lab1การทดลองความต้านทาน กระแส ความต่างศักย์

 

| 1เ อ ก ส า ร ป ร ะ ก อ บ ก า ร เ รี ย น วิ ช า ฟิ สิ ก ส์ เ พิ่ ม เ ติ ม 4  การทดลองเร่ืองท่ี 3 ความต้านทานไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า วตั ถปุ ระสงค์ 1) เพ่ือศึกษาถึงความสมั พนั ธร์ ะหวา่ ง ความตา่ งศกั ย์ กระแสไฟฟา้ และความตา้ นทาน 2) เพ่ือศึกษาถึงความตา้ นทานรวมของวงจรอนุกรมและวงจรขนาน อุปกรณ์ 1) มลั ติมิเตอร์ 2) ถา่ นไฟฉายชนิด 1.5 โวลต์ จานวน 1 กอ้ น 3) ตวั ตา้ นทาน ไมท่ ราบคา่ จานวน 3 ตวั ตา้ นทาน ทฤษฎี กฎของโอหม์ กลา่ วถึงความสมั พนั ธร์ ะหวา่ ง กระแสไฟฟา้ ความตา่ งศกั ยแ์ ละความตา้ นทานไวว้ า่ “กระแสไฟฟา้ ท่ ี ไหลในวงจร จะแปรผนั ตรงกบั ความตา่ งศกั ย์ และแปรผกผนั กบั ความตา้ นทานรวมภายในวงจร” ดงั นนั้ จะไดส้ มการ รูปแบบความสมั พนั ธเ์ ป็น V = IR ซ่ึงสมการความสมั พนั ธท์ ่ีไดจ้ ะเป็นความสมั พนั ธเ์ ชิงเสน้ ดงั นน้ั หากเรานาเอาความตา่ งศกั ยแ์ ละกระแสไฟฟ้าซ่ึงอา่ นคา่ ไดจ้ ากมลั ติมิเตอรไ์ ปเขียนกราฟความสมั พนั ธ์ จะไดเ้ สน้ กราฟท่ีมีลกั ษณะเป็นเสน้ ตรง และมีความชนั ของเสน้ ตรงเทา่ กบั คา่ ความตา้ นทานรวมของวงจรน่ันเอง ความต่างศกั ยไ์ ฟฟ้า(Electrical potential) ความตา่ งศกั ยไ์ ฟฟ้า คือ ความแตกตา่ งของพลงั งานไฟฟา้ ระหวา่ งจุดสองจุด ซ่ึงทาใหเ้ กิดกระแสไฟฟ้า โดยกระแสไฟฟา้ ไหลจากจดุ ท่ีมีระดบั พลงั งานไฟฟ้าสูง(ศกั ยไ์ ฟฟา้ สูง) ไปยงั ระดบั พลงั งานไฟฟ้าต่า(ศกั ยไ์ ฟฟา้ ต่า) และจะ หยุดไหลเม่ือศกั ยไ์ ฟฟ้าของทง้ั สองจุดเทา่ กนั เคร่ืองมือท่ีใชส้ าหรบั วดั ความตา่ งศกั ยไ์ ฟฟ้า เรียกวา่ โวลตม์ ิเตอร(์ Voltmeter) มีหน่วยเป็นโวลต(์ Volt : V) การวดั ศกั ยไ์ ฟฟ้าจะตอ้ งนาโวลตม์ ิเตอรม์ าตอ่ แบบขนานในวงจรไฟฟา้ คร่อมจดุ สองจดุ ท่ีตอ้ งการวดั โดยตอ่ ขว้ั บวก ของแบตเตอร่ีเขา้ กบั ขวั้ บวกของโวลตม์ ิเตอรแ์ ละขวั้ ขา้ งหน่ึงของตวั ตา้ นทาน แลว้ ตอ่ ขวั้ ลบของแบตเตอร่ีเขา้ กบั ขวั้ ลบของโวลตม์ ิเตอรแ์ ละขวั้ ท่ีเหลือของตวั ตา้ นทาน กระแสไฟฟ้า(Electrical current) กระแสไฟฟา้ สมั พนั ธก์ บั ความตา่ งศกั ยไ์ ฟฟ้า กลา่ วคือ กระแสไฟฟ้าจะเกิดข้ึนได้ ก็ตอ่ เม่ือมีความตา่ งศกั ยต์ า่ งกนั สองบริเวณ โดยจะไหลผา่ นวตั ถุท่ีมีคุณสมบตั ินาไฟฟา้ ได้ สว่ นจะไหลผา่ นไดม้ ากหรือนอ้ ยน้ัน ข้ึนอยกู่ บั ลกั ษณะตวั นา ไฟฟ้า เคร่ืองมือท่ีใชส้ าหรบั วดั กระแสไฟฟ้าเรียกวา่ แอมมิเตอร(์ Ammeter) มีหน่วยเป็นแอมแปร(์ Ampere : A) การวดั กระแสไฟฟ้าจะตอ้ งนาแอมมิเตอรเ์ ขา้ กบั วงจรแบบอนุกรม ซ่ึงใหก้ ระแสไฟฟา้ ไหลเขา้ แอมมิเตอรท์ างขว้ั บวกและ ออกทางขว้ั ลบ ครูดวงกมล รักษส์ ุจริต กลุม่ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์PHYSICS LABORATORY 1 

