89

8. วงจรอนุกรม วงจรอนกุ รม คอื วงจรทน่ี าํ ตวั ตา นทานหรอื โหลดทางไฟฟามาตออันดบั กนั ไปเรื่อยๆ โดยกระแส ไฟฟา ทไ่ี หลในวงจรจะมีคา เทา กนั ทง้ั หมด สวนแรงดนั ไฟฟาทงั้ หมดจะเทา กบั ผลรวมของแรงดันตกครอ มความ ตานทานแตล ะตัว กระแสไฟฟา ที่ไหลภายในวงจรจะมคี าเทากนั ทง้ั หมด คอื IT = I1 = I2 = I3 = ... IN (A) แรงดันไฟฟา ภายในวงจรอนกุ รม คอื (V) E = V1 + V2 + V3 + … VN คาความตานทานรวมทั้งหมดของวงจร (RT) เทากบั ผลรวมของคาความตานทานแตละตัวรวมกนั คือ RT = R1 + R2 + R3 + ... + RN (Ω) ตวั อยา งที่ 1 จากวงจรทกี่ ําหนดใหจ งคาํ นวณหาแรงดันตกครอมความตานทาน R1 , R2 , R3 , R4 เมอื่ มี ความตานทานเทา กับ 2 Ω , 4 Ω , 6 Ω , 8 Ω ตามลาํ ดบั โดยมแี รงดนั ไฟฟา 20 V วธิ ที ํา RT = R1 + R2 + R3 + R4 คาํ นวณคา = 2Ω+4Ω+6Ω+8Ω = 20 Ω คํานวณหาคา RT IT = (A) IT = = 1A

9. วงจรขนาน วงจรขนาน คอื วงจรทน่ี ําตัวตานทานหรือโหลดทางไฟฟามาตอ ขนาน เขา กบั แหลง จา ยไฟโดยคา ของแรงดันไฟฟา ทต่ี กครอมความตา นทานจะมคี า เทากนั และเทา กบั แหลง จา ยไฟ สวนคากระแสไฟฟา ทไี่ หลใน วงจรจะเทากบั ผลรวมของกระแสไฟฟา ท่ีไหลในแตล ะสาขา แรงดนั ตกครอ ม (Voltage Drop) ความตานทานแตละตวั จะมีคา เทากบั แรงดันของแหลง จาย (Power Supply) คือ ET = VR1 = VR2 = VR3 = VR4 ... = VRN (V) กระแสรวมทงั้ หมดของวงจร (IT) จะมคี า เทากบั ผลรวมของกระแสท่ีไหลในสาขายอ ยรวมกนั คอื IT = I1 + I2 + I3 + I4 + … + IN (A) คา ความตา นทานรวม (RT) ในวงจรขนานจะมีคาเทา กบั ผลรวมของสว นกลับของคาความตา นทานทกุ ตวั รวมกัน คือ 1 1111 1 R = R + R + R + + … R (Ω) หรือ = 1 1 (Ω) R + 1 + 1 + 1 + … R1 R R

ตัวอยางที่ 2 จงคํานวณหาคากระแสรวมที่ไหลในวงจรและกระแสตัวตา นทานแตล ะตัวเมอ่ื วงจรจา ยแรงดนั เทากบั 20 V วธิ ีทาํ คาํ นวณหาคาความตานทานรวม RT = = = 0.96 Ω IT = = 20.83 A = . = I1 = = 10 A I2 == = 5A I3 == I4 = 3.33 A หรอื ∴ IT == = 2.5 A = I1 + I2 + I3 + I4 = 10 + 5 + 3.33 + 2.5 = 20.83 A

10. วงจรผสม วงจรผสม หมายถึง วงจรที่มีทง้ั วงจรอนุกรมและวงจรขนานตอ ปนกันอยู ซงึ่ บางครัง้ เราเรียกวา วงจร อนกุ รม – ขนาน หรอื วงจรขนาน – อนุกรม ขั้นตอนในการพจิ ารณาหาคาตางๆ ในวงจรผสมแบบอนกุ รม – ขนาน 1. หาคา ความตา นทานรวมแบบอนกุ รม ในสาขาทมี่ ีความตา นทานตอ อนุกรมกนั อยู 2. หาคา ความตา นทานรวมแบบขนาน 3. หาคากระแสที่ไหลในสาขาตา ง ๆ ของวงจร 4. หาคากระแสรวมทไี่ หลในวงจร ข้ันตอนในการพจิ ารณาหาคาตา งๆ ในวงจรผสมแบบขนาน – อนุกรม 1. หาคา ความตานทานรวมแบบขนาน ในสาขาท่ีมคี วามตา นทานตอขนานกนั อยู 2. หาคา ความตา นทานรวมแบบอนกุ รม 3. หาคา แรงดนั ตกครอมความตานทานแตละกลมุ 4. หาคา แรงดนั รวมของวงจร 5. หาคากระแสท่ีไหลในสาขาตาง ๆ ของวงจร 6. หาคากระแสรวมท่ีไหลในวงจร วงจรผสมแบบอนุกรม – ขนาน วงจรผสมแบบขนาน – อนุกรม

11. อปุ กรณปอ งกันไฟฟาและการตอสายดนิ อปุ กรณป อ งกันไฟฟา คืออปุ กรณท ่ีชว ยปองกันอันตรายทเ่ี กิดจากไฟฟา ในกรณที เี่ กิดไฟฟา ชอต ไฟฟา ดูดหรอื เกดิ การลัดวงจร อาจจะทาํ ใหเ กิดความเสยี หายแกช วี ิตและทรัพยส นิ ได ดงั นัน้ อุปกรณปอ งกนั ไฟฟา จะ ชว ยลดอันตรายที่เกิดจากไฟฟาได อุปกรณเหลา นีไ้ ดแก ฟวส, เซอรกิตเบรกเกอร, การตอ ลงดนิ และเคร่อื ง ปอ งกันไฟฟา ดูด เปนตน 1. ความปลอดภยั ทางไฟฟา อุปกรณป อ งกนั ไฟฟา คือ อปุ กรณท ่ชี วยปองกันอันตรายทเี่ กิดจากไฟฟา ในกรณีทเ่ี กิดไฟฟา ชอต ไฟฟา ดดู หรอื เกิดการลดั วงจร อาจจะทําใหเ กิดความเสยี หายแกช วี ติ และทรัพยส ินได ดังน้นั อปุ กรณปอ งกัน ไฟฟา จะชวยลดอันตรายทาํ ใหเราไดร บั ความปลอดภยั มากขน้ึ ปจ จบุ ันมีกฎหมายเกีย่ วกบั ความปลอดภยั ของ OSHA ซ่งึ ไดกําหนดเกยี่ วกบั หนา กากปอ งกนั อนั ตราย หมวกกันนอ็ ค และอปุ กรณป อ งกัน ในการทํางานตาง ๆ โดยใชหลกั การปฏบิ ตั งิ านกบั อปุ กรณไฟฟา ใหถกู ตอง ตามกฎของความปลอดภัยดงั นี้ 1. ตรวจซอ มเคร่อื งมือตามระยะเวลาทกี่ าํ หนด ตามทโ่ี รงงานผผู ลิตระบุไว 2. รูและเขา ใจคําแนะนาํ เกีย่ วกับความปลอดภยั ทผี่ ผู ลติ แนะนาํ ไว 3. ตรวจสอบสายไฟใหอ ยูในสภาพดีเสมอ ถาชาํ รดุ ใหเ ปล่ียนหรอื ซ้อื ใหม 4. กอนซอ มเคร่อื งใชไ ฟฟา ตอ งตดั ไฟออกกอ นเสมอ 5. ตองใสแวนกันฝนุ หรือเศษวสั ดเุ ขา ตาในกรณที ีจ่ ําเปน 6. ชิน้ งานท่กี าํ ลงั จะทาํ ตองยึดแนน ไมหลดุ ทาํ ใหไดร บั อันตรายได 7. ถา มีเสียงดงั ผิดปกตใิ หห ยุดทํางาน แลวหาสาเหตุทันที 8. เม่ือเครอ่ื งมอื ไฟฟา ชํารุดใหแยกออก แลว เขยี นปายแสดงใหชดั เจน 2. ฟว ส (Fuse) ฟวสคอื อปุ กรณทใี่ ชสําหรบั จาํ กัดจาํ นวนกระแสที่ไหลในวงจร มีลักษณะเปน ตวั นําไฟฟา ที่ ประกอบดว ยเสน ลวดทํามาจากโลหะชนิดออน บรรจุอยูภ ายในอปุ กรณห อ หมุ ซึ่งสามารถทีจ่ ะหลอมละลาย และตดั วงจรไดเมื่อใชงานไฟฟามากเกนิ ไป ฟว สแตล ะรนุ จะมีการแจง อตั ราทนกระแสกาํ กบั ไว อัตราทน กระแสหมายถงึ ปรมิ าณกระแสไฟฟา สูงสุดที่ยอมใหไ หลผานฟว สได

