chapter 1 · 2019-04-02 · สถำนะ (ที่อุณหภูมิห้อง)...
TRANSCRIPT
CS121 Digital Logic and Smart Device
Chapter 1
Basic of Electronic circuit
By Dr. Paween Khoenkaw
Computer Science MJU
1
2
- กระแส (Current)- แรงดน (Voltage)- ความตานทาน (Resistance)- ก าลงงาน (Power)
- วงจร (Circuit)
องคประกอบส ำคญของวงจรอเลกทรอนกส
3
กระแสไฟฟำคออะไร ?
4
กระแสไฟฟำ
โครงสรางอะตอม version ลาสด
โครงสรางอะตอม version ของ Bohr
+
-
5
กระแสไฟฟำ
6
กระแสไฟฟำ
สมบตทำงกำยภำพ สำรประกอบโคเวเลนต
สถำนะ (ทอณหภมหอง) ของแขง, ของเหลว, แกส
กำรน ำไฟฟำ โดยปกตไมม
จดเดอดและจดหลอมเหลว มหลำยคำ โดยทวไปจะต ำกวำสำรประกอบไอออนก
กำรละลำยในน ำ มหลำยคำ โดยทวไปจะต ำกวำสำรประกอบไอออนก
กำรน ำควำมรอน โดยทวไปต ำ
พนธะโคเวเลนต
ไมมอเลกตรอนอสระ
7
กระแสไฟฟำ
พนธะโลหะ
มอเลกตรอนอสระ
มความส าคญตอคณสมบตทางฟสกสหลายอยางของโลหะ เชน•ความแขงแรง•ตแผเปนแผนได(malleability)
•ดงเปนเสนได (ductility)
•น าความรอนไดด•น าไฟฟาไดดและน าไดทกทศทาง•เนอเปนเงา (luster)
8
กระแสไฟฟำ
9
กระแสไฟฟำ
ความเรวของอเลกตรอน(ไมคดความถ)𝜗 =
4𝜋
𝜎𝑐𝜇0เมตร: วนำท
𝜇0= the permeability of free space = 4π x 10−7 H/m.
𝜎𝑐 = conductivity of annealed copper = 5.96 x 107 S/m
𝜗 = 0.41 เมตร: วนำท = 1.47 กม: ชม
10
กระแสไฟฟำ
𝜗 = 0.41 เมตร: วนำท = 1.47 กม: ชม
11
กระแสไฟฟำ
𝜀
เนองจากอะตอมอยใกลกนมาก อเลกตรอนจงไมเคยเคลอนท แตสงทเคลอนทคอพลงงานพลงงานเคลอนทเรวเกอบเทาความเรวแสง
12
กระแสไฟฟำ
--
-
-- --
--
+
++
+
+
+++
+
+
ฉนวน
โหลด
13
กระแสไฟฟำ
อเลกตรอนจ านวน 6.24x1018 เคลอนทผานต าแหนงหนงในเวลา 1 วนาทเรยกวากระแสไฟฟา 1 Ampere
หรอ I ขนาด 1 Aอเลกตรอนจ านวน 6.24x1018 เลขเยอะเรยกยากหลงจากนไปจะเรยกคานวา
1 คลอมบ (coulomb)1A คอใน 1 วนาทมประจอเลกตรอนไหลผาน 1 คลอมบ =1 คลอมบ/วนาท4A คอใน 1วนาทมประจอเลกตรอนไหลผาน 4 คลอมบ=4 คลอมบ/วนาท
14
กระแสไฟฟำPrefix Representations
Name Symbol Base 1000 Base 10 Value
yotta Y 10008 1024 1000000000000000000000000
zetta Z 10007 1021 1000000000000000000000
exa E 10006 1018 1000000000000000000
peta P 10005 1015 1000000000000000
tera T 10004 1012 1000000000000
giga G 10003 109 1000000000
mega M 10002 106 1000000
kilo k 10001 103 1000
10000 100 1
milli m 1000−1 10−3 0.001
