หน่วยที่ 1

เอกสารประกอบการสอน หน่วยท่ี 1

เร่อื ง กฎของโอหม์ กำลงั ไฟฟ้ำ และพลงั งำนไฟฟ้ำ

หวั ขอ้ เร่อื ง

หน่วยท่ี 1 กฎของโอหม์ กำลงั ไฟฟ้ำ และพลงั งำนไฟฟ้ำ
• 1.1 ระบบหน่วยเอสไอ
• 1.2 กฎของโอหม์
• 1.3 กำลงั ไฟฟ้ำ
• 1.4 พลงั งำนไฟฟ้ำ

สาระสาคญั

ระบบเอสไอ (SI) คอื ระบบหน่วยมำตรฐำนทอ่ี งคก์ ำรระหวำ่ งประเทศวำ่ ดว้ ยกำรมำตรฐำน(ISO หรือ
International Organization for Standardization) กำหนดข้นึ ใหท้ กุ ประเทศ
ใชเ้ป็นมำตรฐำน เพอ่ื ใหก้ ำรใชห้ น่วยเป็นมำตรฐำนเดยี วกนั ทวั่ โลก โดยเฉพำะในวงกำรวทิ ยำศำสตร์

กฎของโอหม์ หมำยถงึ ปรมิ ำณกระแสไฟฟ้ำ 1 แอมแปร์ ไหลผำ่ นค่ำควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำทม่ี คี ่ำ 1 โอหม์ ทำ
ใหเ้กดิ แรงดนั ไฟฟ้ำขนำด 1 โวลต์ นนั่ คอื V = I x R เมอ่ื V คอื แรงดนั ไฟฟ้ำ, I คือ กระแสไฟฟ้ำ และ R คอื
ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ

กำลงั ไฟฟ้ำ คือ ผลคูณของแรงดนั ไฟฟ้ำกบั กระแสไฟฟ้ำ มหี น่วยเป็นวตั ต์ (Watt)

พลงั งำนไฟฟ้ำ คือ ผลคูณของกำลงั ไฟฟ้ำกบั เวลำท่ใี ช้ มหี น่วยเป็นวตั ต์-วนิ ำที (Ws) กิโลวตั ต์ -ชวั่ โมง
(kWh) หรอื จูล

จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้

จดุ ประสงคท์ วั่ ไป

เพอ่ื ใหม้ คี วำมรู้ ควำมเขำ้ ใจ และสำมำรถนำควำมรู้ ควำมเขำ้ ใจในเรอ่ื งกระแสไฟฟ้ำ แรงดนั ไฟฟ้ำ ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ กำลงั ไฟฟ้ำ
และพลงั งำนไฟฟ้ำ ไปประยกุ ตใ์ ชง้ ำน

จดุ ประสงคเ์ ชงิ พฤตกิ รรม

1. จำแนกระบบหน่วยเอสไอไดถ้ กู ตอ้ ง

2. บอกหน่วยวดั ของกระแสไฟฟ้ำ แรงดนั ไฟฟ้ำ ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ กำลงั ไฟฟ้ำ และพลงั งำนไฟฟ้ำไดถ้ กู ตอ้ ง

3. คำนวณหำค่ำกระแสไฟฟ้ำ แรงดนั ไฟฟ้ำ ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ กำลงั ไฟฟ้ำ และพลงั งำนไฟฟ้ำไดถ้ กู ตอ้ ง

4. ปฏบิ ตั กิ ำรเตรยี มวสั ดุ อปุ กรณ์ เคร่อื งมอื ในกำรต่อวงจรไฟฟ้ำไดอ้ ย่ำงถูกตอ้ งตำมกำหนดเวลำ อย่ำงมเี หตผุ ลตำมหลกั ปรชั ญำ
ของเศรษฐกจิ พอเพยี ง

5. ใชว้ สั ดุ อปุ กรณ์ เคร่อื งมอื ในกำรต่อวงจรไฟฟ้ำไดอ้ ย่ำงถกู ตอ้ ง ประหยดั คุม้ ค่ำ ตำมหลกั ปรชั ญำของเศรษฐกจิ พอเพอี ง

คานา

ปรมิ ำณไฟฟ้ำทแ่ี ตกต่ำงกนั ถกู กำหนดหน่วยวดั ทแ่ี ตกต่ำงกนั เพอ่ื ประโยชนใ์ นกำรจำและทำควำมเขำ้ ใจ
ไดง้ ่ำย ไม่สบั สน และสะดวกในกำรบอกหน่วยวดั หรือกำรแปลงหน่วยวดั จึงไดม้ กี ำรประชุมนำนำชำติเก่ียวกบั
มำตรำชงั่ ตวง วดั โดยกำรตกลงกนั กำหนดหน่วยมำตรฐำนข้นึ มำใหม่ เรียกวำ่ หน่วยระบบนำนำชำติ(System
International Units) หรอื เรยี กว่ำ หน่วย SI (SI Units)

