บทที่ 1 การกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

2 ะราสาหอ้ืนเ ก็ลหเ่มแงรแน้สเงลปแนย่ีลปเรากีมอืรหก็ลหเ่มแงรแน้สเบักดัตา นวัต่ีทนอ่ืลคเอ่ืมเ ์ยดเาราฟงอขฎกกาจ ะจา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแงอขงาทศิทยดโ น้ันา นวัตนบน้ึขา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแดิกเ้หใา ทมอ่ย ู่ยองาวา นวัต่ีท นักงา่ตกตแ่ีทก็ลหเ่มแว้ัขงาวรากบัก า นวัตงอข่ีทนอ่ืลคเรากบักู่ยอน้ึข ่ีทนอ่ืลคเรากงาทศิท งละลแน้ึขา นวัตงอข า นวัต N S ก็ลหเ่มแงรแน้สเ ์รอตเิมอนาวลัก ง้ัตอืม่มแวัหว้ิน ้หใะลแกออาวขอืมงากยดโ าวขอืมฎก้ชใะจา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแงอขงาทศิทาหราก ศิท้ีชอืม่มแวัหว้ินะลแ อืมงุ้อาหา้ขเงุ่พ(N) อืนหเว้ัขกาจกอองุ่พ่ีทก็ลหเ่มแงรแน้สเ้หใดนหา กา้ถ ่ีสง้ัทว้ินบักกาฉ ยว้ดนทแะจา้ขเ้ีช่ีสง้ัทว้ินา้ถ า นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแงอขงาทศิท้ีชะจ่ีสง้ัทว้ินน้ันงัด า นวัตงอข่ีทนอ่ืลคเรากงาท กออลหไสแะรกยว้ดนทแะจกออ้ีช่ีสง้ัทว้ินา้ถะลแ า้ขเลหไสแะรก N ศิทN ศิทN รากงาท รากงาท ก็ลหเ่มแงรแน้สเ ่ีทนอ่ืลคเ ่ีทนอ่ืลคเ า นวัต อืมงุ้อาหา้ขเงุ่พ สแะรกา นวัต สแะรกา นวัต สแะรกงอขงาทศิท S กออลหไS า้ขเลหไS ยา้ซามาวขกาจ่ีทนอ่ืลคเอ่ืมเ) ค( าวขปไยา้ซกาจ่ีทนอ่ืลคเอ่ืมเ) ข( บแาวขอืมฎก) ก( ้ีนงัดา่คบักู่ยอน้ึขน้ันยอ้นอืรหกามา่คีมะจน้ึขดิกเ่ีทา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแ1.1 ่ีทปูรกาจาณราจิพอ่ืมเ (B) ก็ลหเ่มแงรแน้สเงอขน่นแานหมาวค1.3.1 () า นวัตงอขวายมาวค1.3.2 (v) ่ีทนอ่ืลคเรากนใว็รเมาวค1.3.3 น้ตน่กแ นธุส(2104-2003) บัลสสแะรกา้ฟฟไรจงว

3 า่ว้ดไปุรสงึจามวา่ลก่ีทอ้ข3 ง้ัทลผกาจ e  B v  บักบยีทเอ่ืมเมิดเกาจงลดลดานขีมา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแ้หใา ท มุมน็ปเน้ึขงยีฉเวนแนใดัตน้ันา นวัตา้ถ กาฉง้ัตวนแนใดัต N  v รากงาทศิทv /  ่ีทนอ่ืลคเS า นวัต งยีฉเวนแนใ่ีทนอ่ืลคเา นวัต1.3 ่ีทปูร e  B  v sin  (deg) ก็ลหเ่มแงรแน้สเบักดัตงยีฉเวนแนใ่ีทนอ่ืลคเ่ีทา นวัตงอขมุม อืค อ่ืมเ 0.15 น่นแานหมาวคา่คีมก็ลหเ่มแงรแน้สเนา่ผดัต่ีทนอ่ืลคเ40 cm วายง่ึนหน้สเา นวัต1.1 ่ีทงา่ยอวัต 2 บักมุมา ทงยีฉเวนแนใ่ีทนอ่ืลคเา นวัตอ่ืมเา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแณวนา คาหงจ50 m/s ว็รเมาวคยว้ดWb/m บัดา ลมาต180 ่ีทะลแ0, 60, 90, 150 มุม่ีทก็ลหเ่มแงรแน้สเ   40 cm  0.4 m ้ีนงัด ๆ งา่ตา่คดนหา ก์ยทจโ า ทีธิว v = 50 m/s ะลแB  0.15 Wb/m 2 180 ะลแ  0, 60, 90, 150 e  B  v sin  รากมสกาจ 0 e  0.4 15 . 0  50  0 sin มุม่ีท   15 . 0 0.4  0 50  e  V 0 บอต0 V บักา่ทเา่คีม0 มุม่ีทา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแ 60  e 0.4 15 . 0  sin 50 60  มุม่ีท   15 . 0 0.4  50  0.866 e  2.598 V บอต2.598 V บักา่ทเา่คีม60 มุม่ีทา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแ น้ตน่กแ นธุส(2104-2003) บัลสสแะรกา้ฟฟไรจงว

