บทที่ 3 พลังงานไฟฟ้า

บทท่ี 3 พลังงานไฟฟ้า

โดย..ครูปนิชัยา นาคจ ารญู

ไฟฟา้มาจากไหน

เกิดขึน้เองตามธรรมชาต ิได้แก่ ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า

เกดิจากการเปลีย่นพลงังานความรอ้นเปน็พลงังานไฟฟ้า

เกิดจากการเปลีย่นแสงสวา่งใหเ้ปน็พลงังานไฟฟ้า

เกิดจากปฎกิริยิาเคม ีเช่น แบตเตอรี ่ถ่านไฟฉาย เซลลแ์หง้และเซลลเ์ชือ้เพลงิ

ไฟฟา้เกดิขึน้ไดอ้ยา่งไร

เราใชป้ระโยชนจ์ากกระแสไฟฟา้ทีผ่ลติขึน้ผา่นเครือ่งใชไ้ฟฟา้

ซึ่งเปลีย่นเป็นพลงังานรปูอื่น เช่น พลังงานแสง พลังงานเสยีง พลังงานกล

ได้แก่ พัดลม โทรทศัน ์วิทยุ เตารดี เป็นตน้

วงจรไฟฟา้

วงจรไฟฟา้

หมายถงึ ทางเดนิของกระแสไฟฟา้ซึง่ไหลมาจากแหลง่ก าเนดิผา่นตวัน า

และเครือ่งใช้ไฟฟา้แลว้ไหลกลบัไปยงัแหลง่ก าเนดิเดมิ

องคป์ระกอบของวงจรไฟฟา้

แหล่งก าเนดิไฟฟ้า

หมายถึง แหลง่จา่ยแรงดนัไฟฟ้าไปยงัวงจรไฟฟา้ เช่นแบตเตอรี ่

ตัวน าไฟฟา้

หมายถึง สายไฟฟ้าหรอืสือ่ท่ีจะเป็นตวัน าใหก้ระแสไฟฟา้ไหลผา่น

หมายถึง สายไฟฟ้าหรอืสือ่ท่ีจะเป็นตวัน าใหก้ระแสไฟฟา้ไหลผา่น

ไปยงัเครือ่งใชไ้ฟฟา้ ซึ่งตอ่ระหวา่งแหลง่ก าเนดิกบัเครือ่งใชไ้ฟฟา้

เครือ่งใชไ้ฟฟา้

เครือ่งใชท้ีส่ามารถเปลีย่นพลงังานไฟฟา้ใหเ้ป็นพลงังานรปูอื่น

ซึ่งจะเรยีกอีกอยา่งหนึง่ว่า โหลด

สวติช ์

คืออปุกรณท์ีใ่ชใ้นการปิดหรือเปดิวงจร

เพื่อท าหนา้ทีต่ดัตอ่และควบคมุการไหลของกระแสไฟฟา้

ฟิวส ์

คืออปุกรณท์ีป่อ้งกนัไมใ่หว้งจรไฟฟ้าหรอือุปกรณไ์ดร้บัความเสยีหาย

จากการท างานผดิปกตขิองวงจร เช่น โหลดเกิน หรือ เกิดการลดัวงจร

จะท าหนา้ทีใ่นการเปดิวงจรทีเ่รยีกวา่ ฟิวส์ขาดนัน่เอง

วิธีการตอ่วงจรไฟฟา้

วงจรอนกุรม

เป็นการน าเอาเครือ่งใชไ้ฟฟา้หลายๆ อัน มาต่อเรยีงกนัไปเหมอืนลกูโซ่

ปลายของเครือ่งใชไ้ฟฟา้ตวัที ่1 น าไปตอ่กบัตน้ของเครือ่งใชไ้ฟฟา้ตวัที ่2

แล้วน าไปตอ่เขา้กับแหลง่ก าเนดิ มีทางเดนิของกระแสไฟฟ้าได้ทางเดยีว





คุณสมบตัทิีส่ าคญัของวงจรอนกุรม

กระแสไฟฟา้จะไหลผา่นเทา่กนัตลอดวงจร

ก าลงัไฟจะลดลงตามจ านวนอปุกรณไ์ฟฟ้า

ถ้าเกดิเครือ่งใชไ้ฟฟา้ตวัใดตวัหนึง่ขาด จะท าใหว้งจรทัง้หมดไมท่ างาน

วงจรขนาน

เป็นการน าเอาเครือ่งใชไ้ฟฟา้ทกุๆ ตัวมาตอ่รวมกนั กลายเปน็วงจรยอ่ย

และตอ่เขา้กบัแหลง่ก าเนดิ โดยกระแสไฟฟา้จะสามารถไหลไดห้ลายทาง









