วงจรไฟฟ้า เบื้องต้น Electrical circuit

วงจรไฟฟ้า เบอ้ื งต้น Electrical circuit

วงจรไฟฟ้า (Electrical circuit) คือ การนาแหลง่ จ่ายไฟฟ้าจ่ายแรงดันและกระแสให้กบั โหลดโดยใช้ลวดตวั นา
เปน็ การนาเอาสายไฟฟา้ หรือตวั นาไฟฟ้าทเ่ี ปน็ เสน้ ทางเดินใหก้ ระแสไฟฟา้ สามารถไหลผ่านต่อถึงกันได้นน้ั เรา
เรียกว่า วงจรไฟฟา้ (Electrical circuit) การเคล่อื นที่ของอเิ ล็กตรอน ท่ีอยภู่ ายในวงจรจะเร่มิ จาก
แหลง่ จ่ายไฟไปยงั อปุ กรณไ์ ฟฟา้ ดังการแสดงการต่อวงจรไฟฟา้ เบ้ืองตน้ โดยการต่อแบตเตอรีต่ อ่ เข้ากับ
หลอดไฟ หลอดไฟฟ้าสว่างได้เพราะว่ากระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจรไฟฟา้ และ เม่อื หลอดไฟฟา้
ดบั ก็เพราะว่ากระแสไฟฟา้ ไม่สามารถไหลได้ตลอดทัง้ วงจร เนือ่ งจากสวิตซเ์ ปิดวงจรไฟฟ้าอยู่

แสดง องค์ประกอบของวงจรไฟฟ้า

ในวงจรไฟฟ้า กระแสตรงจะต่อจากขวั้ บวกไปยังขว้ั ลบและใช้สวติ ชเ์ ป็นตัวเปดิ ปิดการไหลของกระแสไฟฟา้
การทีจ่ ะทาให้แรงดัน และกระแสไหลผา่ นโหลดไดจ้ ะตอ้ งมีองค์ประกอบของวงจรไฟฟา้
องค์ประกอบของวงจรไฟฟา้
1. แหลง่ จ่ายไฟฟ้า คือ อปุ กรณท์ ่ีทาหนา้ ท่ีในการจ่ายแรงดันและกระแสให้กับวงจร เชน่ แบตเตอร่ี ,
ถา่ นไฟฉาย ,เครอ่ื งจา่ ยไฟ ,ไดนาโม และ เจนเนอร์เรเตอร์ เป็นตน้

แสดง แหลง่ จา่ ยไฟฟ้าแบบต่าง ๆ
2. ลวดตวั นา คือ อปุ กรณ์ทนี่ ามาต่อกับแหลง่ จา่ ยไฟฟา้ จากขว้ั หน่งึ ไปยงั อีกขว้ั หนึ่ง เพื่อจา่ ยแรงดนั และ
กระแสไฟฟ้าให้กบั โหลดลวดตัวนาทีน่ ากระแสไฟฟา้ ไดด้ ีที่สดุ คือ เงิน แต่เนื่องจากเงนิ มีราคาแพงมากจงึ นยิ ม
ใชท้ องแดง ซึง่ มีคุณสมบัติในการนาไฟฟา้ ได้ดพี อสมควรและราคาไม่แพงมากนัก นอกจากนยี้ งั ยงั มโี ลหะชนดิ
อ่นื ๆ ท่ีสามารถนาไฟฟา้ ได ้เช่น ทองคา ,ดบี กุ ,เหล็ก ,อลูมเิ นยี ม ,นิเกิล ฯ ล ฯ เป็นตน้

แสดง อปกุ รณ์ที่นามาใชต้ อ่ เป็น ลวดตัวนา

3. โหลดหรอื ภาระทางไฟฟ้า คอื อุปกรณ์ทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกสท์ ่นี ามาตอ่ ในวงจรเพอ่ื ใช้งาน เชน่ ตูเ้ ยน็ ,
โทรทัศน์, พัดลม, เครือ่ งปรบั อากาศ, เตารดี , หลอดไฟ, ตัวตน้ ทาน เปน็ ต้น

แสดง อุปกรณท์ น่ี ามาตอ่ เป็นโหลดทางไฟฟ้า
4. สวติ ช์ คอื อปุ กรณท์ ่ีใช้ในการปิดหรอื เปิดวงจร ในกรณีท่ีเปดิ วงจรก็จะทาใหไ้ ม่มีกระแสไฟฟา้ จา่ ยให้กบั
โหลดในทางปฏิบัตกิ ารต่อวงจรไฟฟา้ จะต้องต่อสวิตช์เข้าไปในวงจรเพอื่ ทาหนา้ ท่ี ตดั ต่อ และควบคุมการไหล
ของกระแสไฟฟา้

แสดง อปุ กรณ์ท่ีใช้เป็นสวิตช์ในวงจร

5. ฟวิ ส์ คอื อปุ กรณ์ท่ีทาหนา้ ที่ ในการป้องกนั ไมใ่ หว้ งจรไฟฟา้ หรือ อปุ กรณ์ได้รบั ความเสียหาย เนอ่ื งจากการ
ทางานผิด ปกติของวงจร เช่น โหลดเกิน หรอื เกดิ การลดั วงจร เม่ือเกิดการผดิปกตฟิ ิวสจ์ ะทาหน้าที่ ในการ
เปิดวงจรทเ่ี รียกว่า ฟิวสข์ าดน่ันเอง

