หน่วยที่ 7

MEASURMENT & INSTRUMENTS หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง หน่วยที่ 7 บริดจ์ไฟสลับ เครื่องมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ 30105 1002 (ปวส.) นายวิษนุ ส่งศรี

แผนการจดั การเรยี นรทู ่ี 7 สอนครงั้ ที่ 10 เรื่อง วงจรบรดิ จไ ฟสลบั

แผนการจดั การเรียนรูที่ 7 ช่อื วิชา เคร่ืองมือวดั ไฟฟาและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส เวลาเรยี นรวม 90 ช่ัวโมง ชอ่ื หนวย วงจรบรดิ จไฟสลับ คร้ังที่ 10 ช่ือเรอ่ื ง วงจรบรดิ จไ ฟสลับ จํานวน 5 ชว่ั โมง หัวขอเรื่อง 1. จดุ ประสงคการเรยี นรู 2. บทนํา 3. วงจรบริดจม ุมเหมือน 4. วงจรบริดจแ มกซเวลล (Maxwell Bridge) 5. วงจรบรดิ จม มุ ตา ง (Opposite Angle Bridge) 6. วงจรบรดิ จวีน (Wien Bridge) 7. วงจรบริดจความถีว่ ทิ ยุ (Radio Frequency Bridge) 8. วงจรบรดิ จเ ชอรร งิ (Schering Bridge) สาระสําคัญ วงจรบรดิ จไ ฟสลบั ถกู นํามาใช เพอื่ วดั คา ความเหนย่ี วนําและคาความจุ และวงจรบรดิ จไ ฟสลับทงั้ หมดมีพื้นฐาน มาจากวงจรวตี สโตนบริดจ ซ่ึงวตี สโตนบรดิ จจ ะมคี วามเปนพเิ ศษกวา บริดจทวั่ ๆ ไป ในวงจรวตี สโตนบริดจแตล ะดา นทั้ง 4 ดา นประกอบดวยตวั ตา นทานเพียงอยางเดยี ว แตวงจรบริดจไ ฟสลบั จะประกอบดวยอิมพีแดนซท้ัง 4 ดาน มี 1 แหลงจาย แรงดันไฟสลบั และตัวตรวจจับความสมดุล ในวงจรบรดิ จท ว่ั ไป อมิ พแี ดนซส ามารถอาจจะเปน ตัวตา นทานอยางเดียวหรอื อมิ พีแดนซเชิงซอ นก็ได วงจรบริดจไ ฟสลบั ไมใชจะใชในเคร่อื งมอื วดั เพอื่ หาคา อมิ พแี ดนซทไ่ี มท ราบคาเทา นั้น วงจรเหลาน้ยี ังประยุกตใช ในระบบส่ือสารและวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกสที่ซบั ซอน วงจรบรดิ จไ ฟสลับนิยมใชในวงจรเลอื่ นเฟส ใชในสวนปอนกลบั ของวงจร ออสซลิ เลเตอรห รอื วงจรขยาย การฟลเตอรท ่ไี มตอ งการสัญญาณออกและการวัดความถ่ีของสัญญาณวิทยุ การทํางานของ วงจรบริดจจะข้นึ อยูกับการใชง านจริงเม่อื การใชง านที่แนนอน กระแสตวั ตรวจจับจะเปนศนู ยหรือทร่ี ูจกั ที่ชือ่ วานลู หรือ ความ สมดลุ จะเหน็ วา กระแสศนู ยห มายถึงไมมีคาแรงดนั ตกครอ มตัวตรวจจับ สมรรถนะหลกั (สมรรถนะประจาํ หนว ย) แสดงความรเู กีย่ วกับความรคู วามเขาใจในหลกั การทํางานและการใชงานบรดิ จไ ฟสลับ สมรรถนะยอ ย (สมรรถนะการเรียนร)ู สมรรถนะท่วั ไป (ทฤษฎ)ี 7.1 แสดงความรเู ก่ียวกบั วงจรบริดจม ุมเหมือน 7.2 แสดงความรเู กย่ี วกบั วงจรบริดจแมกซเวลล 7.3 แสดงความรเู กีย่ วกบั วงจรบรดิ จม ุมตา ง 7.4 แสดงความรูเ กี่ยวกับวงจรบริดจวีน 7.5 แสดงความรูเกี่ยวกบั วงจรบรดิ จค วามถ่ีวทิ ยุ