การติดต้ังฟวสห รือถอดเปลีย่ นฟวสนั้นจะตอ งกระทาํ ดว ยความระมัดระวงั โดยจะตองตัดพลงั งานไฟฟา ออกจากวงจรเสยี กอนเสมอ การถอดฟว สจ ะตอ งใชเ ครื่องมอื สําหรบั ดงึ ฟวสทอ่ี อกแบบมาโดยเฉพาะ และใหด งึ ฟวสท างดา นไฟออกกอ นเสมอ เม่ือตอ งการจะใสฟ ว สใ หใสฟ ว สทางดา นโหลดกอ น แลว จงึ ใสท างดา นไฟเขา ตอ ไป ฟวสท่ใี ชง านกนั ท่วั ไปแบง ไดเปน 3 ชนิดคือ ปลกั๊ ฟวส (Plug Fuse) คารต ริดฟวส (Cartridae Fuse) และเบลดฟว ส (Blade Fuse) ดังน้คี อื \\ ปล๊ักฟวส (Plug Fuse) ปล๊ักฟวส คอื ฟว สท บ่ี รรจอุ ยใู นกระบอกทที่ าํ ดว ยกระเบอ้ื ง เวลาใชงานใหติดต้ังบนฐานเกลียว มแี ผน ไสโลหะที่ออกแบบใหล ะลาย เม่อื กระแสไหลในวงจรเกินคาทก่ี าํ หนด มหี ลายแบบหลายขนาด โดยทว่ั ไปมี อตั ราทนกระแส 0-30 แอมป นิยมใชต ามอาคารบานเรอื นทว่ั ไป

คารตริดฟวส (Cartridae Fuse) คารตรดิ ฟว สจ ะทาํ งานคลายกบั ปล๊กั ฟว ส แตตางกนั ทีเ่ วลาตดิ ต้งั จะตองตดิ ตั้งบนขาหนบี สปรงิ คาร ตริดฟวสจะตดิ ตง้ั ใชง านรว มกบั เซฟตสี้ วิตช ทนกระแสไดต้ังแต 0-60 แอมป เบลดฟวส (Blade Fuse) เบลดฟว สใชหลกั การหลอดละลายตัวเมอื่ มกี ระแสเกนิ เชนเดยี วกับฟวสแบบอนื่ แตจะมอี ตั ราทน กระแสมากกวา ฟวสแ บบอื่นคือตงั้ แต 70-600 แอมป เบลดฟว สจ ะติดตงั้ บนขาหนบี สปรงิ มที ง้ั แบบใชไดเพยี ง ครง้ั เดยี ว และแบบเปลยี่ นไสใ หมได เซอรก ิตเบรกเกอร เซอรก ิตเบรกเกอร (Circuit Breakers) คอื อุปกรณป อ งกนั ไฟฟา ท่ีสามารถเปด วงจรในขณะทม่ี ีความ ผิดปกตเิ กดิ ขึ้น โดยท่ไี มท ําใหต ัวเองขาดหรอื ชํารดุ เหมอื นฟวส ถาเซอรก ิตเบรกเกอรเปดวงจร เราจะตองหา

สาเหตุ วา ใชงานกระแสไฟฟา มากเกนิ กวา ทกี่ าํ หนดหรอื ไม เกดิ ไฟดูด, ไฟร่วั , ไฟช็อต, ไฟเกนิ หรือไฟตก เกิด ปญ หาทีจ่ ุดใด แลวทําการแกไ ขปญหาในกรณดี งั กลา ว หลังจากนั้นใหกดปุมรเี ซ็ตใหว งจรไฟฟาทํางานใหมได เซอรกิตเบรกเกอรแ บบความรอ น การทํางานอาศยั หลกั การของแผน โลหะ 2 ชนดิ ซ่ึงมสี มั ประสทิ ธก์ิ ารขยายตัวไมเทา กันมาประกบยดึ ตดิ กนั เมื่อมีกระแสไหลเกิน หรอื วงจรผดิ ปกติโลหะจะรอ น ทําใหโกง ตวั หนาสมั ผสั ของเซอรก ติ เบรกเกอร จะ เปด วงจรไมทาํ งาน ในชว งท่ีวงจรไมท ํางาน เรากค็ วรหาสาเหตุวา วเซอรก ติ เบรกเกอร ตัดเพราะอะไร แลวทาํ การแกไ ขใหเ รียบรอ ย และเมื่อเวลาผานไประยะหนง่ึ แผนโลหะจะเย็นตวั ลง และจะกลบั เขา ไปอยใู นสภาพเดมิ อีก สามารถรเี ซ็ตใหกลบั มาทํางานใหมไดตามปกติ

เซอรก ติ เบรกเกอรแ บบแมเหลก็ การทํางานอาศยั หลกั การของแมเ หล็กไฟฟา แมเ หลก็ ไฟฟา จะเกิดขนึ้ จากการไหลของกระแสไฟฟา ผา นขดลวด ในกรณีทกี่ ระแสไฟฟา ผานขดลวดเกินพกิ ัด แมเ หล็กกจ็ ะยิ่งมีอาํ นาจในการดดู แผนกระเดื่อง ตดั วงจรทําใหว งจรเปด เมือ่ แกไ ขสาเหตุของการใชงานเกนิ ไดแ ลว กใ็ หท ําการรเี ซ็ตกระเดอ่ื งตดั วงจร ใหอยใู น ตาํ แหนงเดมิ เพอื่ ใชง านตอไป เซอรกิตเบรกเกอรใ นยุคปจ จุบัน ปจจบุ นั บรษิ ัทผูผลติ ไดออกแบบเซอรกติ เบรกเกอรใหต ดั ไฟไดอ ยา งรวดเรว็ และสามารถปอ งกนั การใช กระแสไฟฟา มากเกนิ กวาท่ีกาํ หนด, ปองกันไฟดดู , ปองกันไฟรั่ว, ปอ งกนั ไฟชอ็ ต และปอ งกนั ไฟเกินหรือไฟตก มรี ูปแบบตาง ๆใหเ ลอื กซอ้ื มากมายดงั รูปที่ 16.8

3. การตอ ลงดนิ สายดินเปนสวนสาํ คัญสวนหนง่ึ ของระบบความปลอดภยั ทางไฟฟา ซ่ึงจะตอ งมเี มอ่ื ตดิ ต้ังระบบไฟฟา ใหม สายดินจะชว ยปอ งกนั อันตราย อันเกดิ จากกระแสไฟฟา ร่ัวได ปกติสายดนิ จะมี 2 สวนคอื สายดนิ ของ ระบบใชป องกันระบบไฟฟาทง้ั หมด และสายดินของเคร่อื งใชไ ฟฟา เปน สวนท่ีปอ งกนั อันตรายเฉพาะ เครื่องใชไ ฟฟานั้น ๆ สายดินของระบบมหี นา ทป่ี อ งกนั ฟาผา และไฟฟาแรงสงู โดยกระแสไฟฟาจะผานสายดิน

ซง่ึ ทําดว ยตวั นําท่ดี ีลงสดู ินแทน ทอประปาทฝ่ี งอยูใตพน้ื ดินอยา งตอเนื่องจะเปน การตอ ลงดนิ ทางไฟฟา ที่ดีทสี่ ุด เนือ่ งจากมีพื้นทีผ่ ิวสมั ผสั กบั ดินมาก การทมี่ ผี ิวสมั ผสั มากจะเปนการชวยลดความตา นทาน และทาํ ให กระแสไฟฟาสว นทไี่ มตองการไหลลงสพู ้ืนดินไดงายขนึ้ กราวดร็อดมกั ใชแทงทองแดงทม่ี ีความตา นทานมากกวา 25 โอหมตอลงดนิ สวนการตอเครื่องใชไฟฟา ลงดนิ เปนการปองกันอนั ตรายจากไฟฟาภายในบาน รปู ที่ 16.10 เปนการแสดงใหเ ห็นการไหลของ กระแสไฟฟา เมอ่ื ใชเ ครือ่ งใชไฟฟาทีไ่ มไ ดต อ ลงดิน สวนรปู ที่ 16.11 เปนการแสดงใหเห็นวาเม่ือบคุ คลมาแตะ กับเคร่อื งใชไ ฟฟา จะปลอดภัย การตอสายดนิ จะทําใหไ มเ กดิ อันตรายกับบคุ คล กระแสไฟฟา จะลงสูดนิ แทน



3. พืน้ ฐานอเิ ล็กทรอนกิ ส ความรูเบื้องตนเกี่ยวกับอเิ ล็กทรอนกิ ส 1. อุปกรณอิเล็กทรอนิกส อปุ กรณอ ิเล็กทรอนิกสท ีน่ าํ มาใชง านปจจบุ นั มมี ากมายแตจ ะขอกลาวถงึ เฉพาะอุปกรณอ ิเลก็ ทรอนิกสเบ้ืองตน ดงั น้ี 1. มลั ตมิ เิ ตอร (Mutimeter) เปนเครอื่ งมอื วดั ทมี่ ปี ระโยชนม าก เพยี งแตป รบั หมุนสวติ ซก ส็ ามารถตั้งเปนโวลตม เิ ตอร แอมมิเตอร หรือ โอหม มเิ ตอร แตล ะแบบสามารถเลือกพิสยั การวัดไดห ลายระยะและเลอื กไฟฟา กระแสสลบั (AC) ไฟฟา กระแสตรง (DC) บางชนิดมคี ุณสมบตั กิ ารวัดเพม่ิ เตมิ เชน วัดคา ความจุ วัดความถ่ี และทดสอบทรานซสิ เตอร เปน ตน 2. แอมมเิ ตอร (Ammeter) เปนเครอื่ งมอื วดั ที่ใชว ดั กระแสไฟฟา ในวงจรไฟฟา โดยนาํ แอมมิเตอรม าตอ อนุกรมกบั วงจรไฟฟาซง่ึ สามารถวัด ไฟฟา กระแสตรงได 3. โวลตมิเตอร (Voltmeter) เปน เครอื่ งมือวัดท่ีใชวัดความตา งศกั ยไ ฟฟา ในวงจรไฟฟา โดยนําโวลตมิเตอรมาตอขนานกบั วงจรไฟฟา ซง่ึ สามารถวดั ไฟฟา กระแสตรงได