micro μ 1000−2 10−6 0.000001
nano n 1000−3 10−9 0.000000001
pico p 1000−4 10−12 0.000000000001
femto f 1000−5 10−15 0.000000000000001
atto a 1000−6 10−18 0.000000000000000001
zepto z 1000−7 10−21 0.000000000000000000001
yocto y 1000−8 10−24 0.000000000000000000000001
SI Prefix
15
กระแสไฟฟำ
10100= googol10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000
10googol= googolplex
16
กระแสไฟฟำ
1𝜇𝐴 10𝑚𝐴
50𝑚𝐴 1𝐴
3𝐴 15𝐴
17
กระแสไฟฟำ
10,000𝐴
18
กระแสไฟฟำ
ครบวงจร มกระแสไหลเรยกวาวงจรปด (closed circuit)
ไมครบวงจร ไมมกระแสไหลเรยกวาวงจรเปด(open circuit)
วงจร Circuit
19
กระแสไฟฟำ
เปดสวทช (switch on)ครบวงจร มกระแสไหล
เรยกวาวงจรปด
ปดสวทช (switch off)ไมครบวงจร ไมมกระแสไหล
เรยกวาวงจรเปด
หามงง หามสบสน
20
กระแสไฟฟำ
Schematic drawing
21
กระแสไฟฟำ
Conventional Current Flow
Actual Electron Flow
จะก าหนดใหกระแสไหลแบบไหนกได แตตองเปนแบบเดยวกนหมดตลอดการค านวณทงสองวธจะใหค าตอบคาเทากน ตางกนเพยงเครองหมาย (+, -)
เพอปองกนการสบสน วชานจะก าหนดใหกระแสไหลในรปแบบนตลอดทงเทอม !
22
แรงดนไฟฟำ
--
-
-- --
--
+
++
+
+
+++
+
+
ฉนวน
โหลดมนมพลงงานลกลบดนอเลกตรอนใหเคลอนท !
23
แรงดนไฟฟำ
--
-
-- --
--
+
++
+
+
+++
+
+
ฉนวน
มพลงงานลกลบ เพราะวา....
ถงไมเชอมวงจร พลงงานนกยงอยในแบตเตอร
24
แรงดนไฟฟำ
--
-
-- --
--
+
++
+
+
+++
+
+
ฉนวน
พลงงำนศกย (องกฤษ: Potential energy) คอ พลงงำนทมในวตถเนองดวยต ำแหนงในสนำมแรง หรอมในระบบน นเนองดวยกำรก ำหนดคำในสวนน น[1][2] ชนดของพลงงำนศกยทพบไดบอยคอ พลงงำนศกยโนมถวงของวตถทข นอยกบมวลและต ำแหนงแนวดง พลงงำนศกยยดหยน ของสปรงทยดหยน และพลงงำนศกยไฟฟำของประจในสนำมไฟฟำ หนวยเอสไอของพลงงำนน คอ จล (สญลกษณคอ J)
พลงงำน(energy) = ควำมสำมำรถในกำรท ำงำน เชน ยำยของ ท ำน ำใหเดอด
Potential = ทอำจเกดข น (แปลวำยงไมเกดข นในตอนน น)
พลงงำนศกย = ควำมสำมำรถทจะท ำใหเกดงำนpotential to do work
หรอแปลใหมไดวา
25
แรงดนไฟฟำ
--
-
-- --
--
+
++
+
+
+++
+
+
ฉนวน
แบตเตอรกอนน ไมสรำงงำนอะไรแตมนมควำมสำมำรถทจะท ำใหเกดงำนข นไดมนจงมพลงงำนศกด (potential energy)หนวยของพลงงำนน คอ จล (J)
26
แรงดนไฟฟำ
--
-
-- --
--
+
++
+
+
+++
+
+
ฉนวน
พลงงานศกย
1J
Heater
เกดเปนพลงงานความรอน 1 จล ตอคบอมบ
จะเรยกพลงงานศกยของวงจรนอยางไร ?
