Random 111229101649-phpapp01

อเลกทรอนกสขนพนฐาน อาจารยดร.นาถวด นนทาภนย

1

อเลกทรอนกสขนพนฐาน อเลกทรอนกสขนพนฐานเปนวชาทเนนความรเบองตนเกยวกบไฟฟา-อเลกทรอนกส การตอวงจรอยางงาย เพอทดสอบคณสมบตของอปกรณอเลกทรอนกส และเพอน าความรไปประยกตใชในการตอวงจรอเลกทรอนกสเพอใชงานตอไป

ความรเบองตนเกยวกบไฟฟาอเลกทรอนกส ไฟฟาคออะไร ไฟฟาถกจดใหเปนพลงงานรปหนงทสามารถแปรรปไดโดยอาศยแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟา จายไปใหอปกรณไฟฟาเครองมอเครองใชไฟฟาเพอใหเกดการท างานโดยทไฟฟาทจายไปใหกบอปกรณเครองมอเครองใชไฟฟาตาง ๆ นนจะอยในรปกระแสไฟฟาไหลซงกคอการเคลอนทของอเลกตรอนจากอะตอมหนงไปยงอกอะตอมหนง

เครองก าเนดไฟฟาและถานไฟฉายท าใหเกด “ศกยไฟฟา” หรอทเรยกวาแรงดนไฟฟา ระหวางขวของเครองก าเนดไฟฟา หรอถานไฟฉายจงเปนเหตใหไฟฟา คอ อเลกตรอน (ประจ) เคลอนทไป และบงเกดเปนไฟฟาทเราน ามาใชประโยชนไดอยางมากมายมหาศาล

ไฟฟาไหลอยางไร

ลกษณะการไหลของกระแสไฟฟาจะไหลจากจดทมอเลกตรอนเกนไปยงจดทขาดอเลกตรอน ตามปกตไฟฟาจะไหลไปตามเสนลวด (ตวน าไฟฟา) และจะไหลตดตอกนจนครบรอบ หรอครบวงจร

ประจไฟฟา คอ ขวของไฟฟา ม 2 ขว คอ ขวบวกและขวลบ

ศกยไฟฟา คอคาหรอปรมาณของไฟฟาทแสดงออกมาขณะเกดความไมสมดลของประจไฟฟา

แหลงก ำเนดของกระแสไฟฟำ

ไฟฟามอย 2 ชนด คอ ไฟฟาสถตและไฟฟากระแส ไฟฟาสถต คอ ไฟฟาทอยนงไมมการเคลอนท


2

ไฟฟากระแส คอ ไฟฟาทเกดจากการไหลของอเลคตรอน แบงออกเปน 2 ชนด คอ ไฟฟากระแสตรงและไฟฟากระแสสลบ ไฟฟากระแสตรง (DC) คอ กระแสไฟฟาทไหลไปในทศทางเดยวไมมการสลบขว เชนไฟฟาจากถานไฟฉาย แบตเตอร ไฟฟากระแสสลบ (AC) คอ กระแสไฟฟาทไหลวนสลบกลบทศทางอยตลอดเวลา เชน ไฟฟาทไดจากเครองก าเนดไฟฟาของโรงไฟฟาตางๆ

กฎของโอหม

กฎของโอหมก าหนดขนมาจากความสมพนธของกระแสแรงดนและความตานทานความสมพนธนเปนไปตามความเปนจรงของการท างานในวงจรไฟฟา คอ กระแสไฟฟาจะไหลไดตองมแรงดนหรอความตางศกยระหวางจดสองจด แหลงก าเนดไฟฟาเปนตวใหแรงดนไฟฟาออกมา สวนความตานทานไฟฟาเปนตวตานการไหลของกระแสไฟฟา

กระแสไฟฟา คอ การไหลของอเลกตรอน กระแสไฟฟา1แอมแปร คอ การจดเมอประจไฟฟา1คลอมบ เคลอนทผานจดอกจดหนงในเวลา 1 วนาท

แรงดนไฟฟา คอ แรงทท าใหอเลกตรอนเคลอนทในวงจรไฟฟา แรงดนไฟฟา1โวลต คอ ศกยไฟฟาทใชท าใหตวน าซงมคาความตานทาน 1 โอหม มกระแสไฟฟาไหล 1 แอมแปร

ความตานทาน คอ การตานการไหลของกระแสไฟฟา ความตานทาน 1 โอหม คอจ านวนของคาความตานทานทยอมใหกระแสไฟฟา 1 แอมแปรไหลผานเมอใชแรงดนไฟฟา 1 โวลต

ซงน ามาสรปไดวา จ านวนของกระแสไฟฟาทไหลในวงจรไฟฟาเปลยนแปลงตามคาแรงดนไฟฟาทจายใหกบวงจรนน แตเปลยนแปลงเปนสวนกลบกบความตานทานไฟฟาในวงจร เราสามารถน ามาเขยนเปนสมการไดดงน

1. ถาก าหนดใหความตานทานในวงจรคงท กระแสไฟฟาในวงจรจะไหลไดมากเมอจาย แรงดนไฟฟาใหวงจรมาก และกระแสไฟฟาในวงจรจะไหลไดนอย เมอจายแรงดนไฟฟาในวงจรนอย เขยนเปนสมการไดดงน

I แปรตาม E เมอ R คงท


3

I = E/R

P = W/t

2. ถาก าหนดแรงดนไฟฟาในวงจรคงทกระแสไฟฟาในวงจรจะไหลไดมากเมอตวตานทานในวงจรมคาความตานทานไฟฟานอย และกระแสไฟฟาในวงจรจะไหลไดนอย เมอตอตวตานทานในวงจรมคาความตานทานไฟฟามาก เขยนเปนสมการไดดงน

I แปรผกผนกบ R เมอ E คงท

สรปกฎของโอหม เขยนเปนสมการไดดงน

I = กระแสไฟฟา หนวยเปนแอมแปร (A)

E = แรงดนไฟฟา หนวยเปนโวลต (V)

R = ความตานทานไฟฟา หนวยเปนโอหม ()

การน ากฎของโอหมไปใช

ตวอยาง แรงดนไฟฟา 15 โวลต ตกครอมความตานทาน 20 โอหม จะมกระแสไหลผานความตานทานตวนเทาไร

จากทโจทยก าหนด E= 15 โวลต R= 20 โอหม I=?

จากฎของโอหม I=E/R ดงนน กระแส = 15/20 = 0.75 แอมแปร

ก าลงไฟฟา

ก าลง คอ อตราการท างานในหนงหนวยเวลา

ก าลงไฟฟา (P) คอ อตราการใชพลงงานมหนวยเปนจล (J) ท าใหอเลกตรอนเคลอนทจากจดหนงไปยงอกจดหนง ในหนวยเวลาเปนวนาท (s) เขยนเปนสมการไดดงน

P = ก าลงไฟฟา หนวยเปนวตต (W)

W = พลงงานหรองาน หนวยเปนจล (J)


4

P = EI

t = เวลา หนวยเปนวนาท (s)

นอกจากนนเรายงสามารถหาก าลงไฟฟาไดจากผลคณของแรงดนไฟฟา (E) คณดวยกระแสไฟฟา (I) เขยนเปนสมการไดดงน

P = ก าลงไฟฟา หนวยเปนวตต (W)

E = แรงดนไฟฟา หนวยเปนโวลต (V)

I = กระแสไฟฟา หนวยเปนแอมแปร (A)

สรปไดวา ก าลงไฟฟา 1 วตต คอ อตราของงานทถกกระท าในวงจร ซงเกดกระแสไฟฟา 1 แอมแปร เมอมแรงดนไฟฟาจายใหวงจร 1 โวลต

