Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ฟสกสทวไป 2 (ฟส102)
“ไฟฟา” 1. ไฟฟาสถต 2. ไฟฟากระแสตรงและวงจรไฟฟากระแสตรง
3. ไฟฟากระแสสลบและวงจรไฟฟากระแสสลบ
1. ไฟฟาสถต (Electrostatics)
สสารหรอวตถใดๆ สามารถแสดงอานาจของประจ
ไฟฟาออกมาได ถาวตถนนมอนภาคอเลกตรอน
มากกวาอนภาคโปรตรอน วตถนนจะแสดงอานาจ
ของประจไฟฟาลบ แตถาวตถมอนภาคโปรตรอน
มากกวาอนภาคอเลกตรอน วตถนนจะแสดงอานาจ
ของประจไฟฟาบวก
การเคลอนทของอเลกตรอน (e) หรอ ไอออน (ion)
º ƒ“©⁄‰¿¿ç‘(electric charge) ∏‘∆◊Ã(Thales, 640-548 B.C) ‡ºÁ∫ Ω€ç•ç∫ øª º ƒ“¬‘¥ 600 º◊¢åœ∫ •ƒ÷Ã∂ê…”¢ƒ‘´ ‡¬ŸËœ∑€ ∙∏宜̑ø”∫ ¢”ª уœŸË∫∏◊ˉ¬å„ åœÌ‘ø”∫ º ƒ‘¢Ø»å‘∙∏宜̑ø”∫ ©“µ€µ£œ®‡ª ‘ʉµç ‡ƒ◊√¢∙∏宜̑ø”∫ „∫ £¥“∫ ◊Ȼ呬◊ºƒ“©⁄‰¿¿ç‘
º ƒ“©⁄‰¿¿ç‘‡¢÷µ©‘¢¢‘ƒ£”µÃ◊£œ®»”∂∑⁄∂å‘®∫ ÷µ¢”∫ º ƒ“©⁄‰¿¿ç‘¬◊ 2 ´∫ ÷µ•Ÿœ º ƒ“©⁄‰¿¿ç‘´∫ ÷µª »¢∙∆“º ƒ“©⁄‰¿¿ç‘´∫ ÷µ∆ª ¨ÿË®‡ª ∫ ©‘¬÷∫ ∙ ¿ƒ®•∆÷∫ ∫ ”¢»÷∏√‘…‘Ã∂ƒê‘»œ‡¬ƒ÷¢”∫ ‡ºÁ∫ •∫ ∙ƒ¢ ∏◊Ë∂”È®ŸËœ∫ ÷µ£œ®ºƒ“©⁄‰¿¿ç‘
วตถทแสดงอานาจประจไฟฟาบวก คอวตถทสญเสยอเลกตรอน
วตถทแสดงอานาจประจไฟฟาลบ คอวตถทรบอเลกตรอน
วตถทเปนกลางทางไฟฟาคอวตถทมปรมาณประจไฟฟาลบเทากบประจไฟฟาบวก
เมอวตถ 2 ชนดถกนประจจานวนหนงจากวตถชนดหนงจะถายเทใปยงวตถอก
ชนดหนง ทาใหวตถ 2 ชนดมประจทง 2 ชนดไมเทากน วตถแตละชนดจง
แสดงอานาจของประจไฟฟาออกมา
คณสมบตของประจไฟฟา
•ประจไฟฟาชนดเดยวกนจะผลกกน
•ประจไฟฟาตางชนดกนจะดดกน
•ประจไฟฟาบวกหรอลบจะดงดดวตถทเปน
กลางเสมอ
•แรงดดหรอแรงผลกทเกดขนเปนแรงตางรวม
โครงสรางของอะตอม
อะตอม ประกอบดวยอนภาคขนาดเลกมาก จานวน 3 ชนด คอ
1. โปรตอน (Protons) มมวล 1.67261 x 10-27 กก. (+, e+)
2. นวตรอน (Neutrons) มมวล 1.67492 x 10-27 กก. (กลาง)
3. อเลกตรอน (Electrons) มมวล 9.10956 x 10-31 กก. (-, e-)
สารตางๆสามารถแบงตามสมบตของการยอมใหประจไฟฟาไหลผานไดเปน
ตวนา(conductor) คอ วตถทอเลกตรอนอสระเคลอนทไดดในเนอวตถนน ซงเปน
สารทยนยอมใหประจไฟฟาไหลผานไดด เชนโลหะตางๆ
ทองแดง, อลมเนยม, ทองคา
ฉนวน(insulator) คอ วตถทอเลกตรอนเกาะกลมกนแนนในแตละอะตอมจงเคลอนท
ไดยากในเนอวตถนน เชน แกว พลาสตก ยาง
การจาแนกชนดของวสดไฟฟา (Classes of Materials)
