบฝก หดั ขอ ทเ่ี หลอื จากทาํ ในชนั้ เรยี นใหเ รยี บรอ ยถูกตอ ง สมบูรณผลงาน/ชนิ้ งาน/ความสาํ เร็จของผูเรยี น 1. ผลการทาํ และนําเสนอแบบฝก หัดหนวยที่ 11 และผา นเกณฑ 2. ผลการทดลองตามใบงานที่ 11 เรือ่ งทฤษฎีการทบั ซอ น และผา นเกณฑ 3. คะแนนแบบทดสอบหลงั เรยี น (Post–test) หนวยที่ 11 และผานเกณฑเอกสารอางอิง 1. ธํารงศกั ดิ์ หมนิ กา หรมี . วงจรไฟฟา กระแสตรง รหสั วชิ า 2104–2002. (2556). นนทบรุ :ี ศูนยหนังสอื เมอื งไทย. 2. Baker, Tim. (2002). Experiments in DC/AC Circuits with Concepts. 3. Boylestad, Robert. (2003). Introductory Circuit Analysis. 4. Cook, Nigel P. (2004). Electronic. A Complete Course. 5. . (2005). Introductory DC/AC Circuits 6. Floyd, Thomas L. (2001). Electronic Fundamentals.
64บันทึกหลังการสอน 1. ผลการใชแผนการจดั การเรียนรู.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2. ผลการเรียนของนักเรียน/ผลการสอนของคร/ู ปญหาทพ่ี บ.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3. แนวทางการแกป ญหา..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ลงช่อื ............................................... ลงชือ่ ............................................... (...............................................) (.............................................) ตัวแทนนักเรียน ครูผูสอน
65 แผนการจัดการเรียนรูท่ี 12 หนว ยท่ี 12 ชื่อวชิ า วงจรไฟฟากระแสตรง รหัสวิชา 2104–2002 เวลาเรียนรวม 72 คาบ ชอ่ื หนวย ทฤษฎีเทเวนนิ สอนครงั้ ท่ี 13–14/18ชือ่ เรอ่ื ง ทฤษฎีเทเวนนิ จํานวน 8 คาบหวั ขอ เรื่อง12.1 แนวคดิ ของทฤษฎเี ทเวนนิ12.2 การนาํ ทฤษฎีเทเวนนิ มาใชแ กป ญ หาวงจรไฟฟา12.3 สรุปสาระสําคญัสมรรถนะยอ ย1. แสดงความรูพน้ื ฐานเก่ียวกับทฤษฎีเทเวนนิ2. ปฏบิ ตั ิการตอวงจร วดั และทดสอบคา ดว ยทฤษฎีเทเวนินจุดประสงคการปฏิบัติดานความรู1. อธบิ ายความหมายของทฤษฎเี ทเวนิน2. บอกขน้ั ตอนของการแกปญ หาวงจรไฟฟา ดว ยทฤษฎเี ทเวนนิ3. คํานวณคา ในวงจรไฟฟา ดว ยทฤษฎีเทเวนนิดานทักษะ1. ตอวงจรการทดลอง 2. วดั ความตา นทานเทเวนนิ3. วดั แรงดนั เทเวนนิ 4. ตอวงจรสมมลู เทเวนิน5. บนั ทึกขอมูลในการทดลองทฤษฎเี ทเวนนิ 6. เปรียบเทียบขอมูลในการทดลองทฤษฎีเทเวนิน7. เขียนสรปุ ผลการทดลองทฤษฎเี ทเวนินดา นคณุ ธรรม จริยธรรม/บูรณาการปรชั ญาของเศรษฐกิจพอเพียงแสดงออกถงึ ความมวี นิ ัย ความรับผิดชอบ ความเชอ่ื มนั่ ในตนเองและความซอ่ื สตั ยสุจริตเน้ือหาสาระ 12.1 แนวคดิ ของทฤษฎีเทเวนิน ข้ันตอนการแกปญหาวงจรไฟฟาโดยการกลับวงจรเดิมไปเปนวงจรสมมูลเทเวนินมขี ั้นตอนดงั น้ี 1. ปลดโหลดทีต่ อ งการหาคา ออกจากวงจรเหลือไวเ พียงขัว้ ทีถ่ กู เปดวงจร 2. ใหสัญลักษณที่ข้ัวท่ีถูกเปดวงจรท้ัง 2 ข้ัว อาจกําหนดสัญลักษณเปน A–B หรือ a–b หรือx–y หรอื อน่ื ๆ ทตี่ อ งการใช