วงจรไฟฟา

วงจรไฟฟา (Electrical Circuit) คอ การน าอปกรณไฟฟา เครองมอ และเครองใชไฟฟาไปตอใชงานกบแหลงจายไฟฟา ลกษณะการตอใชงานจะตองตอในรปวงจร (Circuit) ซงสวนประกอบหลกทส าคญของวงจรม 3 สวน คอ

1. แหลงจายไฟฟา เปนแหลงจายกระแสไฟฟาและแรงดนไฟฟาใหกบอปกรณทใชพลงงานไฟฟาโดยแหลงจายไฟฟา สามารถน ามาไดจากลายแหลงก าเนด เชน จากปฏกรยาเคม จากการท าใหขดขวดตดกบสนามแมเหลก(ไฟฟากระแส) หรอจากแหลงพลงงานอน ๆ ซงหนวยการวดจะเรยกเปนโวลต (Volt) หรอ V

2. อปกรณไฟฟาหรอโหลดเปนอปกรณตางๆทใชไฟฟาในการท างานโหลดจะท าหนาทเปลยนพลงงานไฟฟาใหกลายเปน พลงงานรปอน ๆ เชน เสยง แสง ความรอน ความเยน และการสนสะเทอน เปนตน โหลด คอ อปกรณไฟฟาทกชนด เชน วทย โทรทศน พดลม เตารด ต เยน เครองซกผา เปนตน โหลดแตละชนดจะใชก าลงไฟฟาไมเทากน ซงจะแสดงดวยคาแรงดนไฟฟา กระแสไฟฟาและก าลงไฟฟา

3. สายตอวงจรเปนสายตวน าหรอสายไฟฟาใชเชอมตอวงจรใหตอถงกนแบบครบรอบท าใหแหลงจายแรงดนไฟฟา


5

ตอถงโหลดเกดกระแสไฟฟาไหลผานวงจร จากแหลงจายไปโหลดและกลบมาครบรอบทแหลงจายอกครง สายไฟฟาทใชตอวงจรมกท าดวยทองแดงมฉนวนหมโดยรอบ เพอใหเกดความปลอดภยในการใชงาน

วงจรไฟฟาโดยทวไปกระแสไฟฟาจะไหลจากขวลบของแหลงจายแรงดนไฟฟาผานไปยงโหลด และจากโหลดกลบมายงขวบวกของแหลงจายแรงดนไฟฟาซงกคอกระแสอเลกตรอนแตเพอความสะดวกในการค านวณหาคาตางๆในวงจรไฟฟาจงตงกระแสสมมตขนมาใหกระแสไฟฟาไหลจากขวบวกของแหลงจายแรงดนไฟฟาไปยงโหลด แลวกลบมาทขวลบของแหลงจายแรงดนไฟฟา ซงกคอทศทางการไหลขอโฮลนนเอง ดงนนตอไปนถากลาวถงการไหลของกระแสไฟฟาจงเปนกระแสสมมตนนเอง

ชนดของวงจรไฟฟา

วงจรไฟฟา หรอ การตอโหลดใชงานในวงจรไฟฟา สามารถตอโหลดในวงจรไฟฟาไดเปน 3 แบบ คอ วงจรไฟฟาแบบอนกรม (Series Electrical Curcuit) วงจรไฟฟาแบบขนาน (Parallel Electrical Curcuit) และวงจรไฟฟาแบบผสม (Series-Parallel Electrical Curcuit)

วงจรไฟฟาแบบอนกรม

วงจรไฟฟาแบบอนกรมเปนการตอวงจรไฟฟาโดยมโหลดหลายตวในวงจรถกตอเรยงเปนล าดบกนไปการตอวงจรไฟฟาแบบอนกรมนท าใหเกดกระแสไหลผานโหลดทกตวเทากนหมด แตจะเกดแรงดนตกครอมโหลดแตละตวอาจไมเทากน ขนอยกบคาความตานทานของโหลดเหลานนการตอวงจรไฟฟาแบบอนกรมไมนยมตอใชงานกบอปกรณและเครองใชไฟฟาภายในบานเรอน เพราะอปกรณและเครองใชไฟฟาทใชงานตองการแรงดนไฟฟาเทากนหมดแตตองการกระแสไฟฟาตางกน การตอวงจรไฟฟาแบบอนกรมนยมใชกบงานบางชนด เชน การตอหลอดไฟประดบตาง ๆ และตอตวตานทานในวงจร เปนตน


6

โดยสรป หลกการทส าคญของวงจรแบบอนกรม มดงน

1. คาความตานทานของวงจรมคาเทากบผลรวมของความตานทานแตละตว

RT= R1+ R2 + ……+ Rn

2. คากระแสไฟฟาทไหลผานอปกรณแตละตวในวงจรจะมคาเทากนหมด

IT = IR1 = IR2= IR3……..IRn

3. แรงดนไฟฟาตกครอม R แตละตวรวมกนจะเทากบแรงดนของแหลงจาย

ET = ER1 + ER2 + ER3…….+ERn

4. ก าลงไฟฟารวมของวงจรมคาเทากบผลรวมของก าลงไฟฟาของอปกรณแตละตวใน วงจรไฟฟา

PT= PR1+ PR2 + PR3……+PRn

5. การตอแบตเตอรแบบอนกรมจะไดแรงดนไฟฟาเพมขน

ตวอยาง ตวตานทาน 3 ตว มคา 24 โอหม 2 วตต, 36 โอหม 1 วตต, 68 โอหม 0.5 วตต ตามล าดบ น ามาตอกนแบบอนกรม จงหาคาความตานทานรวม และคาอตราทนก าลงไฟฟา

จากสตร RT= R1+ R2 + ……+ Rn = 24+36+68 RT=128 โอหม

อตราทนก าลงไฟฟา = อตราทนก าลงไฟฟาตวทนอยทสดในวงจร = 0.5 วตต ดงนนคาความตานทานรวม คอ 128 โอหม อตราทนก าลงไฟฟา คอ 0.5 วตต

วงจรไฟฟาแบบขนาน

วงจรไฟฟาแบบขนาน เปนการตอวงจรไฟฟาโดยมโหลดหลายตวในวงจรถกตอครอมขนานกนทงวงจร การตอวงจรไฟฟาแบบขนานท าใหเกดแรงดนไฟฟาตกครอมโหลดทกตวในวงจรเทากนแตจะเกดกระแสไฟฟาไหลผานโหลด แตละตวอาจไมเทากนขนอยกบคาความตานทานของโหลดเหลานนการตอวงจรไฟฟาแบบขนานเปน


7

การตอวงจรทเหมาะสมกบการใชงานของอปกรณและเครองใชไฟฟาภายในบานเรอนเพราะตองการแรงดนไฟฟาใชงานเทากนและอปกรณหรอเครองใชไฟฟาแตละชนสามารถท างานไดอยางอสระ จะใชงานหรอหยดใชงานเมอไรกได

โดยสรป หลกการทส าคญของวงจรแบบขนาน มดงน

1. คาความตานทานรวมของวงจร คอ

1 1 + 1 + 1 RT = R1 R2 Rn

2. คากระแสไฟฟารวมในวงจรจะเทากบกระแสยอยทงหมดรวมกน

IT = IR1 + IR2 + IR3….+IRn

3. แรงดนไฟฟาตกครอมทงหมดของวงจรขนานจะเทากบแรงดนทตกครอมวงจรสาขา

ET = ER1 = ER2 = ER3…….=ERn

4. ก าลงไฟฟารวมของวงจรมคาเทากบผลรวมของก าลงไฟฟาของอปกรณแตละตวในวงจรไฟฟา

PT= PR1+ PR2 + PR3……+PRn

5. การตอแบตเตอรแบบขนานจะไดกระแสเพมขนแตแรงดนไฟฟาเทาเดม

ตวอยาง ตวตานทาน 3 ตวตอขนานกน มคา =100 โอหม 5 วตต,200 โอหม 2 วตต, 400 โอหม 1 วตต จงหาคาความตานทานรวมของวงจร และคาทนก าลงไฟฟาของวงจร


