01 เนื้อหาพื้นฐานไฟฟสลับแก้ไข

หน่วยที่ พืน้ ฐานไฟฟ้ากระแสสลบั 1ท่ี สาระการเรียนรู้ 1.1 รูปคล่ืน 1.1.1 รูปคล่ืนของกระแสและแรงดนั ไฟฟ้ากระแสตรง 1.1.2 รูปคลื่นของกระแสและแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั 1.2 การกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั 1.2.1 ไฟฟ้าเกิดจากการเหนี่ยวนา 1.2.2 แรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนา 1.2.3 หลกั การกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั 1.3 สัญญาณรูปคลื่นไซน์ 1.3.1 รอบ คาบเวลา และความถี่ 1.3.2 มุมและความสมั พนั ธ์กบั วธิ ีการเขียนรูปคล่ืน 1.3.3 คา่ สูงสุด 1.3.4 คา่ จากยอดถึงยอด 1.3.5 คา่ ชวั่ ขณะ 1.3.6 คา่ เฉลี่ยสญั ญาณคลื่นไซน์ 1.3.7 ค่าท่ีวดั ไดห้ รือค่าใชง้ าน สาระสาคัญ คลื่นไซน์ เป็ นสัญญาณคลื่นไฟฟ้ากระแสสลบั ท่ีประกอบข้ึนดว้ ยสัญญาณคล่ืนไซน์ซีกบวก และสัญญาณคลื่นไซน์ซีกลบท่ีเหมือนกนั และมีค่าเท่ากนั ในการวิเคราะห์ค่าสัญญาณต่าง ๆ ของ คล่ืนไซน์ทาไดเ้ หมือนกนั ท้งั การเคล่ือนท่ีขดลวดตวั นาใน 1 รอบ ทาใหเ้ กิดคล่ืนไซน์ มีมุมเคล่ือนที่ เปล่ียนแปลงไปสัมพนั ธ์กบั แรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั คลื่นไซน์ที่เกิดข้ึน มีปริมาณไฟฟ้าค่าต่าง ๆ ที่เกิดข้ึนเก่ียวขอ้ งกบั คลื่นไซน์หลายค่า เมื่อขดลวดตวั นาเคล่ือนท่ีหมุนตดั สนามแม่เหล็กครบ 1 รอบ (1 Cycle) คือ 360 องศา จะมีการเปล่ียนแปลงของแรงดนั ไฟฟ้าค่อย ๆ เพิ่มจนสูงสุดแล้ว จะลดลงมาเรื่อย ๆ จนมีคา่ เป็น 0 กระแสไฟฟ้าที่เกิดข้ึนจะเปล่ียนแปลงเหมือนกบั แรงดนั ไฟฟ้า

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 2 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั เหน่ียวนา ทาใหเ้ กิดเป็ นรูปคลื่นไซน์ไดค้ ่าต่าง ๆ เช่น คาบเวลา หมายถึง ช่วงเวลาการเปลี่ยนแปลง รูปคลื่นไฟฟ้ากระแสสลบั ใน 1 รอบ (Cycle) มีหน่วยเป็ นวนิ าที (Second) ใชอ้ กั ษร T แทนคาบเวลา ความถี่ (Frequency) หมายถึง จานวนรอบของลูกคล่ืนไฟฟ้ากระแสสลบั ในเวลาหน่ึงวนิ าที มีหน่วย เป็ นรอบต่อวินาทีหรือเฮิรตซ์ (Hertz) ใช้อกั ษร f แทน ความถี่เชิงมุม (Angular Velocity) คือจานวน องศา (มุม) ท่ีมีรัศมีของวงกลมหมุนผา่ นไปต่อวนิ าที ใชส้ ัญลกั ษณ์  (โอเมกา้ ) หน่วยเป็ นเรเดียน ต่อวินาที (Radian/Second) ค่าประสิทธิผลและค่าเฉล่ียของรูปคล่ืนไซน์ค่าสูงสุด (Maximum Value หรือ Peak Value) ค่าจากยอดถึงยอด (Peak to Peak Value) ค่าเฉล่ีย (Average Value) และค่าท่ีวดั ได้ (Effective Value) : (eff ) หรือ (Root Mean-Square Value) : (rms) วตั ถุประสงค์การเรียนรู้ วตั ถุประสงค์ทวั่ ไป 1. เพ่อื ใหม้ ีความรู้ ความเขา้ ใจ หลกั การกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั และความหมายค่าต่าง ๆ ของสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลบั วตั ถุประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. เขียนลกั ษณะรูปคล่ืนของสญั ญาณไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลบั ได้ 2. คานวณหาแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาได้ 3. อธิบายหลกั การใหก้ าเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั ได้ 4. อธิบายความหมายค่าตา่ ง ๆ ของสญั ญาณคลื่นไซน์ได้ 5. คานวณหาคา่ รอบ คาบเวลา และความถี่ได้ 6. คานวณหาคา่ ตา่ ง ๆ ของสญั ญาณคล่ืนไซน์ ได้ 7. คานวณหาคา่ ความเร็วเชิงมุมได้ 8. เปล่ียนหน่วยของคลื่นไซน์ในมุมองศากบั เรเดียนได้ 9. คานวณหาคา่ เฉล่ียและคา่ ที่วดั ได้ หรือคา่ ใชง้ านของสัญญาณคลื่นไซนไ์ ด้ ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 3 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั แบบทดสอบก่อนเรียน หน่วยท่ี 1 วชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั รหสั 210 5-20 0 3 สัปดาห์ที่ 1 ชื่อหน่วย พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ชื่อเร่ือง/งาน พ้นื ฐานไฟฟ้ากระแสสลบั จานวน 4 ชั่วโมง ***************************************************************************************** คาชี้แจง 1. ขอ้ สอบเป็นแบบปรนยั รวม 10 ขอ้ ๆ ละ1 คะแนน ขอ้ ท่ี 1-10 จานวน 10 คะแนน 2. ทาแบบทดสอบทุกขอ้ ที่กาหนดให้ 3. ใชเ้ วลาในการทาแบบทดสอบ 15 นาที 4. อนุญาตใหใ้ ชเ้ ครื่องคานวณไดท้ ุกชนิด ***************************************************************************************** คาส่ัง ใหน้ กั เรียนทาเครื่องหมาย () ลงบนกระดาษคาตอบขอ้ ที่ถูกตอ้ งท่ีสุดเพียงขอ้ เดียว 1. ขอ้ ใดเป็นรูปคล่ืนไฟฟ้ากระแสสลบั ค. (V) ก. (s) 2 (V) 1 2 1 0 0 (s) -1 -1 2 4 6 8 10 2 4 6 8 10 -2 -2 ข. (V) ง. (V) (s) 2 (s) 2 1 1 1 2 3 4 56 0 0 2 4 6 8 10 -1 -1 -2 -2 ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 4 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั 2. จงหาค่าแรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนา เมื่อขดลวดยาว 50 m เคลื่อนท่ีดว้ ยความเร็ว 20 m/s ตดั ผ่าน สนามแม่เหลก็ ท่ีมีความหนาแน่น 0 .95 Wb/m2 ก. 950 V ข. 1,0 0 0 V ค. 330 V ง. 0 .22 V 3. ภาพใดคือตาแหน่งมุมของคล่ืนไซนท์ ่ีเกิดสญั ญาณไฟฟ้าคา่ สูงสุด ก. 1 0.5 0 90° 180° 270° 360° -0.5 0° -1 ข. 1 0.5 0 -0.5 0° 90° 180° 270° 360° -1 ค. 1 0.5 0 -0.5 0° 90° 180° 270° 360° -1 ง. 1 0.5 0 90° 180° 270° 360° -0.5 0° -1 ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 5 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั 4. ขอ้ ใดหมายถึงคา่ จากยอดถึงยอด ก. คา่ ท่ีอยตู่ าแหน่งสูงสุดหรือยอดสุดของรูปคลื่นไซนใ์ น 1 ไซเกิล ข. คา่ ท่ีวดั จากยอดคล่ืนดา้ นซีกบวกจนถึงยอดคลื่นดา้ นซีกลบของรูปคลื่น ค. ขนาดของแรงดนั หรือกระแสไฟฟ้าเมื่อพิจารณา ณ เวลาใดเวลาหน่ึง ง. ค่าที่ไดจ้ ากการถอดรากที่สองของกาลงั สองเฉล่ียของแรงดนั หรือกระแส 5. คลื่นไซนต์ ามรูป มีค่าความถ่ีเท่าไร Voltage (V) 100 50 Time 35 40 (mS) 0 5 10 15 20 25 30 -50 -100 ก. 0 .0 1 Hz ข. 0 .0 5 Hz ค. 50 Hz ง. 10 0 Hz 6. จากรูปในขอ้ 5 ค่ากระแสไฟฟ้า Vrmsมีคา่ เท่าไร ก. 10 0 V ข. 70 .7 V ค. 63.6 V ง. 50 V 7. ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั มีกระแสไฟฟ้าสูงสุด 20 V จงหาค่าแรงดนั ไฟฟ้าชวั่ ขณะใด ขณะหน่ึงท่ีมุม 60 องศา ก. 3.30 V ข. 80 .12 V ค. 10 .70 V ง. 17.32 V ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 6 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั 8. จงหาความเร็วเชิงมุมท่ีความถ่ีเทา่ กบั 50 Hz ก. 10 .0 1 rad/s ข. 20 .0 2 rad/s ค. 314.15 rad/s ง. 418.88 rad/s 9. จงแปลงมุม 120 องศา ใหเ้ ป็นมุม เรเดียน ก. 2.0 9 rad ข. 120 rad ค. 6875.49 rad ง. 13,750 rad 10 . ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั รูปคล่ืนไซน์มีค่ากระแสไฟฟ้าเฉลี่ยเท่ากบั 0 .636 A ค่ากระแสท่ี วดั ได้ Irms มีคา่ เท่ากบั ขอ้ ใด ก. 1 A ข. 1.414 A ค. 0 .636 A ง. 0 .70 7 A ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 7 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน หน่วยท่ี 1 ขอ้ คาตอบ 1ข 2ก 3ค 4ข 5ค 6ข 7ง 8ค 9ก 10 ง ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 8 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั บทนา ไฟฟ้ากระแสสลับ คือไฟฟ้าที่มีลักษณะการไหลของกระแสไฟฟ้าที่เปล่ียนทิศทาง ตลอดเวลา คือขณะหน่ึงจะมีค่าเป็ น 0 แลว้ จะเพ่ิมข้ึนมีค่าสูงสุดในทิศทางบวกแล้วลดลงเป็ น 0 หลงั จากน้ันก็จะมีค่าเพ่ิมข้ึนอีกจนถึงค่าสูงสุดในทิศทางลบแล้วจะลดลงเป็ น 0 จะสลบั กนั ไปมา ถา้ ไฟฟ้ากระแสสลบั มีความถ่ีคงที่ กระแสไฟฟ้าที่ไหลกจ็ ะเปลี่ยนแปลงทิศทางคงที่ตามไปดว้ ย แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนา และกระแสไฟฟ้าเหน่ียวนา เกิดข้ึนจากการนาแท่งแม่เหล็ก เคลื่อนที่ผ่านเข้าหรือออกจากขดลวด หรือขดลวดเคล่ือนที่เข้าหรือออก จากแท่งแม่เหล็ก การ เคล่ือนที่ทุกคร้ังจะทาให้เกิดแรงดนั ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าข้ึนทุกคร้ัง กฎของฟาราเดยก์ ล่าวไวว้ ่า แรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาท่ีเกิดข้ึนในขดลวด เป็ นสัดส่วนกบั อตั ราการเปลี่ยนแปลงของฟลก๊ั แม่เหล็ก ท่ีผา่ นขดลวดน้นั เมื่อเทียบกบั เวลา 1.1 รูปคล่ืน 1.1.1 รูปคล่ืนของกระแสและแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง แรงดนั ไฟฟ้ากระแสตรงจะมีข้วั (Polarity) คงท่ีเสมอไมเ่ ปลี่ยนแปลงในลกั ษณะเดียวกนั กระแสของไฟฟ้ากระแสตรง ก็มีทิศทางคงที่เสมอไม่เปลี่ยนแปลงเช่นกนั เม่ือนาค่าหรือขนาดของ กระแสและแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ท่ีเกิดข้ึนมาเขียนเทียบกับฐานเวลา จะทาให้ได้รูปคล่ืน แสดงดงั รูปท่ี 1.1 (A) 2 1 I 2A R 0 (s) -1 2 4 6 8 10 -2 (ก) (ข) ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 9 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั (s) (A) 2 1 I 2A R 0 2 4 6 8 10 -1 -2 (ค) (ง) (V) I SW 2 E=2V V R 1 (จ) 0 2 4 6 8 10 (s) -1 (s) I SW -2 E=2V V R (ฉ) (ช) (V) 2 1 0 2 4 6 8 10 -1 -2 (ซ) ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 10 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั I (V) V 2 E=0-2V 1 0 (s) -1 2 4 6 8 10 -2 (ฌ) (ญ) I R (V) (s) V 2 E=0-2V 1 (ฎ) 0 2 4 6 8 10 -1 -2 (ฏ) รูปท่ี 1.1 รูปคลื่นกระแสและแรงดนั ไฟฟ้ากระแสตรง ที่ทาใหเ้ กิดรูปคล่ืนแบบต่าง ๆ ในรูปท่ี 1.1 (ก) และ (ข) แสดงใหเ้ ห็นถึงรูปคลื่นของกระแสไฟตรง ที่มีคา่ หรือขนาด 2 A คงท่ีตลอดในระยะเวลา 10 วนิ าที ในรูปที่ 1.1 (ค) และ (ง) แสดงใหเ้ ห็นถึงรูปคลื่นของกระแสไฟตรง ท่ีมีค่าหรือขนาด -2 A คงท่ีตลอดในระยะเวลา 10 วินาที และจะสังเกตไดว้ ่า การเขียนรูปคล่ืนของกระแสท้งั สองท้งั ใน รูปที่ 1.1 (ก) ถึง (ง) น้ัน จะมีค่าหรือขนาดเท่ากนั คือ 2 A แต่มีทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า ตรงขา้ มกนั ท้งั น้ีเพราะกระแสไฟฟ้าในรูปท่ี 1.1 (ก) มีค่าเป็นบวก ส่วนในรูปท่ี 1.1 (ค) มีค่าเป็นลบ ในรูป 1.1 (จ) และ (ฉ) เป็ นรูปคลื่นส่ีเหล่ียมของแรงดนั ไฟฟ้ากระแสตรงซ่ึงมีด้านใน ลกั ษณะ แนวดิ่งและแนวราบประกอบกนั เท่าน้นั จะสังเกตไดว้ า่ ค่านอ้ ยท่ีสุดของแรงดนั จะเท่ากบั ศูนย์ ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 11 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั นน่ั คือ แรงดนั จะไม่เปลี่ยนทิศทางไปในทางตรงกนั ขา้ ม หรือมีทิศทางเดียวตลอด ท้งั น้ี เพราะคา่ ของแรงดนั เปล่ียนแปลงในช่วงที่เป็นบวกเทา่ น้นั ในรูปท่ี 1.1 (ช) และ (ซ) เป็ นรูปคลื่นส่ีเหลี่ยมของแรงดนั ไฟฟ้ากระแสตรง ซ่ึงมีด้าน ในลกั ษณะรูปคล่ืนเหมือนกบั รูปคลื่นในรูปที่ 1.1 (ฉ) แต่มีทิศทางตรงกนั ขา้ ม ท้งั น้ีเพราะขนาดของ แรงดนั ในรูปท่ี 1.1 (ซ) จะมีการเปล่ียนแปลงเฉพาะในช่วงท่ีเป็ นลบเท่าน้นั ในขณะท่ีขนาดของ แรงดนั ในรูปท่ี 1.1 (ฉ) จะมีการเปลี่ยนแปลงในช่วงที่เกิดเป็นบวก ในรูปท่ี 1.1 (ฌ) และ (ญ) เป็ นรูปคลื่นสามเหลี่ยมของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงท่ีมี ข้วั คงท่ีเสมอไม่เปลี่ยนแปลงเพราะมีค่าเป็ นบวกตลอดระยะเวลา 10 วินาที แต่ค่าหรือขนาดของ แรงดนั จะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดโดยเริ่มตน้ เกิดแรงดนั ต้งั แต่ศูนยโ์ วลต์ (0 V) ณ เวลา 0 วินาที แลว้ จึงค่อยๆ เพ่ิมค่าข้ึนไปเร่ือย ๆ จนถึง 2 V ณ เวลา 2 วนิ าที แลว้ จึงค่อย ๆลดลงมาเรื่อย ๆ จนเป็ น 0 V ณ เวลา 4 วินาที ต่อจากน้ันก็จะเร่ิมต้นเพ่ิมค่าข้ึนไปใหม่ ซ่ึงการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน ในลกั ษณะที่กล่าวมาน้ีอยใู่ นช่วงต้งั แต่ 0 V ถึง 2 V และมีการเปล่ียนแปลงในช่วงที่เป็นบวกเท่าน้นั ในรูปที่ 1.1 (ฎ) และ (ฏ) แสดงใหเ้ ห็นถึงรูปคลื่นของแรงดนั ไฟฟ้ากระแสตรงท่ีมีค่าหรือ ขนาดเปล่ียนแปลงในช่วงท่ีเป็ นลบตลอดระยะเวลา 10 วินาที และจะสังเกตเห็นไดว้ า่ รูปคลื่นของ แรงดนั ท้งั สอง คือท้งั ในรูปที่ 1.1 (ญ) และ (ฏ) น้นั จะมีคา่ หรือขนาดตรงขา้ มกนั ท้งั น้ี เพราะแรงดนั ในรูปที่ 1.1 (ญ) มีการเปลี่ยนแปลงเฉพาะในช่วงที่เป็ นบวก ส่วนแรงดนั ในรูปท่ี 1.1 (ฏ) มีการ เปล่ียนแปลงเฉพาะในช่วงที่เป็ นลบ 1.1.2 รูปคลื่นของกระแสและแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั รูปคลื่นของกระแสและแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั จะมีลกั ษณะเกิดข้ึนเป็นระยะ ซ่ึง มีลกั ษณะสลบั ไปสลบั มา หรือเปลี่ยนแปลงข้วั กลบั ไปกลบั มาจากค่าบวกเป็ นค่าลบ หรือจากค่าลบ เป็ นค่าบวกตลอดเวลา และเกิดข้ึนในช่วงระยะเวลาเท่า ๆ กนั อยา่ งสม่าเสมอดว้ ย ในช่วงระหวา่ ง การเปล่ียนข้ัวกลับไปกลับมาน้ัน ค่าหรือขนาดของกระแสและแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ จะเปล่ียนแปลงตลอดเวลา ในการคานวณเกี่ยวกบั วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั เราจะพิจารณาค่าหรือ ขนาดของกระแสและแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ณ เวลาชวั่ ขณะใดขณะหน่ึง ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 12 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั (A) 2 I1 (s) I R 0 1 2 3 4 56 -1 -2 (ก) (ข) (A) I IR 2 1 0 (s) -1 1 2 3 4 56 -2 (ค) (ง) ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 13 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั (V) 2 I1 E VR 0 (s) -1 12 3456 -2 (ฉ) (จ) I (V) E VR 2 (ช) 1 I 0 (s) E VR -1 1 2 3 4 56 (ฌ) -2 (ซ) (V) 2 1 (s) 0 12 3456 -1 -2 (ญ) ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 14 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั (V) I 2 E VR 1 (ฎ) 0 (s) -1 1 2 3 4 56 -2 (ฏ) รูปท่ี 1.2 รูปคล่ืนกระแสและแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ที่ทาใหเ้ กิดรูปคลื่นแบบต่าง ๆ ในรูปท่ี 1.2 (ก) และ (ข) แสดงให้เห็นถึงรูปคลื่นไซน์ของกระแสไฟฟ้ากระแสสลบั ซ่ึง จะพบมากท่ีสุดท้งั ในวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างย่ิงในการคานวณเก่ียวกับ วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั มกั จะพจิ ารณาเฉพาะรูปคลื่นไซนเ์ ทา่ น้นั ในรูปที่ 1.2 (ค) และ (ง) แสดงให้เห็นถึงรูปคลื่นที่มีลกั ษณะเป็ นรูปคล่ืนสามเหลี่ยม ของกระแสไฟฟ้ากระแสสลบั ซ่ึงจะเริ่มตน้ จากกระแส 0 A ข้ึนไปที่ 2 A แลว้ กลบั มาที่ 0 A อีกคร้ัง จากน้นั ก็ค่อยๆเพ่มิ คา่ ข้ึนเร่ือย ๆ จนถึง -2 A ในอีกทิศทางหน่ึง และ ณ เวลา 4 วนิ าที คา่ ของกระแส ก็จะเปลี่ยนทิศทางตรงขา้ มอีกคร้ังหน่ึง ซ่ึงจะพิจารณาเห็นได้ว่าการเปลี่ยนแปลงจะมีลักษณะ เหมือนกบั คร้ังแรกที่เร่ิมตน้ จาก 0 A ในรูปท่ี 1.2 (จ) และ (ฉ) แสดงใหเ้ ห็นถึงรูปคล่ืนส่ีเหลี่ยมของแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ซ่ึงจะมีขนาดเทา่ กบั +2 V คงท่ีตลอดเวลาในช่วง 2 วนิ าที และ ณ เวลา 2 วนิ าที คา่ ของแรงดนั จะ เปลี่ยนจาก +2 V มาเป็น -2 V ในทนั ที และแรงดนั ไฟฟ้าจะมีค่า -2V คงท่ีตลอดระยะเวลา 2 วนิ าที เช่นเดียวกนั หลงั จากน้นั ก็จะเปล่ียนคา่ กลบั ไปเป็น +2 V อีกคร้ังหน่ึง ซ่ึงจะพจิ ารณาเห็นไดว้ า่ รูปคล่ืนน้ี เราสามารถใชแ้ ทนลกั ษณะของแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ได้ โดยแรงดนั จะเปล่ียนทิศทาง กลบั ไปกลบั มาในช่วงระยะเวลา 2 วนิ าที อยา่ งสม่าเสมอ และในระหวา่ งการเปลี่ยนข้วั หรือทิศทาง กลบั ไปกลบั มาน้ี แรงดนั จะมีคา่ 2 V คงท่ีตลอดเวลา ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 15 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ในรูปท่ี 1.2 (ช) และ (ซ) แสดงให้เห็นถึงรูปคล่ืนส่ีเหล่ียมคางหมู ของแรงดนั ไฟฟ้า กระแสสลบั ซ่ึงเริ่มตน้ จากแรงดนั 1 V แลว้ ข้ึนไปสู่ 2 V แลว้ ลงกลบั มาที่ 0 V หลงั จากน้นั ก็เพ่ิมค่า ข้ึนเร่ือย ๆ จนถึง 1 V ในอีกทิศทางหน่ึง แลว้ จึงค่อย ๆ เพ่ิมข้ึนไปเร่ือย ๆ จนถึง 2 V ณ เวลา 4 วนิ าที หลงั จากน้นั ก็จะเปลี่ยนทิศทางอยา่ งทนั ทีทนั ใดไปในอีกทิศทางหน่ึง ซ่ึงลกั ษณะของการเกิดรูปคล่ืน รูปต่อไปกม็ ีลกั ษณะซ้าเหมือนกบั การเกิดรูปคล่ืนในตอนเริ่มตน้ ในรูปท่ี 1.2 (ฌ) และ (ญ) แสดงใหเ้ ห็นถึงรูปคล่ืนสามเหล่ียมแบบตา่ งๆ ของแรงดนั ที่มี ลกั ษณะแตกต่างไปจากรูปคลื่นสามเหลี่ยมของกระแสท่ีแสดงใหเ้ ห็นดงั ในรูปที่ 1.2 (ฎ) และ (ฏ) รูปคล่ืนตา่ ง ๆ ที่แสดงให้เห็นดงั ในรูปท่ี 1.2 น้นั จะมีความสัมพนั ธ์สอดคลอ้ งกบั วงจร ในรูปที่ 1.2 ตามลาดบั ข้อสังเกต การเขียนสญั ลกั ษณ์แทนแหล่งกาเนิดกระแสและแหล่งกาเนิดแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั เราใชว้ งกลมเล็ก ๆ ลอ้ มรอบตวั I และ E พร้อมท้งั เขียนสัญลกั ษณ์ของรูปคลื่นไวข้ า้ งล่างตวั อกั ษร I และ E ดงั แสดงในรูป 1.2 ส่วนทิศทางของลูกศรที่เขียนกากบั ไวใ้ นวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั น้นั หมายถึงค่าหรือขนาด ของกระแสและแรงดนั ที่เกิดข้ึนในขณะน้นั และมีทิศทางการไหลไปตามลูกศรน้นั ไม่ไดห้ มายถึง ข้วั ของแรงดนั หรือทิศทางการไหลของกระแสเช่นเดียวกบั ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง ท้งั น้ีเพราะ ไฟฟ้ากระแสสลบั จะมีข้วั กลบั ไปกลบั มาตลอดเวลา 1.2 การกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั 1.2.1 ไฟฟ้าเกดิ จากการเหนี่ยวนา ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 16 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนา (Induced Voltage) และกระแสไฟฟ้าเหน่ียวนา (Induced- Current) ถูกคน้ พบโดยนกั ฟิ สิกส์ชาวองั กฤษช่ือ ไมเคิล ฟาราเดย์ (Michael Faraday) ปริมาณไฟฟ้า ท้งั สองที่เกิดข้ึน จากการเคลื่อนท่ีตดั ผา่ นกนั ของขดลวดตวั นากบั สนามแมเ่ หล็ก ไมเคิล ฟาราเดย์ ทาการคน้ ควา้ และทดลองเก่ียวกบั แรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนาเป็ นคนแรก โดยใชแ้ ท่งแม่เหล็กเคล่ือนที่เขา้ ไปในขดลวดโซลินอยด์ จากการทดลองพบวา่ จะเกิดแรงดนั ไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้าข้ึนทุกคร้ัง ที่นาแท่งแม่เหล็กเคล่ือนท่ีเขา้ หรือออกจากขดลวด หรือนาขดลวด เคล่ือนที่เขา้ หรือออกจากแท่งแม่เหล็ก ซ่ึงทาใหแ้ รงดนั ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าท่ีเกิดข้ึนในขดลวดมี ข้วั ตรงกนั ขา้ มเสมอ และเม่ือกลบั ข้วั ของแท่งแม่เหล็กในการเคลื่อนท่ีเขา้ หรือออกจากขดลวด จะทา ให้เกิดแรงดนั ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าเปลี่ยนข้วั ตามดว้ ย แรงดนั ไฟฟ้าท่ีเกิดข้ึนจากการทดลองน้ี เรียกวา่ แรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนา และกระแสไฟฟ้าท่ีเกิดข้ึนจากการทดลองน้ีเรียกวา่ กระแสไฟฟ้า เหน่ียวนา จากการทดลองดงั กล่าว ไมเคิล ฟาราเดย์ ไดต้ ้งั กฎข้ึนมาเรียกว่า กฎการเหนี่ยวนาของ ฟาราเดย์ (Faraday's Law of Induction) หรือเรียกส้ันๆ ว่า กฎของฟาราเดย์ กล่าวไวว้ ่า “แรงดัน ไฟฟ้าเหนี่ยวนาท่ีเกิดข้ึนในขดลวด เป็นสัดส่วนกบั อตั ราการเปล่ียนแปลงของฟลกั ซ์แม่เหลก็ ท่ีขดลวดน้นั เมื่อเทียบกบั เวลา” ซ่ึงแรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนาและฟลกั ซ์แม่เหล็กมีความสัมพนั ธ์ กนั แยกออกไดเ้ ป็น 3 ขอ้ ดงั น้ี 1. การเพ่ิมจานวนรอบของขดลวดตดั ผา่ นสนามแมเ่ หล็ก เกิดแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนา มากข้ึน 2. การเพ่มิ ความเร็วขดลวดเคลื่อนที่ผา่ นสนามแม่เหล็กเร็วข้ึน เกิดแรงดนั ไฟฟ้า เหนี่ยวนามากข้ึน 3. การเพิม่ ความเขม้ ของสนามแม่เหลก็ มากข้ึน เกิดแรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนามากข้ึน ลกั ษณะการเกิดแรงดนั ฟ้าเหนี่ยวนา ที่เกิดจากการนาขดลวดตวั นาและสนามแม่เหล็ก เคลื่อนที่ตดั ผา่ นกนั แสดงดงั รูปที่ 1.3 SN ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 17 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั 32 1 0 1 23 - G+ รูปท่ี 1.3 การกาเนิดแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนา จากรูปท่ี 1.3 แสดงการกาเนิดแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนา โดยต่อปลายลวดตวั นาท้งั 2 ดา้ น เขา้ กบั กลั วานอมิเตอร์ (G) นาแท่งแม่เหล็กถาวรมาเคล่ือนที่ตดั ผา่ นเขา้ ไปในขดลวดตวั นา สังเกตท่ี เข็มของกัลวานอมิเตอร์จะบ่ายเบนไปทิศทางหน่ึง และขณะเคลื่อนแท่งแม่เหล็กถาวรออกจาก ขดลวดตวั นาใหส้ ังเกตท่ีเขม็ กลั วานอมิเตอร์จะบ่ายเบนไปอีกทิศทางหน่ึง การบ่ายเบนของกลั วานอ- มิเตอร์จะเกิดข้ึนขณะเคลื่อนแท่งแม่เหล็กถาวรเขา้ และออกจากขดลวดตวั นาเท่าน้นั ถ้าหยุดการ เคลื่อนที่แท่งแม่เหล็กถาวร เข็มกลั วานอมิเตอร์จะไม่บ่ายเบนช้ีที่ตาแหน่ง 0 แสดงให้เห็นว่าการ เกิดแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนา เกิดข้ึนไดจ้ ากการเหนี่ยวนาระหวา่ งสนามแมเ่ หล็กและขดลวดตวั นา การหาทิศทางแรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนา เกิดข้ึนในขดลวดตวั นาหาได้ดว้ ย กฎมือขวา ของเฟลมมิง (Fleming's Right Hand Rule) ซ่ึงกล่าวไวว้ า่ ใหก้ างนิ้วหวั แม่มือ นิ้วช้ี และนิ้วกลาง ของมือขวาให้ต้งั ฉากซ่ึงกนั และกนั ทิศทางนิ้วหวั แม่มือจะช้ีทิศทางการเคล่ือนที่ของขดลวดตวั นา ทิศทางนิ้วช้ีจะช้ีทิศทางการเคลื่อนท่ีของเส้นแรงแม่เหล็กจากข้วั เหนือไปข้วั ใต้ และทิศทางนิ้วกลาง จะช้ีทิศทางการเกิดแรงดนั ไฟฟ้า (และกระแสไฟฟ้าไหล) การเกิดแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนา และ กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนาแสดงดว้ ยกฎมือขวาของเฟลมมิง แสดงดงั รูปท่ี 1.4 ทิศทางการเคลื่อนท่ีของเสน้ ลวดตวั นา ทิศทางการเคลื่อนท่ีของสนามแมเ่ หลก็ เส้นลวดตวั นา ทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า SN. Nครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 18 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั การไหลของกระแสไฟฟ้าเหน่ียวนา รูปท่ี 1.4 การเกิดแรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนาและกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนาแสดงดว้ ยกฎมือขวาของเฟลมมิ่ง 1.2.2 แรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนา แรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาที่เกิดข้ึนในขดลวดตวั นา ขณะเคล่ือนท่ีตดั ผ่านสนามแม่เหล็ก สามารถเปลี่ยนแปลงค่าได้ โดยข้ึนอยกู่ บั ค่าตวั แปรต่าง ๆ หลายค่าท่ีเก่ียวขอ้ งกนั เขียนออกมาในรูป สมการไดด้ งั น้ี e = Blv (V) ………….. (1-1) เม่ือ e = แรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนาเกิดข้ึนในขดลวด มีหน่วยเป็นวลต์ (V) B = ความหนาแน่นของสนามแม่เหล็ก มีหน่วยเป็นเวเบอร์/ ตารางเมตร (Wb/m2) l = ความยาวของขดลวด มีหน่วยเป็น เมตร (m) v = ความเร็วในการเคลื่อนท่ีของขดลวดตดั ผา่ นสนามแม่เหลก็ มีหน่วยเป็ น เมตร/วนิ าที (m/s) ตัวอย่างท่ี 1.1 ขดลวดตวั นายาว 35 m เคล่ือนท่ีดว้ ยความเร็ว 20 m/s ตดั ผ่านสนามแม่เหล็กท่ีมี ความหนาแน่น 0.85 Wb/m2 จงหาค่าแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาที่เกิดข้ึนในขดลวดตวั นา วธิ ีทา จากสูตร e = Blv เมื่อ e = ? B = 0.85 Wb/m2 l = 35 m v = 20 m/s แทนคา่ e = 0.85 Wb/m2 × 35 m × 20 m/s = 595 V ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 19 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ตอบ แรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาเทา่ กบั 595 โวลต์ ตัวอย่างที่ 1.2 ขดลวดตวั นาเคล่ือนที่ดว้ ยความเร็ว 10 m/s เคลื่อนที่ตดั ผา่ นสนามแม่เหล็กที่มีความ หนาแน่น 0.5 Wb/m2 เกิดแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาข้ึนในขดลวดตวั นา 220 V จงหาความยาวของ ขดลวดตวั นาท่ีใช้ วธิ ีทา จากสูตร e = Blv หรือ l = e Bv เมื่อ l = ? e = 220 V B = 0.5 Wb/m2 V = 10 m/s แทนคา่ l = 220V = 44 m 0.5 Wb/m2×10m/s ตอบ ความยาวของขดลวดตวั นาเทา่ กบั 44 เมตร 1.2.3 หลกั การกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั จากรูปท่ี 1.5 แสดงส่วนประกอบของเครื่ องกาเนิดไฟฟ้าเบ้ืองต้น ซ่ึงขนาดของ แรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนาข้ึนอยู่กบั มุมในการหมุนตวั นาเคล่ือนท่ีตดั กบั สนามแม่เหล็กทิศทางเป็ น วงกลม (หมุนรอบตวั ) ซ่ึงเป็นหลกั เบ้ืองตน้ ของเครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั ข้วั แม่เหล็ก สลิปริง S. N เมเจอร์ ว ขดลวดอาร์เมเจอร์แม่เหลก็ แม่เหล็ ก ครูอุบลรัตน32์ ม1ณ0ีม1ยั 23 แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี - G+ กลั วานอมิเตอร์

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 20 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั แปรงถ่าน รูปทป่ี 1ร.5ิง ส่วนประกอบเครื่องกาเนิดไฟฟ้าเบ้ืองตน้ เมเจอร์ ว 1.2.3.1 ส่วนประกแอมบ่เเคหรล่ือก็ งกาเนิดไฟฟ้าเบือ้ งต้น 1. ข้วั แม่เหล็ก มี 2 ข้ัว คือ ข้ัวเหนือ (N) และข้ัวใต้ (S) สนามแม่เหล็กจะมี ทิศทางจากข้วั เหนือไปข้วั ใต้ 2. ขดลวดตวั นาท่ีหมุนตดั กบั สนามแม่เหล็กเรียกว่าขดลวดตวั นาอาร์เมเจอร์ (Armature) ปลายของอาร์เมเจอร์ตอ่ อยกู่ บั สลิปริง (Slipring) สองวง ซ่ึงจะหมุนไปพร้อมกบั ขดลวด มีแปรงถ่านแตะอยกู่ บั สลิปริง เพ่อื นากระแสไฟฟ้าเหน่ียวนาท่ีเกิดข้ึนในขดลวดไปวงจรภายนอก 1.2.3.2 การเกดิ ไฟฟ้ากระแสสลบั เบือ้ งต้น 1 0.5 0 -0.5 0° 90° 180° 270° 360° -1 ก. ตาแหน่งที่ 1 มุม 0 ข. แรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาเป็ น 0 V รูปที่ 1.6 ตาแหน่งการหมุนของขดลวดตวั นาท่ีมุม 0 จากรู ปที่ 1.6 เม่ือขดลวดอยู่ในตาแหน่ งมุม 0 ขดลวดวางต้ังฉากกับ สนามแม่เหล็กจึงขนานกบั สนามแม่เหล็กทาให้ส่วนของขดลวดไม่ไดต้ ดั กบั สนามแม่เหล็กเลย จึง ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 21 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ไม่เกิดแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาข้ึนทาให้ไม่มีกระแสไฟฟ้าเหน่ียวนาไหลผา่ นวงจรภายนอก เข็มของ กลั วานอมิเตอร์จะช้ีท่ี 0 1 0.5 0 -0.5 0° 90° 180° 270° 360° -1 ก. ตาแหน่งท่ี 2 มุม 90 ข. แรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาจาก 0 ถึงสูงสุด รูปที่ 1.7 ตาแหน่งการหมุนของขดลวดตวั นาจากมุม 0  ถึงมุม 90 จากรูปที่ 1.7 เม่ือขดลวดหมุนเคลื่อนที่จากตาแหน่งมุม 0 ไปถึงมุม 90 ส่วน ของขดลวด จะตดั กับสนามแม่เหล็กเพิ่มข้ึนเรื่อย ๆ และจะตดั กบั สนามแม่เหล็กมากท่ีสุดท่ีจุด ก่ึงกลางข้วั แมเ่ หล็ก ท่ีมุม 90 นนั่ คือระหวา่ งมุม 0 ถึง 90 จะเกิดแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาจาก 0 ถึง ค่าสูงสุด (ทางบวก) เป็ นผลทาให้แรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาระหวา่ งแปรงถ่านท้งั สองเท่ากบั ผลบวกของแรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนาของขดลวด ส่วนกระแสไฟฟ้าท่ีเกิดข้ึน และไหลผา่ นไปยงั วงจร ภายนอกน้นั จะเปลี่ยนแปลงเหมือนกบั การเปล่ียนแปลงของแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาเช่นเดียวกนั ซ่ึง แสดงใหเ้ ห็นดว้ ยรูปคล่ืน 1 0.5 0 -0.5 0° 90° 180° 270° 360° -1 ก. ตาแหน่งที่ 3 มุม 180 ข. แรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาลดลงจากสูงสุดเป็น 0 V ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 22 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั รูปที่ 1.8 ตาแหน่งการหมุนของขดลวดตวั นาจากมุม 90 ถึงมุม 180 จากรูปท่ี 1.8 เม่ือขดลวดหมุนเคลื่อนที่จากมุม 90 ไปมุม 180 ขดลวดท้งั สองดา้ นจะ ขนานกบั สนามแม่เหล็ก แรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาจะลดลงจนถึงคา่ 0 และกระแสไฟฟ้ากล็ ดลง เช่นกนั 1 90° 180° 270° 360° 0.5 0 -0.5 0° -1 ก. ตาแหน่งที่ 4 มุม 270 ข. แรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาเพม่ิ จาก 0 ถึงสูงสุดซีกลบ รูปที่ 1.9 ตาแหน่งการหมุนของขดลวดตวั นาจากมุม 180 ถึงมุม 270 จากรูปที่ 1.9 เม่ือขดลวดเคลื่อนที่จากมุม 180 ไปเป็ นมุม 270 ขดลวดจะเคล่ือนท่ีตดั กบั สนามแม่เหล็กมากข้ึน และมากที่สุดที่จุดก่ึงกลางข้วั ทามุม 270 น่ันคือระหว่าง 180 ถึง 270 จะเกิดแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาจากคา่ 0 ถึงค่าสูงสุดทางซีกลบ 1 0.5 0 -0.5 0° 90° 180° 270° 360° -1 ก. ตาแหน่งที่ 5 มุม 360 ข. แรงดนั ไฟฟ้าลดลงจากสูงสุดซีกลบเป็น 0 V ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 23 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั รูปที่ 1.10 ตาแหน่งการหมุนของขดลวดตวั นาจากมุม 270 ถึงมุม 360 จากรูปท่ี 1.10 เมื่อขดลวดเคล่ือนที่ต่อไปจนถึงจุดเริ่มตน้ อีกคร้ัง ตวั นาเคล่ือนท่ีหมุน ตดั กบั สนามแม่เหล็กครบ 1 รอบ คือ 0 - 360 และแรงดนั ไฟฟ้าก็จะลดลงมาเร่ือย ๆ จนมีค่าเป็ น 0 V ส่วนกระแสไฟฟ้าท่ีเกิดข้ึนและไหลผา่ นในวงจรภายนอกจะเปลี่ยนแปลงเหมือนแรงดนั ไฟฟ้า เหน่ียวนา เช่นกนั การเคล่ือนของขดลวดตวั นาหมุนตดั กบั สนามแมเ่ หลก็ ครบหน่ึงรอบหมายถึงการ เคลื่อนที่ครบหน่ึงรอบ (1 Cycle) ของไฟฟ้ากระแสสลบั พอดีนนั่ เอง 1.3 สัญญาณรูปคล่ืนไซน์ คล่ืนไซน์เป็ นสัญญาณคล่ืนไฟฟ้ากระแสสลบั ท่ีประกอบข้ึนดว้ ยคล่ืนสัญญาณไซน์ซีกบวก และคลื่นสัญญาณไซน์ซีกลบท่ีเหมือนกนั และมีค่าเท่ากนั ในการวเิ คราะห์ค่าสัญญาณต่าง ๆ ของ คลื่นไซน์ทาไดเ้ หมือนกนั ท้งั 2 ซีก เม่ือหาค่าสัญญาณคลื่นไซน์ซีกใดซีกหน่ึง ก็สามารถทราบค่า สัญญาณซีกท่ีเหลือไดใ้ นคุณลกั ษณะเช่นเดียวกนั ส่วนประกอบหลกั ที่สาคญั ของคลื่นไซน์ % 1 100 7603..76 Vav, Iav Vrms, Irms VP, IP 0 90° 180° 270° 360° q VP-P, IP-P -100 1 - รูปที่ 1.11 ค่าสัญญาณรูปคล่ืนไซน์ 1.3.1 รอบ คาบเวลา และความถี่ ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 24 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั 1.3.1.1 1 รอบ (Cycle) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของรูปคล่ืนของกระแสหรือแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ครบ 1 รอบ หรือ 1 รูปคลื่นพอดี จะมีสัญญาณบวกและลบอยา่ งละคร่ึง 1.3.1.2 คาบเวลา (Period) หมายถึง ช่วงเวลาที่เกิดรูปคลื่นครบ 1 รอบ หรือ 1 Cycle พอดี หรือระยะเวลาที่รูปคล่ืนเกิดการเปลี่ยนแปลงจากจุดเร่ิมตน้ จนถึงจุดสิ้นสุด ก่อนท่ีจะเร่ิมตน้ เกิดการเปลี่ยนแปลงในรอบใหม่ เรียกวา่ 1 คาบเวลา (Period) คาบเวลาใชส้ ัญลกั ษณ์ T มีหน่วย