สารกงตวนา (SEMICONDUCTORS) คอ วตถทอเลกตรอนเคลอนทไดบางตาม
เงอนไขหนงๆ เชน silicon
9
1. กฎของโอหม
2. วงจรไฟฟากระแสตรง
3. กฎของเคอรชอฟฟ
10
• แบตเตอร (Battery)
• ตวตานทานไฟฟา (Resistors)
– กฎของโอหม (Ohm’s Law)
• กาลงไฟฟา (Electric Power)
• วงจรไฟฟาในบานพกอาศย
– ไฟฟากระแสสลบ (AC Current)
ความรพนฐานเกยวกบไฟฟา
11
ไฟฟาทใชในบานเรอน
220V
ไฟฟาจาก กฟภ.
12
André-Marie Ampère' (1775-1836)
อเลกตรอนตนกาเนดมาจากภาษากรก “elektron”
ซงหมายถง “อาพน (amber)”
ไฟฟามอย 2 ชนด คอ:
ไฟฟาสถตย (Static Electricity )- ไมมการเคลอนท
ของประจไฟฟาอสระ
ไฟฟากระแส (Current Electricity) - มการเคลอนท
ของประจไฟฟาอสระ แบงเปน
ไฟฟากระแสตรง (Direct Current หรอ DC)
ไฟฟากระแสสลบ (Alternating Current หรอ AC)
13
กระแสไฟฟา (Electric Current)
t Q I
∆ ∆ =
• ถาทาการตอขวไฟฟาของแบตเตอรเขากบ วงจรไฟฟา – เกดการไหลของประจไฟฟา : กระแสไฟฟา – หนวย : 1 Coulomb/second = 1 Ampere (A) – ประจไฟฟาของอเลกตรอนมคาเทากบ 1.6 x 10 -19 C
• ในตวนาไฟฟาอเลกตรอนจะเคลอนทไดอยางอสระและทาใหเกดการเคลอนทของ
ประจไฟฟา ซงกระแสไฟฟาจะถกกาหนดใหไหลจากขวไฟฟาบวก (positive)
ไปยงขวไฟฟาลบ (negative) ของแบตเตอร
acid
copper
zinc
+ –
V + –
หรอ
สญลกษณ
14
กระแสไฟฟา (Electric Current)
เมอพจารณาการไหลของสงใดเรามก
พจารณาถงประมาณการไหลของสงนน
ผานพนทหนาตดในหนงหนวยวนาท
สาหรบกรณของกระแสไฟฟา เราจะ
พจาณาทการไหลของประจไฟฟาผาน
สายไฟในเวลา 1 วนาท
15
การเปรยบเทยบวงจรไฟฟากบนา
กระแสนา กระแสไฟฟา กระแสทไหล
กงหนนา หลอดไฟ ตวตานทาน
ปมนา แบตเตอร แหลงพลงงาน
วงจรนา วงจรไฟฟา
16
วงจรไฟฟา อปกรณตางๆ ของวงจรไฟฟาประกอบดวย:
• แบตเตอร (แหลงกาเนดพลงงาน)
• สายไฟสาหรบตออปกรณ
• ตวตานทานไฟฟา (สายไฟ, หลอดไฟ, อปกรณ เปนตน)
• สวทซไฟ
I
ไดอะแกรมของวงจรไฟฟา ดแตกตางจาก วงจรไฟฟาจรงแตวตถประสงคของ
การแสดงทงสองแบบเพอ แสดงการตอวงจรไฟฟา! นนเอง
17
วงจรไฟฟาอยางงาย
+
-
ขอตกลง ทศการไหลของกระแสไฟฟาจะมทศเหมอนกบ ทศการ
ไหลของประจไฟฟาบวก คอ เคลอนทจากข วไฟฟาบวกของ
แบตเตอร ผานอปกรณภายนอกไปยงขวไฟฟาลบของแบตเตอร!
