15เฉลยแบบฝึกหัดหน่วยที่ 4

ใบเฉลยแบบฝึกหดั 63 รหสั 2104-2002 ชือ่ วชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยที่ 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาหท์ ่ี 6 จานวน 4 ชั่วโมง ตอนที่ 1 จงตอบคาถามต่อไปนใี้ ห้ถกู ต้องและสมบูรณ์ 1. การตอ่ ตวั ต้านทานแบบขนานมีลักษณะอย่างไร ตอบ วงจรไฟฟา้ แบบขนานเปน็ วงจรท่ีมีโหลดตั้งแต่สองตัวขน้ึ ไป ต่อรว่ มกันในระหว่างจดุ สองจดุ โดยใหป้ ลายดา้ นหน่งึ ของโหลดทุกตวั ต่อร่วมกนั ท่ีจดุ ๆ หนง่ึ (จดุ X) และใหป้ ลายอกี ด้านหนง่ึ ของโหลดทุกตัว ต่อร่วมกันทอ่ี กี จุดหนงึ่ (จดุ Y) และต่อขนานกบั แหลง่ จา่ ยไฟฟา้ IT I1 I2 I3 I4 (จุด X) E+ R1 R2 R3 R4 - วงจรไฟฟา้ แบบขนาน (จุด Y) 2. ลกั ษณะสมบัติของวงจรไฟฟา้ แบบขนาน มดี งั น้ี ตอบ 1) แรงดันไฟฟ้าท่ีตกคร่อมที่ความต้านทานทุกตัวจะมีค่าเท่ากันและเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งจ่าย ไฟฟ้า 2) กระแสที่ไหลในแต่ละสาขาย่อยของวงจรเม่ือนามารวมกันจะมีค่าเท่ากับกระแสท่ีไหลผ่านวงจร ท้ังหมดหรอื กระแสรวมของวงจร 3) ค่าความตา้ นทานรวมภายในวงจรหาได้โดยเศษหนึ่งส่วนความต้านทานรวมมีค่าเท่ากับเศษหนึ่งส่วน ของความต้านทานแตล่ ะตวั รวมกัน ซงึ่ จะมคี า่ นอ้ ยกวา่ ความต้านทานทม่ี คี ่านอ้ ยท่ีสุด 4) กาลังไฟฟ้าท่ีเกดิ ข้ึนท่ีตัวต้านทานในแต่ละสาขาในวงจรเมื่อนามารวมกันกจ็ ะมีค่าเท่ากับกาลงั ไฟฟ้า ทั้งหมดของวงจร ตอนที่ 2 จงแสดงวธิ ีทา 1. จากวงจรไฟฟ้าในรปู ท่ี 1 จงคานวณหาค่า ก. กระแสไฟฟ้า I1 , I2 , I3 , I4 และ IT ข. ความต้านทานรวม ( RT ) ค. กาลังไฟฟ้าทตี่ ัวตา้ นทานแตล่ ะตัวและกาลงั ไฟฟา้ รวม ( P1, P2 , P3 , P4 และ PT ) ง. แรงดนั ตกคร่อมตวั ตา้ นทาน R1

ใบเฉลยแบบฝึกหัด 64 รหสั 2104-2002 ช่อื วชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หน่วยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาห์ที่ 6 จานวน 4 ชั่วโมง IT I1 I2 I3 I4 V1 R2 = 20 W R3 = 10 W R4 = 30 W E+ 12 V - R1 = 30 W รปู ที่ 1 แบบฝกึ หัดตอนที่ 2 ข้อ 1 วิธที า ก. กระแสไฟฟา้ I1 , I2 , I3 , I4 และ IT ขั้นที่ 1 หาค่ากระแสไฟฟ้า IE1 โดยใช้กฎของโอหม์ จาก I1  R1 เมอื่ E  12 V, R1  30W แทนคา่ 12 V I1  30W  0.4 A  กระแสไฟฟา้ I1  0.4 แอมแปร์ ตอบ ตอบ ข้ันที่ 2 หาค่ากระแสไฟฟ้า I2Eโดยใช้กฎของโอหม์ จาก I2  R2 เมอ่ื E  12 V, R2  20W แทนคา่ 12 V I2  20W  0.6 A  กระแสไฟฟา้ I2  0.6 แอมแปร์ ขั้นท่ี 3 หาคา่ กระแสไฟฟา้ I3Eโดยใช้กฎของโอห์ม จาก I3  R3 เมอ่ื E  12 V, R3  10W

