บทที่ 4 กฎของโอห์ม

Download Report

Transcript บทที่ 4 กฎของโอห์ม

Slide 1

วิชา คณิตศาสตร ์
อิเล็กทรอนิกส์
เรือ
่ ง กฎของ
โอหม
์


Slide 2

ประวัตข
ิ อง จอรจ์
ไซมอน โอหม
์
จอรจ์ ไซมอน โอหม
์ (George Simon Ohm)
เป็ นนักฟิ สิกส์ชาวเยอรมัน เป็ นผู้ค้นพบกฎ
ข อ ง โ อ ห ์ ม โ ด ย ใ น ส มั ย นั้ น มี
นั ก วิท ยาศาสตร ที
์ ่ชื่ อ ฟอเรย ์ เขาเป็ นผู้
ค้นพบการไหลของความร้อน โอหมจึ
์ งนา
ความคิดนี้มาทดลองกับกระแสไฟฟ้า
โดยใช้ เส้ นลวดขนาดต่าง ๆ เป็ น
ตัว น าเช่ น ทองแดง เงิน และอะลูม เิ นี ย ม
แ ล ะ เ ข า ก็ พ บ ว่ า ป ริ ม า ณ ไ ฟ ฟ้ า จ ะ
แปรเปลีย
่ นไปในทางกลับกันกับความยาว


Slide 3

กฎของโอหม
์
ก า ร อ ธิ บ า ย ค ว า ม สั ม พั น ธ ์ ร ะ ห ว่ า ง
กระแสไฟฟ้า ความตางศั
กยไฟฟ
่
้ า และ
์
ความตานทาน
ในวงจรไฟฟ้า หรือกลาว
้
่
ได้วากระไฟฟ
วต้านทานใดๆ
่
้ าทีไ่ หลผานตั
่
จ ะ แ ป ร ผั น ต ร ง กั บ แ ร ง ดั น ไ ฟ ฟ้ า แ ล ะ
แปรผกผัน กับ ความต้ านทานระหว่างสอง
E
จุดนั้นทีก
่ ระแสไหลผาน
่
I

R


Slide 4

รูปสื่ อแผนภาพกฎ
ของโอหม
์
สิ่ งทีค
่ วรรู้

E
I

I = กระแสไฟฟ้า
แอมแปร ์ ( A )
E = แรงดันไฟฟ้า
V)

R
หน่วย
หน่วย โวลท ์ (


Slide 5

วิธก
ี ารจากฎของโอหม
์
แบบงายๆ
ให้ใช้รูป
่
สามเหลีย
่ มตอไปนี
้
่

หา
แรงดันไฟฟ้
า E

หา
กระแสไฟฟ้
า I

หาความ
ตานทาน
้
ไฟฟ้า R


Slide 6

1. หา

แรงดันไฟฟ้า

E

ก็จะไดสมการดั
งนี้
้
แรงดันไฟฟ้า = กระแสไฟฟ้า X
ความตานทาน
้
หรือ
E = I × R

หน่วย V (โวลต)์


Slide 7

2. หา

กระแสไฟฟ้า

I

ก็จะไดสมการดั
งนี้
้
กระแสไฟฟ้า =
แรงดันไฟฟ้า / ความตานทาน
้
หรือ
I

=

หน่วย A (แอมแปร)์


Slide 8

3. หาความ

ตานทานไฟฟ
้
้า

R

ก็จะไดสมการดั
งนี้
้
ความตานทาน
=
้
แรงดันไฟฟ้า / กระแสไฟฟ้า
หรือ
R =
หน่วย Ω (โอหม)
์


Slide 9

วงจรไ
ฟฟ้า
วงจรไฟฟ้า (electric circuit) หมายถึง

เส้นทางทีก
่ ระแสไฟฟ้า
ไหลผานได
ครบรอบ
เมือ
่ กระแสไฟฟ้าไหล
่
้
ผานอุ
ปกรณต
ก็จะมี
่
่
์ างๆ
ความตานทานเฉพาะตั
ว ทีย
่ อมให้
้
กระแสไฟฟ้าไหลผานได
มากหรื
อ
่
้
น้อยแตกตางกั
น ซึง่ วงจรไฟฟ้าจะมีอยู่ 2
่


Slide 10

1. วงจรปิ ด (close
circuit)

