E1 ทฤษฎีไฟฟ้าเบื้องต้น

เอกสารประกอบการสอน วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ รหสั วชิ า 2101-2005หลักสตู รประกาศนียบตั รวชิ าชพี พทุ ธศักราช 2556 หนว่ ยท่ี 1เรื่อง ทฤษฎไี ฟฟา้ เบ้ืองตน้ เรยี บเรยี งโดย นายบญุ ลือ ยง่ิ คานงึตาแหนง่ ครู วทิ ยฐานะชานาญการแผนกวิชาช่างยนต์ วทิ ยาลัยเทคนิคนครศรีธรรมราชสานกั งานคณะกรรมการการอาชวี ศกึ ษา กระทรวงศึกษาธกิ าร

2ใบเนื้อหาหน่วยท่ี 1

3 รหัสวิชา 2101-2005 ชอ่ื วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเนอ้ื หา I.S. 1-01 สอนคร้งั ที่ 1 จานวน 2 ชั่วโมง ช่ือหนว่ ย ทฤษฎไี ฟฟ้าเบ้ืองต้นสาระการเรยี นรู้ 1. การกาเนดิ กระแสไฟฟ้า 2. ตวั นาไฟฟ้า ฉนวนไฟฟา้ และตวั ต้านทานไฟฟา้ 3. ชนิดของไฟฟา้ 4. หนว่ ยวัดทางไฟฟา้ 5. แม่เหล็ก 6. กฎของโอหม์ 7. การคานวณคา่ ทางไฟฟ้า 8. วงจรไฟฟา้ พน้ื ฐาน 9. ระบบไฟฟา้ ในรถยนต์จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. บอกการกาเนดิ กระแสไฟฟา้ ได้ 2. บอกสมบตั ขิ องตัวนาไฟฟ้า ฉนวนไฟฟ้า และตวั ตา้ นทานไฟฟา้ ได้ 3. บอกชนิดของไฟฟ้าได้ 4. บอกหน่วยวัดทางไฟฟ้าได้ 5. บอกสมบตั ิของแมเ่ หลก็ ได้ 6. บอกกฎของโอห์มได้ 7. คานวณหาคา่ ทางไฟฟ้าได้ 8. อธิบายวิธกี ารตอ่ วงจรไฟฟ้าได้ 9. จาแนกระบบไฟฟ้าในรถยนตไ์ ด้

4 รหัสวชิ า 2101-2005 ช่อื วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเนอื้ หา I.S. 1-02 ชื่อหนว่ ย ทฤษฎีไฟฟ้าเบื้องต้น สอนครงั้ ท่ี 1 จานวน 2 ชั่วโมง หนว่ ยที่ 1 ทฤษฎีไฟฟ้าเบื้องต้น รถยนตท์ ุกคันในปจั จุบนั ประกอบด้วยอุปกรณ์ตา่ ง ๆ เพอื่ ใหส้ ามารถทางานได้อยา่ งตอ่ เน่ืองและมปี ระสทิ ธภิ าพซึ่งการทางานของอปุ กรณจ์ ะถูกควบคุมดว้ ยกลไกหรอื ใช้ระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมการทางาน โดยอุปกรณ์ทั้งหมดแบ่งเป็น 2 ระบบ คือ ระบบไฟฟ้าเคร่ืองยนต์ กับ ระบบไฟฟ้าตัวถังแต่ละระบบประกอบด้วย อุปกรณ์ไฟฟ้าในระบบน้ัน ๆ แหล่งจ่ายพลังงาน ตัวนาไฟฟ้า สวติ ช์ควบคุมและอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้า การทาความเข้าใจนิยามและกฎพื้นฐานทางไฟฟ้าเป็นส่ิงจาเป็นอย่างย่ิงเพราะเป็นแนวทางในการศึกหลักการทางานของอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ การต่อวงจรทางไฟฟ้าและการวิเคราะห์ปัญหาข้อขัดข้องตอ่ ไป1. การกาเนิดกระแสไฟฟ้า แหลง่ กาเนดิ กระแสไฟฟา้ (Electric Source) คอื แหลง่ กาเนิดพลังงานเพ่ือจ่ายพลงั งานไฟฟ้าให้กบัอปุ กรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ซึง่ กาเนิดขน้ึ มาจากแหลง่ กาเนิดหลายชนดิ ในการทดลองของนักวิทยาศาสตร์พบวา่วัตถุสสารหรอื ธาตุทกุ ชนดิ มโี ครงสรา้ งของอะตอมประกอบไปด้วยประจุไฟฟา้ ซึ่งสภาวะปกติของวัตถสุ สารหรือธาตเุ หล่านน้ั จะไมแ่ สดงศักย์ทางไฟฟ้าออกมาเพราะเกิดความสมดุลของประจุไฟฟา้ ในทกุ อะตอม แต่ถ้าทาใหอ้ ะตอมของวัตถุ สสารหรอื ธาตุเหลา่ นั้นเกิดความไมส่ มดลุ ขนึ้ มาจะทาให้เกิดศักยท์ างไฟฟ้าออกมาทนั ทีจึงมวี ิธกี ารที่จะทาให้เกิดพลังไฟฟา้ ไดจ้ ากแหล่งกาเนิดทแ่ี ตกต่างกัน 1.1 พนื้ ฐานของอะตอมและวงอเิ ล็กตรอน รปู ท่ี 1.1 แสดงโครงสรา้ งของอะตอม ที่มา : บุญลือ ยิง่ คานึง, 2557

5รหสั วชิ า 2101-2005 ช่อื วชิ า งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนื้อหา I.S. 1-03ชื่อหนว่ ย ทฤษฎไี ฟฟา้ เบ้ืองต้น สอนคร้งั ที่ 1 จานวน 2 ชัว่ โมง เม่อื แยกสสารใด ๆให้เปน็ ส่วนเลก็ ลงไปเร่ือย ๆ โดยทไี่ มเ่ ปลี่ยนแปลงธรรมชาติเดมิ ของมัน พบว่าสว่ นที่เลก็ ท่สี ดุ ไมส่ ามารถมองเห็นไดด้ ้วยตาเปลา่ จานวนมากเรยี กวา่ “อะตอม”ภายในอะตอม ประกอบด้วยนิวเคลยี สซ่ึงอย่ตู รงกลาง (โปรตอนรวมกบั นิวตรอน) มีอิเล็กตรอนเคล่ือนที่อยู่รอบ ๆนวิ เคลยี ส โปรตอนมีค่าประจุเป็นบวก (+) นิวตรอนมีค่าประจุเป็นกลาง (ไม่มีค่าประจุใดๆ) ส่วนอิเล็กตรอนมคี ่าประจุเปน็ ลบ (-) ว่ิงวนอยรู่ อบ ๆ นวิ เคลยี ส โดยถกู ดึงดูดด้วยแรงจากนิวเคลียส จานวนโปรตอนและอิเล็กตรอนในแตล่ ะอะตอมจะมีจานวนเทา่ กัน ดังรูปท่ี 1.1 อิเล็กตรอนทว่ี ิ่งวนอย่รู อบๆนิวเคลยี สจะมีระดบั พลงั งานแตกตา่ งกนั ข้นึ อยู่กบั ค่า n โดยที่ n เป็นเลขจานวนเตม็ 1,2,3, .. ค่าที่ต่าสดุ คือ n = 1 ระดบั พลังงานน้เี องเปน็ ตัวกาหนดวงอิเล็กตรอน (electronshell) ระดับพลงั งานของวงอิเลก็ ตรอนมีหนว่ ยเป็น อิเลก็ ตรอนโวลต์ (eV) วงที่อยใู่ กลน้ วิ เคลียสมากทสี่ ุดจะมรี ะดับพลงั งานตา่ สดุ (n = 1) วงทอี่ ยนู่ อกสุดจะมรี ะดับพลังงานสงู สุด ชอ่ื ของวงอิเลก็ ตรอนเปน็ ตวั อักษรภาษาอังกฤษเรียงกันต้ังแต่ K,L,M,N,O,P,Q โดยมรี ะดับพลังงาน (n) = 1,2,3,4,5,6 และ7 คา่ ระดับพลงั งานต่าสุดหมายถงึ พลังงานในตัวอเิ ล็กตรอนทว่ี งนนั้ ๆจะมีค่านอ้ ยทาใหเ้ มื่อต้องการท่จี ะดึงเอาอเิ ลก็ ตรอนที่วงนน้ั ออกมาจากอะตอมจะต้องใช้พลังงานมากท่สี ุด จานวนอิเล็กตรอนทีม่ ีได้มากท่ีสุดในแตล่ ะวงหรือในแตล่ ะระดบั หาได้จากสมการพลังงานมคี า่เท่า กบั 2n2 เชน่ วงท่ี 1 (n = 1) หรอื วง K จะมีอเิ ล็กตรอนได้ 2 (1) 2 = 2 ตวั ,วงท่ี 2 (n = 2) หรอื วง L จะมอี ิเลก็ ตรอน = 8 ตัว ,วงท่ี 3 จะมีอิเล็กตรอน = 18 ตัว ,วงที่ 4 จะมีอิเลก็ ตรอน = 32 ตัว , สว่ นวงท่ี 5,6,7พลงั งานจะมคี ่าไมเ่ ปน็ ไปตามสตู ร 2n2 คอื วงท่ี 5,วงที่ 6 และวงที่ 7 จะมีอเิ ลก็ ตรอนไดส้ ูงสดุ = 32,18,8 ตวัM นวิ เคลยี สLK อิเลก็ ตรอนอสิ ระ วงนอกรปู ที่ 1.2 แสดงโครงสร้างอเิ ลก็ ตรอนของทองแดง ท่ีมา : บญุ ลอื ย่ิงคานึง, 2557ตามลาดับ จานวนอิเลก็ ตรอนวงนอกสุดมีข้อกาหนดวา่ จะมีอเิ ลก็ ตรอนได้ไม่เกนิ 8 ตวั เชน่ ทองแดง มีอิเล็กตรอนทั้งส้ิน 29 ตัว แบ่งจานวนอเิ ลก็ ตรอนไดใ้ นแตล่ ะวง จากวงในสุดคือ 2,8,18,1 ดังรูปท่ี1.2

