Upload
others
View
9
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
DC
Electrical
Circuit
เอกสารประกอบการเรยนการสอนวชาวงจรไฟฟากระแสตรง (2104-2002)หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556
หนวยท 3 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
(Series Circuit)
นายสรยนต รกพวก
แผนกวชาชางไฟฟากาลง วทยาลยเทคนคฉะเชงเทรา
สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษากระทรวงศกษาธการ
เอกสารประกอบการเรยนการสอน วชาวงจรไฟฟากระแสตรง
รหสวชา 2104-2002
หนวยท 3 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ประเภทวชาชางอตสาหกรรม
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
โดย
สรยนต รกพวก
แผนกวชาชางไฟฟากาลง วทยาลยเทคนคฉะเชงเทรา สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา
กระทรวงศกษาธการ
ก
คานา
การจดการเรยนการสอนวชาวงจรไฟฟากระแสตรง เพอใหนกเรยนมความรความเขาใจเกยวกบเนอหาตางๆ ตามหลกสตรประกาศนยบตรวชาชพพทธศกราช 2556 ของคณะกรรมการการอาชวศกษามงเนนการพฒนานอกเหนอความรจากเนอหาแลวยงตองการพฒนา ทกษะการปฏบตงาน ดงนนจงไดเรยบเรยงเอกสารประกอบการเรยนการสอนขนมาเพอเตรยมความพรอมในการจดกจกรรมการเรยนการสอนทเปนสาระสาคญเหมาะสมทงดานปรมาณและคณภาพรวมกบสอการสอนททนสมยเพอใชในการเรยนการสอนและพฒนาความสามารถของผเรยนโดยมการวเคราะหคาอธบายรายวชาแบงเนอหาออกเปน 15 หนวยการเรยนร โดยแตละหนวยมการจดทา ใบเนอหา แบบฝกหด แบบทดสอบพรอมใบงานภาคปฏบต ทาการวดผลและประเมนผลการเรยนใหเปนไปตามจดประสงคของการเรยนการสอน หนวยการเรยนรของเอกสารประกอบการเรยนการสอนฉบบนประกอบดวย
หนวยท 1 ความรพนฐานเกยวกบวงจรไฟฟา หนวยท 2 กฎของโอหม กาลงงานและพลงงาน
หนวยท 3 วงจรไฟฟาแบบอนกรม หนวยท 4 วงจรไฟฟาแบบขนาน หนวยท 5 วงจรไฟฟาแบบผสม
หนวยท 6 วงจรแบงแรงดนไฟฟา หนวยท 7 วงจรแบงกระแสไฟฟา
หนวยท 8 การแปลงการตอตวตานทานแบบวาย-เดลตา หนวยท 9 วงจรบรดจ หนวยท 10 วธกระแสเมช หนวยท 11 วธแรงดนโนด หนวยท 12 ทฤษฎการวางซอน หนวยท 13 ทฤษฎเทเวนน หนวยท 14 ทฤษฎนอรตน หนวยท 15 ทฤษฎการถายโอนกาลงไฟฟาสงสด
สาหรบความสาเรจในการจดเรยบเรยงเอกสารประกอบการเรยนการสอนวชาวงจรไฟฟากระแสตรงนนสวนหนงไดรบคาแนะนามาจากผเชยวชาญหลายทาน หากผทไดใชเอกสารฉบบนพบขอบกพรองผดพลาดหรอมขอเสนอแนะ ผจดทายนดนอมรบและจะนาไปปรบปรงแกไขใหสมบรณตอไป จงขอขอบคณมา ณ โอกาสน
สรยนต รกพวก
ข
สารบญ
หนา คานา ก สารบญ ข สารบญรปภาพ ค สารบญตาราง ง หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 จ คาชแจงการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอนหนวยท 3 วงจรอนกรม ฉ แบบทดสอบกอนเรยน 1 ใบเนอหา 5 3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 6 3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 6 3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม 9 สรป 18 ใบแบบฝกหด 19 ใบประเมนผลแบบฝกหด 21 ใบงานท 3 วงจรอนกรม 22 ใบประเมนผลใบงานท 3 36 เกณฑการประเมนผลใบงานท 3 37 แบบทดสอบหลงเรยน 39 ใบประเมนผลคณธรรม จรยธรรม 43 เอกสารอางอง 44 ภาคผนวก 45
เฉลยแบบฝกหด 46 เฉลยใบงานท 3 55 เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน – หลงเรยน 58
ใบสรปการประเมนผล 59 สอ Power Point 60
ค
สารบญรปภาพ
รปท หนา 3.1 วงจรไฟฟาแบบอนกรม 6 3.2 แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานวงจรอนกรม 7 3.3 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรมแสดงโดยสญลกษณ 7 3.4 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรม 8 3.5 การตอตวตานทานแบบอนกรม 8 3.6 วงจรไฟฟาแบบอนกรม 9 3.7 การตอตวตานทานแบบอนกรมตามตวอยางท 3.1 10 3.8 การตอตวตานทานแบบอนกรมตามตวอยางท 3.2 11 3.9 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.3 11 3.10 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.4 12 3.11 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.5 16 3.12 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 1 19 3.13 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 2 20 3.14 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 3 20 3.15 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 4 20
ง
สารบญตาราง
ตารางท หนา 3.1 แสดงการพจารณาอตรากาลงตาสด 15
จ
หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556
รหส 2104-2002 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง ระดบชน ปวช. สาขาวชาชางไฟฟากาลง ทฤษฎ 1 ชวโมง ปฏบต 3 ชวโมง 2 หนวยกต เวลาเรยนรวม 72 ชวโมง จดประสงครายวชา
1. เพอให ร เขาใจกฎและทฤษฎวงจรไฟฟากระแสตรงพนฐาน 2. เพอใหมทกษะตอ การวดประลอง และคานวณหาคาตางๆ ในวงจรไฟฟากระแสตรง 3. เพอใหมเจตคตทดตออาชพ มกจนสยในการคนควาเพมเตม และการทางานดวยความ
รอบคอบและปลอดภย มาตรฐานรายวชา
1. แสดงความรเกยวกบการหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟากระแสตรง 2. ปฏบตการตอวงจร วด และทดสอบคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟากระแสตรง
คาอธบายรายวชา ศกษาและปฏบตเกยวกบกฎของโอหม กฎของเคอรชอฟฟ กาลงไฟฟา เซลลไฟฟา วงจร
ความตานทานแบบอนกรม วงจรแบงแรงดนไฟฟา วงจรความตานทานแบบขนาน วงจรแบงกระแสไฟฟา การแปลงวงจรความตานทานสตาร-เดลตา วงจรบรดจ ดเทอรมแนนต การวเคราะหวงจรเครอขาย โดยใชกฎของเคอรชอฟฟ เมชเคอเรนต โนดโวลเตจ ทฤษฎการวางซอน เทเวนน นอรตน และการสงถายกาลงไฟฟาสงสด
ฉ
คาชแจงการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน
การใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน วชาวงจรไฟฟากระแสตรง รหสวชา 2104-2002 หนวยท 3 เรองวงจรอนกรม ใชเวลาในการทากจกรรมการเรยนการสอน 240 นาท (4 ชวโมง) เพอใหกจกรรมการเรยนการสอน เกดประสทธผลของการเรยนร ครควรปฏบตตามขอแนะนาตางๆ ในการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน ดงตอไปน
1. ศกษาเอกสารประกอบการเรยนการสอนและสอการสอนเพอเตรยมการสอน 2. ชแจงการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 3 เรองวงจรไฟฟาแบบอนกรม
เกณฑการประเมนผลในการรวมกจกรรมการเรยนการสอนและระเบยบตางๆ ใชเวลา 5 นาท 3. ใหผเรยนทาแบบทดสอบกอนเรยน ใชเวลาในการทาแบบทดสอบ 20 นาท 4. สอนทฤษฎตามจดประสงคการเรยนการสอนประจาหนวยท 3 ดวยสอ Power Point
ในเอกสารประกอบการเรยนการสอน ใชเวลาในการสอนทฤษฎ 60 นาท 5. สรปสาระการเรยนรประจาหนวยท 3 เรองวงจรอนกรม ความหมายของวงจรไฟฟา
แบบอนกรม ลกษณะสมบตของวงจร การคานวณหาคาความตานทาน การคานวณหาคากระแสไฟฟา การคานวณหาคาแรงดนไฟฟา และการคานวณหากาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ใชเวลา 5 นาท 6. ใหผเรยนทาแบบฝกหด ใชเวลา 40 นาท 7. สอนภาคปฏบตตามจดประสงคการเรยนการสอนประจาหนวยท 3 ใหผเรยนทาการทดลองใบงานท 3 ใชเวลา 55 นาท
8. ใหผเรยนทาแบบทดสอบหลงเรยน ใชเวลาในการทาแบบทดสอบ 20 นาท 9. เฉลย แบบฝกหด ใบงานท 3 และแบบทดสอบกอนเรยน หลงเรยน ใชเวลา 20 นาท 10. เกบรวบรวม แบบฝกหด แบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน บนทกคะแนนลงในแบบ
วดผลประเมนผลหนวยท 3 โดยใชเวลา 5 นาท 11. สรปผลการประเมนผล พรอมชแนะเพอปรบปรงแกไข และใหผเรยนเตรยมความพรอม
ในการเรยนหนวยท 4 เรองวงจรไฟฟาแบบขนาน ใหผเรยนเกบเครองมอ อปกรณทใชในการทดลองใบงาน ทาความสะอาดหองเรยน สารวจเครองแตงกาย กอนออกจากหองเรยนโดยใชเวลา 10 นาท
ในการจดกจกรรมการเรยนการสอนทเปนภาคทฤษฎและปฏบต บทบาทสาคญของครตองคอยสงเกตพฤตกรรมของผเรยน เพอแกไขปญหาตางๆ ทเกดขนระหวางดาเนนกจกรรมการเรยนการสอน เพอใหผเรยนเกดการเรยนรและมทกษะ เกดการเชอมโยงความรจากทฤษฎสภาคปฏบตความสมพนธของเนอหาทงหมดทเรยน สามารถขยายความรในการนาไปประยกตใชงานจรงได
แบบทดสอบกอนเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
1
คาชแจง 1. จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว 2. แบบทดสอบมจานวน 10 ขอ ใชเวลาทาแบบทดสอบ 20 นาท ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1. ขอใดคอลกษณะของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ก. โหลดตงแตสองตวขนไป ตอเรยงกนไป ข. แรงดนไฟฟาจากแหลงจายไฟฟาปอนใหกบโหลดทตอเรยงกน ค. โหลดตงแต 2 ตวขนไป ตอรวมกนระหวางจดสองจด ง. ถกทงขอ ก และ ข 2. ขอใดคอลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ก. ตวตานทานทมคามาก แรงดนไฟฟาทตกครอมจะมคานอย ข. เมอตอตวตานทานอนกรมเพมขน ความตานทานรวมจะลดลง ค. กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวมคาเทากน ง. แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวมคาเทากน จากวงจรไฟฟาในรปท 1 ใชตอบคาถามขอท 3-6
E = 20 V+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1 = 5 Ω R2 = 7 Ω R3 = 8 Ω
รปท 1 สาหรบตอบคาถามขอท 3-6
3. ความตานทานรวมในวงจรมคาเทาไร ก. 40 Ω ข. 20 Ω ค. 12 Ω ง. 5 Ω
แบบทดสอบกอนเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
2
4. กระแสไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 4 A ข. 2 A ค. 3 A ง. 1 A 5. แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน R4 มคาเทาไร ก. 10 V ข. 8 V ค. 7 V ง. 5 V 6. กาลงไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 60 W ข. 40 W ค. 20 W ง. 15 W จากวงจรไฟฟาในรปท 2 ใชตอบคาถามขอท 7-10
E = ?
+
-V1 = 3 V
IT
+ + +- - -
R1 R2 R3 = 4 Ω
V2 = 9 V V3 = 9 V
รปท 2 สาหรบตอบคาถามขอท 7-10 7. กระแสไฟฟาทไหลผาน R3 มคาเทาไร ก. 2.25 A ข. 1.55 A ค. 1 A ง. 0.55 A
แบบทดสอบกอนเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
3
8. แรงดนไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 21 V ข. 18 V ค. 9 V ง. 3 V 9. ตวตานทาน R2 มคาความตานทานเทาไร ก. 18 Ω ข. 9 Ω ค. 4 Ω ง. 3 Ω 10. กาลงไฟฟาท R1 มคาเทาไร ก. 27 W ข. 13.5 W ค. 9 W ง. 6.75 W
แบบทดสอบกอนเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
4
กระดาษคาตอบแบบทดกอนหลงเรยน
คาสง จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว ลงในชองของ กระดาษคาตอบ
ชอ – สกล ......................................................... เลขท ........ ชน ..........................
สรปผล เตม 10
คะแนนเกบ 10 คะแนนได เกณฑการประเมน ทาแบบทดสอบได 9 – 10 คะแนน ระดบคณภาพ ดมาก ทาแบบทดสอบได 7 – 8 คะแนน ระดบคณภาพ ด ทาแบบทดสอบได 5 – 6 คะแนน ระดบคณภาพ พอใช ทาแบบทดสอบได 0 – 4 คะแนน ระดบคณภาพ ปรบปรง
ขอ ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
5
สาระสาคญ
ในหนวยนจะศกษาเรองวงจรอนกรม เกยวกบการตอตวตานทานแบบอนกรม คณสมบตของแรงดนไฟฟา ความตานทานไฟฟา รวมทงกฎ สตรพนฐานทนามาใชแกปญหาวงจรอนกรม เชน กฎของโอหม กฎกระแสไฟฟาของเคอรชอฟฟ และกาลงไฟฟาในวงจรอนกรมเปนตน
จดประสงคการเรยนการสอน จดประสงคทวไป
เพอใหมความรและเขาใจการตอวงจรไฟฟาแบบอนกรมการคานวณหาคากระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา ความตานทาน และกาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
จดประสงคเชงพฤตกรรม
1. บอกความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 2. บอกลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 3. คานวณหาคาความตานทานในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 4. คานวณหาคากระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 5. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 6. คานวณหากาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได
คณธรรม จรยธรรม 1. คณลกษณะอนพงประสงค
1.1 ความรบผดชอบ 1.2 ความมวนย 1.3 การตรงตอเวลา 1.4 ความมมนษยสมพนธ 1.5 ความรและทกษะวชาชพ
1.6 ความสนใจใฝหาความร 2. การบรณาการปรชญาของเศรษฐกจพอเพยง 2.1 ศกษาขอมลอยางเปนระบบ 2.2 ทาตามลาดบขน 2.3 ประหยด เรยบงาย ไดประโยชนสงสด 2.4 การมสวนรวม
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
6
สาระการเรยนร
3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
เนอหาสาระ
จากทไดศกษาเกยวกบลกษณะความรพนฐานและกฎตางๆ ทเกยวของกบวงจรไฟฟามาแลวนน ในหนวยนจะกลาวถงลกษณะสมบตและการคานวณหาคาตางๆ ของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ซงเปนความรพนฐานทจาเปนในการแกปญหาวงจรไฟฟาทมความยงยากและซบซอนเชนกน
3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม การตอตวตานทานแบบอนกรม หมายถง การนาเอาตวตานทานตงแต 2 ตวขนไปมาตอเรยงลาดบ
กนไปในเสนวงจรเดยวกน โดยปลายดานหนงของตวตานทานตวแรกตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสอง และปลายอกดานหนงของตวตานทานตวทสองตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสามและตอถดกนไปเรอย ๆ ซงคาความตานทานรวมไดจากผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT
+ + + +- - - -
I1 I2 I3 In
รปท 3.1 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 3.2.1 แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เปนไปตามกฎของโอหมทกลาวไว กระแสไฟฟาจะแปรผนตรงกบแรงดนไฟฟาและแปรผกผนกบคาความตานทาน นนคอ ถาใหคาความตานทานคงท แรงดนตกครอมตวตานทานเพมขน กระแสทไหลผานตวตานทานจะเพมขนดวย เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมดงรปท 3.2 ดงนนแรงดนไฟฟาในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย”
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
7
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT
+ + + +- - - -
รปท 3.2 แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานวงจรอนกรม
จากรปท 3.2 หาแรงดนไฟฟา ดงน
nVVVVE K+++= 321
เมอ E แทน แรงดนไฟฟาแหลงจาย V1 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R1
V2 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R2
V3 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R3
Vn แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R ตวสดทาย
3.2.2 กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน เชน ถาแหลงจายแรงดนไฟฟา (E) จายกระแสไฟฟา 2 มลลแอมแปรใหกบวงจร โดยกระแสไฟฟาไหลออกจากขวบวกของแหลงจายแรงดนไฟฟา จะเหนไดวาเมอทาการวดคากระแสไฟฟาทจดใดกตามจะมคาเทากบ 2 มลลแอมแปรทกจดในวงจร ดงรปท 3.3
E
R1
R2
R3
+
-
I1= 2 mA
I2= 2 mA
I3= 2 mA
A+ -
A
+
-
A +-
รปท 3.3 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรมแสดงโดยสญลกษณ
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
8
E+
-
I1 I2 I3 InIT
รปท 3.4 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรม
จากรปท 3.4 หากระแสไฟฟา ดงน
nT IIIII K==== 321
เมอ IT แทน กระแสไฟฟารวม I1 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R1
I2 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R2
I3 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R3
In แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R ตวสดทาย
3.2.3 คาความตานทานรวม (RT) ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมทไดจะมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ
R1 R2 R3 Rn
RT
รปท 3.5 การตอตวตานทานแบบอนกรม
จากรปท 3.5 หาความตานทานรวมได ดงน nT RRRRR K+++= 321
เมอ TR = ความตานทานรวม 321 ,, RRR = ความตานทานของตวตานทานแตละตว
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
9
3.2.4 กาลงไฟฟาทเกดขนทตวตานทานในแตละตวในวงจร เมอนามารวมกนกจะมคาเทากบกาลงไฟฟาทงหมดของวงจร nT PPPPP K+++= 321
เมอ P1 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R1
P2 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R2
P3 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R3
Pn แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R ตวสดทาย
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
รปท 3.6 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จากรปท 3.6 คานวณหาคาตางๆ ไดดงน หาคาแรงดนไฟฟาในวงจร จากลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรมทแรงดนไฟฟาท
ตกครอมตวตานทานแตละตวมคาแตกตางกนและสามารถนากฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย” และนากฎของโอหมมาใชหาคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว
321 VVVE ++= (3-1)
1111 RIRIV T == (3-2)
2222 RIRIV T == (3-3)
3333 RIRIV T == (3-4)
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
10
(3-5)
(3-6)
หาคากระแสไฟฟาในวงจร ไดจาก
3
3
2
2
1
1
321
R
V
R
V
R
V
R
E
IIII
T
T
===
===
หาคาความตานทานรวม ไดจาก
321 RRRRT ++= (3-7)
หาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม ไดจาก
1
21
12
1111R
VRIVIP === (3-8)
2
22
22
2222R
VRIVIP === (3-9)
3
23
32
3333R
VRIVIP === (3-10)
321 PPPPT ++= (3-11)
หรอ EIP TT = (3-12)
ตวอยางท 3.1 จากรปท 3.7 จงคานวณหาคาความตานทานรวม (RT)
R1= 3 Ω R2= 5 Ω R3= 8 Ω R4= 10 Ω
RT
รปท 3.7 การตอตวตานทานแบบอนกรมตามตวอยางท 3.1
Ω
ΩΩΩΩ
=
+++=
+++=
26
108534321 RRRRRT
∴ ความตานทาน RT = 26 โอหม
วธทา
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
11
ตวอยางท 3.2 จากรปท 3.8 จงคานวณหาคา R4 เมอคาความตานทานรวมของวงจรเทากบ 100 Ω
R1= 20 Ω R2= 30 Ω R3= 15 Ω R4 = ?
