เอกสารประกอบการสอน
วชิ า งานไฟฟา้ และ
อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์
รหสั วชิ า 30100-0003
งานเทียบโอนความรูแ้ ละประสบการณเ์ ขา้ สหู่ นว่ ยกติ
วทิ ยาลัยการอาชีพวังนา้ เย็น
ส้านกั งานคณะกรรมการการอาชวี ศึกษา
กระทรวงศึกษาธิการ
กจิ กรรมทา้ ยบทเรยี น
วิชา งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนิกส์ รหสั วิชา 30100-0003
ตอนท่ี 1
1.1 ให้นักศึกษาสรุปเนื้อหาใน Application (เขียนลงในแบบสรุปท้ายบทเรียนในเอกสาร
ประกอบการเรียน) ความยาวไมน่ อ้ ยกวา่ 1 หน้ากระดาษ 10 คะแนน
(
1.2 จงอธบิ ายหลกั การของทฤษฎีไฟฟ้าและอิเลก็ ทรอนกิ สเ์ บือ้ งตน้ (เขียนบรรยายด้วย
ลายมือตนเอง) 10 คะแนน
1.3 จงยกตวั อยา่ งพร้อมอธิบายวิธีการใชง้ านเบ้อื งตน้ ของเคร่ืองมอื วัดอุปกรณ์ทางไฟฟ้าและ
อิเล็กทรอนกิ ส์ จานวน 4 เคร่ือง (เขียนบรรยายด้วยลายมือตนเอง) 30 คะแนน
ตอนที่ 2 กจิ กรรมเสริมทกั ษะในห้องเรียนและเชค็ ชอ่ื ผ่านApplication 20 คะแนน
หมายเหตุ
1. ให้นกั ศกึ ษานาส่งในวนั พบกล่มุ และสอบ โดยเขียนชอื่ และนามสกุลให้เรียบร้อย
2. นักศกึ ษาท่ีไม่ลงทะเบยี นเรียนครผู ้สู อนประจาวชิ าจะไม่อนญุ าตให้เขา้ ห้องพบกล่มุ
3. นกั ศกึ ษาคนใดท่ีไม่มาพบกล่มุ นักศึกษาจะตอ้ งลงเรียนใหมใ่ นรายวชิ านั้น ๆ
4. นักศึกษาท่มี าพบกล่มุ แต่ไมส่ ่งงานทีม่ อบหมาย นกั ศึกษาจะไดผ้ ลการประเมินเปน็ เกรดศนู ย์
5. ไม่รับสง่ งานย้อนหลงั
สอบปลายภาคเรียนในระบบ e-learning ผ่านโทรศัพท์มือถือ 30 คะแนน (60 ข้อ)
30100-0003 งานไฟฟ้าและอเิ ล็กทรอนิกส์ 1-3-2
(Electronic and Electrical Practice)
จุดประสงค์รายวชิ า เพื่อให้
1. เขา้ ใจหลักการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนกิ ส์เบือ้ งต้น เครอ่ื งมือวดั ทางไฟฟ้า วัสดุ อปุ กรณ์
ไฟฟา้ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ และวิธีป้องกนั อันตรายจากไฟฟา้
2. สามารถติดต้ัง ตรวจสอบ ประกอบวงจรควบคมุ อปุ กรณ์ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์
3. มเี จตคติที่ดี ปฏบิ ัตงิ านอย่างประณตี เรียบรอ้ ย มรี ะเบยี บวนิ ัย อดทน มกี ิจนสิ ัยในการ
ทางานด้วยความรอบคอบและปลอดภัย
สมรรถนะรายวชิ า
1. แสดงความรู้เกี่ยวกบั หลักการของทฤษฎไี ฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องตน้ วธิ ปี ้องกัน
อันตรายจากไฟฟา้
2. ใชเ้ คร่ืองมือวดั ทางไฟฟ้า วัสดุ อปุ กรณ์ทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
3. ตดิ ตั้ง ตรวจสอบ ประกอบวงจรควบคมุ อุปกรณ์ไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์
คาอธบิ ายรายวชิ า
ศึกษาและปฏิบัติเกี่ยวกับหลักการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบ้ืองต้น ความปลอดภัย
เก่ียวกับไฟฟ้า ความตา้ นทาน ตวั นา ฉนวน แหล่งกาเนิดไฟฟ้า สายไฟฟ้า อปุ กรณ์ปอ้ งกันและการ
ต่อสายดิน การทางานของเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็ก โครงสร้าง สัญลักษณ์ คุณสมบัติและวงจรใช้
งานทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ การใช้เครื่องกาเนิดสัญญาณและออสซิลโลสโคป การประกอบ
และทดสอบวงจรอิเล็กทรอนกิ สเ์ บอ้ื งต้น
บทที่ 1 หลกั การไฟฟ้ าเบอื้ งต้น
สาระการเรียนรู้
1.1 การคน้ พบไฟฟ้ า
1.2 การกาเนิดไฟฟ้ า
1.3 ประเภทของไฟฟ้ า
1.4 ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ า
1.5 แรงดนั ไฟฟ้ าคืออะไร
1.6 กระแสไฟฟ้ าคืออะไร
1.7 หน่วยของไฟฟ้ า
ผลการเรียนรู้ทคี่ าดหวงั
1. อธิบายหลกั การไฟฟ้ าเบ้ืองตน้ ได้
2. บอกแหล่งกาเนิดไฟฟ้ าได้
3. จาแนกประเภทของไฟฟ้ าได้
4. อธิบายทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ าได้
5. อธิบายความหมายของแรงดนั ไฟฟ้ าได้
6. อธิบายความหมายของกระแสไฟฟ้ าได้
7. บอกหน่วยทางไฟฟ้ าได้
สาระสาคัญ
ปัจจุบนั ไฟฟ้ าเป็ นปัจจยั สาคญั ที่สุดปัจจยั หน่ึงสาหรับการดารงชีวิตประจาวนั ของชนใน
ชาติ การส่ือสาร การคมนาคม การใหค้ วามรู้ การศึกษา การดาเนินธุรกิจและ ภาคอุตสาหกรรมต่างๆ
ซ่ึงเป็นเง่ือนไขสาคญั ต่อการดารงอยขู่ องมนุษยชาติอยา่ งมีประสิทธิภาพไม่ไดถ้ า้ ขาด “ไฟฟ้ า”
มนุษยม์ ีความจาเป็ นตอ้ งใช้พลงั งานไฟฟ้ าอยทู่ ุกหนแห่ง ไม่วา่ ท่ีบา้ น ที่ทางานหรือแมแ้ ต่
ในการเดินทางต่าง ๆ การศึกษาถึงแหล่งที่มาของพลงั งานไฟฟ้ าและไดท้ าความรู้จกั กบั พลงั งาน
ไฟฟ้ าจึงมีความจาเป็น เป็นอยา่ งยงิ่ เพื่อท่ีจะไดน้ าเอาพลงั งานไฟฟ้ ามาใชใ้ หเ้ กิดประโยชน์สูงสุดและ
มีความระมดั ระวงั ในการใชง้ านเนื่องจากพลงั งานไฟฟ้ ามีท้งั คุณและโทษท่ีร้ายแรง
2
ภาพที่ 1 – 1 การใชพ้ ลงั งานไฟฟ้ า
(ท่ีมาของภาพhttp://new.goosiam.com/news2/html/0014092.html)
ภาพท่ี 1 – 2 ปรากฏการฟ้ าแลบ
1.1 การค้นพบไฟฟ้ า
ในสมยั แรก ๆ มนุษยร์ ู้วา่ ไฟฟ้ าเกิดจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่น ฟ้ าแลบ ฟ้ าร้อง
และฟ้ าผ่า นบั เป็ นเวลานานท่ีมนุษยไ์ ม่สามารถให้คาอธิบายความเป็ นไปที่แทจ้ ริงของไฟฟ้ าท่ีดู
เหมือนวา่ วงิ่ ลงมาจากฟ้ าและมีอานาจในการทาลายได้ จนกระทง่ั มนุษยส์ ามารถประดิษฐ์สายล่อฟ้ า
ไวป้ ้ องกนั ฟ้ าผา่ ได้ ในเวลาต่อมา 2500 ปี ก่อนคริสตศ์ กั ราช ชนพวกติวตนั ที่อาศยั อยู่แถบฝั่งแซม
แลนดข์ องทะเลบอลติกในปรัสเซียตะวนั ออก ไดพ้ บหินสีเหลืองชนิดหน่ึงซ่ึงเมื่อถูกแสงอาทิตยก์ ็จะ
มีประกายคลา้ ยทอง คุณสมบตั ิพิเศษของมนั คือเม่ือโยนลงในกองไฟมนั จะสุกสวา่ งและติดไฟได้
เรียกกนั วา่ อาพนั ซ่ึงเกิดจากการทบั ถมของยางไมเ้ ป็ นเวลานาน ๆ อาพนั ถูกนามาเป็ นเครื่องประดบั
และหวี เม่ือนาแท่งอาพนั มาถูดว้ ยขนสัตว์ จะเกิดประกายไฟข้ึนไดแ้ ละเม่ือหวีผมดว้ ยหวีที่ทาจาก
อาพนั ก็จะมีเสียงดงั อยา่ งลึกลบั และหวีจะดูดเส้นผมเหมือนว่าภายในอาพนั มีแรงลึกลบั อยา่ งหน่ึง
ซ่อนอยู่
3
เมื่อก่อนคริสตศ์ กั ราช 600 ปี ทาลีส (Thales de Mileto) นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวกรีกไดค้ น้ พบ
ไฟฟ้ าข้ึนกล่าวคือเม่ือเขาไดน้ าเอาแท่งอาพนั ถูกบั ผา้ ขนสัตว์ แท่งอาพนั จะมีอานาจดูดส่ิงของต่าง ๆ
ที่เบาได้ เช่น เส้นผม เศษกระดาษ เศษผง เป็ นตน้ เขาจึงให้ช่ืออานาจน้ีวา่ ไฟฟ้ า หรือ อิเล็กตรอน
(Electron)ซ่ึงมาจากภาษากรีกวา่ อีเลก็ ตร้า (Elektra)
(ท่ีมาของภาพ www.thaigoodview.com/library/contest2552/type2/science03/13/home_1.html)
ภาพท่ี 1 – 3 ทาลีส นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวกรีก
ต่อมาเม่ือ พ.ศ. 2143 (ค.ศ. 1600 ) นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวองั กฤษชื่อ ดร.วิลเลียม กิลเบิร์ต (Dr.
William Gilbert) ไดท้ าการทดลองอยา่ งเดียวกนั โดยนาเอาแท่งแกว้ และแท่งยางสนมาถูกบั ผา้ แพร
หรือผา้ ขนสตั วแ์ ลว้ นามาทดลองดูดของเบา ๆ จะไดผ้ ลเช่นเดียวกบั ทาลีส กิลเบิร์ตจึงใหช้ ื่อไฟฟ้ าท่ี
เกิดข้ึนน้ีวา่ อิเล็กตริกซิต้ี (Electricity)
(ท่ีมาของภาพhttp://www.clarkmasts.net.au/developement )
ภาพท่ี 1 – 4 ดร.วลิ เลียม กิลเบิร์ต
4
ตอ่ มาเม่ือ พ.ศ. 2280 (ค.ศ. 1747) เบนจามิน แฟรงคลิน(Benjamin Franklin) นกั วทิ ยาศาสตร์
ชาวอเมริกนั ไดค้ น้ พบไฟฟ้ าในอากาศข้ึน โดยการทดลองนาวา่ วซ่ึงมีกุญแจผกู ติดอยกู่ บั สายป่ านข้ึน
ในอากาศขณะที่เกิดพายฝุ น เขาพบวา่ เม่ือเอามือไปใกลก้ ุญแจก็ปรากฏประกายไฟฟ้ ามายงั มือของ
เขาจากการทดลองน้ีทาให้เขาคน้ พบเกี่ยวกบั ปรากฏการณ์ ฟ้ าแลบ ฟ้ าร้อง และฟ้ าผา่ ซ่ึงเกิดจาก
ประจุไฟฟ้ าในอากาศ นบั ต้งั แตน่ ้นั มาแฟรงคลินก็สามารถประดิษฐ์สายล่อฟ้ าไดเ้ ป็ นคนแรกโดยเอา
โลหะต่อไวก้ บั ยอดหอคอยท่ีสูง ๆ แลว้ ต่อสายลวดลงมายงั ดิน ซ่ึงเป็ นการป้ องกนั ฟ้ าผา่ ไดก้ ล่าวคือ
ไฟฟ้ าจากอากาศจะไหลเขา้ สู่โลหะท่ีต่ออยกู่ บั ยอดหอคอยแลว้ ไหลลงมาตามสายลวดท่ีต่อเอาไวล้ ง
สู่ดินหมดโดยไมเ่ ป็นอนั ตรายต่อคนหรืออาคารบา้ นเรือน
(ท่ีมาของภาพ www.thaigoodview.com/library/contest2552/type2/science03/13/home_1.html)
ภาพท่ี 1 – 5 เซอร์เบนจามิน แฟรงคลิน
ต่อมาเม่ือ พ.ศ. 2333 (ค.ศ. 1790) อเลสซานโดร โวลตา( Alessandro Volta )
นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวอิตาเลียนไดค้ น้ พบไฟฟ้ าท่ีเกิดจากปฏิกิริยาเคมี โดยนาเอาวตั ถุต่างกนั สองชนิด
เช่น ทองแดงกบั สังกะสีจุ่มในน้ายาเคมี เช่นกรดกามะถนั หรือกรดซลั ฟิ วริก โลหะสองชนิดจะทา
ปฏิกิริยาทางเคมีกบั น้ายาเคมีทาให้เกิดไฟฟ้ าข้ึนไดเ้ รียกการทดลองน้ีว่า วอลเทอิกเซลล์ (Voltaic
Cell) ซ่ึงตอ่ มาภายหลงั ววิ ฒั นาการมาเป็นเซลลแ์ หง้ หรือถ่านไฟฉาย และเซลลเ์ ปี ยกหรือแบตเตอรี่