8

จากสตร 1 = 1 + 1 + .......+ 1 RT R1 R2 Rn = 1 + 1 + 1 100 200 400 = 1 + 2 + 4 400 = 7 400 RT = 400 = 57.14 =57 โอหม 7 อตราทนก าลงไฟฟา = อตราทนก าลงไฟฟาทกตวรวมกน = 5+2+1 = 8 วตต ดงนน คาความตานทานรวม = 57 โอหม อตราทนก าลงไฟฟา = 8 วตต

วงจรไฟฟาแบบผสม

วงจรไฟฟาแบบผสมเปนการตอวงจรไฟฟาโดยการตอรวมกนระหวางวงจรไฟฟาแบบอนกรมกบวงจรไฟฟาแบบขนาน ภายในวงจร โหลดบางตวตอวงจรแบบอนกรมและโหลดบางตวตอวงจรแบบขนานการตอวงจรไมมมาตรฐานตายตวเปลยนแปลงไปตามลกษณะการตอวงจรตามตองการการวเคราะหแกปญหาของวงจรผสมตองอาศยหลกการท างานตลอดจนอาศยคณสมบตของวงจรไฟฟาทงแบบอนกรมและแบบขนาน


9

รายการอปกรณทใชในการทดลองตอวงจร

ชออปกรณ ขนาด/คณลกษณะ จ านวน

ตวตานทานคาคงท (R) 10 0.5 W (น าตาล ด า ด า ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 50 0.5 W (เขยว ด า ด า ทอง) 2

ตวตานทานคาคงท (R) 100 0.5 W (น าตาล ด า น าตาล ทอง) 2

ตวตานทานคาคงท (R) 200 0.5 W (แดง ด า น าตาล ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 500 0.5 W (เขยว ด า น าตาล ทอง) 2

ตวตานทานคาคงท (R) 750 0.5 W (มวง เขยว น าตาล ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 1K 0.5 W (น าตาล ด า แดง ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 2.2K 0.5 W (แดง แดง แดง ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 3K 0.5 W (สม ด า แดง ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 5.6K 0.5 W (เขยว น าเงน แดง ทอง) 2

ตวตานทานคาคงท (R) 7.5K 0.5 W (มวง เขยว แดง ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 10K 0.5 W (น าตาล ด า สม ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 15K 0.5 W (น าตาล เขยว สม ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 20K 0.5 W (แดง ด า สม ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 33K 0.5 W (สม สม สม ทอง) 2

ตวตานทานคาคงท (R) 50K 0.5 W (เขยว ด า สม ทอง) 3

ตวตานทานคาคงท (R) 68K 0.5 W (น าเงน เทา สม ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 100K 0.5 W (น าตาล ด า เหลอง ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 120K 0.5 W (น าตาล แดง เหลอง ทอง) 1

ตวตานทานคาคงท (R) 500K 0.5 W (เขยว ด า เหลอง ทอง) 2

ตวตานทานแบบปรบคาได(โวลลม) 100K 1

ตวเกบประจแบบไมมขว 0.01 F (103) 1



ตวเกบประจแบบมขว(อเลกทรอไลต) 10 F 3



ไดโอด เบอร 1N4001 2

ซเนอรไดโอด 3.3 V ,0.5 W เบอร 1N5226 1

ไอซ เบอร UM 66T-01L 1

ไอซ เบอร 555 1

ไดโอดเปลงแสง (LED) 5 mm. สแดง 2

ไดโอดเปลงแสง (LED) 5 mm. สเขยว 1

ไดโอดเปลงแสง (LED) 5 mm. สสม 1

ตวตานทานแปรคาตามแสง (LDR) 1

ทรานซสเตอร NPN เบอร 2N3904 3

ทรานซสเตอร PNP เบอร 2N3906 2

ล าโพง 8 , 0.25W 1

สวตชกดตดปลอยดบ 2 ขา 2

สายไฟเชอมตอวงจร 5 cm. , 10 cm. 10

ขวตอแบตเตอร 9V.

โปรโตบอรด


10

อปกรณอเลกทรอนกสพนฐานทใชในการตอวงจร ในวงจรอเลกทรอนกสหนงวงจร จะประกอบดวยอปกรณหลายประเภท ซงอปกรณแตละอยาง

นนกจะท าหนาทแตกตางกนไป การเรยนการสอนอเลกทรอนกสขนขนพนฐานเพอศกษาการท างานของวงจรอยางงายนน จ าเปนตองมอปกรณทใชในการตอวงจรเบองตน ดงน 1. อปกรณทวไปทใชในวงจร 1.1 โพรโตบอรด

โพรโตบอรด หรอแผงตอวงจรเปนแผนพลาสตกทมรส าหรบเสยบขาอปกรณ ซงภายในรเหลานจะมแผงโลหะตวน าปลอดสนมเชอมตอกนอยภายใน การเชอมตอของแผงโลหะภายในนจะแบงเปน 2 กลม คอ การเชอมตอในแนวนอน และการเชอมตอในแนวตง ส าหรบแนวตงนนจะม 5 รในแตละแถว โดยแตละรจะเชอมตอกนและน าไฟฟาได แตในแตละแถวจะไมเชอมตอกนและไมน าไฟฟา สวนในแนวนอนนนจะถกจดวางใหอยบรเวณขอบบนและขอบลางของแผงวงจร ม 5 รเชอมตอกนเปนกลม แตละกลมจะเชอมตอกนในแนวนอน แตจะไมเชอมตอกนในแนวตง ดงภาพ

ภาพแผงตอวงจร

ภาพแสดงการเชอมตอของแผงตอวงจร 1.2 สวตช

สวตช (Switch) เปนอปกรณไฟฟาอกชนดหนง ถอวาเปนอปกรณพนฐานทพบการใชงานไดบอย หนาทของสวตช คอ ใชตดตอวงจรไฟฟาเพอใหมการจายแรงดนเขาวงจร หรองดจายแรงดนเขาวงจร จะมแรงดนจายเขาวงจรเมอสวตชตอวงจร (Close Circuit) และไมมแรงดนจายเขาวงจรเมอ


11

สวตชตดวงจร (Open Circuit) สวตชมหลายชนด แตทนยมใชในวงจรอเลกทรอนกส ไดแก สวตชแบบไมโคร (Microswitch) คอสวตชแบบกดชนดกดตดปลอยดบนนเอง แตเปนสวตชทสามารถใชแรงจ านวนนอยๆ กดป มสวตชได กานสวตชแบบไมโครสวตชมดวยกนหลายแบบ อาจเปนป มกดเฉยๆ หรออาจมกานแบบโยกไดมากดป มสวตชอกทหนง การควบคมตดตอสวตช ท าไดโดยกดป มสวตชหรอกดกานคนโยกเปนการตอ (ON) และเมอปลอยมอออกจากป มหรอกานคนโยกเปนการตด (OFF) ดงภาพ