แผนการจดั การเรียนรทู ี่ 7 ชือ่ วิชา เคร่อื งมอื วดั ไฟฟาและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส เวลาเรยี นรวม 90 ช่ัวโมง ช่อื หนวย วงจรบรดิ จไฟสลับ คร้ังที่ 10 ชอ่ื เร่อื ง วงจรบรดิ จไ ฟสลับ จาํ นวน 5 ช่ัวโมง 7.6 แสดงความรเู กี่ยวกับวงจรบริดจเ ชอรร งิ สมรรถนะทวั่ ไป (ปฏิบตั )ิ แสดงทกั ษะในการใชง านวงจรบรดิ จไ ฟสลบั สมรรถนะท่พี งึ ประสงค (ปฏบิ ตั ิ) 7.1 แสดงทักษะการใชง านวงจรบริดจไ ฟสลับ กจิ กรรมการเรียนการสอน ในการจดั การเรยี นการสอนรายวชิ า เครื่องมือวดั ไฟฟาและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส ในหนวยการเรยี นท่ี 7 เร่อื ง วงจร บรดิ จไ ฟสลบั ไดกําหนดกจิ กรรมการเรยี นการสอนใหผ ูเ รียนเกดิ การเรยี นรโู ดยใชว ิธกี ารจดั การเรียนรูฐานสมรรถนะเชงิ รกุ (Active Learning Competency Based) รูปแบบการจัดการเรยี นรแู บบผสมผสาน (Blended Learning) ระหวางชุดฝก ทักษะการใชง านวงจรบรดิ จไ ฟสลบั รว มกับส่ือการสอนออนไลนไมโครคลิปวดี ีโอ เพอ่ื พฒั นาสมรรถนะในเร่อื ง วงจรบรดิ จ ไฟสลบั โดยมีขนั้ ตอนในการดาํ เนนิ กิจกรรมการเรยี นการสอน ดงั นี้ กิจกรรมการเรียนการสอน (สอนคร้ังท่ี 10 ) เวลา 5 ชัว่ โมง/สปั ดาห ข้ันนาํ เขา สบู ทเรยี น 1. ผสู อนตรวจความเรียบรอยของหอ งเรยี น และผูเรยี น 2. อบรมคุณธรรมจริยธรรม และใหน กั ศึกษาทําแบบทดสอบกอนเรยี น หนวยท่ี 7 ขั้นการเรียนการสอน 3. ครู :- อธิบาย จดุ ประสงคการเรยี นรู บทนาํ วงจรบรดิ จม มุ เหมือน วงจรบริดจแมกซเ วลล วงจรบรดิ จมมุ ตาง วงจรบริดจว ีน วงจรบรดิ จค วามถวี่ ิทยุ วงจรบรดิ จเชอรร ิง 4. นกั ศึกษา :- ตอบคําถามเกี่ยวกับ จุดประสงคการเรยี นรู บทนํา วงจรบรดิ จม มุ เหมอื น วงจรบรดิ จแมกซ เวลล วงจรบรดิ จม มุ ตาง วงจรบรดิ จว นี วงจรบรดิ จค วามถ่ีวทิ ยุ วงจรบริดจเ ชอรร ิง 5. ครู :- สรปุ ในสัปดาหนี้จะศกึ ษาเกย่ี วกับ วงจรบรดิ จไ ฟสลบั 6. ครบู รรยายเน้อื หาในบทเรียนเกี่ยวกบั จุดประสงคก ารเรียนรู บทนาํ วงจรบรดิ จมมุ เหมอื น วงจรบรดิ จแ มกซเ วลล วงจรบรดิ จม ุมตาง วงจรบรดิ จว ีน วงจรบรดิ จค วามถีว่ ิทยุ วงจรบรดิ จเชอรร งิ