(ท่ีมาของภาพhttp://www.sparkmuseum.com/Highlights.htm)
ภาพที่ 1 – 6 อเลสซานโดร โวลตา
5
พ.ศ. 2374 (ค.ศ. 1831) นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวองั กฤษ ช่ือ ไมเคิล ฟาราเดย์ (Michael Faraday)
ไดค้ น้ พบไฟฟ้ าที่เกิดจากอานาจแม่เหล็กโดยนาขดลวดเคลื่อนท่ีตดั ผ่านสนามแม่เหล็กทาให้เกิด
แรงดนั ไฟฟ้ าเหนี่ยวนาข้ึนในขดลวดซ่ึงต่อมาภายหลงั ไดถ้ ูกนามาประดิษฐเ์ ป็นเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ า
(ที่มาของภาพhttp://physics-room2.blogspot.com/2010/04/physic-m6-room2.html)
ภาพที่ 1 – 7 ไมเคิล ฟาราเดย์
พ.ศ. 2420 - 2430 (ค.ศ.1877-1887) นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวอเมริกนั ช่ือ โทมสั อลั วา เอดิสัน
(Thomas A.Edison) ไดป้ ระดิษฐห์ ลอดไฟฟ้ าข้ึนสาเร็จเป็ นคนแรกและยงั ไดป้ ระดิษฐ์อุปกรณ์ไฟฟ้ า
อื่น ๆ เช่นเคร่ืองฉายภาพยนตร์ หีบเสียง เครื่องอดั สาเนา เป็ นตน้ จนไดร้ ับฉายาวา่ เป็ นพ่อมดใน
วงการอุตสาหกรรม นอกจากน้ียงั มีนกั วิทยาศาสตร์อีกหลายท่าน เช่น อะเล็กซานเดอร์ เกรแฮม
เบลล์ (Alexander Graham Bell) ผปู้ ระดิษฐ์โทรศพั ท์ และ มาร์โคนี(Marconi)นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวอิ
ตาเลียนเป็นผคู้ น้ พบการส่งสัญญาณวทิ ยุ เป็นตน้
(ที่มาของภาพ http://www.officemuseum.com/IMagesWWW/Edison_Dictating_EHS_Photo.jpg)
ภาพที่ 1 – 8 โทมสั อลั วา เอดิสนั
6
1.2 การกาเนิดไฟฟ้ า
สสารท่ีมีในโลกน้ีประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ ซ่ึงเราเรียกว่า อะตอม (Atoms) ภายใน
อะตอมจะประกอบไปดว้ ยอนุภาคไฟฟ้ าเล็กๆ 3 ชนิด คืออิเล็กตรอน โปรตอนและนิวตรอน โดยท่ี
อิเล็กตรอนจะมีประจุไฟฟ้ าเป็ นลบ โปรตอนมีประจุไฟฟ้ าเป็ นบวก และในนิวตรอนมีประจุไฟฟ้ า
เป็นกลาง การอยรู่ ่วมกนั ของอนุภาคท้งั สามในอะตอมเป็ นลกั ษณะท่ีโปรตอนและนิวตรอนรวมกนั
อยตู่ รงกลาง เรียกวา่ นิวเคลียส และมีอิเล็กตรอนโคจรอยรู่ อบ ๆ
ภายในอะตอมจะมีอิเล็กตรอนโคจรอยรู่ อบ ๆ นิวเคลียส เป็ นวง ๆ ซ่ึงอิเล็กตรอนที่อยวู่ ง
นอกสุดเรียกว่า อิเล็กตรอนอิสระ และถ้าอิเล็กตรอนที่อยู่วงนอกน้ีได้รับพลงั งานก็จะทาให้
อิเล็กตรอน เคลื่อนที่ไปอยใู่ นอะตอมที่ถดั ไปทาใหเ้ กิดการไหลของอิเล็กตรอน พลงั งานที่จะทาให้
อิเล็กตรอน ในวตั ถุตวั นาไหลได้ คือเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ า ซ่ึงจะทาหน้าที่ท้งั การรับและจ่าย
อิเล็กตรอนเรียกว่า ข้วั ไฟฟ้ า โดยกาหนดไวว้ ่าข้วั ที่รับอิเล็กตรอนเรียกว่า ข้ัวบวก ข้วั ที่จ่าย
อิเลก็ ตรอนเรียกวา่ ข้วั ลบ
ภาพที่ 1 – 9 วงโคจรของอิเล็กตรอน
แหล่งกาเนิดไฟฟ้ าคือแหล่งกาเนิดพลงั งานไฟฟ้ า เพื่อใชป้ ้ อนให้อุปกรณ์ไฟฟ้ าต่างๆ เป็ น
การให้พลงั งานแก่อิเล็กตรอนอิสระ ทาให้อิเล็กตรอนอิสระวิ่งเคลื่อนท่ีไปตามอะตอมต่าง ๆ ได้
เกิดการเปลี่ยนแปลงพลงั งานไปในรูปตา่ ง ๆ เช่น พลงั งานกล พลงั งานความร้อน พลงั งานแสง เป็ น
ตน้ ไฟฟ้ าเกิดข้ึนไดจ้ ากแหล่งกาเนิดหลายชนิดแตกตา่ งกนั ไป
7
แหล่งกาเนิดไฟฟ้ าแบ่งออกได้เป็ น 6 วธิ ีดังนี้
1.2.1 เกิดจากการเสียดสี (Friction)
1.2.2 เกิดจากการทาปฏิกิริยาทางเคมี (Chemicals)
1.2.3 เกิดจากความร้อน (Heat)
1.2.4 เกิดจากแสงสวา่ ง (Light)
1.2.5 เกิดจากแรงกดดนั (Pressure)
1.2.6 เกิดจากสนามแม่เหลก็ (Magnetism)
1.2.1 ไฟฟ้ าเกดิ จากการเสียดสี(Friction)
ไฟฟ้ าเกิดจากการเสียดสี เป็ นไฟฟ้ าท่ีถูกคน้ พบมานานกวา่ 2,000 ปี แลว้ เกิดข้ึนได้
จากการนาวตั ถุตา่ งกนั 2 ชนิดมาขดั สีกนั เช่น จากแท่งยางกบั ผา้ ขนสัตว์ แท่งแกว้ กบั ผา้ แพร แผน่
พลาสติกกบั ผา้ และหวกี บั ผม เป็นตน้
ผูค้ น้ พบไฟฟ้ าสถิตคร้ังแรก คือ นกั ปราชญก์ รีกโบราณ ท่านหน่ึงช่ือเทลิส(Thales de
Mileto) แต่ยงั ไม่ทราบอะไรเกี่ยวกบั ไฟฟ้ ามากนกั จนถึงสมยั เซอร์วิลเล่ียมกิลเบอร์ค (Sir William
Gilbert)ไดท้ ดลองนาเอาแท่งอาพนั ถูกบั ผา้ ขนสัตวป์ รากฏวา่ แท่งอาพนั และผา้ ขนสัตวส์ ามารถดูด
ผงเลก็ ๆ ไดป้ รากฏการณ์น้ีคือการเกิดไฟฟ้ าสถิตบนวตั ถุท้งั สอง
ผลของการขัดสี ดังกล่าวทาให้เกิดความไม่สมดุลข้ึนของประจุไฟฟ้ าในวัตถุท้ัง
สอง เนื่องจากเกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้ า วตั ถุท้งั สองจะแสดงศกั ยไ์ ฟฟ้ าออกมาต่างกนั วตั ถุชนิด
หน่ึงแสดงศกั ยไ์ ฟฟ้ าบวก ( + ) ออกมา วตั ถุอีกชนิดหน่ึงแสดงศกั ยไ์ ฟฟ้ าลบ (-) ออกมา
ขนสตั ว์
แท่งอำพัน
ภาพท่ี 1 – 10 การเกิดไฟฟ้ าจากการเสียดสี
8
1.2.2 ไฟฟ้ าเกดิ จากการทาปฏกิ ริ ิยาทางเคมี
เม่ือนาโลหะ 2 ชนิดที่แตกต่างกนั เช่นสังกะสีกบั ทองแดงจุ่มลงในสารละลายอิเล็ก-
โทรไลท์ โลหะท้งั สองจะทาปฏิกิริยาเคมี กบั สารละลายอิเล็กโทรไลท์ โดยอิเล็กตรอน(ประจุลบ)
จากทองแดงจะถูกดูดเข้าไปยงั ข้ัวของสังกะสี เม่ือทองแดงขาดประจุลบจะเปล่ียนความต่าง
ศกั ยไ์ ฟฟ้ าเป็ นบวกทนั ทีเรียกวา่ ข้วั บวก ส่วนสังกะสีจะเป็ นข้วั ลบตามความต่างศกั ย์ ส่วนประกอบ
ของไฟฟ้ าเกิดจากการทาปฏิกิริยาทางเคมีแบบเบ้ืองตน้ น้ี ถูกเรียกวา่ โวลตาอิกเซลล์ (Voltaic Cell)
ภาพที่ 1 – 11 การเกิดไฟฟ้ าจากปฏิกิริยาเคมี
ไฟฟ้ าเกิดจากการทาปฏิกิริยาทางเคมี ที่ผลิตข้ึนมาใชง้ านจริงน้นั ไดน้ าเอาหลกั การของ
โวลตาอิกเซลล์ไปใชง้ าน โดยการสร้างเซลล์ไฟฟ้ าท่ีใหศ้ กั ยไ์ ฟฟ้ าสูงมากข้ึนคือใหแ้ รงดนั เพ่ิมข้ึน
แบง่ ไดเ้ ป็น 2 แบบคือ
1) เซลล์ปฐมภูมิ (Primary Cell) เป็ นแหล่งกาเนิดไฟฟ้ าที่ใหก้ ระแสไฟฟ้ าตรง ผทู้ ่ี
คิดคน้ ไดค้ นแรกคือ เคานตอ์ าเลสซนั โดรยูเซปเปอนั โตนีโออานสั ตาซีโอวอลตา นกั วทิ ยาศาสตร์
ชาวอิตาลี โดยใชแ้ ผน่ สงั กะสีและแผน่ ทองแดงจุ่มลงในสารละลายของกรดกามะถนั อยา่ งเจือจาง มี
แผ่นทองแดงเป็ นข้วั บวก แผ่นสังกะสีเป็ นข้วั ลบ เรียกว่า เซลล์วอลเทอิก เม่ือต่อเซลล์กบั วงจร
ภายนอก ก็จะมีกระแส ไฟฟ้ าไหลจากแผน่ ทองแดงไปยงั แผน่ สังกะสี ขณะที่เซลล์วอลเทอิกจ่าย
กระแสไฟฟ้ าใหก้ บั หลอดไฟแผน่ สังกะสี จะค่อย ๆ กร่อนไปทีละนอ้ ยซ่ึงจะเป็ นผลทาให้กาลงั ใน
การจ่ายกระแสไฟฟ้ าลดลงดว้ ย และเม่ือใชไ้ ปจนกระทงั่ แผน่ สังกะสีกร่อนมากก็ตอ้ งเปลี่ยนสังกะสี
ใหม่ จึงจะทาให้การจ่ายกระแสไฟฟ้ าไดต้ ่อไปเท่าเดิม ขอ้ เสียของเซลลแ์ บบน้ีคือ ผใู้ ชจ้ ะตอ้ งคอย
เปล่ียนแผน่ สังกะสีทุกคร้ังท่ีเซลล์จ่ายกระแสไฟฟ้ าลดลงแต่อยา่ งไรก็ตามเซลลว์ อลเทอิกน้ี ถือวา่
เป็ นตน้ แบบของการประดิษฐ์เซลลแ์ ห้ง (Dry Cell) หรือถ่านไฟฉายในปัจจุบนั ท้งั เซลล์เปี ยกและ
เซลลแ์ หง้ น้ีเรียกวา่ เซลลป์ ฐมภูมิ (Primary Cell) ขอ้ ดีของเซลล์ปฐมภูมิน้ี คือเมื่อสร้างเสร็จสามารถ
นาไปใชไ้ ดท้ นั ที
9
ก. โครงสร้างของเซลลไ์ ฟฟ้ าแบบปฐมภูมิ ข. เซลลไ์ ฟฟ้ าแบบปฐมภูมิแบบต่าง ๆ
(ท่ีมาของภาพhttp://th.wiktionary.org/wiki/)
ภาพที่ 1 – 12 เซลลไ์ ฟฟ้ าแบบปฐมภมู ิ
2) เซลลท์ ุติยภูมิ (Secondary Cell) เป็ นเซลลไ์ ฟฟ้ าท่ีสร้างข้ึนแลว้ ตอ้ งนาไปประจุไฟ
เสียก่อนจึงจะนามาใช้ และเม่ือใชไ้ ฟหมดแลว้ ก็สามารถนาไปประจุไฟใชไ้ ดอ้ ีก โดยไม่ตอ้ งเปล่ียน
ส่วนประกอบภายใน และเพ่ือใหม้ ีกระแสไฟฟ้ ามากจะตอ้ งใชเ้ ซลล์หลาย ๆ แผน่ ต่อกนั แบบขนาน
แต่ถา้ ตอ้ งการใหแ้ รงดนั กระแสไฟฟ้ าสูงข้ึนก็ตอ้ งใชเ้ ซลลห์ ลาย ๆ แผน่ ต่อแบบอนุกรม เซลล์ไฟฟ้ า
แบบน้ีมีชื่อเรียกอีกอยา่ งหน่ึงวา่ สตอเรจเซลล์ หรือ สตอเรจแบตเตอรี่(Storage Battery)
ก. โครงสร้างของเซลลไ์ ฟฟ้ าแบบทุติยภมู ิ ข. เซลลไ์ ฟฟ้ าแบบทุติยภูมิแบบตา่ ง ๆ
(ท่ีมาของภาพhttp://www.alternative-energy-news.info/technology/battery-power/)
ภาพท่ี 1 – 13 เซลลไ์ ฟฟ้ าแบบทุติยภมู ิ
10
1.2.3 ไฟฟ้ าเกดิ จากความร้อน
ไฟฟ้ าเกิดจากความร้อน เกิดข้ึนไดโ้ ดยนาแท่งโลหะหรือแผน่ โลหะต่างชนิดกนั มา 2
แท่ง หรือ 2 แผน่ เช่น ทองแดง และเหลก็ นาปลายขา้ งหน่ึงของโลหะท้งั สองต่อติดกนั โดยการเชื่อม
หรือยดึ ดว้ ยหมุด ปลายท่ีเหลืออีกดา้ นนาไปต่อกบั เขา้ มิเตอร์วดั แรงดนั ไฟฟ้ า เม่ือให้ความร้อนท่ี
ปลายดา้ นตอ่ ติดกนั ของโลหะท้งั สอง ส่งผลใหเ้ กิดการแยกตวั ของประจุไฟฟ้ า เกิดศกั ยไ์ ฟฟ้ าข้ึนท่ี
ปลายดา้ นเปิ ดของโลหะแสดงค่าออกมาที่มิเตอร์
ภาพท่ี 1 – 14 การไฟฟ้ าเกิดความร้อน
ไฟฟ้ าเกิดจากความร้อนที่ถูกสร้างข้ึนมาใช้งานจริง เป็ นอุปกรณ์ท่ีมีชื่อเรียกว่า เทอร์
โมคปั เปิ ล (Thermocouple) ใชเ้ พ่ือวดั เก่ียวกบั อุณหภูมิ จึงมกั เรียกวา่ ไพโรมิเตอร์ (Pyrometers)
คือเป็ นมิเตอร์สาหรับวดั อุณหภูมิที่เปล่ียนแปลง โดยมีเทอร์โมคปั เปิ ลเป็ นตวั ตรวจวดั อุณหภูมิส่ง
แรงดนั ไฟฟ้ าไปแสดงผลท่ีมิเตอร์
ภาพที่ 1 – 15 เทอร์โมคปั เปิ ล