ภาพรปรางสวตช โครงสราง สญลกษณ 1.3 สายไฟเชอมตอวงจร

สายไฟฟา คอ ตวน าทใชเปนทางเดนของกระแสไฟฟาในการเชอมตออปกรณตาง ๆ เขา ดวยกน สายไฟฟาทใชในงานไฟฟาสามารถแบงออกไดหลายประเภทตามลกษณะการใชงานซงในทางเทคนคมชอเรยกกน ดงน

- Wire หมายถงเสนลวดทใชเปนสายตวน าไฟฟา - Cord หมายถงสายไฟฟาทมขนาดเลก มฉนวนแบบออนตวทสามารถบดงอไดงาย - Cable หมายถงสายไฟฟาขนาดใหญทมฉนวนปองกนไฟฟารวไหลไดอยางมนคงปลอดภย

ใชฝงใตดน ทอดขามแมน า หรอเปนสายเปลอยแขวนลอย ลกษณะทส าคญของสายไฟฟาจะอยทความสามารถทจะยอมใหกระแสไฟฟาไหลไดสง


12

สดและองคประกอบอน ๆ เชน ชนดของตวน าไฟฟาและฉนวนทหม ประเภทของการใชงาน แรงดนไฟฟาทสายไฟฟาจะทนไดขณะใชงาน และสภาพความแขงแรงทางกลดวยกน 1.4 แบตเตอรและขวตอแบตเตอร

แบตเตอร (battery) หมายถงอปกรณอยางหนงทใชเกบพลงงาน และน ามาใชไดในรปของไฟฟา แบตเตอรนนประกอบดวยอปกรณไฟฟาเคม เชน เซลลกลวานก หรอเซลลเชอเพลง อยางนอยหนงเซลล แบตเตอรเปนไฟฟากระแสตรง (DC) คอ กระแสไฟฟาทไหลไปในทศทางเดยวไมมการสลบขว เชน จากขวบวกไปยงขวลบ 2. อปกรณอเลกทรอนกสเบองตน

2.1 ตวตานทาน (Resistor) ตวตานทานเปนอปกรณทใชในการควบคมหรอจ ากดการไหลของกระแสไฟฟาในวงจร เพอใหกระแสไฟฟาและแรงดนไฟฟาภายในวงจรมปรมาณตามทก าหนด โดยในตวมนจะมคาทเรยกวา คา

ความตานทาน (resistance) มหนวยเปนโอหม (ohm : )


13

ภาพตวตานทานคาคงท

โครงสราง สญลกษณ ซงถาตวตานทานมคาความตานทานมากจะท าใหกระแสไฟฟาไหลผานไดนอย แตถาตวตานทานนนมคาความตานทานนอยจะท าใหกระแสไฟฟาไหลผานไดมาก ดงการทดลองท 1


14

การทดลองท 1 ตวตานทานคาคงทท างานอยางไร

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของตวตานทานแบบคาคงทในการจ ากดการไหลของ

กระแสไฟฟาในวงจร รายการอปกรณ

1. ตวตานทาน 500 (เขยว ด า น าตาล ทอง) 2. ตวตานทาน 1K (น าตาล ด า แดง ทอง)

3. ตวตานทาน 3K (สม ด า แดง ทอง) 4. ตวตานทาน 5.6K (เขยว น าเงน แดง ทอง)

5. ตวตานทาน 15K (น าตาล เขยว สม ทอง) 6. ไดโอดเปลงแสง 2 ตว 7. แบตเตอร 9 โวลต 8. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. จดหาอปกรณตามรายการทก าหนด 2. ตอวงจรดงภาพ

3. ตอแบตเตอรเขากบขวตอแลวน าสายไฟแตะทปลายตวตานทาน R1 R2 R3 R4 และ R5 ทต าแหนง a b c d และ e ตามล าดบ แลวสงเกตความสวางของ LED1 และ LED2

ภาพแสดงการตอวงจร ดใน เวบไซต วเคราะหและสรปผลการทดลอง ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................


15

การอานคาตวตานทาน ถาเปนแบบวตตสง ๆ จะมตวเลขคาความตานทานพมพบนตวตานทานนน แตหากเปนตวตานทานวตตต าๆ ตงแต 1/8 วตต – 2 วตต จะมรหสสเปนตวบอกคาความตานทาน ซงรหสสแตละแถบจะมความหมายเปนคาตวเลข ตวคณและคาความผดพลาด ดงรป

2.2 ตวตานทานปรบคาได

ตวตานทานปรบคาไดเปนอปกรณอเลกทรอนกสทสามารถปรบเปลยนคาความตานทานไดโดยการหมนแกนทวนเขมนาฬกา หรอตามเขมนาฬกา โดยปกตจะเรยกวาโวลลม (Volumn) สามารถปรบคาจากต าสดไปหาสงสด และจากสงสดไปหาต าสดได ดงภาพ

ภาพตวตานทานปรบคาได


16

สญลกษณ ตวตานทานปรบคาไดจะมขาเชอมตอ 3 ขา ในการตอเพอใชงานสวนใหญจะใชเพยง 2 ขา

โดยเลอกขาปลายดานใดดานหนงกบขาทเปนแกนกลางแลวใหขาปลายทเหลอไมมการเชอมตอ หรอเลอกขาปลายดานใดดานหนง แลวใหขาปลายทเหลอเชอมตอกบขาทเปนแกนกลาง ดงภาพ โครงสรางภายในของตวตานทานปรบคาได ประกอบดวยขดลวดตวตานทาน และแกนหมนเลอกตวตานทาน ดงภาพ

เมอหมนแกนของตวตานทานปรบคาไดในทศทวนเขมนาฬกา และตามเขมนาฬกา ระดบความตานทานจะมการเปลยนแปลงจากมากไปหานอย หรอจากนอยไปหามาก ซงระดบความตานทานนอยทสดทปรบไดนน คอ ศนยโอหม สวนระดบความตานทานสงทสดทสามารถปรบไดนนขนอยกบคาความตานทานทเลอกใช เชน ตวตานทานปรบคาได100 กโลโอหม กคอตวตานทานปรบคาไดทสามารถปรบคาได ระหวาง0 ถง 100 กโลโอหม เราสามารถอานคาความตานทานสงสดของตวตานทานปรบคาไดจากตวเลขทระบบนตวถง การท างานของตวตานทานปรบคาได ดงการทดลองท 2


17

การทดลองท 2 ตวตานทานปรบคาไดท างานอยางไร

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของตวตานทานแบบปรบคาได

รายการอปกรณ

1. ตวตานทาน 500 (เขยว ด า น าตาล ทอง) 2. ตวตานทานปรบคาได 3. ไดโอดเปลงแสง 4. แบตเตอร 9 โวลต 5. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. ตอวงจรดงภาพท1 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวคอยๆ ปรบตวตานทานปรบคาได VR1 ตามเขมนาฬกาพรอม

กบสงเกตความสวางของ LED จากนนคอยๆ ปรบตวตานทานปรบคาได VR1 ทวนเขมนาฬกาพรอมกบสงเกตความสวางของ LED

ภาพท 1 ภาพท 2

3. ถอดแบตเตอรออกจากขวตอ แลวตอเปลยนต าแหนงของตวตานทานปรบคาได ตามภาพท 2 4. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวคอยๆ ปรบตวตานทานปรบคาได VR1 ตามเขมนาฬกาพรอม

กบสงเกตความสวางของ LED จากนนคอยๆ ปรบตวตานทานปรบคาได VR1 ทวนเขมนาฬกาพรอมกบสงเกตความสวางของ LED



18

2.3 ตวตานทานแปรคาตามแสง ตวตานทานแปรคาตามแสง มาจากค าวา Light Dependent Resistor (LDR) เปนตวตานทานชนดพเศษทสามารถปรบคาความตานทานไฟฟาของตวมนเองตามปรมาณแสงสวางทมาตกกระทบตวมน ดงภาพ