ความแตกตางของพลงงานศกยตอคลอมบระหวาง 2 จด
A
B
หรอเรยกสนๆวาโวลต (Voltage) หนวยเปน Vประจ 1คลอมบ มพลงงาน 2 จล เรยกวา 2 V
27
ควำมตำนทำน
ตวน าไฟฟาในอดมคตอะตอมเรยงเปนระเบยบ นง
ตวน าไฟฟาโดยทวไปอะตอมเรยงไมเปนระเบยบ สนเกดความตานทานไฟฟา
สญเสยเปนความรอน
28
ควำมตำนทำน
ความตานทานต า
ความตานทานสง
ไมมอเลกตรอนอสระ
29
ควำมตำนทำน
ความตานทาน Resistance (R) แปรผนตามตวน าความยาวเพม ความตานทานเพมพนทหนาตดเพม ความตานทานลด
𝑅 = 𝜌𝑙
𝐴หนวยคอ โอหม (𝜴)
𝜌 = คำควำมตำนทำน ( 𝜴:เมตร)𝑙 = ควำมยำว (เมตร)
𝐴 = พ นทหนำตด เมตร𝟐
30
ควำมตำนทำน
กฎของโอหม (Ohm’s law)
𝑉 = 𝐼 × 𝑅
𝑅 =𝑉
𝐼
𝐼 =𝑉
𝑅
สญลกษณของตวตานทานAmerican
สญลกษณของตวตานทานInternational Electrotechnical Commission
31
ควำมตำนทำน
32
ควำมตำนทำน
12V 4kΩ
I
จงหาวามกระแสไหลในวงจรนในปรมาณทาใด
𝐼 =𝑉
𝑅𝐼 =12
4000𝐼 = 0.003𝐴
𝐼 = 3𝑚𝐴
33
ควำมตำนทำน
24V 4Ω
3A
กำรตอหลอดไฟแบบน ถกตองหรอไม
𝐼 =𝑉
𝑅𝐼 =24
4𝐼 = 6𝐴
34
ควำมตำนทำน
9V
R
50mA
จงหาคา R ทเหมาะสมส าหรบวงจรน
𝑅 =𝑉
𝐼𝑅 =9
0.05𝑅 = 180Ω
35
ควำมตำนทำน
จงหาคา R ทเหมาะสมส าหรบวงจรน
𝑅 =𝑉
𝐼𝑅 =6.2
0.05𝑅 = 124Ω
9V
R
2.8V, 50mA2.8V
9 - 2.8= 6.2V
36
ตวตำนทำน
กำรอำนคำควำมตำนทำนของตวตำนทำน
Wire-Wound Carbon & Metal Film Surface-mount device(SMD)
37
ตวตำนทำน
Wire-Wound
คาความตานทานจะพมพเปนตวเลขอยบนตวตานทาน
38
ตวตำนทำน
Carbon & Metal Film
ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
39
ตวตำนทำน
ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
มวง ด า แดง ทอง7 0 x100 5%
7000= 7kΩ ±5%
40
ตวตำนทำน
ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
น าตาล ด า ด า ทอง1 0 x1 5%
10Ω ±5%
41
ตวตำนทำน
ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
น าตาล ด า ด า แดง น าตาล1 0 0 x100 1%
10000=10kΩ ±1%
42
ตวตำนทำน
ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
น าตาล ด า ด า ทอง น าตาล1 0 0 x0.1 1%
10Ω ±1%
43
ตวตำนทำน
ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
น าตาล ด า ด า เงน น าตาล1 0 0 x0.01 1%
1Ω ±1%
44
กำรวดคำทำงไฟฟำกำรวดคำกระแส (I) ใช แอมปมเตอร
กำรวดคำแรงดน (V) ใช โวลตมเตอร
กำรวดคำควำมตำนทำน (R) ใช โอหมมเตอร
45
กำรวดคำทำงไฟฟำกำรวดคำกระแส (I) ใช แอมปมเตอร
ตออนกรมในต ำแหนงทตองกำรทรำบคำกระแส
50Ω12V
I=?
