แผนหน่วยที่ 15 แม่เหล็กและไฟฟ้า

171

แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 14

เรื่อง หลกั การทางานของหมอ้ แปลง

รายวชิ า ฟิสิกส์ 5 รหสั วชิ า ว32205 เวลา 2 ช่ัวโมง

หนว่ ยการเรียนรทู้ ี่ 15 ชอ่ื หน่วยการเรยี นรู้ แมเ่ หล็กและไฟฟ้า รวม 28 ช่ัวโมง

กลุ่มสาระการเรยี นร้วู ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 6 ภาคเรยี นที่ 1

1. สาระฟิสกิ ส์
3. เขา้ ใจแรงไฟฟ้าและกฎของคูลอมบ์ สนามไฟฟา้ ศกั ย์ไฟฟา้ ความจุไฟฟา้ กระแสไฟฟา้ และกฎของโอห์ม

วงจรไฟฟา้ กระแสตรง พลังงาน ไฟฟา้ และกาลังไฟฟา้ การเปลี่ยนพลังงานทดแทนเปน็ พลังงานไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก
แรงแม่เหล็กที่กระทากับประจุไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า การเหนี่ยวนาแม่เหล็กไฟฟ้าและกฎของฟาราเดย์ ไฟฟ้า
กระแสสลับ คลืน่ แม่เหล็กไฟฟ้าและการส่ือสาร รวมทง้ั นาความรูไ้ ปใชป้ ระโยชน์

2. ผลการเรียนรู้

6. อธิบายหลักการทางานและประโยชน์ของเครือ่ งกาเนดิ ไฟฟา้ กระแสสลบั 3 เฟส การแปลงอีเอ็มเอฟของ
หม้อแปลง และคานวณปรมิ าณตา่ งๆ ทีเ่ ก่ยี วข้อง

3. จดุ ประสงค์การเรียนรู้
3.1 ดา้ นความรู้ (K)

1) นักเรยี นอธบิ ายหลักการทางานของหมอ้ แปลงได้
3.2 ดา้ นกระบวนการ (P)

1) นกั เรียนคานวณหาปริมาณต่างๆ ท่เี ก่ยี วข้องได้

3.3 ด้านคุณลักษณะ (A)
1) ใฝ่เรียนรแู้ ละมุ่งมน่ั ในการทางาน

4. สาระสาคัญ
หมอ้ แปลงประกอบด้วยขดลวด 2 ชุด พันอยบู่ นแกนเหล็กเดียวกัน โดยขดลวดที่ใชต้ ่อกบั แหล่งกาเนิดไฟฟา้

เรยี กวา่ ขดลวดปฐมภมู ิและขดลวดที่ใช้ต่อกับเครอื่ งใชไ้ ฟฟา้ เรียกวา่ ขดลวดทุติยภูมิ เม่อื ตอ่ ขดลวด ปฐมภูมิกับ
ไฟฟา้ กระแสสลบั เกดิ อีเอ็มเอฟเหนีย่ วนา ในขดลวดปฐมภูมิ จะเกิดอีเอม็ เอฟเหนีย่ วนา ในขดลวดทตุ ยิ ภูมิ

ซึง่ สัมพนั ธก์ ับจานวนรอบของขดลวดปฐมภมู ิ และทตุ ยิ ภูมิ ตามสมการ

หาก > จะได้ > เรยี กหม้อแปลงขึน้ และถา้ < จะได้ <
เรยี กหม้อแปลงลง

5. สาระการเรียนรู้
5.1 ความรู้
หมอ้ แปลง
อปุ กรณ์ไฟฟา้ ท่ีใชเ้ ปลยี่ นความต่างศักยห์ รืออีเอม็ เอฟของไฟฟ้ากระแสสลบั คือ หม้อแปลง
(transformer) โดยมีทั้งแบบทเ่ี ปลย่ี นให้ความต่างศักยส์ งู ข้นึ และแบบท่ีเปลยี่ นความตา่ งศกั ย์ให้ต่าลง
เพอ่ื ใหเ้ หมาะสมกบั การนาไปใช้งานดงั รูป 15.65 ก. หมอ้ แปลงประกอบดว้ ยขดลวดทมี่ ีฉนวนหมุ้ พนั บน
แกนเหล็ก 2 ขด ดังรูป 15.65 ข. และเขียนสัญลกั ษณ์แทนหมอ้ แปลงไดด้ งั รูป 15.65 ค.