4. ตวั ตานทาน (Resistor: R) ตัวตานทาน เปนอุปกรณท่ีทําหนาที่ตานทานการไหลของกระแสไฟฟาในวงจรตาง ๆ บอกคาความ ตานทานเปนโอหม ใชสัญลกั ษณ  อา นคาความตา นทานไดจ ากแถบรหสั สที ่ีพมิ พต ดิ บนตัวตานทาน ก. การอา นรหสั สีตวั ตานทาน ข. สัญลักษณตวั ตา นทาน 5. ตวั เก็บประจุ (Capacitor: C) ตัวเก็บประจุเปนอุปกรณอิเล็กทรอนิกสที่มีความสําคัญในวงจรตาง ๆ อยางมากทั้งในวงจร กรองกระแสไฟฟา วงจรกรองความถ่ีและวงจรอื่น ๆ ตวั เก็บประจมุ ีหนวยเปน ฟารัด (Farad) ใชสญั ลักษณ F ก. ตัวเกบ็ ประจชุ นดิ ตาง ๆ ข. สญั ลักษณตัวเกบ็ ประจุ

6. ไดโอดเปลงแสง (Light Emitting Diode: LED) ไดโอดเปลงแสงเปนอุปกรณสารกึ่งตัวนําชนิดหนึ่งท่ีเม่ือตอแรงดันไฟฟาที่เหมาะสมแลวจะ เปลงแสงออกมา นาํ มาใชง านในการแสดงผลตาง ๆ 7. มอเตอรไ ฟฟากระแสตรง มอเตอรไฟฟากระแสตรงเปนอปุ กรณทใี่ ชท าํ หนา ทข่ี ับเคลือ่ นเพอ่ื ใหเกดิ การเคลื่อนท่ีของวัตถุ สงิ่ ของตา ง ๆ ในวงจรไฟฟา เมอ่ื ตอ แรงดนั ไฟฟา ทเ่ี หมาะสมจะทาํ ใหม อเตอรหมนุ ไปตามทศิ ทางทีก่ ําหนดได ก. มอเตอรไ ฟฟา กระแสตรง ข. สว นประกอบมอเตอรไ ฟฟากระแสตรง 8. ทรานซิสเตอร (Transistor) เปน อปุ กรณส ารก่งึ ตัวนําชนดิ 3 ตอนตอชนกัน โดยใชสารก่ึงตัวนําชนิด P และชนิด N ทรานซิสเตอร ตอ งสรางใหต วั นําตอนกลางแคบที่สดุ ม่ีขาตอออกมาใชง าน 3ขา 9. ลาํ โพง (Speaker) มหี นาที่ในการเปลย่ี นสญั ญาณเสียงในรูปของพลังงานไฟฟาใหเปนพลังงานเสียงท่ีหูเราสามารถรับรูได โครงสรา งของลาํ โพงทัว่ ไปมสี ว นประกอบตามรปู

10. แผงทดลองวงจร (Project Board) เปนพืน้ ทีท่ ดลองเสยี บชน้ิ สวนอิเลก็ ทรอนกิ สเ บอื้ งตน สะดวก รวดเร็ว กอนนําไปใชงานจริง โดยไมตอง อาศยั หัวแรง ในการบดั กรี 11. วงจรแผน พิมพ (Printed Circuit Boards) วงจรแผนพิมพห รือแผน ปรนิ้ ท เปนแผนพลาสติกท่ีผิวดานหน่ึงถูกเคลือบดวยแผนทองแดงบางเพื่อใช ทาํ ลายพิมพวงจรและทาํ ใหเกดิ วงจรขน้ึ มา ใชเ ปน ลายตวั นาํ ในการเชอ่ื มตอ อปุ กรณอ ิเลก็ ทรอนิกส เขาดวยกัน เกดิ เปนวงจรตาง ๆ ตามตองการ 12. หมอ แปลง (Transformer) มีลกั ษณะเปน ขดลวดทองแดงอาบน้ํายาที่พันอยูบนแกนต้ังแต 2 ชุดขึ้นไป ทําหนาท่ีผานแรงดันไฟฟา จากขดลวดชุดหน่งึ ไปยังอีกชดุ หน่งึ โดยการเหนย่ี วนาํ ทางเสน แรงแมเหล็กไฟฟา ตามรูป 13. หัวแรง (Electric Soldering) เปนเครือ่ งมอื ที่เปล่ียนแรงดันไฟฟา ใหเปน พลังงานความรอน เพื่อใชในการเชื่อมหรือถอดอุปกรณทาง อิเลก็ ทรอนกิ สเ รยี กวา “การบดั กรี” โดยมีสว นประกอบตามรปู

14. วงจรรวม IC (Integrated Circuit) เปนอปุ กรณรวมการทาํ งานของทรานซสิ เตอร ไดโอด รซี สิ เตอร และอปุ กรณส ารกง่ึ ตัวนําอ่ืน ๆ เขา รวมเปนชน้ิ เดยี วกันและมขี าออกมาภายนอกสําหรบั ปอ นแหลง จาย มหี ลายชนิดแลว แตห นา ทก่ี ารทํางาน 15. แบตเตอร่ี (Battery) เปนแหลง พลงั งานไฟฟากระแสตรง เปน เซลลไฟฟา ท่ีใชพลงั งานหมดแลว ไมสามารถนํามาประจุใหม ไดอกี การสรา งแบตเตอรโ่ี ดยการนาํ แผนทองแดงและแผนสงั กะสจี มุ ลงในนาํ้ ยาอเิ ลก็ โตรไลดท ําใหเ กดิ ปฏิกริ ิยา ทางเคมี

2. ตัวตา นทาน (Resistor) เปนอุปกรณท ใี่ ชใ นการตานทานการไหลของกระแสไฟฟา นิยมนํามาประกอบในวงจรทางดานไฟฟา อิเลก็ ทรอนกิ สทั่วไป ตัวอยางเชน วงจรเครอื่ งรบั วิทย,ุ โทรทศั น,เครื่องขยายเสยี ง ฯลฯ เปน ตน ตัวตานทานท่ี ตออยูในวงจรไฟฟา ทําหนาทลี่ ดแรงดัน และจาํ กัดการไหลของกระแสไฟฟาในวงจร ตวั ตา นทานมีรปู แบบและ ขนาดแตกตา งกันตามลกั ษณะของการใชง าน นอกจากน้ียงั แบง ออกเปน ชนิดคา คงท่ีและชนดิ ปรบั คาไดตวั ตานทาน (Resistor) เปน อุปกรณท ี่ใชในการตานทานการไหลของกระแสไฟฟา เพื่อทําใหกระแสและ แรงดนั ภายในวงจร ไดข นาดตามที่ตอ งการ เนือ่ งจากอปุ กรณท างดานอิเล็กทรอนกิ สแตละตวั ถูกออกแบบใหใช แรงดันและกระแสทีแ่ ตกตางกัน ดังนั้นตัวตานทานจงึ เปน อปุ กรณท ม่ี ีบทบาทและใชกันมากในงานดา นไฟฟา อิเลก็ ทรอนกิ ส เชน วทิ ยุ, โทรทศั น, คอมพวิ เตอร, เคร่อื งขยายเสียง ตลอดจนเคร่ืองมือเคร่อื งใชทางดา นไฟฟา อเิ ลก็ ทรอนิกส ฯลฯ เปนตน ชนิดของตวั ตานทาน ตัวตานทานทีผ่ ลติ ออกมาในปจจุบันมมี ากมายหลายชนดิ ในกรณที แี่ บงโดยยดึ เอาคาความ ตา นทานเปนหลกั จะแบงออกไดเปน 3 ชนิดคือ 1.ตัวตานทานแบบคาคงท่ี (Fixed Resistor) 2.ตวั ตา นทานแบบปรับคาได (Adjustable Resistor) 3.ตัวตา นทานแบบเปล่ยี นคา ได (Variable Resistor) ตัวตา นทานแบบคาคงที่ (Fixed Resistor) ตัวตานทานชนิดคาคงที่มหี ลายประเภท ในหนังสือเลมนจ้ี ะขอกลา วประเภททม่ี คี วามนยิ ม ในการ นํามาประกอบใชในวงจร ทางดานอเิ ลก็ ทรอนกิ สโดยทว่ั ไป ดงั นี้ 1.ตัวตา นทานชนิดคารบ อนผสม (Carbon Composition) 2.ตัวตา นทานแบบฟล ม โลหะ ( Metal Film) 3.ตัวตา นทานแบบฟลม คารบ อน ( Carbon Film) 4.ตัวตา นทานแบบไวรวาวด (Wire Wound) 5.ตวั ตานทานแบบแผนฟล มหนา ( Thick Film Network) 6.ตัวตานทานแบบแผน ฟล ม บาง ( Thin Film Network) ตัวตานทานชนดิ คารบ อนผสม (Carbon Composition) เปน ตวั ตา นทานท่ีนิยมใชก นั แพรหลายมาก มรี าคาถกู โครงสรา งทาํ มาจากวัสดุทมี่ คี ุณสมบตั ิเปนตัว ตา นทาน ผสมกันระหวางผงคารบ อนและผงของฉนวน อัตราสว นผสมของวัสดทุ งั้ สองชนดิ น้ี จะทําใหคา ความ ตา นทานมคี ามากนอย เปล่ยี นแปลงไดตามตองการ บรเิ วณปลายทง้ั สองดา นของตัวตา นทานตอ ดวยลวดตัวนํา บรเิ วณดานนอกของตัวตา นทานจะฉาบดว ยฉนวน

