หน่วยที่ 4

เอกสารประกอบการสอน หน่วยท่ี 4

เร่อื ง วงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าและวงจรแบง่ กระแสไฟฟ้า

หวั ขอ้ เร่อื ง

หน่วยท่ี 4 วงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าและวงจรแบง่ กระแสไฟฟ้า
• 1.1 วงจรแบ่งแรงดนั ไฟฟ้า
• 1.2 วงจรแบง่ กระแสไฟฟ้า

สาระสาคญั

วงจรไฟฟ้ ากระแสตรงท่ีมแี หล่งจ่ายไฟฟ้ าเพยี งแหล่งจ่ายเดียว ถา้ หากตอ้ งการกระแสไฟฟ้ าและ
แรงดนั ไฟฟ้าหลายระดบั โดยใชว้ ธิ กี ารแบ่งกระแสไฟฟ้า และวธิ ีการแบ่งแรงดนั ไฟฟ้า ใหใ้ ชค้ ่าความตา้ นทานทม่ี ี
อยู่ในแต่ละสว่ นของวงจรเป็นตวั แบง่ และนากฎของโอหม์ มาช่วยแกป้ ญั หาในการคานวณหาค่าต่างๆในวงจร

จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้

จดุ ประสงคท์ วั่ ไป
เพอ่ื ใหม้ คี วามรู้ ความเขา้ ใจ และสามารถนาความรู้ ความเขา้ ใจเก่ยี วกบั วงจรแบง่ กระแสไฟฟ้า และวงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าเพ่ือใชง้ าน

จดุ ประสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม
1. อธบิ ายคุณสมบตั ขิ องวงจรแบง่ กระแสไฟฟ้าและวงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าไดถ้ กู ตอ้ ง
2. คานวณหาค่ากระแสไฟฟ้า และแรงดนั ไฟฟ้า ในวงจรแบง่ กระแสไฟฟ้าและวงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าไดถ้ กู ตอ้ ง
3. เปรยี บเทยี บค่าทว่ี ดั ไดแ้ ละค่าทค่ี านวณจากการทดลองไดถ้ กู ตอ้ ง
4. ปฏบิ ตั กิ ารเตรยี มวสั ดุ อปุ กรณ์ เคร่อื งมอื ในการต่อวงจรไฟฟ้าไดอ้ ย่างถกู ตอ้ ง ตามกาหนดเวลา อย่างมเี หตผุ ลตามหลกั ปรชั ญาของเศรษฐกจิ
พอเพยี ง
5. ใชว้ สั ดุ อปุ กรณ์ เคร่อื งมอื ในการต่อวงจรไฟฟ้าไดอ้ ย่างถกู ตอ้ ง ประหยดั คมุ้ ค่า ตามหลกั ปรชั ญาของเศรษฐกจิ พอเพีอง

คานา

วงจรแบ่งกระแสไฟฟ้า คือ การต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนานจากคุณสมบตั ิของวงจรขนาน แรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมตวั
ตา้ นทานไฟฟ้าแต่ละตวั จะมคี ่าเท่ากนั แต่กระแสไฟฟ้า จะมคี ่าเท่ากนั หรือไม่ข้นึ อยู่กบั ค่าความตา้ นทานไฟฟ้า กลา่ วคือ ถา้ ค่า
ความตา้ นทานไฟฟ้านอ้ ยกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านไดม้ าก และค่าความตา้ นทานไฟฟ้ามากกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านไดน้ อ้ ย

วงจรแบ่งแรงดนั ไฟฟ้า คือ การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม จากคุณสมบตั ิของวงจรอนุกรมกระแสไฟฟ้าท่ีไหลใน
วงจรไฟฟ้ าจะมีค่าเท่ากนั แต่แรงดนั ไฟฟ้ าตกคร่อมตวั ตา้ นทานไฟฟ้ าแต่ละตวั จะมีค่าเท่าดนั หรือไม่ข้ึนอยู่กบั ค่าความ
ตา้ นทานไฟฟ้า ถา้ ตวั ตา้ นทานไฟฟ้ามคี ่าความตา้ นทานไฟฟ้าเท่ากนั แรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมก็จะเท่ากนั ถ้าความตา้ นทาน
ไฟฟ้ามคี ่าไม่เท่ากนั แรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมก็จะไม่เท่ากนั ดว้ ย ซง่ึ ตวั ตา้ นทานไฟฟ้าทม่ี คี ่าความต้านทานไฟฟ้ามากกว่าจะแบ่ง
แรงดนั ไฟฟ้าไดม้ ากกว่า หรอื มแี รงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมไดม้ ากกวา่