แผนการจดั การเรยี นรูท ี่ 7 ชอ่ื วิชา เครือ่ งมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนกิ ส เวลาเรียนรวม 90 ชั่วโมง ชอ่ื หนวย วงจรบรดิ จไ ฟสลับ ครัง้ ท่ี 10 ช่อื เรอ่ื ง วงจรบริดจไฟสลับ จํานวน 5 ชั่วโมง ขนั้ สรุปและการประยุกต 7. ครแู ละนกั ศึกษารวมกันสรุปเนื้อหาในบทเรยี น 8. ครใู หนกั ศกึ ษาทาํ แบบทดสอบหลงั เรยี น หนวยท่ี 7 9. ครูใหน ักศึกษาทาํ แบบฝก หดั หนว ยท่ี 7 10. ครูตรวจผลงานการทาํ แบบฝก หัด หนวยที่ 7 11. ครแู ละนกั ศกึ ษารวมกนั ตรวจแบบทดสอบกอ น/หลังเรยี นหนวยที่ 7 สื่อการสอน 1. เอกสารประกอบการสอน 2. คลปิ YouTube เรื่อง วงจรบรดิ จไ ฟสลบั (https://www.youtube.com/watch?v=JOgIqEALhNY) 3. ใบงานท่ี 7 เรอื่ ง วงจรบรดิ จไฟสลบั งานทม่ี อบหมาย/กิจกรรม ใหนกั เรียนทาํ แบบฝกเสรมิ ทกั ษะตามใบงานทา ยหนว ยการเรยี นที่ 7 การวดั และประเมินผล วิธีการ เครือ่ งมอื เกณฑ วัดผล/ประเมินผล - ผานเกณฑร อ ยละ 70 - ทาํ แบบฝกเสริมทกั ษะ - แบบฝกเสริมทักษะทาย 1.สมรรถนะทพ่ี ึงประสงค ทายหนวย หนว ย - ผานเกณฑร อยละ 80 - ประเมินคณุ ลักษณะอนั - แบบประเมินคณุ ลกั ษณะ 2.คุณลักษณะอนั พึง พงึ ประสงค อันพึงประสงค ประสงค (Attitude)

วิชาเคร่ืองมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชา งอิเล็กทรอนิกส ใบงานที่ 7 เรื่อง การวัดกําลังไฟฟา จุดประสงค หลังจากศึกษาเร่ืองนี้แลวนักศึกษาสามารถ 1. สามารถใชงานเคร่ืองวิเคราะหกําลังไฟฟาไดอยางถูกตอง 2. วัดและคํานวณคากาํ ลังไฟฟาตาง ๆ กรณีท่ีโหลดเปน R , L และ C ได 3. วัดและคาํ นวณเพาเวอรแฟกเตอร กรณีท่ีโหลดเปน R , L และ C ได 4. เปรียบเทียบกาํ ลังไฟฟาและเพาเวอรแฟกเตอร กรณีที่โหลดเปน R , L และ C ได 5. สามารถแกเพาเวอรแฟกเตอรได 6. ใหความรวมมือในการใช การบํารุงรักษา และการจัดเก็บวัสดุอุปกรณ ชุดฝก ชุดทดลอง และเคร่ืองมือตาง ๆ 7. ปฏิบัติงานดว ยความละเอียดรอบคอบและปลอดภัย เครือ่ งมือ/อุปกรณ 1. เครื่องวิเคราะหกาํ ลังไฟฟา (Power analyzer) DIGICAL DW-735 1 เคร่ือง 2. โวลตมิเตอรกระแสสลับ 0 – 300 V 1 เครื่อง 3. แอมมิเตอรกระแสสลับ 0 – 5 A 1 เคร่ือง 4. หลอดไฟแบบไส (Incandescent lamp) ขนาด 40W, 60W และ 100W อยางละ 1 หลอด 5. มอเตอร 1 เฟส 1/4 HP 1 ตัว 6. กลองตัวเก็บประจุมาตรฐาน 1 ชุด 7. ชุดทดลองวัดกําลังไฟฟา 1 ชุด 8. สายตอวงจร 1 ชุด

