งานนำเสนอ วิชาวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ หน่วยที่ 1new

3. การต่อตวั ตา้ นทานไฟฟ้า ตัวเหนยี่ วนาไฟฟ้า และตวั เกบ็ ประจุ
ไฟฟา้ แบบขนานในวงจรไฟฟา้ กระแสสลบั (ตอ่ )

ตวั อยา่ ง จากภาพวงจรไฟฟ้าทกี่ าหนดให้ จงคานวณหาค่าอมิ พีแดนซข์ องวงจร คา่ มมุ เฟส () และคา่ กระแสไฟฟา้ ทไ่ี หลผา่ นโหลดแต่ละตัว

วธิ ที า เมือ่

S

3. การต่อตัวต้านทานไฟฟ้า ตัวเหนีย่ วนาไฟฟา้ และตัวเก็บประจุ
ไฟฟา้ แบบขนานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (ต่อ)

ตัวอย่าง (ตอ่ )

S

S

3. การต่อตัวต้านทานไฟฟ้า ตัวเหนี่ยวนาไฟฟ้า และตวั เกบ็ ประจุ
ไฟฟ้าแบบขนานในวงจรไฟฟา้ กระแสสลับ (ตอ่ )

ตวั อยา่ ง (ตอ่ )

ดังนั้น
หรือ

หรือ
จะได้

3. การต่อตัวตา้ นทานไฟฟา้ ตวั เหนีย่ วนาไฟฟ้า และตัวเกบ็ ประจุ
ไฟฟ้าแบบขนานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (ต่อ)

ตวั อยา่ ง (ตอ่ )

จะได้

3. การต่อตวั ตา้ นทานไฟฟ้า ตวั เหนยี่ วนาไฟฟ้า และตวั เกบ็ ประจุ
ไฟฟา้ แบบขนานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (ตอ่ )

ตวั อยา่ ง (ตอ่ )

ตอบ

4. การตอ่ ตวั ตา้ นทานไฟฟ้า ตัวเหน่ยี วนาไฟฟา้ และตัวเก็บประจุ
ไฟฟา้ แบบผสมในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั

เป็นการนาตัวต้านทานไฟฟ้าตัวเหน่ียวนาไฟฟ้า และตัวเก็บประจุไฟฟ้าอย่างน้อย 3 ตัวข้ึนไปมาต่อร่วมกัน โดยกาหนดโหลดแต่
ล ะ ชุ ด ท่ี ต่ อ แ บ บ อ นุ ก ร ม กั น ห รื อ แ บ บ ข น า น กั น อ า จ จ ะ มี ม า ก ก ว่ า 2 ตั ว
การพจิ ารณาคา่ อิมพีแดนซ์อาจจะพจิ ารณาแบบแยกชดุ หรอื แยกสาขา แลว้ คอ่ ยนามารวมกนั

1. กรณที โ่ี หลดชนดิ R-L-C ตอ่ แบบอนกุ รม-ขนาน

4. การต่อตวั ตา้ นทานไฟฟ้า ตัวเหนยี่ วนาไฟฟ้า และตวั เกบ็ ประจุ
ไฟฟ้าแบบผสมในวงจรไฟฟา้ กระแสสลับ

1. กรณที ี่โหลดชนดิ R-L-C ต่อแบบอนุกรม-ขนาน (ตอ่ )

จากภาพ หาค่า

4. การตอ่ ตวั ต้านทานไฟฟา้ ตัวเหนยี่ วนาไฟฟา้ และตัวเก็บประจุ
ไฟฟา้ แบบผสมในวงจรไฟฟา้ กระแสสลับ (ต่อ)

1. กรณที โี่ หลดชนิด R-L-C ตอ่ แบบอนุกรม-ขนาน (ตอ่ )

และ

เม่ือ

4. การต่อตัวต้านทานไฟฟา้ ตวั เหนยี่ วนาไฟฟ้า และตัวเก็บประจุ
ไฟฟ้าแบบผสมในวงจรไฟฟา้ กระแสสลบั (ต่อ)

1. กรณีทีโ่ หลดชนดิ R-L-C ตอ่ แบบอนกุ รม-ขนาน (ตอ่ )