172

รูป 15.65 หมอ้ แปลง

ขดลวดที่ตอ่ กับแหล่งจา่ ยไฟฟ้า เรียกว่า ขดลวดปฐมภูมิ (primary winding) ขดลวดทตี่ ่อ
อยกู่ ับอปุ กรณท์ ใ่ี ชไ้ ฟฟา้ เรียกว่า ขดลวดทตุ ยิ ภูมิ (secondary winding)

รูป 15.66 การจดั อุปกรณ์ทดสอบ

ต่อแหล่งกาเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลบั เขา้ กบั ขดลวด 100 รอบ และนาหลอดไฟต่อกบั ขดลวด 200
รอบ ดงั รูป 15.66 ก. เปดิ สวติ ซ์ให้แหลง่ กาเนิดไฟฟ้าทางาน พบว่าหลอดไฟสว่าง แต่เมอื่ สลับด้าน โดยตอ่
แหลง่ กาเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลบั เข้ากับขดลวด 200 รอบ และนาหลอดไฟตอ่ กบั ขดลวด 100 รอบ
ดังรูป 15.66 ข. เม่อื เปิดสวติ ซ์ให้แหลง่ กาเนดิ ไฟฟ้าทางาน พบว่าหลอดไฟสว่าง แตจ่ ะมคี วามสวา่ งน้อยกวา่
กรณีกอ่ นหนา้

จากสถานการณ์ดังกล่าว พบวา่ เมอ่ื ต่อแหลง่ กาเนิดไฟฟา้ กระแสสลบั เข้ากับขดลวดปฐมภมู ิ
จะเห็นวา่ หลอดไฟทีต่ ่ออยกู่ ับขดลวดทุติยภมู ิจะสว่างทง้ั สองครัง้ แต่เมอ่ื หลอดไฟต่ออยกู่ บั ขดลวด 200 รอบ
จะมคี วามสว่างมากกวา่ ตอนทีต่ ่ออยกู่ ับขดลวด 100 รอบ

ความสวา่ งของหลอดไฟขน้ึ อยู่กบั ความต่างศกั ยแ์ ละกระแสไฟฟา้ จากขดลวดทุตยิ ภูมิท่ีผ่าน
หลอดไฟ ซ่ึงมีความสัมพันธก์ ับจานวนรอบของขดลวดปฐมภมู แิ ละขดลวดทตุ ิยภูมอิ ยา่ งไร ศึกษาได้ดงั นี้

เนอ่ื งจากขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุตยิ ภมู ิมีแกนเหลก็ ร่วมกนั ทาให้ฟลกั ซแ์ ม่เหลก็ ท่ีผ่านขดลวด

ทง้ั สอง มอี ัตราการเปลีย่ นแปลงฟลกั ซแ์ มเ่ หล็ก ( ) เท่ากนั เมือ่ กระแสไฟฟา้ จากแหลง่ กาเนิดไฟฟ้ามี

การเปล่ยี นแปลง จะทาให้เกดิ ฟลกั ซ์แมเ่ หลก็ เปล่ียนแปลงในขดลวดท้ังสอง เกิดอเี อม็ เอฟ ที่ขดลวด

ปฐมภมู ิ และอเี อ็มเอฟ ทีข่ ดลวดทุติยภมู ิ ซ่งึ เกี่ยวขอ้ งกบั จานวนรอบของขดลวดดงั นี้

ถ้าขดลวดปฐมภูมิมีจานวน รอบ และขดลวดทุติยภูมจี านวน รอบ อีเอม็ เอฟทส่ี มั พนั ธ์
กบั การเปลีย่ นแปลงฟลกั ซแ์ มเ่ หล็กในขดลวดทั้งสองตามกฎการเหน่ียวนาของฟาราเดย์ เปน็ ดงั สมการ

ที่ขดลวดปฐมภูมิ ||

ทขี่ ดลวดทตุ ยิ ภมู ิ ||

จากสมการทง้ั สอง จะได้ว่า

ถา้ จานวนรอบ > จะทาใหอ้ เี อม็ เอฟหรอื ความตา่ งศกั ยท์ างด้านขดลวดทุติยภมู ิ
มากกวา่ ทางดา้ นขดลวดปฐมภมู ิ เรยี กหมอ้ แปลงลักษณะน้ี หมอ้ แปลงขน้ึ (step-up transformer)
ลักษณะตรงขา้ มกันนี้ ถา้ < จะได้อเี อ็มเอฟหรือความต่างศักย์ทางดา้ นขดลวดทตุ ยิ ภมู นิ อ้ ยกว่า
ทางด้านขดลวดปฐมภูมิ เรียกหม้อแปลงนี้วา่ หม้อแปลงลง (step-down transformer)

173

5.2 กระบวนการ
1) ความสามารถในการส่ือสาร (อา่ น ฟัง พูด เขยี น)
2) ความสามารถในการคิด (สังเกต วิเคราะห์ จัดกลมุ่ สรปุ )
3) ความสามารถในการแก้ปญั หา (แสวงหาความรู้)
4) ความสามารถในการใชท้ กั ษะชีวติ (ความรับผิดชอบ)
5) ความสามารถในการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ (ใชก้ ารสบื คน้ ผ่านคอมพวิ เตอร)์

5.3 คุณลกั ษณะและค่านยิ ม
ใฝเ่ รียนรู้และมุง่ มั่นในการทางาน

6. กิจกรรมการเรยี นรู้
ขัน้ ท่ี 1 ขนั้ สร้างความสนใจ
1.1 ครูทบทวนบทเรียนทผ่ี ่านมา เรื่อง การผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ และสมการท่ีเก่ยี วข้อง
1.2 ครูตง้ั คาถามเพื่อนาเขา้ สู่การทากิจกรรม เรอื่ ง หมอ้ แปลง ดงั นี้
1) หากนาขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงต่อเข้ากับแหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ หลอด
ไฟฟา้ ทีต่ ่ออยู่กบั ขดลวดทุติยภมู ิจะมกี ารเปล่ยี นแปลงอย่างไร
(ครูเปดิ โอกาสใหน้ กั เรยี นแสดงความคดิ เหน็ อย่างอิสระ โดยไม่คาดหวังคาตอบที่ถูกตอ้ ง)