คือ วงจรไฟฟ้าทีม
่ ก
ี ระแสไฟฟ้าไหล
ครบรอบ
มีผลทาให้เครือ
่ งใช้ไฟฟ้าทางานปกติ


Slide 11

2. วงจรเปิ ด (open
คือ วงจรไฟฟ
circuit)้ าทีไ่ มมี่ กระแสไฟฟ้าไหล
ผาน
่
เนื่องจากส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรขาด
หรือไมเชื
่ มตอกั
่ อ
่ น ซึง่ มีผลทาให้
เครือ
่ งใช้ไฟฟ้าไมท
่ างานเพราะไมมี
่
กระแสไฟฟ้าไหลผานเข
าไป
่
้


Slide 12

ส
่
าคั
ญ
ของ
องคประกอบที
์
วงจรไฟฟ้าทีจ
่ ะทาให้
เครือ
่ งใช้ไฟฟ้าทางานได้
แหลงก
่ า
เนิด
ไฟฟ้า
สายไฟ

อุปกรณ์
ไฟฟ้า


Slide 13

่

์
่ งใช้ไฟฟ้า
่ ะทาให้เครือ
วงจรไฟฟ้าทีจ
ทางานได้ โดยจะแสดงเป็ นตาราง
สั ญลักษณ ์ ดังนี้


Slide 14

การตอวงจรไฟฟ
่
้า
โดยทัว่ ไปมี 3 แบบ

1. การตอ
่
วงจรไฟฟ้าแบบ
อนุ กรม (series circuit)
2. การตอ
่
วงจรไฟฟ้าแบบ
ขนาน (parallel circuit)
3. การตอ
่
วงจรไฟฟ้าแบบ
ผสม (hybrid circuit)


Slide 15

1. การตอวงจรไฟฟ
่
้ าแบบอนุ กรม
(series circuit)
เป็ นการตอเรี
่ ยงกันเป็ นสายเดียว เช่น
การตอหลอดไฟฟ
่
้ า ดังรูป

รูปแสดงการตอหลอดไฟฟ
่
้ าแบบอนุ กรม


Slide 16

วงจรไฟฟ้าแบบ
อนุ กรม

รูปแสดง กรณีการตอวงจรไฟฟ
่
้ าแบบ


Slide 17

ตัวอย่ างวงจรอนุกรม จากวงจรประกอบด้วยตัวต้านทาน R1 = 2 Ω ตัว
ต้านทาน R2 = 4 Ω และตัวต้านทาน R3 = 4 Ω แหล่งจ่ายไฟตรง E = 20 V จง
หาค่าแรงดันไฟฟ้ าที่ตกคร่ อมตัวต้านทานแต่ละตัว กระแสไฟฟ้ าไหลใน
วงจรรวม และความต้านทานรวมในวงจร


Slide 18

วิธีทา
คานวณหาค่าความต้านทานรวมทั้งหมด RT ได้ดงั นี้
RT = R1 + R2 + R3
RT = 2 Ω + 4 Ω + 4 Ω
RT = 10 Ω
ตอบ ความต้านทานรวมในวงจรเท่ากับ 10 Ω
คานวณหาค่ากระแสไฟฟ้ าทั้งหมด IT จะได้
IT = 20V = 2 A
10 Ω

ตอบ กระแสไฟฟ้าทังหมด
้
เท่ากับ 2 A


Slide 19

(ต่อ) คานวณหาค่าแรงดัน V1 ,V2 และ V3 จะได้
V1 = IR1 = 2 A x 2 Ω = 4 V
V2 = IR2 = 2 A x 4 Ω = 8 V
V3 = IR3 = 2 A x 4 Ω = 8 V
VT = V1 + V2 + V3
VT = 4 V + 8 V + 8 V
VT = 20 V ตอบ


Slide 20

2. การตอวงจรไฟฟ
่
้ าแบบขนาน
(parallel circuit)

ก
่ ระแสไฟฟ้ามีการแยกไหล
เป็ นการตอโดยที
่
ออกไดหลายทาง
แตช
้
่ ่ วง
สุดทายจะไหลมารวมกั
น เช่น ตอหลอดไฟ
้
่
ฟ้าแตละหลอดเข
าด
น
่
้ วยกั
้
และรวมปลายอีกดานหนึ
่งของหลอดไฟฟ้า
้
ทุกหลอดเขาด
น
้ วยกั
้
รูปแสดงการตอหลอดไฟฟ
่
้ าแบบขนาน