ใบเฉลยแบบฝกึ หดั 65 รหัส 2104-2002 ชื่อวชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยที่ 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาหท์ ่ี 6 จานวน 4 ชว่ั โมง แทนคา่ 12 V I3  10W  1.2 A  กระแสไฟฟา้ I3  1.2 แอมแปร์ ตอบ ตอบ ขั้นที่ 4 หาคา่ กระแสไฟฟา้ I4Eโดยใชก้ ฎของโอหม์ ตอบ จาก I4  R4 ตอบ เมอ่ื E  12 V, R3  10W แทนคา่ 12 V I4  30W  0.4 A  กระแสไฟฟ้า I4  0.4 แอมแปร์ ขน้ั ทจ่ี า5กหาค่ากระแIสTไฟฟ้ารวI1ม( ITI2) โดยใช้กฎกระแสไฟฟ้าของเคอร์ชอฟฟ์  I3  I4 แทนคา่ IT  0.4 A  0.6 A  1.2 A  0.4 A IT  2.6 A  กระแสไฟฟา้ IT  2.6 แอมแปร์ ข. ความตา้ นทานรวม ( RT ) โดยใช้กฎของโอห์ม จาก RT E  IT เมอื่ E  12 V, IT  2.6 A 12 V แทนคา่ RT  2.6 A  4.62 W  ความต้านทานรวม ( RT )  4.62 โอหม์

ใบเฉลยแบบฝกึ หัด 66 รหสั 2104-2002 ช่ือวชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาห์ท่ี 6 จานวน 4 ชว่ั โมง ค. กาลงั ไฟฟ้าทีต่ วั ต้านทานแต่ละตัวและกาลงั ไฟฟา้ รวม ( P1, P2 , P3 , P4 และ PT ) ข้ันที่จ1าหกาค่ากาลังPไ1ฟฟา้ P1 I1E เมอ่ื I1  0.4 A, E  12 V แทนคา่ P1  0.4 A 12 V  4.8 W  กาลังไฟฟา้ ท่ีตวั ต้านทาน R1 ( P1)  4.8 วัตต์ ตอบ ขั้นที่ 2จาหกาค่ากาลังไPฟ2ฟ้าP2 I2E เมอื่ I2  0.6 A, E  12 V แทนคา่ P2  0.6 A 12 V  7.2 W  กาลังไฟฟ้าทีต่ ัวตา้ นทาน R2 ( P2 )  7.2 วตั ต์ ตอบ ขั้นที่ 3จาหกาคา่ กาลังไPฟ3ฟ้าP3 I3E ตอบ เมอื่ I3  1.2 A, E  12 V แทนคา่ P2  1.2 A 12 V P3  14.4 W  กาลังไฟฟ้าทตี่ วั ต้านทาน R3 ( P3 )  14.4 วตั ต์ ขัน้ ท่ี 4 หาคา่ กาลงั ไฟฟา้ P4I4 E จาก P4  เมอ่ื I4  0.4 A, E  12 V แทนคา่ P4  0.4 A 12 V  4.8 W  กาลังไฟฟา้ ที่ตัวต้านทาน R4 ( P4 )  4.8 วัตต์ ตอบ ขั้นที่ 5 หาค่ากาลงั ไฟฟา้ รวม (PTP)2โดยPน3าคา่ PP41 , P2 , P3 และ P4 แทนค่าในสมการดงั นี้ จาก PT  P1 แทนคา่ PT  4.8 W  7.2 W  14.4 W  4.8 W  31.2W