11
1.2.4 ไฟฟ้ าเกดิ จากแสงสว่าง
สารบางชนิดเมื่ออยูใ่ นท่ีมืดจะแสดงปฏิกิริยาใด ๆ ออกมา แต่เมื่อถูกแสงแดดแลว้
สารน้ันสามารถที่จะปล่อยอิเล็กตรอนได้ เป็ นเวลาหลายสิบปี นักวิทยาศาสตร์พยายามท่ีจะ
เปล่ียนแปลงพลงั งานไฟฟ้ าแต่ยงั นาแสงสวา่ งมาใชป้ ระโยชน์ไดน้ อ้ ยมาก เช่น อุปกรณ์ชนิดหน่ึงที่
เรียกวา่ โฟโตวอลเทอิกเซลล์ ซ่ึงประกอบดว้ ยวตั ถุวางเป็ นช้นั ๆ เมื่อถูกกบั แสงสวา่ งอิเล็กตรอนที่
เกิดข้ึนจะวิ่งจากดา้ นบนไปสู่โวลตม์ ิเตอร์แลว้ ไหลกลบั มาช้นั ล่างเมื่อดูที่เข็มของโวลต์โฟโตเ้ ซลล์
มิเตอร์ จะเห็นไดอ้ ยา่ งชดั เจนวา่ มีกระแสไฟฟ้ าเกิดข้ึน ยงั มีหลอดอีกชนิดหน่ึงที่เรียกวา่ โฟโตวอลเท
อิกเซลล์(อิเล็กตริกอาย หรือ พี.อี.เซลล์) ซ่ึงใชม้ ากในวงการอุตสาหกรรม เช่น ในกลอ้ งถ่ายรูปท่ีมี
เคร่ืองวดั แสงโดยอตั โนมตั ิ ระบบไฟฟ้ าอตั โนมตั ิหนา้ รถยนต์ เคร่ืองฉายภาพยนตร์ เสียงสวติ ช์ปิ ด
เปิ ดประตูอตั โนมตั ิ โดยจะมีหลกั การทางานแบบง่าย ๆ เมื่อลาแสงมากระทบโฟโตเซลล์ก็จะเกิด
อิเล็กตรอนไหลในวงจรน้นั ๆ ได้
(ที่มาของภาพhttp://www.thaigoodview.com/library/contest2552/type1/science03/11/Electricity-web/)
ภาพท่ี 1 – 16 ไฟฟ้ าเกิดจากแสงสวา่ ง
1.2.5 ไฟฟ้ าเกดิ จากแรงกดดนั
เมื่อเราพดู ใส่ไมโครโฟนหรือโทรศพั ทแ์ บบต่าง ๆ คล่ืนของความแรงกดดนั ของ
พลงั งานเสียงจะทาใหแ้ ผน่ ไดอะแฟรมเคล่ือนไหว ซ่ึงแผน่ ไดอะแฟรมจะทาให้ขดลวดเคล่ือนที่ผา่ น
สนามแม่เหล็กจึงทาให้เกิดพลงั งานไฟฟ้ าซ่ึงถูกส่งไปตามสายจนถึงเครื่องรับ ไมโครโฟนท่ีใชก้ บั
เครื่องขยายเสียงหรือเคร่ืองส่งวทิ ยกุ ใ็ ชห้ ลกั การเช่นน้ีเหมือนกนั อยา่ งไรกต็ ามไมโครโฟนทุกชนิดมี
หลกั การทางานท่ีเหมือนกนั คือใชเ้ ปล่ียนคลื่นแรงกดของเสียงให้เป็ นไฟฟ้ าโดยตรงนน่ั เอง ผลึก
ของวตั ถุบางอยา่ งถา้ ถูกกดจะทาให้เกิดประจุไฟฟ้ าข้ึนได้ เช่น หินเข้ียวหนุมาน หินทูมาลีน และ
12
เกลือโรเลล์ ซ่ึงแสดงให้เห็นไดอ้ ยา่ งดีวา่ แรงกดเป็ นตน้ กาเนิดไฟฟ้ า ถา้ เอาผลึกที่ทาจากวสั ดุเหล่าน้ี
สอดเขา้ ไประหว่างโลหะท้งั สองน้นั จะมากนอ้ ยเพียงใดยอ่ มข้ึนอยู่กบั แรงกดหรืออาจจะใช้ผลึกน้ี
เปล่ียนพลงั งานไฟฟ้ าเป็ นพลงั งานกลได้ โดยจ่ายประจุเขา้ ที่แผน่ โลหะท้งั สองเพราะจะทาให้ผลึก
น้นั หดตวั และขยายตวั ออกไดต้ ามปริมาณของประจุ ตน้ กาเนิดไฟฟ้ าท่ีใชแ้ รงกดน้ีนาไปใชไ้ ดแ้ ต่มี
ขอบเขตจากดั คือ ใชไ้ ดเ้ ฉพาะกบั อุปกรณ์ท่ีใชก้ าลงั ต่ามาก เช่น ไมโครโฟน หูฟังชนิดแร่ หวั เข็ม
เคร่ืองเล่นจานเสียงและเครื่องโซน่าร์ซ่ึงใชส้ ่งคลื่นใตน้ ้า เหล่าน้ีลว้ นแต่ใชผ้ ลึกทาให้เกิดไฟฟ้ าดว้ ย
แรงกดท้งั สิ้น ดงั น้นั เวลากรอกเสียงพูดลงในไมโครโฟนหรือเคร่ืองโทรศพั ท์ แผน่ ไดอะแฟรมซ่ึง
เช่ือมโยงติดกบั คริสตอลจะเกิดแรงดนั ไฟฟ้ ามากน้อยแลว้ แต่จงั หวะพดู ในขณะท่ีเสียงพูดกระทบ
แผน่ ไดอะแฟรมก็จะถูกเปลี่ยนเป็ นอานาจแม่เหล็กไฟฟ้ า ไหลเขา้ สู่เครื่องขยายเสียงเพ่ือใหอ้ อกมา
เป็นเสียงดงั ทางลาโพงขยายเสียงต่อไป
ภาพท่ี 1 – 17 การเกิดไฟฟ้ าจากแรงกดดนั
1.2.6 ไฟฟ้ าเกดิ จากสนามแม่เหลก็
จากการทดลองของไมเคิล ฟาราเดยน์ กั วทิ ยาศาสตร์ชาวองั กฤษพบวา่ เมื่อนาแท่ง
แม่เหล็กเคลื่อนท่ีผ่านขดลวดหรือนาขดลวดเคลื่อนท่ีผ่านสนามแม่เหล็ก จะเกิดแรงดันไฟฟ้ า
เหนี่ยวนาข้ึนในขดลวดน้นั และยงั สรุปต่อไปไดอ้ ีกวา่ กระแสไฟฟ้ า จะเกิดไดม้ ากหรือนอ้ ยข้ึนอยกู่ บั
1)จานวนขดลวด ถา้ ขดลวดมีจานวนมากก็จะเกิดแรงดนั ไฟฟ้ าเหนี่ยวนามากดว้ ย 2)จานวนเส้นแรง
แม่เหล็ก ถา้ เส้นแรงแม่มีจานวนมากก็จะเกิดแรงดนั ไฟฟ้ าเหน่ียวนามากด้วย 3)ความเร็วในการ
เคลื่อนที่ของแม่เหล็ก ถา้ เคล่ือนที่ผา่ นสนามแม่เหล็กเร็วข้ึนก็จะเกิดแรงดนั ไฟฟ้ าเพ่ิมข้ึน ซ่ึงต่อมา
ไดน้ าหลกั การน้ีมาคิดประดิษฐเ์ ป็นเครื่องกาเนิด ไฟฟ้ าหรือเยนเนอเรเตอร์(Generator)
13
หลกั การของเครื่องกาเนิดไฟฟ้ าอาศยั ตวั นาเคล่ือนที่ตดั สนามแม่เหล็กจะเกิดแรงดนั ไฟฟ้ า
ข้ึนในลวดตวั นาน้นั
(ภาพจาก http://witsri.com/el_machines/web/dcgen/unit1/unit1.htm)
ภาพที่ 1 – 18 หลกั การขดลวดตดั ผา่ นสนามแม่เหลก็
(ภาพจาก http://witsri.com/el_machines/web/dcgen/unit1/unit1.htm)
ก.เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ ากระแสตรง ข.เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ ากระแสสลบั
ภาพที่ 1 – 19 เครื่องกาเนิดไฟฟ้ า
14
(ภาพจาก http://witsri.com/el_machines/web/dcgen/unit1/unit1.htm)
ภาพที่ 1 – 20 โครงสร้างของเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ า
1.3 ประเภทของไฟฟ้ า
ไฟฟ้ าเกิดข้ึนไดจ้ ากแหล่งกาเนิดหลาย ๆ แบบ ซ่ึงแบง่ เป็น 2 แบบใหญ่ ๆ ไดด้ งั น้ี
1.3.1 ไฟฟ้ าสถิต ( Static Electricity )
1.3.2 ไฟฟ้ ากระแส ( Current Electricity )
1.3.1 ไฟฟ้ าสถิต
ไฟฟ้ าสถิต คือ ไฟฟ้ าที่เกิดจากการเสียดสีเม่ือเอาวตั ถุบางอยา่ งมาถูกนั จะทาให้เกิด
พลงั งานข้ึน ซ่ึงพลงั งานน้ีสามารถดูดเศษกระดาษหรือฟางขา้ วเบา ๆ ได้ เช่น เอาแทง่ ยางแขง็ ถูกบั ผา้
สักหลาด หรือคร่ังถูกบั ผา้ ขนสัตว์ พลงั งานท่ีเกิดข้ึนเหล่าน้ีเรียกวา่ ประจุไฟฟ้ าสถิต เมื่อเกิดประจุ
ไฟฟ้ าแลว้ วตั ถุท่ีเกิดประจุไฟฟ้ าน้นั จะเก็บประจุไว้ แต่ในที่สุดประจุไฟฟ้ าจะถ่ายเทไปจนหมด วตั ถุ
ที่เก็บประจุไฟฟ้ าไวน้ ้นั จะคายประจุอยา่ งรวดเร็วเม่ือต่อลงดิน ในวนั ที่มีอากาศแห้งจะทาให้เกิด
ประจุไฟฟ้ าไดม้ าก ซ่ึงทาใหส้ ามารถดูดวตั ถุไดด้ ี ประจุไฟฟ้ าที่เกิดมีอยู่ 2 ชนิด คือ ประจุบวกและ
ประจุลบ คุณสมบตั ิของประจุไฟฟ้ าคือ ประจุไฟฟ้ าชนิดเดียวกนั จะผลกั กนั ประจุไฟฟ้ าต่างชนิดกนั
จะดูดกนั
15
ΘΘ Θ
ข้วั เหมือนกนั ผลกั กนั ข้วั เหมือนกนั ผลกั กนั ข้วั ตา่ งกนั ดูดกนั
ภาพที่ 1 – 21 หลกั การไฟฟ้ าสถิต
ภาพที่ 1 – 22 เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ าสถิต
1.3.2 ไฟฟ้ ากระแส
ไฟฟ้ ากระแสคือ การไหลของอิเล็กตรอนภายในตวั นาไฟฟ้ าจากที่หน่ึงไปอีกที่หน่ึง
เช่น ไหลจากแหล่งกาเนิดไฟฟ้ าไปสู่แหล่งท่ีตอ้ งการใช้กระแสไฟฟ้ า ซ่ึงก่อให้เกิดแสงสว่าง เมื่อ
กระแสไฟฟ้ าไหลผา่ นลวดความตา้ นทานสูงจะก่อให้เกิดความร้อน เราใช้หลกั การเกิดความร้อน
เช่นน้ีมาประดิษฐอ์ ุปกรณ์ไฟฟ้ า เช่น เตาหุงตม้ เตารีดไฟฟ้ า เป็นตน้
ไฟฟ้ ากระแสแบ่งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1) ไฟฟ้ ากระแสตรง ( Direct Current หรือ D .C )
2) ไฟฟ้ ากระแสสลบั ( Alternating Current หรือ A.C. )
16
1) ไฟฟ้ ากระแสตรง ( Direct Current หรือ D .C )
เป็ นไฟฟ้ าท่ีมีทิศทางการไหลไปทางเดียวตลอดระยะเวลาท่ีวงจรไฟฟ้ าปิ ด
กล่าวคือกระแสไฟฟ้ าจะไหลจากข้วั บวกภายในแหล่งกาเนิดผา่ นตวั ตา้ นหรือภาระไฟฟ้ าผา่ นตวั นา
ไฟฟ้ าแล้วยอ้ นกลบั เขา้ แหล่งกาเนิดท่ีข้วั ลบ วนเวียนเป็ นทางเดียวเช่นน้ีตลอดเวลา แหล่งกาเนิด
ไฟฟ้ าท่ีเรารู้จกั กนั ดีคือ แบตเตอรี่ ไดนาโม ดีซีเยนเนอเรเตอร์ เป็นตน้
V
t
ภาพที่ 1 – 22 หลกั การไฟฟ้ ากระแสตรง
2) ไฟฟ้ ากระแสสลบั ( Alternating Current หรือ A.C. )
เป็ นไฟฟ้ าท่ีมีการไหลกลับไป กลับมา ท้ังขนาดของกระแสไฟฟ้ าและ
แรงดนั ไฟฟ้ าไมค่ งท่ีเปล่ียนแปลงอยเู่ สมอ คือ กระแสไฟฟ้ าจะไหลไปทางหน่ึงก่อน ต่อมาก็จะไหล
สวนกลบั แลว้ ก็เริ่มไหลเหมือนคร้ังแรก
ภาพที่ 1 – 23 หลกั การไฟฟ้ ากระแสสลบั
กระแสไฟฟ้ าจะไหลเริ่มตน้ จากศูนย์ แลว้ ค่อย ๆ เพิ่มข้ึนเร่ือย ๆ จนถึงบนสุด แลว้ จะค่อยๆ
ลดลงมาเป็ นศูนย์ ต่อจากน้นั กระแสไฟฟ้ าจะไหลลดลงเรื่อย ๆ จนถึงจุดต่าสุด แลว้ ค่อย ๆ เพ่ิมข้ึน
เร่ือย ๆ จนถึงศูนยต์ ามเดิมอีกคร้ังเป็ นดงั น้ี เร่ือย ๆ ไป การท่ีกระแสไฟฟ้ าไหลเวียนครบ 1 รอบ
( Cycle ) เรียกวา่ 1 ลูกคล่ืน
17
ความถี่ หมายถึง จานวนคลื่นไฟฟ้ ากระแสสลบั ที่เปลี่ยนแปลงใน 1 วินาที กระแสไฟฟ้ า
สลบั ในเมืองไทยใช้ไฟฟ้ าท่ีมีความถี่ 50 เฮิรตซ์ ซ่ึงหมายถึง จานวนลูกคล่ืนไฟฟ้ าสลับท่ี
เปลี่ยนแปลง 50 รอบ ในเวลา 1 วนิ าที
1.4 ทศิ ทางการไหลของกระแสไฟฟ้ า
การเกิดกระแสไฟฟ้ าไหลในวงจรไฟฟ้ าคือ การเคลื่อนท่ีของอิเล็กตรอน ดงั น้นั ในการ
กล่าวถึงการไหลของกระแสไฟฟ้ าจึงหมายถึงอิเล็กตรอนเคล่ือนที่ กระแสไฟฟ้ าชนิดน้ีมีชื่อ
เรียกว่า กระแสอิเล็กตรอน (Electron Current) มีทิศทางการไหลจากศกั ยไ์ ฟฟ้ าลบ (-) ไปยงั
ศกั ยไ์ ฟฟ้ าบวก (+) แต่ในบางคร้ังการกล่าวถึงกระแสไฟฟ้ าไหลอาจไม่ไดห้ มายถึงอิเล็กตรอน
เคล่ือนที่แต่เป็ นโฮล (Hole) เคล่ือนท่ี กระแสไฟฟ้ าชนิดน้ีมีช่ือเรียกวา่ กระแสนิยม (Conventional
Current) มีทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ าจากศกั ยไ์ ฟฟ้ าบวก (+) ไปยงั ศกั ยไ์ ฟฟ้ าลบ (-) การท่ี