จะได้ค่า

4. การต่อตวั ตา้ นทานไฟฟา้ ตัวเหนีย่ วนาไฟฟา้ และตวั เก็บประจุ
ไฟฟา้ แบบผสมในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (ต่อ)

2. กรณีท่โี หลดชนดิ R-L-C ต่อแบบขนาน-อนกุ รม

จากภาพ หาคา่
กาหนด

ดังนน้ั

4. การต่อตัวต้านทานไฟฟา้ ตัวเหนย่ี วนาไฟฟา้ และตัวเกบ็ ประจุ
ไฟฟ้าแบบผสมในวงจรไฟฟา้ กระแสสลับ (ต่อ)

2. กรณที ีโ่ หลดชนดิ R-L-C ตอ่ แบบขนาน-อนกุ รม (ต่อ)

กาหนด

ดงั นั้น

จะได้คา่

4. การต่อตวั ตา้ นทานไฟฟา้ ตัวเหนีย่ วนาไฟฟ้า และตวั เก็บประจุ
ไฟฟา้ แบบผสมในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (ต่อ)

2. กรณีทโี่ หลดชนิด R-L-C ตอ่ แบบขนาน-อนกุ รม (ต่อ)

หรือ

4. การตอ่ ตัวต้านทานไฟฟา้ ตวั เหนย่ี วนาไฟฟ้า และตวั เกบ็ ประจุ
ไฟฟา้ แบบผสมในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (ตอ่ )

2. กรณีที่โหลดชนิด R-L- หรือ
C ต่อแบบขนาน-
อนกุ รม (ต่อ)

หรอื
และ
หรือ
หรอื

4. การต่อตวั ตา้ นทานไฟฟ้า ตัวเหนีย่ วนาไฟฟ้า และตัวเก็บประจุ
ไฟฟา้ แบบผสมในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (ต่อ)

ตั ว อ ย่ า ง จ า ก ภ า พ ว ง จ ร ท่ี ก า ห น ด ใ ห้ จ ง ค า น ว ณ ห า ค่ า อิ ม พี แ ด น ซ์ ข อ ง ว ง จ ร ค่ า มุ ม เ ฟ ส ร ว ม ข อ ง ว ง จ ร
คา่ กระแสไฟฟา้ ทไี่ หลผา่ นโหลดแตล่ ะตัว และคา่ แรงดนั ไฟฟา้ ตกครอ่ มทโ่ี หลด

วธิ ีทา เมอื่

4. การตอ่ ตวั ตา้ นทานไฟฟ้า ตัวเหนยี่ วนาไฟฟ้า และตวั เกบ็ ประจุ
ไฟฟา้ แบบผสมในวงจรไฟฟา้ กระแสสลับ (ตอ่ )

ตวั อย่าง (ตอ่ )

หรือ

4. การตอ่ ตวั ตา้ นทานไฟฟา้ ตวั เหนี่ยวนาไฟฟ้า และตัวเก็บประจุ
ไฟฟ้าแบบผสมในวงจรไฟฟา้ กระแสสลับ (ต่อ)

ตวั อย่าง (ตอ่ )

หรือ

4. การตอ่ ตัวตา้ นทานไฟฟ้า ตัวเหน่ียวนาไฟฟ้า และตัวเกบ็ ประจุ
ไฟฟ้าแบบผสมในวงจรไฟฟา้ กระแสสลับ (ตอ่ )

ตวั อย่าง (ตอ่ )

จะไดค้ า่

ตอบ

5. การต่อวงจรเรโซแนนซ์

เป็นการนาโหลดท่ีประกอบด้วย R-L-C มาต่อร่วมกันในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ค่าอินดักทีฟรีแอก-แตนซ์ (XL) และค่าคาปาซิทีฟรี
แ อ ก แ ต น ซ์ ( XC) จ ะ มี ก า ร เ ป ล่ี ย น แ ป ล ง ขึ้ น - ล ง ต า ม ค่ า ค ว า ม ถ่ี ข อ ง ร ะ บ บ ไ ฟ ฟ้ า
ที่จ่ายให้กับโหลด เมื่อทาการปรับค่าความถี่ให้กับวงจร R-L-C ท่ีระดับความถี่ใดๆ แล้วจะมีผลทาให้เกิดค่า XL = XC เรียกระดับความถี่
คลน่ื ระบบของแหลง่ จา่ ยไฟฟ้าวา่ “ความถี่เรโซแนนซ์” (Resonance Frequency) ใช้สัญลกั ษณแ์ ทนดว้ ย fr

