Page 1
1. แ
รไจ
2. ก
หนง3. ค
หรอ
วงจรไแหลงจรวมถงแไฟฟากรจายแรงดกระแสไกระแส
งภายในตความตความต
อตานการ
ไฟฟาปายไฟฟแหลงกาเนระแสสลบดนไฟฟาไฟฟา (สไฟฟา คตวนาไฟานทานตานทานไรไหลขอ
EEllวงจ
ประกอบฟา ( Elนดไฟฟบ (A.Cา (Elec
(Elecคอ ปรมฟฟาในหนน (Resไฟฟา องกระแส
lleeccttrrจรไฟ
บดวยสวlectriาทเปนท
C.) โดยสtromot
ctric มาณการนงหนวยsistan
เปนสไฟฟาไม
rriicc ฟฟา
วนประic Soทงไฟฟาสวนประtive For
Curรเคลอนทยเวลา nce) คณสมบมใหเคล
CCiirr
ะกอบ 3ourceากระแสตะกอบนจrce) ให
rrent)ทของอเล
บตของวอนทผาน
rrccuuii
R
3 สวนe ) ตรง (Dจะเปนตหแกวงจร) ลกตรอน
ตถในกานไดสะด
iitt
คอ
D.C.) แลวผลตแลรไฟฟา
นผานจด
ารขดขวดวก
I E
1
ละละ
ด ๆ
าง
E
Page 2
1. แ 2. แ 3. แ 4. แ5. แ6. แ
แหลงกาเ(Elec
แหลงกาเ(Elec
แหลงกาเ(Elec
แหลงกาเแหลงกาเแหลงกาเ
แ
เนดไฟฟctricitเนดไฟฟctricitเนดไฟฟctricitเนดไฟฟเนดไฟฟเนดไฟฟ
SSoouuแหลงก
ฟาทเกดขty by ฟาทเกดขty by ฟาทเกดขty by ฟาทเกดขฟาทเกดขฟาทเกดข
uurrccee กาเนด
ขนจากก Fric
ขนจากพ Che
ขนจากพ Mag
ขนจากพขนจากพขนจากแร
ooff EEดไฟฟ
ารเสยดสction)พลงงานเemicalพลงงานแgnetisพลงงานแพลงงานครงกด
EElleeccttฟา
ส คม l Actแมเหลก sm) แสง ความรอน
ttrriicciitty
tion)
น
ttyy 2
Page 3
3 ชนดของไฟฟา ไฟฟาทเกดขนแบงออกเปน 2 ชนด ดงน 1. ไฟฟาสถต ไฟฟาสถตเกดขนจากการเสยดส โดยการนาสารตางชนดมาถกน อเลกตรอนทอยในวงจรโคจรของสารทงสองอาจชนกนได อาจทาใหสารชนหนงสญเสยอเลกตรอนไปใหกบสารอกชนดหนง
2. ไฟฟากระแส ไฟฟากระแสสามารถแบงได 2 ชนด คอ 2.1) ไฟฟากระแสตรง (Direct Current ; DC) ไฟฟากระแสตรง เปนไฟฟาทมคาบวกหรอลบเพยงอยางเดยวตลอดเวลา ไฟฟากระแสตรงจะมขว ( Polarity ) คงทเสมอไมเปลยนแปลงทศทางการไหลของกระแสไหลไปในทศทางเดยวกนตลอดเวลา
2.2) ไฟฟากระแสสลบ (Alternating Current ; AC) ไฟฟากระแสสลบเปนไฟฟาทมขนาดเปลยนแปลงทงยานบวกและยานลบในหนงคาบเวลา ทศทางการเคลอนของกระแสไฟฟาไหลตรงจากขวบวกไปยงขวลบและไหลตรงจากขวลบไปยงขวบวกสลบกนตลอดเวลา
i
v R
I
E + - R
Page 4
ภไฟกา
ไฟเว
ก (El
กระแายในตวฟฟาเกดารถายเท
กระแฟฟา/อเลวลา 1 ว
ระแสไlectri
แสไฟฟาวนาไฟฟการเคลอทพลงงาน
แสไฟฟาลกตรอนวนาท
ไฟฟา ic Cu
า คอ ปาในหนงอนทผานนไฟฟา
า 1 แอน 6.28 x
urren
ปรมาณกงหนวยเวนตวกลา
มแปร คx 1018 ตว
nt ; I)
ารเคลอนวลา าง (ตวน
คอ ปรมว) เคลอ
)
นทของอ กระแสไนาไฟฟา
มาณประอนทในต
อเลกตรอไฟฟา เก Condu
ะจไฟฟาวนาผาน
อนผานจกดจากก
uctor) ท
1 คลอมนจด ๆ ห
จด ๆ หนการทประทเปนสอใ
มบ (ประหนงภายใ
4
นงะจใน
ะจใน
Page 5
5
กระแสไฟฟา = ประจไฟฟา / เวลา I =
tQ
เมอ I เปนกระแสไฟฟา มหนวยเปน แอมแปร (A) Q เปนประจไฟฟา มหนวยเปน คลอมบ (C) t เปนเวลา มหนวยเปน วนาท (s) สาหรบการหาคากระแสไฟฟา ถาหากวามอตราการเคลอนทของประจ ไมคงท จะสามารถหาไดจากการหาอนพนธของประจไฟฟาเทยบกบเวลา ดงความสมพนธ I =
dtdQ
เมอ dQ เปนอตราการเปลยนแปลงของประจ มหนวยเปน คลอมบ dt เปนอตราการเปลยนแปลงของเวลา มหนวยเปน วนาท
I Source R
E
A
Page 6
ขไฟ
ป (E
ประองอเลกตฟฟา เทา
ปร
ระจไฟElectr
จไฟฟา ตรอนจาากบ 1.60
+
ะจไฟฟา
ฟฟา ric Ch
เปนปรานวน 6.02 × 10
+
าตางกนด
harge
มาณทาง25 × 10-19 คลอม
ดดกน
เ
Q =
e ; Q)
งไฟฟาป018ตว หรมบ