A
50Ω12V
46
กำรวดคำทำงไฟฟำกำรวดคำแรงดน (V) ใช โวลตมเตอร
ตอครอม(ขนำน)ในต ำแหนงทตองกำรทรำบคำแรงดน
50Ω12V
V=?
V50Ω12V
47
กำรวดคำทำงไฟฟำกำรวดควำมตำนทำน (R) ใช โอหมมเตอร
ตอครอม(ขนำน)ในต ำแหนงทตองกำรทรำบคำควำมตำนทำนตองถอดอปกรณออกมำจำกวงจรกอน
R=?
Ω
48
กำรวดคำทำงไฟฟำกระแส แรงดน และควำมตำนทำน สำมำรถใชมลตมเตอรวดไดแตตองต งโหมดกำรวดใหถก และตอมเตอรกบวงจรใหถกตอง
49
ก ำลงงำน
1C
9J
1C
12J
4C
1J
12C
1J
วงจรไหนเกดงำนมำกทสด ?
50
ก ำลงงำน
1C
9J
1C
12J
พลงงำนทมำกบประจ 1 คลอมบ = โวลต (V)จ ำนวนประจ 1 คลอมบทวงผำนใน 1 วนำท = แอมป (I)
𝑃 = 𝑉 × 𝐼ก ำลงงำนทเกดข น P จงเทำกบ
ก าลงงาน (power) คออตราการใชพลงงานในหนงวนาท
51
ก ำลงงำน
𝑃 = 𝑉 × 𝐼ก ำลงงำนทเกดข น P จงเทำกบ
2C
12J
2A
12V
หนวยของก ำลงงำนทค ำนวณดวยสมกำรน คอวตต (Watt)
จากนไปเราจะไมยงกบหนวย จล และ คลอมบแตจะใช Volt , Amp ,Watt เทานน
เพราะค านวณงาย
52
ก ำลงงำน
𝑃 = 𝑉 × 𝐼 𝑉 =𝑃
𝐼
𝐼 =𝑃
𝑉
𝑃 =𝑉2
𝑅𝑃 = 𝐼2𝑅
53
ก ำลงงำน
9V50mA
หลอดไฟหลอดน ใชพลงงำนเทำใด
𝑃 = 𝑉 × 𝐼
𝑃 = 9 × 0.05
𝑃 = 0.45𝑊 = 450𝑚𝑊
หลอดไฟจะใหพลงงานแสงและความรอนออกมา 0.45J
54
ก ำลงงำน
จะเกดพลงงำนทตวตำนทำนเทำใด
หลอดไฟจะใหพลงงานแสงและความรอนออกมา 0.45J
50Ω12V
𝑃 =𝑉2
𝑅
𝑃 =122
50= 2.88W
55
ก ำลงงำน
หลอดจะสวำงเตมก ำลงไดกชวโมง8Ah = จายกระแส 8 Amp ไดตอเนองนาน 1 ชวโมงP=VI=12 x 8 = 96Watt
𝒕 =𝑷แบตเตอร𝑷หลอด
=𝟗𝟔
𝟏𝟎= 𝟗. 𝟔 ชวโมง
56
ก ำลงงำน
ลองสงเกตด 𝐼 =𝑃
𝑉ทก ำลงเทำกนหำกใช แรงดนสงจะใชกระแสต ำ
กระแสต ำ ใชสำยไฟเสนเลกกระแสสง ใชสำยไฟเสนใหญ
12V 220V
57
ก ำลงงำน
220V
R
2.8V, 50mA
จงหำคำ R ส ำหรบวงจรน
VR=220-2.8 = 217.2VR=V / I = 217.2/0.05 =4344= 4.344kohm
เกดพลงงำนทหลอดไฟเทำไหร ?