การทาใหว้ งจรไฟฟ้าเกิดสภาวะเรโซแนนซ์ สามารถต่อวงจรได้ 2 แบบ คอื เรโซแนนซแ์ บบอนุกรม และเรโซแนนซ์แบบขนาน

5. การต่อวงจรเรโซแนนซ์ (ตอ่ )

5.1 การตอ่ วงจรเรโซแนนซ์แบบอนกุ รม

เป็นการนาโหลดชนิด R-L-C มาตอ่ อันดับกัน องค์ประกอบหลักท่ีทาให้เกิดสภาวะเรโซแนนซ์ คือเกิดจากค่าความเหน่ียวนาไฟฟ้า L
และค่าความจุไฟฟ้า C ส่วนค่าความต้านทานไฟฟ้า R จะเป็นองค์ประกอบที่เกิดจากค่าความต้านทานของตัวเหน่ียวนาไฟฟ้าและตัวเก็บ
ประจไุ ฟฟ้า ในการออกแบบวงจร บางครง้ั จะต้องมีการนาตวั ต้านทานไฟฟา้ มาต่อรว่ มในวงจรเพ่ือให้วงจรมีเสถยี รภาพขนึ้

5. การต่อวงจรเรโซแนนซ์ (ตอ่ )

5.1 การตอ่ วงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรม (ตอ่ )

คา่ อิมพแี ดนซ์ของวงจรจะมคี า่ เท่ากับผลรวมรีแอกแตนซ์แต่ละตัวรวมกันทางเวกเตอร์

หรอื

เม่อื วงจรเกดิ สภาวะเรโซแนนซจ์ ะมีผลทาใหค้ า่ XL = XC และเกดิ การหักลา้ งกัน ดังน้ัน

หรือ

5. การต่อวงจรเรโซแนนซ์ (ตอ่ )

5.1 การตอ่ วงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรม (ตอ่ )

จากสมการพบวา่ ค่าอิมพแี ดนซข์ องวงจรมีคา่ ต่าที่สุดเพราะเกดิ จากการหกั ล้างกันของ XL กับ XC ทาให้กระแสไฟฟ้าไหลในวงจรมาก
ที่สุด และมีแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมท่ีโหลดชนิด L และโหลดชนิด C เท่ากัน ในทิศทางตรงกันข้าม ที่ตาแหน่งการเกิดสภาวะเรโซแนนซ์สามารถ
ทาได้ 3 ลกั ษณะ

1. การปรบั ค่าความถ่ี

ค่าความถีส่ ามารถคานวณหาไดจ้ าก
สมการ

เม่อื fr แทนคา่ ความถีเ่ รโซแนนซ์ มีหนว่ ยเปน็ เฮริ ตซ์ (Hz)
L แทนคา่ ความเหนย่ี วนาไฟฟา้ มหี นว่ ยเปน็ เฮนร่ี (H)

C แทนค่าความจุไฟฟ้า มีหนว่ ยเป็น ฟารัด (F)

5. การตอ่ วงจรเรโซแนนซ์ (ตอ่ )

5.1 การตอ่ วงจรเรโซแนนซ์แบบอนกุ รม (ตอ่ )

2. การปรับคา่ ความเหนย่ี วนาไฟฟา้

คา่ ความเหนยี่ วนาเรโซแนนซ์ สามารถคานวณหาไดจ้ ากสมการ

เมอื่ Lr แทนค่าความเหนี่ยวนาเรโซแนนซ์ มีหน่วยเปน็ เฮริ ตซ์ (Hz)
L แทนค่าความเหนีย่ วนาไฟฟ้า มหี นว่ ยเปน็ เฮนรี่ (H)
แทนค่าความจไุ ฟฟา้ มีหน่วยเปน็ ฟารัด (F)
C

5. การตอ่ วงจรเรโซแนนซ์ (ตอ่ )

5.1 การต่อวงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรม (ตอ่ )

