อิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น

เครื่องใชไ้ ฟฟ้าต่างๆ ท่ีอานวยความสะดวกในปัจจุบนั อย่างเชน่ โทรทศั น์ คอมพวิ เตอร์โทรศพั ท์ ตเู้ ย็น ฯลฯ เคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าท้งั หมดทไ่ี ด้ กลา่ วถงึ น้ี ตา่ งกม็ ีอุปกรณเ์ ป็ นอเิ ลก็ ทรอนิกส์เป็ นส่วนประกอบอยภู่ ายใน เพอื่ ให้ สามารถทางานไดอ้ ย่างมีประสิทธิภาพ อปุ กรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทีนักเรียนตอ้ งศึกษาข้นั พน้ื ฐานน้นั ไดแ้ ก่ ตวั ตา้ นทาน ตวั เกบ็ ประจุ ไดโอด LED ทรานซสิ เตอร์ รายระเอยี ดของอุปกรณท์ ่ี ตอ้ งศึกษา จะไดศ้ กึ ษาในหวั ขอ้ ตอ่ ไป

ตวั ต้านทาน (Resistor) ตวั ตา้ นทานเป็ นอปุ กรณ์ อิเลก็ ทรอนิกส์ชนิดหน่ึงท่ีมีสมบตั ใิ น การ ตา้ นการไหลของกระแสไฟฟ้า โดยทวั่ ไปแบ่งเป็ น 3 ประเภท ไดแ้ ก่

1) ตวั ต้านทานคงท่ี ( Fixed Value Resistor ) เป็ นตวั ตา้ นทานท่มี ีคา่ ความตา้ นทานของการไหลของ กระแสไฟฟา้ คงท่ี มีสัญลกั ษณ์ที่ใช้ ในวงจร คอื ซ่งึ สามารถอ่านคา่ ความตา้ นทานไดจ้ ากแถบสีที่คาด อยบู่ นตวั ความตา้ นทาน มีหน่วย เป็ นโอห์ม ( Ω )

2) ตัวต้านทานที่เปลย่ี นค่าได้ ( Variable Value Resistor ) เป็ นตวั ตา้ นทานท่เี มอ่ื หมนุ แกนของตวั ตา้ นทาน แลว้ ค่าความตา้ นทานจะ เปลย่ี นแปลงไป นิยมใชใ้ นการ ควบคุมคา่ ความต่างศักย์ไฟฟ้า ( Voltage ) ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น การเพมิ่ – ลดเสียงในวทิ ยหุ รือ โทรทศั น์ เป็ นตน้ สญั ลกั ษณท์ ี่ใชใ้ น วงจร คอื

3) ตัวต้านทานไวแสง หรือ แอลดีอาร์ ( LDR ) ย่อมาจาก Light Dependent Resistor เป็ นตวั ตา้ นทานปรับค่าได้ โดยคา่ ความตา้ นทานข้นึ อยกู่ บั ปริมาณแสงทต่ี กกระทบ ถา้ แสงท่ีตกกระทบมีปริมาณมาก LDR จะมคี ่าความตา้ นทานต่า ซ่งึ สัญลกั ษณ์ที่ใช้ ในวงจร คอื

ตัวเกบ็ ประจุ (Capacitor) ตวั เก็บประจเุ ป็ นอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์ชนิดหน่ึงท่ีทาหนา้ ที่สะสมประจุไฟฟา้ หรือ คายประจไุ ฟฟา้ ใหก้ บั วงจรหรืออุปกรณอ์ ืน่ ๆ

ตวั เกบ็ ประจุบางชนิดจะมขี ้วั คอื ข้วั บวก และข้วั ลบ ดงั น้นั การตอ่ ตวั เกบ็ ประจุในวงจร ตอ้ งตอ่ ใหถ้ ูกข้วั และตอ้ งทราบคา่ ของตวั เกบ็ ประจุดว้ ยวา่ เหมาะสมกบั วงจรอิเลก็ ทรอนิกส์น้นั ๆ หรือไม่ ซ่ึงค่าความจุของตัวเกบ็ ประจุจะมีหน่วยเป็ นฟารัด ( Farad ) ใช้ตวั อกั ษรย่อคอื F แต่ตวั เกบ็ ประจุทใี่ ช้กนั ทว่ั ไปมกั มี หน่วยเป็ นไมโครฟารัด ( µ F ) ซ่ึง 1 F มคี ่าเท่ากบั 10 6 µ F ตวั เกบ็ ประจุมีดว้ ยกนั หลายแบบหลายขนาด แต่ละแบบจะมคี วาม เหมาะสมกบั งานท่ีแตกตา่ งกนั ตวั เกบ็ ประจุโดยทวั่ ไปแบ่งเป็ น 2 แบบ ไดแ้ ก่