ในวงจรไฟฟ้ำใด ๆ จะประกอบดว้ ยส่วนสำคญั 3 ส่วนคือ แหล่งจ่ำยพลงั งำนไฟฟ้ำ ตวั นำไฟฟ้ำหรือ
สำยไฟและตวั ตำ้ นทำนหรืออปุ กรณ์ ไฟฟ้ำทจ่ี ะใส่เขำ้ ไปในวงจรไฟฟ้ำนน้ั ๆ เพรำะฉะนน้ั ควำมสำคัญของ วงจรท่ี
จะตอ้ งคำนึงถงึ เมอ่ื มกี ำรต่อวงจรไฟฟ้ำใดๆ เกดิ ข้นึ คอื ทำอย่ำงไรจงึ จะไมใ่ หก้ ระแสไฟฟ้ำไหลผำ่ นเขำ้ ไปในวงจรมำก
เกนิ ไป ซง่ึ จะทำใหอ้ ปุ กรณไ์ ฟฟ้ำชำรุดเสยี หำย หรอื วงจรเสยี หำยได้ ดงั นน้ั เพอ่ื เป็นกำรป้ องกนั ปญั หำดงั กลำ่ ว จงึ มี
กำรสรำ้ งกฎควำมสมั พนั ธข์ องกระแสไฟฟ้ ำ แรงดนั ไฟฟ้ ำ และควำมตำ้ นทำน ไฟฟ้ ำข้นึ เพ่ือใชใ้ นกำรคำ นวณ
คำดกำรณล์ ว่ งหนำ้

1.1 ระบบหน่วยเอสไอ

ระบบหน่วยเอสไอ (International System of Unit, SI) เป็น
หน่วยมำตรฐำนสำกลทถ่ี กู นำมำใชแ้ ทนหน่วยระบบเมตรกิ (Metric System) และหน่วยระบบ
องั กฤษ (Imperial or British System) ทใ่ี ชก้ นั อยู่เดมิ เน่ืองจำกมคี วำมยุ่งยำกและมี
ช่ือเรียกหน่วยวดั ปริมำณต่ำงๆ ท่ยี งั ไม่เหมอื นกนั องคก์ ำรระหว่ำงประเทศว่ำดว้ ยกำรมำตรฐำน (ISO
หรอื International Organization for Standardization) จงึ ได้
กำหนดข้นึ ใหท้ ุกประเทศใชเ้ ป็นมำตรฐำน เพ่อื ใหก้ ำรใชห้ น่วยเป็นมำตรฐำนเดยี วกนั ทวั่ โลก ดงั นนั้ ระบบ

หน่วยเอสไอ จงึ ประกอบดว้ ยหน่วยวดั พ้นื ฐำน 9 หน่วยวดั ดงั แสดงในตำรำงท่ี 1.1.1

1.1.1 หน่วยวดั SI พ้นื ฐำน

ตำรำงท่ี 1.1.1 หน่วยวดั SI พ้นื ฐำน ทม่ี ำ : ไวพจน์ ศรธี ญั ,2558.

(Time) (second) s
(Current) (ampere) A
(Temperature) (kelvin) K
(Amount of Substance) (Mole) mol
(Luminous Intensity) (candela) cd
(Plane Angle) (Radian) rad
(Solid Angle) (Steradian) sr
(Length) (meter) m
(kilogram) kg
(Mass)

1.1.2 กำรเขยี นสญั ลกั ษณข์ องหน่วย

เน่ืองจำกปริมำณและหน่วยในระบบเอสไอมจี ำนวนมำก เพ่อื ใหง้ ่ำยต่อ
กำรเขยี นและควำมเขำ้ ใจในระบบเอสไอ จึงแบ่งกำรเขยี นสญั ลกั ษณ์ของปริมำณ
และหน่วยแทนดว้ ยตวั อกั ษรซง่ึ มี 2 ลกั ษณะคอื

1.สญั ลกั ษณท์ ใ่ี ชแ้ ทนหน่วย จะเขยี นดว้ ยตวั อกั ษรตวั ตรง
2.สญั ลกั ษณท์ ใ่ี ชแ้ ทนปรมิ ำณ จะเขยี นดว้ ยตวั อกั ษรตวั เอยี ง

ตำรำงท่ี 1.1.2 สญั ลกั ษณท์ เ่ี ขยี นแทนปรมิ ำณและหน่วยในระบบเอสไอ ทม่ี ำ : ไวพจน์ ศรธี ญั ,2558.

ปรมิ ำณ สญั ลกั ษณ์ หน่วย อกั ษรย่อ

ประจุไฟฟ้ า (Electric Charge) Q คูลอมบ์ C
(Coulomb)
ศกั ยไ์ ฟฟ้ า (Electric Potential) V
ความจุ (Capacitance) V โวลต์ (volt) F
ความตา้ นทาน (Resistance) C ฟำรดั (farad) Ω
ความนา (Conductance) R โอหม์ (ohm) S
เสน้ แรงแม่เหลก็ (Magnetic Flux) G ซเี มนส์ (siemens) Wb
ความหนาแน่นเสน้ แรงแม่เหลก็ (Magnetic Flux Density) Φ เวเบอร์ (weber) T
ความเหน่ียวนา (Inductance) B เทสลำ (tesla) H
ฟลกั ซส์ อ่ งสว่าง (Luminous Flux) L เฮนรี (henry) lm
ความสอ่ งสว่าง (Illuminance) ø ลูเมน (lumen) lx
ความถ่ี (Frequency) L ลกั ซ์ (lux) Hz
พลงั งาน(Energy),งาน(Work) F เฮริ ตซ์ (Hertz) J
กาลงั (Power) W จูล (Joule) W
P วตั ต์ (Watt)

1.1.3 คำนำหนำ้ หน่วยระบบเอสไอ

เพ่อื ควำมสะดวกในกำรใชง้ ำนของหน่วยวดั ต่ำงๆ จึงมกี ำรกำหนด
ตวั เลขใชง้ ำนไวใ้ นรูปเลขยกกำลงั เพอ่ื ใหเ้กดิ ควำมสะดวกในกำรบอกค่ำ เลข
ยกกำลงั ทใ่ี ชง้ ำน แสดงดงั ตำรำงท่ี 1.1.3

ตำรำงท่ี 1.1.3 คำนำหนำ้ หน่วยระบบเอสไอ ทม่ี ำ : ไวพจน์ ศรธี ญั ,2558.