18
กฎของโอหม : Ohm’s Law ลกษณะความสมพนธระหวางคาแรงดนไฟฟา (V) ทจายใหกบวงจรไฟฟา,
กระแสไฟฟา (I) ทไหลผานวงจรไฟฟา และความตานทานของวงจรไฟฟา
(R) มรปแบบเปนอยางไร ?
= V
IR
Georg Simon Ohm (1789-1854)
I มหนวยเปน แอมแปร (A)
V มหนวยเปน โวลต (V)
R มหนวยเปน โอหม (Ω)
19
• การเกดกระแสไฟฟา จะตองมความตางศกย V เกดขนเสยกอน
– ตวนาไฟฟาทกชนด : ถาม V คาสง จะทาใหเกด I คาสงดวย
– กฎของโอหม (Ohm’s law) :
V = I R
คาความตานทานไฟฟา units: Ω (ohm)
V
I R
I
สญลกษณ
20
อนตรายทเกดจากกระแสไฟฟาไหลผาน
• ถาเราสมผสกบตวนาไฟฟาทมประจไฟฟา จะเกดอนตรายเนองจาก :
– ความตางศกยไฟฟาระหวางตวนาไฟฟากบกราวด (ground)
– เกดกระแสไฟฟาไหลผานรางกายเรา !
R = 0.5 x 106 Ω (สาหรบมอแหง) I = 0.24 mA R = 0.5 x 104 Ω (สาหรบมอเปยก) I = 24 mA
R V I =
แรงดนไฟฟา 120 V
ความตานทานไฟฟาของรางกาย
• ความรนแรงจะขนอยกบ ปรมาณกระแสไฟฟา ทไหลผานรางกายของเรา
21
อนตรายจากกระแสไฟฟา กระแสไฟฟา ผลกระทบ อนตราย ?
1 mA ทาใหสะดง ไมตาย
5 mA รสกเจบ ไมตาย
10 mA กลามเนอหยดทางาน ไมตาย
20 mA หยดหายใจ เปนนาทตาย
100 mA หวใจหยดทางาน เปนวนาทตาย
1000 mA ไหมเกรยม ตายทนท
อยาใชไดยเปาผมในอางนา
22
(DC Circuit)
0 ดา (Black) 1 นาตาล (Brown) 2 แดง (Red) 3 สม (Orange) 4 เหลอง (Yellow) 5 เขยว (Green) 6 นาเงน (Blue) 7 มวง (Violet) 8 เทา (Gray) 9 ขาว (White)
รหสสของคาความตานทานไฟฟา
คาความคลาดเคลอน 5% ทอง (Gold) 10% เงน (Silver)
23
การตอแบบอนกรม
การตอขนาน
การตอขนาน
การตอแบบผสม
ตวอยางการตอวงจรไฟฟา
24
การตอวงจรไฟฟาของตวตานทานไฟฟา
• การตออนกรม (series) :
• การตอขนาน (parallel) :
กระแสไฟฟามคาเทากน; แรงดนไฟฟามคาเทากบ Iri
R = R1 + R2
แรงดนไฟฟามคาเทากน ; กระแสไฟฟามคาเทากบ V/Ri
1/R = 1/R1 + 1/R2
• การแกโจทยวงจรไฟฟา
• วงจรไฟฟานมความซบซอนขน?