รปท 3.8 การตอตวตานทานแบบอนกรมตามตวอยางท 3.2 วธทา
Ω
ΩΩΩΩ
=
−−−=
−−−=
+++=
35
1530201003214
4321
RRRRR
RRRRR
T
T
∴ ความตานทาน R4 = 35 โอหม
ตวอยางท 3.3 จากรปท 3.9 จงคานวณหาคาความตานทานระหวางจด A-C และ ระหวางจด B-D
RAC
R2= 5 Ω R1= 2 Ω
R7= 7 Ω R6= 4 Ω
R4= 9 Ω R3= 8 Ω
R8= 6 Ω
R5= 3 Ω
R9= 9 Ω
A B
C D
RBD
รปท 3.9 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.3 วธทา
Ω
ΩΩΩΩΩ
=
++++=
++++=
21
7435276521 RRRRRRAC
จาก
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
12
Ω
ΩΩΩΩΩ
=
++++=
++++=
35
9639898543 RRRRRRBD
∴ คาความตานทานระหวางจด A-C (RAC) = 21 โอหม คาความตานทานระหวางจด B-D (RBD) = 35 โอหม ตวอยางท 3.4 จากรปท 3.10 จงคานวณหาคา
ก. ความตานทานรวม (RT) ข. กระแสไฟฟารวม (IT) ค. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว (V1 , V2 , V3) ง. กาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม (P1 , P2 , P3 , PT ) จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทานแตละตวเพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร
E= 20 V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1= 10 Ω½ W
R2= 35 Ω½ W
R3= 55 Ω½ W
รปท 3.10 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.4 วธทา
ก. ความตานทานรวม (RT)
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
100
553510321 RRRRT
∴ ความตานทานรวม = 100 โอหม
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
13
ข. กระแสไฟฟารวม (IT)
TT
R
EI =
A2.0
100
V20
=
=Ω
∴ กระแสไฟฟารวม = 0.2 แอมแปร
ค. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว (V1 , V2 , V3)
V2
10A2.011
=
×=
=
Ω
RIV T
∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R1 = 2 โวลต
V7
35A2.022
=
×=
=
Ω
RIV T
∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R2 = 7 โวลต
V11
55A2.033
=
×=
=
Ω
RIV T
∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R3 = 11 โวลต
ง. กาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม (P1 , P2 , P3 , PT) กาลงไฟฟาท R1
W4.0
V2A2.011
=
×=
= VIP T
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R1 = 0.4 วตต
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
14
กาลงไฟฟาท R2
W4.1
V7A2.022
=
×=
= VIP T
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R2 = 1.4 วตต กาลงไฟฟาท R3 33 VIP T=
W2.2
V11A2.0
=
×=
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R3 = 2.2 วตต
หรอ กาลงไฟฟาท R1
( )
W4.0
10A2.0 2
12
1
=
×=
=
Ω
RIP T
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R1 = 0.4 วตต กาลงไฟฟาท R2
( )
W4.1
35A2.0 2
22
2
=
×=
=
Ω
RIP T
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R2 = 1.4 วตต กาลงไฟฟาท R3
( )
W2.2
55A2.0 2
32
3
=
×=
=
Ω
RIP T
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R3 = 2.2 วตต หากาลงไฟฟารวม 321 PPPPT ++=
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
15
W4
W2.2W1.4W0.4
=
++=
W4
V20A0.2
=
×=
= EIP TT
( )
W4
100A2.0 2
2
=
×=
=
Ω
TTT RIP
∴ กาลงไฟฟารวม = 4 วตต
จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทานแตละตวเพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร ตารางท 3.1 แสดงการพจารณาอตรากาลงตาสด
โหลด อตรากาลงทกาหนด
อตรากาลงท คานวณได
อตรากาลง ควรเลอกใช อตรากาลงตาสด
R1 0.5 W 0.4 W เพยงพอ 0.5 W R2 0.5 W 1.4 W ไมเพยงพอ 2 W R3 0.5 W 2.2 W ไมเพยงพอ 3 W
R2 และ R3 ถาใชตวตานทานขนาด 0.5 W จะมอตราทนกาลงไดไมเพยงพอกบกาลงไฟฟาทเกดขน
เมอนาไปประกอบวงจรทาให R2 และ R3 เกดความเสยหายหรอไหมได ตวอยางท 3.5 จากรปท 3.11 จงคานวณหาคา
ก. ความตานทานรวม (RT) ข. กระแสไฟฟารวม (IT)
หรอ
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
16
ค. แรงดนไฟฟาของแหลงจาย (E) ง. กาลงไฟฟารวม (PT )
E=? +
-V1= 10 V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1= 2 kΩ R2= 3 kΩ R3= 600 Ω
รปท 3.11 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.5
วธทา ก. ความตานทานรวม (RT)
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
k6.5
k6.0k3k2321 RRRRT
∴ ความตานทานรวม = 5.6 กโลโอหม
ข. กระแสไฟฟารวม (IT) จาก สมการท (3-5) และ (3-6)
3
3
2
2
1
1
321
R
V
R
V
R
V
R
E
IIII
T
T
===
===
1
1
R
VIT =
mA5
k2
V10
=
=Ω
∴ กระแสไฟฟารวม = 5 มลลแอมแปร ค. แรงดนไฟฟาของแหลงจาย (E)
V101 =V โจทยกาหนดใหมา
จะได
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
17
V15
k3mA522
=
×=
=
Ω
RIV T
V3
mV000,3
600mA533
=
=
×=
=
Ω
RIV T
V28
V3V15V10321
=
++=
++= VVVE
V28
k5.6mA5
=
×=
=
Ω
TT RIE
∴ แรงดนไฟฟาของแหลงจาย (E) = 28 โวลต
ง. กาลงไฟฟารวม (PT )
Wm50
V10mA511
=
×=
= VIP T
Wm75
V15mA522
=
×=
= VIP T
Wm15
V3mA533
=
×=
= VIP T
หรอ
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
18
Wm140
V28mA5
Wm140
Wm15Wm75Wm50321
=
×=
=
=
++=
++=
EIP
PPPP
TT
T
∴ กาลงไฟฟารวม (PT ) = 140 มลลวตต
สรป คาความตานทานรวม ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ
nT RRRRR K+++= 321
แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมแรงดนในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของ เคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย” จะหาแรงดนไฟฟา
nVVVVE K+++= 321
กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน nT IIIII K==== 321
กาลงไฟฟาทเกดทโหลดแตละสาขาของวงจร เมอนามารวมกนมคาเทากบกาลงไฟฟารวม
nT PPPPP K+++= 321
หรอ
ใบแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
19
คาสง จงตอบคาถามและแสดงวธทาใหสมบรณถกตอง (40 นาท) ตอนท 1 จงตอบคาถามตอไปนใหถกตองและสมบรณ 1. วงจรไฟฟาแบบอนกรม คอ (5 คะแนน)........................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 2. ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม มดงน (5 คะแนน) 2.1.................................................................................................................................................... 2.2.................................................................................................................................................... 2.3.................................................................................................................................................... 2.4....................................................................................................................................................
ตอนท 2 จงแสดงวธทา 1. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.12 จงคานวณหาคา (10 คะแนน)
ก. ความตานทานรวม (RT) ข. กระแสไฟฟา IT , I1 , I2 , I3 และ I3 ค. แรงดนไฟฟา V1 , V2 ,V3 และ V4
ง. กาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตว และกาลงไฟฟารวม (P1 , P2 , P3 , P4 , PT) จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทาน R1 เพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร
E= 20 V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1= 2 Ω½ W R2= 4 Ω R3= 5 Ω
V4
+ -
R4= 8 Ω
รปท 3.12 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 1
2. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.13 จงคานวณหาคา (10 คะแนน) ก. แรงดนไฟฟา V1 , V2 และ V3 ข. ความตานทาน R3 ค. ความตานทานรวม (RT)
ใบแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
20
E= 100 V+
-
V1 V2 V3
IT= 4 A
+ + +- - -
R1= 12 Ω R2= 8 Ω R3= ?
รปท 3.13 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 2
3. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.14 จงคานวณหาคา (10 คะแนน) ก. ความตานทาน R1 , R2 และ R3
ข. ความตานทานรวม (RT) ค. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E)
E=? +
-V1= 4 V V2= 10 V V3= 8 V
IT= 4 A
+ + +- - -
R1 R2 R3
รปท 3.14 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 3
4. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.15 จงคานวณหาคา (10 คะแนน) ก. ความตานทาน R1 และ R3 ข. ความตานทานรวม (RT) ค. แรงดนไฟฟา V1 และ V1 ง. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E) จ. กาลงไฟฟารวม (PT)
E=? +
-V1 V2 V3= 8 V
IT= 2 A
+ + +- - -
P1= 40 WR1 R2= 4 Ω R3
รปท 3.15 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 4
ใบประเมนผลแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
21
ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………
รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได หมายเหต
ตอนท 1
แบบฝกหดขอท 1. 5 แบบฝกหดขอท 2. 5
ตอนท 2
แบบฝกหดขอท 1. 10
แบบฝกหดขอท 2. 10
แบบฝกหดขอท 3. 10
แบบฝกหดขอท 4. 10
รวมคะแนน 50
คะแนนจรง 10
ลงชอ………………………………………..…ผประเมน
(..…………................................) ………/…………/……….
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
22
คาสง จงตอวงจร วดคาความตานทานไฟฟา คาแรงดนไฟฟา และกระแสไฟฟาในวงจรอนกรมโดย
ใชมลตมเตอร จดประสงคการเรยนการสอน 1. จดประสงคทวไป เพอใหมทกษะและเจตคตทดตอการตอวงจร วด และทดสอบคาในวงจรอนกรม
2. จดประสงคเชงพฤตกรรม เมอผเรยนปฏบต เรองวงจรไฟฟาแบบอนกรมจบแลว ผเรยนสามารถ
2.1 ตอวงจรไฟฟาแบบอนกรมไดถกตอง 2.2 วดหาคากระแสไฟฟาและแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมไดถกตอง
2.3 คานวณหาคากระแสไฟฟา แรงดนไฟฟาและความตานทานรวมในวงจรไฟฟาแบบอนกรมไดถกตอง
2.4 ทางานรวมกนเปนกลมอยางมกจนสยในการปฏบตงานทดได
3. เจตคต คณธรรม คานยมอนพงประสงค 3.1 ความรบผดชอบ 3.2 ความมวนย 3.3 การตรงตอเวลา 3.4 ความมมนษยสมพนธ 3.5 ความรทกษะและวชาชพ 3.6 ความสนใจใฝหาความร 3.7 ศกษาขอมลอยางเปนระบบ 3.8 ทาตามลาดบขน 3.9 ประหยด เรยบงาย ไดประโยชนสงสด 3.10 การมสวนรวม
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
23
เนอหาสาระ จากทไดศกษาเกยวกบลกษณะความรพนฐานและกฎตางทเกยวของกบวงจรไฟฟามาแลวนน ในหนวยนจะกลาวถงลกษณะสมบตและการคานวณหาคาตาง ๆ ของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ซงเปนความรพนฐานทจาเปนในการแกปญหาวงจรไฟฟาทมความยงยากและซบซอนเชนกน
1. ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม การตอตวตานทานแบบอนกรม หมายถง การนาเอาตวตานทานตงแต 2 ตวขนไปมาตอเรยงลาดบ
กนไปในเสนวงจรเดยวกน โดยปลายดานหนงของตวตานทานตวแรกตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสอง และปลายอกดานหนงของตวตานทานตวทสองตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสามและตอถดกนไปเรอย ๆ ซงคาความตานทานรวมไดจากผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT
+ + + +- - - -
I1 I2 I3 In
รปท 3.1 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
2. ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 2.1 แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เปนไปตามกฎของโอหมทกลาวไว กระแสไฟฟาจะแปรผนตรงกบแรงดนไฟฟาและแปรผกผนกบคาความตานทาน นนคอ ถาใหคาความตานทานคงท แรงดนตกครอมตวตานทานเพมขน กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานจะเพมขนดวย เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมดงรปท 3.2 ดงนนแรงดนในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย”
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT
+ + + +- - - -
รปท 3.2 แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานวงจรอนกรม
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
24
จากรปท 3.2 หาแรงดนไฟฟา ดงน
nVVVVE K+++= 321
เมอ E แทน แรงดนไฟฟาแหลงจาย V1 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R1
V2 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R2
V3 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R3
Vn แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R ตวสดทาย
2.2 กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน เชน ถาแหลงจายแรงดนไฟฟา (E) จายกระแสไฟฟา 2 มลลแอมแปรใหกบวงจร โดยกระแสไฟฟาไหลออกจากขวบวกของแหลงแรงดนไฟฟา จะเหนไดวาเมอทาการวดคากระแสไฟฟาทจดใดกตามจะมคาเทากบ 2 มลลแอมแปรทกจดในวงจร ดงรปท 3.3
E
R1
R2
R3
+
-
I1= 2 mA
I2= 2 mA
I3= 2 mA
A+ -
A
+
-
A +-
รปท 3.3 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรมแสดงโดยสญลกษณ
E+
-
I1 I2 I3 InIT
รปท 3.4 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรม
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
25
จากรปท 3.4 หากระแสไฟฟา ดงน
nT IIIII K==== 321
เมอ IT แทน กระแสไฟฟารวม I1 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R1
I2 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R2
I3 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R3
In แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R ตวสดทาย
2.3 คาความตานทานรวม (RT) ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมทไดจะมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ
R1 R2 R3 Rn
RT รปท 3.5 การตอตวตานทานแบบอนกรม
จากรปท 3.5 หาความตานทานรวมได ดงน nT RRRRR K+++= 321
เมอ TR = ความตานทานรวม 321 ,, RRR = ความตานทานของตวตานทานแตละตว 2.4 กาลงไฟฟาทเกดขนทตวตานทานในแตละตวในวงจร เมอนามารวมกนกจะมคาเทากบกาลงไฟฟาทงหมดของวงจร nT PPPPP K+++= 321
เมอ P1 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R1
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
26
(3-5)
(3-6)
P2 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R2
P3 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R3
Pn แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R ตวสดทาย
3. การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
รปท 3.6 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จากรปท 3.6 คานวณหาคาตาง ๆ ไดดงน หาคาแรงดนไฟฟาในวงจร จากลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรมทแรงดนไฟฟาท
ตกครอมตวตานทานแตละตวมคาแตกตางกนและสามารถนากฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย” และนากฎของโอหมมาใชหาคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว
321 VVVE ++= (3-1)
1111 RIRIV T == (3-2)
2222 RIRIV T == (3-3)
3333 RIRIV T == (3-4)
หาคากระแสไฟฟาในวงจร ไดจาก
3
3
2
2
1
1
321
R
V
R
V
R
V
R
E
IIII
T
T
===
===
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
27
หาคาความตานทานรวม ไดจาก
321 RRRRT ++= (3-7)
หาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม ไดจาก
1
21
12
1111R
VRIVIP === (3-8)
2
22
22
2222R
VRIVIP === (3-9)
3
23
32
3333R
VRIVIP === (3-10)
321 PPPPT ++= (3-11)
หรอ EIP TT = (3-12)
เครองมอ วสดและอปกรณ 1. มลตมเตอรแบบดจตอล จานวน 1 เครอง 2. แหลงจายไฟฟากระแสตรงปรบคาได 0 – 30 V จานวน 1 เครอง 3. แผงประกอบวงจร จานวน 1 แผง
4. ตวตานทาน 100 Ω จานวน 1 ตว 5. ตวตานทาน 220 Ω จานวน 1 ตว
6. ตวตานทาน 1 kΩ จานวน 1 ตว 7. สายตอวงจร จานวน 10 เสน 8. สายปากคบ จานวน 10 เสน
ลาดบขนการทดลอง
1. ตอตวตานทานแบบอนกรมบนแผงทดลองตามรป 3.7 ใชมลตมเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโอหมมเตอร วดคาความตานทานของตวตานทานแตละตวตามรปท 3.8 บนทกคาลงในตารางท 3.1
รปท 3.7 ตอตวตานทานแบบอนกรม
R1= 100 Ω R2= 220 Ω R3= 1 kΩ
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
28
รปท 3.8 วดคาความตานทานแตละตวแสดงเปนรปเสมอน 2. ใชมลตมเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโอหมมเตอร วดคาความตานทานรวมของ
วงจร บนทกคาลงในตารางท 3.1
รปท 3.9 วดคาความตานทานรวมของวงจรแสดงเปนรปเสมอน
3. ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.10 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V ใชมลต-มเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโวลตมเตอร วดแรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 , V2 และ V3 บนทกคาลงในตารางท 3.1
………..Ω
………..Ω R1 R2 R3
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
29
+
-E= 12V
R2 = 220 Ω R1 = 100 Ω R3 = 1 kΩ
+ -V
V1
+ -V
V2
+ -V
V3
รปท 3.10 วดแรงดนตกครอมตวตานทานวงจรไฟฟาแบบอนกรมแสดงเปนสญลกษณ
รปท 3.11 วดแรงดนตกครอมตวตานทานวงจรไฟฟาแบบอนกรมแสดงเปนรปเสมอน 4. ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.12 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วด
กระแสไฟฟารวม IT และวดกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว คอ I1 , I2 และ I3 บนทกคาลงในตารางท 3.1
V1 V2 V3
………V
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
30
+
-E= 12V
R2 = 220 Ω R1 = 100 Ω R3 = 1 kΩ
IT
+ -
+
-
I1A A A
A
+ - + -
I2
I3
รปท 3.12 วดกระแสไฟฟาทไหลผานวงจรไฟฟาแบบอนกรมแสดงเปนสญลกษณ
รปท 3.13 ตวอยางวดกระแสไฟฟาแสดงเปนรปเสมอน
5. คานวณคาแรงดนไฟฟา กระแสไฟฟา และกาลงไฟฟา ตามกาหนดในตารางท 3.1 นาคาทได
บนทกคาลงในตารางท 3.1
IT I1 I2 I3
………A ………A ………A ………A
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
31
แสดงวธคานวณคาแรงดนไฟฟา ..............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................... แสดงวธคานวณคากระแสไฟฟา ..............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................ แสดงวธคานวณคากาลงไฟฟา ..............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
32
ตารางท 3.1 ตารางบนทกผลการทาลอง
ผลการทดลองจาก R1 R2 R3 RT หนวย การวด Ω
ผลการทดลองจาก V1 V2 V3 E หนวย การวด V
การคานวณ V ผลการทดลองจาก I1 I2 I3 IT หนวย
การวด mA การคานวณ mA
ผลการทดลองจาก P1 P2 P3 PT หนวย การคานวณ
6. เปรยบเทยบผลการทดลองระหวางคาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ 6.1 ผลการเปรยบเทยบคาแรงดนไฟฟาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ 6.2 ผลการเปรยบเทยบคากระแสไฟฟาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ 7. นาผลการทดลองจากตารางท 3.1 มาพสจนตามสมบตวงจรขนานดงน
จากสมการท 3-1 321 VVVE ++=
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
33
จากสมการท 3-5 321 IIIIT ===
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................ จากสมการท 3-11 321 PPPPT ++=
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................ ขอควรระวง 1. การใชมลตมเตอรแบบดจตอลวดกระแสไฟฟาและแรงดนไฟฟา ตองใชยานวดใหถกตองและเหมาะสมกบคาทตองการวด
2. การใชมลตมเตอรแบบดจตอลวดแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟา ตองตอสายใหถกขว มฉะนน มลตมเตอรแบบดจตอลอาจเสยหาย และจะใหคาทมผลเปนคาลบได
3. ในการวดทกครง ไมควรสมผสกบสวนทเปนโลหะของสายวด เพราะจะทาให คาทวดไดคลาดเคลอนสง 4. ขณะทาการประกอบวงจรหรอเปลยนจดทดลองควรปดแหลงจายไฟฟากระแสตรงทกครงเพอปองกนไฟฟาลดวงจร สรปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
34
คาถามทายการทดลอง
1. เมอนาตวตานทานมาตออนกรมกน ผลของความตานทานรวมในวงจรจะเปนอยางไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. ผลรวมของแรงดนไฟฟาตกครอมในวงจรอนกรม มคาเทากบแรงดนทแหลงจายไฟฟา จรงหรอไม เพราะอะไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวในวงจรอนกรมมคาเทากนจรงหรอไม เพราะอะไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
35
ใบตรวจสภาพเครองมอ
ชอ-สกล……………………………………………………………………………ชน ปวช 1. กลม……………เลขท ...............
