circuits วงจรแบงแรงดันไฟฟา¸«น่วยที่-6... · 6.3...

DC

Electrical

Circuits

เอกสารประกอบการเรยนการสอนวชาวงจรไฟฟากระแสตรง (2104-2002)หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556

หนวยท 6 วงจรแบงแรงดนไฟฟา

(Voltage divider circuit)

นายสรยนต รกพวก

แผนกวชาชางไฟฟากาลง วทยาลยเทคนคฉะเชงเทรา

สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษากระทรวงศกษาธการ

เอกสารประกอบการเรยนการสอน วชาวงจรไฟฟากระแสตรง

รหสวชา 2104-2002

หนวยท 6 วงจรแบงแรงดนไฟฟา

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ประเภทวชาชางอตสาหกรรม

โดย

สรยนต รกพวก

แผนกวชาชางไฟฟากาลง วทยาลยเทคนคฉะเชงเทรา สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา

กระทรวงศกษาธการ

ก

คานา

การจดการเรยนการสอนวชาวงจรไฟฟากระแสตรง เพอใหนกเรยนมความรความเขาใจเกยวกบเนอหาตางๆ ตามหลกสตรประกาศนยบตรวชาชพพทธศกราช 2556 ของคณะกรรมการการอาชวศกษามงเนนการพฒนานอกเหนอความรจากเนอหาแลวยงตองการพฒนา ทกษะการปฏบตงาน ดงนนจงไดเรยบเรยงเอกสารประกอบการเรยนการสอนขนมาเพอเตรยมความพรอมในการจดกจกรรมการเรยนการสอนทเปนสาระสาคญเหมาะสมทงดานปรมาณและคณภาพรวมกบสอการสอนททนสมยเพอใชในการเรยนการสอนและพฒนาความสามารถของผเรยนโดยมการวเคราะหคาอธบายรายวชาแบงเนอหาออกเปน 15 หนวยการเรยนร โดยแตละหนวยมการจดทา ใบเนอหา แบบฝกหด แบบทดสอบพรอมใบงานภาคปฏบต ทาการวดผลและประเมนผลการเรยนใหเปนไปตามจดประสงคของการเรยนการสอน หนวยการเรยนรของเอกสารประกอบการเรยนการสอนฉบบนประกอบดวย

หนวยท 1 ความรพนฐานเกยวกบวงจรไฟฟา หนวยท 2 กฎของโอหม กาลงงานและพลงงาน

หนวยท 3 วงจรไฟฟาแบบอนกรม หนวยท 4 วงจรไฟฟาแบบขนาน หนวยท 5 วงจรไฟฟาแบบผสม

หนวยท 6 วงจรแบงแรงดนไฟฟา หนวยท 7 วงจรแบงกระแสไฟฟา

หนวยท 8 การแปลงการตอตวตานทานแบบวาย-เดลตา หนวยท 9 วงจรบรดจ หนวยท 10 วธกระแสเมช หนวยท 11 วธแรงดนโนด หนวยท 12 ทฤษฎการวางซอน หนวยท 13 ทฤษฎเทเวนน หนวยท 14 ทฤษฎนอรตน หนวยท 15 ทฤษฎการถายโอนกาลงไฟฟาสงสด

สาหรบความสาเรจในการจดเรยบเรยงเอกสารประกอบการเรยนการสอนวชาวงจรไฟฟากระแสตรงนนสวนหนงไดรบคาแนะนามาจากผเชยวชาญหลายทาน หากผทไดใชเอกสารฉบบนพบขอบกพรองผดพลาดหรอมขอเสนอแนะ ผจดทายนดนอมรบและจะนาไปปรบปรงแกไขใหสมบรณตอไป จงขอขอบคณมา ณ โอกาสน

สรยนต รกพวก

ข

สารบญ

หนา คานา ก สารบญ ข สารบญรปภาพ ค หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ง คาชแจงการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอนหนวยท 6 จ แบบทดสอบกอนเรยน 1 ใบเนอหา 6 6.1 วงจรแบงแรงดนไฟฟา 7 6.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด 7 6.3 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด 14 6.4 การออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟา 23 สรป 27 ใบแบบฝกหด 28 ใบประเมนผลแบบฝกหด 31 ใบงานท 6 32 ใบประเมนผลใบงานท 6 41 เกณฑการประเมนผลใบงานท 6 42 แบบทดสอบหลงเรยน 44 ใบประเมนผลคณธรรม จรยธรรม 50 เอกสารอางอง 51 ภาคผนวก 52

เฉลยแบบฝกหด 53 เฉลยใบงานท 6 59 เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน – หลงเรยน 64

ใบสรปการประเมนผล 65 สอ Power Point 67

ค

สารบญรปภาพ

รปท หนา 6.1 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด 8 6.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดตามตวอยางท 6.1 9 6.3 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดตามตวอยางท 6.2 11 6.4 ระบบสายสงไฟฟากระแสตรงแรงดนสงตามตวอยางท 6.3 13 6.5 วงจรแบงแรงดนไฟฟา 14 6.6 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดตามตวอยางท 6.4 15 6.7 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดตามตวอยางท 6.5 17 6.8 วงจรไฟฟาตามตวอยางท 6.6 20 6.9 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด 24 6.10 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดตามตวอยางท 6.7 25 6.11 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 1 28 6.12 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 2 29 6.13 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 3 29 6.14 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 4 30

ง

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556

รหส 2104-2002 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง ระดบชน ปวช. สาขาวชาชางไฟฟากาลง ทฤษฎ 1 ชวโมง ปฏบต 3 ชวโมง 2 หนวยกต เวลาเรยนรวม 72 ชวโมง จดประสงครายวชา

1. เพอให ร เขาใจกฎและทฤษฎวงจรไฟฟากระแสตรงพนฐาน 2. เพอใหมทกษะตอ การวดประลอง และคานวณหาคาตางๆ ในวงจรไฟฟากระแสตรง 3. เพอใหมเจตคตทดตออาชพ มกจนสยในการคนควาเพมเตม และการทางานดวยความ

รอบคอบและปลอดภย มาตรฐานรายวชา

1. แสดงความรเกยวกบการหาคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟากระแสตรง 2. ปฏบตการตอวงจร วด และทดสอบคาตาง ๆ ในวงจรไฟฟากระแสตรง

คาอธบายรายวชา ศกษาและปฏบตเกยวกบกฎของโอหม กฎของเคอรชอฟฟ กาลงไฟฟา เซลลไฟฟา วงจร

ความตานทานแบบอนกรม วงจรแบงแรงดนไฟฟา วงจรความตานทานแบบขนาน วงจรแบงกระแสไฟฟา การแปลงวงจรความตานทานสตาร-เดลตา วงจรบรดจ ดเทอรมแนนต การวเคราะหวงจรเครอขาย โดยใชกฎของเคอรชอฟฟ เมชเคอเรนต โนดโวลเตจ ทฤษฎการวางซอน เทเวนน นอรตน และการสงถายกาลงไฟฟาสงสด