4.1 วงจรแบง่ กระแสไฟฟ้า

วงจรแบ่งกระแสไฟฟ้า หมายถงึ วงจรท่ปี ระกอบดว้ ยตวั ความตา้ นทานไฟฟ้าตงั้ แต่ 2 ตวั ข้นึ ไปต่อแบบขนานกบั แหลง่ จ่ายแรงดนั ไฟฟ้า (Power
Supply) โดยท่กี ระแสไฟฟ้าท่ไี หลผ่านความตา้ นทานไฟฟ้าแต่ละตวั จะไดจ้ ากการแบ่งกระแสจากกระแสไฟฟ้ารวมของวงจรนนั้ เอง โดยแบ่งออ กเป็น 2
แบบคือ
1. วงจรแบ่งกระแสไฟฟ้าแบบไม่มโี หลด (วงจรขนาน) ดงั รูปท่ี 4.1.1
2. วงจรแบง่ กระแสไฟฟ้าแบบมโี หลด (วงจรผสม) ดงั รูปท่ี 4.1.2

รูปท่ี 4.1.1 แสดงวงจรแบง่ กระแสไฟฟ้าแบบไม่มโี หลด รูปท่ี 4.1.2 แสดงวงจรแบ่งกระแสไฟฟ้าแบบไม่มโี หลด
(วงจรขนาน 2 โหลด) (วงจรขนาน 3 โหลด)

จากวงจรรูปท่ี 4.1.1 วงจรแบง่ กระแสไฟฟ้าแบบไมม่ โี หลด จากวงจรรปู ท่ี 4.1.2 วงจรแบง่ กระแสแบบไม่มีโหลด
(วงจรขนาน 2 โหลด) สามารถเขยี นสมการหาค่าต่างๆ ไดด้ งั น้ี คอื (วงจรขนาน 3 โหลด) สามารถเขยี นสมการ หาคา่ ตา่ งๆ ไดด้ งั นี้ คอื

ตวั อย่างท่ี 4.1.1 จากวงจรไฟฟ้ารูปท่ี 4.1.3 จงหาคานวณหาค่า I1 , I2 และ ET

วธิ ีทำ – คานวณหาค่ากระแสไฟฟา้ ไหลผา่ น I1

I1 =  R2  IT หรือ I2 = IT – I1 = 2 mA – 1.2 mA = 0.8 mA ตอบ
 R1 +R 2  

=  3k   × 2 mA =  3 k  × 2 mA = 0.6 × 2 mA = 1.2 mA ตอบ – หำค่ำแรงดันไฟฟำ้ รวมในวงจร ET
 2k +3k    5 k 
ET = VR1 = VR2
 R1  VR1 = I1 × R1 = 1.2 mA × 2 kΩ = 2.4 V
I2 =  R1+R2   IT

 2k    2 k  VR2 = I2 × R2 = 0.8 mA × 3 kΩ = 2.4 V
 2k +3k    5 k  ET = 2.4
= × 2 mA = × 2 mA = 0.4 × 2 mA = 0.8 mA ตอบ ตอบ

ตวั อย่างท่ี 4.1.2 จากวงจรรูปท่ี 4.2 จงหาคานวณหาค่า I1 , I2 , I3 และ ET

วธิ ีทำ – คานวณหาคา่ ความต้านทานไฟฟ้ารวม RT ของวงจร – คานวณหาค่าแรงดันไฟฟ้ารวม ET ของวงจร
ET = IT × RT
1 = 1 + 1 + 1 ET = 0.5 × 20.41
RT R1 R2 R3 ET = 10.21 V ตอบ

1 = 1 + 1 + 1
RT 47 56 100

1 = 0.021+ 0.018 + 0.01
RT
1 = 0.049 Ω
RT

RT = 20.41 Ω

ตวั อย่างท่ี 4.1.2 จากวงจรรูปท่ี 4.2 จงหาคานวณหาค่า I1 , I2 , I3 และET (ต่อ)

– คานวณหาค่ากระแสไฟฟา้ ไหลผา่ น ความต้านทานไฟฟ้าแต่ละตวั  20.41 
 100  0.5
 RT  I2 =  RT  IT I3 =
 R1   R2  
I1 =  IT I3 = 0.204  0.5