เป็นวนิ าที (Second ; s) แตใ่ นทางปฏิบตั ิโดยทว่ั ไปอาจจะใชห้ น่วยที่มีขนาดเล็กลง ไดแ้ ก่ Milli Second (ms) หรือ Micro Second (µs) ดงั รูปท่ี 1.12 T = 1 (s) ………….. (1-2) f เม่ือ T = คาบเวลา มีหน่วยเป็นวนิ าที (s) f = ความถ่ี มีหน่วยเป็นเฮริตซ์ (Hz) 11 t(ms) (T) (T) รูปท่ี 1.12 รอบ และ คาบเวลาของรูปคล่ืนไซน์ ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 25 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั 1.3.1.3 ความถี่ (Frequency) หมายถึง จานวนรอบของรูปคลื่นสญั ญาณไฟฟ้า กระแสสลบั ท่ีเกิดข้ึนซ้ากนั ในเวลา 1 วนิ าที ความถ่ีใชส้ ญั ลกั ษณ์ f มีหน่วยเรียกวา่ เฮริตซ์ (Hz) คาบเวลาและความถ่ีจะมีความสมั พนั ธ์กนั ดงั รูปที่ 1.13 เนื่องจากในระยะเวลา 1 วินาที จะมีความถี่เกิดข้ึนเท่ากบั f ไซเกิล ดงั น้ัน 1 ทุก ๆ ไซเกิลจะใชค้ าบเวลา (T) เท่ากบั f วนิ าที ซ่ึง 1 เฮริตซ์ = 1 รอบต่อวนิ าที f = 1 (Hz) ………….. (1-3) T เม่ือ f = ความถ่ี มีหน่วยเป็นเฮริตซ์ (Hz) T = คาบเวลา มีหน่วยเป็นวนิ าที (s) 1 11 1 50 tt 11 1 (ก) 1 รอบตอ่ วนิ าที = 1 เฮริตซ์ (ข) 2 รอบ ต่อวนิ าที = 2 เฮริตซ์ (ค) 50 รอบ ต่อวนิ าที = 50 เฮริตซ์ รูปที่ 1.13 ความถี่เม่ือวดั ในหน่วยเฮริตซ์ ตวั อย่างที่ 1.3 จงหาค่าความถี่ของรูปคลื่นกระแสแสดงดงั รูปท่ี 1.14 ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 26 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั I(A) 20 10 0 12 34 t(hs) -10 56 -20 T รูปที่ 1.14 หาค่าความถี่ของรูปคลื่นกระแส วธิ ีทา ระยะเวลาที่กระแสเคล่ือนที่ครบหน่ึงรอบหรือ 1 ไซเกิลพอดี คือ 4 hs เพราะฉะน้ัน ระยะเวลา 1 คาบหรือคาบเวลา คือ T = 4 hs ดงั น้นั ความถ่ีซ่ึงมีคา่ เป็นส่วนกลบั ของคาบเวลา คือ จากสูตร f = 1 T 1 แทนคา่ f = 4hs = 0.25 GHz หรือ 250 MHz ตอบ ความถี่เทา่ กบั 0.25 จิกกะเฮริตซ์ หรือ 250 เมกกะเฮริตซ์ ตวั อย่างที่ 1.4 จงหาค่าความถ่ีของรูปคลื่นเมื่อคาบเวลามีค่าเท่ากบั (ก) 1.5 ms (ข) 50 hs (ค) 3 µs (ง) 16.67 ms วธิ ีทา (ก) เมื่อ T = 1.5 ms จากสูตร f = 1 T ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 27 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั แทนค่า f = 1 = 0.667 kHz หรือ 667 Hz 1.5ms ตอบ ความถี่เท่ากบั 0.667 กิโลเฮริตซ์ หรือ 667 เฮริตซ์ (ข) เมื่อ T = 50 hs จากสูตร f = 1 T 1 แทนคา่ f = 50hs = 20 MHz ตอบ ความถ่ีเทา่ กบั 20 เมกกะเฮริตซ์ (ค) เม่ือ T = 3 µs จากสูตร f = 1 T 1 แทนค่า f = 3s = 333.33 kHz ตอบ ความถี่เทา่ กบั 333.33 กิโลเฮริตซ์ (ง) เม่ือ T = 16.67 ms จากสูตร f = 1 T 1 แทนคา่ f = 16.67ms = 0.059 kHz หรือ 59.9 Hz ตอบ ความถี่เท่ากบั 59.9 เฮริตซ์ ตวั อย่างท่ี 1.5 จงหาคาบเวลาของรูปคล่ืนเมื่อความถี่มีคา่ เทา่ กบั (ก) 256 Hz (ข) 15 MHz (ค) 50 Hz (ง) 20 kHz วธิ ีทา (ก) เม่ือ f = 256 Hz ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 28 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั จากสูตร T = 1 f แทนค่า T = 1 = 3.91 ms 256 Hz ตอบ คาบเวลาเทา่ กบั 3.91 ms (ข) เมื่อ f = 15 MHz จากสูตร T = 1 แทนค่า T = f 1 = 66.67 hs 15 MHz ตอบ คาบเวลาเท่ากบั 66.67 hs (ค) เมื่อ f = 50 Hz จากสูตร T = 1 f แทนคา่ T= 1 = 20 ms 50 Hz ตอบ คาบเวลาเทา่ กบั 20 ms (ง) เมื่อ f = 20 kHz จากสูตร T = 1 แทนคา่ T = f 1 20 KHz = 0.05 ms หรือ 50 s ตอบ คาบเวลาเท่ากบั 0.05 ms หรือ 50 s ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 29 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั 1.3.2 มุมและความสัมพนั ธ์กบั การเขียนรูปคล่ืนไซน์ 1.3.2.1 ความเร็วเชิงมุม (Angular velocity) การที่ลวดตวั นาหมุนไปในสนามแม่เหล็กสามารถอธิบายวิธีการคานวณหา ขนาดของแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาได้ โดยใช้รูปวงกลม ดงั รูปท่ี 1.15 (ก) ซ่ึงแบ่งย่อยให้แต่ละมุม เท่ากบั 30 องศา ส่วนรูปที่ 1.15 (ข) จะแบ่งสเกลแนวนอนให้แทนค่าของมุมเป็ นองศา (q) หรือ เรเดียน (Radian ; rad) โดยท่ีขนาดของแรงดนั ท่ีมุมใด ๆ จะหมายถึงระยะห่างระหวา่ งเส้นต้งั ฉากท่ี ลากจากแกนนอนจนสัมผสั กบั ผวิ ของวงกลม ตวั อยา่ งเช่น e (t) = Em sin q (V) ………….. (1-4) เมื่อ e (t) = แรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาชวั่ ขณะที่เกิดข้ึนในลวดตวั นา มีหน่วยเป็นโวลต์ (V) Em = คา่ สูงสุดของแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนา มีหน่วยเป็นโวลต์ (V) 1204° 930° 2 60° 13 1505° 0.866 2 4 6 1 30° 0.5 1 5 180° 210°7 60 240°8 30 12 6 270 360 12( ) 90 180 0, 360° 0 11330° -0.5 7 11 9 13000° -0.866 8 10 270° -1 19 (ก) (ข) รูปที่ 1.15 แสดงขนาดแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาที่มุมใด ๆ ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 30 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ตารางที่ 1.1 แสดงคา่ แรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ชว่ั ขณะที่เกิดข้ึนกบั รูปไซน์ ตามมุมการเคลื่อนท่ี ตา่ ง ๆ ใน 1 รอบของการหมุน0 Point Value Point Value 0 sin 0 = 0 7 sin 210 = -0 .5 1 sin 30 = 0.5 8 sin 240 = -0.866 2 sin 60 = 0.866 9 sin 270 = -1 3 sin 90 = 1 10 sin 300 = -0.866 4 sin 120 = 0.866 11 sin 330 = -0 .5 5 sin 150 = 0 .5 12 sin 360 = 0 6 sin 180 = 0 - - การที่ลวดตวั นาหมุนไปในสนามแม่เหล็กถือว่าเป็ นการเคล่ือนที่ด้วยความเร็ว เชิงมุม () ดงั น้ัน แรงดนั ที่เกิดข้ึนจึงแปรผนั โดยตรงกบั ความเร็วในการเคล่ือนท่ีของลวดตวั นา ตัดกับเส้นแรงแม่เหล็ก ความเร็วเชิงมุม จึงหมายถึงอัตราการหมุนรอบวงกลม มีหน่วยเป็ น เรเดียนต่อวินาที (Radian Per Second ; rad/s) เน่ืองจากการหมุนในแต่ละรอบ ดงั รูปท่ี 1.15 จะมีค่า เท่ากบั 360 องศา หรือเท่ากบั 2 เรเดียน (อ่านวา่ สองพายเรเดียน) และเมื่อ f คือ ความถี่ของการ หมุนรอบวงกลม  = 2f (rad/s) ………….. (1-5) เม่ือ  = ความเร็วเชิงมุม (rad/s) มีหน่วยเป็นเรเดียนตอ่ วนิ าที (rad/s)  = ค่าคงท่ี มีคา่ เท่ากบั 22/7 หรือประมาณ 3.14 f = ความถี่ มีหน่วยเป็นเฮริตซ์ (Hz) เนื่องจากความเร็วเชิงมุมเป็ นอตั ราการหมุนที่ทาให้ค่ามุม (q) เปลี่ยนแปลงไปใน เวลา (Time) แต่ละวนิ าที (Second ) นน่ั คือ = q t ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 31 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั หรือ q = t (rad) ………….. (1-6) ………….. (1-7) เม่ือ q = มุม มีหน่วยเป็นเรเดียน (rad) t = เวลา มีหน่วยเป็นวนิ าที (s) ดงั น้นั ค่าแรงดนั ที่มุมใด ๆ จึงมีค่าเท่ากบั e (t) = Em sinq (V) หรือ e (t) = Em sint ตวั อย่างท่ี 1.6 จงหาความเร็วเชิงมุม (ก) sin 200 t (ข) ความถ่ีเท่ากบั 25 kHz (ค) 1 คาบเวลาของรูปคล่ืนไซน์มีค่าเท่ากบั 16 µS วธิ ีทา (ก) sin 200 t จากสูตร q = t = 200 t แทนค่า  = 200 rad/s ตอบ ความเร็วเชิงมุม เท่ากบั 200 rad/s (ข) ความถ่ีเท่ากบั 25 kHz จากสูตร  = 2f แทนคา่  = 225 kHz = 157,079.633 rad/s ตอบ ความเร็วเชิงมุม เท่ากบั 157,079.633 rad/s ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 32 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั (ค) 1 คาบเวลาของรูปคลื่นไซน์มีคา่ เท่ากบั 16 µS จากสูตร F = 1 t 1 แทนคา่ F = 16 s = 62.5 kHz จากสูตร  = 2f แทนคา่  = 262.5 kHz = 392,699.08 rad/s ตอบ ความเร็วเชิงมุม เทา่ กบั 392,699.08 เรเดียนต่อวนิ าที 1.3.2.2 การเปลย่ี นหน่วยระหว่างองศากบั เรเดยี น ในทางปฏิบตั ิ  มกั จะใช้หน่วยเรเดียนต่อวินาที โดยท่ีเรเดียน (Radians ; rad) และองศา (Degrees ; deg) มีความสัมพนั ธ์ดงั สมการ 2 เรเดียน = 360 องศา หรือ 2 rad = 360 ใน 1 rad = 360 = 57.296 2 ในรูปที่ 1.16 (ก) ไดอ้ อกแบบให้เห็นระหวา่ งหน่วยเรเดียนและองศาเช่นเดียวกนั กบั รูป 1.16 (ข) ช่วงรอบของรูปคลื่นไซน์จะเร่ิมท่ี 0 - 360 หรือ 0 - 2 rad และช่วงคร่ึงรอบจะเริ่ม ท่ี 0 - 180 หรือ 0 -  rad เม่ือ  = 3.1415956535...