คุณสมบัติที่ส าคัญของวงจรขนาน

กระแสไฟฟ้ารวมจะมีค่าเท่ากับกระแสไฟฟ้าย่อยของวงจรรวมกัน

ก าลังไฟจะเท่าเดิมถึงจะมีโหลดหลายอัน เพราะมีวงจรไฟฟ้าเป็นของตัวเอง

ถ้าเกดิเครือ่งใชไ้ฟฟา้ตวัใดตวัหนึง่ขาด วงจรกย็งัสามารถท างานได ้


วงจรผสม

เป็นวงจรที่น าเอาวิธีการต่อแบบอนุกรม และวิธีการต่อแบบขนาน

มารวมให้เป็นวงจรเดียวกัน โดยดูตามความเหมาะสม


สัญลักษณแ์ทนอปุกรณไ์ฟฟา้

สัญลกัษณ์แทนอปุกรณ์ไฟฟา้

ถ่านไฟฉายหรือเซลลไ์ฟฟา้ : ขีดยาวแทนขัว้บวก ขีดสั้นแทนขัว้ลบ

หลอดไฟฟา้

สัญลักษณ์แทนอุปกรณ์ไฟฟ้า

มอเตอร ์

ออดไฟฟา้


สวิทช ์

สายไฟ


โวลทม์ิเตอร ์

แอมป์มิเตอร ์


ความตา่งศกัยไ์ฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความตา้นทานไฟฟ้า

ความตา่งศกัยไ์ฟฟา้

คือ ความแตกตา่งของพลงังานไฟฟา้ระหวา่งจุดสองจดุ (ต่อแบบขนาน)

ซึ่งท าใหเ้กิดกระแสไฟฟ้าขึน้ (ไหลศกัยไ์ฟฟ้าจากสงู >>>ต่ า)

และจะหยดุไหลเมือ่ศกัยไ์ฟฟา้ทั้งสองจดุเทา่กนั

ความตา่งศกัยไ์ฟฟา้

เครือ่งมอืท่ีใชว้ดัความตา่งศกัยไ์ฟฟ้าคอื โวลตม์เิตอร์ (voltmeter)

เรยีกว่า มีหน่วย คือ โวลต ์(volt) ใช้ตวัยอ่ว่า V

สัญลักษณข์องโวลตม์เิตอร ์คือ

โวลต์มิเตอร์ (voltmeter)



ค่าของความตา่งศกัยไ์ฟฟา้

ความตา่งศกัยไ์ฟฟ้าของแหลง่ก าเนิดไฟฟ้าแตล่ะชนดิไมเ่ทา่กนั

เชน่ ถ่านไฟฉาย มีความต่างศกัยป์ระมาณ 1.5 โวลต ์

แบตเตอรี่รถยนต1์2 โวลต ์สายไฟฟ้าภายในบา้น220 โวลต ์

ถ้าความตา่งศกัยไ์ฟฟา้มคีา่มากขึน้ ระดับพลงังานไฟฟ้ากจ็ะมากขึน้

กระแสไฟฟา้

กระแสไฟฟา้

กระแสไฟฟา้เกดิขึน้จากการเคลือ่นท่ีของอเิลก็ตรอน

เครือ่งมอืท่ีใชว้ดักระแสไฟฟา้ในวงจรไฟฟา้ เรียกวา่ แอมมิเตอร์ (ammeter)

มีหน่วยการวดัคอื แอมแปร์ สัญลักษณข์องแอมมเิตอร ์คือ

แอมมเิตอร ์(ammeter)

ต้องมคีวามตา้นทานนอ้ย เพื่อใหก้ระแสไฟฟา้ผา่นตวัแอมมเิตอรใ์หม้ากทีส่ดุ

ใช้การต่อแบบอนกุรมเพื่อใหก้ระแสไฟฟา้ที่อ่านไดจ้ากแอมมเิตอร์

เป็นคา่เดยีวกบักระแสไฟฟา้ที่ไหลผา่น

แอมมเิตอร ์(ammeter)

การเขยีนวงจรไฟฟา้

1. วงจรไฟฟา้หนึง่ มีแหลง่ก าเนดิไฟฟ้าคอื ถ่านไฟฉาย 2 ก้อน ประกอบดว้ยหลอดไฟจ านวน 2 หลอด ต่อแบบอนกุรม แต่ละหลอดมีสวติซค์อยควบคมุการเปิด – ปิดไฟ รวมถงึตอ่โวลตม์เิตอรท์ีห่ลอดไฟหลอดแรก เพื่อวัดความตา่งศักยไ์ฟฟา้