66 3. แหลงจายใด ๆ ในวงจรตองปรับใหเปนศูนย น่ันคือ แหลงจายแรงดันไฟฟาจะตองลัดวงจร (ศูนยโวลต) และแหลงจา ยกระแสไฟฟาตองเปด วงจร (ศนู ยแอมแปร) 4. คํานวณคาความตานทานเทเวนิน (RTh) โดยคํานวณความตานทานไฟฟาท่ีมองระหวาง 2ขว้ั (อาจจะตองเขียนวงจรใหมใหอยูใ นรูปอยางงา ย) 5. นําแหลงจายจากข้ันตอนที่ 3 มาตอในวงจรเหมือนเดิม และคํานวณแรงดันเทเวนิน (ETh)โดยอาศัยวิธีการท่ีไดศึกษาจากหนวยการเรียนตอนตน เชน ใชวิธีกระแสเมช กฎการแบงแรงดันไฟฟา กฎ–ของเคอรช อฟฟ เปนตน 6. เขียนวงจรสมมูลเทเวนินโดยนํา ETh และ RTh มาตออนุกรม และนําโหลดท่ีปลดออกในข้นั ท่ี 1 มาตอระหวา งขัว้ 2 ข้ัว อีกครง้ั เพื่อแกปญหาทีต่ องการตอไปก) ETh = R1 + RR23 + R3 × E ข) RTh = R3 //(R1+R2) ค) วงจรสมมลู เทเวนิน12.2 การนําทฤษฎีเทเวนนิ มาใชแ กปญ หาวงจรไฟฟา จากรูป จงหาคา กระแสไฟฟา ที่ไหลผา น RL ที่คา 2 โอหม 10 โอหม และ 100 โอหม โดยใชท ฤษฎีเทเวนนิ (Boylested, Robert. 2003: 324)วิธีทํา ขน้ั ท่ี 1 ปลด RL ออกจากวงจร a ขนั้ ที่ 2 กําหนดข้วั a–b ดูรูป b R1 3E 9V R2 6
67 ขนั้ ท่ี 3 ปรบั แหลง จา ยใหเปน ศูนย (ถาเปน แหลง จายแรงดันไฟฟา ใหลดั วงจร ถา เปนแหลง จายกระแสไฟฟาใหเปดวงจร) ดังรูป R1 a ลดั วงจรแหลงจาย 3 RTh แรงดันไฟฟา R2 6 b ข้นั ท่ี 4 หาความตานทานเทเวนนิ ระหวา งขวั้ a–b (R1//R2) ดังรปู RTh = R1R2 = 3×6 R1 + R2 3+6 RTh = 18 = 2Ω 9 ขนั้ ที่ 5 นําแหลงจา ยมาตอ และหา ETh ดังรปู R1 a R1 V E ET h 3 ET h b R2E 9V R2 6 ก) หา ETh ข) แสดงการวัดหา ETh ประยุกตใชก ฎการแบงแรงดนั ไฟฟา เพ่ือหา ETh ⎛⎜⎝ RRT2 ⎠⎟⎞× E = ETh = 6 ×9 3+6 ETh = 54 = 6V 9 ขัน้ ท่ี 6 เขียนวงจรสมมลู เทเวนนิ โดยนาํ ETh และ RTh มาตออนุกรมและนํา RL มาตอเพื่อหาคา ทต่ี องการไดดงั รปู
68หาคา กระแสไฟฟาทีไ่ หลผา น RL ก็คือ IL และประยกุ ตใชก ฎของโอหม E Th 6ท่ี RL = 2 Ω : IL = R R L = 2+2 IL = 6 Th + 4 = 1.5 A ตอบ ตอบท่ี RL = 10 Ω : IL = R E Th R L = 6 ตอบ IL = 6 2 +10 Th + 12 = 0.5 Aท่ี RL = 100 Ω : IL = R6ThE+ThR L = 6 IL = 102 2 +100 = 0.059 Aกิจกรรมการเรียนรู (คร้งั ที่ 13/18, คาบที่ 49–52/72) 1. ครขู านชอ่ื ผูเรียน เตรียมความพรอ มกอนเขา เรยี น 2. ครทู บทวนเนอ้ื หาโดยยอ เรื่อง ทฤษฎีการทบั ซอ น