ช่ือคานาหนา้ หน่วย สญั ลกั ษณ์ ตวั ประกอบ คา่ ตวั เลข

(PREFIX NAME) (SYMBOL) (FACTOR) 1 000 000 000 000 000 000 000 000
ยอตตะ (yotta) 1 000 000 000 000 000 000 000
เซตตะ (zetta) Y 1024 1 000 000 000 000 000 000
เอกซะ (exa) Z 1021 1 000 000 000 000 000
เพตะ (peta) E 1018 1 000 000 000 000
เทระ (tera) P 1015 1 000 000 000
จกิ ะ (giga) T 1012 1 000 000
เมกะ (mega) G 109 1 000
กโิ ล (kilo) M 106 100
เฮกโต (hecto) k 103 10
เดคา (deca) h 102
da 101

ตำรำงท่ี 1.1.3 คำนำหนำ้ หน่วยระบบเอสไอ (ต่อ) ทม่ี ำ : ไวพจน์ ศรธี ญั ,2558.

ช่ือคานาหนา้ หน่วย สญั ลกั ษณ์ ตวั ประกอบ ค่าตวั เลข

(PREFIX NAME) (SYMBOL) (FACTOR) 0.1
เดซิ (deci) 0.01
เซนติ (centi) d 10-1 0.001
มลิ ลิ (milli) c 10-2 0.000 001
ไมโคร (micro) m 10-3 0.000 000 001
นาโน (nano) µ 10-6 0.000 000 000 001
พโิ ก (pico) n 10-9 0.000 000 000 000 001
เฟมโต (femto) p 10-12 0.000 000 000 000 000 001
อตั โต (atto) f 10-15 0.000 000 000 000 000 000 001
เซปโต (zepto) a 10-18 0.000 000 000 000 000 000 000 001
ยอกโต (yocto) z 10-21
y 10-24

1.1.4 วธิ กี ำรขยำยหน่วยหรอื ยูนติ

หน่วยพ้นื ฐำนในระบบ SI ปกตแิ ลว้ ไมส่ ะดวกในกำรใชเ้ท่ำใดนกั ยง่ิ ในเร่อื งของวงจรไฟฟ้ ำแลว้ ดว้ ยจะ
ยุ่งยำกมำก ฉะนน้ั จงึ มกี ำรขยำยหน่วยใหเ้ลก็ ลงหรือใหใ้ หญ่ข้นึ เพอ่ื ควำมสะดวกในกำรนำไปใชต้ วั อย่ำง
เช่น

1 มลิ ลโิ วลต์ (mV) มคี ่ำเทำ่ กบั 1/1000 V หรอื 1 กโิ ลโอหม์ (KΩ) มคี ่ำเท่ำกบั 1000 โอหม์ (Ω)

ปกติขนำดของหน่วยในวงจรไฟฟ้ำจะนบั ปริมำณเปลย่ี นครงั้ ละ 1000 เท่ำ หรือนบั เล่อื นจุด
ตำแหน่งทลี ะ 3 หลกั คอื

1.) 200 kV =200.000 00 = 200 000.00 V

2.) 0.005 mA =0.005 00 = 5.00 µA

3.) 1 000 µA =1 000 = 1 mA

4.) 3 000 µA =3 000 = 3 mA

5.) 4000 µV =0 004 000 = 0.004 V

หมำยเหตุ หน่วยค่ำมำกไปหำหน่วยค่ำนอ้ ย ใหเ้ลอ่ื นถอยหลงั ตำมตำแหน่งหลกั เช่นขอ้ 1, 2
หน่วยค่ำนอ้ ยไปหำหน่วยค่ำมำก ใหเ้ลอ่ื นเดนิ หนำ้ ตำมตำแหน่งหลกั เช่นขอ้ 3, 4 และ 5

วธิ คี ำนวณค่ำหน่วยวดั ของปรมิ ำณทำงไฟฟ้ำดว้ ยตวั ขยำยหน่วย

1.) 20 A + 0.2 mA = 20 A + 0.000 2 A = 20.0002 A

20 A + 0.2 mA = 20 000 mA + 0.2 mA = 20 000 .2 mA

2.) 5 kV + 6 V = 5 000 V + 6 V = 5006 V

5 kV + 6 V = 5 kV + 0.006 kV = 5.006 kV

3.) 4 k + 3 m = 4 000 000 m + 3 m = 4 000 003 m

4 k + 3 m = 4 k + 0.00 003 k = 4.000 003 k

วธิ คี ำนวณค่ำหน่วยวดั ของปรมิ ำณทำงไฟฟ้ำดว้ ยตวั ขยำยหน่วย

1.) 2 mA x 6 M = 12 kV (2 x 10-3 A x 6 x 106 = 12 x 103 V)
2.) 10 V ÷ 5 k
3.) 20 V ÷ 10 mA = 2 mA (10 V ÷ 5 x 103 = 2 x 10-3 A)

= 20 V (20 V ÷ 10 x 10-3A = 2 x 103 )

1.1.5 หน่วยต่ำง ๆ ทำงไฟฟ้ำ

กำรแปลงหน่วยทำงไฟฟ้ำเช่น ค่ำกระแสไฟฟ้ำ แรงดนั ไฟฟ้ำ และควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ จำเป็นตอ้ งทำควำม
เขำ้ ใจอย่ำงลกึ ซ้งึ มเิ ช่นนนั้ อำจทำใหก้ ำรคำนวณวงจรไฟฟ้ำเกิดควำมผดิ พลำดไดง้ ำ่ ย มรี ำยละเอยี ดดงั น้ี