ตวั ตานทานแบบฟลมโลหะ (Metal Film) ตัวตา นทานแบบฟลม โลหะทํามาจากแผน ฟล มบางของแกว และโลหะหลอมเขา ดวยกันแลว นาํ ไปเคลือบทเี่ ซรามิค ทาํ เปน รูปทรงกระบอก แลว ตัดแผนฟลมทเ่ี คลอื บออกใหไดคา ความตา นทานตามท่ี ตอ งการ ขั้นตอนสดุ ทายจะทําการเคลอื บดวยสารอปี อ กซี (Epoxy) ตวั ตา นทานชนดิ นี้มคี าความผิดพลาดบวก ลบ 0.1 % ถงึ ประมาณ บวกลบ 2% ซ่งึ ถอื วามคี าความผิดพลาดนอ ยมาก นอกจากนย้ี งั ทนตอการ เปล่ยี นแปลงอณุ หภูมจิ ากภายนอกไดด ี สญั ญาณรบกวนนอ ยเม่ือเทียบกบั ตวั ตา นทานชนดิ อน่ื ๆ ตวั ตา นทานแบบฟลม คารบ อน (Carbon Film) ตัวตา นทานแบบฟล ม คารบอน เปน ตวั ตา นทานแบบคาคงทโ่ี ดยการฉาบผงคารบ อน ลงบน แทงเซรามิคซ่ึงเปน ฉนวน หลงั จากท่ีทําการเคลือบแลว จะตดั ฟลมเปนวงแหวนเหมือนเกลียวนอต ในกรณที ่ี เคลอื บฟลม คารบ อนในปริมาณนอย จะทาํ ใหไ ดค า ความตานทานสงู แตถา เพิ่มฟลม คารบ อนในปรมิ าณมากข้นึ จะทําใหไดค า ความตานทานตา่ํ ตัวตานทานแบบฟล มโลหะมีคาความผดิ พลาด บวกลบ 5% ถงึ บวกลบ 20% ทนกาํ ลงั วัตตต ั้งแต 1/8 วัตตถงึ 2 วัตต มีคา ความตานทานตั้งแต 1 โอหม ถงึ 100 เมกกะโอหม

ตวั ตานทานแบบไวรวาวด (Wire Wound) โครงสรางของตัวตานทานแบบนีเ้ กดิ จากการใชล วดพันลงบนเสนลวดแกนเซรามคิ หลงั จากนั้นตอ ลวดตวั นําดา นหวั และทายของเสน ลวดทีพ่ ัน สว นคาความตา นทานขน้ึ อยกู บั วัสดุ ท่ีใชทําเปน ลวดตัวนาํ ขนาด เสน ผา ศูนยก ลางของแกนเซรามิคและความยาวของลวดตัวนาํ ข้ันตอนสดุ ทา ยจะเคลือบดวยสารประเภท เซรามคิ บรเิ วณรอบนอกอีกครัง้ หน่งึ คา ความตา นทานของตวั ตา นทานแบบนี้ จะมคี า ต่าํ เพราะตอ งการใหมี กระแสไหลไดส งู ทนความรอนไดด ี สามารถระบายความรอ นโดยใชอากาศถายเท ตัวตา นทานแบบแผนฟลม หนา (Thick Film Network) โครงสรา งของตัวตา นทานแบบนที้ ํามาจากแผน ฟลมหนา มีรปู แบบแตกตางกนั ขึ้นอยกู บั การใช งาน ในรปู ที่ 2.6 แสดงตัวตา นทานแบบแผนฟล มหนาประเภทไรข า (Chip Resistor) ตวั ตานทานแบบนตี้ องใช เทคโนโลยี SMT (Surface Mount Technology) ในการผลติ มอี ตั ราทนกําลงั ประมาณ 0.063 วตั ต ถึง 500 วตั ต คา ความคลาดเคล่อื นบวกลบ 1 % ถงึ บวกลบ 5 % (จากหนังสือ Farnell II-Semi Conductor and Passines หนา 294-310 )

ตัวตานทานแบบแผนฟล ม บาง (Thin Film Network) โครงสรางของตวั ตา นทานแบบนท้ี ํามาจากแผนฟล ม บาง มลี ักษณะรูปรางเหมอื นกับตวั ไอซี (Integreate Circuit) ใชเทคโนโลยี SMT (Surface Mount Technology) ในการผลติ เชน เดยี วกับตัวตานทานแบบ แผนฟลม หนา โดยสวนใหญจะมขี าทงั้ หมด 16 ขา การใชงานตองบดั กรเี ขากบั แผน ลายวงจร อัตราทนกาํ ลงั 50 มิลลวิ ตั ต มคี า ความคลาดเคลอ่ื นบวกลบ 0.1 % และอตั ราทนกําลัง 100 มิลลิวตั ต จะมคี า ความ คลาดเคล่ือนบวกลบ 5 % ทแี่ รงดันไฟฟา สงู สดุ ไมเ กิน 50 VDC

ตัวตานทานแบบปรับคา ได โครงสรางของตวั ตานทานแบบนม้ี ลี กั ษณะคลา ยกบั แบบไวรวาวด แตโดยสวนใหญบ รเิ วณลวดตวั นํา จะไม เคลอื บดวยสารเซรามิคและมชี อ งวางทําใหมองเหน็ เสน ลวดตวั นาํ เพอ่ื ทําการลัดเข็มขดั คอ มตัวตา นทาน โดย จะมีขาปรบั ใหส มั ผสั เขากบั จดุ ใดจุดหนง่ึ บนเสน ลวดของความตา นทาน ตัวตานทานแบบน้สี ว นใหญมีคา ความ ตา นทานตํ่า แตอตั ราทนกาํ ลงั วัตตสงู การปรบั คาความตานทานคาใดคาหนงึ่ สามารถกระทาํ ไดใ นชว งของ ความตา นทานตัวนัน้ ๆ เหมาะกบั งาน ที่ตองการเปลีย่ นแปลงความตานทานเสมอ ๆ ตัวตา นทานแบบเปล่ียนคา ได ตวั ตานทานแบบเปลีย่ นคาได (Variable Resistor) โครงสรางภายในทาํ มาจากคารบอน เซรามิค หรอื พลาสตกิ ตัวนาํ ใชใ นงานทต่ี อ งการเปลย่ี นคา ความตานทานบอ ย ๆ เชนในเครือ่ งรบั วิทย,ุ โทรทัศน เพ่ือปรบั ลด หรอื เพ่ิมเสียง, ปรบั ลดหรือเพม่ิ แสงในวงจรหรไี่ ฟ มอี ยหู ลายแบบขึ้นอยกู บั วตั ถปุ ระสงคข องการใชง าน เชนโพ เทนชิโอมเิ ตอร (Potentiometer) หรอื พอต (Pot)สาํ หรบั ชนดิ ทม่ี ีแกนเลอื่ นคาความตา นทาน หรอื แบบท่ีมีแกนหมุนเปลีย่ นคาความตา นทานคือโวลลุม (Volume) เพม่ิ หรอื ลดเสยี งมหี ลายแบบใหเลอื กคือ 1 ช้นั , 2 ช้ัน และ 3 ชัน้ เปน ตน สว นอีกแบบหนงึ่ เปน แบบที่ไมม แี กนปรบั โดยทัว่ ไปจะเรียกวา โวลลมุ เกือกมา หรือทมิ พอต (Trimpot)