และนักเรยี นสง การบาน 3. นักเรียนทําแบบทดสอบกอนเรียนหนวยท่ี 12 4. ขัน้ M ครูนําเขา สบู ทเรียน และครูแจงจุดประสงคการเรียน 5. ข้นั I ครสู อนเนือ้ หาสาระทฤษฎเี ทเวนนิ ทง้ั หมด โดยบรรยาย ถามตอบประกอบสื่อเพาเวอรพอยด 6. ขั้น A นักเรียนทําแบบฝกหัดเปนกลุม ๆ ละ 1 ขอ ตามความสมัครใจ ขณะนักเรียนทําแบบฝกหัดครูจะสังเกตการทาํ งานกลมุ 7. ข้ัน P ครแู ละนักเรยี นรวมกนั เฉลยแบบฝก หดั ตามกลุม และรว มอภปิ รายสรปุ บทเรยี น 8. ครมู อบหมายใหท ําแบบฝก หดั ขอ ท่เี หลือจากการทําในชัน้ เรียนเปน การบา นกจิ กรรมการเรียนรู (ครัง้ ท่ี 14/18, คาบท่ี 53–56/72) 1. ครขู านชอื่ นกั เรยี น เตรยี มความพรอมกอนเขา เรยี น 2. ครทู บทวนเนอื้ หา จากการสอนคร้งั ท่ี 13 โดยการถามตอบและนักเรยี นสง การบา น 3. ข้ัน M ครูนาํ เขา สบู ทเรียน และครูแจงจดุ ประสงคการเรียน 4. ขั้น I ครูสอนสรุปเน้อื หาสาระเก่ยี วกับทฤษฎีเทเวนิน
69 5. ข้ัน A นักเรียนทาํ ตามใบงานที่ 12 เรอื่ งทฤษฎีเทเวนิน เปน กลมุ ขณะนักเรียนทําการทดลองครูจะสังเกตการทํางานกลมุ และประเมินผล 6. ขนั้ P นักเรยี นนาํ เสนอผลการทดลอง เปน รายกลมุ และรวมสรปุ ผล 7. นักเรียนเก็บเครอ่ื งมือและทาํ ความสะอาดหอ งเรยี น 8. นักเรียนทดสอบหลังเรยี นหนว ยที่ 12ส่อื และแหลงการเรียนรู 1. สื่อการเรียนรู หนังสือเรียน หนวยที่ 12, PowerPoint ประกอบการสอน และแบบทดสอบกอนเรียน และหลงั เรยี น 2. แหลงการเรียนรู หนงั สอื วารสารเกี่ยวกบั ทฤษฎีเทเวนิน, อินเทอรเน็ต www.google.comการวดั และการประเมินผล การวัดผล การประเมนิ ผล (ใชเ ครื่องมอื ) (นําผลเทยี บกบั เกณฑและแปลความหมาย)1. แบบทดสอบกอนเรยี น (Pre–test) หนว ยท่ี 12 (ไวเปรียบเทยี บกับคะแนนสอบหลงั เรียน)2. แบบสังเกตการทาํ งานกลมุ และนําเสนอผลงานกลุม เกณฑผ า น 60%3. แบบฝกหดั หนว ยท่ี 12 เกณฑผาน 50%4. แบบทดสอบหลังเรยี น (Post–test) หนว ยที่ 12 เกณฑผ า น 50%5. แบบประเมนิ คุณธรรม จริยธรรม ตามสภาพจรงิ เกณฑผ า น 60%งานทีม่ อบหมาย งานทีม่ อบหมายนอกเวลาเรยี น ใหท าํ แบบฝก หัดขอ ทเ่ี หลอื จากในชั้นเรียนใหเรยี บรอ ย ถกู ตองสมบรู ณผลงาน/ชิน้ งาน/ความสําเร็จของผเู รียน 1. ผลการทาํ และนําเสนอแบบฝกหัดหนว ยที่ 12 และผานเกณฑ 2. ผลการทดลองตามใบงานท่ี 12 เรอื่ งทฤษฎีเทเวนนิ และผานเกณฑ 3. คะแนนแบบทดสอบหลงั เรียน (Post–test) หนว ยท่ี 12 และผานเกณฑเอกสารอางอิง 1. ธาํ รงศกั ดิ์ หมินกา หรีม. วงจรไฟฟากระแสตรง รหัสวชิ า 2104–2002. (2556). นนทบุร:ี ศนู ยห นงั สือเมอื งไทย. 2. Floyd, Thomas L. (2001). Electronic Fundamentals.