| 2เ อ ก ส า ร ป ร ะ ก อ บ ก า ร เ รี ย น วิ ช า ฟิ สิ ก ส์ เ พิ่ ม เ ติ ม 4  กระแสไฟฟ้าแบง่ ออกเป็น 2 ชนิด ดงั น้ี 1) ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct current : DC) เป็นกระแสไฟฟ้าท่ีไหลในทิศทางเดียวกนั ปกติกระแสไฟฟ้า จะไหลจากจดุ ท่ีมีศกั ยไ์ ฟฟ้าสูงกวา่ ไปยงั จุดท่ีมีศกั ยไ์ ฟฟา้ ต่ากวา่ หรือจากขว้ั บวกผา่ นวงจรไฟฟ้าไปยงั ขว้ั ลบทางเดียวตลอด เชน่ กระแสไฟฟ้าจากเซลลไ์ ฟฟา้ (ถา่ นไฟฉาย) หรือจากแบตเตอร่ี เป็นตน้ 2) ไฟฟ้ากระแสสลบั (Alternating current : AC) เป็นกระแสไฟฟ้าท่ีไหลมีทิศกลบั ไปกลบั มาตลอดเวลาดว้ ย คาบหรือความถ่ีคา่ หน่ึง เชน่ กระแสไฟฟ้าท่ีใชต้ ามอาคารบา้ นเรือน ความตา้ นทานไฟฟ้า(Resistance) ความตา้ นทานไฟฟ้า คือ สมบตั ิของตวั นาไฟฟ้าท่ียอมใหก้ ระแสไฟฟ้าผา่ นไดม้ ากนอ้ ยตา่ งกนั โดยตวั นาท่ีมีความ ตา้ นทานนอ้ ยกระแสไฟฟา้ จะไหลผา่ นไดม้ าก สว่ นตวั นาท่ีมีความตา้ นทานมากกระแสไฟฟา้ จะไหลผา่ นไดน้ อ้ ย เคร่ืองมือท่ีใชส้ าหรับวดั ความตา้ นทานเรียกวา่ มลั ติมิเตอร(์ Multimeter) การต่อความตา้ นทานไฟฟ้า 1) การต่อแบบอนุกรม เป็นการตอ่ ตวั ตา้ นทานไฟฟ้าเรียงกนั เป็นสายเดียว ซ่ึงมีผล คือ กระแสไฟฟา้ ท่ีไหล ผา่ นในวงจรมีคา่ เทา่ กนั หมด Iรวม = I1 = I2 = I3 ความตา่ งศกั ยร์ ะหวา่ งปลายทง้ั สองของความตา้ นทานไฟฟา้ แตล่ ะตวั มีคา่ ไมเ่ ทา่ กนั Vรวม = V1 + V2 + V3 ความตา่ งศกั ยร์ วมเทา่ กบั ความตา่ งศกั ยข์ องแบตเตอร่ี ถา้ ความตา้ นทานตวั ใดตวั หน่ึงขาด จะทาใหไ้ มม่ ี กระแสไฟฟ้าไหลในวงจร ความตา้ นทานรวมเทา่ กบั ผลบวกของความตา้ นทานยอ่ ย ทาใหค้ วามตา้ นทานรวมมีคา่ มากข้ึน Rรวม = R1 + R2 + R3 2) การต่อแบบขนาน เป็นการตอ่ ความตา้ นทานไฟฟ้าแบบคร่อมขวั้ กนั การตอ่ แบบน้ีมีผล คือ กระแสไฟฟ้าท่ีไหลผา่ นความตา้ นทานไฟฟา้ แตล่ ะตวั จะมีคา่ ไมเ่ ทา่ กนั ถา้ ความตา้ นทานไฟฟ้าแตล่ ะตวั มีคา่ ไม่ เทา่ กนั จะไดก้ ระแสไฟฟ้ารวมเทา่ กบั ผลบวกของกระแสไฟฟ้ายอ่ ย Iรวม = I1 + I2 + I3 ความตา่ งศกั ยร์ ะหวา่ งขว้ั ทง้ั สองของความตา้ นทานจะเทา่ กนั และเทา่ กบั ความตา่ งศกั ยร์ วม Vรวม = V1 = V2 = V3 ถา้ ความตา้ นทานตวั ใดตวั หน่ึงขาด จะไมม่ ีกระแสไฟฟ้าไหลเฉพาะวงจรของความตา้ นทานท่ีขาดเทา่ นน้ั ไมม่ ี ผลกระทบตอ่ วงจรอ่ืน ความตา้ นทานตวั อ่ืนยงั คงมีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นเชน่ เดิม ความตา้ นทานรวมมีคา่ นอ้ ยลง และนอ้ ยกวา่ ความตา้ นทานยอ่ ยท่ีมีคา่ นอ้ ยท่ีสุด 1 111 Rรวม = R1 + R2 + R3 ครูดวงกมล รักษส์ ุจริต กลุ่มสาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์PHYSICS LABORATORY 2 