ตัวตานทานแบบเปลีย่ นคา ไดน้ี สามารถแบง ออกเปน 2 ชนดิ ดว ยกันคือโพเทนชโิ อมเิ ตอร (Potentiometer) และเซนเซอรรซี ิสเตอร (Sensor Resistor) โพเทนชโิ อมเิ ตอร (Potentiometer) โพเทนชิโอมเิ ตอรหรอื พอต (Pot) คอื ตวั ตานทานท่เี ปล่ยี นคา ไดใ นวงจรตาง ๆ โครงสรางสว นใหญจ ะใช วสั ดุประเภทคารบ อน ผสมกบั เซรามคิ และเรซินวางบนฉนวน สว นแกนหมุนขา กลางใชโลหะที่มกี ารยดื หยนุ ตัว ไดด ี โดยทวั่ ไปจะเรียกวา โวลลมุ หรือ VR (Variable Resistor) มีหลายแบบที่นยิ มใชในปจ จบุ ันคอื แบบ A , B และ C จากรปู ท่ี 2.10 (ก) จะเห็นวา โพเทนชโิ อมิเตอรม ี 3 ขา ขาท่ี 1 และ 2 จะมคี าคงท่สี ว นขาท่ี 3 เปลี่ยนแปลง ขึ้นลงตามทต่ี อ งการ สวนรีโอสตาทนัน้ จะมี 2 ขา ตามรปู ที่ 2.10 (ข) แตในกรณีที่ตอ งการตอ โพเทนชิโอมเิ ตอร ใหเปนรีโอสตาทกท็ ําไดโ ดยการตอขาท่ี 3 เขากับขาท่ี 2 ก็จะกลายเปนรโี อสตาทตามรปู ท่ี 2.10 ค สวนรปู ที่ 2.10 ง. แสดงโครงสรา งทัว่ ๆ ไปของโพเทนชโิ อมิเตอร อกี ชนิดหนึง่ คอื จาํ พวกฟลม คารบ อนใชว ธิ ีการฉาบหรอื พน ฟล ม คารบ อนลงในสารทม่ี โี ครงสรางแบบเฟโน ลคิ (Phenolic) สว นแกนหมุนจะใชโ ลหะประเภททใี่ ชทาํ สปริงเชนเดียวกัน ตวั อยา งเชน VR 100 KA หมายความวา การเปลี่ยนแปลงคาความตา นทาน ตอ การหมนุ ในลักษณะของลอกการิทมึ (Logarithmic) หรอื แบบลอ กคือเมื่อหมุนคาความตา นทานจะคอ ย ๆ เปล่ียนคา พอถงึ ระดบั กลางคา ความตานทานจะเปลย่ี นแปลง อยางรวดเรว็ นยิ มใชเ ปนโวลลมุ เรง ความดงั ของเสียง สว นแบบ B นน้ั คาความตานทานจะเปล่ยี นไปในลกั ษณะ แบบลเิ นยี (Linear) หรอื เชงิ เสนคือคา ความตา นทานเพ่มิ ขนึ้ ตามการหมนุ ทเ่ี พิ่มขน้ึ สว นมากนยิ มใชในวงจรชุด ควบคมุ ความทุมแหลมและวงจรแบงแรงดันไฟฟา

ตวั ตานทานแบบโพเทนชโิ อมเิ ตอรอ กี ประเภทหน่งึ คอื ตวั ตานทานแบบปรับละเอยี ด(Trimmer Potentiometers) ตัวตานทานแบบนสี้ ว นมากมักใชประกอบในวงจรประเภทเครือ่ งมอื วัดและทดสอบ เพราะ สามารถปรบั หมุน เพื่อตอ งการเปลีย่ นคาความตา นทานไดทลี ะนอ ย และสามารถหมุนได 15 รอบหรือมากกวา ซง่ึ เมอ่ื เทียบกบั โพเทนชโิ อมเิ ตอร แบบท่ใี ชใ นเครื่องรบั วทิ ยแุ ละเครอื่ งเสยี ง ซึ่งจะหมุนไดไมถ งึ 1 รอบกจ็ ะทํา ใหคาความตานทานเปล่ยี นแปลงอยางรวดเร็ว

ตวั ตานทานชนดิ พเิ ศษ ตัวตานทานชนิดพิเศษ เปน ตวั ตา นทานที่มีคุณสมบัตแิ ละการใชง านทแ่ี ตกตางจากตัวตา นทานทั่ว ๆ ไป เชน ใชใ นการควบคมุ อณุ หภูมิ ใชเปน สวติ ชเปดปดไฟดวยแสง ฯลฯ เปนตน แอลดอี าร (LDR : Light Dependent Resistor) LDR คอื ตวั ตานทานชนิดที่มคี วามไวตอ แสงมาก บางครง้ั เรยี กวา ตวั ตานทานแบบโฟโตค อนดคั ตีฟเซล (Photoconductive Cells) หรือโฟโตเ ซล โครงสรา งภายในโดยทั่วไปจะทาํ ดวยสารแคดเมียมซลั ไฟต (Cadmium Sulfide) หรอื แคดเมียมเซลไี นต (Cadmium Selenide) มคี วามเขม ของแสงระหวา ง 4,000 A. (Blue Light) ถึง 10,000 A. (Infrared) 1 A. เทากบั 1 x 10-10 M Light

เมอื่ มแี สงมาตกกระทบท่ี LDR จะทําใหคา ความตานทานภายในตวั LDR ลดลง จะลดลงมากหรอื นอย ขน้ึ อยูก บั แสงที่ตกกระทบ ในกรณที ีไ่ มมแี สงหรอื อยใู นตําแหนงทม่ี ืดคาความตานทานภายในตวั LDR จะมคี า เพ่มิ มากขึ้นตามรปู ท่ี 2.16 การทดสอบ LDR อยางงา ย ๆ คอื ตอสายมเิ ตอรเ ขา กับ LDR ตั้งยา นวัดโอหม หา อปุ กรณใหแสงสวางเชน ไฟฉายหรอื หลอดไฟ โดยใหแ สงตกกระทบทต่ี ัว LDR ตรงดานหนา แลวสงั เกตคา ความ ตา นทานจากมเิ ตอรจ ะมคี า ลดลง ถา มอี ปุ กรณไปบงั แสงทําใหม ืด คาความตานทานจะเพ่มิ ข้ึน

หนว ยของความตานทาน หนวยของความตา นทานวัดเปน หนวย “โอหม ” เขียนแทนดว ยอกั ษรกรกี คือตัว “โอเมกา ” คา ความ ตานทาน 1 โอหม หมายถงึ การปอ นแรงดันไฟฟา ขนาด 1 โวลท ไหลผา นตวั ตา นทานแลวมกี ระแสไฟฟาไหล ผาน 1 แอมแปร การอานคา ความตา นทาน คา ความตา นทานโดยสวนใหญจะใชรหสั แถบสหี รืออาจจะพิมพคา ตดิ ไวบนตัวตานทาน ถาเปนการพมิ พค า ติดไวบ นตัวตา นทานมักจะเปน ตวั ตา นทานท่มี อี ตั ราทนกําลงั วตั ตส ูง สวนตวั ตา นทานทมี่ ีอตั ราทนกําลงั วัตตตํ่า มักจะใชรหสั แถบสี ที่นยิ มใชม ี 4 แถบสแี ละ 5 แถบสี

การอา นคา รหสั แถบสี สาํ หรบั ผเู รม่ิ ตนศึกษาอาจจะมปี ญ หาเรอ่ื งของแถบสที ่ี 1 และแถบสีท่ี 4 วาแถบสใี ด คือแถบสเี รม่ิ ตน ใหใ ชห ลกั ในการพจิ ารณาแถบสที ี่ 1,2 และ 3 จะมรี ะยะหางของชองไฟเทากนั สวนแถบสที ี่ 4 จะมรี ะยะหางของชอ งไฟมากกวา เลก็ นอ ย ตัวอยางที่ 2.1 ตัวตานทานมรี หัสแถบสี สม แดง น้าํ ตาล และทอง มคี วามตานทานก่ีโอหม ?

อา นคา รหสั แถบสีได 320 โอหม คาผดิ พลาด 5 เปอรเซน็ ต ตวั ตานทานนม้ี คี วามตานทาน 320 โอหม ตัวอยา งที่ 2.2 ตัวตานทานมรี หสั แถบสี เขียว ดํา สม และเงิน มคี วามตา นทานก่โี อหม ? อานคารหสั แถบสีได 50,000 โอหม ตวั ตานทานนม้ี คี วามตา นทาน 50 กิโลโอหม คาผิดพลาด 10 เปอรเ ซน็ ต ตัวอยางท่ี 2.3 ตัวตา นทานมีรหสั แถบสี มวง แดง เขียว และน้ําตาล มคี วามตานทานกโี่ อหม ?

อานคา รหสั แถบสไี ด 7,200,000 โอหม ตัวตานทานนม้ี ีความตานทาน 7.2 เมกกะโอหม คา ผิดพลาด 1 เปอรเ ซน็ ต ตัวอยา งที่ 2.4 ตวั ตานทานมีรหัสแถบสี เหลอื ง เทา แดง สม และนํา้ ตาลมีความตา นทานก่ีโอหม ?

อา นคารหสั แถบสไี ด 482,000 โอหม คา ผดิ พลาด 1 เปอรเซน็ ต ตวั ตานทานน้ีมคี วามตานทาน 482 กโิ ลโอหม ตัวอยางท่ี 2.5 ตวั ตา นทานมรี หัสแถบสี ขาว แดง ดํา ดํา และแดง มีความตานทานกี่โอหม ? อานคารหสั แถบสไี ด 920 โอหม คา ผิดพลาด 2 เปอรเ ซ็นต ตวั ตานทานนม้ี ีความตานทาน 920 โอหม

คา ผิดพลาดหมายถึงความคลาดเคลอ่ื นจากความเปน จริง ตวั ตา นทานทม่ี ีคาผดิ พลาด 2 % หมายความวาความ ตา นทาน 100 โอหม ถา วดั ดว ยมลั ตมิ เิ ตอรแ ลวอานคาไดตั้งแต 98 โอหม ถงึ 102 โอหมถือวา ตัวตา นทานตัว นน้ั อยูในสถานะปกติใชงานได นอกจากน้ยี งั มีตัวตานทาน ประเภทที่พิมพคา ของความตา นทานไวบนตัว ตานทานซึง่ ในตารางท่ี 2.1 และ 2.2 ไดเ ขียนเปน อักษรภาษาอังกฤษเอาไว แตล ะตวั มคี วามหมายดงั นี้คือ จากรปู ท่ี 4.13 จะมกี ารพมิ พคา อตั ราทนกําลงั , คาความตานทาน และ คา ผดิ พลาด จากในรปู จะเหน็ วามี การพมิ พอ ักษรภาษาองั กฤษเปน ตวั J คือผิดพลาด 5 % และตวั K คอื ผดิ พลาด 10 %