6รหสั วิชา 2101-2005 ชอ่ื วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเน้อื หา I.S. 1-04ชื่อหน่วย ทฤษฎไี ฟฟ้าเบื้องต้น สอนคร้ังท่ี 1 จานวน 2 ชั่วโมง 1.2 การไหลของกระแสไฟฟ้า อเิ ล็กตรอนในอะตอมมรี ะดบั พลงั งานหลายระดับแตกต่างกัน ระดบั พลังงานจะจัดเรยี งเป็นแถบเรยี กวา่ แถบพลังงาน (energy band) แถบพลังงานท่ีมีวาเลนซ์อิเล็กตรอนเรียกวา่ แถบวาเลนซ์ (valenceband) เมอื่ วาเลนซ์อิเลก็ ตรอนในแถบวาเลนซไ์ ด้รับพลงั งานมากพอมันจะมพี ลังงานสะสมทจี่ ะเลอ่ื นขึ้นไปอยใู่ นแถบพลังงานนากระแส (conduction band) วาเลนซอ์ เิ ลก็ ตรอนทเี่ ล่ือนข้ึนไปนเี้ รียกว่าอเิ ล็กตรอนอสิ ระ (free electron) ซง่ึ ว่งิ โคจรอย่วู งนอกสุด การเคล่ือนท่ีของอเิ ล็กตรอนอสิ ระก็คือการไหลของกระแสไฟฟา้ นนั่ เอง กล่าวโดยสรุปการไหลของกระแสไฟฟ้าคือการเคล่อื นท่ีของอเิ ล็กตรอนอิสระไปตามตัวนาเกดิจากแหล่งกาเนิดทีแ่ ตกต่างกนั เช่น เกิดจากการเสียดสขี องวตั ถุ เกดิ จากพลงั งานทางเคมี เกดิ จากพลงั งานแม่เหล็กไฟฟ้า เกดิ จากพลังงานแสง เกดิ จากพลงั งานความร้อน และเกิดจากแรงกด2. ตวั นา ฉนวน และสารกึ่งตวั นา 2.1 ตัวนา (Conductor) คอื สสารที่ยอมให้อิเล็กตรอนไหลหรอื กระแสไฟฟา้ ผ่านได้ (มีคา่ ความตา้ นทานน้อย) เช่น สายไฟฟ้าทาหน้าทเี่ ชอ่ื มตอ่ วงจรใหถ้ ึงกัน ทาให้แหล่งจา่ ยพลังงานไฟฟ้าสามารถจา่ ยแรงดันไฟฟา้ ไปยังอปุ กรณ์ไฟฟ้าได้ อุปกรณไ์ ฟฟา้ จงึ สามารถทางานได้ ตัวนาไฟฟ้าท่ีดีจะมีอิเลก็ ตรอนอสิ ระทย่ี อมให้กระแสไฟฟ้าไหลผา่ นจากจุดหนงึ่ ไปยังอีกจุดหนึ่งเชน่ ทอง เงนิ ทองแดง อลูมิเนียม เหล็ก และโลหะอื่น ๆ ทยี่ อมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ดี เรยี กว่า “ตัวนาไฟฟ้า” โดยทว่ั ไปอะตอมของสารตวั นาจะมีจานวนอิเลก็ ตรอนอสิ ระในวงโคจรนอกสุด 1-3 ตัว จงึ ทาให้อเิ ล็กตรอนอสิ สระหลดุ ออกจากวงโคจรไดง้ า่ ยแมม้ ีแรงดนั ไฟฟ้าตา่ ๆ เปน็ เหตุให้กระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นไดง้ า่ ย 2.2 ฉนวน (Insulator) คือ สสารทไี่ ม่ยอมให้อิเลก็ ตรอนไหลหรือกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน (มีค่าความต้านทานมาก) มกั จะเป็นสารท่มี จี านวนอเิ ลก็ ตรอนอิสระในวงโคจรนอกสดุ ของอะตอมเท่ากับ 5-8 ตวั เช่น ยาง พลาสตกิ ไฟเบอร์แกว้ จงึ ทาให้อเิ ล็กตรอนหลดุ ออกจากวงโคจรไดค้ ่อนขา้ งยาก เรยี กว่า “ฉนวนไฟฟ้า” ส่วนใหญ่เปน็ กลุ่มของอโลหะตา่ ง ๆ นิยมใชเ้ ป็นทหี่ ุ้มปอ้ งกนั เส้นลวดสายไฟฟา้ 2.3 สารกงึ่ ตัวนา (Semi-conductor) คือ สสารทีม่ ีคุณสมบัติเป็นท้ังตัวนาและฉนวนไฟฟา้ ที่สภาวะปกตไิ ม่สามารถนากระแสไดแ้ ตเ่ ม่ือไดร้ บั พลงั งานกระตนุ้ จากภายนอกท่เี หมาะสมสารนัน้ ก็จะนากระแสได้ อะตอมของสารในกลุ่มน้จี ะมจี านวนอิเล็กตรอนอิสระในวงโคจรนอกสดุ 4 ตัว สารกง่ึ ตัวนาท่นี ยิ มใช้ได้แก่ เยอรมนั เนยี ม (Ge) และชลิ คิ อน (Si)

7รหสั วชิ า 2101-2005 ชอ่ื วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเนือ้ หา I.S. 1-05ชื่อหน่วย ทฤษฎไี ฟฟา้ เบ้ืองต้น สอนครง้ั ที่ 1 จานวน 2 ช่วั โมง3. ชนดิ ของไฟฟ้า ไฟฟ้าแบง่ ออกเป็น 2 ชนิด คือ ไฟฟา้ สถิตและไฟฟา้ กระแส ท้งั 2 ชนิดมแี หล่งกาเนดิ ที่แตกตา่ งกนั 3.1 ไฟฟา้ สถิต (Static Electricity) เป็นไฟฟ้าท่เี กิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น การเกิดฟ้ารอ้ ง ฟ้าแลบ ฟา้ ผา่ หรือเกิดจากการเสยี ดสีของวัตถุบางชนดิ เช่น นาแทง่ แกว้ ไปถูกับผา้ ไหมทาใหเ้ กิดประจุไฟฟ้าขึ้น เป็นประจุไฟฟ้าบวกท่วี ัตถุอนั หน่ึงและเปน็ ประจุไฟฟา้ ลบทว่ี ตั ถุอีกอันหนง่ึ ประจุไฟฟ้าน้ีจะยังคงอยู่ในแทง่ แกว้ และผา้ ไหมตลอดไปเว้นแตจ่ ะนาวตั ถทุ ง้ั 2 ไปสัมผัสกันหรอื ต่อถึงกัน 3.2 ไฟฟา้ กระแส (Current Electricity) เป็นไฟฟ้าที่มนุษย์สรา้ งขน้ึ มาใช้งาน เชน่ เกดิ จากปฏิกริ ิยาเคมี เกดิ จากแสงสว่าง เกดิ จากการเหนยี่ วนาของแม่เหล็กไฟฟ้า ไฟฟา้ กระแสอยมู่ ี 2 ชนิด คือ ไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟา้ กระแสสลบั 3.2.1 ไฟฟา้ กระแสตรง (Direct Current) คอื ไฟฟ้าที่มีการเคลื่อนท่ีของอิเล็กตรอนอสิ ระจากแหลง่ กาเนดิ ไปในสารตวั นา โดยมีทิศทางเดียวกันตลอดเวลาอย่างสมา่ เสมอ ไฟฟ้ากระแสตรงมีขั้วบวกขั้วลบคงที่เช่น ไฟฟ้าท่ีไดจ้ ากแบตเตอร่ี รูปคลน่ื แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเมื่อเทียบกับเวลาแสดงดงั รูปที่ 1.3 (ก) (ก) (ข) รปู ที่ 1.3 แสดงลกั ษณะรปู คลื่น (ก) ไฟฟา้ กระแสตรง (ข) ไฟฟา้ กระแสสลบั (ที่มา : Electrical Fundamentals Toyota U.S.A. , -- ) 3.2.2 ไฟฟา้ กระแสสลบั (Alternating Current) คือไฟฟ้าท่ีมีการเคล่อื นที่ของอเิ ล็กตรอนอิสระจากแหล่งจา่ ยไฟ ไปยังอปุ กรณ์ไฟฟ้าใด ๆโดยผ่านสารตัวนาซง่ึ มีทศิ ทางการไหลเปล่ียนไปพร้อมกบั เวลา เชน่ มีการสลบั ขวั้ บวกและลบ 50 คร้ัง/วนิ าทีไฟฟา้ กระแสสลบั ไดจ้ ากเครื่องกาเนดิ ไฟฟ้า ซ่งึ อาศัยการเหน่ียวนาของสนามแมเ่ หล็กกับขดลวดตวั นา เช่นไฟฟ้าตามบา้ นพักอาศัยและไฟฟ้าตามโรงงานต่าง ๆ รูปคลื่นแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั แสดงดังรปู ที่ 1.3 (ข)