จ

คาชแจงการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน การใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน วชาวงจรไฟฟากระแสตรง รหสวชา 2104-2002 หนวยท 6 เรองวงจรแบงแรงดนไฟฟา ใชเวลาในการทากจกรรมการเรยนการสอน 240 นาท (4 ชวโมง) เพอใหกจกรรมการเรยนการสอน เกดประสทธผลของการเรยนร ครควรปฏบตตามขอแนะนาตางๆ ในการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน ดงตอไปน

1. ศกษาเอกสารประกอบการเรยนการสอนและสอการสอนเพอเตรยมการสอน 2. ชแจงการใชเอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 6 เรองวงจรแบงแรงดนไฟฟา เกณฑการประเมนผลในการรวมกจกรรมการเรยนการสอนและระเบยบตางๆ ใชเวลา 5 นาท

3. ใหผเรยนทาแบบทดสอบกอนเรยน ใชเวลาในการทาแบบทดสอบ 20 นาท 4. สอนทฤษฎตามจดประสงคการเรยนการสอนประจาหนวยท 6 ดวยสอ Power Point

ในเอกสารประกอบการเรยนการสอน ใชเวลาในการสอนทฤษฎ 60 นาท 5. สรปสาระการเรยนรประจาหนวยท 6 เรองวงจรแบงแรงดนไฟฟา ความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟา วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด และการออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟาใชเวลา 5 นาท 6. ใหผเรยนทาแบบฝกหด ใชเวลา 40 นาท 7. สอนภาคปฏบตตามจดประสงคการเรยนการสอนประจาหนวยท 6 ใหผเรยนทาการทดลองใบงานท 6 ใชเวลา 55 นาท

8. ใหผเรยนทาแบบทดสอบหลงเรยน ใชเวลาในการทาแบบทดสอบ 20 นาท 9. เฉลยแบบฝกหด ใบงานท 6 แบบทดสอบกอนเรยน ใชเวลา 20 นาท 10. เกบรวบรวม แบบฝกหด แบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน บนทกคะแนนลงในแบบ

วดผลประเมนผลหนวยท 6 โดยใชเวลา 5 นาท 11. สรปผลการประเมนผล พรอมชแนะเพอปรบปรงแกไข และใหผเรยนเตรยมความพรอม

ในการเรยนหนวยท 7 เรองวงจรแบงกระแสไฟฟา ใหผเรยนเกบเครองมอ อปกรณทใชในการทดลองใบงาน ทาความสะอาดหองเรยน สารวจเครองแตงกาย กอนออกจากหองเรยนโดยใชเวลา 10 นาท

ในการจดกจกรรมการเรยนการสอนทเปนภาคทฤษฎและปฏบต บทบาทสาคญของครตองสงเกตพฤตกรรมของผเรยน เพอแกไขปญหาตางๆ ทเกดขนระหวางดาเนนกจกรรมการเรยนการสอน เพอใหผเรยนเกดการเรยนรและมทกษะ เกดการเชอมโยงความรจากทฤษฎสภาคปฏบตความสมพนธของเนอหาภาพรวมทงหมดทเรยนสามารถขยายความรในการนาไปประยกตใชงานจรงได

แบบทดสอบกอนเรยน

รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 8 หนวยท 6 : วงจรแบงแรงดนไฟฟา

1

คาชแจง 1. จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว 2. แบบทดสอบมจานวน 10 ขอ ใชเวลาทาแบบทดสอบ 20 นาท ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1. วงจรแบงแรงดนไฟฟาคออะไร ก. วงจรทมการแบงแรงดนไฟฟา ใชหลกการของวงจรไฟฟาแบบผสม ข. วงจรทมการแบงแรงดนไฟฟา ใชหลกการของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ค. วงจรทมการแบงแรงดนไฟฟา ใชหลกการของวงจรไฟฟาแบบขนาน ง. ขอ ก และ ข ถก 2. ขอใดกลาวถงความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดถกตองทสด ก. วงจรไฟฟาแบบอนกรม โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวรวมกนจะเทากบ แรงดนไฟฟาทแหลงจาย ข. วงจรไฟฟาแบบอนกรม โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวมคาเทากบ แรงดนไฟฟาทแหลงจาย ค. วงจรไฟฟาแบบอนกรม โดยกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวรวมกนจะเทากบ กระแสไฟฟาทแหลงจาย ง. วงจรไฟฟาแบบอนกรม โดยกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวจะเทากบ กระแสไฟฟาทแหลงจาย จากวงจรไฟฟาในรปท 1 ใชตอบคาถามขอท 2-3

R1 = 8 Ω

R2 = 4 Ω

V1+

-

V2+

-

E = 10 V

+

-

V3+

-

R3 = 2 Ω

รปท 1 สาหรบตอบคาถามขอท 3-4



2

3. จากรปท 1 แรงดนไฟฟาตกครอม R1 คอขอใด

ก. ERRR

RV ×

++=

321

11

ข. ERRR

RV ×

=

321

11

ค. ER

RRRV ×

++=

1

3211

ง. ER

RRRV ×

=

1

3211

4. จากรปท 1 แรงดนไฟฟาตกครอม R3 มคาเทาไร ก. 10 V ข. 8 V ค. 5.02 V ง. 1.43 V 5. ขอใดกลาวถงความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดไดถกตอง ก. วงจรไฟฟาแบบขนานทมการนาโหลดมาตออนกรมกบตวตานทานในวงจร ข. วงจรไฟฟาแบบอนกรมทมการนาโหลดมาตอขนานกบตวตานทานในวงจร ค. วงจรไฟฟาแบบอนกรมทมการนาโหลดมาตออนกรมกบตวตานทานในวงจร ง. วงจรไฟฟาแบบขนานทมการนาโหลดมาตอขนานกบตวตานทานในวงจร

จากวงจรไฟฟาในรปท 2 ใชตอบคาถามขอท 6-7

R1 = 6 Ω

R2 = 4 Ω

V1+

-

V2+

-

E = 10 V

+

-

VOUT

+

-

RL




3

6. จากรปท 2 แรงดนเอาตพตขณะทไมมโหลด (ยงไมไดตอ RL) มคาเทาไร ก. V10== EVOUT

ข. V67.6106

4

1

2 =×=×

= E

R

RVOUT

ค. V61010

6

21

1 =×=×

+= E

RR

RVOUT

ง. V41010

4

21

2 =×=×

+= E

RR

RVOUT

7. จากรปท 2 สมการแรงดนเอาตพตขณะทมโหลด (ตอ RL) คอขอใด

ก. ERR

RV

L

LOUT ×

+=

1

ข. ERR

RV

L

LOUT ×

+=

2

ค. ER

RRV L

OUT ×

=

2

2 //

ง. ( )

ERRR

RRV

L

LOUT ×

+=

//

//

21

2

8. จากรปท 2 ถา RL= 6 Ω แรงดนเอาตพตขณะทมโหลด (ตอ RL) มคาเทาไร

ก. V51066

6=×

+OUTV

ข. V86.2104.26

4.2=×

+=OUTV

ค. V25104

10=×=OUTV

ง. V61064

6=×

+=OUTV



4


R1

+

-

R2

IT

VL

+

-

IL

Ib

M

E = 12 V

3 V0.25 A

V1+

-

V2+

-


9. จากรปท 3 คาตอบใดถกตอง ก. V 3 ,A 05.0 2 == VIb

ข. V 6 ,A 05.0 2 == VIb

ค. V 3 ,A 05.0 2 == VIb

ง. V 6 ,A 05.0 2 == VIb

10. จากรปท 3 คา R2 มคาเทาไร ก. Ω= 1202R

ข. Ω= 602R

ค. Ω= 3.02R

ง. Ω= 15.02R

Lb IIให ของ%20=



5

กระดาษคาตอบแบบทดสอบกอนเรยน

คาสง จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว ลงในชองของ กระดาษคาตอบ

ชอ – สกล ......................................................... เลขท ........ ชน ..........................