1.) ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ (Electrical Resistance)

ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ ำ คือ แรงตำ้ นทำงไฟฟ้ ำของวตั ถุธำตุต่ำงๆ หรือแรงตำ้ นจำกตวั ตำ้ นทำนไฟฟ้ ำ
(Resistor) ทจ่ี ะยอมใหอ้ เิ ลก็ ตรอนเคลอ่ื นทผ่ี ำ่ นไป หรอื ยอมใหก้ ระแสไฟฟ้ำไหลผ่ำนไปไดม้ ำกนอ้ ยแตกต่ำงกนั
ไป ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำมหี น่วยมำตรฐำนเป็น โอหม์ (Ω) “ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ 1 โอหม์ หมำยถงึ ควำมตำ้ นทำน
ไฟฟ้ ำท่ียอมใหก้ ระแสไฟฟ้ ำไหลผ่ำนได้ 1 แอมแปร์ และมีแรงดนั ไฟฟ้ ำตกคร่อมตวั ตำ้ นทำนไฟฟ้ ำ 1 โวลต์ ”
นกั วทิ ยำศำสตรช์ ำวเยอรมนั จอรจ์ ไซมอน โอหม์ (George Simon Ohm) เป็นผูค้ น้ พบ กฎของ
โอหม์ (Ohm’s Law)

ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำท่ผี ลติ มำใชง้ ำน มคี ่ำควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำแตกต่ำงกนั มำกบำ้ ง
นอ้ ยบำ้ ง ทำใหห้ น่วยวดั ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำปกตเิ ป็นโอหม์ (Ω) ไมส่ ะดวกต่อกำรใชง้ ำน จงึ ได้
แบง่ หน่วยควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำใหล้ ะเอยี ดมำกข้นึ เป็น มลิ ลโิ อหม์ (mΩ), กโิ ลโอหม์ (kΩ)
และเมกะโอหม์ (MΩ) หน่วยต่ำงๆ มคี วำมสมั พนั ธก์ นั ดงั น้ี

1 () = 1,000,000 (µ )

1 () = 1,000 (m )

1 (k ) = 1,000 ()
1 (M ) = 1,000,000 ()

2.) กระแสไฟฟ้ำ (Electrical Current)

กระแสไฟฟ้ำ คือ กำรเคลอ่ื นทข่ี องประจุไฟฟ้ำในวงจรไฟฟ้ำ ปริมำณกำรไหลของของ
กระแสไฟฟ้ำวดั ออกมำมหี น่วยมำตรฐำนเป็นแอมแปร์ (A) “กระแสไฟฟ้ำ 1 แอมแปร์ หมำยถงึ
ประจุไฟฟ้ำ 1 คูลอมป์ ไหลเขำ้ ไปในลวดตวั นำโดยเคลอ่ื นท่ผี ่ำนจดุ ๆ หน่ึงภำยในเวลำ 1 วนิ ำท”ี
นกั วทิ ยำศำสตรช์ ำวฝรงั่ เศส องั เดร มำรี แอมแปร์ (Andre Marie Ampere)
เป็ นผูค้ น้ พบ ทิศทำงกำรเคล่ือนท่ีของกระแสไฟฟ้ ำในเสน้ ลวดตัวนำท่ีเคล่ือนท่ีตัดผ่ำน
สนำมแมเ่ หลก็

ค่ำกระแสไฟฟ้ำท่วี ดั ได้ มปี ริมำณท่แี ตกต่ำงกนั มำกบำ้ งนอ้ ยบำ้ ง ทำใหห้ น่วยวดั กระแส
ปกตเิ ป็นแอมแปร์ (A) ไมส่ ะดวกต่อกำรใชง้ ำน จงึ ไดแ้ บง่ หน่วยกระแสไฟฟ้ำใหล้ ะเอยี ดมำกข้นึ เป็น

ไมโครแอมแปร์ (µA), มลิ ลแิ อมแปร์ (mA) และกิโลแอมแปร์ (kA) หน่วย
ต่ำงๆ มคี วำมสมั พนั ธก์ นั ดงั น้ี

1 (µA) = 1,000 (mA)

1 (mA) = 1,000 (µA)
1 (A) = 1,000 (mA)
1 (kA) = 1,000 (A)

3.) แรงดนั ไฟฟ้ำ ( Voltage )

แรงดนั ไฟฟ้ำ คือ ควำมต่ำงศกั ยข์ องประจไุ ฟฟ้ำทจ่ี ดุ สองจดุ เกิดข้นึ จำกกำรสะสมประจไุ ฟฟ้ำของจดุ สอง
จดุ ทแ่ี ตกต่ำงกนั ควำมต่ำงศกั ยท์ แ่ี ตกต่ำงกนั ทำใหเ้กดิ แรงเคลอ่ื นไฟฟ้ำ (Electromotive Force ;
emf) หรอื แรงดนั ไฟฟ้ำออกมำ แรงดนั ไฟฟ้ำมหี น่วยมำตรฐำนเป็นโวลต์ (Volt ; V) “แรงดนั ไฟฟ้ำ 1 โวลต์
หมำยถึง ประจุไฟฟ้ ำ 1 คูลอมบ์ ท่ีมีพลงั งำน 1 จูล (J)”นักวิทยำศำสตร์ชำวอิตำลี อเลสซำนโดร โวลตำ
(Alessandro Volta) เป็นผูค้ น้ พบหลกั กำรของเซลลไ์ ฟฟ้ำไดป้ ระดษิ ฐเ์ คร่อื งกำเนิดไฟฟ้ำ ช่อื โวลตำอคิ
ไพล์ (Voltaic Pile) หรอื แบตเตอร่ี (Battery)