Slide 21

วงจรไฟฟ้าแบบ
ขนาน

รูปแสดง กรณีการตอวงจรไฟฟ
่
้ าแบบ


Slide 22

ตัวอย่ างวงจรขนาน
จากวงจร จงหาค่าความต้านทานรวม ( RT ) กระแสไฟฟ้ าที่ไหลผ่าน
ตัวต้านทานแต่ละตัว ( IR1 , IR2 , IR3 )และกระแสไฟฟ้ ารวม (IT)


Slide 23

วิธีทา คานวณหาค่าความต้านทานรวมทั้งหมดของวงจร (RT )
จากสูตร


Slide 24

(ต่อ) คานวณหาค่ากระแสไฟฟ้ าที่ไหลผ่านตัวต้านทานแต่ละตัว (IR1 , IR2 , IR3 )
และกระแสไฟฟ้ ารวม (IT)


Slide 25

3. การตอวงจรไฟฟ
่
้ าแบบผสม (hybrid
circuit)
เป็ นการตอวงจรที
ม
่ ท
ี ง้ั แบบอนุ กรมและ
่
แบบขนานในวงจรเดียวกัน โดยทัว่ ไป
จะมีอยู่ 2 ลักษณะ คือ 1. แบบอนุ กรม
– ขนาน และ 2. แบบขนาน - อนุ กรม
แบบที่ 1. แบบ
อนุ กรม – ขนาน


Slide 26

แบบที่ 2. แบบขนาน
– อนุ กรม


Slide 27

ตัวอย่างวงจรผสม
จากรู ป จงคานวณหาค่าความต้านทานรวม (RT) แรงดันไฟฟ้ าตกคร่ อมความ
ต้านทานแต่ละตัว ( V1 ,VRT1 ) และ IT


Slide 28


Slide 29

กาลังไฟฟ้ า (P)
ในวงจรไฟฟ้ ากระแสตรง ค่าของกาลังไฟฟ้ า ( Power ) ที่เกิดขึ้นกับ
ภาระไฟฟ้ า (Load) ที่ เป็ นตัวต้านทานเกิ ดจากกระแสไฟฟ้ าไหลผ่านตัว
ต้านทานนั้น กาลังไฟฟ้ าที่เกิดขึ้นกับตัวต้านทานนั้นจะอยูใ่ นรู ปของความ
ร้ อน ถ้าตัวต้านทานนั้นไม่ สามารถทนกาลังไฟฟ้ านั้นได้ก็จะไหม้และ
ขาด ดังนั้นจึงจาเป็ นต้องคานวณหาค่ากาลังไฟฟ้ าที่เกิดขึ้นกับตัวต้านทาน
ก่อนการใช้งานดังสมการ 1 , 2 และ 3


Slide 30

(ต่อ)


Slide 31


Slide 32

ตัวอย่างการคานวณหาค่ากาลังไฟฟ้า
จากรู ป จงคานวณหาค่าของกาลังไฟฟ้ าที่เกิดขึ้นกับตัวต้านทาน
วิธีทา

ค่ากาลังไฟฟ้ าที่เกิดขึ้นกับตัวต้านทามีค่า 50 mW จะต้องเลือกใช้ตวั ต้านทานที่ทน
กาลังไฟฟ้ าได้ไม่นอ้ ยกว่า 50 mW


Slide 33

ตัวอย่างที่ 1 จากรู ปวงจร จงหาค่าของ

IT , I1 , I2 ,V3, PR1

และ PR3


Slide 34


Slide 35

ตารางแสดงการเปรียบเทียบผลการตอ
่
หลอดไฟฟ้า
แบบอนุ กรมและแบบขนาน


Slide 36

(ตอ)
ตารางแสดงการเปรียบเทียบผลการตอ
่
่
หลอดไฟฟ้า
แบบอนุ กรมและแบบขนาน


Slide 37

สรุป


Slide 38

นักเรียนมีวธ
ิ ก
ี ารตอหลอดไฟ
่
แบบใด ให้หลอดไฟติดสวาง
่
เทากั
่ นหมด

ตอบ แบบ
ขนาน


Slide 39

จบการนาเสนอค่ ะ
โรงเรียนฐานเทคโนโลยี
โดย แผนกอิเล็กทรอนิกส์