1) ตวั เกบ็ ประจุชนิดค่าคงที่ ( Fixed Value Capacitor ) เป็ นตวั เก็บประจุทไี่ ดร้ ับการ ผลติ ใหม้ ีค่าคงท่ี ไมส่ ามารถเปลีย่ นแปลงคา่ ความจไุ ด้แตจ่ ะปรับคา่ ความจใุ ห้ เหมาะสมกบั วงจรไดโ้ ดยนาตวั เกบ็ ประจุหลายๆ ตวั มาต่อกนั แบบขนานหรือ อนุกรม สญั ลกั ษณข์ องตวั เก็บประจุชนิดคา่ คงท่ี ในวงจรจะเป็ น หรือ

2 ) ตัวเก็บประจุเปล่ียนค่าได้ ( Variable Value Capacitor ) เป็ น ตวั เก็บ ประจทุ ่ี สามารถปรับค่า ความจุได้ โดยทว่ั ไปมกั ใชใ้ นวงจร ปรับแตง่ สัญญาณทางอิเล็กทรอนิกส์ หรือพบในเคร่ืองรับวทิ ยซุ ่งึ ใชเ้ ป็ น ตวั เลอื กหาสถานีวทิ ยุ ตวั เกบ็ ประจุ ชนิดน้ีส่วนมากเป็ นตวั เก็บประจุ ชนิดใชอ้ ากาศเป็ นสาร

ไดอิเลก็ ทริกและการปรับคา่ จะทาไดโ้ ดยการหมนุ แกน ซ่งึ มโี ลหะหลายแผน่ อย่บู น แกนน้นั เมื่อหมนุ แกนแผน่ โลหะจะเลือ่ นเขา้ หากนั ทาให้คา่ ประจุเปล่ยี นแปลง สญั ลกั ษณ์ของตวั เก็บประจเุ ปล่ียนคา่ ไดใ้ นวงจรจะเป็ น หรือ

ไดโอด(Diode) ไดโอดเป็ นอุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส์ที่ทาจากสารก่งึ ตวั นา ช่วยควบคุมให้ กระแสไฟฟา้ จากภายนอกไหลผา่ นไดท้ ิศทางเดียว และป้องกนั กระแสไฟฟา้ ไหล ยอ้ นกลบั จากอุปกรณป์ ระเภทขดลวดต่างๆ

ไดโอดประกอบดว้ ยข้วั 2 ข้วั คือ แอโนด ( Anode : A )ต้องต่อกับถ่านไฟฉาย ข้ัวบวก ( + ) และแคโทด ( Cathode : K ) ต้องต่อกบั ถ่านไฟฉายข้วั ลบ ( - ) การ ตอ่ ไดโอเขา้ กบั วงจรตอ้ งต่อให้ถูกข้วั ถา้ ต่อผดิ ข้วั ไดโอดจะไมย่ อมใหก้ ระแสไฟฟ้า ไหลผา่ น ทาให้เครื่องใชไ้ ฟฟา้ ทางานในวงจรไม่ไดซ้ ่งึ สญั ลกั ษณข์ องไดโอดใน วงจรไฟฟา้ เป็ น ไดโอดบางชนิดเมือ่ มกี ระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นจะใหแ้ สงสวา่ งออกมา เราเรียกวา่ ไดโอดเปล่งแสง หรือ แอลอดี ี ( LED) ซ่งึ ย่อมาจาก Light Emitting Diode และมี สัญลกั ษณ์ในวงจรเป็ น

