พลังงานไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า

พลงั งานไฟฟ้า

เมื่อตอ่ เครื่องใชไ้ ฟฟา้ เขา้ กบั แหลง่ กำเนดิ ไฟฟา้ ประจไุ ฟฟ้าจะเคลื่อนท่ี ทำให้มีกระแสไฟฟ้าผ่าน
เครอื่ งใช้ไฟฟ้า พลังงานไฟฟา้ จะถกู เปลี่ยนเปน็ พลังงานรปู อนื่ ตามชนิดของเครือ่ งใชไ้ ฟฟ้า เชน่ เม่อื ต่อ
หลอดไฟกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า จะได้พลงั งานแสงสว่าง ถ้าตอ่ เตาไฟฟา้ เข้ากบั แหล่งกำเนิดไฟฟา้ จะได้พลงั งาน
ความร้อน แหลง่ กำเนดิ

กำลังไฟฟา้
กำลงั ไฟฟา้ คือ พลงั งานไฟฟ้าท่ีใช้ไปในหน่ึงหน่วยเวลามีหนว่ ยเปน็ จลู ตอ่ วนิ าทหี รอื วัตต์ เขียนสมการ

ไดด้ งั นี้

เมื่อ

P = กำลงั ไฟฟา้ มีหนว่ ยเป็นจูลตอ่ วินาทีหรอื วัตต์

W = พลังงานไฟฟ้า มีหนว่ ยเปน็ จูล

t = เวลา มีหน่วยเปน็ วินาที

วงจรไฟฟ้า ซ่ึงประกอบด้วย แหล่งจ่ายไฟฟ้า (เซลล์ไฟฟา้ ) ต่อเข้ากับเครื่องใช้ไฟฟ้า (ตัวต้านทาน) ดงั รปู

จากวงจรไฟฟ้าที่กำหนดให้เม่ือต่อวงจรครบวงจรเซลล์ไฟฟ้าจะให้ประจุ +Q คูลอมบ์ ใน
เวลาt วินาที ประจไุ ฟฟ้า Q เคลื่อนท่ีไปได้ เนอื่ งจากพลงั งานของเซลล์ไฟฟ้าที่ใหอ้ อกมาและขณะประจุ Q
เคลือ่ นทผี่ ่าน
ความตา้ นทาน (R) ย่อมสูญเสียพลงั งานไปสว่ นหนึง่ แยกพิจารณาได้ ดงั นี้

1. พลังงานไฟฟ้าของแหล่งกำเนดิ ไฟฟา้
2. พลังงานไฟฟ้าท่ีสูญเสยี ให้แกต่ วั ตา้ นทาน (เครื่องใช้ไฟฟ้า)

พลังงานไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดไฟฟา้
จากนิยามของแรงเคลอ่ื นไฟฟ้า
“แรงเคล่อื นไฟฟา้ (E) คือ พลังงานท่ีใช้ในการเคลือ่ นท่ปี ระจุ +1 C ครบวงจรพอดี”

ดงั น้นั
ในการเคล่ือนประจุ +1 C ครบวงจร ตอ้ งใชพ้ ลังงาน E
ถา้ เคลื่อนประจุ +Q C ครบวงจร ตอ้ งใช้พลงั งาน QE
เมอ่ื
WE = พลงั งานไฟฟ้าท่เี ซลล์ไฟฟา้ จ่ายออกมา ... (J ; จลู )
Q = ประจไุ ฟฟ้าทเี่ คลอ่ื นที่ ... (C ; คลู อมบ์)
E = แรงเคลอ่ื นไฟฟา้ ... (V ; โวลต)์
จะไดว้ ่า
WE = QE
จาก
Q = It
ดังนัน้
WE = ItE

ถา้ ให้ PE คือ กำลงั ไฟฟา้ ของเซลล์ไฟฟา้

การคำนวณค่าไฟฟา้

เม่อื มีการใชเ้ ครื่องใช้ไฟฟ้าต้องเสียค่าไฟฟ้าให้กับการไฟฟ้าโดยคดิ จากจำนวนพลงั งานไฟฟา้ ที่
เครอ่ื งใช้ไฟฟา้ นนั้ ๆ ใช้ไป