25
การตออนกรมและขนานตวตานทานไฟฟา
ตวตานทานไฟฟาสองตวหรอมากกวาตอปลายดานเดยวเขาดวยกน แสดงดง
รป เรยกวาตอแบบอนกรม (series)
การตอแบบอนกรม กระแสไฟฟาไหลผานตวตานทานไฟฟาแตละ
ตวจะมคาเทากน ถามตวตานทานไฟฟาตวหนงเกดความเสยหาย
จะทาใหไมมกระแสไฟฟาไหลในวงจรไฟฟาน
26
สาหรบการตอแบบอนกรม
แรงดนไฟฟาครอมตวตานทานไฟฟา
แตละตวจะขนอยกบความตานทาน
ไฟฟา คานวณคาไดจากสมการ
V=IR เพอคานวณหาแรงดนไฟฟา
ตกครอมตวตานทานไฟฟาแตละตว
ถากระแสไฟฟาทไหลในวงจรไฟฟาม
คาเทากบ 1 A แรงดนไฟฟาทครอมตว
ตานทานไฟฟาแตละตวมคาเทาใด ?
27
การประยกตใชกฏของโอหมกบวงจรไฟฟาตอแบบอนกรม
321321
321
321
321321
)(RRRR
RRRIIRVVVV
IRIRIRIRVVVV
IRVVVVV
totaltotal
total
++=⇒
++=++=
++=++=
⇒
=++=
28
ตวตานทานไฟฟาสองตวหรอมากกวาตอทงสองดานเขาดวยกน จะเกดการ
ไหลของกระแสไฟฟาไปยงแตละสาขาของวงจรไฟฟา แสดงดงรป เรยกวา
การตอแบบขนาน (parallel).
การตอวงจรไฟฟาแบบขนานจะเกดกระแสไฟฟาไหลแยกไปยงตวตานทานไฟฟาแต
ละตว และกระแสไฟฟาทแตละสาขาของวงจรไฟฟาอาจมคาแตกตางกน ถามตว
ตานทานไฟฟาตวใดตวหนงเกดความเสยหาย กระแสไฟฟาจะไหลผานตวตานทาน
ไฟฟาทเหลอ
29
กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน
ไฟฟาแตละตวอาจมคาแตกตางกน และ
ความตางศกยไฟฟาทครอมตวตานทาน
ไฟฟาทกตวมคาเทากน เราใชสมการ
I=V/R สาหรบคานวณกระแสไฟฟา
ทไหลผานตวตานทานไฟฟาแตละตว.
ถาแรงดนไฟฟาทครอมวงจรไฟฟามคา
เทากบ 24 โวลท ใหคานวณหาคา
กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน
ไฟฟาแตละตวมคาเทาใด ?
30 321
321
321
1111RRRR
constVRV
RV
RV
RV
RVI
IIII
total
++=
=
++=⇒
=
++=
การประยกตใชกฏของโอหมกบวงจรไฟฟาตอแบบขนาน
31
สงสาคญของการคานวณวงจรไฟฟานคอการหาคาความตานทานไฟฟา
สมมล (equivalent resistance) ของ วงจรไฟฟาทตอตวตานทานไฟฟา
แบบอนกรมหรอแบบขนาน ซงสามารถแทนดวยตวตานทานไฟฟาเพยงตว
เดยว ไดแก คาความตานทานไฟฟาสมมล (equivalent resistance)
คานวณคาไดจากสมการ
Requivalent = R1 + R2 + R3 + ... (for resistors in series)
1Requivalent
=1R1
+1R2
+1R3
+ ... (for resistors in parallel)
32
วงจรไฟฟาทซบซอน
• การแกโจทย:
– หาคาความตานทานไฟฟา
สมมลของวงจรไฟฟา
– คานวณหาคากระแสไฟฟา
จากคาแรงดนไฟฟาตก
ครอมวงจรไฟฟาท
กาหนดให (∆V=Vc-Va)
33
Example: จากรปใหหาคาตางๆ ดงน :
a. คาความตานทานไฟฟา
สมมลของวงจรไฟฟา
a. กระแสไฟฟาทไหลในตาแหนง
ตางๆ ของวงจรไฟฟา
a. คาความตางศกยไฟฟาทตาแหนงตางๆ ของวงจรไฟฟา
18V
3 Ω 6 Ω 9 Ω
34
Example: จากรปใหหาคาตางๆ ดงน :