จากภาพจะเห็นวา่ LED มขี ายื่นออกมาสองขา ขาทส่ี ้ันกวา่ คือ ข้วั แคโทด (ข้วั ลบ) และขาทย่ี าวกวา่ คือ ข้วั แอโนด (ข้วั บวก) ไดโอดเปล่งแสงน้ีมลี กั ษณะคลา้ ยๆ หลอดไฟเลก็ ๆ กนิ ไฟน้อย และนิยมนามาใชง้ านอยา่ งกวา้ งขวาง เช่น ไฟกะพริบ ตามเสียงเพลง ไฟหน้าปัดรถยนต์ ไฟเตอื นในเครื่องใชไ้ ฟฟ้าต่างๆ ไฟที่ใชใ้ นการ แสดงตวั เลขของเครื่องคดิ เลข เป็ นตน้

ทรานซิสเตอร์ (Transistor) ทรานซสิ เตอร์เป็ นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกสท์ ท่ี าจากสารก่งึ ตวั นา ทรานซิสเตอร์แตล่ ะชนิดจะมี 3 ขา ไดแ้ ก่ ขาเบส ( Base : B ) ขาอิมติ เตอร์ ( Emitter : E ) ขาคอลเล็กเตอร์ ( Collector : C ) หากแบ่งประเภทของ ทรานซิสเตอร์ตามโครงสร้างของสารที่นามาใชจ้ ะแบ่งได้ 2 แบบ คอื

1) ทรานซิสเตอร์ชนิด พีเอ็นพี ( PNP ) มสี ัญลักษณ์ในวงจรเป็ น เป็ นทรานซิสเตอร์ท่ีจ่ายไฟเข้าท่ีขาเบสให้มีความต่างศักย์ต่ากว่าขาอมิ ิตเตอร์ 2) ทรานซิสเตอร์ชนิด เอน็ พเี อ็น ( NPN ) มีสัญลกั ษณ์ในวงจรเป็ น เป็ นทรานซิสเตอร์ที่จ่ายไฟเข้าท่ีขาเบสให้มคี วามต่างศักย์สูงกว่าขาอมิ ติ เตอร์

ทรานซสิ เตอร์เป็ นอปุ กรณ์ซ่ึงถูกควบคมุ ด้วยกระแสไฟฟ้าทผ่ี ่่านขา B หรือเรียกว่า กระแสเบส นน่ั คือ เม่ือกระแสเบสเปลยี่ นแปลงเพยี ง เลก็ น้อยกจ็ ะทาให้กระแสไฟฟ้าในขา E (กระแสอมิ ติ เตอร์) และ กระแสไฟฟ้าในขา C (กระแสคอลเลก็ เตอร์) เปลยี่ นแลงไปด้วย ซึ่งทาให้ ทรานซิสเตอร์ทาหน้าทเี่ ป็ นสวติ ช์ปิ ดหรือเปิ ดวงจร

โดยถา้ ไม่มีกระแสไฟฟา้ ผา่ นขา B ก็จะทาให้ไมม่ กี ระแสไฟฟา้ ผา่ นขา E และ C ดว้ ย ซ่งึ เปรียบเสมอื นปิ ดไฟ (วงจรเปิ ด) แต่ถา้ ใหก้ ระแสไฟฟา้ เพยี งเล็กน้อยผา่ นขา B จะสามารถควบคุมกระแสไฟฟ้าที่มากกวา่ ใหผ้ า่ นทรานซิสเตอร์แลว้ ผา่ นไปยงั ขา E และผา่ นไปยงั อุปกรณ์อื่นทีต่ ่อจากขา C

การต่อวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ การต่อตัวต้านทาน

การต่อตวั ตา้ นทานเขา้ ไปในวงจรไฟฟ้าจะทาใหม้ ปี ริมาณกระแสไฟฟา้ ที่ไหล ผา่ นในวงจรลดลง โดยสังเกตไดจ้ ากความสวา่ งของหลอดไฟ และจานวนชอ่ งที่ เข็มเบนไปของแอมมิเตอร์ทล่ี ดน้อยลงซ่งึ การต่อตวั ตา้ นทานเขา้ ไปในวงจรน้ันไม่ ตอ้ งคานึงถงึ ข้วั หรือปลายขาของตวั ตา้ นทาน ดงั น้นั เมื่อตอ่ วงจรโดยสลบั ปลายขา ของตวั ตา้ นทาน หลอดไฟจงึ สวา่ งไดเ้ หมือนเดิมและนบั จานวนชอ่ งที่เข็มเบนไป ไดเ้ ท่าเดมิ