แสดง อปุกรณท์ ใี่ ชเ้ ป็นฟิวส์ในวงจร
แบบวงจรไฟฟา้
ส่วนสาคัญของวงจรไฟฟ้าคือการต่อโหลดใช้งาน โหลดท่ีนามาตอ่ ใชง้ านในวงจรไฟฟ้าสามารถต่อไดเ้ ปน็ 3
แบบดว้ ยกนั ได้แก่ วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม (Series Electrical Circuit) วงจรไฟฟ้าแบบขนาน (Parallel
Electrical Circuit) และวงจรไฟฟ้าแบบผสม (Series – Parallel Electrical Circuit)
วงจรไฟฟ้า แบบอนุกรม
จรอนุกรมหมายถึง การนาเอาอปุ กรณท์ างไฟฟา้ มาตอ่ กนั ในลักษณะท่ปี ลายดา้ นหน่งึ ของอปุ กรณต์ วั ท่ี 1 ตอ่
เขา้ กับอุปกรณ์ตวั ท่ี 2 จากนั้นนาปลายท่ีเหลอื ของอุปกรณ์ตัวท่ี 2 ไปตอ่ กับอุปกรณต์ วั ท่ี 3 และจะต่อลักษณะน้ี
ไปเร่อื ยๆ ซ่ึงการต่อแบบนี้จะทาให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดยี ว กระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรมจะมคี ่า
เท่ากนั ทุกๆจุด ค่าความตา้ นทานรวมของวงจรอนกุ รมน้ันคือการนาเอาค่าความต้านทานท้ังหมดนามารวมกัน
ส่วนแรงดนั ไฟฟา้ ในวงจรอนุกรมนัน้ แรงดันจะปรากฎคร่อมตัวตา้ นทานทุกตัวท่ีจะมีกระแสไฟฟา้ ไหลผ่านซึง่
แรงดนั ไฟฟ้าทเี่ กดิ ขน้ึ จะมีค่าไมเ่ ท่ากันโดยสามารถคานวนหาได้จาก กฎของโอหม์
คุณสมบตั ทิ ี่สาคญั ของ วงจรอนกุ รม
1 กระแสไฟฟ้าจะไหลผา่ นเท่ากันและมีทศิ ทางเดยี วกนั ตลอดทง้ั วงจร

2 ความตา้ นทานรวมของวงจรจะมีค่าเท่ากบั ผลรวมของความต้านทานแต่ละตวั ในวงจรรวมกนั
3 แรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมสว่ นต่างๆ ของวงจร เมือ่ นามารวมกันแลว้ จะเท่ากบั แรงดนั ไฟฟ้าท่ีแหล่งกาเนิด

วงจรไฟฟา้ แบบขนาน
วงจรทเี่ กิดจากการต่ออปุ กรณ์ไฟฟา้ ตัง้ แต่ 2 ตัวขึ้นไปใหข้ นานกับแหล่งจา่ ยไฟมผี ลทาให้ คา่ ของแรงดนั ไฟฟ้าที่
ตกคร่อมอุปกรณ์ไฟฟา้ แต่ละตัวมคี า่ เทา่ กัน ส่วนทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าจะมตี ั้งแต่ 2 ทศิ ทางขนึ้ ไป
ตามลกั ษณะของสาขาของวงจรสว่ นคา่ ความตา้ นทานรวมภายในวงจรขนานจะมีค่าเทา่ กบั ผลรวมของสว่ นกลับ
ของค่าความต้านทานทุกตัวรวมกัน ซ่งึ ค่าความตา้ นทานรวมภายในวงจรไฟฟา้ แบบขนานจะมีคา่ น้อยกวา่ ค่า
ความตา้ นทานภายในสาขาท่ีมคี ่าน้อยทีส่ ดุ เสมอ และค่าแรงดันทีต่ กคร่อมความต้านทานไฟฟา้ แต่ละตวั จะมีค่า
เท่ากับแรงเคล่ือนของแหล่งจ่าย
คุณสมบตั ิทีส่ าคญั ของ วงจรขนาน
1 กระแสไฟฟ้ารวมของวงจรขนาน จะมีค่าเท่ากับกระแสไฟฟา้ ยอ่ ยทไ่ี หลในแต่ละสาขาของวงจรรวมกนั
2 แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมสว่ นต่างๆ ของวงจร จะเท่ากบั แรงดันไฟฟา้ ที่แหล่งกาเนิด
3 ความตา้ นทานรวมของวงจร จะมีค่าน้อยกว่าความต้านทานตวั ทนี่ อ้ ยท่สี ุดท่ีตอ่ อย่ใู นวงจร

วงจรไฟฟ้า แบบผสม
เป็นการตอ่ วงจรไฟฟ้าโดยการต่อรวมกนั ระหวา่ ง วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมกับวงจรไฟฟ้าแบบขนาน ภายในวงจร
โหลดบางตัวตอ่ วงจรแบบอนุกรม และโหลดบางตวั ต่อวงจรแบบขนาน การต่อวงจรไม่มีมาตรฐานตายตัว
เปลี่ยนแปลงไปตามลักษณะการต่อวงจรตามต้องการ การวิเคราะหแ์ กป้ ญั หาของวงจรผสม ตอ้ งอาศยั หลกั การ
ทางานตลอดจนอาศัยคุณสมบตั ิของวงจรไฟฟา้ ท้ัง แบบอนุกรม และ แบบขนาน ลักษณะการต่อวงจรไฟฟ้า
แบบผสม

ทม่ี า http://academic.kus.ku.ac.th/