ใบเฉลยแบบฝึกหดั 67 รหัส 2104-2002 ชื่อวชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หน่วยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาห์ที่ 6 จานวน 4 ชว่ั โมง หรือ PT  IT E จาก PT  2.6 A 12 V แทนคา่  31.2 W  กาลงั ไฟฟ้ารวม (PT )  31.2 วัตต์ ตอบ ง. แรงดันตกครอ่ มตวั ตา้ นทาน R1 จารูปที่ 1 เป็นวงจรไฟฟ้าแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าท่ีตกคร่อมท่ีตัวต้านทานแต่ละตัวจะมีค่า เทา่ กนั และเท่ากบั แรงดนั ไฟฟ้าที่แหล่งจ่ายไฟฟ้า เพราะว่าเป็นแรงดนั ไฟฟ้าทจ่ี ดุ เดียวกัน E  V1  V2  V3  V4  12 V  แรงดันตกคร่อมตัวตา้ นทาน R1 (V1 )  12 โวลต์ ตอบ 2. จากวงจรไฟฟ้าในรปู ท่ี 2 จงคานวณหาค่า ก. กระแสไฟฟ้ารวม ( IT ) ข. ความต้านทาน R1, R2 และ R3 ค. ความตา้ นทานรวม ( RT ) IT I1 = 2 A I2 = 5 A I3 = 10 A R2 R3 E+ 15 V - R1 รปู ท่ี 2 แบบฝกึ หัดตอนที่ 2 ขอ้ 2 วธิ ที า ก. กระแสไฟฟา้ รวม ( IT ) ( IT หาค่ากระแสไฟฟา้ รวม  ) โดยกฎกระแสไฟฟ้าของเคอรช์ อฟฟ์ จาก IT I1  I2  I3 เมอ่ื I1  2 A, I2  5A, I3  10A

ใบเฉลยแบบฝึกหดั 68 รหสั 2104-2002 ช่อื วิชา วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยที่ 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาห์ที่ 6 จานวน 4 ชว่ั โมง แทนคา่ IT  2 A  5 A 10 A ตอบ  17A ตอบ ตอบ  กระแสไฟฟ้ารวม ( IT )  17 แอมแปร์ ข. ความตา้ นทาน R1, R2 และ R3 ข้นั ที่จ1าหกาคา่ ความRต1้านทานIE1R1 โดยใชก้ ฎของโอห์ม เมอื่ E  15V, I1  2 A 15 V แทนคา่ R1  2 A  7.5 W  ความต้านทาน R1  7.5 โอห์ม ขน้ั ที่จ2ากหาค่าความRต2า้ นทานIE2R2 โดยใชก้ ฎของโอหม์ เมอื่ E  15 V, I2  5 A 15 V แทนคา่ R2  5 A  3W  ความตา้ นทาน R2  3 โอห์ม ขน้ั ที่จ3ากหาคา่ ความRต3 า้ นทานIE3R3 โดยใชก้ ฎของโอห์ม เมอ่ื E  15V, I3  1.5 A 15 V แทนคา่ R3  10 A  1.5W

ใบเฉลยแบบฝกึ หัด 69 รหัส 2104-2002 ชอื่ วิชา วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หน่วยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาหท์ ่ี 6 จานวน 4 ชั่วโมง  ความต้านทาน R3  1.5 โอหม์ ตอบ ค. ความตา้ นทานรวม ( RT ) หาค่าความต้านทานรวม ( RET ) โดยใชก้ ฎของโอห์ม จาก RT  IT เมอ่ื E  15V, IT  17 A 15 V แทนคา่ R3  17 A  0.88W  ความต้านทาน (RT)  0.88 โอห์ม ตอบ ตอบ 3. จากวงจรไฟฟา้ ในรูปท่ี 3 จงคานวณหาค่า ก. กระแสไฟฟา้ ท่ไี หลผา่ น R2 ข. แรงดนั ไฟฟา้ ทีแ่ หล่งจา่ ย (E) ค. ความต้านทาน R1 และ R3 IT = 20 A I1 = 2 A I2 I3 = 10 A E+ - R1 R2 = 20 W R3 รปู ท่ี 3 แบบฝกึ หัดตอนท่ี 2 ข้อ 3 วิธีทา ก. กระแสไฟฟา้ ที่ไหลผา่ น R2 ใชก้ ฎกระแสไฟฟา้ ของเคอรช์ อฟฟ์ แล้วย้ายขา้ งสมการหาคา่ กระแสไฟฟ้า I2 จาก IT  I1  I2  I3 จะได้ I2  IT  I1  I3 เมอื่ IT  20 A, I1  2 A, I3  10 A แทนคา่ I2  20A  2 A  10A  8 A  กระแสไฟฟ้าทไ่ี หลผ่าน R2 ( I2 )  8 แอมแปร์