โฮล เคลื่อนที่ไดเ้ พราะการเคล่ือนที่ไปของอิเล็กตรอน ทาใหเ้ กิดเป็ นช่องวา่ งข้ึนมานน่ั คือเกิดโฮล
เม่ืออิเลก็ ตรอนเคลื่อนที่ไปขา้ งหนา้ มีผลใหเ้ กิดโฮลเคล่ือนที่มาขา้ งหลงั มีทิศทางสวนทางกนั การ
อธิบายทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ าจะพบไดท้ ้งั กระแสอิเล็กตรอนและกระแสนิยม ไม่ว่า
กระแสไฟฟ้ าจะไหลดว้ ยกระแสอะไรก็ตามผลที่เกิดกบั อุปกรณ์ไฟฟ้ าหรือวงจรไฟฟ้ าไม่แตกต่าง
กนั จึงกล่าวไดว้ า่ คือกระแสไฟฟ้ าไหลเหมือนกนั
แรงดนั ไฟฟ้ าทาให้อิเลก็ ตรอนเคลื่อนที่ โฮล อิเลก็ ตรอน
ทิศทางของกระแสโฮล
ทิศทางของกระแสอิเลก็ ตรอน
ก. อิเล็กตรอนในตวั นา ข. อิเลก็ ตรอนถูกผลกั ใหห้ ลุดจากตวั นาเกิดโฮล
ทิศทางของกระแสโฮล โฮล อิเล็กตรอน ทิศทางของกระแสโฮล โฮล อิเลก็ ตรอน
ทิศทางของกระแสอิเลก็ ตรอน ทิศทางของกระแสอิเลก็ ตรอน
ค. โฮลที่เกิดข้ึนระหวา่ งอิเลก็ ตรอน ง. การเคล่ือนท่ีของโฮลสวนทางกบั อิเล็กตรอน
ภาพที่ 1 – 23 ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ า
18
จากภาพท่ี 1 – 23 ก. เม่ือมีแรงดนั ไฟฟ้ ามาทาให้อิเล็กตรอนเกิดการเคลื่อนท่ีไปทางดา้ น
ขวา จะทาใหเ้ กิดช่องวา่ ง(Hole) ข้ึนดงั ภาพที่ 1 – 23 ข. อิเล็กตรอนลาดบั ถดั ไปจะเคล่ือนที่เขา้ ไป
แทนในช่องวา่ งน้นั ดงั ภาพท่ี 1 – 23 ค.และ 1 – 23 ง. จึงเห็นไดว้ ่ากระแสอิเล็ตรอนจะไหลจาก
ทางซา้ ยไปขวาหรือจากศกั ยไ์ ฟฟ้ าลบไปยงั ศกั ยไ์ ฟฟ้ าบาก ส่วนกระแสโฮลหรือกระแสนิยมจะไหล
จากทางดา้ นขวาไปซ้ายหรือจากศกั ยไ์ ฟฟ้ าบวกไปยงั ศกั ยไ์ ฟฟ้ าลบหรือไหลสวนทางกบั กระแส
อิเล็กตรอนนนั่ เอง
หมายเหตุ โฮลเป็นช่องวา่ งเมื่อเทียบศกั ยไ์ ฟฟ้ ากบั อิเล็กตรอนท่ีมีศกั ยไ์ ฟฟ้ าเป็ นลบ(-) แลว้
โฮลจะมีศกั ยไ์ ฟฟ้ าเป็ นบวก(+) ดงั น้นั กระแสโฮลหรือกระแสนิยมจึงไหลจากศกั ยไ์ ฟฟ้ าบวกไปหา
ศกั ยไ์ ฟฟ้ าลบ
(ภาพจาก http://www.rmutphysics.com/charud/scibook/electric1/Scanned-12.jpg)
ก. กระแสอิเล็กตรอน ข.กระแสโฮล(กระแสนิยม)
ภาพที่ 1 – 24 การไหลของกระแสไฟฟ้ า
1.5 แรงดนั ไฟฟ้ าคอื อะไร
กระแสไฟฟ้ าเกิดจากการที่อิเล็กตรอนไหลในสายไฟ ซ่ึงการที่อิเล็กตรอนไหลหรือ
เคล่ือนท่ีไดน้ ้นั จะตอ้ งมีแรงมากระทาต่ออิเล็กตรอนทาให้เกิดกระแสไฟฟ้ าไหล แรงดนั ดงั กล่าว
เรียกวา่ แรงดนั ไฟฟ้ า (Voltage) ศกั ยไ์ ฟฟ้ าเป็ นอีกคาหน่ึงที่คลา้ ยกบั แรงดนั ไฟฟ้ าหมายถึงระดบั
ไฟฟ้ า หรือ ระดบั พลงั งานไฟฟ้ า ณ จุดใดๆ ที่มีศกั ยไ์ ฟฟ้ าไม่เท่ากนั ความแตกต่างของศกั ยไ์ ฟฟ้ า
เรียกว่า ความต่างศกั ย์ (กระแสไฟฟ้ าจะไหลจากข้วั บวกไปข้วั ลบหรือไหลจากศกั ยไ์ ฟฟ้ าสูงไป
ศกั ยไ์ ฟฟ้ าต่า) ศกั ยไ์ ฟฟ้ ามีหน่วยเป็นโวลต์ (Volt)
แรงขบั เคลื่อนทางไฟฟ้ า หมายถึงแรงที่สร้างใหเ้ กิดแรงดนั ไฟฟ้ าซ่ึงทาใหเ้ กิดการเคลื่อนท่ี
ของอิเล็กตรอนอิสระตลอดเวลา กระแสไฟฟ้ าจึงไหลตลอดเวลา แรงดนั ไฟฟ้ าน้ีอาจเกิดจากเครื่อง
กาเนิดไฟฟ้ า, แบตเตอรี่, ถ่านไฟฉาย และเซลลเ์ ช้ือเพลิง ฯลฯ หน่วยของแรงดนั ไฟฟ้ า ความต่าง
ศกั ยไ์ ฟฟ้ าหรือแรงขบั เคลื่อนทางไฟฟ้ ามีหน่วยเดียวกนั คือ โวลต์ ซ่ึงแทนดว้ ย V แรงดนั ไฟฟ้ า 1
โวลต์ คือแรงดนั ไฟฟ้ าที่ทาใหก้ ระแสไฟฟ้ า 1 แอมแปร์ไหลผา่ นเขา้ ไปในตวั ตา้ นทาน 1 โอห์ม
19
(ภาพจาก http://www.rmutphysics.com/PHYSICS/oldfront/54/1/index.htm)
ภาพที่ 1 – 25 แรงขบั เคลื่อนทางไฟฟ้ า
1.6 กระแสไฟฟ้ าคืออะไร
เม่ือไดท้ ราบไปแลว้ วา่ ไฟฟ้ าเกิดข้ึน ไดอ้ ยา่ งไร เรามาพิจารณากนั ต่อไปวา่ " กระแสไฟฟ้ า
คืออะไร " จากปรากฏการณ์ทางไฟฟ้ าต่างๆ ที่เกิดข้ึน จะพบวา่ มีสาเหตุมาจากการไหลของไฟฟ้ า
ไฟฟ้ าท่ีเคลื่อนท่ีไดจ้ ะมีคุณสมบตั ิตรงขา้ มกบั ไฟฟ้ าสถิต เรียกวา่ ไฟฟ้ าเคลื่อนไหว สายไฟฟ้ าทวั่ ไป
ทาด้วยลวดตวั นา คือ โลหะทองแดงและอะลูมิเนียม อะตอมของโลหะมีอิเล็กตรอนอิสระ ไม่
ยดึ แน่นกบั อะตอม จึงเคลื่อนไหวไดอ้ ยา่ งอิสระ ถา้ มีประจุลบเพม่ิ ข้ึนในสายไฟฟ้ า อิเล็กตรอนอิสระ
1 ตวั จะถูกดึงเข้าหาประจุไฟฟ้ าบวก แล้วรวมตวั กับประจุไฟฟ้ าบวกเพื่อเป็ นกลาง ดังน้ัน
อิเลก็ ตรอนจะเคล่ือนที่ เมื่อเกิดสภาพขาดอิเล็กตรอนจึงจ่ายประจุไฟฟ้ าลบออกไปแทนท่ี ทาให้เกิด
การไหลของอิเล็กตรอนในสายไฟฟ้ าจนกว่าประจุไฟฟ้ าบวกจะถูกทาให้เป็ นกลางหมด การ
เคล่ือนท่ีของอิเล็กตรอนหรือการไหลของอิเล็กตรอนในสายไฟฟ้ าน้ีเรียกวา่ กระแสไฟฟ้ า (Electric
Current)
กระแสไฟฟ้ าเกิดจากการเคลื่อนท่ีของอิเล็กตรอนกบั โปรตอน โดยจะเคลื่อนที่เขา้ หา
ข้วั ไฟฟ้ าที่มีประจุตรงขา้ ม สาหรับในตวั นาที่เป็ นของแข็ง กระแสไฟฟ้ าเกิดจากการไหลของ
อิเล็กตรอน โดยอิเล็กตรอนจะไหลจากข้วั ลบไปหาข้วั บวกเสมอ ในตวั นาท่ีเป็ นของเหลวและก๊าซ
ถา้ จะเรียกวา่ กระแสไฟฟ้ าคือการไหลของอิเล็กตรอนก็ได้ แต่ทิศทางของกระแสไฟฟ้ าจะตรงขา้ ม
กบั การไหลของอิเล็กตรอน ขนาดของกระแสไฟฟ้ าที่ไหลในสายไฟฟ้ าน้นั กาหนดไดจ้ ากปริมาณ
ของประจุไฟฟ้ าท่ีไหลผา่ นจุดใดๆ ในเส้นลวดใน 1 วนิ าที มีหน่วยเป็ น แอมแปร์ (Ampere ซ่ึงแทน
ดว้ ย A) กระแสไฟฟ้ า 1 แอมแปร์ คือ กระแสไฟฟ้ าท่ีไหลผา่ นตวั นาไฟฟ้ า 2 ตวั ที่วางขนานกนั โดยมี
ระยะห่าง 1 เมตร แลว้ ทาใหเ้ กิดแรงในแต่ละตวั นาเท่ากบั 2 x 10-7 นิวตนั ต่อเมตร หรือเท่ากบั ประจุ
ไฟฟ้ า 1 คูลอมบ์ ซ่ึงเทียบไดก้ บั อิเล็กตรอน 6.24 x 1018 ตวั วง่ิ ผา่ นใน 1 วนิ าที
20
(ภาพจาก http://dnfe5.nfe.go.th/ilp/electric/Elec-1.htm)
ภาพที่ 1 – 26 การไหลของกระแสไฟฟ้ า
1.7 หน่วยของไฟฟ้ า
หน่วยไฟฟ้ าเป็นส่ิงท่ีจะบง่ บอกถึงปริมาณการใชไ้ ฟฟ้ าของอุปกรณ์ไฟฟ้ าน้นั ๆ วา่ มีมาก
นอ้ ยเพยี งใด มีการบอกค่าตา่ งๆ ดงั น้ี
1.7.1 กระแสไฟฟ้ า (Current) มีหน่วยเป็ นแอมแปร์ (Ampere) ใชต้ วั อกั ษร A เป็ นหน่วย
มาตรฐาน ใชต้ วั อกั ษร I แทนกระแสไฟฟ้ า สามารถแปลงหน่วยไดด้ งั น้ี
ตารางท่ี 1 – 1 หน่วยของกระแสไฟฟ้ า ตัวย่อ การเปรียบเทยี บหน่วย
หน่วยกระแสไฟฟ้ า MA
kA 1 MA = 1000 kA
เมกะแอมแปร์ (Mega ampere) amp , A 1 kA = 1000 A
กิโลแอมแปร์ (Kilo ampere) mA 1 A = 1000 mA
A 1 mA = 1000 A
แอมแปร์ (Ampere)
มิลลิแอมแปร์ (Milli ampere)
ไมโครแอมแปร์ (Micro ampere)
1.7.2 แรงดนั ไฟฟ้ า(Voltage) มีหน่วยเป็ นโวลต์ (Volt) เป็ นหน่วยมาตรฐาน ใชต้ วั อกั ษร V
และใชต้ วั อกั ษร E หรือ V แทนแรงดนั ไฟฟ้ า สามารถแปลงหน่วยไดด้ งั น้ี
21
ตารางท่ี 1 – 2 หน่วยของแรงดนั ไฟฟ้ า ตัวย่อ การเปรียบเทยี บหน่วย
หน่วยแรงดนั ไฟฟ้ า MV 1 MV = 1000 kV
kV 1 kV = 1000 V
เมกะโวลต์ (Mega volt) V 1 V = 1000 mV
กิโลโวลต์ (Kilo volt) mV 1 mV = 1000 V
V
โวลต์ (Volt)
มิลลิโวลต์ (Mili volt)
ไมโครโวลต์ (Micro volt)
1.7.3 ความตา้ นทานไฟฟ้ า (Resistance) มีหน่วยเป็นโอห์ม (Ohm) เป็นหน่วยมาตรฐาน
ใชส้ ัญลกั ษณ์ และใชต้ วั อกั ษร R แทนความตา้ นทาน สามารถแปลงหน่วยไดด้ งั น้ี
ตารางที่ 1 – 3 หน่วยของความตา้ นทาน ตัวย่อ การเปรียบเทยี บหน่วย
M
หน่วยความต้านทาน k 1 M = 1000 k
1 k = 1000
เมกะโอห์ม (Mega ohm)
กิโลโอห์ม (Kilo ohm)
โอห์ม (Ohm)
.7.4 กาลงั ไฟฟ้ า (Power) มีหน่วยเป็นวตั ต์ (Watt) เป็นหน่วยมาตรฐาน ใชต้ วั อกั ษร W และ
ใชต้ วั อกั ษร P แทนกาลงั ไฟฟ้ า สามารถแปลงหน่วยไดด้ งั น้ี
ตารางท่ี 1 – 4 หน่วยของกาลงั ไฟฟ้ า
หน่วยกาลงั ไฟฟ้ า ตัวย่อ การเปรียบเทยี บหน่วย
เมกะวตั ต์ (Mega watt) MW
กิโลวตั ต์ (Kilo watt) kW 1 MW = 1000 kW
1 kW = 1000 W
วตั ต์ (Watt) W 1 W = 1000 mW
มิลลิเมตร (Mili watt)
ไมโครวตั ต์ (Micro watt) mW 1 mW = 1000 W
W
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
อิเล็กทรอนิกส์ขนั้ พนื้ ฐาน
อิเลก็ ทรอนกิ ส์ขนั้ พนื ้ ฐานเป็ นวิชาท่ีเน้นความรู้เบือ้ งต้นเก่ียวกบั ไฟฟ้ า-อิเลก็ ทรอนกิ ส์ การตอ่
วงจรอยา่ งงา่ ย เพือ่ ทดสอบคณุ สมบตั ิของอปุ กรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์ และเพ่อื นาความรู้ไปประยกุ ต์ใช้ใน
การตอ่ วงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์เพื่อใช้งานตอ่ ไป
ความรู้เบอื้ งต้นเก่ยี วกับไฟฟ้ าอเิ ลก็ ทรอนิกส์
ไฟฟ้ าคืออะไร
ไฟฟ้ าถกู จดั ให้เป็ นพลงั งานรูปหนงึ่ ทสี่ ามารถแปรรูปได้โดยอาศยั แรงดนั ไฟฟ้ าและ
กระแสไฟฟ้ า จ่ายไปให้อุปกรณ์ไฟฟ้ าเคร่ืองมือเคร่ืองใช้ไฟฟ้ าเพ่ือให้เกิดการทางานโดยที่ไฟฟ้ าท่ีจา่ ย
ไปให้กบั อปุ กรณ์เคร่ืองมือเครื่องใช้ไฟฟ้ าตา่ ง ๆ นนั้ จะอยใู่ นรูปกระแสไฟฟ้ าไหลซง่ึ ก็คือการเคลอ่ื นที่
ของอิเลก็ ตรอนจากอะตอมหนงึ่ ไปยงั อีกอะตอมหนง่ึ