8รหัสวชิ า 2101-2005 ชอ่ื วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเนอื้ หา I.S. 1-06ช่ือหนว่ ย ทฤษฎีไฟฟ้าเบ้ืองต้น สอนคร้งั ที่ 1 จานวน 2 ชัว่ โมง4. หน่วยวัดทางไฟฟ้า4.1 กระแสไฟฟา้กระแสไฟฟา้ คือ การเคลือ่ นท่ีของอเิ ล็กตรอนในวงจรผา่ นสารทเ่ี ป็นตวั นาจากจดุ หนึ่งไปยังอีกจุดหน่งึ ในชว่ งเวลาหน่งึ ในทิศทางเดียวกันจากลบ (-) ไปบวก (+) ดงั รปู ท่ี 1.4การเคลือ่ นทขี่ องอิเล็กตรอน -+ BATTERY การเคลอ่ื นท่ขี องกระแสไฟฟา้ รูปท่ี 1.4 แสดงทิศทางการไหลของกระแสและอิเล็กตรอน ที่มา : บญุ ลือ ยิง่ คานงึ , 2557 กระแสไฟฟ้าเขยี นแทนด้วยตัวอกั ษร “I” มหี น่วยวดั เป็น แอมแปร์ (A) กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์หมายถึง การเคลือ่ นท่ีของอเิ ล็กตรอนอิสระไปตามตวั นา จานวน 6.25 X 1018 ตวั ภายในเวลา 1 วินาที โดยที่อเิ ลก็ ตรอน 6.25 X 1018 ตวั ถูกเรยี กว่า 1 คูลอมบ์ (C) ของประจุไฟฟา้ ดงั นั้นกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์จึงหมายถึง 1 คูลอมบ์/วนิ าที นั่นเอง เชน่ เมอ่ื นาสายไฟฟา้ มาตอ่ เขา้ กับขว้ั บวกและขัว้ ลบของแบตเตอรแ่ี ล้วตอ่ ไปยังหลอดไฟฟา้ จะพบวา่ หลอดไฟฟา้ สวา่ งหรือตดิ ทัง้ นี้เนอื่ งจากขัว้ ลบของแบตเตอรม่ี ีอิเล็กตรอนจานวนมาก อิเล็กตรอนจานวนมากเหล่าน้จี ะเคล่ือนที่ไปตามตัวนาผ่านไสห้ ลอดไฟฟ้าไปยังขั้วบวกของแบตเตอร่ีการเคลือ่ นท่ีของกระแสไฟฟา้ จะมีทิศทางการการเคล่อื นท่ีจากขว้ั บวกไปยังขวั้ ลบ สว่ นอเิ ล็กตรอนจะมีทศิ ทางการเคล่ือนท่จี ากขว้ั ลบไปยังขัว้ บวก เคร่ืองมอื ท่ีใช้วดั กระแสไฟฟ้าคือ แอมมิเตอร์ (Ammeter) เมื่อกระแสไฟฟา้ ไหลผ่านตัวนาหรือน้ายาเคมีทางไฟฟา้ จะทาใหเ้ กดิ 4.1.1 ความร้อน เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นตวั ตา้ นทานจะทาให้เกิดความร้อน เช่น หลอดไฟ ที่จุดบุหร่ี ฟวิ ส์ 4.1.2 สนามแมเ่ หล็ก เม่ือกระแสไฟฟา้ ไหลผ่านขดลวดที่พนั อยู่บนแกนเหล็กอ่อนจะเกิดสนามแม่เหล็กขน้ึ มา เชน่ มอเตอรส์ ตาร์ท อัลเตอรเ์ นเตอร์ คอยล์จดุ ระเบดิ แตร 4.1.3 ปฏกิ ิริยาทางเคมี เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านกรดกามะถนั เจือจางจะเกิดปฏิกริ ิยาทางเคมีทเี่ รียกวา่ การแยกของเหลวโดยใชก้ ระแสไฟฟา้ เชน่ ปฏกิ ริ ิยาทางเคมีในแบตเตอร่ี

9รหสั วิชา 2101-2005 ช่ือวชิ า งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเน้ือหา I.S. 1-07ชอ่ื หนว่ ย ทฤษฎีไฟฟา้ เบ้ืองต้น สอนครงั้ ท่ี 1 จานวน 2 ช่ัวโมง 4.2 ความต้านทานไฟฟา้ คอื ความต้านทานการไหลของแรงดันและกระแสไฟฟา้ ที่ไหลผ่านตัวนาน้ัน ๆ แสดงดังรูปที่ 1.5ความตา้ นทานเขียนแทนด้วยตัวอักษร “R” มหี น่วยวัดเปน็ โอหม์ () เคร่ืองมอื ที่ใชว้ ัดความต้านทาน คอืโอห์มมเิ ตอร์ (Ohmmeter) ความต้านทานทางไฟฟ้าจะมากหรือน้อยข้ึนอยู่กบั รปู ท่ี 1.5 แสดงความสัมพันธข์ องความตา้ นทานไฟฟ้า ทมี่ า : Electrical Fundamentals Toyota U.S.A. , -- 4.2.1 ชนิดของสาร คอื สารทเ่ี ป็นตวั นาค่าความตา้ นทานจะนอ้ ย ส่วนสารท่ีเปน็ ฉนวน คา่ ความตา้ นทานจะมาก รูปท่ี 1.6 แสดงสารทีเ่ ป็นตวั นาค่าความตา้ นทานจะน้อย ทีม่ า : Electrical Fundamentals Toyota U.S.A. , -- 4.2.2 สารตัวนาชนดิ เดียวกนั ถา้ ความยาวเท่ากันคา่ ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นเมื่อ เสน้ ผา่ นศูนย์-กลางของตัวนาลดลง

10รหสั วิชา 2101-2005 ช่ือวิชา งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเนอื้ หา I.S. 1-08ช่อื หน่วย ทฤษฎีไฟฟา้ เบ้ืองต้น สอนคร้งั ท่ี 1 จานวน 2 ชว่ั โมง ของตัวนานอ้ ยกว่า  ของตัวนาโตกว่า ความตา้ นทานรูปที่ 1.7 แสดงสารทีม่ ีพ้ืนที่หน้าตัดเลก็ กวา่ จะมีค่าความต้านทานมาก ที่มา : บุญลือ ย่ิงคานงึ , 2557 4.2.3 สารตัวนาชนดิ เดยี วกนั มีเส้นผ่านศนู ย์เทา่ กันคา่ ความต้านทานจะเพ่ิมขนึ้ เม่ือ ความยาวของสารตวั นาเพมิ่ ข้นึตัวนาท่มี คี วามยาวมากกวา่ ตวั นาที่มคี วามยาวสน้ั กว่า ความต้านทาน รปู ที่ 1.8 แสดงสารทม่ี ีความยาวกวา่ จะมคี ่าความต้านทานมาก ที่มา : บญุ ลือ ยงิ่ คานงึ , 2557 4.2.4 สารตัวนาจะมีความต้านทานเพิ่มขึ้นเม่ืออุณหภูมเิ พ่ิมข้ึน หากสารนั้นมีอุณหภมู ิตา่ ลง คา่ความต้านทานจะลดลง (ยกเว้นสารประเภทคารบ์ อน) ผลทเี่ กิดจากอุณหภูมิ-+ ไดร้ ับความร้อนเพิ่มขน้ึBATTERYรูปท่ี 1.9 แสดงอณุ ภูมิทาให้ค่าความต้านเปลย่ี นแปลง ทีม่ า : บุญลือ ย่ิงคานึง, 2557