แรงดนั ไฟฟ้ำทผ่ี ลติ มำใชง้ ำน มรี ะดบั แรงดนั จ่ำยออกมำแตกต่ำงกนั มำกบำ้ งนอ้ ยบำ้ ง ทำ
ใหห้ น่วยวดั แรงดนั ปกติเป็นโวลต์ (V) ไม่สะดวกต่อกำรใชง้ ำน จงึ ไดแ้ บ่งหน่วยแรงดนั ไฟฟ้ำให้
ละเอยี ดมำกข้นึ เป็น ไมโครโวลต์ (µV), มลิ ลโิ วลต์ (mV), กโิ ลโวลต์ (kV) และเมกะโวลต์
(MV) หน่วยต่ำงๆ มคี วำมสมั พนั ธก์ นั ดงั น้ี

1 (mV) = 1,000 (µV)

1 (V) = 1,000 (mV)
(V)
1 (kV) = 1,000 (V)
1 (MV) = 1,000 ,000

1.2 กฎของโอหม์

ในปีค.ศ. 1826 (พ.ศ. 2360) จอรจ์ ไซมอน โอหม์ (George Simon Ohm)
นักวิทยำศำสตร์ ชำวเยอรมนั ไดค้ น้ พบควำมสมั พนั ธ์ ระหว่ำงกระแสไฟฟ้ ำ เรียกว่ำ เคอร์เรนท์
(Current) ใชอ้ กั ษรย่อ I แรงดนั ไฟฟ้ำ เรยี กว่ำ โวลตเ์ ตจ (Voltage) ใชอ้ กั ษรย่อ E หรอื V
และควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ เรยี กว่ำ รซี สิ เตอร์ (Resistor) ใชอ้ กั ษรย่อ R ควำมสมั พนั ธข์ องปริมำณไฟฟ้ำ
ทงั้ 3 กลำ่ วไวด้ งั น้ี

“จำนวนกระแสไฟฟ้ำทไ่ี หลในวงจรไฟฟ้ำ เปลย่ี นแปลงตำมค่ำแรงดนั ไฟฟ้ำท่จี ่ำยใหว้ งจรไฟฟ้ำนน้ั
แต่เปลย่ี นแปลงเป็นส่วนกลบั กบั ค่ำควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำในวงจร” คำกลำ่ วน้ีสำมำรถเขยี นออกมำเป็นสมกำรของ
วงจรไฟฟ้ำได้ 2 สภำวะ ดงั น้ี

1.2.1 เมอ่ื กำหนดใหค้ วำมตำ้ นทำน (R) ในวงจรคงท่ี กระแสไฟฟ้ำ (I) ในวงจรจะไหลมำก เม่อื จ่ำย
แรงดนั ไฟฟ้ำ (E) ใหว้ งจรมำก และกระแสไฟฟ้ำ (I) ในวงจรจะไหลนอ้ ย เมอ่ื จ่ำยแรงดนั ไฟฟ้ำ (E) ใหว้ งจร

นอ้ ย นำมำเขยี นสมกำรไดด้ งั น้ี เม่ือ R คงท่ี (A) ….................(1-1)

IE

1.2.2 เมอ่ื กำหนดใหแ้ รงดนั ไฟฟ้ำ (E) ในวงจรคงท่ี กระแสไฟฟ้ำ (I) ในวงจรจะไหลมำก เมอ่ื ต่อตวั
ตำ้ นทำนในวงจรมคี ่ำควำมตำ้ นทำน (R) นอ้ ย และกระแสไฟฟ้ำ (I) ในวงจรจะไหลนอ้ ย เมอ่ื ต่อตวั ตำ้ นทำนใน
วงจรมคี ่ำควำมตำ้ นทำน (R) มำก นำมำเขยี นสมกำรไดด้ งั น้ี

I  เม่ือ E คงที่ (A) ….................(1-2)

ท 1.2.1 eorge Simon Ohm ผคู้ น้ พบกฎของโอห์ม
( : http://www.thefamouspeople.com/profiles/images/georg-ohm-2.jpg)

1.2.1 ควำมสมั พนั ธร์ ะหวำ่ งกระแสไฟฟ้ำ แรงดนั ไฟฟ้ำ และควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ

ควำมสมั พนั ธร์ ะหวำ่ งกระแสไฟฟ้ำและแรงดนั ไฟฟ้ำ สำมำรถพลอ็ ตกรำฟไดเ้ป็นเสน้ ตรง ดงั รูปท่ี 1.2.1
ดงั นน้ั ควำมสมั พนั ธร์ ะหวำ่ งกระแสไฟฟ้ำและแรงดนั ไฟฟ้ำเป็นเชงิ เสน้ (Linear) หรอื กลำ่ วไดว้ ำ่ กระแสไฟฟ้ำ

แปรผนั ตรงกบั แรงดนั ไฟฟ้ำ กระแสไฟฟ้ำมำก แรงดนั ไฟฟ้ำมำก, กระแสไฟฟ้ำนอ้ ย แรงดนั ไฟฟ้ำนอ้ ย

IT(mA)

12 ET(V)
10

8
6
4
2

2 4 6 8 10 12

รูปท่ี 1.2.2 กรำฟแสดงควำมสมั พนั ธร์ ะหวำ่ งกระแสไฟฟ้ำกบั แรงดนั ไฟฟ้ำ(กรณีควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำคงท)่ี