ข้นั ท่ี 2 ขัน้ สารวจและคน้ หา
2.1 ครใู ห้นักเรยี นทุกคนศกึ ษาเนอื้ หา เรือ่ ง หลักการทางานของหม้อแปลง ตามรายละเอยี ดใน

หนังสือเรยี น หนา้ 96-98
2.2 นกั เรียนทกุ คนศกึ ษาและทาใบงาน เร่ือง หลกั การทางานของหม้อแปลง
2.3 ครูนานักเรียนศกึ ษาตัวอย่าง 15.13 ตามรายละเอยี ดในหนังสอื เรยี น 99
2.4 นักเรยี นทาแบบฝึกหดั เสริม จานวน 1 ขอ้ ลงในสมดุ

ขัน้ ที่ 3 ขนั้ อธิบายและลงข้อสรุป
3.1 ครูนานกั เรียนอภิปรายเพือ่ นาไปส่กู ารสรุป โดยใช้คาถามตอ่ ไปน้ี
1) อปุ กรณ์ไฟฟ้าท่ีใช้เปลยี่ นความตา่ งศักย์หรอื อีเอ็มเอฟของไฟฟ้ากระแสสลับ คืออะไร

(แนวการตอบ หม้อแปลง(transformer))
2) หม้อแปลง(transformer) มีกีแ่ บบ อะไรบา้ ง (แนวการตอบ มี 2 แบบ คอื แบบท่ี

เปลยี่ นให้ความตา่ งศักยส์ ูงข้นึ และแบบท่ีเปลย่ี นความตา่ งศักยใ์ ห้ต่าลง)

3) จงเขยี นสัญลกั ษณแ์ ทนหม้อแปลง (แนวการตอบ )

4) ขดลวดทีต่ อ่ กบั แหลง่ จา่ ยไฟฟ้า เรียกว่าอะไร (แนวการตอบ ขดลวดปฐมภมู ิ (primary
winding))

5) ขดลวดทต่ี ่ออยูก่ บั อุปกรณท์ ใ่ี ช้ไฟฟา้ เรียกว่าอะไร (แนวการตอบ ขดลวดทุตยิ ภมู ิ
(secondary winding))

6) กรณที ี่ 1 ต่อแหล่งกาเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลับเขา้ กบั ขดลวด 100 รอบ และนาหลอดไฟ

ต่อกบั ขดลวด 200 รอบ และกรณีท่ี 2 ตอ่ แหลง่ กาเนดิ ไฟฟา้ กระแสสลับเข้ากบั ขดลวด 200 รอบ และนา
หลอดไฟตอ่ กบั ขดลวด 100 รอบ เมอ่ื เปิดสวติ ซ์ให้แหล่งกาเนดิ ไฟฟา้ ทางาน ทัง้ 2 กรณี ผลท่ีเกดิ ขน้ึ เหมือน

หรือแตกต่างกันอยา่ งไร (แนวการตอบ เหมอื นกนั คอื หลอดไฟสวา่ ง แต่แตกต่างกัน คือ กรณีที่ 2 มคี วาม
สวา่ งนอ้ ยกว่ากรณี 1)

174

7) ความสว่างของหลอดไฟข้ึนอยู่กับค่าใดบ้าง (แนวการตอบ ความสว่างของหลอดไฟ
ขึ้นอยกู่ ับความต่างศกั ยแ์ ละกระแสไฟฟา้ จากขดลวดทุตยิ ภูมิท่ีผา่ นหลอดไฟ)

8) จงเขียนสมการหาอเี อม็ เอฟดา้ นขดลวดปฐมภูมิ (แนวการตอบ | |)

9) จงเขยี นสมการหาอเี อม็ เอฟดา้ นขดลวดทตุ ิยภมู ิ (แนวการตอบ | |)

10) จากสมการ ถ้าจานวนรอบ > จะทาให้อเี อม็ เอฟหรือความ

ตา่ งศกั ย์ทางดา้ นขดลวดทุติยภูมิมากกวา่ ทางดา้ นขดลวดปฐมภูมิ เรยี กหมอ้ แปลงลักษณะน้ี (แนวการตอบ
หม้อแปลงขึ้น (step-up transformer))

11) จากสมการ ถ้าจานวนรอบ < จะได้อีเอ็มเอฟหรอื ความตา่ ง

ศักย์ทางด้านขดลวดทตุ ิยภูมนิ ้อยกว่าทางดา้ นขดลวดปฐมภูมิ เรียกหม้อแปลงนว้ี า่ (แนวการตอบ หมอ้
แปลงลง (step-down transformer))