P= V I = 2.8 x 0.05 = 0.14W =140mWเกดพลงงำนทตวตำนทำนเทำไหร ?
P= V I = 217.2 x 0.05 = 10.86W
58
ก ำลงงำน
220V
R
2.8V, 50mA
140mW บนหลอดไฟ หำยไปไหน ?
กลำยเปนควำมรอน เรยกคำน วำ Power Dispersionหรอ Power Rating
กลำยเปนแสงสวำง
10.86W บนตวตำนทำน หำยไปไหน ?
¼ Watt Power Dispersion
59
ก ำลงงำน
60
ตวตำนทำนปรบคำได
61
ตวตำนทำนปรบคำได
A B
C
VR 100kΩ100kΩ
𝑅𝐴𝐵 = 100𝑘Ω
𝑅𝐵𝐴 = 100𝑘Ω
62
ตวตำนทำนปรบคำได
A B
C
VR 100kΩ100kΩ
𝑅𝐴𝐵 = 100𝑘Ω
𝑅𝐵𝐴 = 100𝑘Ω
𝑅𝐴𝐶 = 0Ω
𝑅𝐵𝐶 = 100𝑘Ω
63
ตวตำนทำนปรบคำได
A B
C
VR 100kΩ100kΩ
𝑅𝐴𝐵 = 100𝑘Ω
𝑅𝐵𝐴 = 100𝑘Ω
𝑅𝐴𝐶 = 50Ω
𝑅𝐵𝐶 = 50𝑘Ω
64
ตวตำนทำนปรบคำได
A B
C
VR 100kΩ100kΩ
𝑅𝐴𝐵 = 100𝑘Ω
𝑅𝐵𝐴 = 100𝑘Ω
𝑅𝐴𝐶 = 1000Ω
𝑅𝐵𝐶 = 0𝑘Ω
65
ตวตำนทำนปรบคำได
A B
C
VR 100kΩ100kΩ
A
BC A
B
CA
BC
66
ตวตำนทำนปรบคำได
A B
CB-Law มความสมพนธของความตานทานเปนเชงเสนเรยกสนๆวา ตวตานทานปรบคาไดแบบ B (type B)
67
ตวตำนทำนปรบคำได
A B
CA-Law มความสมพนธของความตานทานเปนลอการทมเรยกสนๆวา ตวตานทานปรบคาไดแบบ A (type A)
วชานจะไมใชตวตานทานปรบคาไดชนดนหนาตาจะคลายกน ดใหดๆ อยาเลอกผด!