ขอมลมลตมเตอร ใชทดลอง ไมใชในการทดลอง ยหอ……………………………..รน…….…..……………..
รปภาพดจตอลมลตมเตอร
ตาแหนง รายการ
ตรวจสภาพ
สภาพกอน ใชงาน
สภาพหลง ใชงาน
ด เสย ด เสย 1 สวตชเปดปดเครอง
2 จอแสดงผล
3 ปมลอคคา
4 สวตชเลอกยานวด
5 ขวเสยบสายวด
6 สายวด
สรปการตรวจสภาพมลตมเตอร ใชงานได
ใชงานไมได
ขอมลแหลงจายไฟ DC ใชทดลอง ไมใชในการทดลอง ยหอ……………………………..รน…….…..……………..
รปภาพแหลงจายไฟกระแสตรง (DC)
ตาแหนง รายการ
ตรวจสภาพ
สภาพกอน ใชงาน
สภาพหลง ใชงาน
ด เสย ด เสย 1 จอแสดงผล
2 ชดปมปรบแรงดน
3 ชดปมปรบกระแส
4 สวตชเปดปดเครอง
5 ขว บวก กราวด ลบ
สรปการตรวจสภาพแหลงจายไฟ ใชงานได
ใชงานไมได
2 1
4
5
3
6
1
2
3
4
5
ใบประเมนผลใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
คะแนนเตม
95 คะแนน เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
36
ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………
รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได หมายเหต
1. การเตรยมเครองมอ วสด อปกรณ 5
2. วดคาความตานทานของตวตานทาน 10
3. วดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว 10
4. วดกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว 10
5. คานวณแรงดนไฟฟา กระแสไฟฟา และกาลงไฟฟา 10 6. เปรยบเทยบผลการทดลองระหวางคาทไดจากการวดกบคาท ไดจากการคานวณ
5
7. นาผลการทดลองจากตารางท 3.1 มาพสจนตามสมบต วงจรอนกรม
15
8. สรปผลการทดลอง 10 9. ตอบคาถามทายการทดลอง 15 10. การเกบเครองมอ วสด อปกรณ 5
รวมคะแนน 95
ลงชอ………………………………………..…ผประเมน
(..…………................................) ………/…………/……….
เกณฑการประเมนผลใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
คะแนนเตม 95 คะแนน เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
37
รายการประเมนผล
1. การเตรยมเครองมอ วสด อปกรณ คะแนนเตม 5 คะแนน เตรยมเครองมอ วสด อปกรณ ครบตามทกาหนดให 5 คะแนน ไมครบตดคะแนนชนละ 1 คะแนน 2. ใชมลตมเตอรแบบดจตอล วดคาความตานทานของตวตานทานแตละตว และตอวงจรแบบ ขนานตามรปท 3.7 วดคาความตานทานรวม บนทกคาลงในตารางท 3.1 คะแนนเตม 10 คะแนน วดคาความตานทานของตวตานทานแตละตว และตอวงจรแบบอนกรม ตามรปท 3.7 วดคา ความตานทานรวม บนทกคาลงในตารางท 3.1 ถกตองให 10 คะแนน ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 2 คะแนน 3. ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.10 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดแรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 , V2 และ V3 บนทกคาลงในตารางท 3.1 คะแนนเตม 10 คะแนน ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.10 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดแรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 , V2 และ V3 บนทกคาลงในตารางท 3.1 ถกตองให 10 คะแนน ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 2 คะแนน
4. ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.12 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดกระแสไฟฟารวม IT และวดกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว คอ I1 , I2 และ I3 บนทกคาลงในตารางท 3.1 คะแนนเตม 10 คะแนน
ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.12 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดกระแสไฟฟารวม IT และวดกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว คอ I1 , I2 และ I3 บนทกคาลงในตารางท 3.1 ถกตองให 10 คะแนน ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 2 คะแนน
5. คานวณแรงดนไฟฟา กระแสไฟฟา และกาลงไฟฟา ตามกาหนดในตารางท 3.1 นาคาทได บนทกคาลงในตารางท 3.1 คะแนนเตม 10 คะแนน
คานวณแรงดนไฟฟา กระแสไฟฟา และกาลงไฟฟา ตามกาหนดในตารางท 4.1 นาคาทได บนทกคาลงในตารางท 3.1 ถกตองให 10 คะแนน ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 3 คะแนน
6. เปรยบเทยบผลการทดลองระหวางคาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ คะแนนเตม 5 คะแนน เปรยบเทยบผลการทดลองระหวางคาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ ถกตองให 5 คะแนน ไมถกตองตดคะแนนจดละ 2 คะแนน
เกณฑการประเมนผลใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
คะแนนเตม 95 คะแนน เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
38
7. นาผลการทดลองจากตารางท 3.1 มาพสจนตามสมบตวงจรอนกรม คะแนนเตม 15 คะแนน
นาผลการทดลองจากตารางท 3.1 มาพสจนตามสมบตวงจรอนกรมถกตองครบคณสมบต ทกขอให 15 คะแนน ไมถกตองครบคณสมบตทกขอใหตดคะแนนขอละ 5 คะแนน
8. สรปผลการทดลอง คะแนนเตม 10 คะแนน สรปผลการทดลองครบทกวตถประสงคเชงพฤตกรรมให 10 คะแนน ไมครบทกวตถประสงคเชงพฤตกรรม ตดคะแนนขอละ 3 คะแนน
9. ตอบคาถามทายการทดลอง คะแนนเตม 15 คะแนน ตอบคาถามทายการทดลองถกทกขอให 15 คะแนน ผด ตดคะแนนขอละ 5คะแนน
10. การเกบเครองมอ วสด อปกรณ คะแนนเตม 5 คะแนน เกบเครองมอ วสด อปกรณ ครบตามทกาหนดให 5 คะแนน ไมครบ ตดคะแนนชนละ 1 คะแนน
แบบทดสอบหลงเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
39
คาชแจง 1. จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว 2. แบบทดสอบมจานวน 10 ขอ ใชเวลาทาแบบทดสอบ 20 นาท ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 1. บอกความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได
1.ขอใดคอลกษณะของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ก. แรงดนไฟฟาจากแหลงจายไฟฟาปอนใหกบโหลดทตอเรยงกน ข. โหลดตงแตสองตวขนไป ตอเรยงกนไป ค. โหลดตงแต 2 ตวขนไป ตอรวมกนระหวางจดสองจด ง. ถกทงขอ ก และ ข วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 2. บอกลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 2. ขอใดคอลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ก. เมอตอตวตานทานอนกรมเพมขน ความตานทานรวมจะลดลง ข. ตวตานทานทมคามาก แรงดนไฟฟาทตกครอมจะมคานอย ค. แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวมคาเทากน ง. กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวมคาเทากน จากวงจรไฟฟาในรปท 1 ใชตอบคาถามขอท 3-6
E= 40 V+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1= 8 Ω R2= 10 Ω R3= 2 Ω
รปท 1 สาหรบตอบคาถามขอท 3-6 วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 3. คานวณหาคาความตานทานในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 3. ความตานทานรวมในวงจรมคาเทาไร ก. 40 Ω ข. 20 Ω ค. 14 Ω ง. 5 Ω
แบบทดสอบหลงเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
40
วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 4. คานวณหาคากระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 4. กระแสไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 4 A ข. 3 A ค. 2 A ง. 1 A วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 5. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 5.แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน R3 มคาเทาไร ก. 10 V ข. 8 V ค. 7 V ง. 4 V วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 6. คานวณหากาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 6.กาลงไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 80 W ข. 60 W ค. 20 W ง. 15 W จากวงจรไฟฟาในรปท 2 ใชตอบคาถามขอท 7-10
E=?
+
-V1= 5 V
IT
+ + +- - -
R1 R2 R3= 3 Ω
V2= 10 V V3= 15 V
รปท 2 สาหรบตอบคาถามขอท 7-10
วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 4. คานวณหาคากระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 7. กระแสไฟฟาทไหลผาน R3 มคาเทาไร ก. 1.6 A ข. 3.3 A ค. 5 A ง. 6.6 A
แบบทดสอบหลงเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
41
วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 5. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 8.แรงดนไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 3 V ข. 10 V ค. 25 V ง. 30 V วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 3. คานวณหาคาความตานทานในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 9. ตวตานทาน R2 มคาความตานทานเทาไร ก. 15 Ω ข. 5 Ω ค. 2 Ω ง. 1 Ω วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 6. คานวณหากาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 10.กาลงไฟฟาท R1 มคาเทาไร ก. 1 W ข. 25 W ค. 125 W ง. 150 W
แบบทดสอบหลงเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
42
กระดาษคาตอบแบบทดสอบหลงเรยน
คาสง จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว ลงในชองของ กระดาษคาตอบ
ชอ – สกล ......................................................... เลขท ........ ชน ..........................
สรปผล เตม 10
คะแนนเกบ 10 คะแนนได เกณฑการประเมน ทาแบบทดสอบได 9 – 10 คะแนน ระดบคณภาพ ดมาก ทาแบบทดสอบได 7 – 8 คะแนน ระดบคณภาพ ด ทาแบบทดสอบได 5 – 6 คะแนน ระดบคณภาพ พอใช ทาแบบทดสอบได 0 – 4 คะแนน ระดบคณภาพ ปรบปรง
ขอ ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ใบประเมนผลคณธรรม จรยธรรม
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
43
ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………
รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได หมายเหต
คณธรรม จรยธรรม 30 1 2 3
1. ความรบผดชอบ : มอปกรณการเรยนครบถวน สงงานครบ 3 2. ความมวนย : ปฏบตตามกฎระเบยบ แตงกายเรยบรอย 3 3. การตรงตอเวลา : เขาเรยนตรงเวลา ทางานสงตามกาหนด 3 4. ความมมนษยสมพนธ : มนาใจชวยเหลอผอน 3 5. ความรทกษะและวชาชพ : ปฏบตงานได 3 6. ความสนใจใฝหาความร : ขยนและสนใจในการเรยน 3 7. ศกษาขอมลอยางเปนระบบ : ทาความเขาใจกอนปฏบต 3 8. ทาตามลาดบขน : ทาตามลาดบขนตอนความสาคญ 3 9. ประหยด เรยบงาย ไดประโยชนสงสด : แกปญหาดวย
ความเรยบงายและประหยด 3
10.การมสวนรวม : มสวนรวมในการทางานกลม 3
รวมคะแนน 30
หมายเหต การประเมนสามารถทาทละขอหรอหลายขอและทาไดทงขณะกอนหรอระหวาง หรอหลงเรยน เกณฑการประเมน
1 หมายถง ตองปรบปรง 2 หมายถง พอใช 3 หมายถง ด
ลงชอ………………………………………..…ผประเมน
(..…………................................) ………/…………/……….
เอกสารอางอง
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
44
ชด อนทะส. (2540). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: เมดทรายพรนตง. ธารงศกด หมนกาหรม. (2556). วงจรไฟฟากระแสตรง. นนทบร: ศนยหนงสอเมองไทย. บรรจง จนทมาศ. (2557). ทฤษฎวงจรไฟฟากระแสตรง. พมพครงท 23. กรงเทพฯ: พมพดการพมพ. บญลา ศกดภทรนนท. (2558). วงจรไฟฟากระแสตรง. นนทบร: ศนยหนงสอเมองไทย. ไมตร วรวฒจรรยากล. (2553). ทฤษฎวงจรไฟฟา เลม 2 (ฉบบปรบปรงใหม). พมพครงท 9. กรงเทพฯ: ส.เอเซยเพรส. วราภรณ ทมชาต. (2556). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: รตนโรจนการพมพ. วษณ บวเทศ. (2558). การวเคราะหวงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: ปญญาชน. วโรจน รตนวจารณ. (2557). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: ส.เตมรกการพมพ. ไวพจน ศรธญ และคณศร จนทรโสดา. (2558). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: เอสเคเอส อนเตอร การพมพ ศรศกด นอยไรภม. (2557). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: ศนยสงเสรมวชาการ. Charles K. Alexander, Matthew N.O. Sadiku. (2004). Fundamentals of Electric
Circuits. Second Edition. Singapore : McGraw-Hill. Meade, Russell. (2005). Foundations of Electronics : Circuits and Devices.
Singapore : Thomson Learning. Tony R. Kuphaldt. Lessons In Electric Circuits, Volume I-DC. [online]. Available from :
http://www.openbookproject.net//electricCircuits/DC/DC.pdf (12 Mar 2016).
ภาคผนวก
เฉลยแบบฝกหด
เฉลยใบงาน
เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน – หลงเรยน
ใบสรปการประเมนผล
สอ Power Point
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
46
ตอนท 1 จงตอบคาถามตอไปนใหถกตองและสมบรณ 1. วงจรไฟฟาแบบอนกรมคอการนาเอาตวตานทานตงแต 2 ตวขนไปมาตอเรยงลาดบกนไปในเสนวงจรเดยวกน โดยปลายดานหนงของตวตานทานตวแรกตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสอง และปลายอกดานหนงของตวตานทานตวทสองตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสามและตอถดกนไปเรอย ๆ
2. ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม มดงน 2.1 คาความตานทานรวม ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ nT RRRRR K+++= 321
2.2 แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมแรงดนในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของ เคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆจะมคาเทากบศนย”จะหาแรงดนไฟฟาได
nVVVVE K+++= 321
2.3 กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน nT IIIII K==== 321
2.4 กาลงไฟฟาทเกดทโหลดแตละสาขาของวงจร เมอนามารวมกนมคาเทากบกาลงไฟฟารวม nT PPPPP K+++= 321
ตอนท 2 จงแสดงวธทา 1. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.12 จงคานวณหาคา
ก. ความตานทานรวม (RT) ข. กระแสไฟฟา IT , I1 , I2 , I3 และ I3 ค. แรงดนไฟฟา V1 , V2 ,V3 และ V4
ง. กาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตว และกาลงไฟฟารวม (P1 , P2 , P3 , P4 , PT) จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทาน R1 เพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
47
E= 20 V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1= 2 Ω½ W R2= 4 Ω R3= 5 Ω
V4
+ -
R4= 8 Ω
รปท 3.12 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 1
วธทา ก. ความตานทานรวม (RT)
Ω
ΩΩΩΩ
=
+++=
+++=
19
85424321 RRRRRT
∴ ความตานทานรวม = 19 โอหม
ข. กระแสไฟฟา IT , I1 , I2 , I3 และ I4 4321 IIIIIT ====
TT
R
EI =
A05.1
19
V20
=
=Ω
∴ กระแสไฟฟา IT , I1 , I2 , I3 และ I4 = 1.05 แอมแปร
ค. แรงดนไฟฟา V1 , V2 ,V3 และ V4
V1.2
2A05.111
=
×=
=
Ω
RIV T
V2.4
4A05.122
=
×=
=
Ω
RIV T
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
48
V25.5
5A05.133
=
×=
=
Ω
RIV T
V4.8
8mA05.144
=
×=
=
Ω
RIV T
∴ แรงดนไฟฟา V1 = 2.1 โวลต แรงดนไฟฟา V2 = 4.2 โวลต แรงดนไฟฟา V3 = 5.3 โวลต แรงดนไฟฟา V4 = 8.4 โวลต ง. กาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตว และกาลงไฟฟารวม (P1 , P2 , P3 , P4 , PT)
W21.2
V1.2A05.111
=
×=
= VIP T
W41.4
V2.4A05.122
=
×=
= VIP T
W82.8
V4.8A05.1
W57.5
V3.5A05.1
44
33
=
×=
=
=
×=
=
VIP
VIP
T
T
W01.21
W82.8W57.5W41.4W21.24321
=
+++=
+++= PPPPPT
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
49
W21
V20A05.1
=
×=
= EIP TT
∴ กาลงไฟฟา P1 = 2.21 วตต กาลงไฟฟา P2 = 4.41 วตต กาลงไฟฟา P3 = 5.57 วตต กาลงไฟฟา P4 = 8.82 วตต กาลงไฟฟารวม (PT ) = 21 วตต
จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทาน R1 เพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร
R1 ถาใชตวตานทานขนาด ½ W หรอ 0.5 W จะมอตราทนกาลงไดไมเพยงพอกบกาลงไฟฟาทเกดขน 2.21 W เมอนาไปประกอบวงจรทาให R1 เกดความเสยหายหรอไหมไดดงนนจงควรเลอกใชตวตานทานมอตราทนกาลงอยางตา 3 W 2. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.13 จงคานวณหาคา
ก. แรงดนไฟฟา V1 , V2 และ V3 ข. ความตานทาน R3 ค. ความตานทานรวม (RT)
E= 100 V+
-
V1 V2 V3
IT= 4 A
+ + +- - -
R1= 12 Ω R2= 8 Ω R3= ?