การตอ วงจรตวั ตานทาน การตอ ตวั ตา นทานมอี ยู 3 แบบคือ วงจรอนุกรม, วงจรขนาน และวงจรผสม ในหนงั สือเลม นไ้ี ดเขยี น รายละเอยี ดของการตอวงจรทงั้ 3 แบบไวในเรื่องวงจรไฟฟาเบอ้ื งตน เพราะฉะน้ันใหผ เู รยี นนาํ ความรูจ ากเรอ่ื ง วงจรไฟฟาเบอ้ื งตน มาประยุกตใชในหนว ยการเรยี นนี้ ใหเ ปน ประโยชนต อการศึกษาและทาํ ความเขา ใจตอไป 1. การตอตวั ตา นทานแบบอนุกรม (Series Circuit) การตอ ตัวตานทานแบบอนุกรมหมายถึงการนําตัวตานทานตั้งแต 2 ตัวข้ึนไปมาตอเรียงกัน โดยคา ความตา นทานท่ีนํามาตอ ไมจ ําเปนตอ งเทา กันดงั ภาพที่ 1 R1 R 2 R3 R1 R2 R3 RT RT ก. วงจรสมมลู การตอ แบบอนกุ รม ข. การตอตัวตานทานแบบอนุกรม ภาพที่ 1 การตอ ตวั ตานทานแบบอนกุ รม จากภาพท่ี 1 การตอตัวตานทานแบบอนุกรมจะทําใหไ ดคาความตา นทานเพิม่ ขน้ึ ดงั สตู ร RT = R1 + R2 + R3... + Rn ตัวอยา งท่ี 1 จากวงจรใหคาํ นวณหาคา ความตา นทานรวมของวงจร R1 = 2Ω R2 = 4Ω R 3 = 6Ω RT วิธีทํา จากสตู ร RT = R1 + R2 + R3 =2+4+6 = 12 Ω ตอบ 2. การตอ ตัวตานทานแบบขนาน (Parallel Circuit) การตอตัวตา นทานแบบขนานหมายถึงการนําตัวตานทานต้ังแต 2 ตัวข้ึนไปมาตอ ครอมกัน จะทําใหไ ดค า ความตา นทานรวมนอ ยกวา คา ความตานทานของตวั ตานทานทีม่ คี านอ ยทส่ี ุดในวงจร การตอมี 3 วิธดี ังน้ี 1) กรณตี ัวตานทาน 2 ตัวตอ แบบขนาน R T R1 R 2 RT R1 R2

ก. วงจรสมมูลการตอแบบขนาน ข. การตอตวั ตา นทานแบบขนาน ภาพที่ 2 การตอตวั ตา นทานแบบขนาน จากภาพท่ี 2 การตอ ตัวตา นทานแบบขนานจะทาํ ใหไดค าความตานทานนอ ยลงดังสูตร RT = R1 × R2 R1 + R2 ตวั อยา งที่ 2 จากวงจรใหค าํ นวณหาคา ความตา นทานรวมของวงจร RT R1 = 3Ω R2 = 6Ω วธิ ีทํา จากสตู ร RT = R1 ×R2 = 3 × 6 = 18 R1 +R2 3 + 6 9 = 2Ω ตอบ 2) กรณีตวั ตา นทานตงั้ แต 2 ตัวตอ แบบขนานและคา เทา กนั ทุกตัว RT R1 R2 R3 RT R1 R2 R1 ก. วงจรสมมูลการตอแบบขนาน ข. การตอ ตวั ตานทานแบบขนาน ภาพท่ี 3 การตอตวั ตา นทานแบบขนาน จากภาพท่ี 3 ถาตัวตานทานมีคาความตานทานเทากนั ทกุ ตวั การคาํ นวณหาคาความตา นทานรวมของ วงจรใชส ตู รดังนี้ R T = คา่ ของตวั ต◌้านทาน จาํ นวนตวั ต้านทาน ตัวอยางที่ 3 จากวงจรใหคํานวณหาคา ความตา นทานรวมของวงจร RT R 1 = 15Ω R 2 = 15Ω R3 = 15Ω

วิธีทํา จากสูตร R T = ค่าของตวั ต◌้านทาน = 15 จาํ นวนตวั ต้านทาน 3  5 ตอบ 3) กรณีตวั ตานทานต้งั แต 3 ตวั ตอ แบบขนานและคาไมเ ทา กนั RT R1 R2 R3 RT R1 R2 R1 ก. วงจรสมมูลการตอ แบบขนาน ข. การตอ ตวั ตา นทานแบบขนาน ภาพท่ี 4 การตอตวั ตานทานแบบขนาน จากภาพที่ 4 การตอ ตัวตา นทานแบบขนานจะทําใหไ ดค า ความตานทานนอ ยลงดังสูตร 1 = 1 + 1 + 1 + ...... 1 RT R1 R2 R3 Rn ตวั อยา งท่ี 4 จากวงจรใหคํานวณหาคาความตา นทานรวมของวงจร RT R1 = 2Ω R 2 = 5Ω R3 = 10Ω วิธที าํ จากสูตร 1 = 1 + 1 + 1 RT R1 R2 R3 1 1 1 = 2 + 5 + 10 5+2+1 = 10 1 8 RT = 10

RT = 10 8 = 1.25Ω ตอบ 3. การตอตัวตา นทานแบบผสม (Compound Circuit) 1) แบบอนกุ รม – ขนาน (Series – Parallel Circuit) R1 R2 R3 R4 RT ภาพที่ 5 วงจรแบบอนกุ รม – ขนาน จากภาพท่ี 5 เปนการนําเอาวงจรแบบอนุกรม 2 วงจรมาตอกันแบบขนาน การคํานวณหาคาความ ตา นทานรวมจะตองคํานวณทว่ี งจรอนุกรมกอ นแลวจึงคาํ นวณในวงจรขนาน ตวั อยา งที่ 5 ใหคํานวณหาคา ความตานทานรวมของวงจร R1 = 2Ω R 2 = 1Ω R3 = 3Ω R 4 = 3Ω RT วิธีทาํ RT1 = R1 + R2 = 2 +1 RT2 = R3 + R4 = 3Ω =3+3 = 6 Ω ตอบ เขียนวงจรใหม R T1 = 3Ω R T2 = 6Ω RT

คํานวณคาความตานทานรวมของวงจร RT = R T1 × R T2 = 3×6 R T1 + R T2 3+6 = 18 9 = 2Ω ตอบ 2) แบบขนาน – อนกุ รม (Parallel – Series Circuit) R1 R3 R2 R4 RT ภาพที่ 6 วงจรแบบขนาน – อนกุ รม จากภาพที่ 6 เปนการนําเอาวงจรแบบขนาน 2 วงจรมาตอกันแบบอนุกรม การคํานวณหาคาความ ตานทานรวมจะตอ งคาํ นวณทว่ี งจรขนานกอ นแลว จงึ คาํ นวณในวงจรอนกุ รม ตัวอยางที่ 6 ใหคาํ นวณหาคา ความตา นทานรวมของวงจร R1 = 2Ω R3 = 4Ω R 2 = 3Ω R 4 = 4Ω วธิ ีทํา RT R T1 = R1 ×R2 = 2 × 3 R1 + R2 2 + 3 =6 5 = 1.2 Ω R T2 = ค่าของตวั ต◌้านทาน = 4 จาํ นวนตวั ต้านทาน 2 = 2Ω ตอบ เขยี นวงจรใหม R T1 = 1.2 Ω R T2 = 2 Ω RT

คาํ นวณคา ความตานทานรวมของวงจร RT = RT1 + RT2 = 1.2 + 2 = 2.2Ω ตอบ

3. หมอแปลงไฟฟา หมอ แปลงไฟฟา คอื อปุ กรณที่ใชแ ปลงแรงดนั ไฟฟา สลบั ใหม ขี นาดแรงดนั ตามทเี่ ราตองการ เรานํา หมอ แปลงไฟฟาไปใชใ นงานหลายดาน ท้ังในระบบการจายไฟฟา หรือเปนอปุ กรณประกอบในเครอื่ งใชไฟฟา ตา งๆทีใ่ ชก นั ตามบานเรอื น ไมว าจะเปน โทรทัศน เคร่ืองขยายเสยี ง วิทยเุ ทป หรือ อะแดป เตอรแ ปลงไฟเพอ่ื ใช ในงานตางๆ จึงนบั วา มคี วามสําคญั และเกีย่ วของกบั งานทางไฟฟา และอเิ ลก็ ทรอนกิ สอยา งมาก หลักการทาํ งาน ในระบบจา ยไฟฟา จะมีการแปลงแรงดนั ไฟฟาสลบั ใหม ขี นาดสงู มากๆ เชน ใหมีขนาดเปน 48kV หรือ 24kV เพ่ือลดขนาดของลวดตวั นาํ ท่ีตอ งใชใ นการจายไฟฟา เปน ระยะทางไกลๆ เม่อื ถงึ ปลายทางกอ นทจ่ี ะจา ย ไฟฟาไปใหแกบ า นเรือนตา งๆ กจ็ ะแปลงระดับแรงดันไฟฟา ใหล ดลงเปน 220 V เพอื่ ลดอันตรายทจี่ ะเกดิ แก ผใู ชไฟฟา และเมอ่ื ตอ งการใชกบั อปุ กรณไ ฟฟาท่ใี ชระดบั แรงดันตาํ่ ๆ เชน 6V หรือ 9V ก็จะตอ งมกี ารแปลงดัน ไฟฟา ตามบานจาก 220 V เปน ระดบั แรงดนั ไฟฟาตามที่ตองการ อปุ กรณท ีท่ าํ หนาทดี่ ังกลา ว เราเรยี กวา หมอ แปลงไฟฟา (Transformer) การทาํ งานของหมอ แปลงไฟฟา น้ัน อาศัยหลักการความสมั พันธระหวางกระแสไฟฟากบั เสน แรง แมเหลก็ ในการสรา งแรงเคลอ่ื นเหนย่ี วนําใหกบั ตัวนาํ คอื เมอื่ มกี ระแสไหลผา นขดลวดตัวนํา ก็จะทาํ ใหเ กดิ เสน แรงแมเหล็กรอบๆตวั นาํ น้นั และถากระแสที่ปอ นมีขนาดและทิศทางทเี่ ปล่ยี นแปลงไปมา กจ็ ะทําให สนามแมเ หลก็ ทเ่ี กดิ ข้ึนมีการเปล่ียนแปลงตามไปดว ย ถาสนามแมเหลก็ ทม่ี กี ารเปล่ยี นแปลงดังกลาวตัดผาน ตวั นาํ กจ็ ะเกดิ แรงเคล่ือนเหนี่ยวนําขึ้นที่ตวั นําน้นั โดยขนาดของแรงเคลอ่ื นเหนยี่ วนําจะสมั พนั ธก ับ ความเขม ของสนามแมเหลก็ และความเรว็ ในการตัดผา นตวั นําของสนามแมเหลก็