70บันทึกหลังการสอน 1. ผลการใชแผนการจดั การเรียนรู.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2. ผลการเรียนของนักเรียน/ผลการสอนของคร/ู ปญหาทพ่ี บ.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3. แนวทางการแกป ญหา..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ลงช่อื ............................................... ลงชือ่ ............................................... (...............................................) (.............................................) ตัวแทนนักเรียน ครูผูสอน
71 แผนการจดั การเรียนรทู ี่ 13 หนว ยท่ี 13 ชอ่ื วชิ า วงจรไฟฟากระแสตรง รหัสวิชา 2104–2002 เวลาเรยี นรวม 72 คาบ ชือ่ หนวย ทฤษฎนี อรต นั สอนครัง้ ที่ 15–16/18ชอื่ เรอื่ ง ทฤษฎีนอรตนั จํานวน 8 คาบหวั ขอเรื่อง13.1 แนวคดิ ของทฤษฎีนอรต นั13.2 การนําทฤษฎนี อรต ันมาใชแ กปญหาวงจรไฟฟา13.3 สรปุ สาระสาํ คัญสมรรถนะยอ ย1. แสดงความรูพ น้ื ฐานเกี่ยวกับทฤษฎีนอรต ัน2. ปฏิบตั ิการตอวงจร วดั และทดสอบคา ดว ยทฤษฎนี อรตันจดุ ประสงคการปฏิบัติดา นความรู1. อธิบายความหมายของทฤษฎนี อรต ัน2. บอกข้ันตอนของการแกป ญ หาวงจรไฟฟา ดว ยทฤษฎนี อรตนั3. คาํ นวณคาในวงจรไฟฟา ดว ยทฤษฎนี อรต ัน4. แปลงวงจรสมมูลนอรต ันเปน วงจรสมมูลเทวนิ นิดานทกั ษะ1. ตอ วงจรการทดลอง 2. วดั ความตา นทานนอรตนั3. วดั กระแสนอรต นั 4. ตอวงจรสมมลู นอรตนั5. บนั ทึกขอมลู การทดลองนอรตัน 6. เปรียบเทียบขอ มูลการทดลองนอรตนั7. เขยี นสรปุ ผลการทดลองนอรต นัดานคณุ ธรรม จริยธรรม/บูรณาการปรชั ญาของเศรษฐกิจพอเพยี งแสดงออกถงึ ความมวี นิ ยั ความรบั ผดิ ชอบ ความเช่ือมน่ั ในตนเองและความซ่อื สตั ยส ุจรติเนอื้ หาสาระ 13.1 แนวคดิ ของทฤษฎีนอรต นั ขนั้ ตอนการแกปญ หาวงจรไฟฟา โดยการกลบั วงจรเดมิ ไปเปน วงจรสมมลู นอรต ัน มีดงั นี้ 1. ปลดโหลดออกจากวงจร 2. ใหสัญลักษณข้ัวที่เปดวงจรท้ัง 2 ขั้ว อาจจะเปน a–b หรือ x–y หรือสัญลักษณอ่ืนที่จะเลือกใช
72 3. แหลงจายใด ๆ ในวงจรตองปรับใหเปนศูนยนั่นคือ แหลงจายแรงดันไฟฟาตองลัดวงจรและแหลง จา ยกระแสไฟฟา ตองเปด วงจร 4. คํานวณหาคาความตานทานนอรตัน (RN) มีวิธีการเหมือนกับการหาคาความตานทานเทเวนนิ (RTh) 5. คํานวณหาคากระแสนอรตัน (IN) ท่ีไหลผานระหวาง 2 ข้ัวโดยนําแหลงจายจากข้ันท่ี 3 มาตอในวงจรเหมือนเดิมและลัดวงจรระหวาง 2 ขั้วที่ปลดโหลดออก ถาในวงจรมีหลายแหลงจายอาจจําเปน ตองใชทฤษฎีการทับซอ น 6. เขยี นวงจรสมมูลนอรตันโดยนํา IN ตอ ขนานกับ RN และนาํ โหลดที่ปลดออกมาตอระหวาง2 ขว้ั อีกครงั้ เพอื่ แกปญ หาที่โจทยตองการตอ ไป RTh= 2 a ETh 8V R1 ab 3 วงจรสมมูลเทวินนิE 12 V R2 6 RL b IN 4A RN 2 a วงจรสมมูลนอรต ัน b 13.2 การนาํ ทฤษฎนี อรต นั มาใชแกป ญ หาวงจรไฟฟา จากรปู จงหาคา กระแสไฟฟา ทีไ่ หลผาน RL ทคี่ า 2 โอหม 10 โอหม และ100 โอหมโดยใชทฤษฎีนอรต ันวิธีทาํ ก) ข้นั ท่ี 1 ปลด RL ออกจากวงจร ขน้ั ที่ 2 กาํ หนดขว้ั a–b ดูรูป