3. การปรับค่าความจไุ ฟฟ้า

คา่ ความจเุ รโซแนนซ์ สามารถคานวณหาไดจ้ ากสมการ

เมอ่ื Cr แทนคา่ ความจเุ รโซแนนซ์ มหี น่วยเปน็ เฮริ ตซ์ (Hz)
L แทนคา่ ความเหน่ยี วนาไฟฟา้ มีหนว่ ยเปน็ เฮนรี่ (H)
แทนคา่ ความจุไฟฟา้ มหี น่วยเปน็ ฟารัด (F)
C

5. การต่อวงจรเรโซแนนซ์ (ต่อ)

5.2 การต่อวงจรเรโซแนนซแ์ บบขนาน

เป็นวงจรไฟฟา้ ท่นี าค่า R-L-C มาต่อแบบขนานกัน แล้วตอ่ เข้ากบั แหล่งจ่ายไฟฟา้ เปน็ ผลทาใหเ้ กิดคุณสมบัติของวงจรท่ีตรงกันข้าม
กับแบบอนุกรม เนื่องจากคา่ อิมพีแดนซข์ องวงจรมคี ่ามากทส่ี ดุ ซ่ึงจะส่งผลใหก้ ารไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรมีคา่ ตา่ สุด

5. การตอ่ วงจรเรโซแนนซ์ (ตอ่ )

5.2 การตอ่ วงจรเรโซแนนซ์แบบขนาน (ต่อ) ในสภาวะท่ีวงจรเกิดเรโซแนนซ์ค่าต่างๆ ค่า BL จะมีค่าเท่ากับ
BC ซง่ึ จะเป็นผลทาให้คา่ Y = G
การต่อวงจรเรโซแนนซ์แบบขนาน เม่ือพิจารณาค่าทางไฟฟ้า
ในลักษณะมุมกลบั ของการตอ่ แบบอนกุ รมโดยท่กี าหนดให้

เม่อื
หรือ

ในกรณีทว่ี งจรเป็นเรโซแนนซ์ BL = BC

จะได้คา่ Y= G

5. การตอ่ วงจรเรโซแนนซ์ (ต่อ)

5.2 การตอ่ วงจรเรโซแนนซแ์ บบขนาน (ต่อ)

เมื่อพิจารณาการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า เมื่อ BL = BC จะมีผลทาให้เกิด IL = IC ในทิศทางตรงกันข้ามและเกิดการ
หกั ล้างกนั ซงึ่ มผี ลทาให้กระแสไฟฟา้ ไหลผ่านโหลดชนิด IL และ IC มีค่าเป็น 0 แอมแปร์ (A) กระแสไฟฟ้าทงั้ หมดจะอย่ทู ่โี หลดชนิด R แทน

ก า ร ท า ใ ห้ ว ง จ ร ไ ฟ ฟ้ า เ กิ ด ส ภ า ว ะ เ ร โ ซ แ น น ซ์ ส า ม า ร ถ ท า ไ ด้ ใ น ลั ก ษ ณ ะ เ ดี ย ว กั น กั บ ว ง จ ร เ ร โ ซ แ น น ซ์
แบบอนกุ รม โดยการปรบั คา่ ตา่ งๆ ทางไฟฟา้ การปรับคา่ ความถรี่ ะบบ (fr) ปรับคา่ ความเหนย่ี วนาไฟฟ้า (Lr) และการปรบั คา่ ความจุ (Cr)

5. การตอ่ วงจรเรโซแนนซ์ (ต่อ)

ตัวอย่าง จากภาพวงจรไฟฟ้าท่ีกาหนดให้ จงคานวณหาค่าความถี่ของระบบแหล่งจ่ายไฟฟ้าท่ีทาให้วงจรไฟฟ้า R-L-C อยู่ในสภาวะเร
โซแนนซ์

วธิ ีทา จากสมการ

Hz ตอบ

สรปุ

ก า ร น า โ ห ล ด ช นิ ด R-L-C ต่ อ ร่ ว ม กั น ใ น ว ง จ ร ไ ฟ ฟ้ า ก ร ะ แ ส ส ลั บ จ ะ ไ ด้ ค่ า มุ ม ท า ง ไ ฟ ฟ้ า ข อ ง โ ห ล ด ช นิ ด R