สรปผล เตม 10

คะแนนเกบ 10 คะแนนได เกณฑการประเมน ทาแบบทดสอบได 9 – 10 คะแนน ระดบคณภาพ ดมาก ทาแบบทดสอบได 7 – 8 คะแนน ระดบคณภาพ ด ทาแบบทดสอบได 5 – 6 คะแนน ระดบคณภาพ พอใช ทาแบบทดสอบได 0 – 4 คะแนน ระดบคณภาพ ปรบปรง

ขอ ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ใบเนอหา

รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 8 หนวยท 6 : วงจรแบงแรงดนไฟฟา จานวน 4 ชวโมง

6

สาระสาคญ

วงจรไฟฟาสวนใหญจะมตวตานทานทตออนกรมกน ตวตานทานทตออนกรมกนจะแบงแรงดนไฟฟาจากแหลงจายไฟฟา โดยแรงดนไฟฟาจะตกครอมตวตานทานมากหรอนอยขนอยกบคาความตานทาน สวนตวตานทานทตอขนานกนจะมแรงดนไฟฟาตกครอมเทากน การศกษาวงจรแบงแรงดนไฟฟาจะไดสตรทชวยใหการคานวณหาแรงดนไฟฟาในวงจรไฟฟาไดสะดวก และรวดเรวยงขน

จดประสงคการเรยนการสอน จดประสงคทวไป

เพอใหนกเรยนมความร และเขาใจลกษณะของวงจรแบงแรงดนไฟฟา การคานวณหาคาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานจากสตรแบงแรงดนไฟฟา การออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟา

จดประสงคเชงพฤตกรรม

1. บอกความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาได 2. บอกความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดได 3. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดได 4. บอกความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดได 5. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดได 6. ออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟาได

คณธรรม จรยธรรม 1. คณลกษณะอนพงประสงค

1.1 ความรบผดชอบ 1.2 ความมวนย 1.3 การตรงตอเวลา 1.4 ความมมนษยสมพนธ 1.5 ความรและทกษะวชาชพ

1.6 ความสนใจใฝหาความร 2. การบรณาการปรชญาของเศรษฐกจพอเพยง 2.1 ศกษาขอมลอยางเปนระบบ



7

2.2 ทาตามลาดบขน 2.3 ประหยด เรยบงาย ไดประโยชนสงสด 2.4 การมสวนรวม

สาระการเรยนร

6.1 วงจรแบงแรงดนไฟฟา 6.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด 6.3 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด 6.4 การออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟา

เนอหาสาระ

จากทไดศกษาเกยวกบลกษณะความรพนฐานและกฎตางทเกยวของกบวงจรไฟฟามาแลวนน ในหนวยนจะกลาวถงลกษณะของวงจรแบงแรงดนไฟฟา การคานวณหาคาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานจากสตรแบงแรงดนไฟฟา การออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟา มหวขอดงน

6.1 วงจรแบงแรงดนไฟฟา วงจรแบงแรงดนไฟฟา หมายถง วงจรทมการแบงแรงดนไฟฟา ใชหลกการของวงจรไฟฟาแบบอนกรม หากวงจรไฟฟาอนตองการใชแรงดน สามารถนามาตอขนานกบตวตานทานทมแรงดนตามทตองการ การแบงแรงดนไฟฟามทมาจากกฎแรงดนไฟฟาเคอรชอฟฟทกลาวไววา ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรปดใด ๆ มคาเทากบศนย เมอพฒนามาเปนกฎการแบงแรงดน (Voltage Divider Rule: VDR) ขณะทยงไมตอโหลดไดวา แรงดนตกครอมตวตานทานใด ๆ ในวงจรอนกรมจะเทากบอตราสวนของคาความตานทานนนตอความตานทานรวม คณดวยแรงดนไฟฟาทจายใหวงจรนน วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบงได 2 แบบ คอ วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด และวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด

6.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด คอ วงจรไฟฟาแบบอนกรม โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวรวมกนจะเทากบแรงดนไฟฟาทแหลงจาย และตวตานทานทมคามากทสดจะมแรงดนไฟฟาตกครอมมากทสดดวย จะเรยกแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานใด ๆ วา VX เมอ X คอ ตวตานทานตวท 1, 2 หรอตวทเหลออนและใชกฎของโอหมหาคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานใด ๆ จะไดวา VX = I X RX



8

E+

-

R1 R2 RX

V1+

-

V2+

-

VX+

-

I

รปท 6.1 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด

จากวงจรในรปท 6.1 หาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานไดดงน

จากกฎของโอหม T

TR

EI = แทนคา I ในสมการ VX = I X RX

จะได XT

X RR

EV ×

=

เขยนสาการ VX ใหม จะได

ER

RV

T

XX ×

= เมอ XT RRRR .....21 ++=

ดงนน ER

RV

T

×

= 1

1 (6-1)

ER

RV

T

×

= 2

2 (6-2)

ER

RV

T

×

= 3

3 (6-3)

หากในวงจรมตวตานทานตออนกรมมากกวาน ใหใชหลกการเดยวกนในการหาคาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน



9

ตวอยางท 6.1 จากวงจรแบงแรงดนไฟฟาในรปท 6.2 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน ก. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว (V1 , V2 , V3) ข. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R2 รวมกบ R3 (V23) ค. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R1 รวมกบ R2 และรวมกบ R3 (V123)

R1 = 10 Ω

R2 = 20 Ω

V1+

-

V2+

-

E = 10 V

+

-

V3+-

R3 = 30 Ω

IT

V123

V23

รปท 6.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดตามตวอยางท 6.1

วธทา ก. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว (V1 , V2 , V3)

V1.67

V1060

10

60

302010

1

11

321

=

×

=

×

=

=

++=

++=

Ω

Ω

Ω

ΩΩΩ

V

ER

RV

RRRR

T

T

∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R1 = 1.67 โวลต



10

ER

RV

T

×

= 2

2

V3.33

V1060

20

2 =

×

=

Ω

Ω

V


ER

RV

T

×

= 3

3

V5

V1060

30

3 =

×

=

Ω

Ω

V

∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R3 = 5 โวลต ข. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R2 รวมกบ R3 (V23)