73 ข้ันท่ี 3 ปรับแหลง จายใหเ ปน ศูนย (ถาเปน แหลงจายแรงดนั ไฟฟา ใหลดั วงจร ถาเปนแหลงจา ยกระแสไฟฟา ใหเปด วงจร) ดรู ปู ข้ันท่ี 4 หาความตานทานนอรตัน (เหมือนกับการหาคาความตานทานเทเวนิน)ระหวางขั้ว a–b (R1//R2) ดรู ูป R1 Ω R2 RN = R 1+RR2 2 = 3×6 R1 3+6 RN = 18 = 2Ω 9ข้ันที่ 5 นําแหลง จายมาตอและหา IN ดงั รปูก) หา IN ข) แสดงการวดั หา IN ประยุกตใชกฎของโอหม เพ่ือหา IN มีขอสังเกตวาเม่ือลัดวงจรระหวางข้ัว a–b จะทําใหกระแสไฟฟาไมไหลผาน R2
74 IN = E = 9 R1 3 IN = 3 Aข้ันท่ี 6 เขยี นวงจรสมมลู นอรตนั โดยนาํ IN และ RN มาตอ ขนานและนาํ RL มาตอเพอื่ หาคาท่ีตองการไดดงั รปูหาคากระแสไฟฟา ท่ไี หลผาน RL กค็ อื IL และประยกุ ตใชก ฎการแบงกระแสไฟฟา ⎝⎛⎜ R NR+NR L ⎞⎠⎟ × I N =ที่ RL = 2 Ω : IL = 2 × 3 2+2 IL = 6 = 1.5 A ตอบ 4ท่ี RL = 10 Ω : IL = ⎝⎛⎜ R NR+NR L ⎟⎠⎞ × I N = 2 ×3 2 +10 IL = 6 = 0.5 A ตอบ 12 ⎜⎛⎝ R NR+NR L ⎞⎟⎠ × I N = 2ที่ RL = 100 Ω : IL = 2 +100 × 3 IL = 6 = 0.059 A ตอบ 102กจิ กรรมการเรยี นรู (คร้งั ที่ 15/18, คาบที่ 57–60/72) 1. ครูขานชอ่ื ผูเรียน เตรียมความพรอ มกอนเขา เรียน 2. ครูทบทวนเนอื้ หาโดยยอ เรอื่ ง ทฤษฎเี ทเวนิน และนักเรียนสงการบา น 3. นักเรยี นทาํ แบบทดสอบกอนเรียนหนว ยท่ี 13 4. ข้นั M ครนู ําเขาสูบทเรียน และครแู จง จดุ ประสงคก ารเรยี น 5. ขั้น I ครสู อนเนอ้ื หาสาระทฤษฎีนอรตนั ทัง้ หมด โดยบรรยาย ถามตอบประกอบสื่อเพาเวอรพ อยด 6. ข้ัน A นักเรียนทําแบบฝกหัดเปนกลุม ๆ ละ 1 ขอ ตามความสมัครใจ ขณะนักเรียนทําแบบฝกหัดครจู ะสงั เกตการทํางานกลุม 7. ข้นั P ครูและนกั เรียนรว มกันเฉลยแบบฝกหัดตามกลมุ และรวมอภปิ รายสรุปบทเรียน 8. ครูมอบหมายใหทาํ แบบฝกหัดขอทเี่ หลอื จากการทําในชน้ั เรยี นเปนการบา น
75กิจกรรมการเรียนรู (คร้งั ท่ี 16/18, คาบที่ 61–64/72) 1. ครขู านชอ่ื นักเรยี น เตรียมความพรอมกอ นเขา เรียน 2. ครูทบทวนเนอ้ื หา จากการสอนครั้งที่ 15 โดยการถามตอบและนกั เรียนสงการบาน 3. ขั้น M ครูนาํ เขาสบู ทเรยี น และครูแจงจดุ ประสงคก ารเรียน 4. ขัน้ I ครสู อนสรุปเน้ือหาสาระเก่ียวกบั ทฤษฎีนอร๖ฯ 5. ขน้ั A นกั เรยี นทาํ ตามใบงานที่ 12 เรอ่ื งทฤษฎนี อรต นั เปน กลมุ ขณะนักเรียนทําการทดลองครูจะสงั เกตการทํางานกลมุ และประเมินผล 6. ขนั้ P นกั เรียนนําเสนอผลการทดลอง เปน รายกลมุ และรวมสรปุ ผล 7. นักเรียนเก็บเคร่ืองมือและทําความสะอาดหอ งเรยี น 8. นกั เรียนทดสอบหลังเรียนหนว ยที่ 13ส่ือและแหลงการเรียนรู 1. สื่อการเรียนรู หนังสือเรียน หนวยท่ี 13, PowerPoint ประกอบการสอน และแบบทดสอบกอนเรยี น และหลงั เรียน 2. แหลง การเรยี นรู หนงั สอื วารสารเกย่ี วกับทฤษฎนี อรต นั , อนิ เทอรเ นต็ www.google.comการวัดและการประเมินผล การวัดผล การประเมนิ ผล (ใชเ ครื่องมอื ) (นําผลเทียบกบั เกณฑแ ละแปลความหมาย)1. แบบทดสอบกอนเรียน (Pre–test) หนว ยท่ี 13 (ไวเปรียบเทยี บกับคะแนนสอบหลงั เรยี น)2. แบบสงั เกตการทาํ งานกลมุ และนําเสนอผลงานกลมุ เกณฑผา น 60%3. แบบฝกหัดหนว ยที่ 13 เกณฑผา น 50%4. แบบทดสอบหลังเรียน (Post–test) หนว ยท่ี 13 เกณฑผา น 50%5. แบบประเมนิ คณุ ธรรม จริยธรรม ตามสภาพจริง เกณฑผ าน 60%งานทม่ี อบหมาย งานทม่ี อบหมายนอกเวลาเรยี น ใหทําแบบฝก หัดขอทเี่ หลอื จากในชัน้ เรยี นใหเ รยี บรอ ย ถูกตอ งสมบูรณ
76ผลงาน/ชน้ิ งาน/ความสําเรจ็ ของผูเรียน 1. ผลการทาํ และนําเสนอแบบฝก หัดหนวยที่ 13 และผา นเกณฑ 2. ผลการทดลองตามใบงานที่ 13 เรือ่ งทฤษฎีนอรตนั และผานเกณฑ 3. คะแนนแบบทดสอบหลงั เรยี น (Post–test) หนวยที่ 13 และผานเกณฑเอกสารอา งอิง 1. ธํารงศักด์ิ หมินกา หรีม. วงจรไฟฟากระแสตรง รหสั วิชา 2104–2002. (2556). นนทบุร:ี ศนู ยหนงั สอื เมอื งไทย. 2. Baker, Tim. (2002). Experiments in DC/AC Circuits with Concepts. 3. Boylestad, Robert. (2003). Introductory Circuit Analysis. 4. Cook, Nigel P. (2004). Electronic. A Complete Course. 5. . (2005). Introductory DC/AC Circuits 6. Floyd, Thomas L. (2001). Electronic Fundamentals.
77บันทึกหลังการสอน 1. ผลการใชแผนการจดั การเรียนรู.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2. ผลการเรียนของนักเรียน/ผลการสอนของคร/ู ปญหาทพ่ี บ.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3. แนวทางการแกป ญหา..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ลงช่อื ............................................... ลงชือ่ ............................................... (...............................................) (.............................................) ตัวแทนนักเรียน ครูผูสอน
78 แผนการจดั การเรียนรูที่ 14 หนวยท่ี 14 ชือ่ วิชา วงจรไฟฟา กระแสตรง รหสั วิชา 2104–2002 เวลาเรยี นรวม 72 คาบ ชอ่ื หนว ย ทฤษฎกี ารถายโอนกาํ ลังไฟฟา สูงสดุ สอนครัง้ ท่ี 17/18ช่ือเรื่อง ทฤษฎีการถายโอนกําลังไฟฟาสูงสุด จาํ นวน 4 คาบหัวขอเรอื่ ง 14.1 แนวคิดของทฤษฎีการถา ยโอนกําลงั ไฟฟา สูงสุด 14.2 การนาํ ทฤษฎีการถายโอนกําลังไฟฟาสูงสุดมาใชแ กป ญ หาวงจรไฟฟา 14.3 สรปุ สาระสาํ คัญสมรรถนะยอย 1. แสดงความรูเ กย่ี วกบั ทฤษฎกี ารถายโอนกําลงั ไฟฟาสงู สดุ 2. ปฏิบัตกิ ารตอวงจร วัด และทดสอบคาดว ยทฤษฎกี ารถา ยโอนกาํ ลงั ไฟฟา สูงสดุจดุ ประสงคการปฏิบตั ิ ดา นความรู 1. อธบิ ายความหมายของทฤษฎีการถายโอนกําลังไฟฟาสงู สดุ 2. คาํ นวณวงจรไฟฟา ดวยทฤษฏกี ารถา ยโอนกําลังไฟฟา สงู สดุ ดา นทกั ษะ 1. ตอ วงจรการทดลอง 2. วัดความตา นทานเทวินิน 3. วดั แรงดันเทวินนิ 4. ตอ วงจรสมมลู เทวินนิ 5. บนั ทกึ ขอ มูลในการทดลองทฤษฎีการถา ยโอนกําลังไฟฟา สูงสุด 6. เปรยี บเทียบขอมูลในการทดลองทฤษฎีการถา ยโอนกาํ ลังไฟฟา สูงสดุ 7. เขียนสรุปผลการทดลองทฤษฎกี ารถายโอนกําลงั ไฟฟา สูงสุด ดานคณุ ธรรม จริยธรรม/บรู ณาการปรชั ญาของเศรษฐกิจพอเพียง แสดงออกถงึ ความมีวินยั ความรบั ผดิ ชอบ ความเชอ่ื มั่นในตนเองและความซ่อื สัตยสจุ ริต