การต่อตวั เกบ็ ประจุ การเกบ็ ประจุ

การตอ่ ตวั เก็บประจุน้ัน จะมีแถบสีขาว เขยี นสัญลกั ษณ์เป็ นเครื่องหมาย (-) เคร่ืองหมายลบ บอกใหท้ ราบวา่ ขาของตวั เกบ็ ประจุที่อยขู่ า้ งเดียวกนั กบั แถบสี ขาวน้นั เป็ นข้วั ลบ การตอ่ น้นั ตอ่ ไดท้ ้งั แบบอนุกรม และแบบขนาน การประจไุ ฟใหก้ บั ตวั เก็บประจุสามารถทาไดโ้ ดยการต่อตวั เก็บประจุเขา้ กบั วงจรไฟฟ้าอยา่ งง่าย โดยแบตเตอร่ีจะจ่ายไฟให้แก่ตวั เกบ็ ประจุ ดงั น้ันเขม็ แอมมเิ ตอร์จึง เบนไปจากเดมิ ในระยะแรกและเบนกลบั มาช้ีท่ศี นู ยใ์ นเวลาต่อมาเมอ่ื การประจสุ ิ้นสุด และจะมีประจไุ ฟฟา้ เก็บไวใ้ นตวั เก็บประจุ

การคายประจุ ถอดถ่านไฟฉายออก แลว้ นาตวั เก็บประจุมาต่อแบบอนุกรม เพอื่ ทาการคายประจุที่อยภู่ ายใน ตวั เกบ็ ประจุ

ดงั น้นั เมื่อนาตวั เกบ็ ประจุที่ประจุไฟแลว้ มาตอ่ เขา้ กบั วงจร จงึ พบวา่ เขม็ ของ แอมมิเตอร์สามารถเบนไปได้แสดงวา่ มีกระแสไฟฟา้ ไหลในวงจร แตเ่ มื่อทง้ิ ไว้ สักครู่หน่ึง ประจไุ ฟฟา้ ท่ีเก็บไวใ้ นตวั เก็บประจจุ ะคอ่ ยๆ สูญเสียไป ดงั น้ันการต่อ ตวั ตา้ นทานเขา้ ไปในวงจรไฟฟ้าซ่งึ ตอ่ กบั ตวั เกบ็ ประจุไฟแลว้ จึงเป็ นการชว่ ยใหต้ วั เก็บประจสุ ูญเสียประจุไฟฟา้ ไดช้ า้ ลง

การต่อไดโอดเปร่งแสง(LED) หลอดไฟชิด LED น้นั จะมี 2 ขา ขาหน่ึงส้นั และอีก ขาหน่ึงยาวขาท่ียาวน้นั คือข้วั บวก (+)

การต่อไดโอดเปร่งแสงหรือLEDน้ัน ตอ้ งต่อใหถ้ ูกข้วั มฉิ ะน้นั ไดโอดจะไมเ่ ปร่งแสง

ความรู้เร่ืองอุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกสเ์ บ้อื งตน้ และการตอ่ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ที่ไดศ้ กึ ษามาแลว้ น้นั สามารถนามาตอ่ วงจรเป็ นเคร่ืองใชอ้ ย่างงา่ ยๆได้ เชน่ ออด ไฟฟา้ ไฟกระพริบ เป็ นตน้ ซ่งึ สามารถนาไปใชป้ ระโยชนไ์ ดม้ ากมาย

วงจรออดไฟฟ้า อปุ กรณ์ ออดไฟฟ้า ถา่ ยไฟฉายAA 4 กอ้ น สายไฟ 1 ชุด สวติ ช์ 1 ตวั ทรานซิสเตอร์ C458 1 ตวั ตวั ตา้ นทาน 24 kΩ 1 ตวั ตวั ตา้ นทาน 3.3 kΩ 2 ตวั ตวั ตา้ นทาน 100 kΩ 1 ตวั ออดไฟฟ้า 1 ตวั

วงจรไฟกระพริบ ไฟกระพริบ อปุ กรณ์ ถ่านไฟฉายAA 4 กอ้ น สายไฟ 1 ชุด ตวั เกบ็ ประจุ 470 µ F 2 ตวั ทรานซิสเตอร์ C 458 2 ตวั ไดโอดเปร่งแสงLED 2 ตวั ตวั ตา้ นทานปรับค่าได้ 24 kΩ 2 ตวั สวติ ช์ 1 ตวั