และจำกควำมสมั พนั ธร์ ะหว่ำงกระแสไฟฟ้ำและควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ สำมำรถพลอ็ ตกรำฟไดเ้ป็นเสน้ ตรงไดด้ งั รูปท่ี
1.2.2 ดงั นนั้ ควำมสมั พนั ธร์ ะหว่ำงกระแสไฟฟ้ำและแรงดนั ไฟฟ้ำเป็นเชิงเสน้ (Linear) หรือกลำ่ วไดว้ ่ำ กระแสไฟฟ้ำ

แปรผกผนั กบั ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ กระแสไฟฟ้ำมำก ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำนอ้ ย, กระแสไฟฟ้ำนอ้ ย ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำมำก

IT(mA)

14 R(Ω)
12
10
8
6
4
2

500 700 900 1,200

รูปท่ี 1.2.3 กรำฟแสดงควำมสมั พนั ธร์ ะหวำ่ งกระแสไฟฟ้ำกบั ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ (กรณีแรงดนั ไฟฟ้ำคงท)่ี

George Simon Ohm เขยี นสรุปปรำกฏกำรณท์ ำงไฟฟ้ำทค่ี น้ พบออกมำ
เป็นกฎเรยี กช่อื วำ่ กฎของโอหม์ (Ohm’s Law) เขยี นสมกำรออกมำได้ ดงั น้ี

(A) ….................(1-3)

เมอ่ื I = กระแสไฟฟ้ำ หน่วย แอมแปร์ (A)
E = แรงดนั ไฟฟ้ำ หน่วย โวลต์ (V)
R = ควำมตำ้ นทำน หน่วย โอหม์ (Ω)

หรอื สรุปสูตรจำกสำมเหลย่ี มกฎของโอหม์ ดงั รูป 1.2.3

รูปท่ี 1.2.4 สูตรจำกสำมเหลย่ี มกฎของโอหม์
(ทม่ี ำ : http://ruleofohm.blogspot.com/p/blog-page_22.html)

เมอ่ื ตอ้ งกำรทรำบค่ำใดใหใ้ ชน้ ้วิ ปิดทค่ี ่ำนน้ั จะไดส้ ูตรควำมสมั พนั ธ์ กฎของโอหม์ ทต่ี อ้ งกำรไดด้ งั น้ี

ดงั นนั้ กระแสไฟฟ้ำ มหี น่วยเป็นแอมแปร์
ดงั นนั้ แรงดนั ไฟฟ้ำ E = I x R มหี น่วยเป็นโวลต์
ดงั นนั้ ควำมตำ้ นทำน
มหี น่วยเป็นโอหม์

1.3 กาลงั ไฟฟ้ า

ผูค้ น้ พบหลกั กำรของกำลงั ไฟฟ้ำ (Electrical Power) คอื เจมส์ วตั ต์ (James
Watt) ชำวสกอ๊ ตแลนด์ โดยกำรทดสอบใชม้ ำ้ ทแ่ี ขง็ แรงหน่ึงตวั ยกของหนกั 33,000 ปอนด์ เป็นระยะทำง 1 ฟตุ
ในเวลำ 1 นำที เรยี กแรงงำนน้วี ำ่ 1 แรงมำ้ (1 Horsepower ย่อ : hp)

ท 1.3.1 James Watt ผคู้ น้ พบหลกั การของกาลงั ไฟฟ้า
( : http://wigittra.blogspot.com/p/blog-page_28.html)

ในทำงไฟฟ้ำหรอื ในกำรทำงำนโดยทวั่ ไปหรอื ในทำงกลศำสตรจ์ ะไมพ่ จิ ำรณำเฉพำะงำนแต่จะรวมถึงเวลำ
ทใ่ี ชใ้ นกำรทำงำนอกี ดว้ ย กำลงั งำน (Power)จะมำใชพ้ จิ ำรณำงำนท่ไี ดภ้ ำยในระยะเวลำหน่ึง (กำลงั งำนในทำง
กลศำสตร์ เรียกว่ำกำลงั งำนกล และมกี ำลงั งำนอ่ืนอีก เช่นกำลงั งำนควำมรอ้ น กำลงั งำนไฟฟ้ำ เป็นตน้ ) จึงให้
ควำมหมำยไดว้ ำ่ กำลงั งำน หมำยถงึ อตั รำเวลำของกำรทำงำน หรอื อตั รำกำรเปลย่ี นแปลงพลงั งำน ใชส้ ญั ลกั ษณเ์ ป็น
ตวั อกั ษร “P”

กำลงั ไฟฟ้ำในวงจรไฟฟ้ำ เมอ่ื กระแสไฟฟ้ำไหลผ่ำนควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ กำรชนกนั ของอิเลก็ ตรอนท่ี
เคลอ่ื นทผ่ี ่ำนควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ จำทำใหเ้กิดควำมรอ้ นข้นึ เป็นผลใหพ้ ลงั งำนไฟฟ้ำถูกเปล่ียนไปเป็นพลงั งำนควำม
รอ้ น ซง่ึ เป็นกำลงั ส้นิ เปลอื งในวงจรไฟฟ้ำเสมอ และกระแสไฟฟ้ำจะมำกข้นึ หรอื นอ้ ยลง ก็จะข้นึ อยู่กบั ควำมตำ้ นทำน
ไฟฟ้ำดว้ ย