79เนื้อหาสาระ 14.1 แนวคดิ ของทฤษฎีการถายโอนกําลังไฟฟา สงู สุด ทฤษฎีการถายโอนกําลังไฟฟาสูงสุด (Maximum Power Transfer Theorem) ไดกลาวไววา “ในวงจรไฟฟากระแสตรงที่มีลักษณะเปนวงจรเชิงเสนใด ๆ ภาระทางไฟฟาหรือโหลด (Load) จะไดรับกําลังไฟฟาสูงสุด (Maximum Power: PL) ก็ตอเม่ือคาความตานทานรวมของวงจรมีคาเทากับคาความ–ตา นทานเทวินิน (RTh) ของวงจรน้ัน” (Boylestad, Robert. 2003: 336) จากรูปที่ 14.1 อธิบายการไดร บั กาํ ลังไฟฟาสงู สดุ (PL) ท่ีโหลด ดงั นี้ก) การไดรบั กําลังไฟฟาสงู สดุ ที่โหลด ข) การไดรับกําลังไฟฟา สงู สุดที่โหลดเม่อื ใชวงจรสมมลู เทวินิน เม่อื ใชว งจรสมมลู นอรต ันรปู ท่ี 14.1 การไดรบั กาํ ลงั ไฟฟาสูงสดุ (PL) ที่โหลดของวงจรโครงขายจากรปู ที่ 14.1 ก) โหลดไดร บั กําลงั ไฟฟา สงู สุดก็ตอ เม่อื RL = RTh (14.1) เมื่อพิจารณาจากรูปที่ 14.1 ก) จะพบวาวงจรมี 2 สวนท่ีเก่ียวของกันและมีคาเทากัน คือสวนที่เปนวงจรสมมูลเทวินินและสวนที่เปนโหลด ดังนั้นเม่ือพิจารณากรณีเปนวงจรสมมูลเทวินินก็สามารถอางอิงถึงทฤษฎีการถายโอนกําลังไฟฟาสูงสุดไดโดยสาระหลักท่ีพิจารณาคือ ผลรวมของโครงขายเปน RTh และตัว–ตา นทาน RL จากรปู ท่ี 14.1 ข) โหลดไดร บั กําลังไฟฟา สงู สุดกต็ อ เมอื่ RL = RN (14.2)สําหรับรปู ที่ 14.1 ก) สามารถหาคากําลังไฟฟา สงู สุดทโ่ี หลดไดค ือ I = RThE+ThRL = ⎜⎝⎛ RThE+ThRL ⎞⎟⎠2 × RLและ PL = I2 ×RLดังนน้ั PL = ET2h × RL (RTh + RL)2
80ถา พจิ ารณาเปน ตวั อยางดังรปู ที่ 14.2 โดยกาํ หนดให ETh = 60 V และ RTh = 9 Ω RTh = 9 IL ETh 60V RL PL VLรปู ที่ 14.2 วงจรสมมลู เทวนิ ินใชเปนกรณีตวั อยา งตามทฤษฎีการถา ยโอนกาํ ลงั ไฟฟาสูงสดุดังน้ันท่ีกําลังไฟฟาสูงสุดนี้วงจรจะมีประสิทธิภาพเพียง 50 % เทานั้น ท่ีแหลงจายสามารถสงกําลัง-ไฟฟาไปยังโหลดไดและภายใตเ งือ่ นไข RL = RTh จะได IL = RThE+ThRL = 2ERTThh PL = I2× RL = ⎜⎛⎝ 2ERTThh ⎟⎠⎞2 × RTh = ET2h × RTh 4RT2hจะได 2 (W) (14.4) ETh P = 4RLMAX Thจากรูปท่ี 14.1 ข) เม่อื เปน วงจรสมมลู นอรต ัน จะได PLMAX = I2N × R N (W) (14.5) 414.2 การนําทฤษฎีการถา ยโอนกําลังไฟฟา สงู สดุ มาใชแ กปญหาวงจรไฟฟา จากรปู จงหาคา RL ขณะไดรับกาํ ลงั ไฟฟา สงู สดุ และกาํ ลงั ไฟฟา สงู สุดมคี า เทา ไรวิธที ํา จากสมการท่ี 14.2 คา RL ขณะไดร บั กาํ ลงั ไฟฟา สงู สดุ จะเทา กับ RN RL = 10 kΩ ตอบ จากสมการท่ี 14.5 หาคากาํ ลงั ไฟฟา สูงสดุ P =LMAX I2N × R N = (10)2 × 40 = 1W 4 4