11รหสั วิชา 2101-2005 ชอ่ื วิชา งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเนอ้ื หา I.S. 1-09ชอื่ หนว่ ย ทฤษฎไี ฟฟา้ เบื้องต้น สอนครงั้ ที่ 1 จานวน 2 ช่วั โมง 4.2.5 กระแสไฟฟ้าท่ีสงู มากจะทาใหเ้ กดิ ความร้อนกับตวั นาพร้อมทจ่ี ะทาให้ฉนวนละลาย 4.2.6 สารตัวนามสี ภาพขนาดไมส่ ม่าเสมอ เช่น เปน็ คอขวดหรอื ขาดบางช่วง ผิวสมั ผสั ไม่สนิท มีรอยไหม้ สกปรก ค่าความต้านทานจะมากกระแสไฟฟา้ ไหลผ่านได้ยากNICK OR CUT PHYSICAL CONDITION รูปท่ี 1.10 แสดงสภาวะทางฟสิ ิกสท์ าให้คา่ ความต้านทานเปลี่ยนแปลง ทม่ี า : บญุ ลือ ยิ่งคานึง, 2557 4.3 แรงดันไฟฟ้าหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้า คอื แรงดนั ท่ีผลักดนั ให้อเิ ลก็ ตรอนเคล่ือนที่ผา่ นได้ในวัตถุตัวนาจากจุดทม่ี แี รงดันไฟฟ้ามากไปยงัจุดทมี่ แี รงดนั ไฟฟ้าน้อย แสดงดงั รูปที่ 1.11 แรงดนั ไฟฟา้ เขยี นแทนดว้ ยตวั อักษร “E” หรือ “V” มหี น่วยวดัเปน็ โวลต์ (V) แรงดนั ไฟฟา้ 1 โวลต์ หมายถึงแรงทผ่ี ลักดันใหก้ ระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ ไหลไปตามตวั นาท่ีมีความต้านทาน 1 โอห์ม เครอื่ งมือที่ใช้วดั แรงดนั ไฟฟ้าคือ โวลต์มิเตอร์ (Voltmeter) เมื่อตอ่ อุปกรณ์ไฟฟา้ ให้ครบวงจร กระแสไฟฟา้ ที่ไหลผ่านตวั ตา้ นทานหรอื อปุ กรณ์ไฟฟา้ เช่น หลอดไฟ จะทาให้แรงดันไฟฟ้าตกลงหรือลดลง เรยี กส้ันๆว่า แรงดันตกคร่อม (Voltage drop) ซึง่ เกิดจากมีคา่ ความต้านทานทีไ่ ม่พงึ ประสงคเ์ กดิขึ้นในวงจร การรแู้ รงดันตกคร่อมของไฟฟ้าทาให้สามารถหาสาเหตุขดั ข้องและจุดบกพร่องของวงจรไฟฟา้ ได้ รูปท่ี 1.11 แสดงแรงดันไฟฟ้าคอื กาลังดันท่มี า : Electrical Fundamentals Toyota U.S.A. , --

12รหสั วิชา 2101-2005 ชือ่ วิชา งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเน้อื หา I.S. 1-10ชือ่ หนว่ ย ทฤษฎีไฟฟ้าเบื้องต้น สอนครั้งท่ี 1 จานวน 2 ช่ัวโมง5. แม่เหล็ก (Magnetic) คอื เหลก็ ที่มคี ุณสมบัติพิเศษสามารถดงึ ดูดโลหะได้ มีการเรียงตัวของโมเลกลุ อย่างเปน็ ระเบียบในทิศทางเดยี วกนั ซง่ึ เปน็ พลงั งานแฝงอยู่ในสารนนั้ คณุ สมบตั ขิ องแมเ่ หลก็ มีดงั ดงั นี้ 1. แท่งแม่เหลก็ ประกอบดว้ ยขัว้ เหนือและข้ัวใต้ โดยสนามแม่เหล็กจะเกดิ ขึ้นระหว่างขั้วทั้งสองเสน้แรงแมเ่ หล็ก มีทิศทางการเคลื่อนท่ีจากข้วั เหนอื ไปสขู่ ว้ั ใต้ ดังรูปที่ 1.12 2. ขั้วแม่เหล็กเหมือนกนั จะผลักกนั ข้ัวแม่เหล็กตา่ งกนั จะดูดกนั 3. สามารถเหนย่ี วนาแทง่ เหล็กอ่อนใหก้ ลายเป็นแมเ่ หล็กได้ 4. สามารถเหนี่ยวนาให้เกิดกระแสไฟฟา้ ในลวดตวั นาได้ รูปที่ 1.12 แสดงแทง่ แม่เหล็กและเสน้ แรงแมเ่ หล็ก ทม่ี า : http://weerajit16.blogspot.com/p/blog-page.htmlแมเ่ หลก็ มีอยู่ 2 ชนดิ คือ แมเ่ หล็กธรรมชาติ และแม่เหล็กไฟฟ้า แสดงดังรปู ที่ 1.13 (ก) (ข) รูปที่ 1.13 แสดง (ก) แมเ่ หล็กธรรมชาติ (ข) แม่เหลก็ ไฟฟา้ ท่ีมา : http://patchareem.blogspot.com/p/blog-page_67.html

13รหัสวชิ า 2101-2005 ชือ่ วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเน้ือหา I.S. 1-11ชื่อหน่วย ทฤษฎไี ฟฟ้าเบ้ืองต้น สอนคร้งั ที่ 1 จานวน 2 ชั่วโมง5.1 แม่เหล็กธรรมชาติเป็นแมเ่ หล็กท่เี กิดข้นึ เองตามธรรมชาติ หรือเรยี กว่า แมเ่ หลก็ ถาวร ความเขม้ ของสนามแมเ่ หลก็จะเกดิ ข้นึ ระหว่างขวั้ ทั้งสองของแท่งแมเ่ หล็กถาวรตลอดเวลา5.2 แมเ่ หล็กประดิษฐ์เป็นแม่เหลก็ ท่ีมนษุ ย์สร้างขน้ึ หรือเรยี กว่าแมเ่ หล็กไฟฟ้า เกิดจากการป้อนกระแสไฟฟา้ ผ่านตวั นาทาให้รอบ ๆตัวนาเกดิ สนามแมเ่ หล็กขึ้นความเขม้ ของสนามแมเ่ หล็กจะมมี ากทส่ี ุดท่ีรอบ ๆตัวนาเมื่อหา่ งออกไปความเข้มของสนามแมเ่ หล็กจะลดลง6. กฎของโอห์ม จอร์จ ซมี อนโอหม์ (Georg Simon Ohm) นกั ฟิสกิ ส์ชาวเยอรมนั ได้ทาการทดลองหาความสมั พนั ธ์ของแรงดนั ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความตา้ นทานไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าใด ๆ พบว่า “กระแสไฟฟ้าจะแปรผนัตรงกบั แรงดนั ไฟฟา้ และจะแปรผกผนั กบั ความตา้ นทานไฟฟา้ ” สรปุ เป็นกฎเรียกว่า “กฎของโอหม์ ” เขียนเป็นสัญลกั ษณ์เพื่อใหจ้ ดจาได้งา่ ยคือ I = E ซ่งึ ใชเ้ ป็นสูตรในการคานวณหา แรงดนั ไฟฟ้า กระแสไฟฟา้ และ Rความตา้ นทานไฟฟา้ รูปท่ี 1.14 แสดงความสัมพนั ธ์ระหวา่ ง แรงดนั กระแส และความต้านทาน ท่มี า : บุญลือ ยิง่ คานึง, 2557เม่อื I = กระแสไฟฟา้ (A) E = แรงดนั ไฟฟา้ (V) R = ความตา้ นทานไฟฟา้ (Ω)กรณที ่ตี ้องการหาแรงดนั ไฟฟ้า (E) E = I.R