• คาความตานทานไฟฟา
สมมลของวงจรไฟฟา
• คาความตางศกยไฟฟาทครอม
ตวตานทานไฟฟาแตละตว
• กระแสไฟฟาทตาแหนงตางๆ
ในวงจรไฟฟา
• กาลงไฟฟาของแบตเตอร
• กาลงไฟฟาของตวตานทานไฟฟาแตละตว
24V
4Ω
6Ω
12Ω
35
Example: จากรปใหหาคาตางๆ ดงน :
• คาความตานทานไฟฟา
สมมลของวงจรไฟฟา
• กระแสไฟฟาทไหลผาน
ในตาแหนงตางๆ ของวงจรไฟฟา
• คาแรงดนไฟฟาทตาแหนงตางๆ
ของวงจรไฟฟา
• กาลงไฟฟาของแบตเตอร
• กาลงไฟฟาของตวตานทานไฟฟาแตละตว
36V
8 Ω
12 Ω
6 Ω
36
เซลลไฟฟามแรงเคลอนไฟฟา 1.5 โวลต และมความตานทาน
ภายใน 0.2 โอหม ถามตวตานทานไฟฟาทมความตานทาน 2
โอหม ตอระหวางขวของเซลลไฟฟานน จงหาคาความตาง
ศกยไฟฟาระหวางขวของเซลลไฟฟา
37
เม อต อแบตเตอ ร เ ข า กบต วต านทานใหครบวงจรจะม
กระแสไฟฟาไหลผานตวตานทาน 1 แอมแปร และมความตาง
ศกยไฟฟาระหวางขวของแบตเตอร 16 โวลต ถาเปลยนตว
ตานทานใหมจะมกระแสไฟฟาไหลผานตวตานทานใหมน 2
แอมแปร และมความตางศกยไฟฟาระหวางขวของแบตเตอร 10
โวลต จงหาแรงเคลอนไฟฟาและความตานทานภายในของ
แบตเตอร
38
มลตมเตอร ประกอบดวย
คาททาการวด อปกรณ ลญลกษณของเครองมอ
(Measurement) (Device) (Circuit Symbol)
Voltage Voltmeter
Current Ammeter
Resistance Ohmeter
V
A
Ω
3
39
แรงดนไฟฟา (Voltage)
• แรงดนไฟฟา คอศกยไฟฟาทใชในการเคลอนทของ
อเลกตรอน.
• แหลงกาเนดแรงดนไฟฟา
– แบตเตอร (DC)
– ปลกซไฟ (AC)
• เทอมของ กราวด (ground) จะอางองทแรงดนไฟฟา
ศนยหรอ คาศกยไฟฟาของโลก
40
ความตานทานไฟฟาภายในเซลInternal Resistance
• แหลงกาเนดไฟฟาทกชนดจะมความตานทานไฟฟาภายในเซลล :
– มคานอยมากแตไมควรตดทง เนองจาก • ทาใหแรงดนไฟฟาเอาทพท
ของแบตเตอรมคาลดลง
• แรงดนไฟฟาทขวของแบตเตอร :
V = E - Ir • จากดกระแสไฟฟาทแบตเตอรจายได
• กระแสไฟฟาทไหลผานโหลดมคา
ตามสมการ
I = E / (RLoad + r)
41
การตอแหลงกาเนดไฟฟา
• การตอแหลงกาเนดไฟฟากระแสตรง
– การตออนกรม
• เพมคาแรงเคลอนไฟฟา E = E1 + E2
• ความตานทานไฟฟาภายในเซลลสงขน r = r1 + r2
• แรงดนไฟฟาทขวไฟฟาแบตเตอร V = E1 - Ir1 + E2 - Ir2
42
เครองประจไฟฟาแบตเตอร
• กระไฟฟาจะไหลตามทศของ emf ทสงกวา
• เครองประจไฟฟาตองม emf สงกวาเพอทาใหเกดกระแสไฟฟาไหลยอนกลบในแบตเตอร
43
การตอขนานแบตเตอร
• การตอขนานแบตเตอรจะทา
ใหความตานทานไฟฟา
ภายในรวมมคาลดลง
• สามารถจายกระแสไฟฟาได
สงขน
44
การตอแอมมเตอร (วดกระแสไฟฟา) และ โวลท
มเตอร (วดความตางศกยไฟฟา)
ตอขนานกบ
ตวตานทานไฟฟา
ตออนกรมกบตวตานทานไฟฟา
45
กาลงไฟฟา, พลงงานไฟฟา และประสทธภาพ
• กาลงไฟฟา (Power) คอ อตราของการเปลยนรปพลงงานไฟฟา.