3.2 นกั เรยี นและครรู ่วมกันสรุปเนือ้ หา เร่อื ง หลักการทางานของหมอ้ แปลง

ขน้ั ที่ 4 ขัน้ ขยายความรู้
4.1 ครูใหค้ วามร้เู พ่มิ เตมิ เกย่ี วกับชวนคดิ ในหนังสือเรียน หนา้ 98 ดงั นี้
หากเปล่ียนแหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งตอ่ เข้ากบั ขดลวดปฐมภมู ิของหม้อแปลงเป็น

แหล่งกาเนิดไฟฟ้ากระแสตรงทีม่ ีคา่ คงตัว เม่ือเปิดสวิตซใ์ หแ้ หลง่ กาเนิดไฟฟา้ ทางาน หลอดไฟท่ตี ่ออยกู่ ับ
ขดลวดทุติยภูมจิ ะสว่างหรอื ไม่เพราะเหตใุ ด

(แนวการตอบ ทนั ทีเปิดสวิตซ์จะสังเกตเหน็ หลอดไฟสวา่ งช่วั ขณะ หลังจากนัน้ หลอดไฟจะ
ไมส่ วา่ ง เพราะในขณะท่ีเปิดสวิตซ์ กระแสไฟฟา้ ผ่านขดลวดปฐมภูมิเปลี่ยนแปลงจากไม่มกี ระแสไฟฟา้ เป็น
มีกระแสไฟฟา้ เกดิ การเปลี่ยนแปลงฟลักซแ์ ม่เหล็กชวั่ ขณะทาใหเ้ กิดอเี อ็มเอฟเหนยี่ วนาที่ขดลวดทุติยภูมิ
ทาให้หลอดไฟสวา่ งชัว่ ขณะ หลงั จากน้ันเม่ือกระแสไฟฟา้ คงตัว ทาให้เกิดฟลกั ซ์แม่เหลก็ คงตวั ผา่ น ขดลวด
ทั้งสองของหมอ้ แปลง จงึ ไมเ่ กดิ อเี อม็ เอฟเหน่ียวนาท่ขี ดลวดทตุ ยิ ภมู ิ ทาให้หลอดไฟไม่สวา่ ง)

ขน้ั ท่ี 5 ขั้นประเมินผล
5.1 ครตู รวจใบงาน เร่ือง หลกั การทางานของหม้อแปลง
5.2 ครตู รวจสมุดนกั เรยี นในการทาแบบฝกึ หัดเสรมิ จานวน 1 ขอ้

7. สื่อการเรียนร/ู้ แหล่งเรยี นรู้
7.1 หนังสอื เรยี นรายวิชาเพ่มิ เติมวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟสิ ิกส)์ ช้นั มธั ยมศึกษาปีที่ 6 เล่ม 5

(ฉบับปรบั ปรุง พ.ศ.2560)
7.2 ใบงาน เรอื่ ง หลกั การทางานของหมอ้ แปลง
7.3 ใบความรู้ เร่ือง หลกั การทางานของหมอ้ แปลง
7.4 แบบฝกึ หัดเสรมิ เรอ่ื ง หาอีเอม็ เอฟ ด้านขดลวดทุตยิ ภูมิ

175

8. การวัดและประเมนิ ผล วธิ กี ารวัด เคร่ืองมือ เกณฑก์ ารประเมนิ
จุดประสงค์การเรยี นรู้
1) ตรวจใบงาน 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรียนสามารถ
ดา้ นความรู้ (K) เร่อื ง หลกั การทางาน ทากจิ กรรม ตอบคาถามไดร้ ะดับ
1) นกั เรยี นอธิบายหลกั การทางานของหมอ้ ของหมอ้ แปลง 2) ใบงาน เร่ือง ดี ผ่านเกณฑ์
แปลงได้ หลักการทางานของ
หม้อแปลง

ด้านกระบวนการ (P) 1) ตรวจสมดุ นักเรียน 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรียนทา

1) นักเรยี นคานวณหาปรมิ าณตา่ งๆ ที่ ในการทาแบบฝกึ หดั ทากิจกรรม แบบฝกึ หัดได้ระดบั ดี
เกยี่ วข้องได้ เสริม 2) แบบฝกึ หดั เสรมิ ผ่านเกณฑ์

เร่อื ง หาอเี อ็มเอฟ
ดา้ นขดลวดทตุ ิยภูมิ
จานวน 1 ขอ้

ดา้ นคุณลกั ษณะ (A) 1) ตรวจใบงาน เรื่อง 1) แบบประเมินการ 1) นกั เรยี นทาภาระ
1) ใฝเ่ รยี นรู้และมงุ่ มน่ั ในการทางาน
หลกั การทางานของ
หม้อแปลง ทากิจกรรม งานทไี่ ด้รบั มอบหมาย
2) ตรวจสมดุ นกั เรยี น
2) ใบงาน ได้ระดับดี ผา่ นเกณฑ์
ในการทาแบบฝึกหดั
เสริม เรอ่ื ง หลกั การทางาน