68
ตวตำนทำนปรบคำไดตวตานทานปรบคาได มชอเรยกตามการใชงาน
ใชจ ากดแรงดน (V) ไมเนนใหกระแสไหลผานตวมนมากเรยกวา โพเทนชโอมเตอร (potentiometer)
ใชจ ากดกระแส (I) กระแสไหลผานตวมนมากเรยกวา รโอสแตต (rheostat)
69
ตวตำนทำนปรบคำตำมสงแวดลอม
Thermistor : ความตานทานเปลยนตามความรอน
70
ตวตำนทำนปรบคำตำมสงแวดลอม
Varister : ความตานทานเปลยนตาม 𝝏𝒗
𝝏𝒕
71
ตวตำนทำนปรบคำตำมสงแวดลอม
Light Dependent Resistors: ความตานทานเปลยนตามความเขมแสง
72
วงจรขนำนและวงจรอนกรม
73
วงจรขนำนและวงจรอนกรมกฎของ เคอรชอฟฟ (Kirchhoff's circuit laws)
1.กฎกระแสไฟฟำของเคอรชอฟฟ กลำววำ “ กระแสไฟฟำทไหลเขำจดใดจดหนงใน วงจรไฟฟำจะเทำกบกระแสไฟฟำทไหลออกจำกจดน น”(Kirchhoff’s Current Law, KCL)
2.กฎแรงดนไฟฟำของเคอรชอฟฟ กลำววำ “ ผลบวกของแรงดนไฟฟำทจำยใหในวงจรไฟฟำปดจะมคำเทำกบผลบวกของแรงดนไฟฟำตกครอมควำมตำนทำนในวงจรไฟฟำปดน น” (Kirchhoff’s Voltage Law, KVL)
74
วงจรขนำนและวงจรอนกรมกฎของ เคอรชอฟฟ (Kirchhoff's circuit laws)
กฎกระแสไฟฟำของเคอรชอฟฟ กลำววำ “ กระแสไฟฟำทไหลเขำจดใดจดหนงใน วงจรไฟฟำจะเทำกบกระแสไฟฟำทไหลออกจำกจดน น”(Kirchhoff’s Current Law, KCL)
75
วงจรขนำนและวงจรอนกรมกฎของ เคอรชอฟฟ (Kirchhoff's circuit laws)
กฎแรงดนไฟฟำของเคอรชอฟฟ กลำววำ “ ผลบวกของแรงดนไฟฟำทจำยใหในวงจรไฟฟำปดจะมคำเทำกบผลบวกของแรงดนไฟฟำตกครอมควำมตำนทำนในวงจรไฟฟำปดน น” (Kirchhoff’s Voltage Law, KVL)
V – Vr =0
76
วงจรขนำน Parallel Circuit
V1 R1 R2 R3 R4
V ครอม R ทกตวเทำกนหมด คอ V1
I4I1 I2 I3It
It IBIA
IBIA
It=I1+I2+I3+I4 Ia=I2+I3+I4Ib=I3+I4 It=I1+Ia
ใช KCL
77
วงจรขนำน Parallel Circuit
จงหำคำกระแสทกตว
I4I1 I2 I3It
It IBIA
IBIA
𝐼1 =𝑉𝑅1𝑅1=24
100= 0.24𝐴
24V 100Ω 220Ω 1kΩ 500Ω
𝐼2 =𝑉𝑅2𝑅2=24
220= 0.1𝐴
𝐼3 =𝑉𝑅3𝑅3=24
1000= 0.024𝐴 𝐼4 =
𝑉𝑅4𝑅4=24
500= 0.048𝐴
𝐼𝑡 = 0.24 + 0.1 + 0.024 + 0.048 = 0.412𝐴
78
วงจรขนำน Parallel Circuit
จงหำคำกระแสทกตว
I4I1 I2 I3It
It IBIA
IBIA
𝐼1 =𝑉𝑅1𝑅1=24
100= 0.24𝐴
24V 100Ω 220Ω 1kΩ 500Ω
𝐼2 =𝑉𝑅2𝑅2=24
220= 0.1𝐴
𝐼3 =𝑉𝑅3𝑅3=24
1000= 0.024𝐴 𝐼4 =
𝑉𝑅4𝑅4=24
500= 0.048𝐴
𝐼𝑎 = 0.1 + 0.024 + 0.048 = 0.172𝐴
79
วงจรขนำน Parallel Circuit
จงหำคำกระแสทกตว
I4I1 I2 I3It
It IBIA
IBIA
𝐼1 =𝑉𝑅1𝑅1=24
100= 0.24𝐴
24V 100Ω 220Ω 1kΩ 500Ω
𝐼2 =𝑉𝑅2𝑅2=24
220= 0.1𝐴
𝐼3 =𝑉𝑅3𝑅3=24
1000= 0.024𝐴 𝐼4 =
𝑉𝑅4𝑅4=24
500= 0.048𝐴
𝐼𝑏 = 0.024 + 0.048 = 0.072𝐴
80
วงจรขนำน Parallel Circuit
กำรรวมคำตวตำนทำนในวงจรขนำน
V1 R1 R2 R3 R4Rt
1
𝑅𝑡=
𝑘=1
𝑛1
𝑅𝑘1
𝑅𝑡=1
𝑅1+1
𝑅2+1
𝑅3+⋯+
1
𝑅𝑛
81
วงจรขนำน Parallel Circuit
1
𝑅𝑡=1
𝑅1+1
𝑅2+1
𝑅3+1
𝑅4
24V 100Ω 220Ω 1kΩ 500Ω
1
𝑅𝑡=1
100+1
220+1
1000+1
500= 0.0175
𝑅𝑡 =1
0.0175= 56.9Ω
82
วงจรขนำน Parallel Circuit
24V 100Ω 220Ω 1kΩ 500Ω
56.9Ω24V𝐼𝑡 =𝑉
𝑅=24
56.9= 0.421𝐴
83
วงจรอนรม Series Circuit
V1
R1 R2 R3 R4
I
V1
R1 R2 R3 R4
V1
จะหา I ไดอยางไร ?