 20.41  I2 =  20.41  × 0.5 = 0.102 A = 102 mA ตอบ
 47    56 
I1 = 0.5
I2 = 0.364  0.5
– –หาค่าแรงดันไฟฟ้ารวมในวงจร ET
I1 = 0.43 0.5 I3 =  RT  IT VR1 = I1 × R1 = 0.215 A × 47 Ω = 10 V
 R3  
= 0.215 A = 215 mA ตอบ
= 0.182 A = 182 mA ตอบ VR2 = I2 × R2 = 0.182 A × 56 Ω = 10 V
VR3 = I3 × R3 = 0.102 A × 100 Ω = 10 V
ET = VR1 = VR2 = VR3 = 10 V ตอบ

4.1.2 วงจรแบ่งกระแสไฟฟ้ าแบบมีโหลด หมายถงึ วงจรผสม ดงั รูป 4.1.5

ตวั อย่ำงท่ี 4.1.3 จากวงจรรูปท่ี 4.1.5 จงคานวณหาค่ากระแสไฟฟ้า IT, I1 และ I2 กาหนดให้ ET = 5 V,
R1 = 10 Ω, R2 = 12 Ω และ R3 = 20 Ω

วิธีทำ – หาคา่ กระแสไฟฟ้า IT, I1 และ I2

Rt1 =  R2 × R3  =  12  × 20   = 240 2 = 240  = 7.5 
 R3   12  + 20  
R2 + 

32  32

RT = R1 + Rt1 = 10 Ω + 7.5 Ω = 17.5 Ω

IT = ET = 5V = 0.286 A หรอื 286 mA ตอบ
RT 17.5 

I1 =  R3  ×IT =  12 20   × 0.286 A =  20   × 0.286 A
 R2 +R3   + 20   32 


รปู ที่ 4.1.5 วงจรแบง่ กระแสไฟฟ้าแบบมีโหลด (วงจรผสม) = 0.625 × 0.286 A = 0.179 A หรอื 179 mA ตอบ

I=  R2  × I =  12 12   × 0.286 A =  12   × 0.286 A
 R2 +R3  +20  32  
2 T 

= 0.375 × 0.286 A = 0.107 A หรอื 107 mA ตอบ

4.2 วงจรแบ่งแรงดนั ไฟฟ้า

วงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้า (Voltage Divider) คอื วงจรทาหนา้ ทแ่ี บง่ แรงดนั ไฟฟ้าในวงจรออกเป็นสว่ นๆ ทาใหเ้กิดศกั ยไ์ ฟฟ้า
แต่ละส่วนตามความตอ้ งการวงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าใชต้ วั ตา้ นทานไฟฟ้าหลายตวั ต่อวงจรในรูปแบบอนุกรมทาหนา้ ทแ่ี บ่งแรงดนั ไฟฟ้า
วงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าถกู พฒั นาข้นึ มาจากกฎโอหม์ เพอ่ื ทาการคานวณหาค่าทาไดง้ า่ ยและสะดวกต่อการใชง้ าน

การพจิ ารณาวงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าโดยใชก้ ฎของโอหม์ ตอ้ งพจิ ารณาจากสว่ นประกอบ 3 ส่วน คอื แรงดนั ไฟฟ้า (E) กระแสไฟฟ้า
(I) และความตา้ นทานไฟฟ้า (R) ลกั ษณะวงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าถกู จดั วงจรไฟฟ้าในรูปแบบวงจรอนุกรม กาหนดทศิ ทางการไหลของ
กระแสไฟฟ้าในทศิ ทางใดทศิ ทางหน่งึ เช่น ใชก้ ระแสไฟฟ้าบวก (กระแสไฟฟ้าไหลออกจากขว้ั บวกแหลง่ จ่ายไฟ) ผลการไหลของ
กระแสไฟฟ้าผ่านตวั ตา้ นทานไฟฟ้า ทาใหเ้กดิ ศกั ยไ์ ฟฟ้าตกคร่อมตวั ตา้ นทานไฟฟ้าแต่ละตวั แตกต่างกนั ไป ตามค่าความตา้ นทานไฟฟ้าท่ี
กาหนดในวงจรไฟฟ้าสามารถแบง่ ออกเป็น 2 แบบ คอื