14 รหัสวิชา 2101-2005 ชื่อวิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนื้อหา I.S. 1-12 สอนคร้งั ท่ี 1 จานวน 2 ชั่วโมง ช่อื หนว่ ย ทฤษฎีไฟฟา้ เบ้ืองต้นกรณที ตี่ ้องการหาความต้านทานไฟฟา้ R=E I การหาค่า กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟา้ และความต้านทานไฟฟ้า สามารถเขยี นสญั ลักษณ์เป็นรปู สามเหลย่ี มหรอื วงกลมโดยมีส่วนประกอบ 3 สว่ น เมือ่ ต้องการหาคา่ ใดค่าหนงึ่ ใหใ้ ชน้ ิว้ ปิดคา่ ทีต่ อ้ งการหาคา่ นัน้ ๆความสัมพนั ธ์ของแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟา้ และความตา้ นทานไฟฟา้ แสดงดงั รูปท่ี 1.15 E I = กระแสไฟฟา้IR E = แรงดนั ไฟฟา้ R = ความต้านทานไฟฟ้า E EEIR IR IRR=E E = I.R I=E I Rรปู ที่ 1.15 แสดงความสมั พันธ์ของแรงดนั กระแส และความตา้ นทาน ตามกฎของโอห์ม ท่ีมา : บุญลอื ยงิ่ คานงึ , 25577. วงจรไฟฟ้าพ้ืนฐาน วงจรไฟฟ้า (Electrical Circuit) คือการนาอปุ กรณ์ไฟฟา้ มาต่อวงจรเข้าดว้ ยกันทาให้เกดิ การไหลของกระแสไฟฟ้า เมื่อไหลครบวงจรอปุ กรณ์ก็จะสามารถทางานได้ ในวงจรไฟฟา้ พ้ืนฐานประกอบดว้ ย - แหล่งจ่ายแรงดนั ไฟฟ้า หรือ แหล่งกาเนิดพลงั งาน เช่น แบตเตอร่ี อัลเตอร์เนเตอร์ - ภาระ (Load) ภายในวงจร หรอื อุปกรณ์ทางาน ประกอบดว้ ย หลอดไฟฟา้ มอเตอรไ์ ฟฟา้ รีเลย์ - สายไฟ ปล๊กั ต่อสาย ขั้วตอ่ สายต่าง ๆ - สวิตช์ - ฟิวสห์ ลัก ฟวิ ส์ย่อย - สว่ นลงกราวด์

15รหัสวชิ า 2101-2005 ชือ่ วชิ า งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเน้ือหา I.S. 1-13ชอ่ื หนว่ ย ทฤษฎีไฟฟ้าเบื้องต้น สอนครัง้ ที่ 1 จานวน 2 ช่วั โมงการตอ่ วงจรไฟฟา้ รถยนต์เพ่ือนามาใช้งานมีอยู่ 3 แบบ คือ วงจรอนุกรม วงจรขนาน และวงจรผสม7.1 วงจรอนุกรม (Series Circuit)เปน็ การนาอุปกรณ์ไฟฟา้ เชน่ หลอดไฟฟา้ หรือตวั ตา้ นทานต้ังแต่ 2 ตัวขน้ึ ไปมาต่อกบั แหลง่ จ่ายพลังงานโดยตอ่ เรยี งลาดับกนั ไปรปู ท่ี 1.16 แสดงการต่อหลอดไฟฟา้ แบบวงจรอนุกรม ทม่ี า : บุญลอื ยิง่ คานึง, 2557คณุ สมบตั ิของวงจรไฟฟ้าแบบอนกุ รมมีคณุ สมบัตดิ ังนี้1. กระแสไฟฟา้ ท่ีไหลผา่ นหลอดไฟแตล่ ะหลอดหรือตวั ตา้ นทาน จะเท่ากนั ดังสมการท่ี 1.1IT = I1 = I2 = I3 =…. In สมการท่ี 1.1เมอื่ IT = กระแสไฟฟา้ ทั้งหมดของวงจร มีหนว่ ยเปน็ แอมแปร์ (A)I1 , I2 , I3 , In = กระแสไฟฟ้าท่ีไหลผา่ นหลอดไฟแตล่ ะหลอดหรือตวั ตา้ นทาน มหี นว่ ยเป็นแอมแปร์ (A)2. ความต้านทานรวมในวงจรเท่ากับผลรวมของความต้านทานทกุ ตัวรวมกัน ดงั สมการที่ 1.2RT = R1 + R2 + R3 +….. Rn สมการท่ี 1.2เมือ่ RT = ค่าความต้านทานรวมของวงจร มีหน่วยเป็น โอห์ม ()R1 , R2 , R3 , Rn = ค่าความต้านทานแตล่ ะตวั มีหน่วยเปน็ โอห์ม ()3. แรงดันไฟฟา้ ทต่ี กคร่อมหลอดไฟแต่ละหลอดหรอื ตวั ต้านทานแต่ละตวั จะไมเ่ ทา่ กัน ข้ึนอยู่กับค่าความต้านทานแตล่ ะตัวตวั ใดมีค่าความต้านทานมากก็จะมีคา่ แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมมาก4. ผลรวมของแรงดนั ท่ตี กคร่อมหลอดไฟแต่ละหลอดหรือตวั ตา้ นทานแต่ละตัว จะเท่ากับแรงดนั ทจี่ า่ ยให้กับวงจร ดงั สมการที่ 1.3ET = E1 + E2 + E3 +….. En สมการที่ 1.3หรอื ET = V1 + V 2 + V3 +….. V n

16รหัสวิชา 2101-2005 ชอ่ื วชิ า งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเน้ือหา I.S. 1-14ช่ือหนว่ ย ทฤษฎีไฟฟ้าเบื้องต้น สอนครงั้ ที่ 1 จานวน 2 ชวั่ โมง เมอื่ ET = แรงดนั ไฟฟ้ารวมท้งั หมดของวงจร มหี นว่ ยเปน็ โวลต์ (V) E1 , E2 , E3 , En = แรงดันตกครอ่ มหลอดไฟแตล่ ะหลอด มีหน่วยเป็น โวลต์ (V) V1 , V2 , V3 , Vn = แรงดันตกคร่อมหลอดไฟแตล่ ะหลอด มหี น่วยเปน็ โวลต์ (V)ตัวอย่างท่ี 1.1 จากรูปที่ 1.17 จงหาคา่ แรงดันไฟฟ้าที่ตกครอ่ มตวั ตา้ นทานแต่ละตัว กระแสไฟฟ้าที่ไหลผา่ นตัวตา้ นทานแตล่ ะตวั กระแสไฟฟา้ รวมทัง้ หมดของวงจร และค่าความต้านทานรวมของวงจรR1 = 5  R2 = 10  R3 = 15 IT EI11 I2 IE33 E2 +_ ET = 60 V รูปที่ 1.17 แสดงวงจรไฟฟา้ แบบอนกุ รม ท่ีมา : บญุ ลือ ยงิ่ คานงึ , 2557วิธีทา 1. หาความตา้ นทานรวมของวงจร ; จากสูตรการหาค่าความตา้ นทานรวม RT = R1 + R2 + R3 แทนคา่ RT = 5  + 10  + 15  = 30  ความตา้ นทานรวมของวงจรเทา่ กบั 30 โอห์ม 2. หากระแสไฟฟ้ารวมทั้งหมดของวงจร ; จากสตู รการหาคา่ กระแสไฟฟ้ารวมท่ไี หลในวงจร IT = ET RT เมื่อ ET = 60 V RT = 30  แทนคา่ IT = 60 30 = 2A กระแสไฟฟา้ รวมที่ไหลในวงจรเท่ากับ 2 แอมแปร์

รหัสวิชา 2101-2005 ชอ่ื วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ 17 ชอื่ หน่วย ทฤษฎไี ฟฟ้าเบ้ืองต้น ใบเนอ้ื หา I.S. 1-15 สอนครั้งท่ี 1 จานวน 2 ชว่ั โมง3. หาแรงดนั ไฟฟ้าทีต่ กครอ่ มตวั ต้านทานแต่ละตัว จากสูตรการหาแรงดนั ไฟฟ้ารวม ET = IT x RT หาคา่ แรงดนั ตกคร่อมท่ีตัวตา้ นทานตวั ท่ี 1 ET = IT x R1 เมอ่ื IT = I1 = 2 A R1 = 5  แทนค่า E1 = 2 A x 5  = 10 V แรงดันตกครอ่ มทีต่ วั ตา้ นทานตวั ท่ี 1 = 10 โวลต์ หาคา่ แรงดนั ตกคร่อมท่ีตัวต้านทานตัวที่ 2 E2 = IT x R2 เม่ือ IT = I2 = 2 A R2 = 10  แทนค่า E2 = 2 A x 10  = 20 V แรงดันตกครอ่ มทต่ี ัวตา้ นทานตัวท่ี 2 = 20 โวลต์ หาคา่ แรงดนั ตกคร่อมที่ตวั ตา้ นทานตัวที่ 3 E3 = IT x R3 เม่ือ IT = I3 = 2 A R3 = 15  แทนคา่ E3 = 2 A x 15  = 30 V แรงดนั ตกคร่อมท่ีตัวตา้ นทานตัวท่ี 3 = 30 โวลต์