มคี ่าเทา่ กับ 0 องศาไฟฟา้ ค่ามุมทางไฟฟ้าของโหลดชนดิ L มีค่าเท่ากับ 90 องศาไฟฟ้า และค่ามุมทางไฟฟา้ ของโหลดชนิด C มีค่าเท่ากับ –

90 องศาไฟฟ้า ค่ามุมทางไฟฟ้ารวมจะมีค่าเป็นบวกหรือลบขึ้นอยู่กับขนาดของ XL และ XC โดยกรณีท่ีมีการต่อวงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรม

จ ะ ไ ด้ มุ ม t มี ค่ า เ ป็ น บ ว ก เ ม่ื อ XL XC แ ล ะ t

มีค่าเปน็ ลบเมอ่ื XL XC และกรณที เ่ี ป็นการต่อวงจรเรโซแนนซแ์ บบขนาน t มคี า่ เป็นบวกเมอ่ื XL XC และ t มีค่าเป็นลบเมื่อ XL XC ส่วน

ค่ า อิ ม พี แ ด น ซ์ ข อ ง ว ง จ ร จ ะ ข้ึ น อ ยู่ กั บ ก า ร ต่ อ ว ง จ ร แ ล ะ ข น า ด ข อ ง XL แ ล ะ XC

โดยกรณีการต่อวงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรม เม่ือค่า XL XC จะได้ Z = R + j(XL – XC) และเม่ือค่า XL XC จะได้ Z = R + j(XC – XL) และ

กรณีการต่อวงจรเรโซแนนซ์แบบขนาน เมื่อค่า XL XC จะได้ Y = G + j(BC – BL) และเม่ือค่า XL XC จะได้ Y = G + j(BL – BC) และค่า Z =
( )
กรณที ี่คา่ XL= XC หรือ BL= BC เปน็ ผลทาให้วงจรไฟฟา้ เกดิ สภาวะเรโซแนนซ์


หนว่ ยการเรยี นรทู้ ี่ 9

กาลงั ไฟฟา้ กระแสสลับและเพาเวอรแ์ ฟกเตอร์

สาระสาคัญ

อปุ กรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าตามบ้านพักอาศัยหรือตามอาคารสานักงาน โดยท่ัวไปแล้วจะเป็น
เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็ก ใช้กับระบบไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียว เมื่อต้องการใช้งานก็สามารถ
เสียบปลั๊กใช้ได้เลย ซึ่งจะกินค่ากระแสไฟฟ้าในปริมาณที่น้อย เป็นโหลดท่ีไม่ค่อยส้ินเปลือง
พลังงานไฟฟ้ามากนัก คา่ แรงดนั ไฟฟา้ ทใ่ี ช้มคี ่าเทา่ กบั 220 โวลต์ ความถ่รี ะบบเทา่ กับ 50 เฮริ ตซ์
โดยค่ากาลังไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนเป็นกาลังงานอื่นๆ ตามชนิดของเคร่ืองใช้ไฟฟ้าท่ีนามาต่อกับ
ระบบ ซึ่งโหลดเหลา่ นจ้ี ะเป็นพ้ืนฐานของโหลด R L และ C

สาระการเรียนรู้

1. การวิเคราะห์หาค่ากาลงั ไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั
2. การหาคา่ เพาเวอร์แฟกเตอร์
3. การปรับปรุงเพาเวอร์แฟกเตอร์

สมรรถนะประจาหน่วย

1. แสดงความร้เู กย่ี วกบั กาลังไฟฟ้ากระแสสลบั และเพาเวอร์แฟกเตอร์
2. คานวณหาค่ากาลังไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั ค่าเพาเวอรแ์ ฟกเตอร์ และการ

แก้คา่ เพาเวอร์แฟกเตอร์
3. ปฏิบตั ิการตอ่ วงจรไฟฟ้ากระแสสลับและวดั คา่ ตามหลกั การ