ใบเฉลยแบบฝึกหดั 70 รหสั 2104-2002 ชอ่ื วชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หน่วยที่ 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาห์ที่ 6 จานวน 4 ชวั่ โมง ข. แรงดันไฟฟา้ ที่แหล่งจ่าย (E) เนอ่ื งจากเปน็ วงจรไฟฟ้าแบบขนาน แรงดันทตี่ กคร่อมตัวตา้ นทานทุกตัวจึงมคี ่าเทา่ กัน จาก E  V1  V2  V3 ฉะน้ัน V2  E  I2R2 เมอ่ื I2  8 A, R2  20W แทนคา่ V2  E  8 A  20W  160V  แรงดันไฟฟ้าทแี่ หลง่ จา่ ย (E)  160 โวลต์ ตอบ ค. ความต้านทาน R1 และ R3 หาค่าความต้านทานรวม ( R1E) โดยใช้กฎของโอห์ม จาก R1  I1 เมอ่ื E  160 V, I1  2 A 160 V แทนคา่ R1  2 A  80W  ความตา้ นทาน R1  80 โอห์ม ตอบ ตอบ หาค่าความต้านทานรวม ( RE3 ) โดยใชก้ ฎของโอห์ม จาก R3  I3 เมอ่ื E  160V, I3  10 A 160 V แทนคา่ R3  10 A  16W  ความต้านทาน R3  16 โอหม์

ใบเฉลยแบบฝึกหัด 71 รหัส 2104-2002 ชอ่ื วิชา วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สปั ดาหท์ ่ี 6 จานวน 4 ชั่วโมง 4. จากวงจรไฟฟ้าในรปู ท่ี 4 จงคานวณหาค่า ก. แรงดนั ไฟฟา้ ที่แหล่งจ่าย (E) ข. กระแสไฟฟ้า I1 และ I3 ค. ความต้านทาน R2 และ R3 IT = 20 A I1 I2 = 2 A I3 R3 E+ R1 = 10 W PR22= 20 W - รปู ที่ 4 แบบฝกึ หัดตอนท่ี 2 ขอ้ 4 วธิ ีทา ก. แรงดนั ไฟฟ้าท่ีแหลง่ จ่าย (E) โดยใช้สูตรหากาลงั ไฟฟา้ แลว้ ย้ายข้างสมการหาค่าแรงดันไฟฟา้ ทแ่ี หลง่ จ่าย (E) จาก P2  I2V2  I2E จะได E  P2 I2 เมอ่ื P2  20 W, I2  2 A 20 W แทนคา่ E  2 A  10V  แรงดนั ไฟฟา้ ที่แหลง่ จ่าย (E)  10 โวลต์ ตอบ ข. กระแสไฟฟา้ I1 และ I3 หาคา่ กระแสไฟฟา้ I1 โดยใชก้ ฎของโอห์ม จาก I1 E  R1 เมอ่ื E  10V, R1  10W แทนคา่ 10 V I1  10W  1A

ใบเฉลยแบบฝึกหัด 72 รหัส 2104-2002 ช่อื วชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สปั ดาหท์ ่ี 6 จานวน 4 ชวั่ โมง  กระแสไฟฟา้ I1  1 แอมแปร์ ตอบ ตอบ ใช้กฎกระแสไฟฟา้ ของเคอรช์ อฟฟแ์ ล้วย้ายข้างสมการหาค่ากระแสไฟฟ้า I3 ตอบ จาก IT  I1  I2  I3 ตอบ จะได้ I3  IT  I1  I2 เมอ่ื IT  20A, I1  1A, I2  2 A แทนคา่ I3  20A  1A  2 A  17A  กระแสไฟฟ้า I3  17 แอมแปร์ ค. ความตา้ นทาน R2 และ R3 หาค่าความต้านทาน R2 โดยใชก้ ฎของโอห์ม จาก R2  E I2 เมอ่ื E  10 V, I2  2 A 10 V แทนคา่ R2  2 A  5W  ความตา้ นทาน R2  5 โอห์ม หาค่าความต้านทาน R3 โดยใช้กฎของโอหม์ จาก R3  E I3 เมอื่ E  10 V, I3  17 A 10 V แทนคา่ R3  17 A  0.59W  ความตา้ นทาน R3  0.59 โอหม์