ภาพ รปรางLDR โครงสราง สญลกษณ

ตวตานทานแปรคาตามแสง (LDR) ทมจ าหนายตามรานขายอปกรณอเลกทรอนกสจะมรปรางตามภาพซายมอ โครงสรางคอภาพกลาง สวนสญลกษณทใชในวงจรคอภาพทางขวามอ ตวตานทานแปรคาตามแสงมขาตอใชงาน 2 ขา ทบนตวถงของ LDR จะเปนสารกงตวน า เชน แคดเมยมซลไฟด หรอแคดเมยมซลไนดฉาบเปนเสนลกษณะเปนขดๆ คดเคยวไปมาบนฐานเซรามก หลกการท างานของ LDR คอ เมอโดนแสงตวLDR จะมคาความตานทานลดลง และเมอไมโดนแสง LDR จะมคาความตานทานมาก คาความตานทานของ LDR เมอไมถกแสงอาจมคามากถง 1 ลานโอหม สวนคาความตานทานเมอถกแสงจะมคาประมาณ 100 โอหม การทดสอบคณสมบตของ LDR ดงการทดลองท 3


19

การทดลองท 3 ตวตานทานแปรคาตามแสงท างานอยางไร

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของตวตานทานแปรคาตามแสงหรอแอลดอารได

รายการอปกรณ 1. ตวตานทานแปรคาตามแสง (LDR) 2. ไดโอดเปลงแสง 1 ตว 3. แบตเตอร 9 โวลต 4. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1.ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวลองปลอยใหแสงตกกระทบทแอลดอาร สงเกตการเปลยนแปลง

ของ LED และลองไมใหแสงสวางเขาไปตกกระทบทตวถงของแอลดอาร โดยใชนวมอปดทตวถง แลวสงเกตการณเปลยนแปลงของ LED



20

2.4 ตวเกบประจ (Capacitor) ตวเกบประจเปนอปกรณอเลกทรอนกสทมหลกการท างาน คอ เกบประจ หรออเลกตรอน ม

คณสมบตในการรบประจ ทเรยกวา “ชารจ” (Charge) เมอแรงดนภายนอกสงกวาแรงดนทตกครอมตวเกบประจ และจะคายประจ หรอทเรยกวา “ดสชารจ” (Discharge) เมอแรงดนตกครอมตวเกบประจสงกวาแรงดนภายนอก นยมน ามาประกอบในวงจรทางดานไฟฟาอเลกทรอนกสทวไป ตวอยางเชนวงจรกรองกระแส ( Filter ) วงจรผานสญญาณ ( By-pass ) วงจรสตารทเตอร (Starter) วงจรถายทอดสญญาณ (Coupling) ฯลฯ เปนตน ตวเกบประจแบงออกเปน 3 ชนดคอ แบบคาคงท แบบเปลยนแปลงคาไดและแบบเลอกคาได ตวเกบประจเรยกอกอยางหนงวาคอนเดนเซอรหรอเรยกยอ ๆ วาตวซ (C) หนวยของตวเกบประจคอ ฟารด (Farad)

ตวเกบประจ (Capacitor) เปนอปกรณทใชในการเกบประจ(Charge) และสามารถคายประจ(Discharge) ไดโดยน าสารตวน า 2 ชนมาวางในลกษณะขนานใกล ๆ กน แตไมไดตอถงกน ระหวางตวน าทงสองจะถกกนดวยฉนวนทเรยกวาไดอเลกตรก (Dielectric) ซงไดอเลกตรกนอาจจะเปนอากาศ ไมกา พลาสตก เซรามคหรอสารทมสภาพคลายฉนวนอน ๆ เปนตน โครงสรางและสญลกษณของตวเกบประจแสดงดงภาพ

ตวเกบประจแบบเซรามก ตวเกบประจแบบอเลกทรอไลต

โครงสราง สญลกษณ


21

หลกการท างานของตวเกบประจ คอ ความจทางไฟฟาเกดจากการปอนแรงเคลอนใหกบขวทงสองของจดทตอใชงานของสารตวน าซงจะท าใหเกดความตางศกยทางไฟฟา สนามไฟฟาทเกดขนบนสารตวน าทเปนแผนเพลท จะท าใหเกดคาความจทางไฟฟาขน ลกษณะนเรยกวาการเกบประจ (Charge) เมอตองการน าไปใชงานเรยกวาการคายประจ (Discharge) ประจไฟฟาทเกดขนบรเวณแผนเพลทมหนวยเปนคลอมป (Coulomb) สวนคาความจทางไฟฟามหนวยเปนฟารด (Farad) การทดสอบคณสมบตของตวเกบประจ ดงการทดลองท 4


22

การทดลองท 4 ตวเกบประจท างานอยางไร

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของตวเกบประจ


1. ตวตานทาน1K (น าตาล ด า แดง ทอง) 2. ตวตานทาน 500 (เขยว ด า น าตาล ทอง)

3. ไดโอดเปลงแสง 1 ตว 4. ตวเกบประจ 1000 F (ไมโครฟารด) 5. สวตช 2 ตว 6. แบตเตอร 9 โวลต

7. สายไฟ ขนตอนการทดลอง

1. ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวกดสวตช S1 คางไวนาน 5 วนาทแลวปลอย จากนนกดสวตช

S2 คางไวแลวสงเกตการเปลยนแปลงของ LED



23

2.5 ไดโอด (Diode) ไดโอดเปนอปกรณอเลกทรอนกสพนฐานทผลตขนจากสารกงตวน า ทไดจากการน าเอาสารกง

ตวน าชนดพ และสารกงตวน าชนดเอน มาตอชนกน ไดเปนอปกรณสารกงตวน าหนงรอยตอ (Junction) ในการตอสารกงตวน าชนดพและเอนนน มใชเพยงการน ามาตดกนเทานน แตจะตองใชวธ ปลกผลก หรอวธการแพรสารเจอปนลงไปในสารกงตวน าบรสทธ ไดโอดจะมลกษณะโครงสรางดงภาพ

ภาพรปรางไดโอด โครงสราง สญลกษณ

โดยทวไปเรามกน าไดโอดมาใชเปลยนไฟฟากระแสสลบ (AC) ใหเปนไฟฟากระแสตรง (DC) เนองจากไดโอดทยอมใหกระแสไฟฟาไหลผาตวมนไดในทศทางเดยวเทานน

ไดโอดจะมขาตอใชงาน 2 ขา คอ แอโนด (Anode : A หรอขาบวก : ดานสด า) และ แคโทด (Kathod : K หรอขาลบ : ดานแถบคาดสเทา) ซงไดโอดจะยอมใหกระแสไฟฟาไหลจากขาแอโนดไปยงขาแคโทดเทานน

ในทางปฏบตโอดจะมแรงดนตกครอมทตวไดโอด ถาเปนชนดเจอรมนเนยมจะมแรงดนตกครอมประมาณ 0.3 โวลต ถาเปนชนดซลกอนจะมแรงดนตกครอมประมาณ 0.7 โวลต

การทแรงดนทขาแอโนดสงกวาแรงดนทขาแคโทดท าใหกระแสไหลผานจากขาแอโนดไปยงขาแคโทด ซงเปนผลใหไดโอดน ากระแสไฟฟา เราเรยกวา ไบอสตรง (Forward Bias)

แตถาหากแรงดนทขาแคโทดสงกวาแรงดนทขาแอโนดท าใหกระแสไมสามารถไหลผานจากขาแอโนดไปยงขาแคโทดได ซงเปนผลใหไดโอดไมน ากระแสไฟฟา เราเรยกวา ไบอสกลบ (Reward Bias)