84
วงจรอนรม Series CircuitR
R1R2
R3
R4
R5
R1+R2+R3+R4+R5
85
วงจรอนรม Series Circuit
V1
R1 R2 R3 R4
RtV1 𝑅𝑡 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + 𝑅4
I
I
𝐼 =𝑉1
𝑅𝑡
86
วงจรอนรม Series Circuit
24V
20Ω 100Ω 64Ω 100Ω
จงหาคาแรงดนตกครอมตวตานทานทกตว
VR1 VR2 VR3 VR4
V1
I
ถำหำคำ I ได วงจรน จะค ำนวณงำยมำก
87
วงจรอนรม Series Circuit
24V
20Ω 100Ω 64Ω 100Ω
รวมคาความตานทานเพอหากระแส
RtV1
Rt=20+100+64+100=284Ω
I=V1/Rt=24/284=0.084=84mA
88
วงจรอนรม Series Circuit
24V
20Ω 100Ω 64Ω 100Ω
I=84mA
VR1 VR2 VR3 VR4
VR1=I x R=0.084x20= 1.68 VVR2=I x R=0.084x100= 8.4 VVR3=I x R=0.084x64= 5.376 VVR4=I x R=0.084x100= 8.4 VVR1+VR2+VR3+VR4=1.68+8.4+5.376+8.4=23.856
ค าตอบไมเทากบ 24V เพราะมการปดเลขหลายรอบแตคาจะใกลเคยงมาก
89
วงจรผสม
V1
R1 R3
R2
จงหาคาแรงดนตกครอมตวตานทานทกตว
VR1 VR2
VR3
90
วงจรผสม
V1
R1 R3
R2
ก าหนดกระแสไหลวนในวงจร จนตนาการเอาเอง ไหลทางไหนกได แตตองครบลป และเปนแบบเดยวกนนยมใหวนจากขว + ไปยงขว -และผานตวตานทานทกตว
I1 I2
91
วงจรผสม
จาก KVL ผลรวมของแรงดนในวงจรจะเทากบ 0 เสมอ
VR1 + VR2 +VR3 =V1 แต แรงดนตกครอมตวตานทานเกดจากกระแสมากกวา 1ตว
วธค านวณนนไมยาก เพราะเปนระบบเชงเสน ดงนนแกไดดวยพชคณตเชงเสน
I1R1+ I1R2 – I2R2 -V1=0 I1(R1+R2) + I2R2 =V1 -------(1)I2R2 - I1R2 + I2R3 =0I1R2 + I2(R2+R3) =0 -------(2)
I1= ?I2= ?