เครื่องกาเนิดไฟฟ้ าและถ่านไฟฉายทาให้เกิด “ศกั ย์ไฟฟ้ า” หรือทเ่ี รียกวา่ แรงดนั ไฟฟ้ า ระหวา่ ง
ขวั้ ของเครื่องกาเนิดไฟฟ้ า หรือถา่ นไฟฉายจงึ เป็นเหตใุ ห้ไฟฟ้ า คือ อิเลก็ ตรอน (ประจ)ุ เคลอื่ นท่ีไป และ
บงั เกิดเป็ นไฟฟ้ าทเี่ รานามาใช้ประโยชน์ได้อยา่ งมากมายมหาศาล
ไฟฟ้ าไหลอย่างไร
ลกั ษณะการไหลของกระแสไฟฟ้ าจะไหลจากจุดที่มีอิเลก็ ตรอนเกินไปยงั จดุ ท่ขี าดอิเลก็ ตรอน
ตามปกตไิ ฟฟ้ าจะไหลไปตามเส้นลวด (ตวั นาไฟฟ้ า) และจะไหลตดิ ตอ่ กนั จนครบรอบ หรือครบวงจร
ประจุไฟฟ้ า คอื ขวั้ ของไฟฟ้ า มี 2 ขวั้ คอื ขวั้ บวกและขวั้ ลบ
ศกั ย์ไฟฟ้ า คอื คา่ หรือปริมาณของไฟฟ้ าที่แสดงออกมาขณะเกิดความไม่สมดลุ ของประจไุ ฟฟ้ า
แหล่งกำเนดิ ของกระแสไฟฟ้ ำ
ไฟฟ้ ามีอยู่ 2 ชนิด คอื ไฟฟ้ าสถิตและไฟฟ้ ากระแส
ไฟฟ้ าสถิต คือ ไฟฟ้ าท่อี ยนู่ ่ิงไมม่ ีการเคลอื่ นท่ี
1
อิเล็กทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
ไฟฟ้ ากระแส คอื ไฟฟ้ าที่เกิดจากการไหลของอิเลค็ ตรอน แบง่ ออกเป็ น 2 ชนิด คอื ไฟฟ้ า
กระแสตรงและไฟฟ้ ากระแสสลบั
ไฟฟ้ ากระแสตรง (DC) คอื กระแสไฟฟ้ าทีไ่ หลไปในทศิ ทางเดยี วไมม่ ีการสลบั ขวั้ เชน่ ไฟฟ้ า
จากถา่ นไฟฉาย แบตเตอร่ี
ไฟฟ้ ากระแสสลบั (AC) คือ กระแสไฟฟ้ าที่ไหลวนสลบั กลบั ทิศทางอยตู่ ลอดเวลา เช่น ไฟฟ้ าท่ี
ได้จากเคร่ืองกาเนดิ ไฟฟ้ าของโรงไฟฟ้ าตา่ งๆ
กฎของโอห์ม
กฎของโอห์มกาหนดขนึ ้ มาจากความสมั พนั ธ์ของกระแสแรงดนั และความต้านทาน
ความสมั พนั ธ์นเี ้ป็ นไปตามความเป็ นจริงของการทางานในวงจรไฟฟ้ า คือ กระแสไฟฟ้ าจะไหลได้ต้องมี
แรงดนั หรือความตา่ งศกั ย์ระหวา่ งจดุ สองจดุ แหลง่ กาเนดิ ไฟฟ้ าเป็ นตวั ให้แรงดนั ไฟฟ้ าออกมา สว่ น
ความต้านทานไฟฟ้ าเป็ นตวั ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้ า
กระแสไฟฟ้ า คือ การไหลของอิเลก็ ตรอน
กระแสไฟฟ้ า1แอมแปร์ คอื การจดั เมื่อประจไุ ฟฟ้ า1คลู อมบ์ เคลอื่ นทผี่ า่ นจุดอีกจุดหนง่ึ ใน
เวลา 1 วนิ าที
แรงดนั ไฟฟ้ า คอื แรงท่ีทาให้อิเลก็ ตรอนเคลอื่ นท่ีในวงจรไฟฟ้ า
แรงดนั ไฟฟ้ า1โวลต์ คอื ศกั ย์ไฟฟ้ าท่ีใช้ทาให้ตวั นาซงึ่ มีคา่ ความต้านทาน 1 โอห์ม มี
กระแสไฟฟ้ าไหล 1 แอมแปร์
ความต้านทาน คือ การต้านการไหลของกระแสไฟฟ้ า
ความต้านทาน 1 โอห์ม คอื จานวนของคา่ ความต้านทานที่ยอมให้กระแสไฟฟ้ า 1 แอมแปร์ไหล
ผา่ นเม่ือใช้แรงดนั ไฟฟ้ า 1 โวลต์
ซง่ึ นามาสรุปได้วา่ จานวนของกระแสไฟฟ้ าท่ไี หลในวงจรไฟฟ้ าเปลยี่ นแปลงตามคา่
แรงดนั ไฟฟ้ าท่ีจ่ายให้กบั วงจรนนั้ แตเ่ ปลย่ี นแปลงเป็ นสว่ นกลบั กบั ความต้านทานไฟฟ้ าในวงจร เรา
สามารถนามาเขยี นเป็ นสมการได้ดงั นี ้
1. ถ้ากาหนดให้ความต้านทานในวงจรคงท่ี กระแสไฟฟ้ าในวงจรจะไหลได้มากเม่ือจ่าย
แรงดนั ไฟฟ้ าให้วงจรมาก และกระแสไฟฟ้ าในวงจรจะไหลได้น้อย เมอ่ื จ่ายแรงดนั ไฟฟ้ าในวงจรน้อย
เขยี นเป็ นสมการได้ดงั นี ้
I แปรตาม E เมื่อ R คงท่ี
2
อิเล็กทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
2. ถ้ากาหนดแรงดนั ไฟฟ้ าในวงจรคงทก่ี ระแสไฟฟ้ าในวงจรจะไหลได้มากเมื่อตวั ต้านทานใน
วงจรมีคา่ ความต้านทานไฟฟ้ าน้อย และกระแสไฟฟ้ าในวงจรจะไหลได้น้อย เม่ือตอ่ ตวั ต้านทานในวงจร
มีคา่ ความต้านทานไฟฟ้ ามาก เขยี นเป็ นสมการได้ดงั นี ้
I แปรผกผนั กบั R เม่ือ E คงท่ี
สรุปกฎของโอห์ม เขียนเป็ นสมการได้ดงั นี ้
I = E/R
I = กระแสไฟฟ้ า หนว่ ยเป็ นแอมแปร์ (A)
E = แรงดนั ไฟฟ้ า หนว่ ยเป็ นโวลต์ (V)
R = ความต้านทานไฟฟ้ า หนว่ ยเป็ นโอห์ม ()
การนากฎของโอห์มไปใช้
ตวั อยา่ ง แรงดนั ไฟฟ้ า 15 โวลต์ ตกคร่อมความต้านทาน 20 โอห์ม จะมีกระแสไหลผา่ นความต้านทาน
ตวั นเี ้ทา่ ไร
จากทโ่ี จทย์กาหนด E= 15 โวลต์ R= 20 โอห์ม I=?
จากฎของโอห์ม I=E/R ดงั นนั้ กระแส = 15/20 = 0.75 แอมแปร์
กาลังไฟฟ้ า
กาลงั คือ อตั ราการทางานในหนงึ่ หนว่ ยเวลา
กาลงั ไฟฟ้ า (P) คอื อตั ราการใช้พลงั งานมีหนว่ ยเป็ นจลู (J) ทาให้อิเลก็ ตรอนเคลอ่ื นที่จากจุด
หนงึ่ ไปยงั อีกจุดหนงึ่ ในหนว่ ยเวลาเป็ นวินาที (s) เขยี นเป็ นสมการได้ดงั นี ้
P = W/t กาลงั ไฟฟ้ า หนว่ ยเป็ นวตั ต์ (W)
P=
W = พลงั งานหรืองาน หนว่ ยเป็ นจูล (J)
3
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
t = เวลา หนว่ ยเป็ นวินาที (s)
นอกจากนนั้ เรายงั สามารถหากาลงั ไฟฟ้ าได้จากผลคณู ของแรงดนั ไฟฟ้ า (E) คณู ด้วย
กระแสไฟฟ้ า (I) เขยี นเป็ นสมการได้ดงั นี ้
P = กาลงั ไฟฟ้ า หนว่ ยเป็ นวตั ต์ (W)
E = P = EI แรงดนั ไฟฟ้ า หนว่ ยเป็ นโวลต์ (V)
I = กระแสไฟฟ้ า หนว่ ยเป็ นแอมแปร์ (A)
สรุปได้วา่ กาลงั ไฟฟ้ า 1 วตั ต์ คือ อตั ราของงานท่ถี กู กระทาในวงจร ซง่ึ เกิดกระแสไฟฟ้ า 1
แอมแปร์ เมื่อมีแรงดนั ไฟฟ้ าจา่ ยให้วงจร 1 โวลต์
วงจรไฟฟ้ า
วงจรไฟฟ้ า (Electrical Circuit) คือ การนาอปุ กรณ์ไฟฟ้ า เคร่ืองมอื และเคร่ืองใช้ไฟฟ้ าไปตอ่
ใช้งานกบั แหลง่ จา่ ยไฟฟ้ า ลกั ษณะการตอ่ ใช้งานจะต้องตอ่ ในรูปวงจร (Circuit) ซงึ่ สว่ นประกอบหลกั ที่
สาคญั ของวงจรมี 3 สว่ น คอื
1. แหลง่ จา่ ยไฟฟ้ า เป็ นแหลง่ จา่ ยกระแสไฟฟ้ าและแรงดนั ไฟฟ้ าให้กบั อุปกรณ์ท่ใี ช้พลงั งาน
ไฟฟ้ าโดยแหลง่ จา่ ยไฟฟ้ า
สามารถนามาได้จากลายแหลง่ กาเนดิ เช่น จากปฏิกิริยาเคมี จากการทาให้ขดขวดตดั กบั
สนามแมเ่ หลก็ (ไฟฟ้ ากระแส) หรือจากแหลง่ พลงั งานอ่ืน ๆ ซงึ่ หนว่ ยการวดั จะเรียกเป็ น
โวลต์ (Volt) หรือ V
2. อปุ กรณ์ไฟฟ้ าหรือโหลดเป็ นอุปกรณ์ตา่ งๆทใ่ี ช้ไฟฟ้ าในการทางานโหลดจะทาหน้าท่ีเปลยี่ น
พลงั งานไฟฟ้ าให้กลายเป็ น
พลงั งานรูปอื่น ๆ เช่น เสยี ง แสง ความร้อน ความเยน็ และการสน่ั สะเทือน เป็ นต้น โหลด
คือ อปุ กรณ์ไฟฟ้ าทกุ ชนดิ
เช่น วทิ ยุ โทรทศั น์ พดั ลม เตารีด ต้เู ยน็ เคร่ืองซกั ผ้า เป็ นต้น โหลดแตล่ ะชนดิ จะใช้
กาลงั ไฟฟ้ าไมเ่ ทา่ กนั ซงึ่ จะแสดงด้วยคา่ แรงดนั ไฟฟ้ า กระแสไฟฟ้ าและกาลงั ไฟฟ้ า
3. สายตอ่ วงจรเป็ นสายตวั นาหรือสายไฟฟ้ าใช้เช่ือมตอ่ วงจรให้ตอ่ ถงึ กนั แบบครบรอบทาให้
แหลง่ จา่ ยแรงดนั ไฟฟ้ า
4
อิเล็กทรอนิกส์ข้นั พ้นื ฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
ตอ่ ถงึ โหลดเกิดกระแสไฟฟ้ าไหลผา่ นวงจร จากแหลง่ จ่ายไปโหลดและกลบั มาครบรอบท่ี
แหลง่ จา่ ยอีกครัง้ สายไฟฟ้ าทีใ่ ช้ตอ่ วงจรมกั ทาด้วยทองแดงมีฉนวนห้มุ โดยรอบ เพ่ือให้
เกิดความปลอดภยั ในการใช้งาน
วงจรไฟฟ้ าโดยทวั่ ไปกระแสไฟฟ้ าจะไหลจากขวั้ ลบของแหลง่ จ่ายแรงดนั ไฟฟ้ าผา่ นไปยงั
โหลด และจากโหลดกลบั มายงั ขวั้ บวกของแหลง่ จา่ ยแรงดนั ไฟฟ้ าซง่ึ ก็คอื กระแสอิเลก็ ตรอนแตเ่ พ่ือ
ความสะดวกในการคานวณหาคา่ ตา่ งๆในวงจรไฟฟ้ าจงึ ตงั้ กระแสสมมตขิ นึ ้ มาให้กระแสไฟฟ้ าไหลจาก
ขวั้ บวกของแหลง่ จา่ ยแรงดนั ไฟฟ้ าไปยงั โหลด แล้วกลบั มาที่ขวั้ ลบของแหลง่ จา่ ยแรงดนั ไฟฟ้ า ซงึ่ ก็คอื
ทิศทางการไหลขอโฮลนน่ั เอง ดงั นนั้ ตอ่ ไปนถี ้ ้ากลา่ วถงึ การไหลของกระแสไฟฟ้ าจึงเป็ นกระแสสมมติ
นนั่ เอง
ชนิดของวงจรไฟฟ้ า
วงจรไฟฟ้ า หรือ การตอ่ โหลดใช้งานในวงจรไฟฟ้ า สามารถตอ่ โหลดในวงจรไฟฟ้ าได้เป็ น 3
แบบ คอื วงจรไฟฟ้ าแบบอนกุ รม (Series Electrical Curcuit) วงจรไฟฟ้ าแบบขนาน (Parallel
Electrical Curcuit) และวงจรไฟฟ้ าแบบผสม (Series-Parallel Electrical Curcuit)
วงจรไฟฟ้ าแบบอนุกรม
วงจรไฟฟ้ าแบบอนกุ รมเป็ นการตอ่ วงจรไฟฟ้ าโดยมีโหลดหลายตวั ในวงจรถกู ตอ่ เรียงเป็ น
ลาดบั กนั ไปการตอ่ วงจรไฟฟ้ าแบบอนกุ รมนที ้ าให้เกิดกระแสไหลผา่ นโหลดทกุ ตวั เทา่ กนั หมด แตจ่ ะ
เกิดแรงดนั ตกคร่อมโหลดแตล่ ะตวั อาจไมเ่ ทา่ กนั ขนึ ้ อยกู่ บั คา่ ความต้านทานของโหลดเหลา่ นนั้ การตอ่
วงจรไฟฟ้ าแบบอนกุ รมไมน่ ยิ มตอ่ ใช้งานกบั อุปกรณ์และเคร่ืองใช้ไฟฟ้ าภายในบ้านเรือน เพราะ
อปุ กรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้ าท่ีใช้งานต้องการแรงดนั ไฟฟ้ าเทา่ กนั หมดแตต่ ้องการกระแสไฟฟ้ าตา่ งกนั
การตอ่ วงจรไฟฟ้ าแบบอนกุ รมนยิ มใช้กบั งานบางชนิด เชน่ การตอ่ หลอดไฟประดบั ตา่ ง ๆ และตอ่ ตวั
ต้านทานในวงจร เป็ นต้น
5
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
โดยสรุป หลกั การที่สาคญั ของวงจรแบบอนกุ รม มีดงั นี ้
1. คา่ ความต้านทานของวงจรมีคา่ เทา่ กบั ผลรวมของความต้านทานแตล่ ะตวั
RT= R1+ R2 + ……+ Rn
2. คา่ กระแสไฟฟ้ าท่ไี หลผา่ นอุปกรณ์แตล่ ะตวั ในวงจรจะมีคา่ เทา่ กนั หมด
IT = IR1 = IR2= IR3……..IRn
3. แรงดนั ไฟฟ้ าตกคร่อม R แตล่ ะตวั รวมกนั จะเทา่ กบั แรงดนั ของแหลง่ จา่ ย
ET = ER1 + ER2 + ER3…….+ERn
4. กาลงั ไฟฟ้ ารวมของวงจรมีคา่ เทา่ กบั ผลรวมของกาลงั ไฟฟ้ าของอปุ กรณ์แตล่ ะตวั ใน
วงจรไฟฟ้ า