• ตวตานทานไฟฟา ทาการเปลยนรป พลงงานไฟฟา ไปเปน
พลงงานความรอน.
• สมการของกาลงไฟฟา :
P = IE กาลงไฟฟาทจายโดยแบตเตอร
P = IV กาลงไฟฟาทเกดกบตวตานทานไฟฟา
• แลวเราจะใชสมการเหลานเมอไร ?
46
กาลงไฟฟา (Electric Power)
• พลงงานไฟฟา เปนพลงงานทนยมใชกนอยางแพรหลาย เนองจากสามารถ
เปลยนไปเปนรปพลงงานอนๆ ไดแก
– พลงงานความรอน (thermal energy) ไดแก heaters
– พลงงานกล (mechanical energy) ไดแก มอเตอร (motors)
– แสงสวาง (light) ไดแก หลอดไฟ
• อตรา การเปลยนรปพลงงานสามารถกาหนดในรปของ กาลง
ไฟฟา (electric power) :
หรอ P = V2/R หรอ P = I2R • หนวย : 1 Watt = 1 J/s
P = I V
47
• ความสมพนธระหวางพลงงานไฟฟากบกาลงไฟฟา คอ:
W = พลงงานไฟฟา หนวย จล
P = กาลงไฟฟา หนวย วตต
t = เวลา หนวย วนาท
W = Pt
48
(AC Circuit)
49
ไฟฟากระแสสลบ (Alternating Current )
แบตเตอร เปนแหลงกาเนดไฟฟาทจายแรงเคลอนไฟฟา (emf) คาสมาเสมอและมคาคงตว สวนแหลงกาเนดไฟฟากระแสสลบ (ac source) เปนแหลงกาเนดไฟฟาทจายแรงเคลอนไฟฟา(emf) หรอแรงดนไฟฟา (Voltage) เปลยนแปลงตามเวลา (ในรปฟงกชนซายนของ ωt ):
V = Vmaxsin ωt ω =2πf
time
voltageVmax
ไฟฟากระแสสลบทใชในบานพกอาศย
ของประเทศไทยมความถ f เทากบ
50 Hz = 50 คลน/sec.
ω = ความถเชงมม
T = คาบเวลา = 1/f = 2π/ω
50
วงจรไฟฟาทม R อยางเดยว
แรงดนไฟฟาครอมตวตานทานไฟฟาจะมคา
เปลยนแปลงเหมอนกบกระแสไฟฟา
I = V/R = Imax sin wt การเปลยนแปลงของแรงดนไฟฟา มเครอง
หมายเหมอนกบการเปลยนแปลงของกระแส
ไฟฟา
แรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟา
มเฟสตรงกน (in phase). และ
แอมปลจดอยทเวลาเดยวกน.