รปท 3.13 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 2
วธทา ก. แรงดนไฟฟา V1 , V2 และ V3
V48
12A411
=
×=
=
Ω
RIV T
หรอ
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
50
V32
8A422
=
×=
=
Ω
RIV T
V20
V)32V48(V100
)( 213
321
=
+−=
+−=
++=
VVEV
VVVE
∴ แรงดนไฟฟา V1 = 48 โวลต แรงดนไฟฟา V2 = 32 โวลต แรงดนไฟฟา V3 = 20 โวลต
ข. ความตานทาน R3
Ω=
=
=
5
A4
V20
33
TI
VR
∴ ความตานทาน R3 = 5 โอหม ค. ความตานทานรวม (RT)
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
25
5812321 RRRRT
∴ ความตานทานรวม = 25 โอหม
3. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.14 จงคานวณหาคา ก. ความตานทาน R1 , R2 และ R3
ข. ความตานทานรวม (RT) ค. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E)
จาก
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
51
E=? +
-V1= 4 V V2= 10 V V3= 8 V
IT= 4 A
+ + +- - -
R1 R2 R3
รปท 3.14 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 3
ก. ความตานทาน R1 , R2 และ R3
Ω=
=
=
1
A4
V4
11
TI
VR
Ω=
=
=
5.2
A4
V10
22
TI
VR
Ω=
=
=
2
A4
V8
33
TI
VR
∴ ความตานทาน R1 = 1 โอหม ความตานทาน R2 = 2.5 โอหม ความตานทาน R3 = 2 โอหม
ข. ความตานทานรวม (RT)
ΩΩΩ ++=
++=
25.21321 RRRRT
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
52
Ω= 5.5
∴ ความตานทานรวม = 5.5 โอหม ค. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E)
V22
5.5A4
=
×=
=
Ω
TT RIE
∴ ความตานทานรวม = 22 โวลต
4. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.15 จงคานวณหาคา ก. ความตานทาน R1 และ R3 ข. ความตานทานรวม (RT) ค. แรงดนไฟฟา V1 และ V2 ง. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E) จ. กาลงไฟฟารวม (PT)
E=? +
-V1 V2 V3= 8 V
IT= 2 A
+ + +- - -
P1= 40 WR1 R2= 4 Ω R3
รปท 3.15 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 4
วธทา ก. ความตานทาน R1 และ R3
Ω=
=
=
=
10A)2(
W402
21
1
12
1
T
T
I
PR
RIP
จาก
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
53
∴ ความตานทาน R1 = 10 โอหม
Ω=
=
=
4
A2
V8
33
TI
VR
∴ ความตานทาน R1 = 4 โอหม
ข. ความตานทานรวม (RT)
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
18
4410321 RRRRT
∴ ความตานทานรวม (RT) = 4 โอหม
ค. แรงดนไฟฟา V1 และ V2
V20
10A211
=
×=
=
Ω
RIV T
V8
4A222
=
×=
=
Ω
RIV T
∴ แรงดนไฟฟา V1 = 48 โวลต แรงดนไฟฟา V2 = 32 โวลต
ง. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E)
V33
V8V8V20321
=
++=
++= VVVE
∴ แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E) = 33 โวลต
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
54
จ. กาลงไฟฟารวม (PT)
W66
V33A2
=
×=
= EIP TT
∴ กาลงไฟฟารวม (PT) = 66 วตต
เฉลยใบงานท 3 รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
55
ตารางท 3.1 ตารางบนทกผลการทาลอง
ผลการทดลองจาก R1 R2 R3 RT หนวย การวด 100 220 1000 1320 Ω
ผลการทดลองจาก V1 V2 V3 E หนวย การวด 0.91 1.99 9.09 12 V
การคานวณ 0.91 1.99 9.09 11.99 V ผลการทดลองจาก I1 I2 I3 IT หนวย
การวด 9.09 9.09 9.09 9.09 mA
การคานวณ 9.09 9.09 9.09 9.09 mA ผลการทดลองจาก P1 P2 P3 PT หนวย
การคานวณ 8.27 18.09 82.63 108.99 mW
6. คานวณคาแรงดนไฟฟา คากระแสไฟฟา และคากาลงไฟฟา ตามกาหนดในตารางท 3.1 นาคาทได บนทกคาลงในตารางท 3.1
แสดงวธคานวณคาแรงดนไฟฟา
V99.11320,1mA09.9
V09.9000,1mA09.9
V99.1200mA09.9
V91.0100mA09.9
333
222
111
=×==
=×==
=×==
=×==
Ω
Ω
Ω
Ω
TT RIE
RIV
RIV
RIV
แสดงวธคานวณคากระแสไฟฟา
mA1.9
mA1.900909.0000,1
V09.9
mA1.9009045.0220
V99.1
mA1.9A0091.0100
V91.0
321
3
33
2
22
1
11
====
====
====
====
Ω
Ω
Ω
IIII
AR
VI
AR
VI
R
VI
T
เฉลยใบงานท 3 รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
56
แสดงวธคานวณคากาลงไฟฟา
mW719.82V09.9mA1.9
mW109.18V99.1mA1.9
mW281.8V91.0mA1.9
333
222
111
=×==
=×==
=×==
VIP
VIP
VIP
mW109.109mW719.82mW109.18mW281.8321 =++=++= PPPPT
หรอ mW2.109V12mA1.9 =×== EIP TT
7. เปรยบเทยบผลการทดลองระหวางคาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ 7.1 ผลการเปรยบเทยบคาแรงดนไฟฟา คาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ ผลคาแรงดนไฟฟาทไดจากการวดมคาใกลเคยงกน หรอ อาจมคาเทากนกบคาแรงดนไฟฟาทไดจากการคานวณ เกดจากการทดลองคาอาจจะมความผดพลาดอยในตวอปกรณ หรอเครองมอ 7.2 ผลการเปรยบเทยบคากระแสไฟฟา คาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ ผลคากระแสไฟฟาทไดจากการวดมคาใกลเคยงกน หรอ อาจมคาเทากนกบคากระแสไฟฟาทไดจากการคานวณ เกดจากการทดลองคาอาจจะมความผดพลาดอยในตวอปกรณ หรอเครองมอ 8. นาผลการทดลองจากตารางท 3.1 มาพสจนตามสมบตวงจรขนานดงน
จากสมการ 321 VVVE ++=
∴ V99.11V09.9V99.1V91.0 =++=E
จากสมการ 321 IIIIT ===
∴ mA1.9321 ==== IIIIT .
จากสมการ 321 PPPPT ++=
∴
mW109.109
mW719.82mW109.18mW281.8321
=
++=
++= PPPPT
เฉลยใบงานท 3 รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
57
สรปผลการทดลอง
คาความตานทานรวม ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ nT RRRRR K+++= 321
แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมแรงดนไฟฟาในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนยหาแรงดนไฟฟาได
nVVVVE K+++= 321
กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน nT IIIII K==== 321
กาลงไฟฟาทเกดทโหลดแตละสาขาของวงจร เมอนามารวมกนมคาเทากบกาลงไฟฟารวม nT PPPPP K+++= 321
คาถามทายการทดลอง
1. เมอนาตวตานทานมาตออนกรมกน ผลของคาความตานทานรวมในวงจรจะเปนอยางไร คาความตานทานรวม ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน
2. ผลรวมของแรงดนไฟฟาตกครอมในวงจรอนกรม มคาเทากบแรงดนไฟฟาทแหลงจายไฟฟา จรงหรอไม เพราะอะไร ผลรวมของแรงดนไฟฟาตกครอมในวงจรอนกรม มคาเทากบแรงดนทแหลงจายไฟฟาจรง เพราะแรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมแรงดนไฟฟาในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟ ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆจะมคาเทากบศนยหาแรงดนไฟฟา
nVVVVE K+++= 321
3. กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวในวงจรอนกรมมคาเทากนจรงหรอไม เพราะอะไร กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวในวงจรอนกรมมคาเทากนจรง เพราะกระแสไฟฟาทไหล
ในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน
nT IIIII K==== 321
ใบเฉลยแบบทดสอบกอนเรยน - หลงเรยน
รหสวชา 2104-2002 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง หนวยท 3
ชอหนวย วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 14 ขอ
ขอ เฉลย
1 ง
2 ค
3 ข
4 ง
5 ข
6 ค
7 ก
8 ก
9 ค
10 ง
ขอ เฉลย
1 ก
2 ง
3 ข
4 ค
5 ง
6 ก
7 ค
8 ง
9 ค
10 ข
58
หลงเรยน กอนเรยน
ใบสรปการประเมนผล รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง
59
ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………
รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได 1. แบบทดสอบกอนเรยน 10
2. ใบแบบฝกหด 50
3. ใบงาน 95
4. แบบทดสอบหลงเรยน 10
5. คณธรรม จรยธรรม 30
รวมคะแนน 195
ลงชอ………………………………………..…ผประเมน
(..…………................................) ………/…………/……….
หนวยท 3 วงจรไฟฟาแบบอนกรมวชาวงจรไฟฟากระแสตรง 2104-2002
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 1
...?.. V
จดประสงคการเรยนการสอนจดประสงคการเรยนการสอน
•จดประสงคทวไป เพอใหมความรและเขาใจการตอวงจรไฟฟาแบบอนกรมการคานวณหาคากระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา ความตานทาน และกาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 2
จดประสงคเชงพฤตกรรม1. บอกความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได2. บอกลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได3. คานวณหาคาความตานทานในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได4. คานวณหาคากระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได5. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได6. คานวณหากาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได
จดประสงคการเรยนการสอนจดประสงคการเรยนการสอน
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 3
3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
สาระการเรยนรสาระการเรยนร
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 4
3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม การตอตวตานทานแบบอนกรม หมายถง การนาเอาตวตานทานตงแต
2 ตวขนไปมาตอเรยงลาดบกนไปในเสนวงจรเดยวกน โดยปลายดานหนงของตวตานทานตวแรกตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสอง และปลายอกดานหนงของตวตานทานตวทสองตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสามและตอถดกนไปเรอย ๆ ซงคาความตานทานรวมไดจากผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน
รปท 3.1 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 5
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT
+ + + +- - - -
I1 I2 I3 In
3.2.1 แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน เปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย”
รปท 3.2 แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานวงจรอนกรม
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 6
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT+ + + +- - - -
nVVVVE K+++= 321
3.2.2 กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน ดงรป
รป กระแสไฟฟาในวงจรอนกรมแสดงโดยสญลกษณ
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 7
E
R1
R2
R3
+
-
I1=2mA
I2=2mA
I3=2mA
A+ -
A
+
-
A +-
nT IIIII K==== 321
3.2.3 คาความตานทานรวม (RT) ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมทไดจะมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 8
R1 R2 R3 Rn
RT
nT RRRRR K+++= 321
3.2.4 กาลงไฟฟาทเกดขนทตวตานทานในแตละสาขาในวงจรเมอนามารวมกนกจะมคาเทากบกาลงไฟฟาทงหมด
ของวงจรnT PPPPP K321 ++=
เมอ P1
แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R1
P2
แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R2
P3
แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R3
Pn
แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R ตวสดทาย
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 9
วงจรไฟฟาแบบอนกรม
คาแรงดนไฟฟาในวงจร
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 10
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
321 VVVE ++=
1111 RIRIV T ==
2222 RIRIV T ==
3333 RIRIV T ==
วงจรไฟฟาแบบอนกรมหาคากระแสไฟฟาในวงจร ไดจาก
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 11
3
3
2
2
1
1
321
R
V
R
V
R
V
R
E
IIII
T
T
===
===
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
หาคาความตานทานรวม ไดจาก
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 12
วงจรไฟฟาแบบอนกรม
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
321 RRRRT ++=
1
2
12
111R
ERIEIP ===
2
2
22
222R
ERIEIP ===
3
2
22
333R
ERIEIP ===
321 PPPPT ++=EIP TT =
หาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม ไดจาก
หรอ
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 13
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
(P1) (P2) (P3)
จงหาคาความตานทานรวมของวงจรตวอยางท 3.1
ตอบ
จากสมการวธทา
แทนคา
การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 14
R1=3Ω R2=5Ω R3=8Ω R4=10Ω
RT
Ω
ΩΩΩΩ
=
+++=
+++=
26
108534321 RRRRRT
ตวอยางท 3.2 จงคานวณหาคา R4 เมอคาความตานทานรวมของวงจรเทากบ 100 ΩΩΩΩ
ตอบ
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 15การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
R1=20Ω R2=30Ω R3=15Ω R4 = ?
Ω
ΩΩΩΩ
=
−−−=
−−−=
+++=
35
1530201003214
4321
RRRRR
RRRRR
T
Tจากสมการ
จะได
ตวอยางท 3.3 จงคานวณหาคาความตานทานระหวางจด A-C และ ระหวางจด B-D
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 16การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
RAC
R2=5Ω R1=2Ω
R7=7Ω R6=4Ω
R4=9Ω R3=8Ω
R8=6Ω
R5=3Ω
R9=9Ω
A B
C D
RBD
Ω
ΩΩΩΩΩ
Ω
ΩΩΩΩΩ
=
++++=
++++=
=
++++=
++++=
35
96398
21
74352
98543
76521
RRRRRR
RRRRRR
BD
AC
ตอบ
ตอบ
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ก. ความตานทานรวม (RT) ข. กระแสไฟฟารวม (IT)
วธทา
ตอบ
ตอบ
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 17การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
100
553510321 RRRRT
TT
R
EI = A2.0
100
V20==
Ω
วธทา
จากขอ ข. IT = 0.2 A
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 18การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป ค. จงหาคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว (V1 , V2 , V3)
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
V2
10A2.011
=
×=
=
Ω
RIV T
V7
35A2.022
=
×=
=
Ω
RIV T
V11
55A2.033
=
×=
=
Ω
RIV T
ตอบตอบตอบ
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 19การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป ง. จงหาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม
(P1 , P2 , P3 , PT)
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
W4.0
V2A2.011
=
×=
= VIP T
( )
W4.0
10A2.0 2
12
1
=
×=
=
Ω
RIP T
หรอ
(P1)
จากขอ ข. IT = 0.2 A และขอ ค. V1 = 2 V
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 20การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป ง. จงหาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม
(P1 , P2 , P3 , PT)
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
หรอ
(P2)
W4.1
V7A2.022
=
×=
= VIP T
( )
W4.1
35A2.0 2
22
2
=
×=
=
Ω
RIP T
จากขอ ข. IT = 0.2 A และขอ ค. V2 = 7 V
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 21การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป ง. จงหาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม
(P1 , P2 , P3 , PT)
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
W2.2
V11A2.033
=
×=
= VIP Tหรอ
(P3)
จากขอ ข. IT = 0.2 A และขอ ค. V3 = 11 V
( )
W2.2
55A2.0 2
32
3
=
×=
=
Ω
RIP T
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 22การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทานแตละตวเพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
โหลด อตรากาลงทกาหนด
อตรากาลงทคานวณได
อตรากาลง ควรเลอกใชอตรากาลงตาสด
R1 0.5 W 0.4 W เพยงพอ 0.5 WR2 0.5 W 1.4 W ไมเพยงพอ 2 WR3 0.5 W 2.2 W ไมเพยงพอ 3 W
ตารางท 3.1 แสดงการพจารณาอตรากาลงตาสด
R2 และ R3 ถาใชตวตานทานขนาด 0.5 W จะมอตราทนกาลงไดไมเพยงพอกบกาลงไฟฟาทเกดขน เมอนาไปประกอบวงจรทาให R2 และ R3 เกดความเสยหายหรอไหมได
P1= 0.4 W P2= 1.4 W P3= 2.2 W
ตวอยางท 3.5 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ก. ความตานทานรวม (RT)
วธทา
ตอบ
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 23การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=? +
-V1=10V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=2kΩ R2=3kΩ R3=600Ω
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
k6.5
k6.0k3k2321 RRRRT
ตวอยางท 3.5 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ข. กระแสไฟฟารวม (IT)
วธทา
ตอบ
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 24การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=? +
-V1=10V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=2kΩ R2=3kΩ R3=600Ω
3
3
2
2
1
1
321
R
V
R
V
R
V
R
E
IIII
T
T
===
===
1
1
R
VIT =
mA5
k2
V10
=
=Ω
ตวอยางท 3.5 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ค. แรงดนไฟฟาของแหลงจาย (E)
วธทา
ตอบ
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 25การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=? +
-V1=10V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=2kΩ R2=3kΩ R3=600Ω
V28
V3V15V10321
=
++=
++= VVVE
V15
k3mA522
=
×=
=
Ω
RIV T
V3
mV000,3
600mA533
=
=
×=
=
Ω
RIV TV28
k5.6mA5
=
×=
=
Ω
TT RIEหรอ
ตวอยางท 3.5 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ง. กาลงไฟฟารวม (PT )
วธทา วธท 1
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 26การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=? +
-V1=10V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=2kΩ R2=3kΩ R3=600Ω
Wm50
V10mA511
=
×=
= VIP T
Wm75
V15mA522
=
×=
= VIP T
Wm15
V3mA533
=
×=
= VIP T
P1 = ? W P2 = ? W P3 = ? W
ตวอยางท 3.5 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ง. กาลงไฟฟารวม (PT ) (ตอ)
ตอบ
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 27การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=? +
-V1=10V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=2kΩ R2=3kΩ R3=600Ω
หรอ วธท 2
Wm140
Wm15Wm75Wm50321
=
++=
++= PPPPT
Wm140
V28mA5
=
×=
= EIP TT
PT = ? W
วธทา วธท 1(ตอ)
วธท 2 ไดคาตอบเรวดนะ คดตอนสอบเอาแบบนดกวา
สรป
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 28
