บทที่ 3 พลังงานไฟฟ้า
โดย..ครูปินัชยา นาคจารูญ
ไฟฟ้ามาจากไหน
 เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติได้แก่ฟ้าแลบฟ้าผ่า
 เกิดจากการเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า
 เกิดจากการเปลี่ยนแสงสว่างให้เป็นพลังงานไฟฟ้า
 เกิดจากปฎิกิริยาเคมีเช่นแบตเตอรี่ถ่านไฟฉายเซลล์แห้งและเซลล์เชื้อเพลิง
ไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร
 เราใช้ประโยชน์จากกระแสไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้า
 ซึ่งเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปอื่นเช่นพลังงานแสงพลังงานเสียงพลังงานกล
ได้แก่พัดลมโทรทัศน์วิทยุเตารีดเป็นต้น
วงจรไฟฟ้า
วงจรไฟฟ้า
 หมายถึงทางเดินของกระแสไฟฟ้าซึ่งไหลมาจากแหล่งกาเนิดผ่านตัวนา
และเครื่องใช้ไฟฟ้าแล้วไหลกลับไปยังแหล่งกาเนิดเดิม
องค์ประกอบของวงจรไฟฟ้า
แหล่งกาเนิดไฟฟ้า
หมายถึงแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปยังวงจรไฟฟ้าเช่นแบตเตอรี่
ตัวนาไฟฟ้า
หมายถึงสายไฟฟ้าหรือสื่อที่จะเป็นตัวนาให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
หมายถึงสายไฟฟ้าหรือสื่อที่จะเป็นตัวนาให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
ไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้าซึ่งต่อระหว่างแหล่งกาเนิดกับเครื่องใช้ไฟฟ้า
เครื่องใช้ไฟฟ้า
เครื่องใช้ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานรูปอื่น
ซึ่งจะเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าโหลด
สวิตช์
คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการปิดหรือเปิดวงจร
เพื่อทาหน้าที่ตัดต่อและควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า
ฟิวส์
คืออุปกรณ์ที่ป้องกันไม่ให้วงจรไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ได้รับความเสียหาย
จากการทางานผิดปกติของวงจรเช่นโหลดเกินหรือเกิดการลัดวงจร
จะทาหน้าที่ในการเปิดวงจรที่เรียกว่าฟิวส์ขาดนั่นเอง
วิธีการต่อวงจรไฟฟ้า
วงจรอนุกรม
เป็นการนาเอาเครื่องใช้ไฟฟ้าหลายๆอัน มาต่อเรียงกันไปเหมือนลูกโซ่
ปลายของเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวที่ 1 นาไปต่อกับต้นของเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวที่ 2
แล้วนาไปต่อเข้ากับแหล่งกาเนิดมีทางเดินของกระแสไฟฟ้าได้ทางเดียว
วิธีการต่อวงจรไฟฟ้า
วงจรอนุกรม
วิธีการต่อวงจรไฟฟ้า
วงจรอนุกรม
คุณสมบัติที่สาคัญของวงจรอนุกรม
 กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านเท่ากันตลอดวงจร
กาลังไฟจะลดลงตามจานวนอุปกรณ์ไฟฟ้า
 ถ้าเกิดเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งขาดจะทาให้วงจรทั้งหมดไม่ทางาน
วงจรขนาน
เป็นการนาเอาเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกๆตัวมาต่อรวมกันกลายเป็นวงจรย่อย
