1.4 แรงดันไฟฟ้า รายวิชา วงจรไฟฟ้ากระแสตรง
เรื่อง ตัวแปรวงจรไฟฟ้า ประจุไฟฟ้า กระแส
แรงดัน กำลังไฟฟ้า และกฎของโอห์ม
แรงดันเไออฟีฟฟ้า (Voltage) คือความต่างศักย์ของประจุไฟฟ้าที่จุดสองจุด เกิดขึ้นจากการสะสมประจุไฟฟ้าของจุด
สองจุดที่แตกต่างกัน ความต่างศักย์ที่แตกต่างกันทําให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (Electromotive Force ; emf)
หรือแรงดันไฟฟ้าออกมา แรงดันไฟฟ้ามีหน่วยมาตรฐานเป็นโวลต์ (Volt ; V) แรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์ หมายถึง
ประจุไฟฟ้า 1 คูลอมบ์ ที่มีพลังงาน 1 จูล (J) โวลต์ เป็นชื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี ชื่อเต็มว่า
อเลสซานโดร โวลตา (Alessandro Volta) เป็นผู้ค้นพบหลักการของเซลล์ไฟฟ้าได้ประดิษฐ์ เครื่องกําเนิดไฟฟ้า
ชื่อว่า โวลตาอิคไพล์ (Voltaic Pile) หรือแบตเตอรรี่ (Battery) โดยการนําแผ่นทองแดงและแผ่นสังกะสีวาง
ประกบกัน และมีกระดาษชุบกรดเกลือหรือกรดกํามะถันวางอยู่ ตอนกลางซ้อนกันหลายชั้น โวลตาอิคไพล์
แสดงดังรูปที่ 1.2
รูปที่ 1.2 โวลตาอิคไพล์
1.4 แรงดันไฟฟ้า รายวิชา วงจรไฟฟ้ากระแสตรง
เรื่อง ตัวแปรวงจรไฟฟ้า ประจุไฟฟ้า กระแส
การหาเคออีฟาแรงดันไฟฟ้าสามารถเขียนเป็ นสมการได้ดังนี้
แรงดัน กำลังไฟฟ้า และกฎของโอห์ม
V =W_
Q
เมื่อ V = แรงดันไฟฟ้า หน่วย โวลต์ (V)
W = พลังงานไฟฟ้า หน่วย จูล (J)
Q = ประจุไฟฟ้า หน่วย คูลอมบ์ (C)
แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตมาใช้งาน มีระดับแรงดันไฟฟ้าจ่ายออกมาแตกต่างกันมากบ้างน้อยบ้าง ทําให้
หน่วยวัดแรงดันไฟฟ้าปกติเป็นโวลต์ (V) ไม่สะดวกต่อการใช้งาน จึงได้แบ่งหน่วย แรงดันไฟฟ้า
ให้ละเอียดมากขึ้นเป็น ไมโครโวลต์ (Microvolt ;μV) มิลลิโวลต์ (Millivolt ; mV) กิโลโวลต์
(Kilovolt ; kV) และเมกะโวลต์ (Megavolt ; MV) หน่วยต่างๆ มีความสัมพันธ์กันดังนี้
1 ไมโครโวลต์ (μV) = 1 x 10-6โวลต์ (V)
1 มิลลิโวลต์ (mV) = 1 x 10-3 โวลต์ (V)
1 กิโลโวลต์ (kV) = 1 x 103 โวลต์ (V)
1 เมกะโวลต์ (MV) = 1 x 106 โวลต์ (V)
รายวิชา วงจรไฟฟ้ากระแสตรง
เรื่อง ตัวแปรวงจรไฟฟ้า ประจุไฟฟ้า กระแส
แรงดัน กำลังไฟฟ้า และกฎของโอห์ม
1.5 กำลังไฟฟ้า
กําลังไฟฟ้า (Electrical Power) คือ อัตราการใช้พลังงานไฟฟ้ามีหน่วยเป็นจูล (J) ทําให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จาก
จุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ในเวลาหนึ่งหน่วยเป็นวินาที (s) การหาค่ากําลัง ไฟฟ้าสามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้
P = W_
t
พลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy) คือ พลังงานที่ถูกใช้ไปหรือถูกสร้างขึ้นใหม่จากกําลังไฟฟ้าที่ส่งเข้ามาหรือ
ส่งออกไปโดยสัมพันธ์กับเวลา การหาค่าพลังงานไฟฟ้าสามารถเขียน เป็นสมการได้ดังนี้
W = Pt
เมื่อ P = กำลังไฟฟ้า หน่วย วัตต์ (W)
W = พลังงานไฟฟ้า หน่วย จูล (J)
t = เวลา หน่วย วินาที (s)
1.6 กฎของโอห์ม รายวิชา วงจรไฟฟ้ากระแสตรง
เรื่อง ตัวแปรวงจรไฟฟ้า ประจุไฟฟ้า กระแส
แรงดัน กำลังไฟฟ้า และกฎของโอห์ม
กฎของโอห์ม เป็นกฎที่กําหนดขึ้นมาจากความสัมพันธ์ของปริมาณไฟฟ้า 3 ส่วน ได้แก่ แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า
และความต้านทานปริมาณไฟฟ้าเพียงส่วนใดส่วนหนึ่งหรือทั้งหมดเปลี่ยนแปลงไปทําให้วงจรไฟฟ้าทํางาน
เปลี่ยนแปลงไป ค่าการเปลี่ยนแปลงของวงจรไฟฟ้าเป็นไปตามกฎของโอห์ม ความสัมพันธ์ของปริมาณไฟฟ้าตาม
ค่าหน่วยมาตรฐานดังนี้ กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A) แรงดันไฟฟ้ามีหน่วยเป็น โวลต์ (V) และความ
ต้านทานมีหน่วยเป็น โอห์ม (Ω) ความสัมพันธ์ของปริมาณไฟฟ้าทั้ง 3 ส่วนเป็นดังนี้
ปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรเปลี่ยนแปลงตามค่าแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้วงจรแต่เปลี่ยนแปลง
เป็นส่วนผกผันกับค่าความต้านทานในวงจร นําคุณสมบัติทั้ง 2 สภาวะนี้มาเขียนเป็นสมการได้ดังนี้
I = _V
R
เมื่อ I = กระแสไฟฟ้า หน่วย แอมแปร์ (A)
V = แรงดันไฟฟ้า หน่วย โวลต์ (V)
R = ความต้านทาน หน่วย โอห์ม (Ω)
1.6 กฎของโอห์ม รายวิชา วงจรไฟฟ้ากระแสตรง
เรื่อง ตัวแปรวงจรไฟฟ้า ประจุไฟฟ้า กระแส
แรงดัน กำลังไฟฟ้า และกฎของโอห์ม
สมการกฎของโอห์มสามารถเขียนออกมาในรูปสมการวงกลม และสามารถหาค่าตัวแปรต่างๆ ในวงกลมได้ตาม
ต้องการ โดยใช้นิ้วปิดตัวแปรที่ต้องการหาค่าไว้ สมการส่วนที่เหลือคือ ตัวแปรที่ใช้แทนค่าหาคําตอบ ตัวแปรอยู่
บรรทัดเดียวกันคือคูณกัน ตัวแปรอยู่ต่างบรรทัดกันคือหารกัน สมการกฎของโอห์ม แสดงดังรูปที่ 1.3
(ก) กฎของโอห์มในวงกลม (ข) การหาค่าตัวแปรจากกฎของโอห์ม
รูปที่ 1.3 สมการกฎของโอห์ม
ขอบคุณครับ