คาความตานทานรวม ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ
nT RRRRR K+++= 321
สรป หนวยท 3 วงจรอนกรม
สรป (ตอ)
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 29
แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมแรงดนในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆจะมคาเทากบศนย” หาแรงดนไฟฟา
nVVVVE K+++= 321
สรป หนวยท 3 วงจรอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 30
nT IIIII K==== 321
nT PPPPP K+++= 321
กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน
กาลงไฟฟาทเกดทโหลดแตละสาขาของวงจร เมอนามารวมกนมคาเทากบกาลงไฟฟารวม
สรป (ตอ) สรป หนวยท 3 วงจรอนกรม
DC
Electrical
Circuit
เอกสารประกอบการเรยนการสอนวชาวงจรไฟฟากระแสตรง (2104-2002)หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556
หนวยท 3 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
(Series Circuit)
นายสรยนต รกพวก
แผนกวชาชางไฟฟากาลง วทยาลยเทคนคฉะเชงเทรา
สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษากระทรวงศกษาธการ
เอกสารประกอบการเรยนการสอน วชาวงจรไฟฟากระแสตรง
รหสวชา 2104-2002
หนวยท 3 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ประเภทวชาชางอตสาหกรรม
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
โดย
สรยนต รกพวก
แผนกวชาชางไฟฟากาลง วทยาลยเทคนคฉะเชงเทรา สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา
กระทรวงศกษาธการ
ก
คานา
การจดการเรยนการสอนวชาวงจรไฟฟากระแสตรง เพอใหนกเรยนมความรความเขาใจเกยวกบเนอหาตางๆ ตามหลกสตรประกาศนยบตรวชาชพพทธศกราช 2556 ของคณะกรรมการการอาชวศกษามงเนนการพฒนานอกเหนอความรจากเนอหาแลวยงตองการพฒนา ทกษะการปฏบตงาน ดงนนจงไดเรยบเรยงเอกสารประกอบการเรยนการสอนขนมาเพอเตรยมความพรอมในการจดกจกรรมการเรยนการสอนทเปนสาระสาคญเหมาะสมทงดานปรมาณและคณภาพรวมกบสอการสอนททนสมยเพอใชในการเรยนการสอนและพฒนาความสามารถของผเรยนโดยมการวเคราะหคาอธบายรายวชาแบงเนอหาออกเปน 15 หนวยการเรยนร โดยแตละหนวยมการจดทา ใบเนอหา แบบฝกหด แบบทดสอบพรอมใบงานภาคปฏบต ทาการวดผลและประเมนผลการเรยนใหเปนไปตามจดประสงคของการเรยนการสอน หนวยการเรยนรของเอกสารประกอบการเรยนการสอนฉบบนประกอบดวย
หนวยท 1 ความรพนฐานเกยวกบวงจรไฟฟา หนวยท 2 กฎของโอหม กาลงงานและพลงงาน
หนวยท 3 วงจรไฟฟาแบบอนกรม หนวยท 4 วงจรไฟฟาแบบขนาน หนวยท 5 วงจรไฟฟาแบบผสม
หนวยท 6 วงจรแบงแรงดนไฟฟา หนวยท 7 วงจรแบงกระแสไฟฟา
หนวยท 8 การแปลงการตอตวตานทานแบบวาย-เดลตา หนวยท 9 วงจรบรดจ หนวยท 10 วธกระแสเมช หนวยท 11 วธแรงดนโนด หนวยท 12 ทฤษฎการวางซอน หนวยท 13 ทฤษฎเทเวนน หนวยท 14 ทฤษฎนอรตน หนวยท 15 ทฤษฎการถายโอนกาลงไฟฟาสงสด
สาหรบความสาเรจในการจดเรยบเรยงเอกสารประกอบการเรยนการสอนวชาวงจรไฟฟากระแสตรงนนสวนหนงไดรบคาแนะนามาจากผเชยวชาญหลายทาน หากผทไดใชเอกสารฉบบนพบขอบกพรองผดพลาดหรอมขอเสนอแนะ ผจดทายนดนอมรบและจะนาไปปรบปรงแกไขใหสมบรณตอไป จงขอขอบคณมา ณ โอกาสน
สรยนต รกพวก
ข
สารบญ
หนา คานา ก สารบญ ข สารบญรปภาพ ค สารบญตาราง ง หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 จ คาชแจงการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอนหนวยท 3 วงจรอนกรม ฉ แบบทดสอบกอนเรยน 1 ใบเนอหา 5 3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 6 3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 6 3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม 9 สรป 18 ใบแบบฝกหด 19 ใบประเมนผลแบบฝกหด 21 ใบงานท 3 วงจรอนกรม 22 ใบประเมนผลใบงานท 3 36 เกณฑการประเมนผลใบงานท 3 37 แบบทดสอบหลงเรยน 39 ใบประเมนผลคณธรรม จรยธรรม 43 เอกสารอางอง 44 ภาคผนวก 45
เฉลยแบบฝกหด 46 เฉลยใบงานท 3 55 เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน – หลงเรยน 58
ใบสรปการประเมนผล 59 สอ Power Point 60
ค
สารบญรปภาพ
รปท หนา 3.1 วงจรไฟฟาแบบอนกรม 6 3.2 แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานวงจรอนกรม 7 3.3 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรมแสดงโดยสญลกษณ 7 3.4 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรม 8 3.5 การตอตวตานทานแบบอนกรม 8 3.6 วงจรไฟฟาแบบอนกรม 9 3.7 การตอตวตานทานแบบอนกรมตามตวอยางท 3.1 10 3.8 การตอตวตานทานแบบอนกรมตามตวอยางท 3.2 11 3.9 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.3 11 3.10 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.4 12 3.11 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.5 16 3.12 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 1 19 3.13 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 2 20 3.14 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 3 20 3.15 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 4 20
ง
สารบญตาราง
ตารางท หนา 3.1 แสดงการพจารณาอตรากาลงตาสด 15
จ
หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556
รหส 2104-2002 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง ระดบชน ปวช. สาขาวชาชางไฟฟากาลง ทฤษฎ 1 ชวโมง ปฏบต 3 ชวโมง 2 หนวยกต เวลาเรยนรวม 72 ชวโมง จดประสงครายวชา
1. เพอให ร เขาใจกฎและทฤษฎวงจรไฟฟากระแสตรงพนฐาน 2. เพอใหมทกษะตอ การวดประลอง และคานวณหาคาตางๆ ในวงจรไฟฟากระแสตรง 3. เพอใหมเจตคตทดตออาชพ มกจนสยในการคนควาเพมเตม และการทางานดวยความ
รอบคอบและปลอดภย มาตรฐานรายวชา
1. แสดงความรเกยวกบการหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟากระแสตรง 2. ปฏบตการตอวงจร วด และทดสอบคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟากระแสตรง
คาอธบายรายวชา ศกษาและปฏบตเกยวกบกฎของโอหม กฎของเคอรชอฟฟ กาลงไฟฟา เซลลไฟฟา วงจร
ความตานทานแบบอนกรม วงจรแบงแรงดนไฟฟา วงจรความตานทานแบบขนาน วงจรแบงกระแสไฟฟา การแปลงวงจรความตานทานสตาร-เดลตา วงจรบรดจ ดเทอรมแนนต การวเคราะหวงจรเครอขาย โดยใชกฎของเคอรชอฟฟ เมชเคอเรนต โนดโวลเตจ ทฤษฎการวางซอน เทเวนน นอรตน และการสงถายกาลงไฟฟาสงสด
ฉ
คาชแจงการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน
การใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน วชาวงจรไฟฟากระแสตรง รหสวชา 2104-2002 หนวยท 3 เรองวงจรอนกรม ใชเวลาในการทากจกรรมการเรยนการสอน 240 นาท (4 ชวโมง) เพอใหกจกรรมการเรยนการสอน เกดประสทธผลของการเรยนร ครควรปฏบตตามขอแนะนาตางๆ ในการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน ดงตอไปน
1. ศกษาเอกสารประกอบการเรยนการสอนและสอการสอนเพอเตรยมการสอน 2. ชแจงการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 3 เรองวงจรไฟฟาแบบอนกรม
เกณฑการประเมนผลในการรวมกจกรรมการเรยนการสอนและระเบยบตางๆ ใชเวลา 5 นาท 3. ใหผเรยนทาแบบทดสอบกอนเรยน ใชเวลาในการทาแบบทดสอบ 20 นาท 4. สอนทฤษฎตามจดประสงคการเรยนการสอนประจาหนวยท 3 ดวยสอ Power Point
ในเอกสารประกอบการเรยนการสอน ใชเวลาในการสอนทฤษฎ 60 นาท 5. สรปสาระการเรยนรประจาหนวยท 3 เรองวงจรอนกรม ความหมายของวงจรไฟฟา
แบบอนกรม ลกษณะสมบตของวงจร การคานวณหาคาความตานทาน การคานวณหาคากระแสไฟฟา การคานวณหาคาแรงดนไฟฟา และการคานวณหากาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ใชเวลา 5 นาท 6. ใหผเรยนทาแบบฝกหด ใชเวลา 40 นาท 7. สอนภาคปฏบตตามจดประสงคการเรยนการสอนประจาหนวยท 3 ใหผเรยนทาการทดลองใบงานท 3 ใชเวลา 55 นาท
8. ใหผเรยนทาแบบทดสอบหลงเรยน ใชเวลาในการทาแบบทดสอบ 20 นาท 9. เฉลย แบบฝกหด ใบงานท 3 และแบบทดสอบกอนเรยน หลงเรยน ใชเวลา 20 นาท 10. เกบรวบรวม แบบฝกหด แบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน บนทกคะแนนลงในแบบ
วดผลประเมนผลหนวยท 3 โดยใชเวลา 5 นาท 11. สรปผลการประเมนผล พรอมชแนะเพอปรบปรงแกไข และใหผเรยนเตรยมความพรอม
ในการเรยนหนวยท 4 เรองวงจรไฟฟาแบบขนาน ใหผเรยนเกบเครองมอ อปกรณทใชในการทดลองใบงาน ทาความสะอาดหองเรยน สารวจเครองแตงกาย กอนออกจากหองเรยนโดยใชเวลา 10 นาท
ในการจดกจกรรมการเรยนการสอนทเปนภาคทฤษฎและปฏบต บทบาทสาคญของครตองคอยสงเกตพฤตกรรมของผเรยน เพอแกไขปญหาตางๆ ทเกดขนระหวางดาเนนกจกรรมการเรยนการสอน เพอใหผเรยนเกดการเรยนรและมทกษะ เกดการเชอมโยงความรจากทฤษฎสภาคปฏบตความสมพนธของเนอหาทงหมดทเรยน สามารถขยายความรในการนาไปประยกตใชงานจรงได
แบบทดสอบกอนเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
1
คาชแจง 1. จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว 2. แบบทดสอบมจานวน 10 ขอ ใชเวลาทาแบบทดสอบ 20 นาท ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1. ขอใดคอลกษณะของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ก. โหลดตงแตสองตวขนไป ตอเรยงกนไป ข. แรงดนไฟฟาจากแหลงจายไฟฟาปอนใหกบโหลดทตอเรยงกน ค. โหลดตงแต 2 ตวขนไป ตอรวมกนระหวางจดสองจด ง. ถกทงขอ ก และ ข 2. ขอใดคอลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ก. ตวตานทานทมคามาก แรงดนไฟฟาทตกครอมจะมคานอย ข. เมอตอตวตานทานอนกรมเพมขน ความตานทานรวมจะลดลง ค. กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวมคาเทากน ง. แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวมคาเทากน จากวงจรไฟฟาในรปท 1 ใชตอบคาถามขอท 3-6
E = 20 V+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1 = 5 Ω R2 = 7 Ω R3 = 8 Ω
รปท 1 สาหรบตอบคาถามขอท 3-6
3. ความตานทานรวมในวงจรมคาเทาไร ก. 40 Ω ข. 20 Ω ค. 12 Ω ง. 5 Ω
แบบทดสอบกอนเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
2
4. กระแสไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 4 A ข. 2 A ค. 3 A ง. 1 A 5. แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน R4 มคาเทาไร ก. 10 V ข. 8 V ค. 7 V ง. 5 V 6. กาลงไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 60 W ข. 40 W ค. 20 W ง. 15 W จากวงจรไฟฟาในรปท 2 ใชตอบคาถามขอท 7-10
E = ?
+
-V1 = 3 V
IT
+ + +- - -
R1 R2 R3 = 4 Ω
V2 = 9 V V3 = 9 V
รปท 2 สาหรบตอบคาถามขอท 7-10 7. กระแสไฟฟาทไหลผาน R3 มคาเทาไร ก. 2.25 A ข. 1.55 A ค. 1 A ง. 0.55 A
แบบทดสอบกอนเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
3
8. แรงดนไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 21 V ข. 18 V ค. 9 V ง. 3 V 9. ตวตานทาน R2 มคาความตานทานเทาไร ก. 18 Ω ข. 9 Ω ค. 4 Ω ง. 3 Ω 10. กาลงไฟฟาท R1 มคาเทาไร ก. 27 W ข. 13.5 W ค. 9 W ง. 6.75 W
แบบทดสอบกอนเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
4
กระดาษคาตอบแบบทดกอนหลงเรยน
คาสง จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว ลงในชองของ กระดาษคาตอบ
ชอ – สกล ......................................................... เลขท ........ ชน ..........................
สรปผล เตม 10
คะแนนเกบ 10 คะแนนได เกณฑการประเมน ทาแบบทดสอบได 9 – 10 คะแนน ระดบคณภาพ ดมาก ทาแบบทดสอบได 7 – 8 คะแนน ระดบคณภาพ ด ทาแบบทดสอบได 5 – 6 คะแนน ระดบคณภาพ พอใช ทาแบบทดสอบได 0 – 4 คะแนน ระดบคณภาพ ปรบปรง
ขอ ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
5
สาระสาคญ
ในหนวยนจะศกษาเรองวงจรอนกรม เกยวกบการตอตวตานทานแบบอนกรม คณสมบตของแรงดนไฟฟา ความตานทานไฟฟา รวมทงกฎ สตรพนฐานทนามาใชแกปญหาวงจรอนกรม เชน กฎของโอหม กฎกระแสไฟฟาของเคอรชอฟฟ และกาลงไฟฟาในวงจรอนกรมเปนตน
จดประสงคการเรยนการสอน จดประสงคทวไป
เพอใหมความรและเขาใจการตอวงจรไฟฟาแบบอนกรมการคานวณหาคากระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา ความตานทาน และกาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
จดประสงคเชงพฤตกรรม
1. บอกความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 2. บอกลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 3. คานวณหาคาความตานทานในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 4. คานวณหาคากระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 5. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 6. คานวณหากาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได
คณธรรม จรยธรรม 1. คณลกษณะอนพงประสงค
1.1 ความรบผดชอบ 1.2 ความมวนย 1.3 การตรงตอเวลา 1.4 ความมมนษยสมพนธ 1.5 ความรและทกษะวชาชพ
1.6 ความสนใจใฝหาความร 2. การบรณาการปรชญาของเศรษฐกจพอเพยง 2.1 ศกษาขอมลอยางเปนระบบ 2.2 ทาตามลาดบขน 2.3 ประหยด เรยบงาย ไดประโยชนสงสด 2.4 การมสวนรวม
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
6
สาระการเรยนร
3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
เนอหาสาระ
จากทไดศกษาเกยวกบลกษณะความรพนฐานและกฎตางๆ ทเกยวของกบวงจรไฟฟามาแลวนน ในหนวยนจะกลาวถงลกษณะสมบตและการคานวณหาคาตางๆ ของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ซงเปนความรพนฐานทจาเปนในการแกปญหาวงจรไฟฟาทมความยงยากและซบซอนเชนกน
3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม การตอตวตานทานแบบอนกรม หมายถง การนาเอาตวตานทานตงแต 2 ตวขนไปมาตอเรยงลาดบ
กนไปในเสนวงจรเดยวกน โดยปลายดานหนงของตวตานทานตวแรกตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสอง และปลายอกดานหนงของตวตานทานตวทสองตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสามและตอถดกนไปเรอย ๆ ซงคาความตานทานรวมไดจากผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT
+ + + +- - - -
I1 I2 I3 In
รปท 3.1 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 3.2.1 แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เปนไปตามกฎของโอหมทกลาวไว กระแสไฟฟาจะแปรผนตรงกบแรงดนไฟฟาและแปรผกผนกบคาความตานทาน นนคอ ถาใหคาความตานทานคงท แรงดนตกครอมตวตานทานเพมขน กระแสทไหลผานตวตานทานจะเพมขนดวย เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมดงรปท 3.2 ดงนนแรงดนไฟฟาในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย”
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
7
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT
+ + + +- - - -
รปท 3.2 แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานวงจรอนกรม
จากรปท 3.2 หาแรงดนไฟฟา ดงน
nVVVVE K+++= 321
เมอ E แทน แรงดนไฟฟาแหลงจาย V1 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R1
V2 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R2
V3 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R3
Vn แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R ตวสดทาย
3.2.2 กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน เชน ถาแหลงจายแรงดนไฟฟา (E) จายกระแสไฟฟา 2 มลลแอมแปรใหกบวงจร โดยกระแสไฟฟาไหลออกจากขวบวกของแหลงจายแรงดนไฟฟา จะเหนไดวาเมอทาการวดคากระแสไฟฟาทจดใดกตามจะมคาเทากบ 2 มลลแอมแปรทกจดในวงจร ดงรปท 3.3
E
R1
R2
R3
+
-
I1= 2 mA
I2= 2 mA
I3= 2 mA
A+ -
A
+
-
A +-
รปท 3.3 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรมแสดงโดยสญลกษณ
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
8
E+
-
I1 I2 I3 InIT
รปท 3.4 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรม
จากรปท 3.4 หากระแสไฟฟา ดงน
nT IIIII K==== 321
เมอ IT แทน กระแสไฟฟารวม I1 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R1
I2 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R2
I3 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R3
In แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R ตวสดทาย
3.2.3 คาความตานทานรวม (RT) ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมทไดจะมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ
R1 R2 R3 Rn
RT
รปท 3.5 การตอตวตานทานแบบอนกรม
จากรปท 3.5 หาความตานทานรวมได ดงน nT RRRRR K+++= 321
เมอ TR = ความตานทานรวม 321 ,, RRR = ความตานทานของตวตานทานแตละตว
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
9
3.2.4 กาลงไฟฟาทเกดขนทตวตานทานในแตละตวในวงจร เมอนามารวมกนกจะมคาเทากบกาลงไฟฟาทงหมดของวงจร nT PPPPP K+++= 321
เมอ P1 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R1
P2 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R2
P3 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R3
Pn แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R ตวสดทาย
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
รปท 3.6 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จากรปท 3.6 คานวณหาคาตางๆ ไดดงน หาคาแรงดนไฟฟาในวงจร จากลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรมทแรงดนไฟฟาท
ตกครอมตวตานทานแตละตวมคาแตกตางกนและสามารถนากฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย” และนากฎของโอหมมาใชหาคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว
321 VVVE ++= (3-1)
1111 RIRIV T == (3-2)
2222 RIRIV T == (3-3)
3333 RIRIV T == (3-4)
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
10
(3-5)
(3-6)
หาคากระแสไฟฟาในวงจร ไดจาก
3
3
2
2
1
1
321
R
V
R
V
R
V
R
E
IIII
T
T
===
===
หาคาความตานทานรวม ไดจาก
321 RRRRT ++= (3-7)
หาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม ไดจาก
1
21
12
1111R
VRIVIP === (3-8)
2
22
22
2222R
VRIVIP === (3-9)
3
23
32
3333R
VRIVIP === (3-10)
321 PPPPT ++= (3-11)
หรอ EIP TT = (3-12)
ตวอยางท 3.1 จากรปท 3.7 จงคานวณหาคาความตานทานรวม (RT)
R1= 3 Ω R2= 5 Ω R3= 8 Ω R4= 10 Ω
RT
รปท 3.7 การตอตวตานทานแบบอนกรมตามตวอยางท 3.1
Ω
ΩΩΩΩ
=
+++=
+++=
26
108534321 RRRRRT
∴ ความตานทาน RT = 26 โอหม
วธทา
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
11
ตวอยางท 3.2 จากรปท 3.8 จงคานวณหาคา R4 เมอคาความตานทานรวมของวงจรเทากบ 100 Ω
R1= 20 Ω R2= 30 Ω R3= 15 Ω R4 = ?