4 90  e 0.4 15 . 0  sin 50 90  มุม่ีท   15 . 0 0.4  1 50  e  V 3 บอต3 V บักา่ทเา่คีม90 มุม่ีทา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแ e (v) าศงอ0 มุม่ีทา นวัต) ก(  (deg) น่ืลนวหแงว e (v) นา่ถงรปแ าศงอ90 มุม่ีทา นวัต) ข(  (deg) e (v) าศงอ180 มุม่ีทา นวัต) ค(  (deg) e (v) าศงอ270 มุม่ีทา นวัต) ง(  (deg) e (v) าศงอ360 มุม่ีทา นวัต) จ(  (deg) า นวัตงอขา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแงาทศิท าศงอ180 า่วกยอ้นะลแาศงอ ์ยนูศา่วกกาม มุมงว่ชง่ึซ ะลแ กวบลิกเซไง่ึรคงลปแนย่ีลปเรากงว่ช า่วกยีรเอืรห กวบน็ปเ์ยกัศีมะจกออลหไสแะรกน็ปเวาขีสบถแ ดิกเะจ าศงอ360 า่วกยอ้นะลแาศงอ180 า่วกกาม มุมงว่ช กีอปไอ่ต่ีทนอ่ืลคเา นวัตดวลดขอ่ืมเ น็ปเวาขีสบถแา นวัตงอขา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแงาทศิทีม่ตแงยีพเนักวยีดเะณษกัลนใา นวย่ีนหเา้ฟฟไนัดงรแ า้ฟฟไน่ืลคปูร้หใ า ทง่ึซ บลลิกเซไง่ึรคงลปแนย่ีลปเรากงว่ช า่วกยีรเอืรหบลน็ปเ์ยกัศีมะจา้ขเลหไสแะรก า ทะจีดอพบอรง่ึนหบรคงลปแนย่ีลปเรากกาจ ีดอพาศงอ360 อืรห บอร1 บรคงลปแนย่ีลปเรากีมบัลสสแะรก ์นซไน่ืลคปูรบัลสสแะรกา้ฟฟไ ามกออน่ืลคปูร้ดไ้หใ น้ตน่กแ นธุส(2104-2003) บัลสสแะรกา้ฟฟไรจงว

5 ้ดไ้หใา ทงึจ ยว้ดปไ มุมงอขงลปแนย่ีลปเรากีม้หใา ทีดอพบอรง่ึนหบรคงลปแนย่ีลปเรากกาจ ้ีนงัด ะณขว่ัชา้ฟฟไนัดงรแ e  E m sin   I i m sin  า้ฟฟไสแะรกน็ปเอ่ืมเะลแ อืรหา้ฟฟไนัดงรแน่ืลคปูรงอข ๆ ดใาลวเ่ีทา่ค งึถยามห(Instantaneous value) ะณขว่ัชา่ค1.7.1 บลา่คะลแกวบา่คง้ัทีมง่ึซ บัลสา้ฟฟไสแะรก บัลสา้ฟฟไสแะรกอืรหา้ฟฟไนัดงรแน่ืลคปูรงอขดุสงูสา่ค งึถยามห(Maximum value) ดุสงูสา่ค1.7.2 งอขดุสงูสา่ค้ดไะจ1.5 ่ีทปูรกาจ( E ) บลงาทดุสงูสา่คบัก(+ E ) กวบงาทดุสงูสา่คอืค า่ค2 นักยว้ดู่ยอีมง่ึซ m m 270 มุม่ีทบลงาทดุสงูสา่ค90 มุม่ีทกวบงาทา้ฟฟไนัดงรแ งอขบัลสา้ฟฟไสแะรกอืรหา้ฟฟไนัดงรแน่ืลคปูรงลปแนย่ีลปเรากงว่ช งึถยามห(Cycle) บอร1.7.3 360 บรคงลปแนย่ีลปเรากอืรห ง้ัรค1 นใบลงว่ชะลแกวบงว่ช ปไน้ึข บอร1 ่ตแง้ัตบัลสา้ฟฟไน่ืลคปูรงอขงลปแนย่ีลปเราก งึถยามห(Frequency) ่ีถมาวค1.7.4 งอข่ีถมาวคอ่ตลผีม่ีทา่คง่ึซ บักา กรษกัอน็ปเf ้ชใ(Hz) ์ซตริฮเ อืรห ีทานิวอ่ตบอรน็ปเยว่นหีม ีทานิว1 นใยาภ ้ีนงัดีม บัลสา้ฟฟไน่ืลคปูร (Revolution) นุมหรากนใบอรว็รเมาวค1. (Pair of pole) ก็ลหเ่มแว้ัขู่คนวนา จ2. น็ปเามดนหา กบอรว็รเมาวคะลแว้ัขนวนา จน็ปเามดนหา กก็ลหเ่มแว้ัขว้ลแกามนว่ส(1.7) รากมสกาจ า่ว้ดไะจน้ันงัด ีทานอ่ตบอร Pn f  120 น่ืลคปูรงอขงลปแนย่ีลปเรากาลวเะยะร งึถยามห(Time period) น่ืลคงว่ชงอขาลวเะยะร1.7.5 บักา กรษกัอน็ปเT ้ชใ(s) ีทานิวน็ปเยว่นหีม บอร1 งยีพเบัลสา้ฟฟไ ีทานิว 1 าลวเ้ชใ บอรf ่ีถมาวค 1 ีทานิว าลวเ้ชใ บอร1 ่ีถมาวค f 1 T  f บอร1 บรคนุมห่ีทมลกงวงอขีมศัร่ีทมุมงอขา่ค งึถยามห(Angular velocity) มุมงิชเว็รเมาวค1.7.6 บักา ก์ณษกัลญัสน็ปเ) ากมเอโ า่วนา่อ ( ้ชใ(rad/s) ีทานิวอ่ตนยีดเรเน็ปเยว่นหีม ีทานิวอ่ต นยีดเรเ 2 มุม้ดไ บอร1 ่ีทนอ่ืลคเราก ีทานิวอ่ตนยีดเรเ 2 มุมงิชเว็รเมาวค้ดไ ีทานิวอ่ตบอร1 ่ีทนอ่ืลคเราก ะลแ ีทานิวอ่ตนยีดเรเ 2f มุมงิชเว็รเมาวค้ดไ ีทานิวอ่ตบอรf ่ีทนอ่ืลคเราก น้ันงัด น้ตน่กแ นธุส(2104-2003) บัลสสแะรกา้ฟฟไรจงว