ของหมอ้ แปลง

3) แบบฝกึ หัดเสริม

เรอ่ื ง หาอีเอ็มเอฟ

ด้านขดลวดทุติยภูมิ

จานวน 1 ข้อ

176

9. เกณฑ์การประเมนิ ผลงานนักเรยี น

เกณฑก์ ารประเมินแบบ Rubrics ของการทากิจกรรม เรอ่ื ง หลกั การทางานของหม้อแปลง

ประเดน็ การ ค่านา้ หนัก แนวทางการใหค้ ะแนน
ประเมิน คะแนน

ดา้ นความรู้ 3 สามารถตอบคาถามได้ถกู ตอ้ งครบถ้วน จานวน 8-10 ขอ้

(K) 2 สามารถตอบคาถามไดถ้ กู ตอ้ งครบถว้ น จานวน 5-7 ขอ้

1 สามารถตอบคาถามไดถ้ ูกต้องครบถว้ น จานวน 1-4 ข้อ หรือไม่มขี ้อใดถกู ต้อง

ด้าน 3 ทาแบบฝกึ หัดเสริมได้ถกู ตอ้ งครบถ้วน ทั้งขอ้ ก. และ ข.

กระบวนการ 2 ทาแบบฝกึ หดั เสริมได้ถกู ตอ้ งครบถ้วน เพยี งขอ้ ก. หรือ ข. เทา่ น้ัน

(P) 1 ทาแบบฝึกหัดเสริมไม่ถกู ต้องทง้ั ก. และ ข.

ด้าน 3 ทาภาระงานท่ไี ดร้ บั มอบหมายเสร็จภายในเวลาที่กาหนด และเรียบร้อยถูกต้องครบถ้วน

คุณลกั ษณะ 2 ทาภาระงานท่ไี ด้รับมอบหมายเสร็จภายในเวลาที่กาหนด แต่งานยังผิดพลาดบางสว่ น
(A) 1 ทาภาระงานท่ีได้รบั มอบหมายเสร็จ แต่ล่าช้า และเกดิ ขอ้ ผดิ พลาดบางสว่ น

ระดบั คะแนน 3 หมายถงึ ระดบั ดีมาก
คะแนน 2 หมายถึง ระดบั ดี
1 หมายถึง ระดับพอใช้
คะแนน
คะแนน

177

การประเมินการทากจิ กรรม เรื่อง หลักการทางานของหมอ้ แปลง

จดุ ประสงค์การเรียนรู้

ท่ี ชอื่ - นามสกลุ ดา้ นความรู้ ด้าน ด้าน รวม ระดับ
(K) คะแนน คุณภาพ
กระบวนการ คุณลกั ษณะ
(P) (A)

3 3 39

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

178

จดุ ประสงค์การเรยี นรู้

ท่ี ชอ่ื - นามสกุล ดา้ นความรู้ ดา้ น ด้าน รวม ระดับ
(K) คะแนน คณุ ภาพ
กระบวนการ คณุ ลกั ษณะ
(P) (A)

3 3 39

32 9 หมายถงึ ระดับดีมาก
33 7-8 หมายถงึ ระดับดี
34
35 5-6 หมายถงึ ระดบั ปานกลาง
36 3-4 หมายถงึ ระดบั ปรบั ปรงุ
37
38
39
40

ระดับคณุ ภาพ
คะแนน
คะแนน
คะแนน
คะแนน

179

บนั ทึกหลงั การสอน

หนว่ ยการเรียนรู้ที่ 15 เรื่อง แมเ่ หล็กและไฟฟ้า ใ
แผนการสอนท่ี 14 เร่อื ง หลกั การทางานของหม้อแปลง .

ใ เดือน พ.ศ. ใ

วันที่

ผลการจดั การเรียนรู้
……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...
……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...
……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...
……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...

ปัญหา / อุปสรรค
……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...

……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...
……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...
……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...

ข้อเสนอแนะ/แนวทางแกป้ ัญหา

……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...
……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...
……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...
……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………...

ลงชอื่ ............................................ครผู ู้สอน ลงชอ่ื .............................................หวั หนา้ กลมุ่ สาระ
(นางสาวนลิ นกิ า แกว้ ปญั ญา) (นางนพรตั น์ ครฑุ เกิด)

180

ช่อื ชัน้ เลขท่ี ‘

ใบงาน เรอ่ื ง หลกั การทางานของหมอ้ แปลง

คาชแ้ี จง จงตอบคาถามตอ่ ไปนใี้ ห้ถูกต้องครบถว้ น อ
1) อปุ กรณไ์ ฟฟา้ ท่ใี ชเ้ ปลย่ี นความตา่ งศักยห์ รอื อเี อม็ เอฟของไฟฟา้ กระแสสลับ คืออะไร อ
อ
ตอบ หม้อแปลง(transformer)

2) หม้อแปลง(transformer) มกี ่แี บบ อะไรบ้าง
ตอบ มี 2 แบบ คือ แบบท่เี ปล่ยี นใหค้ วามตา่ งศกั ยส์ ูงขึ้น และแบบท่ีเปลยี่ นความต่างศักยใ์ ห้ต่าลงด

3) จงเขียนสัญลักษณแ์ ทนหมอ้ แปลง
ตอบ มี 2 แบบ คือ แบบท่เี ปล่ียนให้ความตา่ งศกั ย์สูงขึ้น และแบบท่ีเปลย่ี นความต่างศกั ยใ์ ห้ต่าลงด