เสนแรงไ
จานว6.2
)
ปรมาณหรออเลกต
ปร
ไฟฟา
วนอเลกต25 × 10
หนง ซงตรอนหน
ระจไฟฟา
ตรอน 018
งเปนปรนงตวจะ
าเหมอนก
ะจรวมะมประจ
กนจะผลก
6
จ
กกน
Page 7
7
แรงดนไฟฟา (Voltage; E)
แรงดนไฟฟา เปนแรงทกระทาตอประจไฟฟาใหเคลอนตาแหนงหรอเรยกวา แรงเคลอนไฟฟา (Electromotive force ; e.m.f .) แรงดนไฟฟา หมายถง ความตางศกยไฟฟาทสรางขนโดยเซลลไฟฟาแบตเตอร / เครองกาเนดไฟฟา เปนสาเหตใหเกดกระแสไฟฟาไหลในวงจร
เมอเสนลวดตวนา 1 ตว วงตดผานเสนแรงแมเหลก 108 เสน ในเวลา 1 วนาท จะเกดแรงดนไฟฟา 1 โวลต
+
+ + +
+ +
+ +
+
ศกยไฟฟาสง/ศกยสง
ศกยไฟฟาตา/ศกยตา
− + E V
V
Page 8
ระห เคแต
ควปลคามา
ค (Pot
ความะหวางจรอประจ
ความคลอนทปตกตางก
ความ
วามสงทแตกลายทงสองขาความตางศากเชนกน
วามตาtentia
มตางศกดสองจดจ/ศกยอามตางศกประจไฟกน มตางศก
เมอ
กตางระหวาของทอยงมาศกยกแตกตา
างศกยไal Di
กยไฟฟาด หรอคางอง กย 1 โวฟา 1 ค
กย หรอแ V
V เปน W เปน Q เปน
าง าก างกน
ไฟฟา ifferen
หมายถความแตก
ลต มคาคลอมบ
แรงดนตV =
QW
นความตนปรมาณนประจไฟ
nt ; V
ถง ความกตางขอ
าเทากบ ระหวาง
กครอม
QW
างศกยไณงานททฟฟา
V)
มแตกตางองประจไ
งานปรงตาแหนง
หาไดจ
ฟฟา มา ม ม
งของคารไฟฟาเทย
มาณ 1 จงทงสอง
ากความ
มหนวยเปมหนวยเปมหนวยเป
ระดบแรยบกบจด
จล ทใชใงทมศกย
มสมพนธ
ปน โวลปน จลปน คล
รงดนดอางอง
ในการยไฟฟาท
ธ
ลต (V) )J( อมบ C(
8
ท
)C
Page 9
9 กาลงไฟฟา (Electrical Power ; P)
กาลงไฟฟา คอ พลงงานทสนเปลองหรองานทกระทาไดในการเคลอนประจหนงหนวย จากจดหนงไปยงอกจดหนงในหนงหนวยเวลา หาไดจากความสมพนธ 1 วตต คอ กาลงงานหรอพลงงาน 1 จลทใชไปในเวลา 1 วนาท P =
tW
และจากความสมพนธ I = tQ หรอ t =
IQ
V = QW หรอ W = VQ
และ จะไดความสมพนธในการหากาลงไฟฟาเปน P =
IQ
VQ
P = QIVQ× = VI
เมอให P เปนกาลงไฟฟา มหนวยเปน วตต (W) I เปนกระแสไฟฟา มหนวยเปน แอมแปร (A) V เปนความตางศกย มหนวยเปน โวลต (V)
Page 10
10
ความตานทานไฟฟา (Resistor ; R)
ความตานทานไฟฟา เปนคณสมบตของวตถในการขดขวางหรอตานการไหลของกระแสไฟฟาไมใหเคลอนทผานไดสะดวก
คาความตานทานไฟฟา จะมคาแปรผกผนกบคาความนาไฟฟา (Conductance ; G) ความนาไฟฟา หมายถงความสามารถของวงจรไฟฟา ทยอมใหกระแสไฟฟาไหลผานไปได วตถทมความตานทานไฟฟามากกจะมคาความนาไฟฟานอย และวตถทมคาความตานทานไฟฟานอยจะมคาความนาไฟฟามาก
G = R1
R = G1
เมอ R เปนความตานทานไฟฟา มหนวยเปน โอหม (Ohm ; Ω) G เปนความนาไฟฟา มหนวยเปน โมห (mho ; ) หรอ ซเมนต (Siemens ; S)
ใบงาน ท
ถาในวงจรทมความนาสง คาความตานทานจะตา และถาในวงจรทมความนาตา คาความตานทานจะสง
Page 11
11ใบงาน ท 1 เรอง พนฐานวงจรไฟฟากระแสตรง
คาสง จากรปคลนตอไปน เปนรปคลนของไฟฟากระแสตรงหรอไฟฟากระแสสลบ เพราะเหตใดจงใหเหตผล 1.1
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
1.2
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
V
t
V
t
Page 12
12 1.3
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
1.4
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
V
t
V
t
Page 13
13 1.5
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
1.6
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................................