รปท 3.8 การตอตวตานทานแบบอนกรมตามตวอยางท 3.2 วธทา
Ω
ΩΩΩΩ
=
−−−=
−−−=
+++=
35
1530201003214
4321
RRRRR
RRRRR
T
T
∴ ความตานทาน R4 = 35 โอหม
ตวอยางท 3.3 จากรปท 3.9 จงคานวณหาคาความตานทานระหวางจด A-C และ ระหวางจด B-D
RAC
R2= 5 Ω R1= 2 Ω
R7= 7 Ω R6= 4 Ω
R4= 9 Ω R3= 8 Ω
R8= 6 Ω
R5= 3 Ω
R9= 9 Ω
A B
C D
RBD
รปท 3.9 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.3 วธทา
Ω
ΩΩΩΩΩ
=
++++=
++++=
21
7435276521 RRRRRRAC
จาก
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
12
Ω
ΩΩΩΩΩ
=
++++=
++++=
35
9639898543 RRRRRRBD
∴ คาความตานทานระหวางจด A-C (RAC) = 21 โอหม คาความตานทานระหวางจด B-D (RBD) = 35 โอหม ตวอยางท 3.4 จากรปท 3.10 จงคานวณหาคา
ก. ความตานทานรวม (RT) ข. กระแสไฟฟารวม (IT) ค. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว (V1 , V2 , V3) ง. กาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม (P1 , P2 , P3 , PT ) จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทานแตละตวเพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร
E= 20 V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1= 10 Ω½ W
R2= 35 Ω½ W
R3= 55 Ω½ W
รปท 3.10 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.4 วธทา
ก. ความตานทานรวม (RT)
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
100
553510321 RRRRT
∴ ความตานทานรวม = 100 โอหม
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
13
ข. กระแสไฟฟารวม (IT)
TT
R
EI =
A2.0
100
V20
=
=Ω
∴ กระแสไฟฟารวม = 0.2 แอมแปร
ค. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว (V1 , V2 , V3)
V2
10A2.011
=
×=
=
Ω
RIV T
∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R1 = 2 โวลต
V7
35A2.022
=
×=
=
Ω
RIV T
∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R2 = 7 โวลต
V11
55A2.033
=
×=
=
Ω
RIV T
∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R3 = 11 โวลต
ง. กาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม (P1 , P2 , P3 , PT) กาลงไฟฟาท R1
W4.0
V2A2.011
=
×=
= VIP T
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R1 = 0.4 วตต
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
14
กาลงไฟฟาท R2
W4.1
V7A2.022
=
×=
= VIP T
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R2 = 1.4 วตต กาลงไฟฟาท R3 33 VIP T=
W2.2
V11A2.0
=
×=
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R3 = 2.2 วตต
หรอ กาลงไฟฟาท R1
( )
W4.0
10A2.0 2
12
1
=
×=
=
Ω
RIP T
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R1 = 0.4 วตต กาลงไฟฟาท R2
( )
W4.1
35A2.0 2
22
2
=
×=
=
Ω
RIP T
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R2 = 1.4 วตต กาลงไฟฟาท R3
( )
W2.2
55A2.0 2
32
3
=
×=
=
Ω
RIP T
∴ กาลงไฟฟาทตวตานทาน R3 = 2.2 วตต หากาลงไฟฟารวม 321 PPPPT ++=
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
15
W4
W2.2W1.4W0.4
=
++=
W4
V20A0.2
=
×=
= EIP TT
( )
W4
100A2.0 2
2
=
×=
=
Ω
TTT RIP
∴ กาลงไฟฟารวม = 4 วตต
จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทานแตละตวเพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร ตารางท 3.1 แสดงการพจารณาอตรากาลงตาสด
โหลด อตรากาลงทกาหนด
อตรากาลงท คานวณได
อตรากาลง ควรเลอกใช อตรากาลงตาสด
R1 0.5 W 0.4 W เพยงพอ 0.5 W R2 0.5 W 1.4 W ไมเพยงพอ 2 W R3 0.5 W 2.2 W ไมเพยงพอ 3 W
R2 และ R3 ถาใชตวตานทานขนาด 0.5 W จะมอตราทนกาลงไดไมเพยงพอกบกาลงไฟฟาทเกดขน
เมอนาไปประกอบวงจรทาให R2 และ R3 เกดความเสยหายหรอไหมได ตวอยางท 3.5 จากรปท 3.11 จงคานวณหาคา
ก. ความตานทานรวม (RT) ข. กระแสไฟฟารวม (IT)
หรอ
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
16
ค. แรงดนไฟฟาของแหลงจาย (E) ง. กาลงไฟฟารวม (PT )
E=? +
-V1= 10 V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1= 2 kΩ R2= 3 kΩ R3= 600 Ω
รปท 3.11 การตอตวตานทานแบบอนกรมตวอยางท 3.5
วธทา ก. ความตานทานรวม (RT)
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
k6.5
k6.0k3k2321 RRRRT
∴ ความตานทานรวม = 5.6 กโลโอหม
ข. กระแสไฟฟารวม (IT) จาก สมการท (3-5) และ (3-6)
3
3
2
2
1
1
321
R
V
R
V
R
V
R
E
IIII
T
T
===
===
1
1
R
VIT =
mA5
k2
V10
=
=Ω
∴ กระแสไฟฟารวม = 5 มลลแอมแปร ค. แรงดนไฟฟาของแหลงจาย (E)
V101 =V โจทยกาหนดใหมา
จะได
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
17
V15
k3mA522
=
×=
=
Ω
RIV T
V3
mV000,3
600mA533
=
=
×=
=
Ω
RIV T
V28
V3V15V10321
=
++=
++= VVVE
V28
k5.6mA5
=
×=
=
Ω
TT RIE
∴ แรงดนไฟฟาของแหลงจาย (E) = 28 โวลต
ง. กาลงไฟฟารวม (PT )
Wm50
V10mA511
=
×=
= VIP T
Wm75
V15mA522
=
×=
= VIP T
Wm15
V3mA533
=
×=
= VIP T
หรอ
ใบเนอหา
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
18
Wm140
V28mA5
Wm140
Wm15Wm75Wm50321
=
×=
=
=
++=
++=
EIP
PPPP
TT
T
∴ กาลงไฟฟารวม (PT ) = 140 มลลวตต
สรป คาความตานทานรวม ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ
nT RRRRR K+++= 321
แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมแรงดนในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของ เคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย” จะหาแรงดนไฟฟา
nVVVVE K+++= 321
กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน nT IIIII K==== 321
กาลงไฟฟาทเกดทโหลดแตละสาขาของวงจร เมอนามารวมกนมคาเทากบกาลงไฟฟารวม
nT PPPPP K+++= 321
หรอ
ใบแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
19
คาสง จงตอบคาถามและแสดงวธทาใหสมบรณถกตอง (40 นาท) ตอนท 1 จงตอบคาถามตอไปนใหถกตองและสมบรณ 1. วงจรไฟฟาแบบอนกรม คอ (5 คะแนน)........................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 2. ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม มดงน (5 คะแนน) 2.1.................................................................................................................................................... 2.2.................................................................................................................................................... 2.3.................................................................................................................................................... 2.4....................................................................................................................................................
ตอนท 2 จงแสดงวธทา 1. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.12 จงคานวณหาคา (10 คะแนน)
ก. ความตานทานรวม (RT) ข. กระแสไฟฟา IT , I1 , I2 , I3 และ I3 ค. แรงดนไฟฟา V1 , V2 ,V3 และ V4
ง. กาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตว และกาลงไฟฟารวม (P1 , P2 , P3 , P4 , PT) จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทาน R1 เพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร
E= 20 V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1= 2 Ω½ W R2= 4 Ω R3= 5 Ω
V4
+ -
R4= 8 Ω
รปท 3.12 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 1
2. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.13 จงคานวณหาคา (10 คะแนน) ก. แรงดนไฟฟา V1 , V2 และ V3 ข. ความตานทาน R3 ค. ความตานทานรวม (RT)
ใบแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
20
E= 100 V+
-
V1 V2 V3
IT= 4 A
+ + +- - -
R1= 12 Ω R2= 8 Ω R3= ?
รปท 3.13 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 2
3. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.14 จงคานวณหาคา (10 คะแนน) ก. ความตานทาน R1 , R2 และ R3
ข. ความตานทานรวม (RT) ค. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E)
E=? +
-V1= 4 V V2= 10 V V3= 8 V
IT= 4 A
+ + +- - -
R1 R2 R3
รปท 3.14 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 3
4. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.15 จงคานวณหาคา (10 คะแนน) ก. ความตานทาน R1 และ R3 ข. ความตานทานรวม (RT) ค. แรงดนไฟฟา V1 และ V1 ง. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E) จ. กาลงไฟฟารวม (PT)
E=? +
-V1 V2 V3= 8 V
IT= 2 A
+ + +- - -
P1= 40 WR1 R2= 4 Ω R3
รปท 3.15 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 4
ใบประเมนผลแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
21
ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………
รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได หมายเหต
ตอนท 1
แบบฝกหดขอท 1. 5 แบบฝกหดขอท 2. 5
ตอนท 2
แบบฝกหดขอท 1. 10
แบบฝกหดขอท 2. 10
แบบฝกหดขอท 3. 10
แบบฝกหดขอท 4. 10
รวมคะแนน 50
คะแนนจรง 10
ลงชอ………………………………………..…ผประเมน
(..…………................................) ………/…………/……….
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
22
คาสง จงตอวงจร วดคาความตานทานไฟฟา คาแรงดนไฟฟา และกระแสไฟฟาในวงจรอนกรมโดย
ใชมลตมเตอร จดประสงคการเรยนการสอน 1. จดประสงคทวไป เพอใหมทกษะและเจตคตทดตอการตอวงจร วด และทดสอบคาในวงจรอนกรม
2. จดประสงคเชงพฤตกรรม เมอผเรยนปฏบต เรองวงจรไฟฟาแบบอนกรมจบแลว ผเรยนสามารถ
2.1 ตอวงจรไฟฟาแบบอนกรมไดถกตอง 2.2 วดหาคากระแสไฟฟาและแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมไดถกตอง
2.3 คานวณหาคากระแสไฟฟา แรงดนไฟฟาและความตานทานรวมในวงจรไฟฟาแบบอนกรมไดถกตอง
2.4 ทางานรวมกนเปนกลมอยางมกจนสยในการปฏบตงานทดได
3. เจตคต คณธรรม คานยมอนพงประสงค 3.1 ความรบผดชอบ 3.2 ความมวนย 3.3 การตรงตอเวลา 3.4 ความมมนษยสมพนธ 3.5 ความรทกษะและวชาชพ 3.6 ความสนใจใฝหาความร 3.7 ศกษาขอมลอยางเปนระบบ 3.8 ทาตามลาดบขน 3.9 ประหยด เรยบงาย ไดประโยชนสงสด 3.10 การมสวนรวม
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
23
เนอหาสาระ จากทไดศกษาเกยวกบลกษณะความรพนฐานและกฎตางทเกยวของกบวงจรไฟฟามาแลวนน ในหนวยนจะกลาวถงลกษณะสมบตและการคานวณหาคาตาง ๆ ของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ซงเปนความรพนฐานทจาเปนในการแกปญหาวงจรไฟฟาทมความยงยากและซบซอนเชนกน
1. ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม การตอตวตานทานแบบอนกรม หมายถง การนาเอาตวตานทานตงแต 2 ตวขนไปมาตอเรยงลาดบ
กนไปในเสนวงจรเดยวกน โดยปลายดานหนงของตวตานทานตวแรกตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสอง และปลายอกดานหนงของตวตานทานตวทสองตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสามและตอถดกนไปเรอย ๆ ซงคาความตานทานรวมไดจากผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT
+ + + +- - - -
I1 I2 I3 In
รปท 3.1 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
2. ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม 2.1 แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เปนไปตามกฎของโอหมทกลาวไว กระแสไฟฟาจะแปรผนตรงกบแรงดนไฟฟาและแปรผกผนกบคาความตานทาน นนคอ ถาใหคาความตานทานคงท แรงดนตกครอมตวตานทานเพมขน กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานจะเพมขนดวย เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมดงรปท 3.2 ดงนนแรงดนในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย”
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT
+ + + +- - - -
รปท 3.2 แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานวงจรอนกรม
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
24
จากรปท 3.2 หาแรงดนไฟฟา ดงน
nVVVVE K+++= 321
เมอ E แทน แรงดนไฟฟาแหลงจาย V1 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R1
V2 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R2
V3 แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R3
Vn แทน แรงดนไฟฟาตกครอม R ตวสดทาย
2.2 กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน เชน ถาแหลงจายแรงดนไฟฟา (E) จายกระแสไฟฟา 2 มลลแอมแปรใหกบวงจร โดยกระแสไฟฟาไหลออกจากขวบวกของแหลงแรงดนไฟฟา จะเหนไดวาเมอทาการวดคากระแสไฟฟาทจดใดกตามจะมคาเทากบ 2 มลลแอมแปรทกจดในวงจร ดงรปท 3.3
E
R1
R2
R3
+
-
I1= 2 mA
I2= 2 mA
I3= 2 mA
A+ -
A
+
-
A +-
รปท 3.3 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรมแสดงโดยสญลกษณ
E+
-
I1 I2 I3 InIT
รปท 3.4 กระแสไฟฟาในวงจรอนกรม
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
25
จากรปท 3.4 หากระแสไฟฟา ดงน
nT IIIII K==== 321
เมอ IT แทน กระแสไฟฟารวม I1 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R1
I2 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R2
I3 แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R3
In แทน กระแสไฟฟาทไหลผาน R ตวสดทาย
2.3 คาความตานทานรวม (RT) ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมทไดจะมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ
R1 R2 R3 Rn
RT รปท 3.5 การตอตวตานทานแบบอนกรม
จากรปท 3.5 หาความตานทานรวมได ดงน nT RRRRR K+++= 321
เมอ TR = ความตานทานรวม 321 ,, RRR = ความตานทานของตวตานทานแตละตว 2.4 กาลงไฟฟาทเกดขนทตวตานทานในแตละตวในวงจร เมอนามารวมกนกจะมคาเทากบกาลงไฟฟาทงหมดของวงจร nT PPPPP K+++= 321
เมอ P1 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R1
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
26
(3-5)
(3-6)
P2 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R2
P3 แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R3
Pn แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R ตวสดทาย
3. การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
รปท 3.6 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จากรปท 3.6 คานวณหาคาตาง ๆ ไดดงน หาคาแรงดนไฟฟาในวงจร จากลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรมทแรงดนไฟฟาท
ตกครอมตวตานทานแตละตวมคาแตกตางกนและสามารถนากฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย” และนากฎของโอหมมาใชหาคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว
321 VVVE ++= (3-1)
1111 RIRIV T == (3-2)
2222 RIRIV T == (3-3)
3333 RIRIV T == (3-4)
หาคากระแสไฟฟาในวงจร ไดจาก
3
3
2
2
1
1
321
R
V
R
V
R
V
R
E
IIII
T
T
===
===
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
27
หาคาความตานทานรวม ไดจาก
321 RRRRT ++= (3-7)
หาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม ไดจาก
1
21
12
1111R
VRIVIP === (3-8)
2
22
22
2222R
VRIVIP === (3-9)
3
23
32
3333R
VRIVIP === (3-10)
321 PPPPT ++= (3-11)
หรอ EIP TT = (3-12)
เครองมอ วสดและอปกรณ 1. มลตมเตอรแบบดจตอล จานวน 1 เครอง 2. แหลงจายไฟฟากระแสตรงปรบคาได 0 – 30 V จานวน 1 เครอง 3. แผงประกอบวงจร จานวน 1 แผง
4. ตวตานทาน 100 Ω จานวน 1 ตว 5. ตวตานทาน 220 Ω จานวน 1 ตว
6. ตวตานทาน 1 kΩ จานวน 1 ตว 7. สายตอวงจร จานวน 10 เสน 8. สายปากคบ จานวน 10 เสน
ลาดบขนการทดลอง
1. ตอตวตานทานแบบอนกรมบนแผงทดลองตามรป 3.7 ใชมลตมเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโอหมมเตอร วดคาความตานทานของตวตานทานแตละตวตามรปท 3.8 บนทกคาลงในตารางท 3.1
รปท 3.7 ตอตวตานทานแบบอนกรม
R1= 100 Ω R2= 220 Ω R3= 1 kΩ
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
28
รปท 3.8 วดคาความตานทานแตละตวแสดงเปนรปเสมอน 2. ใชมลตมเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโอหมมเตอร วดคาความตานทานรวมของ
วงจร บนทกคาลงในตารางท 3.1
รปท 3.9 วดคาความตานทานรวมของวงจรแสดงเปนรปเสมอน
3. ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.10 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V ใชมลต-มเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโวลตมเตอร วดแรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 , V2 และ V3 บนทกคาลงในตารางท 3.1
………..Ω
………..Ω R1 R2 R3
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
29
+
-E= 12V
R2 = 220 Ω R1 = 100 Ω R3 = 1 kΩ
+ -V
V1
+ -V
V2
+ -V
V3
รปท 3.10 วดแรงดนตกครอมตวตานทานวงจรไฟฟาแบบอนกรมแสดงเปนสญลกษณ
รปท 3.11 วดแรงดนตกครอมตวตานทานวงจรไฟฟาแบบอนกรมแสดงเปนรปเสมอน 4. ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.12 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วด
กระแสไฟฟารวม IT และวดกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว คอ I1 , I2 และ I3 บนทกคาลงในตารางท 3.1
V1 V2 V3
………V
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
30
+
-E= 12V
R2 = 220 Ω R1 = 100 Ω R3 = 1 kΩ
IT
+ -
+
-
I1A A A
A
+ - + -
I2
I3
รปท 3.12 วดกระแสไฟฟาทไหลผานวงจรไฟฟาแบบอนกรมแสดงเปนสญลกษณ
รปท 3.13 ตวอยางวดกระแสไฟฟาแสดงเปนรปเสมอน
5. คานวณคาแรงดนไฟฟา กระแสไฟฟา และกาลงไฟฟา ตามกาหนดในตารางท 3.1 นาคาทได
บนทกคาลงในตารางท 3.1
IT I1 I2 I3
………A ………A ………A ………A
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
31
แสดงวธคานวณคาแรงดนไฟฟา ..............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................... แสดงวธคานวณคากระแสไฟฟา ..............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................ แสดงวธคานวณคากาลงไฟฟา ..............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
32
ตารางท 3.1 ตารางบนทกผลการทาลอง
ผลการทดลองจาก R1 R2 R3 RT หนวย การวด Ω
ผลการทดลองจาก V1 V2 V3 E หนวย การวด V
การคานวณ V ผลการทดลองจาก I1 I2 I3 IT หนวย
การวด mA การคานวณ mA
ผลการทดลองจาก P1 P2 P3 PT หนวย การคานวณ
6. เปรยบเทยบผลการทดลองระหวางคาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ 6.1 ผลการเปรยบเทยบคาแรงดนไฟฟาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ 6.2 ผลการเปรยบเทยบคากระแสไฟฟาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................................ 7. นาผลการทดลองจากตารางท 3.1 มาพสจนตามสมบตวงจรขนานดงน
จากสมการท 3-1 321 VVVE ++=
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
33
จากสมการท 3-5 321 IIIIT ===
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................ จากสมการท 3-11 321 PPPPT ++=
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................ ขอควรระวง 1. การใชมลตมเตอรแบบดจตอลวดกระแสไฟฟาและแรงดนไฟฟา ตองใชยานวดใหถกตองและเหมาะสมกบคาทตองการวด
2. การใชมลตมเตอรแบบดจตอลวดแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟา ตองตอสายใหถกขว มฉะนน มลตมเตอรแบบดจตอลอาจเสยหาย และจะใหคาทมผลเปนคาลบได
3. ในการวดทกครง ไมควรสมผสกบสวนทเปนโลหะของสายวด เพราะจะทาให คาทวดไดคลาดเคลอนสง 4. ขณะทาการประกอบวงจรหรอเปลยนจดทดลองควรปดแหลงจายไฟฟากระแสตรงทกครงเพอปองกนไฟฟาลดวงจร สรปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
34
คาถามทายการทดลอง
1. เมอนาตวตานทานมาตออนกรมกน ผลของความตานทานรวมในวงจรจะเปนอยางไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. ผลรวมของแรงดนไฟฟาตกครอมในวงจรอนกรม มคาเทากบแรงดนทแหลงจายไฟฟา จรงหรอไม เพราะอะไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวในวงจรอนกรมมคาเทากนจรงหรอไม เพราะอะไร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
35
ใบตรวจสภาพเครองมอ
ชอ-สกล……………………………………………………………………………ชน ปวช 1. กลม……………เลขท ...............