V8.33

V5V3.33

23

3223

=

+=

+=

V

VVV

∴ แรงดนไฟฟา V23 = 8.33 โวลต

ค. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R1 รวมกบ R2 และรวมกบ R3 (V123)

V10

V5V3.33V1.67

123

321123

=

++=

++=

V

VVVV

∴ แรงดนไฟฟา V123 = 10 โวลต



11

ตวอยางท 6.2 จากวงจรแบงแรงดนไฟฟาในรปท 6.3 จงหาความตานทาน R1 และ R3

+

-

R1 R2 =10 Ω R3

V1+

-

V2 = 5 V

+

-

V3+

-

IT

V4 = 8 V

E = 20 V

รปท 6.3 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดตามตวอยางท 6.2 วธทา เนองจากตวตานทานตอกนแบบอนกรม กระแสไฟฟารวมเทากบกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว ดงนน

A5.0

10

V52

2

=

=

=

Ω

R

VIT

Ω=

=

=

40

A5.0

V20T

TI

ER

241 VVV −=



12

V3

V5V8

=

−=

จากสมการ (6-1) ER

RV

T

×

= 1

1

ดงนน

Ω

Ω

=

×

=

×

=

6

40V20

V3

1

11

R

RE

VR T

∴ ความตานทาน R1 = 6 โอหม

43 VEV −=

V12

V8V20

=

−=

จากสมการ (6-3) ER

RV

T

×

= 3

3

ดงนน

Ω

Ω

=

×

=

×

=

24

40V20

V12

3

33

R

RE

VR T




13

ตวอยางท 6.3 จากวงจรระบบสายสงไฟฟากระแสตรงแรงดนสงแสดงในรปท 6.4 กาหนดใหสายสงมคาความตานทาน 0.04125 โอหม ตอ กโลเมตร สายสงมความยาว 400 กโลเมตร ทปลายสายสงตออยกบโหลด ทมคาความตานทาน 183.5 โอหม จงหาแรงดนไฟฟาทโหลดและกาลงสญเสยทเกดขนในสายสงไฟฟา

400 kV Load

2 kA

ความตานทานสายสง 0.04125 Ω/km

สายสงยาว 400 km

ก) ระบบสายสงไฟฟากระแสตรงแรงดนสง ข) สญลกษณของรป ก.

รปท 6.4 ระบบสายสงไฟฟากระแสตรงแรงดนสงตามตวอยางท 6.3 วธทา

Ω

Ω

=

×=

16.5

km40004125.0lineR

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

200

183.516.5loadlineT RRR

kV367

kV400200

5.183

=

×

=

×

=

Ω

Ω

load

T

loadload

V

ER

RV

∴ แรงดนไฟฟาทโหลด = 367 กโลโวลต

Rline = 16.5 Ω

E = 400 kV+

-

Vload

Rload = 183.5 Ω

I = 2 kA +

-



14

กาลงไฟฟาในระบบสายสงไฟฟากระแสตรงแรงดนสงไดจาก

MW800

200kA)2( 2

2

=

×=

=

Ω

TT RIP

กาลงไฟฟาทโหลด

MW734

183.5kA)2( 2

2

=

×=

=

Ω

loadload RIP

กาลงสญเสยทเกดขนในสายสงไฟฟา

MW66

MW734MW800

=

−=

−= loadTline PPP

6.3 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด คอ วงจรไฟฟาแบบอนกรมทมการนาโหลดมาตอขนานกบตว

ตานทานในวงจร โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมโหลดจะเทากบแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานทไดตอโหลดขนานเขาไป

R1

R2

V1+

-

V2+

-

E+

-

VOUT

+

-

R1

R2

V1+

-

V2+

-

E+

-

VOUT

+

-

RL

(ก) ขณะไมมโหลด (ข) ขณะมโหลด

รปท 6.5 วงจรแบงแรงดนไฟฟา



15

การหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานทาไดดงน จากวงจรในรปท 6.5 จะเหนวา R2 ตอขนานกบ RL แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานทงสองจะม

คาเทากน ในการคานวณจงตองรวมความตานทานเขาดวยกน จากนนจงใชหลกการคานวณเชนเดยวกบวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด

L

LTLT

RR

RRRRRR

+==

2

2121 หรอ//

11 TT RRR +=

ER

RVV

T

TOUT ×

== 1

2 (6-4)

ER

RV

T

×

= 1

1 (6-5)

หรอ 21 VEV −= (6-6)

ตวอยางท 6.4 จากวงจรแบงแรงดนไฟฟาในรปท 6.6 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตว และกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว

R1 = 8 Ω

R2 = 6 Ω

V1+

-

V2+

-

E = 20 V

+

-

VOUT

+

-

RL = 10 Ω

รปท 6.6 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดตามตวอยางท 6.4 วธทา

L

LTLT

RR

RRRRRR

+==

2

2121 หรอ//



16

Ω

ΩΩ

ΩΩ

=

+

×=

75.3

106

106

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

75.11

75.3811 TT RRR

V38.6

V2075.11

75.3

2

12

=

×

=

×

==

Ω

Ω

V

ER

RVV

T

TOUT

∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R2 และ RL = 6.38 โวลต

ER

RV

T

×

= 1

1

V62.13

V2075.11

8

=

×

=

Ω

Ω

V13.62

V38.6V20

1

21

=

−=

−=

V

VEV


1

11

R

VI =

หรอ



17

A70.1

8

V62.13

1 =

=Ω

I

∴ กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน R1 = 1.70 แอมแปร

2

22

R

VI =

A06.1

6

V38.6

2 =

=Ω

I

∴ กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน R2 = 1.06 แอมแปร

LL

R

VI 2=

mA638หรอA638.0

10

V38.6

=

=Ω

LI

∴ กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน RL = 638 มลลแอมแปร

ตวอยางท 6.5 จากวงจรแบงแรงดนไฟฟาในรปท 6.7 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตว

R1 = 10 Ω

R2 = 20 Ω

V1+

-

V2+

-E = 20 V+

-

V3+

-

R3 = 30 Ω

IT

VL1+

-

RL1 = 30 Ω RL2 = 10 Ω VL2+

-

IL2

IL1

รปท 6.7 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดตามตวอยางท 6.5



18

วธทา

Ω

ΩΩ

Ω

ΩΩ

ΩΩ

Ω

ΩΩ

Ω

ΩΩ

ΩΩ

=

+=

+=

=

+

×=

+=

=

+=

+=

=

+

×=

+==

78.17

78.710

78.7

1035

1035

35

1520

15

3030

3030

หรอ//

31

22

223

122

13

131131

T

TT

LT

LTT

TT

L

LTLT

R

RRR

RR

RRR

RRR

RR

RRRRRR

แรงดนไฟฟาทตกครอม R1 และ RT3 เปนการแบงแรงดนไฟฟาจากแหลงจาย จะได

ER

RV

T

×

= 1

1

V25.11

V2078.17

10

1 =

×

=

Ω

Ω

V




19

V8.75

V25.11V20

2

12

=

−=

−=

L

L

V

VEV

∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน RL2 = 8.75 โวลต แรงดนไฟฟาทตกครอม R2 และ RT1 เปนการแบงแรงดนไฟฟาจาก VL2 จะได