V1
R1 R3
R2I1 I2
92
วงจรผสม
12V
20Ω 60Ω
5Ω
20I1+5I1-5I2-12=025I1 -5I2 =12 ---(1)
5I2-5I1+60I2=0-5I1+65I2=0 ---(2)
I1 I2
แกสมการ หา I1 และ I2
93
วงจรผสม25I1 -5I2 =12 ---(1) -5I1+65I2=0 ---(2)
จาก(2)-5I1 = -65I2
I1 = 13I2แทนใน (1)
25(13I2) – 5I2 =12325I2 -5I2=12
I2=0.0375 Aแทนใน (2)
-5I1+65(0.0375)=0 I1=0.487 A
94
วงจรผสม
12V
20Ω 60Ω
5Ω0.487 0.0375
VR1= 0.487 x 20= 9.74 V
VR1 VR2
VR3
VR2= 0.0375 x 60= 2.25 V
VR3= (0.487-0.0375) x 5= 2.224 V
ตรวจทานค าตอบ VR1+VR2 = 9.74 + 2.25 = 11.99
95
วงจรผสม
I1I2
(20+5)I1 – 5I2 =525I1 – 5I2 = 5 –(1)
(60+5)I2 – 5I1 =3.365I2 – 5I1 = 3.3 –(2)
5V
20Ω 60Ω
5Ω3.3V
แกสมการหากระแสใหครบ
96
วงจรผสม
I1
I3
(20+5)I1 – 5I2 =525I1 – 5I2 = 5 –(1)
(60+5)I2 – 5I1 =3.365I2 – 5I1 = 3.3 –(2)
แกสมการหากระแสใหครบ
5V
20Ω 60Ω
5Ω3.3V
220Ω
I2
220I3 =3.3 –(3)
97
ลดวงจรลดวงจร (Shot circuit)ค ำกรยำ(ไฟฟา) ลกษณะทวงจรไฟฟาซงมกระแสไฟฟาไหลผาน มตวน าซงมความตานทานต ากวาความตานทานของวงจรไฟฟานนมากมาแตะพาด เปนเหตใหมกระแสไฟฟาปรมาณมากไหลผานตวน าทมาแตะพาดนน ท าใหเกดความรอนสงมากจนเกดไฟไหมได, ภาษาปาก เรยกวา ไฟชอรต
ลดวงจร = วงจรลด
ตอนค ำนวณจะมองวำ กำรลดวงจร คอกำรใสตวตำนทำน 0Ω ลงไปในวงจร
98
ลดวงจร
5V
20Ω 60Ω
5Ω 220Ω
5V
20Ω
99
ลดวงจร
5V
20Ω 60Ω
5Ω 220Ω
5V
20Ω
5Ω 220Ω
100
ลดวงจร
5V
20Ω 60Ω
5Ω 220Ω
5V
0Ω
101
กรำวด
กราวด (Ground) คอต าแหนงอางองทมคา 0 Volt นยมใชขว – ของแบตเตอร เปนจด 0 Volt
102
กรำวด
5V
20Ω
5Ω 220Ω
5V
20Ω
5Ω 220Ω
20Ω
5Ω 220Ω
5 V
วงจรเดยวกนอาจเขยนไดหลายแบบ
103
กำรบำน 1ใหท าการออกแบบวธการตอสวตชไฟแบบ 3 ทางจ านวน 2 ตวเพอเปดปดไฟจ านวน 1 หลอด โดยก าหนดให
สวตชทง 2 ตวสามารถใชเปดและปดหลอดไฟไดเหมอนกน
A B C
AB
C
ใหเขยน Schematic ของวงจรลงบนกระดาษ A4 จ านวน 1 หนา ในแนวนอนดวยดนสอ 2B ลายเสนคมชด
คพ 121 ตรรกศาสตรเชงดจทลและอปกรณอจฉรยะ
การบานท: เขยนโดย:
วนท: / / รหสนกศกษา: กลม: หนา: /
ก าหนดใหวาง TITLE BLOCK ลงบนมมลางขวาของกระดาษโดยมรปแบบดงน