ขอมลมลตมเตอร ใชทดลอง ไมใชในการทดลอง ยหอ……………………………..รน…….…..……………..
รปภาพดจตอลมลตมเตอร
ตาแหนง รายการ
ตรวจสภาพ
สภาพกอน ใชงาน
สภาพหลง ใชงาน
ด เสย ด เสย 1 สวตชเปดปดเครอง
2 จอแสดงผล
3 ปมลอคคา
4 สวตชเลอกยานวด
5 ขวเสยบสายวด
6 สายวด
สรปการตรวจสภาพมลตมเตอร ใชงานได
ใชงานไมได
ขอมลแหลงจายไฟ DC ใชทดลอง ไมใชในการทดลอง ยหอ……………………………..รน…….…..……………..
รปภาพแหลงจายไฟกระแสตรง (DC)
ตาแหนง รายการ
ตรวจสภาพ
สภาพกอน ใชงาน
สภาพหลง ใชงาน
ด เสย ด เสย 1 จอแสดงผล
2 ชดปมปรบแรงดน
3 ชดปมปรบกระแส
4 สวตชเปดปดเครอง
5 ขว บวก กราวด ลบ
สรปการตรวจสภาพแหลงจายไฟ ใชงานได
ใชงานไมได
2 1
4
5
3
6
1
2
3
4
5
ใบประเมนผลใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
คะแนนเตม
95 คะแนน เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
36
ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………
รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได หมายเหต
1. การเตรยมเครองมอ วสด อปกรณ 5
2. วดคาความตานทานของตวตานทาน 10
3. วดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว 10
4. วดกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว 10
5. คานวณแรงดนไฟฟา กระแสไฟฟา และกาลงไฟฟา 10 6. เปรยบเทยบผลการทดลองระหวางคาทไดจากการวดกบคาท ไดจากการคานวณ
5
7. นาผลการทดลองจากตารางท 3.1 มาพสจนตามสมบต วงจรอนกรม
15
8. สรปผลการทดลอง 10 9. ตอบคาถามทายการทดลอง 15 10. การเกบเครองมอ วสด อปกรณ 5
รวมคะแนน 95
ลงชอ………………………………………..…ผประเมน
(..…………................................) ………/…………/……….
เกณฑการประเมนผลใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
คะแนนเตม 95 คะแนน เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
37
รายการประเมนผล
1. การเตรยมเครองมอ วสด อปกรณ คะแนนเตม 5 คะแนน เตรยมเครองมอ วสด อปกรณ ครบตามทกาหนดให 5 คะแนน ไมครบตดคะแนนชนละ 1 คะแนน 2. ใชมลตมเตอรแบบดจตอล วดคาความตานทานของตวตานทานแตละตว และตอวงจรแบบ ขนานตามรปท 3.7 วดคาความตานทานรวม บนทกคาลงในตารางท 3.1 คะแนนเตม 10 คะแนน วดคาความตานทานของตวตานทานแตละตว และตอวงจรแบบอนกรม ตามรปท 3.7 วดคา ความตานทานรวม บนทกคาลงในตารางท 3.1 ถกตองให 10 คะแนน ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 2 คะแนน 3. ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.10 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดแรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 , V2 และ V3 บนทกคาลงในตารางท 3.1 คะแนนเตม 10 คะแนน ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.10 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดแรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 , V2 และ V3 บนทกคาลงในตารางท 3.1 ถกตองให 10 คะแนน ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 2 คะแนน
4. ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.12 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดกระแสไฟฟารวม IT และวดกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว คอ I1 , I2 และ I3 บนทกคาลงในตารางท 3.1 คะแนนเตม 10 คะแนน
ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.12 จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดกระแสไฟฟารวม IT และวดกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว คอ I1 , I2 และ I3 บนทกคาลงในตารางท 3.1 ถกตองให 10 คะแนน ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 2 คะแนน
5. คานวณแรงดนไฟฟา กระแสไฟฟา และกาลงไฟฟา ตามกาหนดในตารางท 3.1 นาคาทได บนทกคาลงในตารางท 3.1 คะแนนเตม 10 คะแนน
คานวณแรงดนไฟฟา กระแสไฟฟา และกาลงไฟฟา ตามกาหนดในตารางท 4.1 นาคาทได บนทกคาลงในตารางท 3.1 ถกตองให 10 คะแนน ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 3 คะแนน
6. เปรยบเทยบผลการทดลองระหวางคาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ คะแนนเตม 5 คะแนน เปรยบเทยบผลการทดลองระหวางคาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ ถกตองให 5 คะแนน ไมถกตองตดคะแนนจดละ 2 คะแนน
เกณฑการประเมนผลใบงานท 3
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
คะแนนเตม 95 คะแนน เรอง วงจรไฟฟาแบบอนกรม
38
7. นาผลการทดลองจากตารางท 3.1 มาพสจนตามสมบตวงจรอนกรม คะแนนเตม 15 คะแนน
นาผลการทดลองจากตารางท 3.1 มาพสจนตามสมบตวงจรอนกรมถกตองครบคณสมบต ทกขอให 15 คะแนน ไมถกตองครบคณสมบตทกขอใหตดคะแนนขอละ 5 คะแนน
8. สรปผลการทดลอง คะแนนเตม 10 คะแนน สรปผลการทดลองครบทกวตถประสงคเชงพฤตกรรมให 10 คะแนน ไมครบทกวตถประสงคเชงพฤตกรรม ตดคะแนนขอละ 3 คะแนน
9. ตอบคาถามทายการทดลอง คะแนนเตม 15 คะแนน ตอบคาถามทายการทดลองถกทกขอให 15 คะแนน ผด ตดคะแนนขอละ 5คะแนน
10. การเกบเครองมอ วสด อปกรณ คะแนนเตม 5 คะแนน เกบเครองมอ วสด อปกรณ ครบตามทกาหนดให 5 คะแนน ไมครบ ตดคะแนนชนละ 1 คะแนน
แบบทดสอบหลงเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
39
คาชแจง 1. จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว 2. แบบทดสอบมจานวน 10 ขอ ใชเวลาทาแบบทดสอบ 20 นาท ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 1. บอกความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได
1.ขอใดคอลกษณะของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ก. แรงดนไฟฟาจากแหลงจายไฟฟาปอนใหกบโหลดทตอเรยงกน ข. โหลดตงแตสองตวขนไป ตอเรยงกนไป ค. โหลดตงแต 2 ตวขนไป ตอรวมกนระหวางจดสองจด ง. ถกทงขอ ก และ ข วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 2. บอกลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 2. ขอใดคอลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ก. เมอตอตวตานทานอนกรมเพมขน ความตานทานรวมจะลดลง ข. ตวตานทานทมคามาก แรงดนไฟฟาทตกครอมจะมคานอย ค. แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวมคาเทากน ง. กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวมคาเทากน จากวงจรไฟฟาในรปท 1 ใชตอบคาถามขอท 3-6
E= 40 V+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1= 8 Ω R2= 10 Ω R3= 2 Ω
รปท 1 สาหรบตอบคาถามขอท 3-6 วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 3. คานวณหาคาความตานทานในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 3. ความตานทานรวมในวงจรมคาเทาไร ก. 40 Ω ข. 20 Ω ค. 14 Ω ง. 5 Ω
แบบทดสอบหลงเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
40
วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 4. คานวณหาคากระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 4. กระแสไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 4 A ข. 3 A ค. 2 A ง. 1 A วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 5. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 5.แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน R3 มคาเทาไร ก. 10 V ข. 8 V ค. 7 V ง. 4 V วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 6. คานวณหากาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 6.กาลงไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 80 W ข. 60 W ค. 20 W ง. 15 W จากวงจรไฟฟาในรปท 2 ใชตอบคาถามขอท 7-10
E=?
+
-V1= 5 V
IT
+ + +- - -
R1 R2 R3= 3 Ω
V2= 10 V V3= 15 V
รปท 2 สาหรบตอบคาถามขอท 7-10
วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 4. คานวณหาคากระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 7. กระแสไฟฟาทไหลผาน R3 มคาเทาไร ก. 1.6 A ข. 3.3 A ค. 5 A ง. 6.6 A
แบบทดสอบหลงเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
41
วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 5. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 8.แรงดนไฟฟารวมมคาเทาไร ก. 3 V ข. 10 V ค. 25 V ง. 30 V วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 3. คานวณหาคาความตานทานในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 9. ตวตานทาน R2 มคาความตานทานเทาไร ก. 15 Ω ข. 5 Ω ค. 2 Ω ง. 1 Ω วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 6. คานวณหากาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได 10.กาลงไฟฟาท R1 มคาเทาไร ก. 1 W ข. 25 W ค. 125 W ง. 150 W
แบบทดสอบหลงเรยน
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5 หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
42
กระดาษคาตอบแบบทดสอบหลงเรยน
คาสง จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว ลงในชองของ กระดาษคาตอบ
ชอ – สกล ......................................................... เลขท ........ ชน ..........................
สรปผล เตม 10
คะแนนเกบ 10 คะแนนได เกณฑการประเมน ทาแบบทดสอบได 9 – 10 คะแนน ระดบคณภาพ ดมาก ทาแบบทดสอบได 7 – 8 คะแนน ระดบคณภาพ ด ทาแบบทดสอบได 5 – 6 คะแนน ระดบคณภาพ พอใช ทาแบบทดสอบได 0 – 4 คะแนน ระดบคณภาพ ปรบปรง
ขอ ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ใบประเมนผลคณธรรม จรยธรรม
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
43
ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………
รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได หมายเหต
คณธรรม จรยธรรม 30 1 2 3
1. ความรบผดชอบ : มอปกรณการเรยนครบถวน สงงานครบ 3 2. ความมวนย : ปฏบตตามกฎระเบยบ แตงกายเรยบรอย 3 3. การตรงตอเวลา : เขาเรยนตรงเวลา ทางานสงตามกาหนด 3 4. ความมมนษยสมพนธ : มนาใจชวยเหลอผอน 3 5. ความรทกษะและวชาชพ : ปฏบตงานได 3 6. ความสนใจใฝหาความร : ขยนและสนใจในการเรยน 3 7. ศกษาขอมลอยางเปนระบบ : ทาความเขาใจกอนปฏบต 3 8. ทาตามลาดบขน : ทาตามลาดบขนตอนความสาคญ 3 9. ประหยด เรยบงาย ไดประโยชนสงสด : แกปญหาดวย
ความเรยบงายและประหยด 3
10.การมสวนรวม : มสวนรวมในการทางานกลม 3
รวมคะแนน 30
หมายเหต การประเมนสามารถทาทละขอหรอหลายขอและทาไดทงขณะกอนหรอระหวาง หรอหลงเรยน เกณฑการประเมน
1 หมายถง ตองปรบปรง 2 หมายถง พอใช 3 หมายถง ด
ลงชอ………………………………………..…ผประเมน
(..…………................................) ………/…………/……….
เอกสารอางอง
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
44
ชด อนทะส. (2540). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: เมดทรายพรนตง. ธารงศกด หมนกาหรม. (2556). วงจรไฟฟากระแสตรง. นนทบร: ศนยหนงสอเมองไทย. บรรจง จนทมาศ. (2557). ทฤษฎวงจรไฟฟากระแสตรง. พมพครงท 23. กรงเทพฯ: พมพดการพมพ. บญลา ศกดภทรนนท. (2558). วงจรไฟฟากระแสตรง. นนทบร: ศนยหนงสอเมองไทย. ไมตร วรวฒจรรยากล. (2553). ทฤษฎวงจรไฟฟา เลม 2 (ฉบบปรบปรงใหม). พมพครงท 9. กรงเทพฯ: ส.เอเซยเพรส. วราภรณ ทมชาต. (2556). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: รตนโรจนการพมพ. วษณ บวเทศ. (2558). การวเคราะหวงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: ปญญาชน. วโรจน รตนวจารณ. (2557). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: ส.เตมรกการพมพ. ไวพจน ศรธญ และคณศร จนทรโสดา. (2558). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: เอสเคเอส อนเตอร การพมพ ศรศกด นอยไรภม. (2557). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: ศนยสงเสรมวชาการ. Charles K. Alexander, Matthew N.O. Sadiku. (2004). Fundamentals of Electric
Circuits. Second Edition. Singapore : McGraw-Hill. Meade, Russell. (2005). Foundations of Electronics : Circuits and Devices.
Singapore : Thomson Learning. Tony R. Kuphaldt. Lessons In Electric Circuits, Volume I-DC. [online]. Available from :
http://www.openbookproject.net//electricCircuits/DC/DC.pdf (12 Mar 2016).
ภาคผนวก
เฉลยแบบฝกหด
เฉลยใบงาน
เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน – หลงเรยน
ใบสรปการประเมนผล
สอ Power Point
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
46
ตอนท 1 จงตอบคาถามตอไปนใหถกตองและสมบรณ 1. วงจรไฟฟาแบบอนกรมคอการนาเอาตวตานทานตงแต 2 ตวขนไปมาตอเรยงลาดบกนไปในเสนวงจรเดยวกน โดยปลายดานหนงของตวตานทานตวแรกตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสอง และปลายอกดานหนงของตวตานทานตวทสองตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสามและตอถดกนไปเรอย ๆ
2. ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม มดงน 2.1 คาความตานทานรวม ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ nT RRRRR K+++= 321
2.2 แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมแรงดนในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของ เคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆจะมคาเทากบศนย”จะหาแรงดนไฟฟาได
nVVVVE K+++= 321
2.3 กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน nT IIIII K==== 321
2.4 กาลงไฟฟาทเกดทโหลดแตละสาขาของวงจร เมอนามารวมกนมคาเทากบกาลงไฟฟารวม nT PPPPP K+++= 321
ตอนท 2 จงแสดงวธทา 1. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.12 จงคานวณหาคา
ก. ความตานทานรวม (RT) ข. กระแสไฟฟา IT , I1 , I2 , I3 และ I3 ค. แรงดนไฟฟา V1 , V2 ,V3 และ V4
ง. กาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตว และกาลงไฟฟารวม (P1 , P2 , P3 , P4 , PT) จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทาน R1 เพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
47
E= 20 V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1= 2 Ω½ W R2= 4 Ω R3= 5 Ω
V4
+ -
R4= 8 Ω
รปท 3.12 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 1
วธทา ก. ความตานทานรวม (RT)
Ω
ΩΩΩΩ
=
+++=
+++=
19
85424321 RRRRRT
∴ ความตานทานรวม = 19 โอหม
ข. กระแสไฟฟา IT , I1 , I2 , I3 และ I4 4321 IIIIIT ====
TT
R
EI =
A05.1
19
V20
=
=Ω
∴ กระแสไฟฟา IT , I1 , I2 , I3 และ I4 = 1.05 แอมแปร
ค. แรงดนไฟฟา V1 , V2 ,V3 และ V4
V1.2
2A05.111
=
×=
=
Ω
RIV T
V2.4
4A05.122
=
×=
=
Ω
RIV T
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
48
V25.5
5A05.133
=
×=
=
Ω
RIV T
V4.8
8mA05.144
=
×=
=
Ω
RIV T
∴ แรงดนไฟฟา V1 = 2.1 โวลต แรงดนไฟฟา V2 = 4.2 โวลต แรงดนไฟฟา V3 = 5.3 โวลต แรงดนไฟฟา V4 = 8.4 โวลต ง. กาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตว และกาลงไฟฟารวม (P1 , P2 , P3 , P4 , PT)
W21.2
V1.2A05.111
=
×=
= VIP T
W41.4
V2.4A05.122
=
×=
= VIP T
W82.8
V4.8A05.1
W57.5
V3.5A05.1
44
33
=
×=
=
=
×=
=
VIP
VIP
T
T
W01.21
W82.8W57.5W41.4W21.24321
=
+++=
+++= PPPPPT
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
49
W21
V20A05.1
=
×=
= EIP TT
∴ กาลงไฟฟา P1 = 2.21 วตต กาลงไฟฟา P2 = 4.41 วตต กาลงไฟฟา P3 = 5.57 วตต กาลงไฟฟา P4 = 8.82 วตต กาลงไฟฟารวม (PT ) = 21 วตต
จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทาน R1 เพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร
R1 ถาใชตวตานทานขนาด ½ W หรอ 0.5 W จะมอตราทนกาลงไดไมเพยงพอกบกาลงไฟฟาทเกดขน 2.21 W เมอนาไปประกอบวงจรทาให R1 เกดความเสยหายหรอไหมไดดงนนจงควรเลอกใชตวตานทานมอตราทนกาลงอยางตา 3 W 2. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.13 จงคานวณหาคา
ก. แรงดนไฟฟา V1 , V2 และ V3 ข. ความตานทาน R3 ค. ความตานทานรวม (RT)
E= 100 V+
-
V1 V2 V3
IT= 4 A
+ + +- - -
R1= 12 Ω R2= 8 Ω R3= ?