ในการคานวณจะใชค้ ่า  ≅ 3.14 เรเดียนเป็ นมุมท่ีเกิดข้ึนเม่ือส่วนโคง้ ของเส้นรอบวงมีความยาวเท่ากบั รัศมีของ วงกลม ใชส้ าหรับวดั มุมทางไฟฟ้า 1 rad = 360 ………….. (1-8) 2 หรือ 1 rad = 180  2 1 = 360 ………….. (1-9) ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 33 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั หรือ 1 =  180 2 0 () 0 90/2° 180° 3270/°2 3260° ( ) 360° (ก) 360 = 2 rad (ข) สเกลยาว 1 รอบในหน่วยเรเดียนและองศา รูปที่ 1.16 ความสัมพนั ธ์ของหน่วยองศาและเรเดียน ตัวอย่างท่ี 1.7 จงแปลงมุมองศาใหเ้ ป็นมุมเรเดียน (ก) 130 (ข) -45 (ค) 510 วธิ ีทา (ก) 130 แทนค่า 130  2 = 2.268 rad 360 หรือ 130   = 2.268 rad 180 ตอบ แปลงมุมองศาใหเ้ ป็ นมุมเรเดียน เท่ากบั 2.268 เรเดียน (ข) -45 แทนค่า -45  2 = -0.785 rad 360 ตอบ แปลงมุมองศาใหเ้ ป็ นมุมเรเดียน เท่ากบั -0.785 เรเดียน ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 34 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั (ค) 510 แทนคา่ 510  2 = 8.901 rad 360 ตอบ แปลงมุมองศาใหเ้ ป็ นมุมเรเดียน เท่ากบั 8.901 เรเดียน ตวั อย่างท่ี 1.8 จงแปลงมุมเรเดียนใหเ้ ป็นมุมองศา (ก) -4.712 rad (ข) 10.5 rad (ค) -0.785 rad วธิ ีทา (ก) -4.712 rad แทนคา่ -4.712  360 = -269.9 2 = -269.9 หรือ -4.712  180  ตอบ แปลงมุมเรเดียนใหเ้ ป็นมุมองศา เท่ากบั -269.9 องศา (ข) 0.5 rad แทนค่า 0.5  360 = 90 2 ตอบ แปลงมุมเรเดียนใหเ้ ป็นมุมองศา เท่ากบั 90 องศา (ค) -0.785 rad แทนค่า -0.785  360 = -44.977 2 ตอบ แปลงมุมเรเดียนใหเ้ ป็นมุมองศา เท่ากบั -44.977 องศา 1.3.3 ค่าสูงสุด (Maximum Value หรือ Peak Value ) ค่าสูงสุด นิยมเรียกอีกอยา่ งหน่ึงวา่ คา่ ยอดคล่ืน หมายถึง คา่ ที่อยตู่ าแหน่งสูงสุดหรือยอด สุดของรูปคล่ืนไซน์ใน 1 ไซเกิลจะประกอบด้วยค่าสูงสุดจานวน 2 ค่า คือ ค่าสูงสุดทางบวก (ที่มุม 90 องศา) และค่าสูงสุดทางลบ (ที่มุม 270 องศา) มี 2 ชนิด คือ ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 35 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั 1. รูปคล่ืนแรงดนั ไฟฟ้าสูงสุด จะเขียนแทนดว้ ยสัญลกั ษณ์ Emaxหรือ Em หรือ Ep ดงั รูป ท่ี 1.17ถา้ หากเป็ นคา่ ทางซีกบวกจะเขียนเป็ น Em+ หรือ Ep+ และทางซีกลบจะเขียนเป็ น Em- หรือ Ep- 2. รูปคลื่นกระแสไฟฟ้าสูงสุด จะเขียนแทนดว้ ยสัญลกั ษณ์ Imax หรือ Im หรือ Ip ดงั รูป ท่ี 1.17 ถา้ หากเป็ นค่าทางซีกบวกจะเขียนเป็ น Im+ หรือ Ip+ และทางซีกลบจะเขียนเป็ น Im- หรือ Ip- E (V) Em+ 0 90 180 270 360 t Em- รูปท่ี 1.17 ค่าสูงสุดหรือคา่ ยอดคลื่นของรูปคลื่นไซน์ ตวั อย่างที่ 1.9 รูปคลื่นไซนด์ งั รูปท่ี 1.18 ค่าแรงดนั ไฟฟ้าสูงสุด Em มีค่าเท่าไร E (V) 12 6 0 5 10 15 20 t (ms) -6 -12 รูปท่ี 1.18 จงหาคา่ แรงดนั ไฟฟ้าสูงสุด Em ของรูปคลื่นไซน์ วธิ ีทา จากสูตร Em = 12 V ตอบ คา่ แรงดนั ไฟฟ้าสูงสุด เท่ากบั 12 โวลต์ ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 36 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั 1.3.4 ค่าจากยอดถึงยอด (Peak to Peak Value) ค่าจากยอดถึงยอด หมายถึง คา่ ท่ีวดั จากยอดคล่ืนดา้ นซีกบวกจนถึงยอดคล่ืนดา้ นซีกลบ ของรูปคล่ืน โดยทว่ั ไปจะนิยมเขียนแทนดว้ ย Ep-p หรือ Ip-p E (V) Ep+ Ep-p 0 t (ms) 5 10 15 20 Ep- รูปที่ 1.19 ค่าจากยอดถึงยอดของรูปคล่ืนไซน์เมื่อคาบเวลา (T) เทา่ กบั 20 ms นนั่ คือ EP-P = (Ep+) + ( Ep-) EP-P = 2 Ep (V) ………….. (1-10) และ Ip-p = 2 Ip (A) ………….. (1-11) ตัวอย่างท่ี 1.10 รูปคล่ืนไซนด์ งั รูปท่ี 1.20 ค่าแรงดนั ไฟฟ้าจากยอดถึงยอด Ep-p มีค่าเท่าไร E(V) 10 5 0 5 10 t (ms) 15 20 -5 -10 รูปท่ี 1.20 หาค่าแรงดนั ไฟฟ้าจากยอดถึงยอดของรูปคลื่น ครูอบุ ลรัตน์ ไซน์ แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่ มณีมยั

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 37 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั วธิ ีทา จากสูตร Ep-p = 2 Em เมื่อ Em = 10 V แทนคา่ Ep-p = 2  10 V Ep-p = 20 V ตอบ ค่าแรงดนั ไฟฟ้าจากยอดถึงยอด เท่ากบั 20 โวลต์ 1.3.5 ค่าชั่วขณะ (Instantaneous Value) คา่ ชว่ั ขณะ หมายถึง ขนาดของแรงดนั หรือกระแสไฟฟ้าเมื่อพิจารณา ณ เวลาใดเวลา หน่ึง คา่ ชวั่ ขณะมกั จะเขียนแทนดว้ ยอกั ษรภาษาองั กฤษตวั พิมพเ์ ล็กเทียบกบั เวลาใดๆ เช่น e(t) หรือ i(t) จากรูปที่ 1.21 กาหนดให้ e(t) = คา่ แรงดนั ไฟฟ้าชว่ั ขณะใดขณะหน่ึง มีหน่วยเป็นโวลต์ (V) i(t) = ค่ากระแสไฟฟ้าชวั่ ขณะใดขณะหน่ึง มีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A) สมการแรงดนั ไฟฟ้าชวั่ ขณะของรูปคลื่นไซน์ e(t) = Em sinq (V) ………….. (1-12) หรือ e(t) = Em sint เมื่อ e(t) = แรงดนั ไฟฟ้าชว่ั ขณะใดขณะหน่ึง มีหน่วยเป็นโวลต์ (V) Em = ค่าแรงดนั ไฟฟ้าสูงสุด มีหน่วยเป็นโวลต์ (V) q = มุม มีหน่วยเป็น องศา ()  = ความเร็วเชิงมุม มีหน่วยเป็น เรเดียน/วนิ าที (rad/s) t = เวลา มีหน่วยเป็น วนิ าที (s) และสมการกระแสไฟฟ้าชวั่ ขณะของรูปคลื่นไซน์ i(t) = Im sinq (A) ………….. (1-13) ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 38 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั หรือ i(t) = Im sint เม่ือ i(t) = แรงดนั ไฟฟ้าชว่ั ขณะใดขณะหน่ึง มีหน่วยเป็น แอมแปร์ (A) Im = คา่ แรงดนั ไฟฟ้าสูงสุด มีหน่วยเป็น แอมแปร์ (A) q = มุม มีหน่วยเป็น องศา ()  = ความเร็วเชิงมุม มีหน่วยเป็น เรเดียน/วนิ าที (rad/s) t = เวลา มีหน่วยเป็น วนิ าที (s) e1 e2 t3 q, t 0 t1 t2 e3 รูปท่ี 1.21 คา่ ชวั่ ขณะใด ๆ ของรูปคล่ืนไซน์ ตวั อย่างที่ 1.11 ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั มีกระแสไฟฟ้าสูงสุด 10 A จงหาค่ากระแสไฟฟ้าชว่ั ขณะ ใดขณะหน่ึงท่ีมุม 30 วธิ ีทา จากสูตร i(t) = Im sinq เม่ือ Im = 10 A = 30 q แทนค่า i(t) = 10 A  sin30 = 10 A  0.5 i(t) = 5 A ตอบ กระแสไฟฟ้าชวั่ ขณะใดขณะหน่ึงที่มุม 30 องศา เท่ากบั 5 แอมแปร์ . ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 39 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ตวั อย่างที่ 1.12 ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั มีกระแสไฟฟ้าสูงสุด 10 A ความถ่ีของวงจร เทา่ กบั 50 Hz จงหาค่ากระแสไฟฟ้าชว่ั ขณะใดขณะหน่ึงที่เวลา 10 ms วธิ ีทา จากสูตร i(t) = Im sint  = 2f เม่ือ Im = 10 A t = 10 ms f = 50 Hz แทนค่า  = 2 3.14  50 Hz = 314 rad/s t = 314 rad/s 10 ms = 3.14 rad = 3.14  360 = 180 2 i(t) = 10 A  sin 180 = 10  0 = 0 A ตอบ กระแสไฟฟ้าชวั่ ขณะใดขณะหน่ึงที่เวลา 10 ms เท่ากบั 0 แอมแปร์ 1.3.6 ค่าเฉลย่ี สัญญาณคลื่นไซน์ (Average Value) ค่าเฉลี่ย หมายถึง ค่าที่ไดจ้ ากผลรวมค่าชวั่ ขณะ แต่ละค่าหารดว้ ยจานวนคร้ังท้งั หมด ใชส้ ญั ลกั ษณ์ Eav (สาหรับค่าเฉล่ียของแรงดนั ) และ Iav (สาหรับค่าเฉล่ียของกระแส) สาหรับคา่ เฉลี่ย ของรูปคลื่นไซน์ จะมีค่าเท่ากนั ท้งั ไซเกิลบวกและไซเกิลลบ ดงั น้นั ค่าเฉล่ียของรูปคลื่นไซน์ใน 1 ไซเกิล จะมีค่าเท่ากบั ศูนย์ (Eav = 0) ในทางปฏิบตั ิจึงไม่มีการคานวณค่าเฉลี่ย ในที่น้ีจะพิจารณา เฉพาะไซเกิลบวกเท่าน้นั