จุดประสงค์การเรยี นรู้

1. อธบิ ายเกยี่ วกบั คณุ ลักษณะไฟฟ้าในวงจรไฟฟา้ กระแสสลบั ได้
2. อธบิ ายวธิ กี ารหาคา่ กาลงั ไฟฟา้ ได้
3. คานวณหาค่ากาลงั ไฟฟา้ แบบตา่ งๆ ได้
4. คานวณคา่ เพาเวอร์แฟกเตอร์ของวงจรได้
5. บอกวธิ ีการหาคา่ เพาเวอร์แฟกเตอร์และการแกค้ ่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ได้
6. ปฏิบตั ิการตอ่ วงจรไฟฟ้าและวดั คา่ ตามหลักการตอ่ วงจรแบบตา่ งๆ ได้

1. การวิเคราะหห์ าค่ากาลงั ไฟฟ้าในวงจรไฟฟา้ กระแสสลับ

1.1 กาลงั ไฟฟ้า

กาลังไฟฟ้า (Electric Power) หมายถึงความสามารถในการแปลงค่าพลังงานไฟฟ้าให้
เปล่ียนเปน็ พลังงานในรปู แบบอืน่ ๆ เช่น แสง สี เสียง ความร้อน และพลงั งานกล

กาลังไฟฟ้าเกิดจากอัตรากระแสไฟฟ้า (I) ท่ีไหลเข้าสู่โหลดแต่ละชนิดด้วยแรงดันไฟฟ้า (V)
ขนาดใดๆ

ภาพแสดงการตอ่ อปุ กรณไ์ ฟฟา้
เขา้ กบั แหล่งจ่ายไฟฟ้า

1. การวเิ คราะห์หาคา่ กาลงั ไฟฟ้าในวงจรไฟฟา้ กระแสสลบั (ต่อ)

1.1 กาลงั ไฟฟ้า
การคานวณหาค่ากาลังไฟฟ้า
ของโหลดสามารถหาได้จาก
สมการ

เม่อื P แทนคา่ กาลังไฟฟ้า มหี นว่ ยเปน็ วตั ต์ (W)
V แทนคา่ แรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมที่โหลด มหี นว่ ยเปน็ โวลต์ (V)
I แทนคา่ กระแสไฟฟา้ ท่ไี หลเขา้ สโู่ หลด มหี นว่ ยเปน็ แอมแปร์ (A)

cos  แทนคา่ เพาเวอรแ์ ฟกเตอรข์ องระบบ มหี น่วยเป็น องศา (°)

1. การวิเคราะหห์ าคา่ กาลังไฟฟา้ ในวงจรไฟฟา้ กระแสสลับ (ตอ่ )

1.1 กาลงั ไฟฟา้

ผลของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้โหลดเพ่ือขับกระแสไฟฟ้าให้กับโหลดจะเปล่ียนพลังงานไฟฟ้าให้เป็น
พลงั งานในรปู แบบอื่นๆ ซึ่งจะขน้ึ อยู่กบั ประเภทของโหลดมดี ว้ ยกัน 3 ชนิด

1) โหลดชนิดตัวต้านทานไฟฟ้า (R) เป็นโหลดชนิดที่เป็นขดลวดความร้อนและตัวต้านทานไฟฟ้า
ประเภทตา่ งๆ

การหาค่ากาลงั ไฟฟ้าท่เี กดิ ข้นึ กบั เมอ่ื คา่ R มีคา่ เท่ากับ 0 องศาไฟฟ้า จะไดค้ ่า cos 0 มีค่าเท่ากบั 1
โหลดชนิดตวั ตา้ นทานไฟฟา้
ดังนน้ั

1. การวิเคราะหห์ าค่ากาลงั ไฟฟ้าในวงจรไฟฟา้ กระแสสลบั (ตอ่ )

1.1 กาลงั ไฟฟา้

2) โหลดชนิดตวั เหนีย่ วนาไฟฟ้า (L) เป็นโหลดชนิดที่เป็นขดลวดความเหนย่ี วนาไฟฟ้าต่างๆ เช่น
มอเตอร์ เคร่ืองกาเนิด หม้อแปลง หรือคอยลไ์ ฟฟ้าประเภทต่างๆ

การหาค่ากาลังไฟฟ้าท่ีเกดิ ข้ึนกบั โหลด เมอ่ื ค่า L มคี ่าเทา่ กับ -90 องศาไฟฟา้ จะไดค้ า่ cos -90 มีคา่ เทา่ กบั 0
ชนิดตวั เหน่ยี วนาไฟฟ้า