2. วงจรไฟฟา้หนึง่ มีแหลง่ก าเนดิไฟฟ้าคอื ถ่ายไฟฉาย 3 ก้อน ประกอบดว้ยออดไฟฟ้า 1ตัว และหลอดไฟฟ้า 2 หลอด ต่อแบบขนาน รวมถงึตอ่แอมมเิตอร ์เพื่อวัดค่ากระแสไฟฟ้า

ประเภทของกระแสไฟฟา้

ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current : DC)

เป็นกระแสไฟฟ้าทีไ่หลในทศิทางเดยีวกนั จากขัว้บวกไปยงัขัว้ลบทางเดยีว

เช่น กระแสไฟฟ้าจากถา่นไฟฉาย หรือจากแบตเตอรี ่


ไฟฟ้ากระแสสลบั (Alternating Current : AC)

เป็นไฟฟ้าทีไ่หลกลบัทศิไปมา จากขัว้บวกไปยงัขัว้ลบและจากขัว้ลบไปยงัขัว้บวก

เช่น กระแสไฟฟ้าทีใ่ชต้ามอาคารบา้นเรอืน และจากไดนาโม



ความตา้นทานไฟฟา้ (resistance)

ความตา้นทานไฟฟา้

เป็นความสามารถของวัตถใุนการตา้นทานการไหลของกระแสไฟฟ้า

การยอมใหก้ระแสไฟฟ้าไหลผา่นไดม้าก = มีความตา้นทานนอ้ย

ความตา้นทานไฟฟ้ามหีนว่ยเปน็ โอห์ม ตัวย่อทีใ่ชแ้ทน คือ R

ชนิดของตวัตา้นทานไฟฟา้


ชนิดคา่คงที ่(Fixed Resistor)

มีความตา้นทานคงที ่โดยจะก าหนดคา่ความตา้นทานเปน็รหสั

เช่นตวัเลขโคด้ส ีจะพบเหน็ไดใ้นวงจรทัว่ไป

ชนิดปรบัคา่ได ้(Adjustable Resistor)

เป็นตวัตา้นทานทีใ่ชก้บังานที่มกี าลงัวัตตส์งูๆ

และงานที่ตอ้งการเปลีย่นแปลงคา่ความตา้นทานอยูบ่่อยๆ





ชนดิเปลีย่นแปลงคา่ได ้(Variable Resistor)

สามารถปรบัคา่ความต้านทานไดอ้ยา่งตอ่เนือ่งในชว่งคา่ที่ก าหนดไว้

เช่นในเครือ่งรบัวิทย,ุ โทรทศัน ์

เพื่อปรับลดหรอืเพ่ิมเสยีง, ปรับลดหรอืเพ่ิมแสงในวงจรหรี่ไฟ


ชนิดเปลีย่นแปลงคา่ได ้(Variable Resistor)

การอา่นคา่ความตา้นทาน


ส่วนใหญ่จะใชร้หสัแถบส ีหรืออาจจะพมิพค์า่ตดิไว้บนตวัต้านทาน

ตัวต้านทานทีม่อีัตราทนก าลงัวตัตต์่ ามักจะใชร้หสัแถบส ี

ที่นิยมใชม้ ี4 แถบสแีละ 5 แถบส ี



ตัวอยา่งการอา่นคา่ความตา้นทาน

อ่านคา่รหสัแถบสไีด้ 320 โอห์ม คือ มีความต้านทาน 320 โอห์ม

ค่าผิดพลาด 5 เปอร์เซน็ต ์

แบบฝกึหดัการอา่นคา่ความตา้นทาน

ตัวตา้นทานมรีหสัแถบส ีเขียว ด า ส้ม และเงนิ มีความตา้นทานกีโ่อหม์

ตัวตา้นทานมรีหสัแถบส ีม่วง แดง เขียว และน้ าตาล มีความตา้นทานกีโ่อหม์


ปัจจัยที่มีผลต่อความต้านทานไฟฟ้า

ชนิดของตัวน า ต่างชนิด ต้านทานต่างกัน

ความยาวของตัวน า ความยาวมากจะมีความต้านทานมาก

พื้นที่หนา้ตดัของตวัน า พื้นที่หนา้ตัดมาก (ขนาดใหญ่) จะมีความต้านทานนอ้ย

อุณหภูมขิองตวัน า อุณหภมูสิูงจะมคีวามตา้นทานนอ้ย

Education

บทที่ 3 พลังงานไฟฟ้า