นิยำมของกำลงั ไฟฟ้ำ
กำลงั ไฟฟ้ำ (P) คือ ผลคูณของแรงดนั ไฟฟ้ำกบั กระแสไฟฟ้ำ มหี น่วยเป็นวตั ต์ (Watt)

วตั ต์ (watt หรอื W) คอื หน่วยวดั กำลงั ไฟฟ้ำทเ่ี ป็นตวั บอกพลงั งำนไฟฟ้ำของอปุ กรณ์หรอื เคร่อื งใชไ้ ฟฟ้ำ
แต่ละชนิดทใ่ี ชใ้ นกำรทำงำน
1 วตั ต์ มคี ่ำเทำ่ กบั 1 จูล ของ พลงั งำน ต่อ วนิ ำที (J/s)
สูตรกำลงั ไฟฟ้ำทงั้ 3 สูตร เรยี กวำ่ กฎของวตั ต์ (Watt ’s Law) ซง่ึ ใชร้ ่วมกบั กฎของโอหม์ ดงั น้ี

P = E x I (W) ..................................(1-4)

P = กาลงั ไฟฟ้า หน่วย วตั ต์ (W)
E = แรงดนั ไฟฟ้า หน่วย โวลต์ (V)
I = กระแสไฟฟ้า หน่วย แอมแปร์ (A)

E = P
I
P
I = E

P = EI

E = I×R

⸫ (W) ..................................(1-5)

I = E
R
E
P = E R

⸫ P = E2 (W) ..................................(1-6)
R

ดงั นนั้ กำลงั ไฟฟ้ำ P = ExI มหี น่วยเป็นวตั ต์
ดงั นน้ั กำลงั ไฟฟ้ำ มหี น่วยเป็นวตั ต์
ดงั นนั้ กำลงั ไฟฟ้ำ P = E2 มหี น่วยเป็นวตั ต์
R

P = I2×R

จำกสมกำรทงั้ หมด สำมำรถเขยี นสรปุ ควำมสมั พนั ธข์ องสูตรต่ำงๆ ในรูปของวงจร
ไดด้ งั น้ี

รูปท่ี 1.3.2 สรุปควำมสมั พนั ธข์ อง P, I, E และ R
(ทม่ี ำ : http://www.thefamouspeople.com/profiles/images/georg-ohm-2.jpg)

1.3.1 กำรแปลงหน่วยของกำลงั ไฟฟ้ำ (kW)
(MW)
1,000 (W) = 1 (MW)
1,000,000 (W) = 1
1,000 (kW) = 1

กำลงั ไฟฟ้ำในเชงิ กล คอื กำลงั มำ้ (Horse Power) สำมำรถเปลย่ี นกำลงั เชงิ กลใหเ้ป็นกำลงั ไฟฟ้ำได้
ดงั น้ี

1 (hp) = 746 (W)

1.4 พลงั งำนไฟฟ้ำ

ผูค้ น้ พบควำมสมั พนั ธร์ ะหวำ่ งพลงั งำน (Energy) กบั พลงั งำนควำมรอ้ น (Thermal Energy) คือ เจมส์ เพรสคอท จูล
(James Prescott Joule) ชำวองั กฤษ พบว่ำพลงั งำนไม่ไดส้ ูญหำยไปไหน แต่จะเปลย่ี นไปเป็นพลงั งำนรูปอ่นื ซ่ึงสว่ นมำก
เป็นพลงั งำนควำมรอ้ น โดย 1 จลู มคี ่ำเทำ่ กบั 4.2 แคลอร่ี ซง่ึ ชอ่ื ของจลู เป็นหน่วยวดั พลงั งำนไฟฟ้ำ ดว้ ย คือ พลงั งำน 1 จลู (J) มคี ่ำเทำ่ กบั
1 วตั ต-์ วนิ ำที (Ws)

ท 1.4.1 James Prescott Joule ผคู้ น้ พบความสมั พนั ธ์ระหวา่ งพลงั งานกบั พลงั งานความร้อน
( : http://cerevisiae.com.br/wp-content/uploads/2016/06/joule.jpg)

พลงั งำนไฟฟ้ำหมำยถงึ อปุ กรณไ์ ฟฟ้ำทใ่ี ชก้ ำลงั ไฟฟ้ำไป 1 วตั ตใ์ นเวลำ 1 วนิ ำที

พลงั งำนไฟฟ้ำหมำยถงึ อปุ กรณไ์ ฟฟ้ำทใ่ี ชก้ ำลงั ไฟฟ้ำไป 1 วตั ตใ์ นเวลำ 1 ชวั่ โมง

พลงั งำนไฟฟ้ำหมำยถงึ อปุ กรณไ์ ฟฟ้ำทใ่ี ชก้ ำลงั ไฟฟ้ำไป 1,000 วตั ตใ์ นเวลำ 1 ชวั่ โมง

พลงั งำนไฟฟ้ำ หมำยถงึ พลงั งำนทถ่ี กู ใชไ้ ปจำกกำลงั ไฟฟ้ำโดยสมั พนั ธก์ บั เวลำ หรอื กำลงั ไฟฟ้ำทใ่ี ชไ้ ปใน
ช่วงเวลำใดเวลำหน่งึ มกั เขยี นในรูปผลคูณ

นยิ ำมของพลงั งำนไฟฟ้ำ

W = พลงั งานไฟฟ้า W = P x t (kW-h) ……......................(1-7)
P = กาลงั ไฟฟ้า
t = เวลา หน่วย วตั ต์ - วินาที (Ws), กิโลวตั ต์ - ชวั่ โมง (kW-h)
หน่วย วตั ต์ (W), กิโลวตั ต์ (kW)
หน่วย วนิ าที (s), ชวั่ โมง (h)