V5

V75.835

20

2

22

22

=

×

=

×

=

Ω

Ω

V

VR

RV L

T

∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R2 = 5 โวลต

V3.75

V5V75.8

1

2231

=

−=

−==

L

LL

V

VVVV

∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R3 หรอ RL1 = 3.75 โวลต ตวอยางท 6.6 จากวงจรไฟฟาในรปท 6.8 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตว และกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว



20

+

-

E = 20 V

R1 = 6 Ω

R2 = 8 Ω R3 = 4 Ω

R4 =12 Ω

R5 = 6 Ω R6 = 4 Ω R7 = 2 Ω

IT IB

IA

IC

A B

VAB+

-

รปท 6.8 วงจรไฟฟาตามตวอยางท 6.6 วธทา

Ω

ΩΩΩ

=

++=

++=

12

2467651 RRRRT

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

12

48322 RRRT

Ω

Ω

Ω

=

=

=

4

3

12

3n

RRT

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

10

4631 TT RRR

(RT1, RT2 และ R2 = 12 Ω ตอวงจรแบบขนาน)



21

V12

V2010

6

1

11

=

×

=

×

=

Ω

Ω

V

ER

RV

T


V8

V2010

4

3

=

×

=

×

=

Ω

Ω

AB

T

TAB

V

ER

RV

∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R4 (VAB) = 8 โวลต

แรงดนไฟฟาทตกครอม R2 และ R3 เปนการแบงแรงดนไฟฟาจาก VAB จะได

ABT

VR

RV ×

=

2

22

V33.5

V812

8

=

×

=

Ω

Ω


V812

4

2

33

×

=

×

=

Ω

Ω

ABT

VR

RV



22

V67.23 =V


แรงดนไฟฟาทตกครอม R5, R6 และ R7 เปนการแบงแรงดนไฟฟาจาก VAB จะได

V4

V812

6

5

1

55

=

×

=

×

=

Ω

Ω

V

VR

RV AB

T


ABT

VR

RV ×

=

1

66

V812

4×

=

Ω

Ω

V67.26 =V


V33.1

V812

2

7

1

77

=

×

=

×

=

Ω

Ω

V

VR

RV AB

T


1

11

R

VI =



23

A2

6

V12

1 =

=Ω

I

∴ กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน R1 = 2 แอมแปร

2T

ABA

R

VI =

A67.0

12

V8

=

=Ω

AI

∴ กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน R2 และ R3 (IA) = 0.67 แอมแปร

4R

VI ABB =

A67.0

12

V8

=

=Ω

BI

∴ กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน R4 (IB) = 0.67 แอมแปร

2T

ABC

R

VI =

A67.0

12

V8

=

=Ω

CI

∴ กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน R5, R6 และ R7 (IC) = 0.67 แอมแปร

6.4 การออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟา ในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานจะเปนการแบงแรงดนไฟฟา ไปตกครอมทตวตานทานแตละตวทตออนกรมกน โดยตวตานทานทมคามากแรงดนไฟฟาจะ ตกครอมมาก หากตวตานทานมคาเทากน แรงดนไฟฟาจะตกครอมเทากนดวย แตเมอตอโหลดขนานเขากบ



24

ตวตานทานตวใดตวหนง แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานตวนนจะลดลง ทาใหโหลดไดรบแรงดนไฟฟา ตกครอมไมเทาทตองการ โหลดจงทางานไดไมเตมท อกทงโหลดยงไปดงกระแสไฟฟาอกดวย ในการออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟา ตองกาหนดแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทงหมดทโหลดกอน จากนนจงกาหนดกระแสบลดเดอร (Bleeder Current : Ib ) หรอกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานทขนานกบโหลด โดยมคาประมาณ 10-20% ของกระแสไฟฟารวมของโหลดทงหมด

R1

E+

-

R2

IT

VL+

-

RL

IL

Ib

รปท 6.9 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด

จากวงจรในรปท 6.9 มวธการออกแบบดงน กาหนดกระแสบลดเดอร (Ib) เทากบ 10-20 % ของกระแสไฟฟาของโหลด จะได

Lb II ของ%2010 −= (6-7)

หากระแสไฟฟารวม จะได

LbT III += (6-8)

เนองจาก R2 ขนานกบ RL ดงนนแรงดนไฟฟาทตกครอมจงเทากน

LVV =2 (6-9)

หาแรงดนไฟฟาตกครอม R1 จะได

LVEV −=1 (6-10)



25

หาคา R1 และ R2

TI

VR 11 = (6-11)

b

L

I

VR =2 (6-12)

ตวอยางท 6.7 จากวงจรในรปท 6.10 ถาตองการนามอเตอรไฟฟากระแสตรงไปตอกบแหลงจายแรงดนไฟฟาขนาด 12 โวลต จงออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟาเพอใหมอเตอรสามารถนาไปตอกบวงจรได

R1

+

-

R2

IT

VL+

-

IL

Ib

M

E=12 V

6 V0.25 A

V1+

-

V2+

-

* Lb II ของ%20=

รปท 6.10 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดตามตวอยางท 6.7

วธทา จากรปกระแสโหลด A25.0=LI

กาหนดกระแสบลดเดอร (Ib) เทากบ 20 % ของกระแสไฟฟาของโหลด

A0.05

A25.0100

20

ของ%20

=

×=

= Lb II



26

A0.3

A25.0A05.0

=

+=

+= LbT III

เนองจากมอเตอรขนานกบ R2 ดงนนแรงดนไฟฟาทตกครอมจงเทากน

V62 == LVV


V6

V6V121

=

−=

−= LVEV


Ω=

=

=

20

A3.0

V6

11

TI

VR

Ω=

=

=

120

A05.0

V6

2b

L

I

VR

ดงนน R1 ทใชในวงจรมขนาด 20 โอหม และ R2 มขนาด 120 โอหม จงสามารถนามอเตอรมาตอใชงานในวงจรได



27

สรป วงจรแบงแรงดนไฟฟาม 2 แบบ คอวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดกคอวงจรไฟฟาแบบอนกรม และวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวจะมากหรอนอยขนอยกบคาความตานทาน หากตวตานทานมคามาก แรงดนไฟฟาทตกครอมตวมนจะมากดวย หาไดจาก TXX RERV /)(= ในสวนวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด แรงดนไฟฟาทตกครอม ตวตานทานท

ขนานกบโหลดจะเทากบแรงดนไฟฟาทตกครอมทโหลดดวย การคานวณหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวหรอทตกครอมโหลด ใชหลกการเดยวกน

กบวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด แตตองพจารณาวงจรทละสวน การออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด ตองทราบคาแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทโหลดกอน จากนนจงกาหนดกระแส บลดเดอร หรอกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานทขนานกบโหลด โดยมคาประมาณ 10-20% ของกระแสรวมของโหลดทงหมด แลวจงคานวณหาคาความตานทานของตวตานทานแตละตว

ใบแบบฝกหด

รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 6

หนวยท 5 : วงจรไฟฟาแบบผสม จานวน 4 ชวโมง

28

คาสง จงตอบคาถามและแสดงวธทาใหสมบรณถกตอง (40 นาท) ตอนท 1 จงตอบคาถามตอไปนใหถกตองและสมบรณ 1. จงอธบายความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟา (5 คะแนน) ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... 2. วงจรแบงแรงดนไฟฟามพนฐานจากวงจรอะไร (5 คะแนน) .................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ตอนท 2 จงแสดงวธทา 1. จากวงจรไฟฟาในรปท 6.11 จงจงอธบายปรากฏการณการแบงแรงดนไฟฟาและอธบายวาวงจรไฟฟานนาไปใชงานไดจรงหรอไม (10 คะแนน)

รปท 6.11 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 1

3 V/3 W 3 V/3 W 3 V/3 W 3 V/3 W




29

2. จากวงจรแบงแรงดนไฟฟาในรปท 6.12 จงคานวณหาคาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน แตละตว (10 คะแนน)

+

-

V1+

-

V2+

-

V3+

-

R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω R3 = 100 Ω

E = 20 V


3. จากวงจรแบงแรงดนไฟฟาในรปท 6.13 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน VL1 , VL2 และ VL3

(10 คะแนน)

R1 = 20 Ω

R2 = 10 Ω

V1+

-

V2+

-E = 30 V+

-

V3+

-

R3 = 20 Ω

IT

VL1+

- RL1 = 20 Ω

RL2 = 20 Ω VL2+

-

IL2

IL1

RL3 = 30 Ω VL3+

-

IL3


4. จากวงจรไฟฟาในรปท 6.14 จงหาคา R1 และ R2 เพอใหมอเตอรไฟฟากระแสตรงขนาด 3 V กระแสขณะทางาน 0.05 A นาไปตอใชงานกบวงจรทมแหลงจายไฟฟาขนาด 12 V ได ถากาหนดใหกระแสบลดเดอร 10% ของกระแสขณะทางานของมอเตอร (IL) (10 คะแนน)




30

R1

+

-

R2

IT

VL+

-

IL

IbE = 12 V3 V

0.05 A


ใบประเมนผลแบบฝกหด


หนวยท 6 : วงจรแบงแรงดนไฟฟา 4 ชวโมง

31

ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………

รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได หมายเหต ตอนท 1

แบบฝกหดขอท 1. 5


ตอนท 2





รวมคะแนน 60

คะแนนจรง 10

ลงชอ………………………………………..…ผประเมน

(..…………................................) ………/…………/……….

ใบงานท 6


4 ชวโมง เรอง วงจรแบงแรงดนไฟฟา

32

คาสง จงตอวงจร วดคาความตานทานไฟฟา คาแรงดนไฟฟา และกระแสไฟฟาในวงจรแบงแรงดนไฟฟา

ใชมลตมเตอร จดประสงคการเรยนการสอน 1. จดประสงคทวไป เพอใหมทกษะและเจตคตทดตอการตอวงจร วด และทดสอบคาในวงจรแบงแรงดนไฟฟา

2. จดประสงคเชงพฤตกรรม เมอผเรยนปฏบต เรองวงจรแบงแรงดนไฟฟาจบแลว ผเรยนสามารถ

2.1 ตอวงจรแบงแรงดนไฟฟาไดถกตอง 2.2 วดหาคากระแสไฟฟาและแรงดนไฟฟาในวงจรแบงแรงดนไฟฟาไดถกตอง

2.3 คานวณหาคาความตานทานรวม แรงดนไฟฟาในวงจรแบงแรงดนไฟฟาไดถกตอง 2.4 ทางานรวมกนเปนกลมอยางมกจนสยในการปฏบตงานทดได

3. เจตคต คณธรรม คานยมอนพงประสงค 3.1 ความรบผดชอบ 3.2 ความมวนย 3.3 การตรงตอเวลา 3.4 ความมมนษยสมพนธ 3.5 ความรทกษะและวชาชพ 3.6 ความสนใจใฝหาความร 3.7 ศกษาขอมลอยางเปนระบบ 3.8 ทาตามลาดบขน 3.9 ประหยด เรยบงาย ไดประโยชนสงสด 3.10 การมสวนรวม

เนอหาสาระ 1. วงจรแบงแรงดนไฟฟา วงจรแบงแรงดนไฟฟา หมายถง วงจรทมการแบงแรงดนไฟฟา ใชหลกการของวงจรไฟฟาแบบอนกรม หากวงจรไฟฟาอนตองการใชแรงดน สามารถนามาตอขนานกบตวตานทานทมแรงดนตามทตองการ การแบงแรงดนไฟฟามทมาจากกฎแรงดนไฟฟาเคอรชอฟฟทกลาวไววา ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟา




33

ในวงจรปดใด ๆ มคาเทากบศนย เมอพฒนามาเปนกฎการแบงแรงดน (Voltage Divider Rule:VDR) ขณะทยงไมตอโหลดไดวา แรงดนตกครอมตวตานทานใด ๆ ในวงจรอนกรมจะเทากบอตราสวนของคาความตานทานนนตอความตานทานรวม คณดวยแรงดนไฟฟาทจายใหวงจรนน วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบงได 2 แบบ คอ วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด และวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด

1.1 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด คอ วงจรไฟฟาแบบอนกรม โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวรวมกนจะเทากบแรงดนไฟฟาทแหลงจาย และตวตานทานทมคามากทสดจะมแรงดนไฟฟาตกครอมมากทสดดวย จะเรยกแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานใด ๆ วา VX เมอ X คอ ตวตานทานตวท 1, 2, 3 หรอตวทเหลออนและใชกฎของโอหมหาคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานใด ๆ จะไดวา VX = I X RX

E

+

-

R1 R2 R3

V1+

-

V2+

-

V3+

-

I


จากวงจรในรปท 6.1 หาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานไดดงน

จากกฎของโอหม T

TR

EI = แทนคา I ในสมการ VX = I X RX

จะได XT

X RR

EV ×

=


ER

RV

T

XX ×

=




34

ดงนน ER

RV

T

×

= 1

1 (6-1)

ER

RV

T

×

= 2

2 (6-2)

ER

RV

T

×

= 3

3 (6-3)

1.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด คอ วงจรไฟฟาแบบอนกรมทมการนาโหลดมาตอขนานกบตว

ตานทานในวงจร โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมโหลดจะเทากบแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานทไดตอโหลดขนานเขาไป

R1

R2

V1+

-

V2+

-

E+

-

VOUT

+

-

R1

R2

V1+

-

V2+

-

E+

-

VOUT

+

-

RL

(ก) ขณะไมมโหลด (ข) ขณะมโหลด

รปท 6.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟา

การหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานทาไดดงน จากวงจรในรปท 6.2 จะเหนวา R2 ตอขนานกบ RL แรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานทงสองจะมคา

เทากน ในการคานวณจงตองรวมความตานทานเขาดวยกน จากนนจงใชหลกการคานวณเชนเดยวกบวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด

L

LTLT

RR

RRRRRR

+==

2

2121 หรอ//

11 TT RRR +=




35

ER

RVV

T

TOUT ×

== 1

2 (6-4)

ER

RV

T

×

= 1

1 (6-5)

หรอ 21 VEV −= (6-6)

เครองมอ วสดและอปกรณ 1. มลตมเตอรแบบดจตอล จานวน 1 เครอง 2. แหลงจายไฟฟากระแสตรงปรบคาได 0 – 30 V จานวน 1 เครอง 3. แผงประกอบวงจร จานวน 1 แผง

4. ตวตานทาน 100 Ω ขนาด 1 W จานวน 1 ตว 5. ตวตานทาน 150 Ω ขนาด 1 W จานวน 1 ตว 6. ตวตานทาน 200 Ω ขนาด 1 W จานวน 1 ตว 7. สายตอวงจร จานวน 8 เสน 8. สายปากคบ จานวน 8 เสน

การทดลองท 1 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด

ลาดบขนการทดลอง 1.1 ตอวงจรตามรปท 6.3

R1 = 100 Ω

R2 = 200 Ω R2 Ω

ΩRT

R1

+

-

R1 = 100 Ω

R2 = 200 Ω E = 12 V

+

-

V1 V

V2+

-

E V

ก) วดคาความตานทานแตละตว ข) วดแรงดนครอมตวตานทานและแหลงจายแรงดนไฟฟา

รปท 6.3 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดสาหรบการทดลองท 1

………..Ω

……V




36

1.2 ใชมลตมเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโอหมมเตอร วดคาความตานทานของตว

ตานทานแตละตวตามรปท 6.3 (ก) บนทกคาลงในตารางท 6.1 1.3 ตอวงจรการทดลองตามรปท 6.3 (ข) จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วด

แรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 และ V2 บนทกคาลงในตารางท 6.1

1.4 คานวณคาและบนทกคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน ตามกาหนดในตารางท 6.1

คานวณคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานทไดจากการวด

ER

RV

T

×

= 1

1 ER

RV

T

×

= 2

2

......................................................................

........................................................................

........................................................................

.......................................................................

........................................................................

........................................................................

........................................................................

........................................................................

......................................................................

........................................................................

........................................................................

.......................................................................

.........................................................................

........................................................................

........................................................................

........................................................................

ตารางท 6.1 ตารางบนทกผลการทดลองวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด

ผลการทดลองจาก R1 R2 - หนวย การวด - Ω

ผลการทดลองจาก V1 V2 E หนวย การวด V

การคานวณ - V




37

การทดลองท 2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด

ลาดบขนการทดลอง 2.1 ตอวงจรตามรปท 6.4

R1

R1 = 100 Ω

R2 = 200 Ω RL = 150 Ω

RT1 Ω

Ω

Ω RT VOUT+

-

+

-

+

- VOUT+

-

R1 = 100 Ω

R2 = 200 Ω

12 V

RL = 150 Ω

V1 V

VL V+

-

+

-

E V

(ก) วดคาความตานทานแตละตว (ข) วดแรงดนครอมตวตานทานและแหลงจายแรงดนไฟฟา

รปท 6.4 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดสาหรบการทดลองท 2

2.2 ใชมลตมเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโอหมมเตอร วดคาความตานทานของตวตานทานแตละตวตามรปท 6.4 (ก) บนทกคาลงในตารางท 6.2

2.3 ตอวงจรการทดลองตามรปท 6.4 (ข) จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดแรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 และ VL บนทกคาลงในตารางท 6.2

2.4 คานวณคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน ตามกาหนดในตารางท 6.2 นาคาทได บนทกคาลงในตารางท 6.2

คานวณคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานทไดจากการวด

ER

RV

T

×

= 1

1 ER

RVV

T

TOUTL ×

== 1

......................................................................

........................................................................

........................................................................

......................................................................

........................................................................

........................................................................




38

.......................................................................

........................................................................

........................................................................

........................................................................

........................................................................

.......................................................................

........................................................................

........................................................................

........................................................................

........................................................................

ตารางท 6.2 ตารางบนทกผลการทดลองวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด

ผลการทดลองจาก R1 R2 RT1 หนวย การวด Ω

ผลการทดลองจาก V1 VL E หนวย การวด V

การคานวณ - V

ขอควรระวง 1. การใชมลตมเตอรแบบดจตอลวดกระแสไฟฟาและแรงดนไฟฟา ตองใชยานวดใหถกตองและเหมาะสมกบคาทตองการวด

2. การใชมลตมเตอรแบบดจตอลวดแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟา ตองตอสายใหถกขว มฉะนน มลตมเตอรแบบดจตอลอาจเสยหาย และจะใหคาทมผลเปนคาลบได

3. ในการวดทกครง ไมควรสมผสกบสวนทเปนโลหะของสายวด เพราะจะทาให คาทวดไดคลาดเคลอนสง 4. ขณะทาการประกอบวงจรหรอเปลยนจดทดลองควรปดแหลงจายไฟฟากระแสตรงทกครงเพอปองกนไฟฟาลดวงจร สรปผลการทดลอง ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………




39

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… คาถามทายการทดลอง

1. ในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด ตามรปท 6.3 (ข) จะพสจนคาของ V1 และ V2 ไดจากสมการใด และจะพสจนไดอยางไรวาคาทไดจากการทดลองถกตอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. ในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด ตามรปท 6.4 (ข) จะพสจนคาของ V1 และ VL ไดจากสมการใด และจะพสจนไดอยางไรวาคาทไดจากการทดลองถกตอง ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. จากรปท 6.5 ใหกระแสทไหลผาน LED เทากบ 50 mA แรงดนตกครอม LED ตวละ 2 V จงหาคาตวตานทานทนามาตออนกรมเพอแบงแรงดนไฟฟา และยงใหวงจรสามารถทางานได

รปท 6.5 วงจรแบงแรงดนไฟฟาคาถามทายการทดลองขอ 3

2 V 2 V

R = ? + - + -




40

ใบตรวจสภาพเครองมอ

ชอ-สกล……………………………………………………………………………ชน ปวช 1. กลม……………เลขท ...............

ขอมลมลตมเตอร ใชทดลอง ไมใชในการทดลอง ยหอ……………………………..รน…….…..……………..

รปภาพดจตอลมลตมเตอร

ตาแหนง รายการ

ตรวจสภาพ

สภาพกอน ใชงาน

สภาพหลง ใชงาน

ด เสย ด เสย 1 สวตชเปดปดเครอง

2 จอแสดงผล

3 ปมลอคคา

4 สวตชเลอกยานวด

5 ขวเสยบสายวด

6 สายวด

สรปการตรวจสภาพมลตมเตอร ใชงานได

ใชงานไมได

ขอมลแหลงจายไฟ DC ใชทดลอง ไมใชในการทดลอง ยหอ……………………………..รน…….…..……………..