4) ขดลวดท่ีตอ่ กับแหล่งจ่ายไฟฟ้า เรียกวา่ อะไร อ
ตอบ ขดลวดปฐมภมู ิ (primary winding) อ

5) ขดลวดทตี่ อ่ อยกู่ ับอปุ กรณ์ท่ีใช้ไฟฟ้า เรียกวา่ อะไร
ตอบ ขดลวดทุติยภมู ิ (secondary winding)

6) กรณีที่ 1 ต่อแหล่งกาเนิดไฟฟา้ กระแสสลบั เข้ากับขดลวด 100 รอบ และนาหลอดไฟต่อกับขดลวด 200 รอบ

และกรณที ี่ 2 ต่อแหล่งกาเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลบั เข้ากบั ขดลวด 200 รอบ และนาหลอดไฟต่อกบั ขดลวด 100

รอบ เมือ่ เปดิ สวิตซใ์ ห้แหล่งกาเนิดไฟฟา้ ทางาน ท้ัง 2 กรณี ผลท่เี กิดขน้ึ เหมือนหรอื แตกต่างกนั อยา่ งไร

ตอบ เหมอื นกัน คอื หลอดไฟสวา่ ง แตแ่ ตกต่างกัน คือ กรณที ี่ 2 มีความสว่างนอ้ ยกวา่ กรณี 1 อ

7) ความสวา่ งของหลอดไฟขึน้ อยู่กับค่าใดบ้าง
ตอบ ความสวา่ งของหลอดไฟขน้ึ อยกู่ ับความตา่ งศักยแ์ ละกระแสไฟฟ้าจากขดลวดทุติยภมู ิท่ผี ่านหลอดไฟ อ

8) จงเขียนสมการหาอเี อ็มเอฟดา้ นขดลวดปฐมภูมิ อ
ตอบ | |

9) จากสมการ ถ้าจานวนรอบ > จะทาให้อเี อ็มเอฟหรือความต่างศกั ย์ทางดา้ นขดลวด

ทตุ ิยภูมิมากกวา่ ทางด้านขดลวดปฐมภมู ิ เรยี กหม้อแปลงลกั ษณะน้ี อ
ตอบ หมอ้ แปลงข้นึ (step-up transformer)

10) จากสมการ ถา้ จานวนรอบ < จะได้อเี อม็ เอฟหรอื ความต่างศกั ย์ทางด้านขดลวดทุติยภูมิ

น้อยกว่าทางดา้ นขดลวดปฐมภูมิ เรียกหมอ้ แปลงนวี้ า่ อ
ตอบ หมอ้ แปลงลง (step-down transformer)

181

ช่ือ ช้นั เลขท่ี ‘
แบบฝึกหัดเสริม เรื่อง หาอีเอม็ เอฟ ด้านขดลวดทตุ ยิ ภูมิ

คาชีแ้ จง จงแสดงวิธกี ารหาคาตอบใหถ้ กู ตอ้ ง
หมอ้ แปลงลกู หนง่ึ มขี ดลวด 2 ขด ที่มจี านวนรอบ 500 รอบ และ 60 รอบ นาไปตอ่ กับแหล่งจา่ ยไฟฟ้า

กระแสสลับความต่างศักย์ 220 โวลต์ จงหาอเี อม็ เอฟทเ่ี กิดขึ้นดา้ นขดลวดทตุ ยิ ภูมิในกรณที ่ีต่อแหล่งจา่ ยไฟเข้ากบั
ก. ขดลวด 500 รอบ
วธิ ที า ก. เมอ่ื ต่อความต่างศกั ย์ 220 โวลต์ ท่ขี ดลวดด้าน 500 รอบ จากสมการ
หรอื
แทนค่าในสมการ

ข. ขดลวด 60 รอบ
วิธที า ก. ถา้ สลบั กัน โดยต่อด้านทมี่ ี 60 รอบ เขา้ กับอเี อ็มเอฟ 220 โวลตจ์ ากสมการ

แทนคา่ ในสมการ

ตอบ ก. อีเอม็ เอฟที่เกิดขึ้นด้านขดลวดทุติยภมู ิ เท่ากบั 26.4 โวลต์
ข. อเี อม็ เอฟทีเ่ กดิ ขน้ึ ดา้ นขดลวดทตุ ยิ ภูมิ เท่ากบั 1833.33 โวลต์

182

ชือ่ ชนั้ เลขท่ี ‘

เฉลยใบงาน เรอ่ื ง หลกั การทางานของหม้อแปลง อ
อ
คาชแี้ จง จงตอบคาถามต่อไปนใ้ี หถ้ กู ต้องครบถว้ น
1) อุปกรณไ์ ฟฟา้ ที่ใชเ้ ปลี่ยนความต่างศักยห์ รอื อีเอม็ เอฟของไฟฟ้ากระแสสลับ คอื อะไร

ตอบ หมอ้ แปลง(transformer)