สรปวาไดโอดจะน ากระแสไฟฟาหรอยอมใหกระแสไฟฟาไหลผานไดนนขาแอโนดจะตองมแรงดนหรอศกยไฟฟาสงกวาขาแคโทด ซงถาตอขาแอโนดอยทางดานขวบวกของแหลงจายกระแสไฟฟา หรอแบตเตอร และตอขาแคโทดทขวลบ จะท าใหมกระแสไฟฟาไหลในวงจร ดงการทดลองท 5


24

การทดลองท 5 ไดโอดท างานอยางไร

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของไดโอด


1. ตวตานทาน 500 (เขยว ด า น าตาล ทอง) 2. ไดโอด 1N4001 3. ไดโอดเปลงแสง 1 ตว 4. แบตเตอร 9 โวลต 5. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวสงเกตการณเปลยนแปลงทเกดขน 3. ถอดแบตเตอรออกจากขวตอ แลวกลบขวของไดโอด D1 ในวงจร 4. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวสงเกตการณเปลยนแปลงทเกดขน



25

2.6 ไดโอดเปลงแสง (Light Emitting Diode) หรอ LED ไดโอดเปลงแสงเปนไดโอดทสามารถเปลงแสงออกมาไดเมอปอนกระแสไฟฟาใหไหลผานและ

จะตองตอใหถกขว โดยไฟบวกจากแบตเตอรตองตอเขาขวแอโนด และไฟลบตอเขาขวแคโทด การท างานของไดโอดเปลงแสงกเชนเดยวกบไดโอด คอ สามารถใหกระแสไฟฟาไหลจากขวแอโนดไปยงขวแคโทดไดเทานน แตมลกษณะพเศษ คอ สามารถเปลงแสงสวางได แสงของ LED มหลายสขนอยกบวสดทน ามาใชผลต

โครงสรางภายในของ LED ประกอบดวยชพทเปนชนเลกๆ วางบนขวลบหรอขวแคโทด ซงเมอกระแสไฟฟาไหลผานจากขวแอโนดไปยงขวแคโทด ชพตวนจะเปลงแสงออกมา การสงเกตขวแคโทดและแอโนด สามารถสงเกตไดงายๆ คอ ขาของขวแอโนด(ขาบวก) จะยาวกวาขาของขวแคโทด (ขาลบ) และตวถงทางดานแคโทดนนจะตดแบน ดงภาพ

ภาพรปราง LED โครงสราง สญลกษณ

การจายแรงดนใหกบ LED ตองมคาพอเหมาะ LED จงจะเปลงแสงออกมา ถาแรงดนทจายใหกบ LED นอย LED จะมแสงสวางนอย ถาแรงดนทจายใหกบ LED มาก LED จะมแสงสวางมาก แตถาจายแรงดนมากเกนไป LED จะช ารดเสยหายได LED จะใหก าเนดแสงสวางทพอเหมาะจะมแรงดน ประมาณ 1.6 ถง 3 โวลต และมกระแสประมาณ 20 – 50 มลลแอมแปร การจายแรงดนให LED จะท าใหกระแสไหลผาน LED ซง LED จะมแรงดนตกครอมตวมนเองอยจ านวนหนง ซงแรงดนตกครอมน LED แตละสจะมแรงดนตกครอมไมเทากน ดงแสดงในตาราง

ส แดง สม เหลอง เขยว แรงดนตกครอม LED 1.7V. 2V. 2.1V. 2.2V.

ในกรณจายแรงดนมากวา 3 โวลตให LED จะท าให LED ทนไมได จงตองตอตวตานทานอนกรมเขาไป เพอจ ากดกระแสไฟฟาทไหลผาน LED เพอปองกน LED เสยหาย โดยตวตานทานจะรบแรงดนสวนเกนมาตกครอมเพอจ ากดกระแสไมใหไหลผาน LED มากเกนไป ดงการทดลองท 6


26

การทดลองท 6 ไดโอดเปลงแสงท างานอยางไร

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของไดโอดเปลงแสง


1. ตวตานทาน 500 (เขยว ด า น าตาล ทอง) 2. ตวตานทาน 5.6K (เขยว น าเงน แดง ทอง)

3. ตวตานทาน 3K (สม ด า แดง ทอง) 4. ตวตานทานปรบคาได 5. ไดโอดเปลงแสง 2 ตว 6. แบตเตอร 9 โวลต 7. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวคอยๆ ปรบ VR1 ตามเขมนาฬกาจนสดแกนหมนพรอมทง

สงเกตความสวางของ LED1 และ LED2 จากนนคอยๆ ปรบ VR1 ทวนเขมนาฬกาจนสดแกนหมนพรอมทงสงเกตความสวางของ LED1 และ LED 2



27

2.7 ซเนอรไดโอด (Zener Diode) ซเนอรไดโอดเปนไดโอดชนดพเศษทสรางขนมาเพอท าหนาทรกษาแรงดนใหคงท มโครงสรางเหมอนไดโอดธรรมดาทวๆ ไป แตไดโอดธรรมดาทวไปเมอท าการไบอสกลบจนถงคาแรงดนเบรกดาวนจะท าใหเกดการเสยหายได ซเนอรไดโอดเปนไดโอดทผลตจากสารซลกอนทมปรมาณความหนาแนนของสารเจอปนในสวนทงสองของสารพและเอนมคาสงกวาปกต ซงคณสมบตดงกลาวจะท าใหคาแรงดนเบรกดาวนสง และคาแรงดนเบรกดาวนหรอแรงดนซเนอรสามารถก าหนดไดดวยการควบคมความหนาแนนของสารเจอปนและเมอใหไบอสกลบจะสามารถทนกระแสยอนกลบไดสงโดยไดโอดไมเสยหาย แรงดนทตกคอมตวซเนอรไดโอดจะเปนตวควบคมและรกษาแรงดนใหคงท ดงภาพ

ภาพรปรางซเนอรไดโอด

โครงสราง สญลกษณ การใชงานซเนอรไดโอดตองจายไบอสกลบ และซเนอรไดโอดจะท าหนาทควบคมแรงดนใหคงทตลอดเวลา แตถาน าซเนอรไดโอดมาตอไบอสตรงกจะเหมอนไดโอดธรรมดา ซเนอรไดโอดทมจ าหนายทวไป จะมแรงดนซเนอรตงแต 2.4 – 200 โวลต มคาทนก าลงไฟฟา ตงแต 150 มลลวตต – 50 วตต การเลอกใชซเนอรไดโอด ขนอยกบการก าหนแรงดนทตองการปอนออกทางเอาทพต ตองการเทาไรกเลอกคาแรงดนซเนอรนนมาใชงาน เชน ถาตองการแรงดนเอาทพต3.3 โวลต กเลอกซเนอรไดโอดทมคาแรงดนประมาณ 3.3 โวลต มาใชงาน ซเนอรไดโอดท าหนาทรกษาระดบแรงดนใหคงท วงจรทน าซเนอรไดโอดมาใชงานมกเรยกวา วงจรเรกเลเตอร

การใชงานซเนอรไดโอดแรงดนทปอนเขาทางอนพตนนตองสงกวาแรงดนซเนอร ของไดโอดตวนน แตมขอแมวากระแสอนพตตองไมเกนกระแสสงสดทซเนอรจะทนได มฉะนนซเนอรจะพงได

การตอใชงานซเนอรไดโอดตองตอตวตานทานอนกรมกบวงจร เพอท าหนาทจ ากดกระแสไมใหเกนคากระแสสงสดทซเนอรไดโอดจะทนได ดงการทดลองท 7