ดังน้นั

1. การวิเคราะห์หาค่ากาลังไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (ตอ่ )

1.1 กาลงั ไฟฟา้

3) โหลดชนิดตัวเก็บประจุไฟฟ้า (C) เป็นโหลดชนิดที่เก็บสะสมประจุไฟฟ้าและคายประจุไฟฟ้า
เช่น คาปาซิเตอร์แบบตา่ งๆ

ค่ากาลังไฟฟ้าที่เกิดข้ึนกบั โหลด เมือ่ คา่ C มีคา่ เท่ากบั 90 องศาไฟฟ้า จะไดค้ ่า cos 90 มคี า่ เทา่ กบั 0
ชนดิ ตัวเก็บประจุไฟฟา้

ดังนนั้

1. การวเิ คราะห์หาค่ากาลังไฟฟา้ ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลบั (ต่อ)

1.2 ประเภทกาลังไฟฟ้า

กาลงั ไฟฟา้ กระแสสลบั แบ่งออกได้ 3 ประเภท ดังนี้

กาลงั ไฟฟ้าจริง (Active Power) กาลังไฟฟา้ แฝง (Reactive Power)

W var

กาลังไฟฟ้าปรากฏ (Apparent Power)
VA

1. การวิเคราะห์หาคา่ กาลงั ไฟฟ้าในวงจรไฟฟา้ กระแสสลบั (ต่อ)

1.2 ประเภทกาลังไฟฟา้ (ตอ่ )

เม่ือนากาลังไฟฟ้าทั้งสามชนิดมาหาความสัมพันธ์กันและเขียนเป็นเวกเตอร์ประกอบกาลังในรูป
ของสามเหลยี่ มมุมฉาก เรยี กวา่ สามเหล่ยี มกาลังหรือเพาเวอร์ไทร์แองเกล้ิ

(ก) ชนิดนาหนา้ (ข) ชนดิ ลา้ หลงั

1. การวเิ คราะหห์ าค่ากาลังไฟฟา้ ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (ต่อ)

1.2 ประเภทกาลังไฟฟา้ (ตอ่ )

ค่ากาลังไฟฟ้าท่ีปรากฏ (S) มีค่าเท่ากับผลรวมทางเวกเตอร์ระหว่างกาลังไฟฟ้าจริง (P) กับ
กาลังไฟฟา้ แฝง (Q) สามารถเขยี นเปน็ สมการ

หรือ
ค่ามมุ กาลังคอื มมุ ที่เกดิ จากอัตราส่วนของกาลังไฟฟ้าแฝงตอ่ กาลงั ไฟฟ้าจรงิ

จะได้

2. การหาค่าเพาเวอรแ์ ฟกเตอร์

ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ (Power Factor) เป็นค่าองค์ประกอบมุมฉากท่ีกระทากันระหว่างแกน Y และ

แกน X ซ่ึงได้มาจากอัตราส่วนของกาลังไฟฟ้าแฝงต่อกาลังไฟฟ้าจริง มีผลทาให้ค่ากาลังไฟฟ้าจริงมีค่า

ลดลง หรอื ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์เรียกอีกชื่อว่า องค์ประกอบกาลัง ไม่มีหน่วยใดๆ ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์มีค่า

เป็นเครื่องหมายบวก (+) เมื่อโหลดเป็นโหลดชนิดตัวเก็บประจุ (C) และมีเครื่องหมายเป็นลบ (–) เมื่อโหลด

เป็นโหลดชนิดตัวเหนี่ยวนาไฟฟ้า (L) ส่วนโหลดชนิดตัวต้านทานไฟฟ้าค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์มีค่าเป็น 1

ดงัโหนล้ันดชนดิ จะได้

จะได้

โหลดชนิด จะได้

จะได้
จะได้

2. การหาคา่ เพาเวอร์แฟกเตอร์ (ต่อ)

การคานวณหาค่าเพาเวอรแ์ ฟกเตอร์

และค่า
ดงั นั้น ค่าเพาเวอรแ์ ฟกเตอร์จงึ เปน็ องค์ประกอบการคณู ของกาลังไฟฟ้าจรงิ และกาลงั ไฟฟา้ แฝง
จะได้ค่า