18รหสั วิชา 2101-2005 ชอื่ วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเน้อื หา I.S. 1-16ชื่อหน่วย ทฤษฎีไฟฟา้ เบื้องต้น สอนครั้งท่ี 1 จานวน 2 ชั่วโมง4. หากระแสไฟฟ้าท่ี ไหลผา่ นตวั ต้านทานแตล่ ะตวัเมอ่ื IT = I1จากสตู รการหาค่ากระแสไฟฟ้าทไ่ี หลผ่านตัวต้านทาน IT = ET RTหาค่ากระแสไฟฟ้าทไี่ หลผา่ นตัวตา้ นทานตวั ที่ 1 I1 = E1 R1เม่ือ E1 = 10 VR1 = 5 แทนคา่ I1 = 10 V =2A = 5กระแสไฟฟา้ ท่ีไหลผา่ นตวั ตา้ นทานตัวท่ี 1 = 2 แอมแปร์หาคา่ กระแสไฟฟ้าทไ่ี หลผา่ นตัวต้านทานตัวท่ี 2 I2 = E2 R2เมื่อ E2 = 20 VR2 = 10 แทนคา่ I2 = 20 V =2A 10 กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตวั ต้านทานตวั ที่ 2 = 2 แอมแปร์หาค่ากระแสไฟฟ้าท่ีไหลผ่านตวั ต้านทานตวั ท่ี 3 I3 = E3 R3เมอ่ื E3 = 30 VR3 = 15 แทนค่า I3 = 30 V =2A 15 กระแสไฟฟา้ ท่ีไหลผา่ นตัวต้านทานตวั ท่ี 3 = 2 แอมแปร์นน่ั คอื ในวงจรไฟฟา้ แบบอนุกรมจะมกี ระแสไฟฟ้าไหลเท่ากนั ทั้งวงจร คือ IT = I1 = I2 = I3 = 2 A

รหสั วิชา 2101-2005 ช่อื วชิ า งานไฟฟ้ารถยนต์ 19 ชอ่ื หน่วย ทฤษฎีไฟฟา้ เบ้ืองต้น7.2 วงจรขนาน (Parallel Circuit) ใบเนอื้ หา I.S. 1-17 สอนครง้ั ที่ 1 จานวน 2 ชวั่ โมงรปู ท่ี 1.18 แสดงการต่อหลอดไฟฟ้าแบบวงจรขนาน ท่มี า : บญุ ลอื ยง่ิ คานึง, 2557วงจรขนาน เป็นการนาเอาปลายของตวั ตา้ นทานหรอื อุปกรณไ์ ฟฟ้าทุกๆ ตัวมาต่อรวมกนั แล้วตอ่เขา้ กับแหลง่ จา่ ยพลงั งานทจี่ ุดหน่ึง แลว้ จึงนาปลายของตวั ต้านทานหรืออปุ กรณไ์ ฟฟ้าอีกด้านหน่ึงต่อเข้ากบัแหลง่ จา่ ยพลังงานด้านท่เี หลอื ในลักษณะตอ่ ครอ่ มขนานกัน คุณสมบตั ขิ องวงจรแบบขนานมีดังนี้1. แรงดนั ไฟฟา้ ตกคร่อมหลอดไฟแตล่ ะหลอดหรือตัวต้านทานจะเท่ากนั (เท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายพลังงาน ดังสมการท่ี 1.4ET = E1 + E2 + E3 +….. En สมการท่ี 1.4หรือ ET = V1 + V 2 + V3 +….. V nเมือ่ ET = แรงดนั ไฟฟ้ารวมท้ังหมดของวงจร มหี นว่ ยเป็น โวลต์ (V)E1 , E2 , E3 , En = แรงดันตกครอ่ มหลอดไฟแตล่ ะหลอด มีหนว่ ยเปน็ โวลต์ (V)V1 , V2 , V3 , Vn = แรงดันตกครอ่ มหลอดไฟแต่ละหลอด มหี น่วยเปน็ โวลต์ (V)2. กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านหลอดไฟแต่ละหลอดหรือตัวตา้ นทานจะไม่เท่ากนั โดยจะเปลี่ยนแปลงไปตามคา่ ของความต้านทาน3. ผลรวมของกระแสท่ีไหลผ่านหลอดไฟแตล่ ะหลอดหรือตัวต้านทานของวงจรจะเทา่ กับกระแสไฟฟ้าท่ีไหลผ่านตัวต้านทานแตล่ ะตวั รวมกนั ดงั สมการท่ี 1.5IT = I1 + I2 + I3 +…. In สมการท่ี 1.5เมอ่ื IT = กระแสไฟฟ้าทงั้ หมดของวงจร มหี น่วยเป็นแอมแปร์ (A)I1 , I2 , I3 , In = กระแสไฟฟา้ ท่ีไหลผ่านหลอดไฟแต่ละหลอด,ตัวต้านทานมีหนว่ ยเปน็ แอมแปร์ (A)

20 รหสั วชิ า 2101-2005 ชื่อวิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเน้อื หา I.S. 1-18 ช่ือหนว่ ย ทฤษฎไี ฟฟ้าเบ้ืองต้น สอนคร้งั ที่ 1 จานวน 2 ชวั่ โมง 4. ความตา้ นทานรวมในวงจร มีค่าเท่ากบั ผลรวมของสว่ นกลบั ของความต้านทานทุกตัวท่ตี ่ออย่ใู นวงจรไฟฟา้ แบบขนานซงึ่ จะนอ้ ยกว่าค่าของความต้านทานแต่ละตวั ดงั สมการท่ี 1.6 1= 111 1 สมการที่ 1.6 R1 + R2 + R3 + ⋯ Rn RT ในกรณที ี่มีตัวตา้ นทานต่อขนานกันสองตวั คา่ ความตา้ นทานรวมของวงจรหาไดจ้ ากสมการท่ี 1.7 RT = R1 x R2 สมการท่ี 1.7 R1 + R2 เมอ่ื RT = คา่ ความตา้ นทานรวมของวงจร มีหน่วยเป็น โอหม์ () R1 , R2 , R3 , Rn = ค่าความต้านทานแตล่ ะตัว มีหนว่ ยเปน็ โอห์ม ()ตัวอยา่ งที่ 1.2 จากรูปที่ 1.19 เป็นวงจรไฟฟา้ แบบขนาน จงหาค่าค่าความตา้ นทานรวมของวงจร กระแสไฟฟ้าท่ีไหลผา่ นตัวต้านทานแตล่ ะตัว กระแสไฟฟ้ารวมท้ังหมดของวงจร และแรงดนั ไฟฟ้าท่ตี กคร่อมตวั ต้านทานแต่ละตวั I1 R1 = 5  E1 I2 R2 = 10  E2 I3 R3 = 15  E3 IT + _ ET = 12 V รูปท่ี 1.19 แสดงวงจรไฟฟา้ แบบขนาน ทมี่ า : บญุ ลือ ยง่ิ คานงึ , 2557

21รหัสวิชา 2101-2005 ช่อื วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนอ้ื หา I.S. 1-19 จานวน 2 ชว่ั โมงชอื่ หน่วย ทฤษฎไี ฟฟา้ เบ้ืองต้น สอนคร้งั ที่ 1วิธที า 1. หาความต้านทานรวมของวงจรจากสตู รการหาค่าความต้านทานรวม =1 1 1 1 RT R1 + R2 + R3เมอ่ื R1 = 5 R2 = 10 R3 = 15 แทนค่า 1 = 111 RT R1 + R2 + R3 = 11 1 5  + 10  + 15  = 6+3+2 30 1 = 11 RT 30 RT = 2.73 ความตา้ นทานรวมของวงจรเท่ากับ 2.73 โอห์ม2. หากระแสไฟฟา้ ที่ไหลผ่านตัวต้านทานแตล่ ะตวัจากสตู รการหาค่ากระแสไฟฟ้าทีไ่ หลผ่านตวั ต้านทาน IT = ET RTหาคา่ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตวั ตา้ นทานตวั ที่ 1 I1 = E1 R1เมื่อ E1 = ET = 12 VR1 = 5 แทนคา่ I1 = 12 V 5 = 2.40 Aกระแสไฟฟา้ ท่ีไหลผา่ นตัวต้านทานตวั ท่ี 1 = 2.40 แอมแปร์หาคา่ กระแสไฟฟ้าท่ไี หลผ่านตวั ตา้ นทานตวั ที่ 2 I2 = E2 R2 เม่อื E2 = ET = 12 V