28

การทดลองท 7 ซเนอรไดโอดท างานอยางไร

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของซเนอรไดโอด


1. ตวตานทาน 1K (น าตาล ด า แดง ทอง) 2. ตวตานทาน 500 (เขยว ด า น าตาล ทอง)

3. ตวตานทาน 500 (เขยว ด า น าตาล ทอง) 4. ไดโอดเปลงแสง 2 ตว 5. ตวตานทานปรบคาได 6. สวตช 1 ตว 7. ซเนอรไดโอด 8. แบตเตอร 9 โวลต 9. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ จากนนคอยๆ ปรบ VR1 แลวสงเกตการณเปลยนแปลงทเกดขน 3. กดสวตช S1 คางไวจากนนคอยๆ ปรบ VR1 แลวสงเกตการเปลยนแปลงทเกดขน



29

2.8 ล าโพง (Speaker) ล าโพงเปนอปกรณทสามารถเปลยนพลงงานไฟฟาเปนพลงงานเสยงได การสนสะเทอนของล าโพงเกดขนไดเนองจากทโคนของล าโพงมขดลวดอย เมอกระแสไหลเขาสขดลวดจะเกดสนามแมเหลกขนรอบๆ ตวมน และท าใหเกดการผลกดนกบสนามแมเหลกถาวรทอยภายในล าโพง จงเกดการสนสะเทอนขนและเกดเปนเสยงได ลกษณะภายนอกของล าโพง ซงประกอบดวยกรวย (cone) หรอ ไดอะแฟรม ซงโดยปกตกรวยจะท ามาจากกระดาษ พลาสตกหรอโลหะบางๆ ดงภาพ

ภาพรปรางของล าโพงดานหนา-หลง

โครงสราง สญลกษณ

การท างานของล าโพง ดงการทดลองท 8


30

การทดลองท 8 ล าโพงท างานอยางไร

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของล าโพง


1. ตวตานทาน 10K (น าตาล ด า ด า ทอง) 2. ล าโพง 3. แบตเตอร 9 โวลต 4. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวปลอย โดยน าปลายลวด A แตะทปลายตวตานทาน R1

(ต าแหนง B) โดยท าการแตะแลวปลอยอยางตอเนอง สงเกตการเปลยนแปลงทเกดขน



31

2.9 ทรานซสเตอร (Transistor) ทรานซสเตอร เปนอปกรณอเลกทรอนกสทมความส าคญยงในยคปจจบน มการน า

ทรานซสเตอรไปใชงานตางๆ มากมาย อาท วงจรขยายสญญาณเสยงในวทยและเครองเสยง การน าไปใชในวงจรดจตล แตหนาทหลกของทรานซสเตอร คอ เปนสวตชและวงจรขยาย

ทรานซสเตอรเปนอปกรณสารกงตวน าทสามารถท าหนาท ขยายสญญาณไฟฟา เปด/ปดสญญาณไฟฟา คงคาแรงดนไฟฟา หรอกล าสญญาณไฟฟาไฟฟา (modulate) เปนตน การท างานของทรานซสเตอรเปรยบไดกบวาลวทถกควบคมดวยสญญาณไฟฟาขาเขา เพอปรบขนาดกระแสไฟฟาขาออกทมาจากแหลงจายแรงดน

ทรานซสเตอรสรางมาจากวสดประเภทสารกงตวน าชนด P และชนด N มารวมกนโดยท าใหเกดรอยตอระหวางเนอสารนสองรอยตอ โดยสามารถจดทรานซสเตอรได 2 ชนด คอ 1. ทรานซสเตอรชนด NPN 2. ทรานซสเตอรชนด PNP

รอยตอจากเนอสารทง 3 น มจดตอเปนขาทรานซสเตอร เพอใชเชอมโยงหรอบดกรกบอปกรณอนดงนนทรานซสเตอรจงม 3 ขา มชอเรยกวา คอลเลคเตอร (สญลกษณ C ) อมตเตอร (สญลกษณ E ) และ เบส (สญลกษณ B ) รปรางโครงสรางและสญลกษณของทรานซสเตอร ดงภาพ

ภาพรปรางทรานซสเตอรชนด PNP(เบอร3906) ทรานซสเตอร

ชนด NPN(เบอร3904)

ต าแหนงขาของทรานซสเตอรชนดPNPและNPN


32

โครงสรางและสญลกษณ สญลกษณของทรานซสเตอรแบบ NPN และ PNP จะมความแตกตางกนทหวลกศรทสญลกษณของทรานซสเตอรถาลกศรชออกจากตวเปนชนด NPN และถาลกศรชเขาหาตวเปนชนด PNP การใชงานทรานซสเตอรแบบ NPN นนจะตองปอนไฟบวกเขาขาคอลเลคเตอร และปอนไฟลบเขาขาอมตเตอร จากนนปอนไฟบวกเขาขาเบส จะท าใหมกระแสไฟฟาไหลจากขาคอลเลคเตอรมายงขาอมตเตอรได กระแสทไหลเขาขาเบสเพยงเลกนอยนจะท าใหมกระแสจ านวนมากไหลผานขาคอลเลคเตอรมาขาอมตเตอร อตราสวนของกระแสทงสองนคอ อตราขยายกระแสซงเปนความสามารถในการขยายของทรานซสเตอร ดงการทดลองท 9


33

การทดลองท 9 ทรานซสเตอรชนด NPNท างานอยางไร

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของทรานซสเตอรชนด NPN


1. ตวตานทาน 3K (สม ด า แดง ทอง) 2. ตวตานทาน 200 (แดง ด า น าตาล ทอง) 3. ไดโอดเปลงแสง 2 ตว 4. สวตช 1 ตว 5. ทรานซสเตอรชนด NPN เบอร 3904 6. แบตเตอร 9 โวลต 7. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวกดสวตช S1 คางไว สงเกตการเปลยนแปลงของ LED1 และ

LED2



34

การใชงานทรานซสเตอรแบบ PNP ไมไดแตกตางจากทรานซสเตอรแบบ NPN แตในการท างานนน เราตองปอนไฟลบใหกบขาคอลเลคเตอรและปอนไฟบวกใหกบขาอมตเตอร การท าใหทรานซสเตอร PNP ท างาน คอ ปอนไฟลบใหกบขาเบสจะท าใหมกระแสไฟฟาไหลจากขาอมตเตอรไปขาคอลเลคเตอร ซงตรงขามกบทรานซสเตอรแบบ NPN

ความสมพนธของกระแสระหวางขาตางๆ ของทรานซสเตอรอธบายไดดงน

IE = IB + IC

IC = IB

เมอ คอ อตราขยายกระแสของทรานซสเตอร การท างานของทรานซสเตอรแบบ PNP ดงการทดลองท 10


35

การทดลองท 10 ทรานซสเตอรชนด PNPท างานอยางไร

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของทรานซสเตอรชนด PNP


1. ตวตานทาน 3K (สม ด า แดง ทอง) 2. ตวตานทาน 200 (แดง ด า น าตาล ทอง) 3. ไดโอดเปลงแสง 2 ตว 4. สวตช 1 ตว 5. ทรานซสเตอรชนด PNP เบอร 3906 6. แบตเตอร 9 โวลต 7. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวกดสวตช S1 คางไว สงเกตการเปลยนแปลงของ LED1 และ