PT= PR1+ PR2 + PR3……+PRn
5. การตอ่ แบตเตอร่ีแบบอนกุ รมจะได้แรงดนั ไฟฟ้ าเพ่ิมขนึ ้
ตวั อยา่ ง ตวั ต้านทาน 3 ตวั มีคา่ 24 โอห์ม 2 วตั ต์, 36 โอห์ม 1 วตั ต์, 68 โอห์ม 0.5 วตั ต์ ตามลาดบั
นามาตอ่ กนั แบบอนกุ รม จงหาคา่ ความต้านทานรวม และคา่ อตั ราทนกาลงั ไฟฟ้ า
จากสตู ร RT= R1+ R2 + ……+ Rn
= 24+36+68
RT=128 โอห์ม
อตั ราทนกาลงั ไฟฟ้ า = อตั ราทนกาลงั ไฟฟ้ าตวั ทนี่ ้อยที่สดุ ในวงจร = 0.5 วตั ต์
ดงั นนั้ คา่ ความต้านทานรวม คอื 128 โอห์ม อตั ราทนกาลงั ไฟฟ้ า คือ 0.5 วตั ต์
วงจรไฟฟ้ าแบบขนาน
วงจรไฟฟ้ าแบบขนาน เป็ นการตอ่ วงจรไฟฟ้ าโดยมีโหลดหลายตวั ในวงจรถกู ตอ่ คร่อมขนานกนั
ทงั้ วงจร การตอ่ วงจรไฟฟ้ าแบบขนานทาให้เกิดแรงดนั ไฟฟ้ าตกคร่อมโหลดทกุ ตวั ในวงจรเทา่ กนั แตจ่ ะ
เกิดกระแสไฟฟ้ าไหลผา่ นโหลด
แตล่ ะตวั อาจไม่เทา่ กนั ขนึ ้ อยกู่ บั คา่ ความต้านทานของโหลดเหลา่ นนั้ การตอ่ วงจรไฟฟ้ าแบบขนานเป็ น
6
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
การตอ่ วงจรทีเ่ หมาะสมกบั การใช้งานของอปุ กรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้ าภายในบ้านเรือนเพราะต้องการ
แรงดนั ไฟฟ้ าใช้งานเทา่ กนั และอปุ กรณ์หรือเคร่ืองใช้ไฟฟ้ าแตล่ ะชิน้ สามารถทางานได้อยา่ งอิสระ จะใช้
งานหรือหยดุ ใช้งานเม่ือไรก็ได้
โดยสรุป หลกั การท่สี าคญั ของวงจรแบบขนาน มีดงั นี ้
1. คา่ ความต้านทานรวมของวงจร คือ
1 1+ 1 + 1
RT = R1 R2 Rn
2. คา่ กระแสไฟฟ้ ารวมในวงจรจะเทา่ กบั กระแสยอ่ ยทงั้ หมดรวมกนั
IT = IR1 + IR2 + IR3….+IRn
3. แรงดนั ไฟฟ้ าตกคร่อมทงั้ หมดของวงจรขนานจะเทา่ กบั แรงดนั ที่ตกคร่อมวงจรสาขา
ET = ER1 = ER2 = ER3…….=ERn
4. กาลงั ไฟฟ้ ารวมของวงจรมีคา่ เทา่ กบั ผลรวมของกาลงั ไฟฟ้ าของอปุ กรณ์แตล่ ะตวั ใน
วงจรไฟฟ้ า
PT= PR1+ PR2 + PR3……+PRn
5. การตอ่ แบตเตอร่ีแบบขนานจะได้กระแสเพิ่มขนึ ้ แตแ่ รงดนั ไฟฟ้ าเทา่ เดมิ
ตวั อยา่ ง ตวั ต้านทาน 3 ตวั ตอ่ ขนานกนั มีคา่ =100 โอห์ม 5 วตั ต์,200 โอห์ม 2 วตั ต์, 400 โอห์ม 1 วตั ต์
จงหาคา่ ความต้านทานรวมของวงจร และคา่ ทนกาลงั ไฟฟ้ าของวงจร
7
อิเล็กทรอนิกส์ข้นั พ้นื ฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
จากสตู ร 1 = 1 + 1 + .......+ 1
RT R1 R2 Rn
= 1 + 1+ 1
100 200 400
= 1+2+4
400
=7
400
RT = 400 = 57.14 =57 โอห์ม
7
อตั ราทนกาลงั ไฟฟ้ า = อตั ราทนกาลงั ไฟฟ้ าทกุ ตวั รวมกนั = 5+2+1 = 8 วตั ต์
ดงั นนั้ คา่ ความต้านทานรวม = 57 โอห์ม อตั ราทนกาลงั ไฟฟ้ า = 8 วตั ต์
วงจรไฟฟ้ าแบบผสม
วงจรไฟฟ้ าแบบผสมเป็ นการตอ่ วงจรไฟฟ้ าโดยการตอ่ รวมกนั ระหวา่ งวงจรไฟฟ้ าแบบอนกุ รม
กบั วงจรไฟฟ้ าแบบขนาน ภายในวงจร โหลดบางตวั ตอ่ วงจรแบบอนกุ รมและโหลดบางตวั ตอ่ วงจรแบบ
ขนานการตอ่ วงจรไมม่ ีมาตรฐานตายตวั เปลยี่ นแปลงไปตามลกั ษณะการตอ่ วงจรตามต้องการการ
วเิ คราะห์แก้ปัญหาของวงจรผสมต้องอาศยั หลกั การทางานตลอดจนอาศยั คณุ สมบตั ิของวงจรไฟฟ้ าทงั้
แบบอนกุ รมและแบบขนาน
8
อิเล็กทรอนิกส์ข้นั พ้นื ฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
อุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส์พืน้ ฐานท่ใี ช้ในการต่อวงจร
ในวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์หนงึ่ วงจร จะประกอบด้วยอุปกรณ์หลายประเภท ซงึ่ อุปกรณ์แตล่ ะอยา่ ง
นนั้ ก็จะทาหน้าท่ีแตกตา่ งกันไป การเรียนการสอนอิเลก็ ทรอนกิ ส์ขนั้ ขนั้ พนื ้ ฐานเพอ่ื ศกึ ษาการทางาน
ของวงจรอยา่ งงา่ ยนนั้ จาเป็ นต้องมีอปุ กรณ์ทีใ่ ช้ในการตอ่ วงจรเบอื ้ งต้น ดงั นี ้
1. อุปกรณ์ท่วั ไปท่ใี ช้ในวงจร
1.1 โพรโต้บอร์ด
โพรโต้บอร์ด หรือแผงตอ่ วงจรเป็ นแผน่ พลาสติกทม่ี ีรูสาหรับเสยี บขาอุปกรณ์ ซงึ่ ภายในรู
เหลา่ นจี ้ ะมีแผงโลหะตวั นาปลอดสนมิ เชื่อมตอ่ กนั อยภู่ ายใน การเช่ือมตอ่ ของแผงโลหะภายในนีจ้ ะ
แบง่ เป็ น 2 กลมุ่ คือ การเชื่อมตอ่ ในแนวนอน และการเช่ือมตอ่ ในแนวตงั้ สาหรับแนวตงั้ นนั้ จะมี 5 รูใน
แตล่ ะแถว โดยแต่ละรูจะเช่ือมตอ่ กนั และนาไฟฟ้ าได้ แตใ่ นแตล่ ะแถวจะไมเ่ ช่ือมตอ่ กนั และไมน่ าไฟฟ้ า
สว่ นในแนวนอนนนั้ จะถกู จดั วางให้อยบู่ ริเวณขอบบนและขอบลา่ งของแผงวงจร มี 5 รูเชื่อมตอ่ กนั เป็ น
กลมุ่ แตล่ ะกลมุ่ จะเช่ือมตอ่ กนั ในแนวนอน แตจ่ ะไมเ่ ชือ่ มตอ่ กนั ในแนวตงั้ ดงั ภาพ
ภาพแผงตอ่ วงจร
ภาพแสดงการเชื่อมตอ่ ของแผงตอ่ วงจร
1.2 สวติ ช์
สวิตช์ (Switch) เป็ นอปุ กรณ์ไฟฟ้ าอีกชนิดหนงึ่ ถือวา่ เป็ นอปุ กรณ์พนื ้ ฐานทีพ่ บการใช้งานได้
บอ่ ย หน้าท่ขี องสวติ ช์ คอื ใช้ตดั ตอ่ วงจรไฟฟ้ าเพ่ือให้มีการจ่ายแรงดนั เข้าวงจร หรืองดจา่ ยแรงดนั เข้า
วงจร จะมีแรงดนั จา่ ยเข้าวงจรเมื่อสวิตช์ตอ่ วงจร (Close Circuit) และไม่มีแรงดนั จ่ายเข้าวงจรเมื่อ
10
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้นื ฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
สวิตช์ตดั วงจร (Open Circuit) สวติ ช์มีหลายชนิด แตท่ ่นี ยิ มใช้ในวงจรอิเลก็ ทรอนกิ ส์ ได้แก่ สวติ ช์แบบ
ไมโคร (Microswitch) คอื สวติ ช์แบบกดชนิดกดติดปลอ่ ยดบั นน่ั เอง แตเ่ ป็ นสวติ ช์ท่สี ามารถใช้แรง
จานวนน้อยๆ กดป่ มุ สวติ ช์ได้ ก้านสวิตช์แบบไมโครสวติ ช์มีด้วยกนั หลายแบบ อาจเป็ นป่ มุ กด
เฉยๆ หรืออาจมีก้านแบบโยกได้มากดป่ มุ สวิตช์อีกทหี นง่ึ การควบคมุ ตดั ตอ่ สวติ ช์ ทาได้โดยกดป่ มุ
สวติ ช์หรือกดก้านคนั โยกเป็ นการตอ่ (ON) และเมื่อปลอ่ ยมอื ออกจากป่ มุ หรือก้านคนั โยกเป็ นการตดั
(OFF) ดงั ภาพ
ภาพรูปร่างสวติ ช์ โครงสร้ าง สญั ลกั ษณ์
1.3 สายไฟเช่ือมต่อวงจร
สายไฟฟ้ า คือ ตวั นาที่ใช้เป็ นทางเดนิ ของกระแสไฟฟ้ าในการเชื่อมตอ่ อปุ กรณ์ตา่ ง ๆ เข้า
ด้วยกนั สายไฟฟ้ าท่ีใช้ในงานไฟฟ้ าสามารถแบง่ ออกได้หลายประเภทตามลกั ษณะการใช้งานซง่ึ
ในทางเทคนิคมีช่ือเรียกกนั ดงั นี ้
- Wire หมายถึงเส้นลวดที่ใช้เป็ นสายตวั นาไฟฟ้ า
- Cord หมายถงึ สายไฟฟ้ าท่ีมีขนาดเลก็ มีฉนวนแบบออ่ นตวั ท่ีสามารถบดิ งอได้งา่ ย
- Cable หมายถงึ สายไฟฟ้ าขนาดใหญ่ที่มีฉนวนป้ องกนั ไฟฟ้ าร่ัวไหลได้อยา่ งมน่ั คงปลอดภยั
ใช้ฝังใต้ดิน ทอดข้ามแม่นา้ หรือเป็ นสายเปลอื ยแขวนลอย
ลกั ษณะทสี่ าคญั ของสายไฟฟ้ าจะอยทู่ ค่ี วามสามารถที่จะยอมให้กระแสไฟฟ้ าไหลได้สงู
11
อิเล็กทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
สดุ และองค์ประกอบอ่ืน ๆ เช่น ชนิดของตวั นาไฟฟ้ าและฉนวนท่หี ้มุ ประเภทของการใช้งาน
แรงดนั ไฟฟ้ าที่สายไฟฟ้ าจะทนได้ขณะใช้งาน และสภาพความแขง็ แรงทางกลด้วยกนั
1.4 แบตเตอร่ีและขัว้ ต่อแบตเตอร่ี
แบตเตอร่ี (battery) หมายถึงอปุ กรณ์อยา่ งหนง่ึ ทใ่ี ช้เก็บพลงั งาน และนามาใช้ได้ในรูปของ
ไฟฟ้ า แบตเตอรี่นนั้ ประกอบด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้ าเคมี เช่น เซลล์กลั วานิก หรือเซลลเ์ ชือ้ เพลงิ อยา่ งน้อย
หนงึ่ เซลล์ แบตเตอร่ีเป็ นไฟฟ้ ากระแสตรง (DC) คือ กระแสไฟฟ้ าท่ไี หลไปในทิศทางเดยี วไม่มีการสลบั
ขวั้ เชน่ จากขวั้ บวกไปยงั ขวั้ ลบ
2. อุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์เบอื้ งต้น
2.1 ตัวต้านทาน (Resistor)
ตวั ต้านทานเป็ นอุปกรณ์ทใ่ี ช้ในการควบคมุ หรือจากดั การไหลของกระแสไฟฟ้ าในวงจร เพื่อให้
กระแสไฟฟ้ าและแรงดนั ไฟฟ้ าภายในวงจรมีปริมาณตามที่กาหนด โดยในตวั มนั จะมีคา่ ทเ่ี รียกวา่ คา่
ความต้านทาน (resistance) มีหนว่ ยเป็ นโอห์ม (ohm : )
12
อิเล็กทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
ภาพตวั ต้านทานคา่ คงที่
โครงสร้ าง สญั ลกั ษณ์
ซงึ่ ถ้าตวั ต้านทานมีคา่ ความต้านทานมากจะทาให้กระแสไฟฟ้ าไหลผา่ นได้น้อย แตถ่ ้าตวั ต้านทานนนั้ มี
คา่ ความต้านทานน้อยจะทาให้กระแสไฟฟ้ าไหลผา่ นได้มาก ดงั การทดลองที่ 1
13
อิเล็กทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
การทดลองท่ี 1
ตัวต้านทานค่าคงท่ที างานอย่างไร
วัตถุประสงค์
1. เพื่อให้ผ้เู รียนเรียนรู้การทางานของตวั ต้านทานแบบคา่ คงทีใ่ นการจากดั การไหลของ
กระแสไฟฟ้ าในวงจร
รายการอปุ กรณ์
1. ตวั ต้านทาน 500 (เขยี ว ดา นา้ ตาล ทอง) 2. ตวั ต้านทาน 1K (นา้ ตาล ดา แดง ทอง)
3. ตวั ต้านทาน 3K (ส้ม ดา แดง ทอง) 4. ตวั ต้านทาน 5.6K (เขยี ว นา้ เงิน แดง ทอง)
5. ตวั ต้านทาน 15K (นา้ ตาล เขยี ว ส้ม ทอง) 6. ไดโอดเปลง่ แสง 2 ตวั
7. แบตเตอร่ี 9 โวลต์ 8. สายไฟ
ขัน้ ตอนการทดลอง
1. จดั หาอปุ กรณ์ตามรายการที่กาหนด
2. ตอ่ วงจรดงั ภาพ
3. ตอ่ แบตเตอร่ีเข้ากบั ขวั้ ตอ่ แล้วนาสายไฟแตะที่ปลายตวั ต้านทาน R1 R2 R3 R4 และ R5 ที่
ตาแหนง่ a b c d และ e ตามลาดบั แล้วสงั เกตความสวา่ งของ LED1 และ LED2