22รหสั วิชา 2101-2005 ชือ่ วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนอ้ื หา I.S. 1-20 จานวน 2 ช่วั โมงชอ่ื หนว่ ย ทฤษฎไี ฟฟา้ เบ้ืองต้น สอนคร้ังท่ี 1R2 = 10 แทนคา่ I2 = 12 V 10  = 1.20 Aกระแสไฟฟ้าท่ีไหลผา่ นตัวตา้ นทานตัวท่ี 2 = 1.20 แอมแปร์หาค่ากระแสไฟฟ้าท่ีไหลผ่านตวั ต้านทานตวั ท่ี 3 I3 = E3 R3เมื่อ E3 = ET = 12 VR3 = 15 แทนค่า I3 = 12 V 15  = 0.80 A กระแสไฟฟา้ ที่ไหลผ่านตัวต้านทานตัวท่ี 3 = 0.80 แอมแปร์3. หากระแสไฟฟา้ รวมท้ังหมดของวงจร จากสตู รการหาค่ากระแสไฟฟ้ารวมท้งั หมดของวงจร IT = ET RT เมอ่ื ET = 12 V RT = 2.73  แทนคา่ IT = 12 V 2.73  = 4.40 Aหรือ ค่ากระแสไฟฟ้ารวมทั้งหมดของวงจรสามารถหาได้จากสมการ IT = I1 + I2 + I3 แทนค่า IT = 2.40 A + 1.20 A + 0.80 A = 4.40 Aกระแสไฟฟา้ รวมทัง้ หมดของวงจร = 4.40 แอมแปร์

23รหสั วิชา 2101-2005 ช่อื วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเนือ้ หา I.S. 1-21ช่ือหน่วย ทฤษฎไี ฟฟา้ เบื้องต้น สอนครั้งที่ 1 จานวน 2 ชว่ั โมง4. หาแรงดนั ไฟฟา้ ทตี่ กครอ่ มตวั ต้านทานแต่ละตัว (R1 , R2 และ R3) จากสตู รการหาแรงดันไฟฟา้ รวม ET = IT x RT เม่ือ ET = E1 = E2 = E3 = 12 V หาค่าแรงดนั ตกคร่อมท่ีตวั ตา้ นทานตวั ท่ี 1 E1 = I1 x R1 แทนคา่ E1 = 2.40 A x 5  = 12 V แรงดันไฟฟา้ ทีต่ กคร่อมตวั ต้านทานตวั ที่ 1 = 12โวลต์ หาค่าแรงดันตกคร่อมที่ตวั ตา้ นทานตวั ท่ี 2 E2 = I2 x R2 แทนค่า E2 = 1.20 A x 10  = 12 V แรงดนั ไฟฟา้ ทตี่ กคร่อมตวั ต้านทานตวั ท่ี 2 = 12โวลต์ หาค่าแรงดันตกคร่อมที่ตวั ต้านทานตวั ที่ 3 E3 = I3 x R3 แทนคา่ E3 = 0.80 A x 15  = 12 V แรงดนั ไฟฟ้าทต่ี กครอ่ มตัวต้านทานตวั ที่ 3 = 12โวลต์ น่นั คอื ในวงจรไฟฟา้ แบบขนานแรงดนั ไฟฟา้ ทต่ี กครอ่ มตวั ต้านทานแตล่ ะตัวจะเท่ากันทงั้ วงจร คือ ET = E1 = E2 = E3 = 12 V7.3 วงจรผสม (Series & Parallel Circuit)รปู ที่ 1.20 แสดงการต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม ทม่ี า : บญุ ลือ ยิง่ คานงึ , 2557

24รหสั วิชา 2101-2005 ช่ือวชิ า งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนอ้ื หา I.S. 1-22ชือ่ หนว่ ย ทฤษฎไี ฟฟา้ เบื้องต้น สอนครั้งที่ 1 จานวน 2 ชวั่ โมงเปน็ วงจรท่มี ีลกั ษณะของวงจรอนุกรมและขนานรวมกนั จึงทาให้คุณสมบตั ิของวงจรทั้งสองชนดิผสมกันอยู่ กระแสในวงจรสามารถไหลได้หลายทางทัง้ ลักษณะอนกุ รมและขนานคุณสมบตั ิของวงจรไฟฟา้ แบบผสม จะมีคณุ สมบัติตามรายละเอยี ดของวงจรไฟฟ้าแบบอนกุ รมและวงจรไฟฟ้าแบบขนานตัวอย่างที่ 2.3 จงคานวณหาคา่ ความต้านทานรวมของวงจร ค่าแรงดันไฟฟ้าทต่ี กคร่อมตัวตา้ นทาน R1, R2และ R3 กระแสไฟฟา้ ที่ไหลผา่ นตวั ตา้ นทานแตล่ ะตวั และกระแสไฟฟา้ ทัง้ หมดของวงจร จากวงจรผสมตามรปู ที่ 1.21 R2 = 10 IT= I1 I2 R1 = 5  R3 = 15  I3IT + _ ET = 12 V รปู ที่ 1.21 แสดงวงจรไฟฟา้ แบบผสม ทมี่ า : บุญลือ ยิ่งคานงึ , 2557วิธที า 1. หาความตา้ นทานรวมของวงจร จากสูตรการหาค่าความต้านทานรวม RT = R1 + RT 23 เน่อื งจาก R2 และ R3 ตอ่ กับแบบขนาน และต่ออนุกรมกับ R1 เมอ่ื R1 = 5 

25รหัสวชิ า 2101-2005 ชอ่ื วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเน้อื หา I.S. 1-23ชื่อหนว่ ย ทฤษฎีไฟฟ้าเบ้ืองต้น สอนครัง้ ที่ 1 จานวน 2 ช่วั โมงหาค่า RT 23 = R2 x R3 R2 + R3 เมอ่ื R2 = 10 R3 = 15 แทนคา่ RT 23 = 10  x 15   RT 23 10  + 15  = 150  25  = 6แทนคา่ RT = 5  + 6  = 11  ความตา้ นทานรวมของวงจร = 11 โอห์ม2. หาคา่ กระแสไฟฟา้ ทั้งหมดของวงจร จากสูตรการหาค่ากระแสไฟฟ้ารวมท้ังหมดของวงจร IT = ET RT เมอื่ ET = 12 V RT = 11  แทนคา่ IT = 12 V 11  = 1.09 A กระแสไฟฟ้ารวมทง้ั หมดของวงจร = 1.09 แอมแปร์3. หาค่าแรงดนั ไฟฟา้ ท่ตี กคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัว จากสูตรการหาแรงดนั ไฟฟ้ารวม เมือ่ ET = IT x RT จากสูตรหาค่าแรงดันไฟฟ้าท่ีตกคร่อมทตี่ ัวต้านทานตัวที่ 1 (E1) ซง่ึ มกี ระแสไฟฟ้า IT ไหลผา่ น E1 = IT x R1 เมอ่ื IT = 1.09 A R1 = 5  แทนคา่ E1 = 1.09 A x 5  = 5.45 Vแรงดันไฟฟา้ ท่ตี กคร่อมตัวตา้ นทานตัวที่ 1 (E1) = 5.45 โวลต์

26รหสั วิชา 2101-2005 ชอ่ื วชิ า งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนือ้ หา I.S. 1-24ช่อื หน่วย ทฤษฎีไฟฟ้าเบื้องต้น สอนคร้ังท่ี 1 จานวน 2 ช่วั โมง หาคา่ แรงดนั ไฟฟา้ ท่ีตกคร่อมตวั ต้านทานตวั ที่ 2, 3 (ET 23) เนือ่ งจาก RT 23 ตอ่ กนั แบบขนาน ดงั นนั้ แรงดนั ไฟฟ้าท่ีไหลผา่ นตัวตา้ นทานตวั ท่ี 2 ,3 (ET 23) จะมีคา่ เทา่ กัน  ET 23 = ET - E1 แทนคา่ ET 23 = 12 V - 5.45 V = 6.55 V แรงดนั ไฟฟา้ ทตี่ กคร่อมตัวตา้ นทานตวั ที่ 2 ,3 (ET 23) = 6.55 โวลต์4. หากระแสไฟฟ้าท่ีไหลผา่ นตวั ต้านทานแต่ละตัว กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตวั ตา้ นทานตวั ท่ี 1 (I1) เน่อื งจาก I1 = IT IT = ET RT  I1 = ET RT เม่อื ET = 12 V RT = 11  แทนค่า I1 = 12 V 11  = 1.09 Aกระแสไฟฟา้ ท่ีไหลผา่ นตวั ต้านทานตวั ที่ 1 (I1) = 1.09 แอมแปร์กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวต้านทานตวั ท่ี 2 (I2)  I2 = ET23เมือ่ ET 23 = 6.55 V R2R2 = 10 แทนคา่ I2 = 6.55 V 10  = 0.66 Aกระแสไฟฟา้ ที่ไหลผา่ นตัวต้านทานตัวท่ี 2 (I2) = 0.66 แอมแปร์กระแสไฟฟ้าท่ีไหลผ่านตัวตา้ นทานตวั ท่ี 3 (I3)