ส่วนไซเกิลลบจะพจิ ารณาในลกั ษณะเดียวกนั จากรูปที่ 1.22 เม่ือแบง่ พ้นื ท่ีไดเ้ ส้นโคง้ ออกเป็นส่วนเลก็ ๆ ขนาดส่วนละ 5 องศา รวมท้งั หมด 36 ส่วนจะไดส้ มการดงั น้ี e1  e2  e3  ...e26 Eav = 36 นนั่ คือ e1 = Em sin 5 = 0.0872 Em e2 = Em sin 10 = 0.1736 Em ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 40 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั รูปที่ 1.22 แสดงการหาคา่ เฉลี่ยของรูปคล่ืนไซน์ (เฉพาะไซเกิลลบ) e3 = Em sin 15 = 0.2588 Em . e36 = Em sin 180 = 0 ดงั น้นั Eav = 0.0872Em  0.1736Em  0.2588Em  0 36 = 0.636 Em นอกจากน้ี อาจจะคานวณโดยใชค้ ณิตศาสตร์ข้นั สูงที่เรียกวา่ แคลคูลสั (Calculas) ซ่ึงจะทาให้ คานวณไดง้ ่ายข้ึน ดงั น้ี Eav = 1  E m sinq dq   0 Eav = 0.636 Em (V) ………….. (1-14) และ Iav = 0.636 Im (A) ………….. (1-15) ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 41 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ตวั อย่างท่ี 1.13 ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั แรงดนั ไฟฟ้าสูงสุดมีค่าเทา่ กบั 16 V จงหาแรงดนั ไฟฟ้าเฉลี่ย วธิ ีทา จากสูตร Eav = 0.636 Em เมื่อ Em = 16 V แทนคา่ Eav = 0.636  16 V Eav = 10.176 V ตอบ แรงดนั ไฟฟ้าเฉลี่ย เท่ากบั 10.176 โวลต์ ตวั อย่างท่ี 1.14 จากรูปคล่ืนท่ีกาหนดให้ จงหาคา่ กระแสไฟฟ้าเฉล่ียของรูปคล่ืนไซน์ ณ เวลา 4 ms I (A) 1 0 24 t (ms) 6 -1 รูปท่ี 1.23 หาคา่ กระแสไฟฟ้าเฉลี่ยของรูปคลื่นไซน์ ณ เวลา 4 ms วธิ ีทา จากสูตร Iav = 0.636 Im เมื่อ Im = 1 A แทนคา่ Iav = 0.6361 A = 0.636 A ตอบ กระแสไฟฟ้าเฉลี่ย เท่ากบั 0.636 แอมแปร์ 1.3.7 ค่าทว่ี ดั ได้หรือค่าใช้งาน (Root Mean Square Value ; rms) ค่าท่ีวดั ไดห้ รือคา่ ใชง้ าน (Root Mean Square Value ; rms) หมายถึง คา่ ที่ไดจ้ ากการ ถอดรากท่ีสองของกาลงั สองเฉล่ียของแรงดนั หรือกระแส ใชส้ ญั ลกั ษณ์ Ermsหรือ Irms โดยจะเป็ นค่า ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 42 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ใชง้ านที่ก่อใหเ้ กิดกาลงั งานท่ีแน่นอนท่ีโหลดในรูปของการสูญเสีย (Power Loss) ค่า rms มีชื่อ เรียกอีกอยา่ งหน่ึงวา่ ค่าประสิทธิผล (Effective Value) แต่ส่วนใหญ่จะนิยมเรียกวา่ คา่ rms มากกวา่ และเนื่องจากเป็ นคา่ ใชง้ านที่ใชก้ นั ทวั่ ไป จึงเขียนแทน Erms และ Irms ดว้ ย E และ I ตามลาดบั จาก รูปที่ 1.24 จะไดส้ มการดงั น้ี Erms = Em sin2 5  sin2 10  sin2 15  sin2 180 36 = 0 .70 7 Em ถา้ หากนาวธิ ีแคลคูลสั (Calculas) มาช่วยคานวณจะไดส้ มการ ดงั น้ี Erms = 1 2 (E sin q) 2 dq = Em 2 2  m 0 Erms = 0 .707 Em (V) ………….. (1-16) และ Irms = 0 .707 Im (A) ………….. (1-17) รูปท่ี 1.24 คา่ ที่วดั ไดห้ รือคา่ ใชง้ าน ของรูปคล่ืนไซน์ ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 43 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ตวั อย่างที่ 1.15 จงหาคา่ เฉล่ียและค่าใชง้ านของรูปคลื่นไซน์ ต่อไปน้ี I(mA) 12 6 t(s) 0 0.5 1 1.5 -6 -12 รูปท่ี 1.25 หาค่าเฉลี่ยและค่าใชง้ านของรูปคลื่นไซน์ วธิ ีทา เมื่อ Im = 12 mA จากสูตร Iav = 0.636 Im แทนค่า Iav = 0.636× (12 mA) = 7.6232 mA จากสูตร Irms = 0.707 Im แทนค่า Irms = 0.707× (12 mA) = 8.484 mA ตอบ กระแสไฟฟ้าเฉลี่ย เท่ากบั 7.6232 มิลลิแอมแปร์ กระแสไฟฟ้าค่าใชง้ าน เท่ากบั 8.484 มิลลิแอมแปร์ ตวั อย่างท่ี 1.16 จงหาคา่ เฉลี่ยและค่าใชง้ านของรูปคล่ืนไซน์ ต่อไปน้ี I(mA) 12 6 t(s) 0 -6 -12 1s 2s รูปที่ 1.26 หาคา่ เฉล่ียและค่าใชง้ านของรูปคล่ืนไซน์ ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 44 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั วธิ ีทา เมื่อ Im = 12 mA จากสูตร Iav = 0.636 Im แทนค่า Iav = 0.636× (12 mA) = 7.6232 mA จากสูตร Irms = 0.707 Im แทนคา่ Irms = 0.707× (12 mA) = 8.484 mA ตอบ กระแสไฟฟ้าเฉล่ีย เท่ากบั 7.6232 มิลลิแอมแปร์ กระแสไฟฟ้าค่าใชง้ าน เท่ากบั 8.484 มิลลิแอมแปร์ บทสรุป แรงดนั ไฟฟ้าเหน่ียวนาเกิดไดจ้ าก การที่ตวั นาเคลื่อนที่ตดั สนามแม่เหล็กหรือสนามแม่เหล็กท่ี เคล่ือนท่ีตดั ตวั นา ทิศทางของแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนา หาไดจ้ ากกฎมือขวา ขนาดของแรงดนั ไฟฟ้าเหนี่ยวนาท่ีเกิดข้ึนในตวั นา เมื่อตวั นาเคลื่อนที่ในแนวต้งั ฉาก หาไดจ้ าก สมการ e = Blv เม่ือตวั นาเคลื่อนท่ีตดั สนามแม่เหล็ก ในทุกๆ ตาแหน่งของตวั นา เราหาขนาดของแรงดัน เหน่ียวนาที่เกิดข้ึนบนตวั นาโดยเขียนสมการไดว้ า่ e(t) = Em sinq คลื่นไซน์ เป็นสัญญาณคลื่นไฟฟ้าฟ้ากระแสสลบั ท่ีประกอบข้ึนดว้ ยสัญญาณคลื่นไซน์ซีกบวก และสัญญาณคลื่นไซน์ซีกลบท่ีเหมือนกนั และมีค่าเท่ากนั ในการวิเคราะห์ค่าสัญญาณต่างๆ ของ คลื่นไซน์ทาไดเ้ หมือนกนั ท้งั การเคลื่อนท่ีขดลวดตวั นาใน 1 รอบ ทาใหเ้ กิดคลื่นไซน์ มีมุมเคลื่อนที่ เปล่ียนแปลงไปสัมพนั ธ์กบั แรงดนั ไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าสลบั คล่ืนไซน์ที่เกิดข้ึน มีปริมาณไฟฟ้าค่า ต่าง ๆ ที่เกิดข้ึนเกี่ยวข้องกับคล่ืนไซน์หลายค่า ประกอบด้วยค่ายอด (Vm , Im ) ค่ายอดถึงยอด (VP-P, IP-P) ค่าเฉลี่ย (Vav, Iav) ค่า rms (Vrms, Irms) รอบคลื่น คาบเวลา และความถี่ ค่าเหล่าน้ีมีผลต่อ การทางานในวงจรไฟฟ้ากระแสกระสลบั และการคานวณหาค่า ความเร็วเชิงมุม คือจานวนองศา หรือมุมท่ีรัศมีของวงกลมหมุนผา่ นไปต่อวินาที และสมการที่ใชใ้ นการหาค่าแรงดนั ชวั่ ขณะและ กระแสชว่ั ขณะจะได้ ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 45 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั e(t) = Em sinq = Em sint = Em sin2ft i(t) = Im sinq = Im sint = Im sin2ft กจิ กรรมการเรียนรู้ กจิ กรรมในห้องเรียน 1. ให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม ๆ ละ 3 คน พร้อมให้นักเรียนร่วมกันศึกษาเน้ือหา หน่วยท่ี 1 เร่ือง พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั จากเอกสารประกอบการเรียนในรายวิชา วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั รหสั 2105-2003 2. ใหน้ กั เรียนแตล่ ะกลุ่มร่วมกนั ปฏิบตั ิใบงานท่ี 1 ตามหวั ขอ้ ที่กาหนด 3. คดั เลือกตวั แทนกลุ่มในการสรุปผล และร่วมกนั ตอบขอ้ ซกั ถามในหอ้ งเรียน 4. ประเมินผลการปฏิบตั ิงานของผเู้ รียนดา้ น จิตพสิ ัย พุทธิพสิ ยั และทกั ษะพสิ ยั กจิ กรรมนอกห้องเรียน 1. ใหน้ กั เรียนทาแบบฝึกหดั หน่วยที่ 1 2. ทบทวนเน้ือหาท่ีเรียนแลว้ และศึกษาคา้ ควา้ เน้ือหาความรู้ท่ีจะเรียนในคร้ังต่อไป ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 46 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั บรรณานุกรม ชดั อินทะสี. วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั . กรุงเทพฯ : ซีเอด็ ยเู คชน่ั จากดั (มหาชน), 2541. ธารงศกั ด์ิ หมินกา้ หรีม. วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั . กรุงเทพฯ : ศูนยห์ นงั สือเมืองไทย, 2556. นิตยา ลาทอง. วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั . กรุงเทพฯ : วงั อกั ษร, 2557. พนั ธ์ศกั ด์ิ พฒุ ิมานิตพงศ,์ สถาพร จารัสเลิศลกั ษณ์ และสุรชาติ ช่ืนพชิ ยั . วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั . กรุงเทพฯ : ศูนยส์ ่งเสริมวชิ าการ, 2559. มงคล ธุระ. วงจรไฟฟ้าเบือ้ งต้น (ภาคปฏบิ ัติ) 2. กรุงเทพฯ : สานกั พิมพโ์ ครงการสนบั สนุนเทคนิค อุตสาหกรรม สมาคมส่งเสริมเทคโนโลยี (ไทย-ญี่ป่ ุน), 2543. มนตรี ประชารัตน์. วงจรไฟฟ้า กระแสสลบั AC ELECTRIC CIRCUITS. กรุงเทพฯ : ศูนยส์ ่งเสริมอาชีวะ, 2560 . ไมตรี วรวฒุ ิจรรยากุล. ทฤษฎวี งจรไฟฟ้าเล่ม 3. กรุงเทพฯ :พลชยั , 2540 ไมตรี วรวฒุ ิจรรยากุล. ทฤษฎวี งจรไฟฟ้าเล่ม 3. กรุงเทพฯ :พลชยั , 2540 วชั รี ป่ิ นทอง. ทฤษฎวี งจรไฟฟ้ากระแสสลบั . กรุงเทพฯ : เอมพนั ธ์, 2544. สายณั ต์ ชื่นอารมณ์. วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั . กรุงเทพฯ : พฒั นาวชิ าการ, 2559. ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 47 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ใบแบบฝึ กหดั หน่วยที่ 1 วชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั รหัส 2105-2003 สัปดาห์ที่ 1 ช่ือหน่วย พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั จานวน 4 ชั่วโมง ชื่องาน พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ช่ือผู้ปฏิบัติงาน...................................................................... ช้ัน ปวช.1 กล่มุ ...............เลขท.ี่ .......... ***************************************************************************************** คาชี้แจง 1. แบบฝึกหดั แบง่ ออกเป็ น 2 ตอน รวม 20 คะแนน ตอนที่ 1 แบบฝึกหดั อตั นยั ชนิดเติมคา จานวน 10 ขอ้ ๆ ละ 0.5 คะแนน รวม 5 คะแนน ตอนที่ 2 แบบฝึกหดั อตั นยั ชนิดแสดงวธิ ีทา จานวน 5 ขอ้ ๆ ละ1 คะแนน รวม 5คะแนน 2. ใหใ้ ชเ้ ครื่องคานวณได้ 3. ใชเ้ วลาในการทาแบบฝึกหดั 30 นาที ***************************************************************************************** ตอนที่ 1 แบบฝึกหดั อตั นยั ชนิดเติมคา จานวน 10 ขอ้ ใหน้ กั เรียนเขียนคาตอบทุกขอ้ จงคานวณหาคา่ ที่กาหนดใหแ้ ละเติมคาลงในช่องวา่ งใหถ้ ูกตอ้ ง ขอ้ ท่ี ค่าสูงสุด ค่ายอดถึงยอด ค่าที่ใชง้ าน ค่าเฉลี่ย ค่ามุมเฟส ค่าชวั่ ขณะ 60  1 15 A 45 30  2 250 V 75 ความเร็วเชิงมมุ 3 40 0 V 20 0 4 30 V มมุ เรเดียน ขอ้ ท่ี คาบเวลา ความถ่ี 6.28 5 50 mS 6 7 10 0 Hz 8 1 ms ขอ้ ท่ี มุมองศา 9 45 10 ครูอบุ ลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 48 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ตอนที่ 2 แบบฝึกหดั อตั นยั ชนิดเติมคา จานวน 10 ขอ้ จงอธิบายและเติมคาลงในช่องวา่ งใหถ้ ูกตอ้ งสมบูรณ์ 1. ค่าสูงสุดหมายถึง………………………………………………………………………………... แทนดว้ ย………………………………………………….มีหน่วยเป็น…………………………... 2. คา่ ยอดถึงยอดหมายถึง………………………………………………………………………... หาค่าไดจ้ ากสูตร…………………………………………มีหน่วยเป็น…..…………………………. 3. คา่ ชวั่ ขณะหมายถึง……………………………………………………………………………... หาค่าไดจ้ ากสูตร…………………………………………มีหน่วยเป็น…..…………………………. 4. คา่ ท่ีวดั ไดห้ มายถึง………………………………………………….…………………………... หาคา่ ไดจ้ ากสูตร………………………………………….มีหน่วยเป็น…………………………... 5. คา่ เฉลี่ยหมายถึง………………………………………………….…………………………... หาคา่ ไดจ้ ากสูตร………………………………………….มีหน่วยเป็น…………………………... 6. รอบหมายถึง………………………………………………..….…………………………... 7. คาบเวลาหมายถึง………………………………………………..….…………………………... หาคา่ ไดจ้ ากสูตร………………………………………….มีหน่วยเป็น………………………… 8. ความถี่หมายถึง…………………………………………………….…………………………... หาไดจ้ ากสูตร…………………………………………….มีหน่วยเป็น…………………..………... 9. ความเร็วเชิงมุมหมายถึง………….………………………………….…………………………... หาไดจ้ ากสูตร…………………………………………….มีหน่วยเป็น…………………..……….... 10. การเปล่ียนมุมองศาเป็ นมุมเรเดียนไดจ้ ากสูตร………………………….…………………….… การเปลี่ยนมุมเรดียนเป็ นมุมองศาไดจ้ ากสูตร………………………….…………………….… ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 49 หน่วยที่ 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ใบเฉลยแบบฝึ กหดั หน่วยที่ 1 วชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสสลบั รหสั 210 5-20 0 3 สัปดาห์ท่ี 1 ชื่อหน่วย พ้นื ฐานไฟฟ้ากระแสสลบั จานวน 4 ชั่วโมง ช่ืองาน พ้นื ฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ชื่อผ้ปู ฏบิ ตั ิงาน...................................................................... ช้ัน ปวช.1 กลุ่ม...............เลขท.ี่ .......... ***************************************************************************************** คาชี้แจง 1. แบบฝึกหดั แบ่งออกเป็ น 2 ตอน รวม 20 คะแนน ตอนท่ี 1 แบบฝึกหดั อตั นยั ชนิดเติมคา จานวน 10 ขอ้ ๆ ละ0 .5 คะแนน รวม 5 คะแนน ตอนท่ี 2 แบบฝึกหดั อตั นยั ชนิดแสดงวธิ ีทา จานวน 5 ขอ้ ๆ ละ1 คะแนน รวม 5คะแนน 2. ใหใ้ ชเ้ คร่ืองคานวณได้ 3. ใชเ้ วลาในการทาแบบฝึกหดั 30 นาที ***************************************************************************************** ตอนท่ี 1 แบบฝึกหดั อตั นยั ชนิดเติมคา จานวน 10 ขอ้ ใหน้ กั เรียนเขียนคาตอบทุกขอ้ จงคานวณหาค่าที่กาหนดให้และเติมคาลงในช่องวา่ งใหถ้ ูกตอ้ ง ขอ้ ท่ี ค่าสูงสุด ค่ายอดถึงยอด คา่ ท่ีใชง้ าน ค่าเฉล่ีย ค่ามุมเฟส ค่าชวั่ ขณะ 60  12.99 A 1 15 A 30 A 10 .60 A 9.54 A 45 176.77 V 30  314.46 V 2 250 V 50 0 V 176.75 V 159 V 75 40 .98 V ความเร็วเชิงมุม 3 628.93 V 1,257.86 V 444.65 V 40 0 V 125.66 rad/s 20 0 rad/s 4 42.43 V 84.86 V 30 V 26.98 V 628.31 rad/s 6283.18 rad/s ขอ้ ที่ คาบเวลา ความถี่ มุมเรเดียน 5 50 ms 20 Hz 0 .78 6.28 6 31.41 ms 31.83 Hz 7 10 ms 10 0 Hz 8 1 ms 1 kHz ขอ้ ท่ี มุมองศา 9 45 10 359.81 ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบ่ี

วชิ าวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (2105-2003) 50 หน่วยท่ี 1 พ้ืนฐานไฟฟ้ากระแสสลบั ตอนที่ 2 แบบฝึกหดั อตั นยั ชนิดเติมคา จานวน 10 ขอ้ จงอธิบายและเติมคาลงในช่องวา่ งใหถ้ ูกตอ้ งสมบูรณ์ 1. คา่ สูงสุดหมายถึง ค่าที่อยตู่ าแหน่งสูงสุดหรือยอดสุดของรูปคลื่นไซน์ ประกอบดว้ ยค่าสูงสุดทาง ลบ และคา่ สูงสุดทางบวก แทนดว้ ย Em , Imหรือ EP , IP มีหน่วยเป็ น V , A 2. คา่ ยอดถึงยอดหมายถึง ค่าที่วดั ไดจ้ ากยอดคล่ืนซีกบวกถึงยอดคลื่นซีกลบของรูปคล่ืน หาค่าไดจ้ ากสูตร EP-P = 2 EP , IP-P = 2 IP มีหน่วยเป็ น V , A 3. ค่าชวั่ ขณะหมายถึง ขนาดของแรงดนั หรือกระแสไฟฟ้าเม่ือพิจารณาท่ีเวลาใดเวลาหน่ึง หาคา่ ได้ จากสูตร e(t) = Emsin q , i(t) = Imsin q หรือ e(t) = Emsin t , i(t) = Imsin t มีหน่วยเป็ น V , A 4. ค่าที่วดั ไดห้ มายถึง ค่าท่ีไดจ้ ากการถอดรากที่สองของกาลงั สองเฉลี่ยเป็นคา่ ใชง้ านจริงของ แรงดนั หรือกระแส หาค่าไดจ้ ากสูตร Erms = 0 .70 7Em , Irms = 0 .70 7Im มีหน่วยเป็ น V , A 5. คา่ เฉลี่ยหมายถึง คา่ ท่ีไดจ้ ากผลรวมคา่ ชวั่ ขณะ แต่ละค่าหารดว้ ยจานวนคร้ังท้งั หมด หาคา่ ไดจ้ ากสูตร Eav = 0 .636Em , Iav = 0 .636Im มีหน่วยเป็ น V , A 6. รอบหมายถึง การเปลี่ยนแปลงของรูปคล่ืนกระแสหรือแรงดนั ครบ 1 รอบ หรือ 1 รูปคล่ืน 7. คาบเวลาหมายถึง ช่วงเวลาท่ีเกิดรูปคลื่นครบ 1 รอบ หรือ 1 รูปคลื่นพอดี หาค่าไดจ้ ากสูตร T = 1 มีหน่วยเป็ น วนิ าที (s) f 8. ความถี่หมายถึง จานวนรอบของรูปคล่ืนสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลบั ที่เกิดข้ึนซ้ากนั ใน 1 วนิ าที 1 หาไดจ้ ากสูตร f = T มีหน่วยเป็น เฮริตซ์ (Hz) 9. ความเร็วเชิงมุมหมายถึง อตั ราการหมุนรอบวงกลม ท่ีทาใหค้ ่ามุม q เปลี่ยนแปลงไปในแต่ละ วนิ าที หาไดจ้ ากสูตร  = 2f มีหน่วยเป็น rad/s 10 . การเปล่ียนมุมองศาเป็นมุมเรเดียนไดจ้ ากสูตร 1 = 2 หรือ 1 =  360 180 360 180 การเปลี่ยนมุมเรดียนเป็ นมุมองศาไดจ้ ากสูตร 1 rad = 2 หรือ 1 rad =  ครูอุบลรัตน์ มณีมยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์ วทิ ยาลยั เทคนิคกระบี่