2) หมอ้ แปลง(transformer) มีกแ่ี บบ อะไรบ้าง
ตอบ มี 2 แบบ คือ แบบทเ่ี ปล่ยี นใหค้ วามต่างศกั ย์สงู ขึน้ และแบบที่เปล่ียนความตา่ งศกั ย์ให้ต่าลงด

3) จงเขียนสัญลักษณ์แทนหม้อแปลง
ตอบ

4) ขดลวดทตี่ อ่ กับแหลง่ จ่ายไฟฟ้า เรียกวา่ อะไร อ
ตอบ ขดลวดปฐมภมู ิ (primary winding)

5) ขดลวดทตี่ ่ออยู่กับอปุ กรณท์ ี่ใช้ไฟฟ้า เรียกว่าอะไร อ
ตอบ ขดลวดทุติยภูมิ (secondary winding)

6) กรณีท่ี 1 ต่อแหล่งกาเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลับเข้ากบั ขดลวด 100 รอบ และนาหลอดไฟต่อกบั ขดลวด 200 รอบ

และกรณีท่ี 2 ต่อแหลง่ กาเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเข้ากับขดลวด 200 รอบ และนาหลอดไฟต่อกับขดลวด 100

รอบ เมือ่ เปิดสวิตซใ์ หแ้ หลง่ กาเนดิ ไฟฟ้าทางาน ท้ัง 2 กรณี ผลที่เกดิ ขึน้ เหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร

ตอบ เหมือนกนั คอื หลอดไฟสว่าง แต่แตกต่างกัน คอื กรณีท่ี 2 มีความสวา่ งนอ้ ยกวา่ กรณี 1 อ

7) ความสว่างของหลอดไฟข้ึนอยู่กบั ค่าใดบ้าง
ตอบ ความสวา่ งของหลอดไฟขนึ้ อยกู่ บั ความต่างศักยแ์ ละกระแสไฟฟา้ จากขดลวดทุตยิ ภูมิทีผ่ ่านหลอดไฟ อ

8) จงเขียนสมการหาอีเอม็ เอฟดา้ นขดลวดปฐมภมู ิ อ
ตอบ | |

9) จากสมการ ถ้าจานวนรอบ > จะทาใหอ้ เี อ็มเอฟหรอื ความต่างศักย์ทางด้านขดลวด

ทตุ ิยภมู ิมากกว่าทางด้านขดลวดปฐมภูมิ เรียกหม้อแปลงลกั ษณะน้ี อ
ตอบ หมอ้ แปลงขนึ้ (step-up transformer)

10) จากสมการ ถ้าจานวนรอบ < จะได้อเี อ็มเอฟหรอื ความตา่ งศักยท์ างด้านขดลวดทุตยิ ภูมิ

นอ้ ยกว่าทางด้านขดลวดปฐมภมู ิ เรียกหมอ้ แปลงน้วี า่ อ
ตอบ หมอ้ แปลงลง (step-down transformer)

183

ชื่อ ชนั้ เลขท่ี ‘
เฉลยแบบฝกึ หดั เสริม เรื่อง หาอีเอ็มเอฟ ด้านขดลวดทุติยภูมิ

คาชี้แจง จงแสดงวธิ กี ารหาคาตอบให้ถูกต้อง
หมอ้ แปลงลกู หนง่ึ มีขดลวด 2 ขด ท่มี ีจานวนรอบ 500 รอบ และ 60 รอบ นาไปต่อกบั แหลง่ จ่ายไฟฟ้า

กระแสสลบั ความตา่ งศกั ย์ 220 โวลต์ จงหาอีเอ็มเอฟท่ีเกิดขึ้นด้านขดลวดทตุ ยิ ภมู ิในกรณที ตี่ ่อแหลง่ จ่ายไฟเข้ากบั
ก. ขดลวด 500 รอบ
วิธที า ก. เมือ่ ต่อความต่างศกั ย์ 220 โวลต์ ทขี่ ดลวดด้าน 500 รอบ จากสมการ
หรือ
แทนคา่ ในสมการ

ข. ขดลวด 60 รอบ
วธิ ที า ข. ถ้าสลบั กัน โดยต่อดา้ นที่มี 60 รอบ เขา้ กับอเี อ็มเอฟ 220 โวลต์จากสมการ

แทนคา่ ในสมการ

ตอบ ก. อเี อ็มเอฟทีเ่ กิดขนึ้ ด้านขดลวดทุติยภมู ิ เท่ากับ 26.4 โวลต์
ข. อีเอ็มเอฟทเ่ี กดิ ขน้ึ ด้านขดลวดทุตยิ ภมู ิ เท่ากบั 1833.33 โวลต์

184

ใบความรู้ เรือ่ ง หลักการทางานของหมอ้ แปลง

 หม้อแปลง
อุปกรณ์ไฟฟ้าท่ีใช้เปลี่ยนความต่างศกั ยห์ รอื อเี อม็ เอฟของไฟฟ้ากระแสสลบั คือ หม้อแปลง(transformer)

โดยมีท้ังแบบทเ่ี ปล่ยี นให้ความตา่ งศักย์สูงขน้ึ และแบบที่เปล่ยี นความต่างศกั ยใ์ หต้ ่าลง เพ่อื ให้เหมาะสมกบั การ
นาไปใช้งานดังรูป 15.65 ก. หมอ้ แปลงประกอบดว้ ยขดลวดท่ีมีฉนวนห้มุ พันบนแกนเหลก็ 2 ขด ดังรูป 15.65 ข.
และเขียนสญั ลกั ษณแ์ ทนหม้อแปลงไดด้ งั รปู 15.65 ค.