27รหสั วิชา 2101-2005 ชื่อวิชา งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเนือ้ หา I.S. 1-25 จานวน 2 ชว่ั โมงชือ่ หนว่ ย ทฤษฎีไฟฟ้าเบ้ืองต้น สอนครั้งท่ี 1 I3 = ET23 R3เมือ่ ET 23 = 6.55 VR3 = 15 แทนค่า I3 = 6.55 V 15  = 0.44 Aกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตวั ต้านทานตวั ที่ 3 (I3) = 0.44 แอมแปร์ตรวจสอบคาตอบกระแสไฟฟ้ารวมท้งั หมดของวงจร IT = I1 = I2 + I3 แทนคา่ IT = 1.09 A = 0.66 A + 0.44 A 1.09 A = 1.10 A ถูกตอ้ ง วงจรไฟฟ้าในรถยนต์ที่สาคัญไดแ้ ก่ วงจรสตารท์ วงจรจุดระเบดิ วงจรประจุไฟฟา้ วงจรไฟแสงสวา่ งวงจรไฟสญั ญาณ วงจรไฟหนา้ ปัดและวงจรสิง่ อาความสะดวกอนื่ ๆรายละเอียดการต่อวงจรจะกล่าวในหนว่ ยตอ่ ๆไป8. ระบบไฟฟา้ ในรถยนต์ ไฟฟ้าในรถยนตเ์ ป็นระบบท่ีทางานด้วยไฟฟา้ กระแสตรงแรงดัน 12 และ 24 โวลต์ โดยใช้ข้ัวลบลงดนิ(กราวด์) แบ่งออกเปน็ 2 ระบบ คอื ระบบไฟฟ้าเครอื่ งยนต์ กบั ระบบไฟฟา้ ตวั ถังและแชสซสี ์ 8.1 ระบบไฟฟา้ เคร่อื งยนต์ เป็นระบบไฟฟา้ ทเ่ี กี่ยวกบั เคร่ืองยนต์ซึง่ มีอุปกรณ์หลักคือ แบตเตอร่ีทาหนา้ ที่จ่ายพลงั งานไฟฟา้ให้กบั ระบบสตาร์ท ระบบไฟชาร์จ ระบบไฟจดุ ระเบดิ ระบบควบคมุ เครื่องยนต์ ระบบควบคมุ มลพิษ ฯลฯ 8.2 ระบบไฟฟา้ ตัวถงั และแชสซีส์ เป็นระบบไฟฟ้าท่ีตดิ ตั้งอยู่กับตัวถงั รถยนต์เป็นหลกั ประกอบด้วย ชดุ สายไฟ สวติ ช์และรีเลย์ ไฟแผงหนา้ ปัดและเกจวดั ตา่ ง ๆ ไฟแสงสวา่ ง ไฟสญั ญาณต่าง ๆ ไฟอปุ กรณ์ปดั น้าฝนและฉดี นา้ ล้างกระจก ไฟอุปกรณ์อานวยความสะดวกต่าง ๆ ฯลฯ 8.2.1 ระบบแสงสว่างประกอบด้วย ไฟแสงสวา่ งนอกรถยนตแ์ ละไฟแสงสว่างในรถยนต์ ไฟแสงสวา่ งนอกรถยนตป์ ระกอบด้วย ไฟใหญ่ ไฟตัดหมอกหรือสปอรต์ ไลท์ ไฟแสงสวา่ งในรถยนต์ประกอบด้วย ไฟในเก่ง ไฟอ่านแผนท่ี ฯลฯ

28 รหสั วชิ า 2101-2005 ชอ่ื วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนอื้ หา I.S. 1-26 ชื่อหน่วย ทฤษฎไี ฟฟ้าเบื้องต้น สอนคร้งั ที่ 1 จานวน 2 ชวั่ โมง 8.2.2 ระบบไฟสญั ญาณประกอบดว้ ย ไฟเลีย้ วและไฟฉุกเฉิน ไฟถอยหลงั ไฟเบรก ไฟท้ายหรอืไฟหร่ี ไฟจอด สัญญาณเสยี ง (แตร) สัญญาณมเิ ตอร์และเกจวัด ฯลฯ 8.2.3 ระบบไฟอานวยความสะดวกและความปลอดภัยประกอบด้วย ระบบปรบั อากาศรถยนต์ระบบปดั นา้ ฝนและฉีดน้าล้างกระจก วิทยุรถยนต์ ทจ่ี ุดบหุ รี่ ระบบไลฝ่ ้าท่ีกระจกหลัง ระบบกระจกหนา้ ตา่ งไฟฟ้า ระบบกระจกมองขา้ งปรับดว้ ยไฟฟา้ ระบบล็อกประตูดว้ ยไฟฟ้าหรือเซนทรัลล็อก ระบบถุงลมนริ ภัยระบบควบคุมความเรว็ คงที่ กุญแจนิรภัย ระบบขับเคล่ือน 4 ล้อ ระบบกันขโมย ฯลฯสรุป อะตอม เปน็ สว่ นที่เล็กที่สุดของสสารซ่งึ ปะกอบไปดว้ ย โปรตอน นิวตรอนและอิเลก็ ตรอน โดยอเิ ล็กตรอนจะมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ ซึ่งจะหมุนโคจรรอบ ๆนิวเคลียส ในมวลสารบางชนิดมอี เิ ลก็ ตรอนอิสระซง่ึ อยู่วงโคจรนอกสดุ เคล่ือนท่จี ากอะตอมหน่ึงไปสู่อีกอะตอมหนึง่ ทาใหเ้ กดิ การไหลของกระแสไฟฟ้า ตัวนาไฟฟา้ เป็นสารท่ียอมให้กระแสไฟฟา้ ไหลผ่านได้ สว่ นฉนวนไฟฟ้านั้นไม่ยอมให้อิเลก็ ตรอนอสิ ระไหลผ่าน ซง่ึ ตา้ นการไหลของกระแสไฟฟา้ แรงดันไฟฟา้ คือ แรงดนั ท่เี กิดจากการเคลอื่ นท่ีของอเิ ล็กตรอนไปตามตัวนา กระแสไฟฟา้ คือ การไหลของอเิ ลก็ ตรอนอิสระไปตามตัวนาจากประจลุ บไปยงั ประจุบวก การกาหนดคา่ กระแสไฟฟา้ จะกาหนดตรงกันขา้ มกบั กบั การเคล่ือนที่ของอิเล็กตรอนอสิ ระ ความตา้ นทาน คอื แรงต้านการไหลของอเิ ลก็ ตรอน ถา้ แรงต้านสงู การไหลของกระแสจะต่าและถ้าแรงตา้ นต่าการไหลของกระแสไฟฟา้ จะสูง วงจรไฟฟ้าพ้ืนฐานประกอบด้วย แหลง่ จ่ายแรงดันไฟฟ้า (แบตเตอร่,ี อัลเตอรเ์ นเตอร)์ ภาระภายในวงจร(อุปกรณ์ไฟฟ้า) ตวั นาไฟฟ้า (สายไฟบวกและส่วนลงกราวด)์ อุปกรณ์ป้องกันวงจร (ฟวิ ส)์ และสวติ ช์ การตอ่ วงจรไฟฟ้ารถยนต์เพ่ือนามาใช้งานมีอยู่ 3 แบบ คือ วงจรอนกุ รม วงจรขนาน และวงจรผสม ระบบไฟฟ้าในรถยนต์เปน็ ระบบท่ีทางานดว้ ยไฟฟ้ากระแสตรงใช้แรงดนั ไฟฟ้า 12 และ 24 โวลต์ โดยใชข้ ว้ั ลบลงดิน แบ่งออกเปน็ 2 ระบบ คือ ระบบไฟฟ้าเคร่ืองยนต์ กบั ระบบไฟฟา้ ตัวถังและแชสซีส์