และต่อเข้ากับแหล่งกาเนิดโดยกระแสไฟฟ้าจะสามารถไหลได้หลายทาง
วิธีการต่อวงจรไฟฟ้า
วงจรขนาน
วิธีการต่อวงจรไฟฟ้า
วงจรขนาน
วิธีการต่อวงจรไฟฟ้า
วงจรขนาน
วิธีการต่อวงจรไฟฟ้า
วงจรขนาน
คุณสมบัติที่สาคัญของวงจรขนาน
 กระแสไฟฟ้ารวมจะมีค่าเท่ากับกระแสไฟฟ้าย่อยของวงจรรวมกัน
กาลังไฟจะเท่าเดิมถึงจะมีโหลดหลายอัน เพราะมีวงจรไฟฟ้าเป็นของตัวเอง
 ถ้าเกิดเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งขาดวงจรก็ยังสามารถทางานได้
วิธีการต่อวงจรไฟฟ้า
วงจรผสม
เป็นวงจรที่นาเอาวิธีการต่อแบบอนุกรม และวิธีการต่อแบบขนาน
มารวมให้เป็นวงจรเดียวกัน โดยดูตามความเหมาะสม
วิธีการต่อวงจรไฟฟ้า
สัญลักษณ์แทนอุปกรณ์ไฟฟ้า
สัญลักษณ์แทนอุปกรณ์ไฟฟ้า
 ถ่านไฟฉายหรือเซลล์ไฟฟ้า: ขีดยาวแทนขั้วบวกขีดสั้นแทนขั้วลบ
หลอดไฟฟ้า
สัญลักษณ์แทนอุปกรณ์ไฟฟ้า
 มอเตอร์
 ออดไฟฟ้า
สัญลักษณ์แทนอุปกรณ์ไฟฟ้า
สวิทช์
สายไฟ
สัญลักษณ์แทนอุปกรณ์ไฟฟ้า
โวลท์มิเตอร์
แอมป์มิเตอร์
สัญลักษณ์แทนอุปกรณ์ไฟฟ้า
ความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้า
ความต่างศักย์ไฟฟ้า
คือความแตกต่างของพลังงานไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุด(ต่อแบบขนาน)
ซึ่งทาให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น(ไหลศักย์ไฟฟ้าจากสูง>>>ต่า)
และจะหยุดไหลเมื่อศักย์ไฟฟ้าทั้งสองจุดเท่ากัน
ความต่างศักย์ไฟฟ้า
เครื่องมือที่ใช้วัดความต่างศักย์ไฟฟ้าคือ โวลต์มิเตอร์(voltmeter)
เรียกว่ามีหน่วย คือโวลต์(volt) ใช้ตัวย่อว่าV
 สัญลักษณ์ของโวลต์มิเตอร์คือ
โวลต์มิเตอร์ (voltmeter)
โวลต์มิเตอร์ (voltmeter)
โวลต์มิเตอร์ (voltmeter)
ค่าของความต่างศักย์ไฟฟ้า
 ความต่างศักย์ไฟฟ้าของแหล่งกาเนิดไฟฟ้าแต่ละชนิดไม่เท่ากัน
เช่นถ่านไฟฉาย มีความต่างศักย์ประมาณ1.5โวลต์
 แบตเตอรี่รถยนต์12โวลต์สายไฟฟ้าภายในบ้าน220โวลต์
 ถ้าความต่างศักย์ไฟฟ้ามีค่ามากขึ้นระดับพลังงานไฟฟ้าก็จะมากขึ้น
กระแสไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
 กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน
เครื่องมือที่ใช้วัดกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าเรียกว่าแอมมิเตอร์(ammeter)
 มีหน่วยการวัดคือแอมแปร์สัญลักษณ์ของแอมมิเตอร์คือ
แอมมิเตอร์(ammeter)
 ต้องมีความต้านทานน้อยเพื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านตัวแอมมิเตอร์ให้มากที่สุด
 ใช้การต่อแบบอนุกรมเพื่อให้กระแสไฟฟ้าที่อ่านได้จากแอมมิเตอร์
 เป็นค่าเดียวกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน
แอมมิเตอร์ (ammeter)
การเขียนวงจรไฟฟ้า
1. วงจรไฟฟ้าหนึ่งมีแหล่งกาเนิดไฟฟ้าคือถ่านไฟฉาย2 ก้อนประกอบด้วย
หลอดไฟจานวน2 หลอดต่อแบบอนุกรม แต่ละหลอดมีสวิตซ์คอยควบคุมการ