ภาพแสดงมมุ ประกอบกาลงั

2. การหาค่าเพาเวอรแ์ ฟกเตอร์ (ต่อ)

ตัวอย่าง มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับต่อกับระบบไฟฟ้าแรงดัน 220 โวลต์ กินกระแสไฟฟ้า 5 แอมแปร์ หาก
มอเตอร์ทางานท่ีเพาเวอรแ์ ฟกเตอร์เท่ากบั 0.95 ล้าหลัง จงคานวณหาค่าทางไฟฟ้าดังนี้
ก. กาลงั ไฟฟา้ P, Q และ S
ข. ค่ามุมกาลังไฟฟ้า ()
ค. เขียนเฟสเซอร์ไดอะแกรมกาลงั ไฟฟ้า

วิธที า ก.

VA

2. การหาค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ (ต่อ)

ตวั อย่าง (ต่อ) ข. เมอ่ื

ดงั น้ัน
W

var

2. การหาคา่ เพาเวอรแ์ ฟกเตอร์ (ต่อ)

ตวั อยา่ ง (ต่อ)

ค. เฟสเซอร์ไดอะแกรมกาลังไฟฟา้

3. การปรับปรงุ เพาเวอรแ์ ฟกเตอร์

การปรับปรุงค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ หมายถึงการทาให้กาลังไฟฟ้าสูญเสียในอุปกรณ์ไฟฟ้า เพื่อให้ค่า
เพาเวอร์แฟกเตอร์มีค่าเข้าใกล้กบั ค่า 1 มากท่ีสุด กล่าวคือปกติแล้วโหลดชนิด L มคี ่ามมุ เฟสไฟฟ้าโดยที่ค่า
กระแสไฟฟ้าล้าหลังแรงดันไฟฟ้า 90 องศาไฟฟ้า จึงต้องหาค่าโหลดที่มีค่ามุมเฟสตรงข้ามโหลดชนิด L
มาต่อแบบขนานเขา้ ไปยงั โหลด ซ่งึ หมายถึงโหลดชนิด C เพราะโหลดชนดิ C มีมุมเฟสตรงข้ามโหลดชนิด L
สามารถทาได้โดยการนาโหลดชนิด C ต่อเข้ามาในวงจรไฟฟ้าจะทาให้มุมเฟสแคบลง ซ่ึงจะทาให้เกิด
คา่ เพาเวอรแ์ ฟกเตอรเ์ ข้าใกล้ 1 และคา่ เพาเวอรแ์ ฟกเตอรม์ ีค่าเปน็ 1 เมอ่ื ค่า XL = XC

3. การปรบั ปรุงเพาเวอร์แฟกเตอร์ (ต่อ)

ตัวอย่าง มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับต่อกับระบบไฟฟ้าแรงดัน 220 โวลต์ กินกระแสไฟฟ้า 10 แอมแปร์ มอเตอร์
ทางานท่ีค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ 0.85 ล้าหลัง จงคานวณหาค่าตัวเก็บประจุไฟฟ้าที่นามาต่อแบบขนาน
กับมอเตอร์เพอื่ ปรบั ปรุงเพาเวอร์แฟกเตอรเ์ ป็น 0.95 ล้าหลงั

3. การปรบั ปรงุ เพาเวอร์แฟกเตอร์ (ต่อ)

ตัวอย่าง (ต่อ) วิธีทา

เมือ่
ดงั น้ัน

3. การปรับปรุงเพาเวอรแ์ ฟกเตอร์ (ต่อ)

ตวั อยา่ ง (ต่อ)

การปรับปรุงค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ ค่ากาลังไฟฟ้า
จริงจะต้องมีค่าคงท่ีโดยลดค่ากาลังไฟฟ้าแฝง ซ่ึงมี
ผลทาให้ค่ากาลังไฟฟ้าปรากฏลดลง เมื่อปรับปรุงให้
pf มคี ่าเพ่ิมขน้ึ เป็น 0.95 ล้าหลัง จะได้

และคา่

3. การปรับปรุงเพาเวอร์แฟกเตอร์ (ต่อ)

ตัวอยา่ ง (ต่อ)