51
คา rms เนองจากในวงจรไฟฟากระแสสลบคาเฉลยแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาจะ
มคาเปนศนย. ดงนนการแสดงคาแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาจะแสดง
ในรปของคา root mean square หรอ คา rms .นนเอง คา rms ของกระแสไฟฟาและแรงดนไฟฟาสาหรบไฟฟากระแสสลบ
สามารถนามาเปรยบเทยบกบปรมาณสมมล (equivalent quantities) ใน
วงจรไฟฟากระแสตรง. Vrms = IrmsR Pav = Irms
2R = Vrms2/R
II
VV
rms rms= =max max,2 2
52
RMS ของแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟา
Vrms = Square root of the mean (average) of V-squared.
2/ ,/21
)(sin
)sin()/(/)()()sin()(
22max
22max
22
max
max
Maxrmsrms VVRVR
VP
tR
VP
RIR
VPPower
tRVRtVtItVtV
===
=
===
===
ω
ωω
คากาลงไฟฟาเฉลยของวงจรไฟฟากระแสสลบทม R อยางเดยว
ซงมคาคงตว (ไมขนอยกบกราฟระหวาง V กบ t) RIRVP rmsrms22 / ==
53
• ประเทศไทย: 220 V, 50 Hz AC
• Vrms = 220 V, Vmax = ( 2) 220 V = 311 V
• Circuit Breakers ตวท Irms = 15 A
Imax = ( 2 ) 15 A =21.2 Amp
• กาลงไฟฟาสงสดจะมคาเปน:
• P = Irms Vrms < (15A) (220 V) = 3300 W
ไฟฟาในบานพกอาศย
54
คาถาม
ตวตานทานไฟฟาขนาด 33 kΩ ตอกบแหลงกาเนดไฟฟาทม
คาแรงดนไฟฟาสงสดเทากบ 101 V. ใหหา
(ก) กาลงไฟฟาเฉลย และ (ข) กาลงไฟฟาสงสดของวงจรไฟฟาน.
WVRVP
WVRVP
VVVV
Max
rms
rms
06.3)3330/()101(/
53.1)3330/()4.71(/
4.71414.1/1012/
22max
22
max
=Ω==
=Ω==
===
55
56
ไดโอด (Diodes)
• นาไฟฟาเพยงทางเดยว
• มขวไฟฟาสองขว
– แอโนด (anode) และ แคโถด (cathode)
• ทาจากซลกอน
57
สญลกษณของไดโอด
p-type n-type
58
การเจอสาร (Doping) คอการเตมสารเจอ (impurities)
• สารชนดเอน (n-type)
– ไดแก ซลกอนทถกเจอดวยฟอสฟอรส (Phosphorous)
– พาหะไฟฟามประจไฟฟาลบ
• อเลกตรอน
• สารชนดพ (p-type)
– ไดแก ซลกอนทถกเจอดวยอะลมนม (Aluminum)
– พาหะไฟฟามประจไฟฟาบวก
• โฮล (hole)
59
Flapper Valve Analogy
60
คณสมบตของไดโอด
• การไบแอสไปขางหนา (Forward-Bias Condition) – นาไฟฟาไดด
• การไบแอสยอนกลบ (Reverse-Bias Condition) – ความตานทานไฟฟามคาสงมาก
• กราฟ I กบ v ของไดโอด – ไดโอดอดมคตและไดโอดจรง – จดโคง (Knee) และ แรงดนไฟฟาของความเสยหาย
(Breakdown Voltage)
– แบงออกเปน 3 บรเวณ
61
วงจรไฟฟาของไดโอด
• ตวทากระแสตรง (rectifier) : อปกรณเปลยนรปไฟฟากระแสสลบเปนไฟฟากระแสตรง
• ตวทากระแสตรงแบบครงคลน (Half-Wave Rectifier)
• ตวทากระแสตรงแบบเตมคลน (Full-Wave Rectifier)
• ตวทากระแสตรงแบบบรดจ (Bridge Rectifier)
62
63
64
65
วงจรไฟฟารวม
Integrated Circuits (IC)
• เปนอปกรณทรวมเกทจานวนหนงตวหรอมากกวาบรรจลงในชพ
(chip) เพยงแผนเดยว.
– แบบแผนกลม (Wafer), คลายลกเตา (die)
Copyright © 2001 Fine Arts Photographics