จาก

จะได้

W= P.t

เมอื่

P = กำลังไฟฟา้ ของเครื่องใช้ไฟฟ้า ... (Watt ; W วัตต)์

t = เวลาทใ่ี ชไ้ ฟฟ้า ... (s ; วินาท)ี

W = พลังงานไฟฟา้ ท่เี ครื่องใช้ไฟฟ้าใชไ้ ป ... (J ; จูล)

โดยปกตหิ น่วยของพลังงานไฟฟา้ เป็นวัตต.์ วนิ าที ถา้ นำมาใช้กบั พลงั งานท่ใี ช้ จะไมเ่ หมาะสม
เพราะเปน็ หน่วยเลก็ ในทางปฏิบัติจึงคิดพลังงานไฟฟา้ เป็นกโิ ลวตั ต.์ ช่ัวโมง หรอื ที่เรยี กกันวา่ “หนว่ ย หรือ
ยูนิต (Unit)”

1 หนว่ ย (Unit) = 1 กิโลวตั ต.์ ชัว่ โมง

หาค่าพลังงานที่เครื่องใชไ้ ฟฟ้าใช้ไปได้
W = P (กโิ ลวัตต)์ x t (ช่วั โมง)

จำนวนยูนติ หาได้จาก

@ เครือ่ งมือวดั จำนวนยูนิต เรยี กว่า “Kilowatt hour-meter”

การเปรยี บเทยี บหน่วย กิโลวตั ต.์ ชว่ั โมงกับจูล

1 kW.hr = 1000 Watt x 3600 s

1 kW.hr = 3.6 x 106 J

เครื่องหมายบนเคร่ืองใชไ้ ฟฟา้

เครอ่ื งใชไ้ ฟฟา้ จะมตี ัวเลขบอกความตา่ งศักย์ที่ใช้ (V) และกำลังไฟฟา้ (P) ท่ีเกิดข้นึ เปน็ วัตต์ (W) แต่
บางชนดิ ก็กำหนดค่าความต่างศกั ย์ (V) กบั กระแสท่ผี า่ นเคร่ืองใช้ไฟฟ้าเป็นแอมแปร์ (A) เชน่

เตารีด 110 V 750 W หมายความว่า “เตารีดจะเกดิ กำลัง 750วตั ต์ เมอ่ื ใชก้ ับไฟฟา้ ความตา่ งศักย์
110 โวลต์”

ควรใช้กบั ไฟความตา่ งศักย์ 110 โวลต์ เท่านัน้ ถ้าใช้กบั ความต่างศักย์ 220 โวลต์ เตารดี จะไหมแ้ ละ
เกิดอันตราย แตถ่ ้าใช้กับความต่างศักยต์ ำ่ กว่า จะเกดิ กำลงั นอ้ ยกวา่ 750วตั ต์ ทำให้เกิดความรอ้ นน้อยลง

เตาไฟฟา้ 220 V 3 A หมายความว่า “เม่ือใชเ้ ตาไฟฟา้ กับความตา่ งศกั ย์ 220 โวลต์ จะมีกระแส
ผา่ น3 แอมแปร์ หรือเกิดกำลัง (P) = IV ดงั นั้น P = 220 x 3 = 660 วตั ต”์

การตอ่ วงจรไฟฟา้ ในบา้ น

เคร่อื งใชไ้ ฟฟ้าต่างๆ เช่น หลอดไฟฟา้ เตารดี พัดลม จะต่อวงจรแบบขนานทัง้ สิน้ เนือ่ งจาก
ต้องการให้เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านั้นไดร้ ับความต่างศักย์เทา่ กันและเท่ากับที่กำหนดไว้บนเครื่องใช้ไฟฟ้า จงึ จะ
เกิดกำลังตามท่ีกำหนด และถ้าเคร่ืองมือใดชำรุดเสยี หายกจ็ ะเสยี หายเฉพาะเคร่ืองใช้ไฟฟา้ เครื่องน้ัน ไม่
เกย่ี วกับเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดอื่น











ไฟฟา้ เขา้ กบั เคร่ืองซักผา้ พดั ลม และสวา่ นไฟฟา้ เป็นตน้