V
t
V
t
Page 14
14ใบงาน ท 2 เรอง พนฐานวงจรไฟฟากระแสตรง
คาสง จงตอบคาถาม จากโจทยตอไปน 2.1 ประจจานวน 93.8 × 1016 ตว จะมประจไฟฟาจานวนกคลอมบ
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
2.2 ประจจานวน 80 µC จะมอเลกตรอนจานวนกตว
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
2.3 ประจจานวน 10 คลอมบไหลผานจด ๆ หนงในสายไฟฟาในเวลา 2 วนาท จะมกระแสไฟฟาไหลกแอมแปร
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
2.4 อเลกตรอนจานวน 125 × 1018 ตว ไหลผานจด ๆ หนงในสายไฟฟาในเวลา 4 วนาท จะมกระแสไฟฟาไหลผานสายไฟฟาในวงจรกแอมแปร
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
2.5 ถากระแสไฟฟาไหลผานหลอดไฟฟาจานวน 8 แอมแปร จะมประจไฟฟาจานวนกคลอมป ไหลผานหลอดไฟฟาดงกลาวภายในระยะเวลา 1.5 วนาท
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
Page 15
15 2.6 ถาใชพลงงานจานวน 50 จล เคลอนยายประจจานวน 10 คลอมบ จะเกดความตางศกยไฟฟาเทาใด
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
2.7 จะตองใชพลงงานจานวนเทาใด ทจะทาใหประจไฟฟาจานวน 50 คลอมบ เคลอนทจากจดหนงไปยงอกจดหนงในวงจรไฟฟา เมอแรงดนไฟฟาระหวางจดดงกลาวเกดขน 12 โวลต
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
2.8 จงคานวณหาคาแรงดนไฟฟา จากกรณตอไปน ก) 10 J/C ข) 5 J/2 C ค) 100 J/25 C
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
2.9 จงคานวณหาคากระแสไฟฟา จากกรณทกาหนดใหดงตอไปน ก) 75 C ในเวลา 1 วนาท ข) 10 C ในเวลา 0.5 วนาท ค) 5 C ในเวลา 2 วนาท
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
2.10 พลงงานขนาด 100 จล ถกใชงานไปในเวลา 5 วนาท จะเกดกาลงไฟฟากวตต
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................................................
Page 16
16แบบฝกหด เรอง พนฐานวงจรไฟฟากระแสตรง
คาสง จงตอบคาถามตอไปน
1. จงอธบายความหมายของประจไฟฟาจานวน 4 คลอมบ .......................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
2. จงอธบายความหมายของ กระแสไฟฟาขนาด 5 แอมแปร .......................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................... 3. จงอธบายความหมายของ แรงดนไฟฟาขนาด 12 โวลต
..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
4. จงอธบายความหมายของ กาลงไฟฟาขนาด 100 วตต .......................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
5. จงอธบายความหมายของ ความตานทานไฟฟา .......................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
6. จงอธบายความหมายของ ความตางศกยไฟฟา .......................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
7. จงอธบายขอแตกตางระหวางไฟฟากระแสตรงกบไฟฟากระแสสลบ .......................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
8. อเลกตรอน จานวน 50 × 1031 ตว จะมประจไฟฟาจานวนกคลอมบ .......................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
Page 17
179. ประจไฟฟาจะมอเลกตรอนจานวนเทาใด ทาใหเกดประจไฟฟาจานวน 100 µC .......................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................
10. พลงงานขนาด 800 J ทาใหประจ 40 C เคลอนทไปเขาไปในความตานทาน จะเกดแรงดนไฟฟาเทาใด .......................................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................................