พจิ ารณาจากรปู จะเหน็ วา โครงสรางของหมอ แปลงจะประกอบ ไปดวย ขดลวด 2 ขดพนั รอบแกนท่ี เปนสอ่ื กลางของเสนแรงแมเ หลก็ ซงึ่ อาจเปนแกนเหลก็ แกนเฟอไรท หรอื แกนอากาศ ขดลวดที่เราจายไฟเขา ไปเราเรียกวา ขดปฐมภูมิ (Primary Winding) และ ขดลวดอีกขดท่ีตอเขา กบั โหลด เราเรยี กวา ขดทุติยภมู ิ (Secondary Winding) เมอื่ เราจา ยกระแสไฟฟาสลบั ใหก บั ขดปฐมภมู ิ กจ็ ะทําใหเ กิดสนามแมเ หลก็ ทเ่ี ปลย่ี นแปลงไป-มา โดย เสน แรงแมเ หลก็ ดงั กลา วกจ็ ะวิ่งไป-มา ตามแกน และไปตดั กบั ขดทุตยิ ภูมิ ทําใหเกดิ แรงดันเหน่ียวนําข้นึ ทขี่ ด ทตุ ยิ ภมู ิที่ตอกบั โหลด โดยแรงเคลือ่ นเหนยี่ วนําทเี่ กดิ ข้ึน จะมคี วามสมั พนั ธก บั การเปล่ยี นแปลงของ สนามแมเ หลก็ และจาํ นวนรอบของขดลวด

จากสมการ(4)จะเหน็ วา แรงดนั ไฟฟา ทางขดทตุ ยิ ภูมิ จะขึ้นอยกู ับอัตราสวนจาํ นวนรอบของขดลวด ทุตยิ ภูมิ และขดปฐมภมู ิ โดยถา เราพนั ขดลวดทตุ ิยภูมิ ใหม ีจาํ นวนรอบมากกวา ขดปฐมภมู ิ แรงดนั ไฟฟาขาออก ทางขดทตุ ยิ ภมู ิ กจ็ ะสงู กวา แรงดนั ไฟฟา ทจี่ า ยเขา มาทางขดปฐมภูมิ เราเรยี กวาเปน หมอ แปลงชนิดแปลง แรงดันขึ้น (Step Up Transformer) แตถ าเราพนั ขดทุติยภมู ิ ใหมจี ํานวนรอบนอ ยกวาขดปฐมภูมิ แรงดันไฟฟาทางขดทตุ ิยภมู ิกจ็ ะตํา่ กวาแรงดันทจ่ี า ยเขามาทางขดปฐมภมู ิ เราเรียกวา เปน หมอแปลงชนิด แปลงแรงดันลงข้นึ (Step Down Transformer)

จากสมการ (5) เราสามารถตคี วามหมายไดดงั น้ี คอื 1.ถาโหลดมกี ารดงึ กระแสทางขดทุติยภูมมิ ากขึ้น กระแสไฟฟา ทางขดปฐมภมู ิก็จะสงู ขึ้นดวย 2.ในกรณีเปน หมอ แปลงชนดิ แปลงขน้ึ คอื Ns > Np กระแสทางขดทตุ ิยภูมิ(Is) ก็จะนอ ยกวา คา กระแสทางขดปฐมภูม(ิ Ip) ซงึ่ หมายถงึ ขนาดของลวดที่ใชพ ันขดทุตยิ ภูมิจะมีขนาดเล็กกวา ขนาดของขด ปฐมภมู ิ 3.แตถา เปนหมอ แปลงชนิดแปลงลง คอื Ns < Np คาของกระแสทางขดทุติยภูม(ิ Is) กจ็ ะสงู กวา กระแสทางขดปฐมภมู ิ(Ip)ซึง่ หมายถึง ขนาดของลวดท่ีใชพนั ขดทตุ ิยภมู จิ ะมีขนาดใหญก วา ขนาดของขดปฐมภมู ิ หมอแปลงชนดิ ตาง เราสามารถแบง ชนดิ ของหมอ แปลงไฟฟา ตามแกนของหมอ แปลงได 3 แบบ คอื 1. หมอ แปลงชนิด แกนเหลก็ (Iron Core Transformer) หมอแปลงแบบน้จี ะใช แผนเหล็กออน หลายๆแผนสวนใหญจ ะใชรปู ทรงตัว E กบั ตวั I ประกอบกนั เปน แกนซึ่งสวนใหญจ ะใชใ นงานท่ัวไปที่มคี วามถ่ี ไมส งู นัก เชนหมอั แปลงในงานสง กําลังไฟฟา หรือหมอ แปลงแปลง แรงดนั ไฟฟาตามบาน เปนแรงดนั ตํ่าๆ ตามทต่ี อ งการ หมอ แปลงชนิดนี้จะมีประสทิ ธภิ าพสงู ที่สดุ 2. หมอแปลงชนิดแกนเฟอรไรท (Ferrite Core Transformer) หมอ แปลงชนดิ นส้ี วนใหญจ ะใชใ น งานที่มีความถีส่ งู เชนในเครอ่ื งรบั เคร่อื งสง วิทยุ หรอื ในวงจรสวิตชิง่ เพราะไมส ามารถใชหมอแปลงชนิดแกน เหลก็ ได

3. หมอ แปลงชนิดแกนอากาศ (Air Core Transformer) หมอแปลงชนดิ น้จี ะใชใ นงานความถีส่ งู มากๆ เชน ในเครอื่ งรบั เครอ่ื งสง วทิ ยุ ความถี่สูง เพราะไมส ามารถใชห มอ แปลงชนดิ อ่นื ไดเ นอื่ งจากจะเกดิ ความ สญู เสยี อยางมาก

โครงสรางของหมอ แปลง โครงสรางภายในของหมอ แปลงจะประกอบดว ยขดลวดจะพนั รอบฟอรม พลาสตกิ โดยมีกระดาษ ฉนวนกัน้ ระหวา งแตล ะขดที่พัน และมแี กนเหลก็ แผน บางๆทเี่ คลอื บดวยแลก็ เกอร โดยสวนหนึง่ จะเปน ลกั ษณะ คลา ยตัว E และอีกสว นจะมลี กั ษณะคลายตวั I สวมสลบั กนั บนฟอรม ท่ตี อ งใชแกนทเ่ี ปน แผนเหลก็ ออ นแทนท่ี จะใชเ ปน เหลก็ ตนั กเ็ พื่อลดปญ หาของกระแสไหลวน(Eddy Current) ในแกนเหล็กซงึ่ จะเปน ตัวลด ประสทิ ธภิ าพของหมอ แปลง

การคํานวณคาในวงจรหมอ แปลง การคาํ นวณคา ในวงจรหมอแปลง จะอาศัยความสัมพนั ธตามสมการตา งๆดงั กลา วขางตน เราจะลองมา คํานวณคา ในวงจรหมอแปลง โดยอาศยั สมการดังกลาว



การตรวจสอบขวั้ หมอแปลง หมอแปลงไฟฟานอกจากจะใชประโยชนใ นการแปลงแรงดันไฟฟา แลว ยงั ใชในการสลับเฟสสญั ญาณ เพ่ือใชในวงจรอิเลก็ ทรอนกิ สตา งๆดว ย ลักษณะของแรงดนั ขาออกจะกลบั เฟส กับสัญญาณขาเขา หรอื ไม ขน้ึ อยูกบั ตอขว้ั ของหมอ แปลง โดยจะใชจ ุดเปนตัวบงขวั้ หมอ แปลง วา เปน ดา นหวั สายหรอื ปลายสาย และ สามารถใชตอ ใหส ญั ญาณขาออก (Output Signal) มลี กั ษณะกลับเฟส (Out of Phase) หรอื ตามเฟส (In Phase) กับสญั ญาณขาเขา (Input Signal) ซ่งึ เราสามารถหาขั้วสายดา นหัวและดานปลายอยา งงา ย โดยการใชม เิ ตอรด งั รปู