รูป 15.65 หม้อแปลง
ขดลวดท่ีตอ่ กบั แหลง่ จ่ายไฟฟา้ เรยี กว่า ขดลวดปฐมภมู ิ (primary winding) ขดลวดท่ตี ่ออยู่กับอุปกรณ์
ท่ใี ชไ้ ฟฟา้ เรยี กว่า ขดลวดทุติยภูมิ (secondary winding)

รปู 15.66 การจดั อุปกรณ์ทดสอบ
ต่อแหลง่ กาเนิดไฟฟา้ กระแสสลบั เขา้ กบั ขดลวด 100 รอบ และนาหลอดไฟตอ่ กบั ขดลวด 200 รอบ ดงั รูป
15.66 ก. เปิดสวิตซใ์ หแ้ หลง่ กาเนดิ ไฟฟ้าทางาน พบวา่ หลอดไฟสว่าง แต่เมอ่ื สลับด้าน โดยตอ่ แหล่งกาเนิดไฟฟา้
กระแสสลบั เข้ากบั ขดลวด 200 รอบ และนาหลอดไฟต่อกบั ขดลวด 100 รอบ ดังรูป 15.66 ข. เมือ่ เปิดสวติ ซ์ให้
แหลง่ กาเนิดไฟฟา้ ทางาน พบวา่ หลอดไฟสว่าง แต่จะมคี วามสว่างนอ้ ยกวา่ กรณีก่อนหน้า
จากสถานการณด์ งั กล่าว พบว่าเม่อื ต่อแหลง่ กาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั เขา้ กับขดลวดปฐมภูมิจะเหน็ วา่
หลอดไฟทีต่ ่ออย่กู บั ขดลวดทุติยภมู ิจะสวา่ งทง้ั สองคร้งั แตเ่ มื่อหลอดไฟตอ่ อยู่กบั ขดลวด 200 รอบจะมีความสวา่ ง
มากกวา่ ตอนที่ตอ่ อยกู่ บั ขดลวด 100 รอบ
ความสว่างของหลอดไฟข้นึ อย่กู ับความตา่ งศักย์และกระแสไฟฟ้าจากขดลวดทตุ ิยภูมิทผ่ี ่านหลอดไฟ ซึ่งมี
ความสมั พนั ธก์ บั จานวนรอบของขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภมู ิอย่างไร ศึกษาไดด้ งั นี้
เน่ืองจากขดลวดปฐมภูมแิ ละขดลวดทุตยิ ภูมมิ แี กนเหล็กรว่ มกัน ทาใหฟ้ ลักซแ์ มเ่ หล็กที่ผ่านขดลวดทงั้ สอง มี
อตั ราการเปล่ยี นแปลงฟลกั ซ์แมเ่ หลก็ ( ) เท่ากนั เม่ือกระแสไฟฟ้าจากแหล่งกาเนิดไฟฟ้ามีการเปลีย่ นแปลง จะ
ทาใหเ้ กิดฟลักซแ์ มเ่ หลก็ เปล่ียนแปลงในขดลวดทั้งสอง เกิดอีเอ็มเอฟ ทขี่ ดลวดปฐมภมู ิ และอเี อม็ เอฟ ท่ี
ขดลวดทุติยภมู ิ ซ่งึ เกี่ยวขอ้ งกับจานวนรอบของขดลวดดังนี้

185

ถา้ ขดลวดปฐมภูมิมีจานวน รอบ และขดลวดทุติยภูมีจานวน รอบ อเี อ็มเอฟท่ีสัมพันธก์ บั การ
เปล่ยี นแปลงฟลักซแ์ มเ่ หลก็ ในขดลวดท้ังสองตามกฎการเหนย่ี วนาของฟาราเดย์ เปน็ ดังสมการ

ทขี่ ดลวดปฐมภูมิ ||

ท่ีขดลวดทตุ ยิ ภูมิ ||

จากสมการทงั้ สอง จะได้วา่

ถ้าจานวนรอบ > จะทาให้อเี อ็มเอฟหรือความตา่ งศักยท์ างด้านขดลวดทตุ ยิ ภมู ิมากกวา่ ทางด้าน
ขดลวดปฐมภูมิ เรียกหม้อแปลงลักษณะน้ี หมอ้ แปลงขึน้ (step-up transformer) ลักษณะตรงขา้ มกันน้ี

ถา้ < จะไดอ้ ีเอม็ เอฟหรือความต่างศักย์ทางด้านขดลวดทุตยิ ภูมนิ ้อยกว่าทางดา้ นขดลวดปฐมภมู ิ เรียก
หมอ้ แปลงน้วี ่า หม้อแปลงลง (step-down transformer)