ใบความรู้7

57 วงจรแบ่งแรงดนั การแบ่งแรงดันในวงจรอนกุ รม จะมีเกือบทกุ วงจร โดยแรงดนั ทีถ่ ูกแบง่ ขึ้นอยู่กับค่าความต้านทาน ในแต่ละส่วนของวงจร วงจรแบง่ แรงดันทไี่ ม่มีโหล คือ วงจรทตี่ วั ตา้ นทานตอ่ อนุกรมกันและตัวต้านทานแต่ละตัวก็จะ แบง่ แรงดนั ได้หลายๆ คา่ เพอื่ นาํ ไปจ่ายใหแ้ กโ่ หลด แรงดนั ทถ่ี กู แบง่ ได้จากแหลง่ กาํ เนดิ ทมี่ แี รงดนั เพยี งแรงดันเดียว จากวงจร RT = R1 + R2 + R3 + R4 จากกฎของโอหม์ IT = E RT หาแรงดัน V1 = IT R1 = E  R1 RT V2 = IT R2 = E  R2 RT V3 = IT R3 = E  R3 RT V4 = IT R4 = E  R4 RT

58 ตวั อยา่ งที่ 1 จงหาค่า V1 ,V2 ,V3 ,V4 ,V5 IT R1 = 10 k V1 E = 220 V RT R2 = 20 k V2 V5 RT1 R3 = 40 k V4 V3 RT1 = R2 + R3 = 20 k + 40 k = 60 k RT = R1 + RT1 = 10 k + 60 k = 70 k V1 = E  R1 = 220 V  10 k = 2200 V k = 31.42 V RT 70 k 70 k V2 = E  R2 = 220 V  20 k = 4400 V k = 62.85 V RT 70 k 70 k V3 = E  R3 = 220 V  40 k = 8800 V k = 125.71 V RT 70 k 70 k V4 = E  RT1 = 220 V  60 k = 13200 V k = 188.57 V RT 70 k 70 k V5 = E  RT = 220 V  70 k = 15400 V k = 220 V RT 70 k 70 k ตัวอย่างท่ี 2 จงหาคา่ E , R1 , R2 , R3 และ RT IT = 2.5 A R1 = ? V1 = 20 V R2 = ? V2 = 30 V E =? R3 = ? V3 = 50 V

59 E = V1 + V2 + V3 = 20 V + 30 V + 50 V = 100 V R1 = V1 = 20 V = 8  IT 2.5 A R2 = V2 = 30 V = 12  IT 2.5 A R3 = V3 = 50 V = 20  IT 2.5 A RT = 8  + 12  + 20  = 40  วงจรแบ่งแรงดนั ทมี่ โี หลด คอื วงจรทีแ่ รงดันจากแหล่งกําเนิดนําไปใช้กับโหลดทมี่ ีแรงดนั ระดบั ตา่ ง ๆ ไม่เทา่ กัน ตามท่แี บง่ แรงดนั ไวแ้ ลว้ เมอ่ื ตอ่ โหลดเขา้ ไปต้องพยายามใหก้ ระแสทไี่ หลผา่ นความตา้ นทานที่ขนานกับ โหลด มีคา่ ประมาณ 10% - 20% ของกระแสโหลดทัง้ หมด จากวงจร Rt1 = R2 // RL RT = R1 + Rt1 จากกฎของโอห์ม IT = E =E RT R1 + RT1 VL = IT  RT1 แทนค่า IT จะได้ VL = E  RT1 R1 + RT1 = E  RT1 RT

60 ตวั อย่างท่ี 3 จากวงจร ถ้าโหลด มีความต้านทาน 5 โอหม์ ต่ออยู่ จงหา ก.) แรงดนั ทโี่ หลด (VL) ข.) กระแสทีไ่ หลผ่านโหลด (IL) Rt1 = R2 // RL = R2  RL R2 + RL = 15   5  15  + 5  = 75   = 3.75  20  VL = E  RT1 R1 + RT1 = 24 V  3.75  20  + 3.75  = 75 V  = 3.15 V 23.75  IL = VL = 0.63 A RL = 3.15 V 5 ตวั อย่างท่ี 4 ถ้าตอ้ งการนําโหลดขนาด 12 โวลท์ 0.5 แอมแปร์ ไปต่อกับแหลง่ จา่ ยขนาด 36 โวลท์ จะตอ้ งออกแบบอย่างไร จงึ จะนําโหลดน้ันไปต่อกับแหลง่ จ่ายได้

61 RL = VL = 24  = 0.575 A IL = 0.075 A = 24 V = 12 V = 160  0.5 A = 0.075 A + 0.5 A = 36 V – 12 V Ib = 0.5 A  15% R2 = VL = 41.73  Ib = 12 V 0.075 A IT = Ib + IL V1 = E - VL R1 = V1 IT = 24 V 0.575 A วงจรแบง่ กระแส ในวงจรขนาน กระแสทไ่ี หลเข้าในวงจรท้งั หมดจะถกู แบง่ ให้ไหลไปตามสว่ นตา่ งๆ ทีต่ อ่ ขนานกนั กระแสท่ีถกู แบง่ ออกไปจะมคี ่ามากหรือนอ้ ยข้ึนอยู่กับค่าความต้านทานทตี่ อ่ ขนานกันในวงจร IT I1 I2 E R1 R2 จากวงจร RT = R1 R2 R1 + R2 แต่ E = IT  RT E = IT  RT I1 = R1 R1 = IT  R1 R1  (R1 + R2) = IT  R2 R1 + R2

62 I2 = E = IT  RT R2 R2 = IT  R1 R2  (R1 + R2) = IT  R1 R1 + R2 ตวั อยา่ งท่ี 5 จากวงจร จงหาคา่ กระแสไฟฟา้ ไหลผ่านตัวต้านทานแตล่ ะตัว IT = 10 mA I1 I2 E R1 = 4 k R2 = 7 k I1 = IT  R2 R1 + R2 = 10 mA  7 k 4 k + 7 k = 70 mA k 11 k = 6.36 mA I2 = IT  R1 R1 + R2 = 10 mA  4 k 4 k + 7 k = 40 mA k 11 k = 3.83 mA

63 ตัวอยา่ งเพ่ิมเตมิ 1. จงหาค่า V1 ,V2 ,V3 IT R1 = 5 k V1 R2 = 10 k V2 E = 80 V R3 = 15 k V3 2. จงหาค่า E , R1 , R2 , R3 IT = 0.5 A R1 = ? V1 = 10 V R2 = ? V2 = 15 V E =? R3 = ? V3 = 25 V 3. จากวงจร ถ้าโหลด มคี วามต้านทาน 10 โอหม์ ตอ่ อยู่ จงหา ก.) แรงดันที่โหลด (VL) ข.) กระแสทีไ่ หลผ่านโหลด (IL) IT R1 = 25  R2 = 10  RL = 10  E = 30 V

64 4. ถ้าต้องการนําโหลดขนาด 10 โวลท์ 0.2 แอมแปร์ ต่อกับแหล่งจ่ายขนาด 25 โวลท์ จะต้องออกแบบอยา่ งไร จึงจะนําโหลดนน้ั ต่อกบั แหลง่ จ่ายได้ E = 25 V IT R1 IL = 0.2 A Ib RL VL = 10 V R2 5. จากวงจร จงหาคา่ กระแสไฟฟ้าไหลผา่ นตวั ต้านทานแต่ละตัว IT = 5 mA I1 I2 E R1 = 10 k R2 = 6 k