โดยใชม เิ ตอรตง้ั ยานวดั DC Volts ตอทขี่ ดทตุ ิยภมู ิ แลว นําแบตเตอรมี่ าเข่ียทีข่ ดปฐมภมู ิ ถา เข็มของ มิเตอรต ีข้นึ แสดงวา เปน ขั้วแบบเฟสเดียวกนั ดังรปู โดยปลายสายดานทตุ ิยภูมิของหมอ แปลงทต่ี อกบั ข้ัวบวก ของมิเตอร และปลายสายดา นปฐมภูมิ ทีต่ อ กับขั้วบวกของแบตเตอรี่ จะเปน ขว้ั ทมี่ เี ฟส ตรงกนั สามารถ กําหนดจุดท่ีปลายสายทง้ั สอง แตถาเขม็ ตกี ลับ แสดงวา ข้วั จะเปน ตรงขา ม อีกวิธเี ปน การวดั โดยใชไฟสลับ โดยตอ ขั้วหมอแปลงดานหนง่ึ เขาดว ยกันแลว ใช แลว ปอน แรงดันแหลงจายไฟ สลบั เขา ทขี่ ว้ั ดานขาเขาของหมอ แปลง จากน้ันใชม ลั ตมิ เิ ตอรตงั้ ยานวัด AC Volts ตอ วัดแรงดัน ดังรปู ถาคาแรงดนั ที่อานไดมคี าสูงกวาแรงดันทางขาเขา โดยมคี าเทากับผลรวมของแรงดันขาเขา และแรงดนั ขาออก แสดงวาขวั้ ทต่ี อมลี กั ษณะกลบั ขวั้ กัน ตามรูป ก. แตถา คาแรงดนั ทอ่ี านไดมีคาต่ํากวาแรงดนั ทางขาเขา โดยมคี า เทา กบั ผลลบระหวา งแรงดันขาเขา และแรงดันขา ออก แสดงวา ขัว้ ที่ตอ มีลักษณะตรงกัน ตามรปู ข. ขอควรระวังในการใชงาน 1.เลือกชนิดหมอแปลงใหเ หมาะสมกบั ความถี่ท่ใี ชงาน 2.การใชงานหมอแปลงควรคํานงึ ถงึ อตั ราการทนกาํ ลังของหมอ แปลงดว ย มิฉะน้ันจะทําใหห มอ แปลง ไหมได เน่อื งจากมีกระแสไหลสงู เกนิ ไป 3.หมอแปลงเปน อปุ กรณท ่ีใชงานกบั ไฟสลับ จงึ ไมค วรปอ นไฟตรงเขาทขี่ ั้วหมอแปลงเพราะอาจจะทํา ใหหมอ แปลงไหมได 4.ถาตอใชง านหมอแปลงในลักษณะ ออโตทรานสฟ อรเ มอร (Auto Transformer) ควรระวงั ถูกไฟฟา ดดู ดว ย เนอ่ื งจากไมม กี ารแยกการเชอ่ื มตอทางไฟฟาจากแหลงจายไฟบาน เหมอื นกบั หมอ แปลงที่ใชง านใน ลกั ษณะปกติ 5.หมอ แปลงเปนอปุ กรณทท่ี ํางานดว ยสนามแมเ หลก็ ในขณะใชง านจงึ ควรระวงั ไมน ําไปไกลอุปกรณที่ มีผลตอ สนามแมเ หลก็ เชน แผนดิสก เทปเสยี ง หรอื จอภาพโทรทัศน

4. ตัวเก็บประจุ (Capacitor) ตัวเกบ็ ประจุ เปน อปุ กรณทใ่ี ชใ นการเกบ็ ประจุ (Charge) และสามารถคายประจุ (Discharge) ได นยิ มนํามาประกอบในวงจรทางดา นไฟฟาอิเล็กทรอนกิ สท ัว่ ไป ตวั อยา งเชน วงจรกรองกระแส (Filter), วงจร ผา นสญั ญาณ (By-pass), วงจรสตารท เตอร (Starter), วงจรถายทอดสญั ญาณ (Coupling)ฯลฯ เปน ตน ตวั เกบ็ ประจุแบง ออกเปน 3 ชนดิ คือ แบบคา คงท่ี แบบเปล่ียนแปลงคาไดแ ละแบบเลอื กคาได ตัวเกบ็ ประจเุ รยี ก อีกอยางหนึ่งวา คอนเดนเซอร หรือเรียกยอ ๆ วา ตวั ซี (C) หนว ยของตวั เกบ็ ประจคุ อื ฟารัด (Farad) หลกั การเบอื้ งตน ของตวั เกบ็ ประจุ ตวั เก็บประจุ (Capacitor) เปนอปุ กรณท ่ใี ชในการเก็บประจุ (Charge) และสามารถคายประจุ (Discharge)ไดโดยนาํ สารตัวนํา 2 ชน้ิ มาวางในลกั ษณะขนานใกล ๆ กนั แตไมไดตอ ถึงกัน ระหวา งตัวนาํ ทง้ั สองจะถกู กัน้ ดว ยฉนวนทเ่ี รียกวาไดอเิ ลก็ ตรกิ (Dielectric) ซง่ึ ไดอเิ ลก็ ตริกนีอ้ าจจะเปน อากาศ, ไมกา, พลาสตกิ , เซรามิคหรือสารที่มสี ภาพคลายฉนวนอน่ื ๆ เปนตน โครงสรา งและสญั ลกั ษณ ของตัวเก็บประจุ แสดงดงั รูปที่ 3.1 จากรูปที่ 3.1 ข แสดงลักษณะโครงสรางของตวั เกบ็ ประจุ โดยท่ี 1 หมายถงึ จุดทต่ี อใชงานกบั วงจร 2 หมายถึงสารตวั นําที่เปนแผนเพลท 3 หมายถงึ ฉนวนในทน่ี ้ีคอื อากาศ ความจุทางไฟฟา เกดิ จากการปอ นแรง เคล่ือนใหก บั ข้ัวท้ังสอง ของจุดท่ีตอ ใชง าน ของสารตวั นําซ่งึ จะทําใหเ กิดความตางศกั ยท างไฟฟา สนามไฟฟาที่ เกิดขึน้ บนสารตัวนําที่เปนแผน เพลท จะทําใหเกดิ คาความจทุ างไฟฟาข้นึ ลกั ษณะนี้เรยี กวาการเกบ็ ประจุ (Charge) เมือ่ ตองการนาํ ไปใชงานเรยี กวา การคายประจุ (Discharge) ประจุไฟฟา ทเี่ กดิ ข้นึ บริเวณแผนเพลท มี หนวยเปนคลู อมป (Coulomb) สวนคาความจุทางไฟฟา มหี นว ยเปนฟารัด(Farad) รายละเอียดดงั กลา วแสดง ในรูปท่ี 3.2

ปจจยั ทม่ี ีผลตอคาการเก็บประจุ คา ความจุของตวั เก็บประจจุ ะมีคามากหรอื นอ ยขน้ึ อยกู บั ตวั แปร 3 ประการคอื 1.พืน้ ท่หี นา ตัดของสารตวั นาํ ทเ่ี ปน แผน เพลท เขยี นแทนดวยอักษร A ถา พ้ืนท่หี นาตดั มากแสดงวา สามารถเกบ็ ประจไุ ดม าก ถา พื้นทห่ี นาตดั นอยแสดงวา เก็บประจไุ ดน อย เพราะฉะนั้นจะเห็นไดวา ในวงจร อิเลก็ ทรอนิกสท ั่วไปนั้น จะประกอบไปดว ยตวั เกบ็ ประจุขนาดเล็กและขนาดใหญจ ํานวนมาก ตวั เกบ็ ประจทุ ่มี ี ขนาดใหญจ ะเกบ็ ประจไุ ดม ากเพราะมพี ืน้ ทหี่ นา ตัดมากนน่ั เอง 2.ระยะหา งระหวา งแผน เพลททงั้ สอง เขยี นแทนดว ยอกั ษร d ถาอยูในตําแหนงทีใ่ กลก นั ความจุจะมี คามาก ถา อยูในตาํ แหนงทไี่ กลกันความจจุ ะมคี านอย 3.คา คงที่ไดอิเลก็ ตริก คา คงที่ของไดอเิ ล็กตรกิ เปน คา ทใี่ ชแสดงถึงความสามารถ ในการทจ่ี ะทําใหเ กิด เสน แรงแมเ หล็กขน้ึ เมอ่ื นาํ วสั ดตุ า งชนิดกันมาทาํ เปนฉนวนคั่นระหวางแผน เพลท คาคงทขี่ องไดอเิ ลก็ ตรกิ แต ละตัว จะแตกตางกนั ออกไป ดังนน้ั ตวั เก็บประจทุ ่ีใชไดอิเล็กตรกิ ตางกนั ถงึ แมจ ะมีขนาดเทากนั คา ความจุและ อตั ราทนแรงดนั อาจแตกตางกันออกไป สญุ ญากาศเปน ไดอเิ ลก็ ตรกิ ทีม่ ปี ระสทิ ธภิ าพนอยทส่ี ดุ เมอ่ื เทยี บกบั วัสดุ ชนิดอื่น การจายแรงเคลอื่ นไฟฟามากเกนิ พกิ ัด อาจทําใหไดอเิ ลก็ ตรกิ สญู สภาพ จากฉนวนกลายเปน ตวั นาํ ได