ภาพแสดงการต่อวงจร ดใู น เวบ็ ไซต์
วิเคราะห์และสรุปผลการทดลอง
.......................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
14
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
การอ่านค่าตัวต้านทาน ถ้าเป็ นแบบวตั ต์สงู ๆ จะมีตวั เลขคา่ ความต้านทานพิมพ์บนตวั ต้านทานนนั้
แตห่ ากเป็ นตวั ต้านทานวตั ต์ต่าๆ ตงั้ แต่ 1/8 วตั ต์ – 2 วตั ต์ จะมีรหสั สเี ป็ นตวั บอกคา่ ความต้านทาน
ซงึ่ รหสั สแี ต่ละแถบจะมีความหมายเป็ นคา่ ตวั เลข ตวั คณู และคา่ ความผดิ พลาด ดงั รูป
2.2 ตัวต้านทานปรับค่าได้
ตวั ต้านทานปรับคา่ ได้เป็ นอปุ กรณ์อิเลก็ ทรอนกิ ส์ท่ีสามารถปรับเปลย่ี นคา่ ความต้านทานได้
โดยการหมนุ แกนทวนเขม็ นาฬกิ า หรือตามเขม็ นาฬกิ า โดยปกติจะเรียกวา่ โวลลมุ่ (Volumn) สามารถ
ปรับคา่ จากตา่ สดุ ไปหาสงู สดุ และจากสงู สดุ ไปหาต่าสดุ ได้ ดงั ภาพ
ภาพตวั ต้านทานปรับคา่ ได้
15
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
สญั ลกั ษณ์
ตวั ต้านทานปรับคา่ ได้จะมีขาเชื่อมตอ่ 3 ขา ในการตอ่ เพือ่ ใช้งานสว่ นใหญ่จะใช้เพียง 2 ขา
โดยเลอื กขาปลายด้านใดด้านหนงึ่ กับขาที่เป็ นแกนกลางแล้วให้ขาปลายที่เหลอื ไมม่ ีการเช่ือมตอ่ หรือ
เลอื กขาปลายด้านใดด้านหนงึ่ แล้วให้ขาปลายท่ีเหลอื เช่ือมตอ่ กบั ขาทเ่ี ป็ นแกนกลาง ดงั ภาพ
โครงสร้างภายในของตวั ต้านทานปรับคา่ ได้ ประกอบด้วยขดลวดตวั ต้านทาน และแกนหมนุ เลอื กตวั
ต้านทาน ดงั ภาพ
เม่ือหมนุ แกนของตวั ต้านทานปรับคา่ ได้ในทิศทวนเข็มนาฬกิ า และตามเข็มนาฬิกา ระดบั ความ
ต้านทานจะมีการเปลยี่ นแปลงจากมากไปหาน้อย หรือจากน้อยไปหามาก ซง่ึ ระดบั ความต้านทานน้อย
ท่สี ดุ ท่ีปรับได้นนั้ คอื ศนู ย์โอห์ม สว่ นระดบั ความต้านทานสงู ที่สดุ ที่สามารถปรับได้นนั้ ขนึ ้ อยกู่ บั คา่
ความต้านทานทีเ่ ลอื กใช้ เชน่ ตวั ต้านทานปรับค่าได้100 กิโลโอห์ม ก็คือตวั ต้านทานปรับคา่ ได้ที่
สามารถปรับคา่ ได้ ระหวา่ ง0 ถึง 100 กิโลโอห์ม เราสามารถอ่านคา่ ความต้านทานสงู สดุ ของตวั
ต้านทานปรับคา่ ได้จากตวั เลขที่ระบบุ นตวั ถงั การทางานของตวั ต้านทานปรับคา่ ได้ ดงั การทดลองที่ 2
16
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้นื ฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
การทดลองท่ี 2
ตัวต้านทานปรับค่าได้ทางานอย่างไร
วัตถปุ ระสงค์
1. เพ่อื ให้ผ้เู รียนเรียนรู้การทางานของตวั ต้านทานแบบปรับคา่ ได้
รายการอุปกรณ์
1. ตวั ต้านทาน 500 (เขียว ดา นา้ ตาล ทอง) 2. ตวั ต้านทานปรับคา่ ได้
3. ไดโอดเปลง่ แสง 4. แบตเตอร่ี 9 โวลต์ 5. สายไฟ
ขัน้ ตอนการทดลอง
1. ตอ่ วงจรดงั ภาพที1่
2. ตอ่ แบตเตอร่ีเข้ากบั ขวั้ ตอ่ แล้วคอ่ ยๆ ปรับตวั ต้านทานปรับคา่ ได้ VR1 ตามเข็มนาฬกิ าพร้อม
กบั สงั เกตความสวา่ งของ LED จากนนั้ คอ่ ยๆ ปรับตวั ต้านทานปรับคา่ ได้ VR1 ทวนเข็ม
นาฬกิ าพร้อมกบั สงั เกตความสวา่ งของ LED
ภาพท่ี 1 ภาพท่ี 2
3. ถอดแบตเตอร่ีออกจากขวั้ ตอ่ แล้วตอ่ เปลย่ี นตาแหนง่ ของตวั ต้านทานปรับคา่ ได้ ตามภาพที่ 2
4. ตอ่ แบตเตอร่ีเข้ากบั ขวั้ ตอ่ แล้วคอ่ ยๆ ปรบั ตวั ต้านทานปรับคา่ ได้ VR1 ตามเข็มนาฬกิ าพร้อม
กบั สงั เกตความสวา่ งของ LED จากนนั้ คอ่ ยๆ ปรับตวั ต้านทานปรับคา่ ได้ VR1 ทวนเข็ม
นาฬกิ าพร้อมกบั สงั เกตความสวา่ งของ LED
ภาพแสดงการต่อวงจร ดูใน เวบ็ ไซต์
วิเคราะห์และสรุปผลการทดลอง
.......................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
17
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
2.3 ตวั ต้านทานแปรค่าตามแสง
ตวั ต้านทานแปรคา่ ตามแสง มาจากคาวา่ Light Dependent Resistor (LDR) เป็ นตวั
ต้านทานชนิดพิเศษทสี่ ามารถปรับคา่ ความต้านทานไฟฟ้ าของตวั มนั เองตามปริมาณแสงสวา่ งท่มี าตก
กระทบตวั มนั ดงั ภาพ
ภาพ รูปร่างLDR โครงสร้าง สญั ลกั ษณ์
ตวั ต้านทานแปรคา่ ตามแสง (LDR) ท่มี ีจาหนา่ ยตามร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะมีรูปร่างตาม
ภาพซ้ายมือ โครงสร้างคอื ภาพกลาง สว่ นสญั ลกั ษณ์ที่ใช้ในวงจรคอื ภาพทางขวามือ ตวั ต้านทานแปร
คา่ ตามแสงมีขาตอ่ ใช้งาน 2 ขา ท่ีบนตวั ถงั ของ LDR จะเป็ นสารก่ึงตวั นา เชน่ แคดเมียมซลั ไฟด์ หรือ
แคดเมียมซลิ ไิ นด์ฉาบเป็ นเส้นลกั ษณะเป็ นขดๆ คดเคยี ้ วไปมาบนฐานเซรามิก หลกั การทางานของ
LDR คือ เมือ่ โดนแสงตวั LDR จะมีคา่ ความต้านทานลดลง และเมื่อไมโ่ ดนแสง LDR จะมีคา่ ความ
ต้านทานมาก คา่ ความต้านทานของ LDR เมื่อไม่ถกู แสงอาจมีคา่ มากถงึ 1 ล้านโอห์ม สว่ นคา่ ความ
ต้านทานเม่ือถกู แสงจะมีคา่ ประมาณ 100 โอห์ม การทดสอบคณุ สมบตั ิของ LDR ดงั การทดลองที่ 3
18
อิเล็กทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
การทดลองท่ี 3
ตัวต้านทานแปรค่าตามแสงทางานอย่างไร
วตั ถปุ ระสงค์
1. เพอ่ื ให้ผ้เู รียนเรียนรู้การทางานของตวั ต้านทานแปรคา่ ตามแสงหรือแอลดอี าร์ได้
รายการอปุ กรณ์
1. ตวั ต้านทานแปรคา่ ตามแสง (LDR) 2. ไดโอดเปลง่ แสง 1 ตวั
3. แบตเตอรี่ 9 โวลต์ 4. สายไฟ
ขัน้ ตอนการทดลอง
1.ตอ่ วงจรดงั ภาพ
2. ตอ่ แบตเตอร่ีเข้ากบั ขวั้ ตอ่ แล้วลองปลอ่ ยให้แสงตกกระทบที่แอลดีอาร์ สงั เกตการเปลย่ี นแปลง
ของ LED และลองไมใ่ ห้แสงสวา่ งเข้าไปตกกระทบทต่ี วั ถงั ของแอลดอี าร์ โดยใช้นวิ ้ มือปิ ดท่ี
ตวั ถงั แล้วสงั เกตการณ์เปลย่ี นแปลงของ LED
ภาพแสดงการต่อวงจร ดใู น เว็บไซต์
วเิ คราะห์และสรุปผลการทดลอง
.......................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
19
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้นื ฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
2.4 ตัวเกบ็ ประจุ (Capacitor)
ตวั เก็บประจุเป็ นอปุ กรณ์อิเลก็ ทรอนกิ สท์ ่ีมีหลกั การทางาน คอื เก็บประจุ หรืออิเลก็ ตรอน มี
คณุ สมบตั ใิ นการรับประจุ ท่ีเรียกวา่ “ชาร์จ” (Charge) เม่ือแรงดนั ภายนอกสงู กวา่ แรงดนั ที่ตกคร่อมตวั
เก็บประจุ และจะคายประจุ หรือท่ีเรียกวา่ “ดสิ ชาร์จ” (Discharge) เม่ือแรงดนั ตกคร่อมตวั เก็บประจสุ งู
กวา่ แรงดนั ภายนอก นิยมนามาประกอบในวงจรทางด้านไฟฟ้ าอิเลก็ ทรอนกิ ส์ทวั่ ไป ตวั อยา่ งเชน่ วงจร
กรองกระแส ( Filter ) วงจรผา่ นสญั ญาณ ( By-pass ) วงจรสตาร์ทเตอร์ (Starter) วงจรถ่ายทอด
สญั ญาณ (Coupling) ฯลฯ เป็ นต้น ตวั เก็บประจแุ บง่ ออกเป็ น 3 ชนิดคอื แบบคา่ คงท่ี แบบ
เปลยี่ นแปลงคา่ ได้และแบบเลอื กคา่ ได้ ตวั เก็บประจุเรียกอีกอยา่ งหนงึ่ วา่ คอนเดนเซอร์หรือเรียกยอ่ ๆ
วา่ ตวั ซี (C) หนว่ ยของตวั เก็บประจุคอื ฟารัด (Farad)
ตวั เก็บประจุ (Capacitor) เป็ นอปุ กรณ์ทีใ่ ช้ในการเก็บประจุ(Charge) และสามารถคายประจุ
(Discharge) ได้โดยนาสารตวั นา 2 ชิน้ มาวางในลกั ษณะขนานใกล้ ๆ กนั แตไ่ ม่ได้ตอ่ ถึงกนั ระหวา่ ง
ตวั นาทงั้ สองจะถกู กนั้ ด้วยฉนวนทีเ่ รียกวา่ ไดอีเลก็ ตริก (Dielectric) ซง่ึ ไดอิเลก็ ตริกนอี ้ าจจะเป็ นอากาศ
ไมก้า พลาสตกิ เซรามิคหรือสารท่มี ีสภาพคล้ายฉนวนอื่น ๆ เป็ นต้น โครงสร้างและสญั ลกั ษณ์ของตวั
เก็บประจแุ สดงดงั ภาพ
ตวั เก็บประจแุ บบเซรามิก ตวั เก็บประจุแบบอิเลก็ ทรอไลต์
โครงสร้ าง สญั ลกั ษณ์
20
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้นื ฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
หลกั การทางานของตวั เก็บประจุ คือ ความจทุ างไฟฟ้ าเกิดจากการป้ อนแรงเคลอื่ นให้กบั ขวั้ ทงั้
สองของจุดทต่ี อ่ ใช้งานของสารตวั นาซงึ่ จะทาให้เกิดความตา่ งศกั ย์ทางไฟฟ้ า สนามไฟฟ้ าที่เกิดขนึ ้ บน
สารตวั นาที่เป็ นแผ่นเพลท จะทาให้เกิดคา่ ความจทุ างไฟฟ้ าขนึ ้ ลกั ษณะนเี ้รียกวา่ การเก็บประจุ
(Charge) เม่ือต้องการนาไปใช้งานเรียกวา่ การคายประจุ (Discharge) ประจุไฟฟ้ าทเ่ี กิดขนึ ้ บริเวณ
แผน่ เพลทมีหนว่ ยเป็ นคลู อมป์ (Coulomb) สว่ นคา่ ความจุทางไฟฟ้ ามีหนว่ ยเป็ นฟารัด (Farad) การ
ทดสอบคณุ สมบตั ิของตวั เก็บประจุ ดงั การทดลองที่ 4
21
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
การทดลองท่ี 4
ตัวเก็บประจุทางานอย่างไร
วัตถุประสงค์
1. เพอ่ื ให้ผ้เู รียนเรียนรู้การทางานของตวั เก็บประจุ
รายการอุปกรณ์
1. ตวั ต้านทาน1K (นา้ ตาล ดา แดง ทอง) 2. ตวั ต้านทาน 500 (เขียว ดา นา้ ตาล ทอง)
3. ไดโอดเปลง่ แสง 1 ตวั 4. ตวั เก็บประจุ 1000 F (ไมโครฟารัด)
5. สวิตช์ 2 ตวั 6. แบตเตอร่ี 9 โวลต์
7. สายไฟ
ขัน้ ตอนการทดลอง
1. ตอ่ วงจรดงั ภาพ
2. ตอ่ แบตเตอร่ีเข้ากบั ขวั้ ตอ่ แล้วกดสวติ ช์ S1 ค้างไว้นาน 5 วินาทีแล้วปลอ่ ย จากนนั้ กดสวติ ช์