6   2 f  บอร1 บรคนุมห นยีดเรเ2 มุม้ดไt 0  า่วรากมส้ดไมุมงิชเว็รเมาวคงอขยามหมาวคกาจ    t    t น้ันงัด e  E m sin  รากมสกาจ ้ดไะจรากมสนใงล = t า่คนทแ e  E m sin t 500 ว็รเมาวคยว้ดนุมห ว้ัข12 ก็ลหเ่มแว้ัขนวนา จีมบัลสสแะรกา้ฟฟไดินเา กงอ่ืรคเ1.2 ่ีทงา่ยอวัต รไา่ทเา่คีม่ีถมาวคr/min n  500 r/min ะลแ ว้ัขP  12 า่คดนหา ก์ยทจโ า ทีธิว Pn f  120 12 500   50 Hz 120 บอต50 Hz บักา่ทเา่คีม่ีถมาวค าหณวนา คงจ ้หใดนหา ก่ีทe  50 sin 377 t รากมสกาจ1.3 ่ีทงา่ยอวัต ดุสงูสา้ฟฟไนัดงรแา่ค. ก มุมงิชเว็รเมาวค. ข ่ีถมาวค. ค น่ืลคงว่ชงอขาลวเะยะร. ง 14 ms ะลแ1 ms าลวเ่ีทะณขว่ัชา้ฟฟไนัดงรแ. จ e  E m sin t รากมสกาจ า ทีธิว e  50 sin 377 t ้หใดนหา ก์ยทจโ่ตแ บอต50 V บักา่ทเา่คีมดุสงูสา้ฟฟไนัดงรแา่ค. ก บอต377 rad/s บักา่ทเา่คีมมุมงิชเว็รเมาวค. ข ่ีถมาวค. ค   2 f  รากมสกาจ น้ตน่กแ นธุส(2104-2003) บัลสสแะรกา้ฟฟไรจงว

7 ω 377 f  2π  2 . 3 1416 น้ันงัด f  60 Hz บอต60 Hz บักา่ทเา่คีม่ีถมาวค น่ืลคงว่ชงอขาลวเะยะร. ง 1 1 T  f  60 T  0.0166 s บอต0.0166 s บักา่ทเา่คีมน่ืลคงว่ชงอขาลวเะยะร 14 ms ะลแ1 ms าลวเ่ีทะณขว่ัชา้ฟฟไนัดงรแ. จ t  1 ms e  50 sin 377 t าลวเ่ีท e  50 sin( 377  10 1  3  )  50 sin( . 0 377 rad )  50 0.368  18.4 V บอต18.4 V บักา่ทเา่คีมt = 1 ms ่ีทะณขว่ัชา้ฟฟไนัดงรแ t  14 ms e  50 sin 377 t าลวเ่ีท e  50 sin( 377  10 14  3  )  50 sin( . 5 278 rad )   ( 50 0.844)   V 2 . 42 บอต 42.2 V บักา่ทเา่คีมt = 14 ms ่ีทะณขว่ัชา้ฟฟไนัดงรแ E = 50 V e (V) m 18.4 V 14 0 1 4.16 8.33 16.6 t (ms) 12.5  42.2 V น้ตน่กแ นธุส(2104-2003) บัลสสแะรกา้ฟฟไรจงว