รปท 3.13 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 2
วธทา ก. แรงดนไฟฟา V1 , V2 และ V3
V48
12A411
=
×=
=
Ω
RIV T
หรอ
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
50
V32
8A422
=
×=
=
Ω
RIV T
V20
V)32V48(V100
)( 213
321
=
+−=
+−=
++=
VVEV
VVVE
∴ แรงดนไฟฟา V1 = 48 โวลต แรงดนไฟฟา V2 = 32 โวลต แรงดนไฟฟา V3 = 20 โวลต
ข. ความตานทาน R3
Ω=
=
=
5
A4
V20
33
TI
VR
∴ ความตานทาน R3 = 5 โอหม ค. ความตานทานรวม (RT)
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
25
5812321 RRRRT
∴ ความตานทานรวม = 25 โอหม
3. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.14 จงคานวณหาคา ก. ความตานทาน R1 , R2 และ R3
ข. ความตานทานรวม (RT) ค. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E)
จาก
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
51
E=? +
-V1= 4 V V2= 10 V V3= 8 V
IT= 4 A
+ + +- - -
R1 R2 R3
รปท 3.14 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 3
ก. ความตานทาน R1 , R2 และ R3
Ω=
=
=
1
A4
V4
11
TI
VR
Ω=
=
=
5.2
A4
V10
22
TI
VR
Ω=
=
=
2
A4
V8
33
TI
VR
∴ ความตานทาน R1 = 1 โอหม ความตานทาน R2 = 2.5 โอหม ความตานทาน R3 = 2 โอหม
ข. ความตานทานรวม (RT)
ΩΩΩ ++=
++=
25.21321 RRRRT
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
52
Ω= 5.5
∴ ความตานทานรวม = 5.5 โอหม ค. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E)
V22
5.5A4
=
×=
=
Ω
TT RIE
∴ ความตานทานรวม = 22 โวลต
4. จากวงจรไฟฟาในรปท 3.15 จงคานวณหาคา ก. ความตานทาน R1 และ R3 ข. ความตานทานรวม (RT) ค. แรงดนไฟฟา V1 และ V2 ง. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E) จ. กาลงไฟฟารวม (PT)
E=? +
-V1 V2 V3= 8 V
IT= 2 A
+ + +- - -
P1= 40 WR1 R2= 4 Ω R3
รปท 3.15 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 4
วธทา ก. ความตานทาน R1 และ R3
Ω=
=
=
=
10A)2(
W402
21
1
12
1
T
T
I
PR
RIP
จาก
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
53
∴ ความตานทาน R1 = 10 โอหม
Ω=
=
=
4
A2
V8
33
TI
VR
∴ ความตานทาน R1 = 4 โอหม
ข. ความตานทานรวม (RT)
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
18
4410321 RRRRT
∴ ความตานทานรวม (RT) = 4 โอหม
ค. แรงดนไฟฟา V1 และ V2
V20
10A211
=
×=
=
Ω
RIV T
V8
4A222
=
×=
=
Ω
RIV T
∴ แรงดนไฟฟา V1 = 48 โวลต แรงดนไฟฟา V2 = 32 โวลต
ง. แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E)
V33
V8V8V20321
=
++=
++= VVVE
∴ แรงดนไฟฟาทแหลงจาย (E) = 33 โวลต
ใบเฉลยแบบฝกหด
รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
54
จ. กาลงไฟฟารวม (PT)
W66
V33A2
=
×=
= EIP TT
∴ กาลงไฟฟารวม (PT) = 66 วตต
เฉลยใบงานท 3 รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
55
ตารางท 3.1 ตารางบนทกผลการทาลอง
ผลการทดลองจาก R1 R2 R3 RT หนวย การวด 100 220 1000 1320 Ω
ผลการทดลองจาก V1 V2 V3 E หนวย การวด 0.91 1.99 9.09 12 V
การคานวณ 0.91 1.99 9.09 11.99 V ผลการทดลองจาก I1 I2 I3 IT หนวย
การวด 9.09 9.09 9.09 9.09 mA
การคานวณ 9.09 9.09 9.09 9.09 mA ผลการทดลองจาก P1 P2 P3 PT หนวย
การคานวณ 8.27 18.09 82.63 108.99 mW
6. คานวณคาแรงดนไฟฟา คากระแสไฟฟา และคากาลงไฟฟา ตามกาหนดในตารางท 3.1 นาคาทได บนทกคาลงในตารางท 3.1
แสดงวธคานวณคาแรงดนไฟฟา
V99.11320,1mA09.9
V09.9000,1mA09.9
V99.1200mA09.9
V91.0100mA09.9
333
222
111
=×==
=×==
=×==
=×==
Ω
Ω
Ω
Ω
TT RIE
RIV
RIV
RIV
แสดงวธคานวณคากระแสไฟฟา
mA1.9
mA1.900909.0000,1
V09.9
mA1.9009045.0220
V99.1
mA1.9A0091.0100
V91.0
321
3
33
2
22
1
11
====
====
====
====
Ω
Ω
Ω
IIII
AR
VI
AR
VI
R
VI
T
เฉลยใบงานท 3 รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
56
แสดงวธคานวณคากาลงไฟฟา
mW719.82V09.9mA1.9
mW109.18V99.1mA1.9
mW281.8V91.0mA1.9
333
222
111
=×==
=×==
=×==
VIP
VIP
VIP
mW109.109mW719.82mW109.18mW281.8321 =++=++= PPPPT
หรอ mW2.109V12mA1.9 =×== EIP TT
7. เปรยบเทยบผลการทดลองระหวางคาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ 7.1 ผลการเปรยบเทยบคาแรงดนไฟฟา คาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ ผลคาแรงดนไฟฟาทไดจากการวดมคาใกลเคยงกน หรอ อาจมคาเทากนกบคาแรงดนไฟฟาทไดจากการคานวณ เกดจากการทดลองคาอาจจะมความผดพลาดอยในตวอปกรณ หรอเครองมอ 7.2 ผลการเปรยบเทยบคากระแสไฟฟา คาทไดจากการวดกบคาทไดจากการคานวณ ผลคากระแสไฟฟาทไดจากการวดมคาใกลเคยงกน หรอ อาจมคาเทากนกบคากระแสไฟฟาทไดจากการคานวณ เกดจากการทดลองคาอาจจะมความผดพลาดอยในตวอปกรณ หรอเครองมอ 8. นาผลการทดลองจากตารางท 3.1 มาพสจนตามสมบตวงจรขนานดงน
จากสมการ 321 VVVE ++=
∴ V99.11V09.9V99.1V91.0 =++=E
จากสมการ 321 IIIIT ===
∴ mA1.9321 ==== IIIIT .
จากสมการ 321 PPPPT ++=
∴
mW109.109
mW719.82mW109.18mW281.8321
=
++=
++= PPPPT
เฉลยใบงานท 3 รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 4 ชวโมง
57
สรปผลการทดลอง
คาความตานทานรวม ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ nT RRRRR K+++= 321
แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมแรงดนไฟฟาในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนยหาแรงดนไฟฟาได
nVVVVE K+++= 321
กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน nT IIIII K==== 321
กาลงไฟฟาทเกดทโหลดแตละสาขาของวงจร เมอนามารวมกนมคาเทากบกาลงไฟฟารวม nT PPPPP K+++= 321
คาถามทายการทดลอง
1. เมอนาตวตานทานมาตออนกรมกน ผลของคาความตานทานรวมในวงจรจะเปนอยางไร คาความตานทานรวม ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน
2. ผลรวมของแรงดนไฟฟาตกครอมในวงจรอนกรม มคาเทากบแรงดนไฟฟาทแหลงจายไฟฟา จรงหรอไม เพราะอะไร ผลรวมของแรงดนไฟฟาตกครอมในวงจรอนกรม มคาเทากบแรงดนทแหลงจายไฟฟาจรง เพราะแรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมแรงดนไฟฟาในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟ ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆจะมคาเทากบศนยหาแรงดนไฟฟา
nVVVVE K+++= 321
3. กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวในวงจรอนกรมมคาเทากนจรงหรอไม เพราะอะไร กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวในวงจรอนกรมมคาเทากนจรง เพราะกระแสไฟฟาทไหล
ในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน
nT IIIII K==== 321
ใบเฉลยแบบทดสอบกอนเรยน - หลงเรยน
รหสวชา 2104-2002 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง หนวยท 3
ชอหนวย วงจรไฟฟาแบบอนกรม จานวน 14 ขอ
ขอ เฉลย
1 ง
2 ค
3 ข
4 ง
5 ข
6 ค
7 ก
8 ก
9 ค
10 ง
ขอ เฉลย
1 ก
2 ง
3 ข
4 ค
5 ง
6 ก
7 ค
8 ง
9 ค
10 ข
58
หลงเรยน กอนเรยน
ใบสรปการประเมนผล รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 5
หนวยท 3 : วงจรไฟฟาแบบอนกรม
จานวน 4 ชวโมง
59
ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………
รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได 1. แบบทดสอบกอนเรยน 10
2. ใบแบบฝกหด 50
3. ใบงาน 95
4. แบบทดสอบหลงเรยน 10
5. คณธรรม จรยธรรม 30
รวมคะแนน 195
ลงชอ………………………………………..…ผประเมน
(..…………................................) ………/…………/……….
หนวยท 3 วงจรไฟฟาแบบอนกรมวชาวงจรไฟฟากระแสตรง 2104-2002
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 1
...?.. V
จดประสงคการเรยนการสอนจดประสงคการเรยนการสอน
•จดประสงคทวไป เพอใหมความรและเขาใจการตอวงจรไฟฟาแบบอนกรมการคานวณหาคากระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา ความตานทาน และกาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 2
จดประสงคเชงพฤตกรรม1. บอกความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได2. บอกลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได3. คานวณหาคาความตานทานในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได4. คานวณหาคากระแสไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได5. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาแบบอนกรมได6. คานวณหากาลงไฟฟาของวงจรไฟฟาแบบอนกรมได
จดประสงคการเรยนการสอนจดประสงคการเรยนการสอน
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 3
3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
สาระการเรยนรสาระการเรยนร
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 4
3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม3.1 ความหมายของวงจรไฟฟาแบบอนกรม การตอตวตานทานแบบอนกรม หมายถง การนาเอาตวตานทานตงแต
2 ตวขนไปมาตอเรยงลาดบกนไปในเสนวงจรเดยวกน โดยปลายดานหนงของตวตานทานตวแรกตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสอง และปลายอกดานหนงของตวตานทานตวทสองตอกบปลายดานหนงของตวตานทานตวทสามและตอถดกนไปเรอย ๆ ซงคาความตานทานรวมไดจากผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน
รปท 3.1 วงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 5
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT
+ + + +- - - -
I1 I2 I3 In
3.2.1 แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน เปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆ จะมคาเทากบศนย”
รปท 3.2 แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานวงจรอนกรม
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 6
E
R1 R2 R3 Rn
+
-
V1 V2 V3 Vn
IT+ + + +- - - -
nVVVVE K+++= 321
3.2.2 กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน ดงรป
รป กระแสไฟฟาในวงจรอนกรมแสดงโดยสญลกษณ
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 7
E
R1
R2
R3
+
-
I1=2mA
I2=2mA
I3=2mA
A+ -
A
+
-
A +-
nT IIIII K==== 321
3.2.3 คาความตานทานรวม (RT) ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมทไดจะมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 8
R1 R2 R3 Rn
RT
nT RRRRR K+++= 321
3.2.4 กาลงไฟฟาทเกดขนทตวตานทานในแตละสาขาในวงจรเมอนามารวมกนกจะมคาเทากบกาลงไฟฟาทงหมด
ของวงจรnT PPPPP K321 ++=
เมอ P1
แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R1
P2
แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R2
P3
แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R3
Pn
แทน กาลงไฟฟาทเกดขนท R ตวสดทาย
3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม3.2 ลกษณะสมบตของวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 9
วงจรไฟฟาแบบอนกรม
คาแรงดนไฟฟาในวงจร
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 10
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
321 VVVE ++=
1111 RIRIV T ==
2222 RIRIV T ==
3333 RIRIV T ==
วงจรไฟฟาแบบอนกรมหาคากระแสไฟฟาในวงจร ไดจาก
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 11
3
3
2
2
1
1
321
R
V
R
V
R
V
R
E
IIII
T
T
===
===
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
หาคาความตานทานรวม ไดจาก
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 12
วงจรไฟฟาแบบอนกรม
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
321 RRRRT ++=
1
2
12
111R
ERIEIP ===
2
2
22
222R
ERIEIP ===
3
2
22
333R
ERIEIP ===
321 PPPPT ++=EIP TT =
หาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม ไดจาก
หรอ
3.3 การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 13
E
R1 R2 R3
+
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
I1 I2 I3
(P1) (P2) (P3)
จงหาคาความตานทานรวมของวงจรตวอยางท 3.1
ตอบ
จากสมการวธทา
แทนคา
การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 14
R1=3Ω R2=5Ω R3=8Ω R4=10Ω
RT
Ω
ΩΩΩΩ
=
+++=
+++=
26
108534321 RRRRRT
ตวอยางท 3.2 จงคานวณหาคา R4 เมอคาความตานทานรวมของวงจรเทากบ 100 ΩΩΩΩ
ตอบ
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 15การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
R1=20Ω R2=30Ω R3=15Ω R4 = ?
Ω
ΩΩΩΩ
=
−−−=
−−−=
+++=
35
1530201003214
4321
RRRRR
RRRRR
T
Tจากสมการ
จะได
ตวอยางท 3.3 จงคานวณหาคาความตานทานระหวางจด A-C และ ระหวางจด B-D
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 16การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
RAC
R2=5Ω R1=2Ω
R7=7Ω R6=4Ω
R4=9Ω R3=8Ω
R8=6Ω
R5=3Ω
R9=9Ω
A B
C D
RBD
Ω
ΩΩΩΩΩ
Ω
ΩΩΩΩΩ
=
++++=
++++=
=
++++=
++++=
35
96398
21
74352
98543
76521
RRRRRR
RRRRRR
BD
AC
ตอบ
ตอบ
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ก. ความตานทานรวม (RT) ข. กระแสไฟฟารวม (IT)
วธทา
ตอบ
ตอบ
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 17การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
100
553510321 RRRRT
TT
R
EI = A2.0
100
V20==
Ω
วธทา
จากขอ ข. IT = 0.2 A
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 18การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป ค. จงหาคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว (V1 , V2 , V3)
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
V2
10A2.011
=
×=
=
Ω
RIV T
V7
35A2.022
=
×=
=
Ω
RIV T
V11
55A2.033
=
×=
=
Ω
RIV T
ตอบตอบตอบ
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 19การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป ง. จงหาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม
(P1 , P2 , P3 , PT)
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
W4.0
V2A2.011
=
×=
= VIP T
( )
W4.0
10A2.0 2
12
1
=
×=
=
Ω
RIP T
หรอ
(P1)
จากขอ ข. IT = 0.2 A และขอ ค. V1 = 2 V
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 20การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป ง. จงหาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม
(P1 , P2 , P3 , PT)
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
หรอ
(P2)
W4.1
V7A2.022
=
×=
= VIP T
( )
W4.1
35A2.0 2
22
2
=
×=
=
Ω
RIP T
จากขอ ข. IT = 0.2 A และขอ ค. V2 = 7 V
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 21การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป ง. จงหาคากาลงไฟฟาทตวตานทานแตละตวและกาลงไฟฟารวม
(P1 , P2 , P3 , PT)
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
W2.2
V11A2.033
=
×=
= VIP Tหรอ
(P3)
จากขอ ข. IT = 0.2 A และขอ ค. V3 = 11 V
( )
W2.2
55A2.0 2
32
3
=
×=
=
Ω
RIP T
วธทา
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 22การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
ตวอยางท 3.4 จากวงจรไฟฟาในรป จ. กาลงไฟฟาทกาหนดใหของตวตานทานแตละตวเพยงพอหรอไม ถาไมเพยงพอตองใชอตรากาลง ตาสดเทาไร
E=20V +
-
V1 V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=10Ω
½ W R2=35Ω
½ W R3=55Ω
½ W
โหลด อตรากาลงทกาหนด
อตรากาลงทคานวณได
อตรากาลง ควรเลอกใชอตรากาลงตาสด
R1 0.5 W 0.4 W เพยงพอ 0.5 WR2 0.5 W 1.4 W ไมเพยงพอ 2 WR3 0.5 W 2.2 W ไมเพยงพอ 3 W
ตารางท 3.1 แสดงการพจารณาอตรากาลงตาสด
R2 และ R3 ถาใชตวตานทานขนาด 0.5 W จะมอตราทนกาลงไดไมเพยงพอกบกาลงไฟฟาทเกดขน เมอนาไปประกอบวงจรทาให R2 และ R3 เกดความเสยหายหรอไหมได
P1= 0.4 W P2= 1.4 W P3= 2.2 W
ตวอยางท 3.5 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ก. ความตานทานรวม (RT)
วธทา
ตอบ
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 23การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=? +
-V1=10V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=2kΩ R2=3kΩ R3=600Ω
Ω
ΩΩΩ
=
++=
++=
k6.5
k6.0k3k2321 RRRRT
ตวอยางท 3.5 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ข. กระแสไฟฟารวม (IT)
วธทา
ตอบ
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 24การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=? +
-V1=10V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=2kΩ R2=3kΩ R3=600Ω
3
3
2
2
1
1
321
R
V
R
V
R
V
R
E
IIII
T
T
===
===
1
1
R
VIT =
mA5
k2
V10
=
=Ω
ตวอยางท 3.5 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ค. แรงดนไฟฟาของแหลงจาย (E)
วธทา
ตอบ
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 25การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=? +
-V1=10V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=2kΩ R2=3kΩ R3=600Ω
V28
V3V15V10321
=
++=
++= VVVE
V15
k3mA522
=
×=
=
Ω
RIV T
V3
mV000,3
600mA533
=
=
×=
=
Ω
RIV TV28
k5.6mA5
=
×=
=
Ω
TT RIEหรอ
ตวอยางท 3.5 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ง. กาลงไฟฟารวม (PT )
วธทา วธท 1
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 26การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=? +
-V1=10V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=2kΩ R2=3kΩ R3=600Ω
Wm50
V10mA511
=
×=
= VIP T
Wm75
V15mA522
=
×=
= VIP T
Wm15
V3mA533
=
×=
= VIP T
P1 = ? W P2 = ? W P3 = ? W
ตวอยางท 3.5 จากวงจรไฟฟาในรป จงหาคา ง. กาลงไฟฟารวม (PT ) (ตอ)
ตอบ
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 27การคานวณหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟาแบบอนกรม
E=? +
-V1=10V
V2 V3
IT
+ + +- - -
R1=2kΩ R2=3kΩ R3=600Ω
หรอ วธท 2
Wm140
Wm15Wm75Wm50321
=
++=
++= PPPPT
Wm140
V28mA5
=
×=
= EIP TT
PT = ? W
วธทา วธท 1(ตอ)
วธท 2 ไดคาตอบเรวดนะ คดตอนสอบเอาแบบนดกวา
สรป
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 28
คาความตานทานรวม ของวงจรมคาเทากบผลรวมของคาความตานทานทกตวรวมกน ดงนนสงเกตไดวา คาความตานทานรวมคามากกวาคาความตานทานทมคามากทสดของการนามาตออนกรมกนเสมอ
nT RRRRR K+++= 321
สรป หนวยท 3 วงจรอนกรม
สรป (ตอ)
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 29
แรงดนไฟฟาทตกครอมทตวตานทานแตละตวจะมคาแตกตางกน ขนอยกบคาความตานทานแตละตว เมอนาตวตานทานตอเปนวงจรไฟฟาปดแบบอนกรมแรงดนในวงจรจะเปนไปตามกฎแรงดนไฟฟาของเคอชอฟฟทกลาวไววา “ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาปดใดๆจะมคาเทากบศนย” หาแรงดนไฟฟา
nVVVVE K+++= 321
สรป หนวยท 3 วงจรอนกรม
หนวยท 3 สปดาหท 5 ลาดบท 30
nT IIIII K==== 321
nT PPPPP K+++= 321
กระแสไฟฟาทไหลในวงจร มคาเทากนโดยตลอดไมวาจะไหลผานตวตานทานตวใดกตามทอยในวงจรอนกรมเดยวกน
กาลงไฟฟาทเกดทโหลดแตละสาขาของวงจร เมอนามารวมกนมคาเทากบกาลงไฟฟารวม
สรป (ตอ) สรป หนวยท 3 วงจรอนกรม