S2 ค้างไว้แล้วสงั เกตการเปลย่ี นแปลงของ LED
ภาพแสดงการต่อวงจร ดใู น เว็บไซต์
วเิ คราะห์และสรุปผลการทดลอง
.......................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
22
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้นื ฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
2.5 ไดโอด (Diode)
ไดโอดเป็ นอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์พนื ้ ฐานท่ีผลติ ขนึ ้ จากสารกง่ึ ตวั นา ที่ได้จากการนาเอาสารก่งึ
ตวั นาชนิดพี และสารก่งึ ตวั นาชนดิ เอ็น มาตอ่ ชนกนั ได้เป็ นอปุ กรณ์สารกึ่งตวั นาหนง่ึ รอยตอ่
(Junction) ในการตอ่ สารกึ่งตวั นาชนดิ พแี ละเอ็นนนั้ มิใชเ่ พียงการนามาติดกนั เทา่ นนั้ แตจ่ ะต้องใช้วธิ ี
ปลกู ผลกึ หรือวิธีการแพร่สารเจือปนลงไปในสารก่งึ ตวั นาบริสทุ ธ์ิ ไดโอดจะมีลกั ษณะโครงสร้างดงั ภาพ
ภาพรูปร่างไดโอด โครงสร้ าง สญั ลกั ษณ์
โดยทวั่ ไปเรามกั นาไดโอดมาใช้เปลย่ี นไฟฟ้ ากระแสสลบั (AC) ให้เป็ นไฟฟ้ ากระแสตรง (DC)
เนื่องจากไดโอดท่ยี อมให้กระแสไฟฟ้ าไหลผา่ ตวั มนั ได้ในทศิ ทางเดยี วเทา่ นนั้
ไดโอดจะมีขาตอ่ ใช้งาน 2 ขา คือ แอโนด (Anode : A หรือขาบวก : ด้านสดี า) และ แคโทด
(Kathod : K หรือขาลบ : ด้านแถบคาดสเี ทา) ซง่ึ ไดโอดจะยอมให้กระแสไฟฟ้ าไหลจากขาแอโนดไปยงั
ขาแคโทดเทา่ นนั้
ในทางปฏิบตั โิ อดจะมีแรงดนั ตกคร่อมท่ีตวั ไดโอด ถ้าเป็ นชนดิ เจอร์มนั เนียมจะมีแรงดนั ตก
คร่อมประมาณ 0.3 โวลต์ ถ้าเป็ นชนิดซิลกิ อนจะมีแรงดนั ตกคร่อมประมาณ 0.7 โวลต์
การท่ีแรงดนั ทขี่ าแอโนดสงู กวา่ แรงดนั ท่ขี าแคโทดทาให้กระแสไหลผา่ นจากขาแอโนดไปยงั ขา
แคโทด ซง่ึ เป็ นผลให้ไดโอดนากระแสไฟฟ้ า เราเรียกวา่ ไบอสั ตรง (Forward Bias)
แตถ่ ้าหากแรงดนั ที่ขาแคโทดสงู กวา่ แรงดนั ทข่ี าแอโนดทาให้กระแสไมส่ ามารถไหลผา่ นจากขา
แอโนดไปยงั ขาแคโทดได้ ซง่ึ เป็ นผลให้ไดโอดไมน่ ากระแสไฟฟ้ า เราเรียกวา่ ไบอสั กลบั (Reward Bias)
สรุปวา่ ไดโอดจะนากระแสไฟฟ้ าหรือยอมให้กระแสไฟฟ้ าไหลผา่ นได้นนั้ ขาแอโนดจะต้องมี
แรงดนั หรือศกั ย์ไฟฟ้ าสงู กวา่ ขาแคโทด ซง่ึ ถ้าตอ่ ขาแอโนดอยทู่ างด้านขวั้ บวกของแหลง่ จ่าย
กระแสไฟฟ้ า หรือแบตเตอรี่ และตอ่ ขาแคโทดท่ีขวั้ ลบ จะทาให้มีกระแสไฟฟ้ าไหลในวงจร ดงั การ
ทดลองท่ี 5
23
อิเล็กทรอนิกส์ข้นั พ้นื ฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
การทดลองท่ี 5
ไดโอดทางานอย่างไร
วตั ถปุ ระสงค์
1. เพ่ือให้ผ้เู รียนเรียนรู้การทางานของไดโอด
รายการอุปกรณ์
1. ตวั ต้านทาน 500 (เขยี ว ดา นา้ ตาล ทอง) 2. ไดโอด 1N4001
3. ไดโอดเปลง่ แสง 1 ตวั 4. แบตเตอรี่ 9 โวลต์
5. สายไฟ
ขัน้ ตอนการทดลอง
1. ตอ่ วงจรดงั ภาพ
2. ตอ่ แบตเตอร่ีเข้ากบั ขวั้ ตอ่ แล้วสงั เกตการณ์เปลยี่ นแปลงทเ่ี กิดขนึ ้
3. ถอดแบตเตอรี่ออกจากขวั้ ตอ่ แล้วกลบั ขวั้ ของไดโอด D1 ในวงจร
4. ตอ่ แบตเตอรี่เข้ากบั ขวั้ ตอ่ แล้วสงั เกตการณ์เปลย่ี นแปลงท่เี กิดขนึ ้
ภาพแสดงการต่อวงจร ดใู น เวบ็ ไซต์
วิเคราะห์และสรุปผลการทดลอง
.......................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
24
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้นื ฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
2.6 ไดโอดเปล่งแสง (Light Emitting Diode) หรือ LED
ไดโอดเปลง่ แสงเป็ นไดโอดท่ีสามารถเปลง่ แสงออกมาได้เม่ือป้ อนกระแสไฟฟ้ าให้ไหลผา่ นและ
จะต้องตอ่ ให้ถกู ขวั้ โดยไฟบวกจากแบตเตอรี่ต้องตอ่ เข้าขวั้ แอโนด และไฟลบตอ่ เข้าขวั้ แคโทด การ
ทางานของไดโอดเปลง่ แสงก็เชน่ เดยี วกบั ไดโอด คือ สามารถให้กระแสไฟฟ้ าไหลจากขวั้ แอโนดไปยงั ขวั้
แคโทดได้เทา่ นนั้ แตม่ ีลกั ษณะพิเศษ คือ สามารถเปลง่ แสงสวา่ งได้ แสงของ LED มีหลายสขี นึ ้ อยกู่ บั
วสั ดทุ ี่นามาใช้ผลติ
โครงสร้างภายในของ LED ประกอบด้วยชิพที่เป็นชิน้ เลก็ ๆ วางบนขวั้ ลบหรือขวั้ แคโทด ซงึ่ เมื่อ
กระแสไฟฟ้ าไหลผา่ นจากขวั้ แอโนดไปยงั ขวั้ แคโทด ชิพตวั นจี ้ ะเปลง่ แสงออกมา การสงั เกตขวั้ แคโทด
และแอโนด สามารถสงั เกตได้งา่ ยๆ คอื ขาของขวั้ แอโนด(ขาบวก) จะยาวกวา่ ขาของขวั้ แคโทด (ขาลบ)
และตวั ถงั ทางด้านแคโทดนนั้ จะตดั แบน ดงั ภาพ
ภาพรูปร่าง LED โครงสร้ าง สญั ลกั ษณ์
การจา่ ยแรงดนั ให้กบั LED ต้องมีคา่ พอเหมาะ LED จึงจะเปลง่ แสงออกมา ถ้าแรงดนั ท่จี ่าย
ให้กบั LED น้อย LED จะมีแสงสวา่ งน้อย ถ้าแรงดนั ทีจ่ ่ายให้กบั LED มาก LED จะมีแสงสวา่ งมาก
แตถ่ ้าจา่ ยแรงดนั มากเกินไป LED จะชารุดเสยี หายได้ LED จะให้กาเนิดแสงสวา่ งที่พอเหมาะจะมี
แรงดนั ประมาณ 1.6 ถงึ 3 โวลต์ และมีกระแสประมาณ 20 – 50 มิลลแิ อมแปร์ การจา่ ยแรงดนั ให้
LED จะทาให้กระแสไหลผา่ น LED ซงึ่ LED จะมีแรงดนั ตกคร่อมตวั มนั เองอยจู่ านวนหนงึ่ ซง่ึ แรงดนั ตก
คร่อมนี ้LED แตล่ ะสจี ะมีแรงดนั ตกคร่อมไม่เทา่ กนั ดงั แสดงในตาราง
สี แดง ส้ม เหลือง เขียว
แรงดนั ตกคร่อม LED 1.7V. 2V. 2.1V. 2.2V.
ในกรณีจ่ายแรงดนั มากวา่ 3 โวลต์ให้ LED จะทาให้ LED ทนไมไ่ ด้ จึงต้องตอ่ ตวั ต้านทาน
อนกุ รมเข้าไป เพอ่ื จากดั กระแสไฟฟ้ าทไี่ หลผา่ น LED เพ่ือป้ องกนั LED เสยี หาย โดยตวั ต้านทานจะรับ
แรงดนั สว่ นเกินมาตกคร่อมเพอื่ จากดั กระแสไมใ่ ห้ไหลผา่ น LED มากเกินไป ดงั การทดลองท่ี 6
25
อิเล็กทรอนิกส์ข้นั พ้ืนฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
การทดลองท่ี 6
ไดโอดเปล่งแสงทางานอย่างไร
วตั ถุประสงค์
1. เพื่อให้ผ้เู รียนเรียนรู้การทางานของไดโอดเปลง่ แสง
รายการอุปกรณ์
1. ตวั ต้านทาน 500 (เขยี ว ดา นา้ ตาล ทอง) 2. ตวั ต้านทาน 5.6K (เขยี ว นา้ เงนิ แดง ทอง)
3. ตวั ต้านทาน 3K (ส้ม ดา แดง ทอง) 4. ตวั ต้านทานปรับคา่ ได้
5. ไดโอดเปลง่ แสง 2 ตวั 6. แบตเตอร่ี 9 โวลต์
7. สายไฟ
ขัน้ ตอนการทดลอง
1. ตอ่ วงจรดงั ภาพ
2. ตอ่ แบตเตอรี่เข้ากบั ขวั้ ตอ่ แล้วคอ่ ยๆ ปรับ VR1 ตามเข็มนาฬิกาจนสดุ แกนหมนุ พร้อมทงั้
สงั เกตความสวา่ งของ LED1 และ LED2 จากนนั้ คอ่ ยๆ ปรับ VR1 ทวนเข็มนาฬิกาจนสดุ แกน
หมนุ พร้อมทงั้ สงั เกตความสวา่ งของ LED1 และ LED 2
ภาพแสดงการต่อวงจร ดูใน เวบ็ ไซต์
วิเคราะห์และสรุปผลการทดลอง
.......................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
26
อิเลก็ ทรอนิกส์ข้นั พ้นื ฐาน อาจารยด์ ร.นาถวดี นนั ทาภินยั
2.7 ซีเนอร์ไดโอด (Zener Diode)
ซเี นอร์ไดโอดเป็ นไดโอดชนดิ พิเศษท่สี ร้างขนึ ้ มาเพ่อื ทาหน้าทีร่ ักษาแรงดนั ให้คงที่ มีโครงสร้าง
เหมือนไดโอดธรรมดาทว่ั ๆ ไป แตไ่ ดโอดธรรมดาทวั่ ไปเมื่อทาการไบอสั กลบั จนถึงคา่ แรงดนั เบรกดาวน์
จะทาให้เกิดการเสยี หายได้ ซีเนอร์ไดโอดเป็ นไดโอดท่ผี ลติ จากสารซิลกิ อนท่ีมีปริมาณความหนาแนน่
ของสารเจือปนในสว่ นทงั้ สองของสารพีและเอ็นมีคา่ สงู กวา่ ปกติ ซง่ึ คณุ สมบตั ิดงั กลา่ วจะทาให้คา่
แรงดนั เบรกดาวน์สงู และคา่ แรงดนั เบรกดาวน์หรือแรงดนั ซีเนอร์สามารถกาหนดได้ด้วยการควบคมุ
ความหนาแนน่ ของสารเจือปนและเม่ือให้ไบอสั กลบั จะสามารถทนกระแสย้อนกลบั ได้สงู โดยไดโอดไม่
เสยี หาย แรงดนั ท่ีตกคอ่ มตวั ซีเนอร์ไดโอดจะเป็ นตวั ควบคุมและรักษาแรงดนั ให้คงท่ี ดงั ภาพ
ภาพรูปร่างซีเนอร์ไดโอด
โครงสร้ าง สญั ลกั ษณ์
การใช้งานซเี นอร์ไดโอดต้องจา่ ยไบอสั กลบั และซเี นอร์ไดโอดจะทาหน้าทค่ี วบคมุ แรงดนั ให้
คงทีต่ ลอดเวลา แตถ่ ้านาซีเนอร์ไดโอดมาตอ่ ไบอสั ตรงก็จะเหมือนไดโอดธรรมดา
ซเี นอร์ไดโอดท่ีมีจาหนา่ ยทวั่ ไป จะมีแรงดนั ซเี นอร์ตงั้ แต่ 2.4 – 200 โวลต์ มีคา่ ทนกาลงั ไฟฟ้ า
ตงั้ แต่ 150 มิลลวิ ตั ต์ – 50 วตั ต์ การเลอื กใช้ซีเนอร์ไดโอด ขนึ ้ อยกู่ บั การกาหนแรงดนั ที่ต้องการป้ อน
ออกทางเอาท์พตุ ต้องการเทา่ ไรก็เลอื กคา่ แรงดนั ซีเนอร์นนั้ มาใช้งาน เชน่ ถ้าต้องการแรงดนั เอาท์พตุ
3.3 โวลต์ ก็เลอื กซเี นอร์ไดโอดทม่ี ีคา่ แรงดนั ประมาณ 3.3 โวลต์ มาใช้งาน ซเี นอร์ไดโอดทาหน้าท่รี ักษา
ระดบั แรงดนั ให้คงที่ วงจรที่นาซเี นอร์ไดโอดมาใช้งานมกั เรียกวา่ วงจรเรกเู ลเตอร์
การใช้งานซีเนอร์ไดโอดแรงดนั ทีป่ ้ อนเข้าทางอินพตุ นนั้ ต้องสงู กวา่ แรงดนั ซเี นอร์ ของไดโอดตวั
นนั้ แตม่ ีข้อแม้วา่ กระแสอินพตุ ต้องไม่เกินกระแสสงู สดุ ทซ่ี ีเนอร์จะทนได้ มิฉะนนั้ ซเี นอร์จะพงั ได้
การตอ่ ใช้งานซีเนอร์ไดโอดต้องตอ่ ตวั ต้านทานอนกุ รมกบั วงจร เพื่อทาหน้าที่จากดั กระแสไมใ่ ห้
เกินคา่ กระแสสงู สดุ ท่ีซีเนอร์ไดโอดจะทนได้ ดงั การทดลองที่ 7
27
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
เอกสารประกอบการเรียน_วิชางานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search