81กจิ กรรมการเรยี นรู (สัปดาหท ่ี 17/18, คาบที่ 65–68/72) 1. ครขู านชื่อผูเรยี น เตรียมความพรอมกอนเขาเรียน 2. ครทู บทวนเนอ้ื หาโดยยอเรือ่ ง ทฤษฎีนอรต ัน 3. นกั เรยี นทาํ แบบทดสอบกอ นเรียนหนวยท่ี 14 4. ขั้น M ครนู าํ เขา สบู ทเรยี น และครแู จง จุดประสงคการเรยี น 5. ขนั้ I ครูสอนเน้อื หาสาระ 6. ข้ัน A นักเรียนทําแบบฝกหัดเปนกลุมๆ ละ 1 ขอ ขณะนักเรียนทําแบบฝกหัดครูจะสังเกตและใหขอ เสนอแนะการทาํ งานกลมุ 7. ขั้น P นักเรียนทดลองตามใบงานที่ 14 เรื่อง ทฤษฎีการถายโอนกําลังไฟฟาสูงสุด ครูและนักเรียนรว มกนั เฉลยแบบฝกหดั ตามกลมุ และรวมอภปิ รายผลจากการทดลอง 8. ครมู อบหมายการบา นและอา นทบทวนเนอื้ หา 9. นกั เรียนทาํ แบบทดสอบหลังเรียนหนวยท่ี 14สอื่ และแหลง การเรยี นรู 1. สื่อการเรียนรู หนังสือเรียน หนวยท่ี 14, PowerPoint ประกอบการสอน และแบบทดสอบกอนเรยี น และหลงั เรียน 2. แหลงการเรียนรู หนังสือ วารสารเกย่ี วกบั ทฤษฎีการถายโอนกําลงั ไฟฟา สงู สุด, อินเทอรเ นต็www.google.comการวัดและการประเมนิ ผล การวัดผล การประเมินผล (ใชเ ครือ่ งมอื ) (นาํ ผลเทียบกบั เกณฑแ ละแปลความหมาย)1. แบบทดสอบกอ นเรยี น (Pre–test) หนว ยท่ี 14 (ไวเ ปรียบเทยี บกับคะแนนสอบหลังเรียน)2. แบบสงั เกตการทํางานกลมุ และนาํ เสนอผลงานกลมุ เกณฑผาน 60%3. แบบฝก หดั หนว ยท่ี 14 เกณฑผาน 50%4. แบบทดสอบหลังเรยี น (Post–test) หนว ยที่ 14 เกณฑผา น 50%5. แบบประเมนิ คุณธรรม จริยธรรม ตามสภาพจริง เกณฑผาน 60%งานท่ีมอบหมาย 1. งานทีม่ อบหมายนอกเหนอื เวลาเรียน ใหท ําแบบฝก หดั ขอ ทเ่ี หลอื จากทาํ ในช้นั เรยี นใหเ รยี บรอ ยถูกตอ ง สมบูรณ 2. ทบทวนเนอ้ื หาเพอ่ื เตรยี มสอบทฤษฎี และปฏบิ ัติ ปลายภาคเรียน ในสัปดาหท่ี 18
82ผลงาน/ชิน้ งาน/ความสําเร็จของผเู รียน 1. ผลการทําและนาํ เสนอแบบฝก หัดหนว ยท่ี 14 และผา นเกณฑ 2. ผลการทดลองตามใบงานที่ 14 เรอ่ื งทฤษฎกี ารถา ยโอนกาํ ลงั ไฟฟาสูงสุด และผา นเกณฑ 3. คะแนนแบบทดสอบหลงั เรียน (Post–test) หนวยที่ 14 และผา นเกณฑเอกสารอางองิ ธาํ รงศกั ดิ์ หมนิ กาหรีม. วงจรไฟฟากระแสตรง รหสั วิชา 2104–2002. (2556). นนทบุร:ี ศนู ยหนังสือเมอื งไทย.บนั ทกึ หลงั การสอน 1. ผลการใชแ ผนการจัดการเรยี นรู................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2. ผลการเรยี นของนักเรยี น/ผลการสอนของคร/ู ปญ หาทพี่ บ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3. แนวทางการแกปญหา.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ลงชือ่ ............................................... ลงชอื่ ............................................... (...............................................) (.............................................) ตัวแทนนกั เรียน ครูผูสอน
Search