LED2



36

การท างานพนฐานของทรานซสเตอร คอ ท าหนาทขยายกระแสปรมาณนอยใหมปรมาณมากขน ซงความสามารถในการขบกระแสจะแตกตางกนไปแลวแตเบอรของทรานซสเตอร นอกจากทรานซสเตอรจะท าหนาทขยายกระแสแลว ยงสามารถน ามาใชเปนสวตชได ดงการทดลองท 11

การทดลองท 11 ทรานซสเตอรท างานแบบสวตช

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของทรานซสเตอรวาเหมอนหรอตางจากสวตชอยางไร


1. ตวตานทาน 100 (น าตาล ด า น าตาล ทอง) 2 ตว

2. ตวตานทาน 1K (น าตาล ด า แดง ทอง) 3. ไดโอดเปลงแสง 1 ตว 4. ตวตานทานปรบคาได 5. ทรานซสเตอรชนด NPN เบอร 3904 6. แบตเตอร 9 โวลต 7. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ จากนนคอยๆ หมนตวตานทานปรบคาได VR1 ในทศตามเขม

นาฬกาจนสดแกนหมน และคอยๆ หมน VR1 ในทศทวนเขมนาฬกาจนสดแกน แลวสงเกตการเปลยนแปลงของ LED1



37

2.10 ไอซ (Integrated Circuit)

วงจรรวม หรอ ไอซ (Integrated Circuit) คอ การรวมอปกรณอเลกทรอนกสตางๆ ไวในชน (Chip) สารกงตวน าเลกๆ ทเรยกวา ซลกอน และตออปกรณถงกนดวยลวดอลมเนยม เกดเปนวงจรอเลกทรอนกสมากมายและซบซอนทสามารถน ามาใชงานในอปกรณตวเลก ๆ ตวเดยวทเรยกวาไอซ ดงภาพ

รปรางไอซ555

การจดขาของไอซ 555 โครงสรางและสญลกษณ

ไอซพนฐานและเปนทนยมใชงานกนอยางกวางขวาง คอ ไอซ 555 ซงมหนาทในการก าเนดสญญาณสเหลยม และใชเปนไอซตงเวลา การน าไอซ 555 ไปใชงานสามารถใชได 2 รปแบบ คอ โมโนสเตเบล (monostable) ดงการทดลองท 12 และอะสเตเบล (astable) ดงการทดลองท 13


38

การทดลองท 12 ไอซ 555 ท างานในวงจรโมโนสเตเบล

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของวงจรโมโนสเตเบลโดยใชไอซ 555


1. ตวตานทาน 50K (เขยว ด า สม ทอง) 2. ตวตานทาน 1K (น าตาล ด า แดง ทอง)

3. ตวตานทาน 500 (เขยว ด า น าตาล ทอง) 4. ไดโอดเปลงแสง 1 ตว

5. ตวเกบประจแบบมขว 100 F (ไมโครฟารด) 6. สวตช 1 ตว 7. ไอซ 555 1 ตว 8. แบตเตอร 9 โวลต 9. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวสงเกตการเปลยนแปลงของ LED1 3. กดสวตช S1 แลวปลอย สงเกตการเปลยนแปลงของ LED1



39

การทดลองท 13 ไอซ 555 ท างานในวงจรอะสเตเบล

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรการท างานของวงจรอะสเตเบลโดยใชไอซ 555


1. ตวตานทาน 5.6K (เขยว น าเงน แดง ทอง) 2. ตวตานทาน 15K (น าตาล เขยว สม ทอง)

3. ตวตานทาน 500 (เขยว ด า น าตาล ทอง) 4. ไดโอดเปลงแสง 1 ตว

5. ตวเกบประจแบบมขว 10 F (ไมโครฟารด) 6. ไอซ 555 1 ตว 7. แบตเตอร 9 โวลต 8. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ แลวสงเกตการกระพรบของ LED



40

2.11 ไอซเมโลด

ปจจบนเทคโนโลยดานอเลกทรอนกสไดเจรญกาวหนาไปอยางมาก ผผลตอปกรณอเลกทรอนกสไดผลตชพไอซจ านวนมากเพอตอบสนองความตองการของลกคา การออกแบบวงจรหรอตอวงจรเพอใชงาน จ าเปนตองทราบคณลกษณะของอปกรณและไอซทจะใชงานกอน โดยศกษาจากคมอ (data sheet) ของบรษทผผลต หรอคนหาจากอนเทอรเนต ไอซเมโลดตระกล UM66T-L จะมคณสมบตตามคมอ ดงน คณลกษณะ

หนวยความจ ารอม 64 โนต

ใชแหลงจายไฟ 1.3-3 โวลต

สามารถตอทรานซสเตอรและล าโพงเพอใชงานได

มตวก าเนดความถ RC ภายใน รายละเอยดทวไป ไอซตระกล UM66T ถกออกแบบเปน CMOS เพอก าเนดเมโลดเสยงเพลงส าหรบใชในโทรศพทและของเลน ตลอดจนวงจรอเลกทรอนกสอนๆ มรปราง โครงสราง สญลกษณดงภาพ

ภาพรปรางไอซUM66T โครงสราง สญลกษณ

ไอซ UM66T จะตองใชแรงดนเขาประมาณ 1.5 – 3.3 โวลต ถาปอนแรงดนมากกวานจะท าใหไอซพงเสยหายได และขาแตละขาของไอซนนจะตองตอเพอใชงาน ดงน

ขา 1 ตอกบขวลบของแหลงจายไฟหรอกราวด ขา 2 ตอกบขวบวกของแหลงจายไฟหรออนพตของวงจร ขา 3 ตอกบเอาทพตของวงจร ถาการตอเพอใชงานไมตรงตามทระบไว ไอซจะไมท างานหรอพงได ดงนนการเลอกไอซเบอร

ตางๆ เพอใชงานนนจ าเปนตองทราบคณลกษณะและขอมลเบองตนของไอซเสยกอนจงจะตอเพอใชงานได การท างานของไอซ UM66T ดงการทดลองท 14


41

การทดลองท 14 ไอซเสยงเมโลดท างานอยางไร

วตถประสงค 1. เพอใหผ เรยนเรยนรหลกการเลอกใชงานไอซเสยงเพลง


1. ตวตานทาน 120K (น าตาล แดง เหลอง ทอง)

2. ตวตานทาน 100K (น าตาล ด า เหลอง ทอง)

3. ตวตานทาน 500 (เขยว ด า น าตาล ทอง)

4. ตวตานทาน 1K (น าตาล ด า แดง ทอง)

5. ตวตานทาน 2.2K (แดง แดง แดง ทอง)

6. ตวตานทาน 10 (น าตาล ด า ด า ทอง) 7. ทรานซสเตอรชนด NPN เบอร 3904 2 ตว 8. ซเนอรไดโอด 9. ไอซ UM66T 10. ล าโพง 11. แบตเตอร 9 โวลต 12. สายไฟ

ขนตอนการทดลอง 1. ตอวงจรดงภาพ 2. ตอแบตเตอรเขากบขวตอ จากนนคอยๆ ปรบ VR1 แลวสงเกตการเปลยนแปลงทเกดขน

ภาพแสดงการตอวงจร ดใน เวบไซต วเคราะหและสรปผลการทดลอง ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................


42

ขอขอบคณ ขอมลจาก http://www.geocities.com/supagorn_j/new_page_4.htm http://electronics.se-ed.com/contents/011h070/011h070_p03.asp wikipedia http://www.chontech.ac.th/~electric/e-learn/unit12/unit12.htm

http://www.geocities.com/supagorn_j/new_page_4.htm

http://electronics.se-ed.com/contents/011h070/011h070_p03.asp

http://www.chontech.ac.th/~electric/e-learn/unit12/unit12.htm

Education

Random 111229101649-phpapp01