วิชาเคร่ืองมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชางอิเล็กทรอนิกส ลาํ ดับข้นั การทดลอง ตอนที่ 1 กรณที โี่ หลดเปน หลอดไฟแบบไส (Incandescent lamp) ใชแทนโหลดเปนตวั ตานทาน (R) 1.1 ประกอบวงจรตามรูปที่ 7.1 cosθ Watt AC220V 40 W vAoClt Amp Load 220 V Source DIGICON DW-735 Power analyzer รูปท่ี 7.1 การวัดกาํ ลังไฟฟาเม่ือโหลดเปนหลอดไฟแบบไส 1.2 อานคาแรงดันไฟฟา กระแสไฟฟา กําลังไฟฟาเฉลี่ย กําลังไฟฟาปรากฏและเพาเวอร แฟกเตอรหรือตัวประกอบกําลัง กรณีใชโหลดเปนหลอดไฟขนาด 40W, 60W และ 100W ตามลําดับ พรอมบันทึกผลในตารางท่ี 7.1 1.3 คาํ นวณคามุมเฟส ( θ ) และกาํ ลังไฟฟาตานกลับ (Q) บันทึกผลในตารางท่ี 7.1 ตารางท่ี 7.1 กรณีที่โหลดเปนหลอดไฟแบบไส ขนาด V I P P.F. S θ Q โหลด (V) (A) (Watt) (Cos θ) (VA) (องศา) (var) 40W 60W 100W ตอนที่ 2 กรณีท่ีโหลดเปนมอเตอร (ใชแทนโหลดเปน L) 2.1 ประกอบวงจร ดังรปู ท่ี 7.2

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชางอิเล็กทรอนิกส cosθ Watt AC220V vAoClt Amp Load มอเตอร์ 1 เฟส M Source DIGICON DW-735 Power analyzer รูปที่ 7.2 การวัดกาํ ลังไฟฟาเมื่อโหลดเปนมอเตอร 2.2 อานคาแรงดัน กระแส กาํ ลังไฟฟาเฉลี่ย กาํ ลังไฟฟาปรากฏ และเพาเวอรแฟกเตอร พรอมบันทึกผลในตารางท่ี 7.2 2.3 คํานวณคามุมเฟส และกําลังตานกลับ บันทึกผลในตารางที่ 7.2 ตารางที่ 7.2 กรณีท่ีโหลดเปนมอเตอร ขนาด V I P P.F. S θ Q โหลด (V) (A) (Watt) (Cos θ) (VA) (องศา) (var) มอเตอร 1 เฟส 1/4 HP ตอนที่ 3 การแกเพาเวอรแฟกเตอร 3.1 ประกอบวงจร ดังรูปที่ 7.3 โดยใชตัวเก็บประจุ (C) ตามตารางที่ 7.3 ตอขนานกับ มอเตอร 3.2 อานคาแรงดัน กระแส กําลังไฟฟาเฉลี่ย กําลังไฟฟาปรากฏ และเพาเวอรแฟกเตอร กรณีใชตัวเก็บประจุขนาด 10 µF , 20 µF และ 30 µF (เปนตัวเก็บประจุที่ใชกับไฟฟากระแสสลับ แรงดันใชงานไมต่ํากวา 250V) ตามลาํ ดับ พรอมบันทึกผลในตารางท่ี 7.3 3.3 คํานวณคามุมเฟส ( θ ) และกําลังไฟฟาตานกลับ (Q) บันทึกผลในตารางท่ี 7.3

วิชาเครื่องมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชางอิเล็กทรอนิกส cosθ Watt vAoClt Amp Load C 1Mφ Source DIGICON DW-735 Power analyzer รูปที่ 7.3 การวัดกาํ ลงั ไฟฟาเมื่อโหลดเปนมอเตอรและตอ C คาตาง ๆ ขนานกับมอเตอร ตารางท่ี 7.3 การแกเพาเวอรแฟกเตอร โดยตอ C ขนานกับโหลด ขนาด V I P P.F. S θ Q (V) (A) (Watt) (Cos θ) (VA) (องศา) (var) ของ C 10 µF 20 µF 30 µF สรุปผลการทดลอง …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… ปญหาและขอ เสนอแนะ …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….………………………………………………………………

วิชาเคร่ืองมือวัดไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส (30105 1002) นายวิษนุ สงศรี แผนกวิชาชา งอิเล็กทรอนิกส …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… คาํ ถามทายการทดลอง 1. จากผลการทดลองคากําลังไฟฟา P, S, Q และคา P.F. ของตารางท่ี 7.1 เปนอยางไร …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… 2. จากผลการทดลองคากําลังไฟฟา P, S, Q และคา P.F. ของตารางท่ี 7.2 เปน อยางไร …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… 3. จงอธิบายวิธีการแก …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… 4. การแกเพาเวอรแฟกเตอร มีความจาํ เปนอยางไร …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….……………………………………………………………… …………………………………………………………………………….………………………………………………………………

เครื่องมือวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ 30105 1002 (ปวส.) นายวิษนุ ส่งศรี