1.วงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าแบบไมม่ โี หลด

2.วงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าแบบมโี หลด

4.2.1 วงจรแบ่งแรงดนั แบบไม่มโี หลด

เปน็ วงจรทย่ี ังไม่มีโหลดต่อเขา้ ไปในวงจรแบ่งแรงดนั ไฟฟ้า โดยมตี วั ความตา้ นทานไฟฟ้าต่อนุกรม อยกู่ บั วงจรไฟฟ้า และจะไมม่ ี
กระแสไฟฟ้าจา่ ยไปสูโ่ หลดทต่ี อ่ อยู่ภายนอก แสดงดงั รปู ท่ี 4.2.1

จากวงจรไฟฟา้ รูปท่ี 4.2.1 สามารถเขยี นสมการหาค่าต่างๆ ไดด้ ังน้ี
RT = R1 + R2

IT = ET
RT

V =  R1  ×ET หรือ VR1 = IT × R1
R1  
R1 +R2

V =  R2  × ET หรือ VR2 = IT × R2
R2  
R1 +R2

รปู ท่ี 4.2.1 แสดงวงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟา้ แบบไมม่ ีโหลด

ตัวอยำ่ งที่ 4.2.1 จำกวงจรรูปท่ี 4.5 จงหำค่ำแรงดันตกครอ่ ม VR1 และ VR2

วธิ ีทำ -หาค่าแรงดนั ตกคร่อม VR1 และ VR2

V =  R2  × E =  15   × 10 V =  15   × 10 V
R2  R1 +R2  T  20  + 15   35  


= 0.571 × 10 V = 5.71 V ตอบ

V =  R1  ×E =  20   × 10 V =  20   × 10 V
R1  R1 +R2  T  20  + 15   35  


รูปท่ี 4.2.2 แสดงวงจรแบ่งแรงดันท่ี VR1 และ VR2 แบบไมม่ โี หลด = 0.429 × 10 V = 4.29 V ตอบ

4.2.2 วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้ำแบบมีโหลด

เป็นวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าท่ีมีการต่อโหลดเพ่ิมเข้าไปในวงจร ทา ให้กระแสไฟฟ้าในวงจร โดยกระแสไฟฟ้าที่

ไหลผา่ นค่าความต้านทานไฟฟ้าแตล่ ะตัว จะทาหน้าที่แบ่งแรงดันไฟฟา้ ของวงจร เรียกว่ากระแส บลีดเดอร์ (Bieeder
Current) ซ่ึงค่ากระแสบลีดเดอร์มีค่าประมาณ 10 – 20 % ของกระแสโหลด IT แสดงดงั รูปท่ี 4.2.3

จากรปู ท่ี 4.2.3 สามารถเขียนสมการค่าตา่ งๆ ไดด้ งั นี้
เมือ่ RL คือ ความตา้ นทานไฟฟ้าเป็นโหลด มีหน่วยเป็น โอห์ม (Ω)

IL คือ กระแสไฟฟ้าไหลผา่ น RL มีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A)
VRL คือ แรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อม ท่ี RL มีหน่วยเป็น โวลต์ (V)

RT = R1 + RT1

RT1 = R2 RL
R2 + RL

VR2 = VL =  Rt1  × ET
 R1 + RT1 
รปู ที่ 4.2.3 แสดงวงจรแบ่งแรงดันไฟฟา้ แบบมโี หลด
 R1 
VR1 =  R1 + RT1  × ET

IL = VL
RL

ตวั อย่างท่ี 4.2.2 จากวงจรรูปท่ี 4. กาหนดให้ = , = , = , = ,
และ = จงคานวณหาค่า , , , , , , , และ

วธิ ีทำ - หาค่าแรงดนั ไฟฟ้า V1, V2, V3 และ V4

Rt1 =  R3 × RL1  = 30Ω ×47Ω  = 1 410Ω2 = 18.31 Ω
 R3 + RL1   3 0 Ω + 4 7Ω  77Ω

Rt2 = R2 + Rt1 = 20 Ω + 18.31 Ω = 38.31 Ω

Rt3 = Rt2 × RL2 = 38.31Ω × 56Ω = 2145.36Ω2
Rt2 + RL2 38.31Ω + 56Ω 94.31Ω

= 22.75 Ω

รูปท่ี 4.2.4 แสดงวงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟา้ แบบมีโหลด V1 = R1 × ET = 10Ω × 56 V = 10Ω × 56 V
และทิศทางการไหลของกระแสไฟฟา้ R1 + Rt3 10Ω + 2 2.75Ω 32.75Ω