เปิด– ปิดไฟรวมถึงต่อโวลต์มิเตอร์ที่หลอดไฟหลอดแรกเพื่อวัดความต่าง
ศักย์ไฟฟ้า
2. วงจรไฟฟ้าหนึ่งมีแหล่งกาเนิดไฟฟ้าคือถ่ายไฟฉาย3 ก้อนประกอบด้วยออด
ไฟฟ้า1ตัว และหลอดไฟฟ้า2 หลอดต่อแบบขนาน รวมถึงต่อแอมมิเตอร์เพื่อ
วัดค่ากระแสไฟฟ้า
ประเภทของกระแสไฟฟ้า
ไฟฟ้ากระแสตรง(DirectCurrent: DC)
เป็นกระแสไฟฟ้าที่ไหลในทิศทางเดียวกันจากขั้วบวกไปยังขั้วลบทางเดียว
 เช่นกระแสไฟฟ้าจากถ่านไฟฉายหรือจากแบตเตอรี่
ประเภทของกระแสไฟฟ้า
ไฟฟ้ากระแสสลับ(AlternatingCurrent: AC)
เป็นไฟฟ้าที่ไหลกลับทิศไปมาจากขั้วบวกไปยังขั้วลบและจากขั้วลบไปยังขั้วบวก
 เช่นกระแสไฟฟ้าที่ใช้ตามอาคารบ้านเรือนและจากไดนาโม
ประเภทของกระแสไฟฟ้า
ประเภทของกระแสไฟฟ้า
ความต้านทานไฟฟ้า(resistance)
ความต้านทานไฟฟ้า
เป็นความสามารถของวัตถุในการต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้า
การยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้มาก =มีความต้านทานน้อย
 ความต้านทานไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโอห์มตัวย่อที่ใช้แทนคือ R
ชนิดของตัวต้านทานไฟฟ้า
ชนิดของตัวต้านทานไฟฟ้า
ชนิดค่าคงที่(FixedResistor)
มีความต้านทานคงที่โดยจะกาหนดค่าความต้านทานเป็นรหัส
 เช่นตัวเลขโค้ดสีจะพบเห็นได้ในวงจรทั่วไป
 ชนิดปรับค่าได้(AdjustableResistor)
 เป็นตัวต้านทานที่ใช้กับงานที่มีกาลังวัตต์สูงๆ
 และงานที่ต้องการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานอยู่บ่อยๆ
ชนิดของตัวต้านทานไฟฟ้า
 ชนิดปรับค่าได้(AdjustableResistor)
ชนิดของตัวต้านทานไฟฟ้า
 ชนิดปรับค่าได้(AdjustableResistor)
ชนิดเปลี่ยนแปลงค่าได้(VariableResistor)
 สามารถปรับค่าความต้านทานได้อย่างต่อเนื่องในช่วงค่าที่กาหนดไว้
 เช่นในเครื่องรับวิทยุ,โทรทัศน์
เพื่อปรับลดหรือเพิ่มเสียง,ปรับลดหรือเพิ่มแสงในวงจรหรี่ไฟ
ชนิดของตัวต้านทานไฟฟ้า
ชนิดเปลี่ยนแปลงค่าได้(VariableResistor)
การอ่านค่าความต้านทาน
การอ่านค่าความต้านทาน
ส่วนใหญ่จะใช้รหัสแถบสีหรืออาจจะพิมพ์ค่าติดไว้บนตัวต้านทาน
 ตัวต้านทานที่มีอัตราทนกาลังวัตต์ต่ามักจะใช้รหัสแถบสี
 ที่นิยมใช้มี4 แถบสีและ5 แถบสี
การอ่านค่าความต้านทาน
การอ่านค่าความต้านทาน
ตัวอย่างการอ่านค่าความต้านทาน
อ่านค่ารหัสแถบสีได้ 320โอห์มคือ มีความต้านทาน 320โอห์ม
 ค่าผิดพลาด5 เปอร์เซ็นต์
แบบฝึกหัดการอ่านค่าความต้านทาน
ตัวต้านทานมีรหัสแถบสีเขียวดา ส้ม และเงินมีความต้านทานกี่โอห์ม
 ตัวต้านทานมีรหัสแถบสีม่วงแดงเขียวและน้าตาลมีความต้านทานกี่โอห์ม
การอ่านค่าความต้านทาน
ปัจจัยที่มีผลต่อความต้านทานไฟฟ้า
 ชนิดของตัวนา ต่างชนิด ต้านทานต่างกัน
ความยาวของตัวนา ความยาวมากจะมีความต้านทานมาก
 พื้นที่หน้าตัดของตัวนาพื้นที่หน้าตัดมาก(ขนาดใหญ่)จะมีความต้านทานน้อย
อุณหภูมิของตัวนาอุณหภูมิสูงจะมีความต้านทานน้อย

บทที่ 3 พลังงานไฟฟ้า