1.4.1 หน่วยวดั ของพลงั งำนไฟฟ้ำ

พลงั งำนไฟฟ้ำ (Electrical Energy) อำจใชห้ น่วยเป็นวตั ต์ - วนิ ำที (Ws)เรยี กวำ่ จูล หรอื กิโลวตั ต์ –
ชวั่ โมง (kWh) แต่ส่วนมำกนิยมใชห้ น่วยวดั ของพลงั งำนไฟฟ้ำเป็นยูนิต (Unit) ซ่งึ จะใชใ้ นกำรคิดค่ำ
ไฟฟ้ำนนั่ เอง
1 วตั ตใ์ นเวลำ 1 วนิ ำที (วตั ต-์ วนิ ำที หรอื 1จูล)
1 วตั ตใ์ นเวลำ 1 ชวั่ โมง (วตั ต-์ ชวั่ โมง)
1,000 วตั ตใ์ นเวลำ 1 ชวั่ โมง (กโิ ลวตั ต-์ ชวั่ โมง,1หน่วย หรอื 1 ยูนิต)
1 ยูนิต (unit) = 1 กโิ ลวตั ต์ – ชวั่ โมง (kWh)

บทสรปุ

ระบบหน่วยเอสไอ (International System of Unit, SI) เป็นหน่วยมำตรฐำนสำกลทถ่ี กู นำมำใชแ้ ทนหน่วย
ระบบเมตรกิ และหน่วยระบบองั กฤษท่ใี ชก้ นั อยู่เดมิ ประกอบดว้ ยหน่วยวดั พ้นื ฐำน 9 หน่วยวดั ไดแ้ ก่ ควำมยำว (Length), มวล (Mass),
เวลำ (Time), กระแส (Current), อณุ หภมู ิ (Temperature), ปรมิ ำณของสำร (Amount of Substance),
ปรมิ ำณสอ่ งสวำ่ ง (Luminous Intensity), มมุ ระนำบ (Plane Angle) และมมุ ตนั (Solid Angle)

ควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ (Electrical Resistance) คอื แรงตำ้ นทำงไฟฟ้ำของวตั ถธุ ำตตุ ่ำงๆหรอื แรงตำ้ นจำกตวั ตำ้ นทำน ท่ี
ยอมใหก้ ระแสไฟฟ้ำไหลผ่ำนไปไดม้ ำกนอ้ ยแตกต่ำงกนั ไป ควำมตำ้ นทำน 1 โอหม์ หมำยถงึ ควำมตำ้ นทำนทย่ี อมใหก้ ระแสไฟฟ้ำไหลผ่ำนได้ 1 แอมแปร์
และมแี รงดนั ไฟฟ้ำตกคร่อมตวั ตำ้ นทำน 1 โวลต์

กระแสไฟฟ้ำ (Electrical Current) คือ กำรเคลอ่ื นท่ขี องประจไุ ฟฟ้ำในวงจรไฟฟ้ำกระแสไฟฟ้ำ 1 แอมแปร์ หมำยถงึ
ประจไุ ฟฟ้ำ 1 คูลอมป์ ไหลเขำ้ ไปในลวดตวั นำโดยเคลอ่ื นทผ่ี ่ำนจดุ ๆ หน่งึ ภำยในเวลำ 1 วนิ ำที

แรงดนั ไฟฟ้ำ (Voltage) คือ ควำมต่ำงศกั ยข์ องประจไุ ฟฟ้ำทจ่ี ดุ สองจดุ แตกต่ำงกนั แรงดนั ไฟฟ้ำ 1 โวลต์ หมำยถงึ ประจไุ ฟฟ้ำ 1
คูลอมบ์ ทม่ี พี ลงั งำน 1 จลู (J)

บทสรปุ

กฎของโอหม์ (Ohm’s Law) เป็นกฎทก่ี ำหนดข้นึ มำจำกควำมสมั พนั ธข์ องปรมิ ำณไฟฟ้ำ 3 ส่วน
ไดแ้ ก่ แรงดนั ไฟฟ้ำ กระแสไฟฟ้ำ และควำมตำ้ นทำนไฟฟ้ำ ปริมำณกระแสไฟฟ้ำทไ่ี หลในวงจรเปลย่ี นแปลงตำมค่ำแรงดนั ท่ี
จ่ำยใหว้ งจร แต่เปลย่ี นแปลงเป็นสว่ นผกผนั กบั ค่ำควำมตำ้ นทำนในวงจร

กำลงั ไฟฟ้ำ (Electrical Power) คือ ผลคูณของแรงดนั ไฟฟ้ำกบั กระแสไฟฟ้ำ เป็นไปตำมสูตร
P = E x I มหี น่วยเป็นวตั ต์ (Watt)

พลงั งำน (Energy) คอื ควำมสำมำรถในกำรทำงำนหรอื กำลงั ทใ่ี ชไ้ ปใน 1 หน่วยเวลำ เป็นไปตำมสูตร
W = P x t มหี น่วยเป็น จูล และหน่วยเรียกของ “พลงั งำนไฟฟ้ำ (Electrical Energy)” หรอื หน่วย
กำรใชไ้ ฟฟ้ำนิยมเรียกว่ำ กิโลวตั ต์-ชวั่ โมง (kWh) หรือยูนิต (unit) หมำยถงึ พลงั งำนไฟฟ้ำท่เี กิดจำกกำรใช้
กำลงั ไฟฟ้ำ 1,000 วตั ต์ เป็นเวลำ 1 ชวั่ โมง