V1 = 0.305 × 56 V = 17.08 V ตอบ

V4 = ET - V1 = 20 V - 17.08 V = 2.92 V ตอบ

ตวั อย่างท่ี 4.2.2 จากวงจรรูปท่ี 4. กาหนดให้ = , = , = , =
, และ = จงคานวณหาค่า , , , , , , , และ ต่อ

2 = 2 × 4 = 20 20
2 + 1 20 + 18.31 × 2.92 = 38.31 × 2.92

= 0.522 ×2.92 V = 1.52 V ตอบ

หาVค3 า่ =กรVะ4แ–สVไ2ฟ=ฟ2้า.92I1V, – 1.52 V = 1.4 V ตอบ

- I2, IL1, IL2 และ IT

I1 = V2 = 1.52V = 0.076A ตอบ
R2 20Ω

I2 = V3 = 1.4V = 0.047A ตอบ
R3 30Ω

รูปที่ 4.2.4 แสดงวงจรแบง่ แรงดันไฟฟ้าแบบมีโหลด IL1 = V3 = 1.4V = 0.030 A ตอบ
และทศิ ทางการไหลของกระแสไฟฟ้า RL1 47Ω ตอบ

IL2 = V4 = 2.92V = 0.052A
RL2 56Ω

IT = I1 + IL2 = 0.076 A + 0.052 A = 0.128 A ตอบ

ET = 20V 20V 0.611A
R1+Rt3 10Ω+22.75Ω 32.75Ω
ตอบIT= = =

บทสรปุ

วงจรแบ่งกระแสไฟฟา้ เป็นวงจรทาหน้าที่แบ่งกระแสไฟฟ้าในวงจรออกเป็นส่วนๆตามตัวต้านทานไฟฟ้าท่ีต่อขนานในวงจรต้ังแต่
สองตัวข้ึนไป มีผลใหเ้ กิดกระแสไฟฟา้ แยกไหลไปตามสาขาต่างๆ ค่ากระแสไฟฟา้ แต่ละสาขาจะถูกจากัดด้วยค่าความต้านทานแต่ละตัว
ในวงจรขนาน การคานวณหาค่าสามารถใช้กฎของโอห์มช่วยในการคานวณได้ แต่ทาได้ช้าและไม่สะดวก สามารถทาได้ง่ายและสะดวก
เมอื่ ใช้การคานวณด้วยวธิ ขี องวงจรแบ่งกระแสไฟฟ้า

วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า เป็นวงจรทาหน้าท่ีแบ่งแรงดันไฟฟา้ ในวงจรไฟฟ้าออกเป็นส่วนๆ ทาให้เกิดศักย์ไฟฟา้ แต่ละส่วนตามความ
ต้องการ วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าใช้ตัวต้านทานไฟฟ้าหลายตัวต่อวงจรในแบบอนุกรมทาหน้าที่แบ่งแรงดันไฟฟ้า วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า
ถูกพัฒนามาจากกฎของโอหม์ เพือ่ ใหก้ ารคานวณหาคา่ ทาได้ง่ายและสะดวกรวดเรว็

วงจรแบง่ แรงดนั ไฟฟ้าแบบไมม่ โี หลด เปน็ วงจรแบ่งแรงดันไฟฟา้ ทีย่ ังไมถ่ ูกนาไปใช้งานวงจรยังไม่มีโหลดต่อเข้าวงจรไฟฟา้ การจดั
วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบไม่มีโหลด ประกอบด้วยตัวต้านทานไฟฟา้ ต้ังแต่ 2 ตัวข้ึนไป ต่อวงจรแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัว
ต้านทานไฟฟ้าแต่ละตัว แรงดันไฟฟา้ ตกคร่อมตัวต้านทานไฟฟ้าแต่ละตัว คือแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายออกเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าแต่ละ
จดุ

วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบมีโหลด เป็นวงจรบางแรงดันไฟฟ้าท่ีถูกนาไปใช้งาน โดยต่อโหลดร่วมในวงจรไฟฟ้าด้วย การจัดวาง
วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบมีโหลด จัดได้เช่นเดียวกับวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบไม่มีโหลด เพียงต่อเพิ่มโหลดเข้ารับแรงดันไฟฟ้าใน
ตาแหน่งทต่ี อ้ งการ สง่ ผลให้ระดบั แรงดันไฟฟา้ ท่ตี กคร่อมวงจรแบ่งแรงดันแตล่ ะสว่ นเปล่ยี นแปลงไป