รปภาพแหลงจายไฟกระแสตรง (DC)

ตาแหนง รายการ

ตรวจสภาพ

สภาพกอน ใชงาน

สภาพหลง ใชงาน

ด เสย ด เสย 1 จอแสดงผล

2 ชดปมปรบแรงดน

3 ชดปมปรบกระแส

4 สวตชเปดปดเครอง

5 ขว บวก กราวด ลบ

สรปการตรวจสภาพแหลงจายไฟ ใชงานได

ใชงานไมได

2 1

4

5

3

6

1

2

3

4

5

ใบประเมนผลใบงานท 6


คะแนนเตม

65 คะแนน เรอง วงจรแบงแรงดนไฟฟา

41

ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………

รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได หมายเหต

1. การเตรยมเครองมอ วสด อปกรณ 5

2. การทดลองท 1 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด

2.1 วดคาความตานทานของตวตานทาน 5

2.2 วดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว 5

2.3 คานวณคาแรงดนไฟฟา 5

3. การทดลองท 2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด

3.1 วดคาความตานทานของตวตานทาน 5

3.2 วดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว 5

3.3 คานวณคาแรงดนไฟฟา 5

4. สรปผลการทดลอง 10 5. ตอบคาถามทายการทดลอง 15 6. การเกบเครองมอ วสด อปกรณ 5


ลงชอ………………………………………..…ผประเมน

(..…………................................) ………/…………/……….

เกณฑการประเมนผลใบงานท 5


หนวยท 6 : วงจรแบงแรงดนไฟฟา

คะแนนเตม 65 คะแนน เรอง วงจรแบงแรงดนไฟฟา

42

รายการประเมนผล 1. การเตรยมเครองมอ วสด อปกรณ คะแนนเตม 5 คะแนน เตรยมเครองมอ วสด อปกรณ ครบตามทกาหนดให 5 คะแนน ไมครบ ตดคะแนนชนละ 1 คะแนน 2. การทดลองท 1 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด 2.1 ใชมลตมเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโอหมมเตอร วดคาความตานทานของตวตานทานแตละตวตามรปท 6.3 (ก) บนทกคาลงในตารางท 6.1 คะแนนเตม 5 คะแนน ใชมลตมเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโอหมมเตอร วดคาความตานทานของตวตานทานแตละตวตามรปท 6.3 (ก) บนทกคาลงในตารางท 6.1 ถกตองให 5 คะแนน ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 2.5 คะแนน

2.2 ตอวงจรการทดลองตามรปท 6.3 (ข) จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดแรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 และ V2 บนทกคาลงในตารางท 6.1 คะแนนเตม 5 คะแนน

ตอวงจรการทดลองตามรปท 6.3 (ข) จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดแรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 และ V2 บนทกคาลงในตารางท 6.1 ถกตองให 5 คะแนน ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 2 คะแนน

2.3 คานวณคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน ตามกาหนดในตารางท 6.1 นาคาทได บนทกคาลงในตารางท 6.1 คะแนนเตม 5 คะแนน คานวณคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน ตามกาหนดในตารางท 6.1 นาคาทได บนทกคาลงในตารางท 6.1 ถกตองให 5 คะแนน ไมถกตองตดคะแนนจดละ 2 คะแนน 3. การทดลองท 2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด 3.1 ใชมลตมเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโอหมมเตอร วดคาความตานทานของตวตานทานแตละตวตามรปท 6.4 (ก) บนทกคาลงในตารางท 6.2 คะแนนเตม 5 คะแนน ใชมลตมเตอรแบบดจตอล ปรบเลอกการวดใหเปนโอหมมเตอร วดคาความตานทานของตวตานทานแตละตวตามรปท 6.4 (ก) บนทกคาลงในตารางท 6.2 ถกตองให 5 คะแนน 2 ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 2.5 คะแนน

เกณฑการประเมนผลใบงานท 5



คะแนนเตม 65 คะแนน เรอง วงจรแบงแรงดนไฟฟา

43

3.2 ตอวงจรการทดลองตามรปท 6.4 (ข) จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดแรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 และ VL บนทกคาลงในตารางท 6.2 คะแนนเตม 5 คะแนน

ตอวงจรการทดลองตามรปท 6.4 (ข) จายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร โดยปรบให E = 12 V วดแรงดนทแหลงจาย E และวดแรงดนตกครอมตวตานทานแตละตว คอ V1 และ VL บนทกคาลงในตารางท 6.2 ถกตองให 5 คะแนน ไมถกตอง ตดคะแนนจดละ 2 คะแนน

3.3 คานวณคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน ตามกาหนดในตารางท 6.2 นาคาทได บนทกคาลงในตารางท 6.2 คะแนนเตม 5 คะแนน คานวณคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน ตามกาหนดในตารางท 6.2 นาคาทได บนทกคาลงในตารางท 6.2 ถกตองให 5 คะแนน ไมถกตองตดคะแนนจดละ 2 คะแนน 4. สรปผลการทดลอง คะแนนเตม 10 คะแนน สรปผลการทดลองครบทกวตถประสงคเชงพฤตกรรมให 10 คะแนน ไมครบทกวตถประสงคเชงพฤตกรรม ตดคะแนนขอละ 3 คะแนน 5. ตอบคาถามทายการทดลอง คะแนนเตม 15 คะแนน ตอบคาถามทายการทดลองถกทกขอให 15 คะแนน ผด ตดคะแนนขอละ 5 คะแนน 6. การเกบเครองมอ วสด อปกรณ คะแนนเตม 5 คะแนน เกบเครองมอ วสด อปกรณ ครบตามทกาหนดให 5 คะแนน ไมครบ ตดคะแนนชนละ 1 คะแนน

แบบทดสอบหลงเรยน


44

คาชแจง 1. จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว 2. แบบทดสอบมจานวน 10 ขอ ใชเวลาทาแบบทดสอบ 20 นาท ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 1. บอกความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาได

1. วงจรแบงแรงดนไฟฟาหมายถงขอใด ก. วงจรทมการแบงแรงดนไฟฟา ใชหลกการของวงจรไฟฟาแบบผสม ข. วงจรทมการแบงแรงดนไฟฟา ใชหลกการของวงจรไฟฟาแบบขนาน ค. วงจรทมการแบงแรงดนไฟฟา ใชหลกการของวงจรไฟฟาแบบอนกรม ง. ขอ ก และ ข ถก วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 2. บอกความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดได 2. ขอใดกลาวถงความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดถกตองทสด ก. วงจรไฟฟาแบบอนกรม โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวรวมกนจะเทากบ แรงดนไฟฟาทแหลงจาย ข. วงจรไฟฟาแบบอนกรม โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวมคาเทากบ แรงดนไฟฟาทแหลงจาย ค. วงจรไฟฟาแบบอนกรม โดยกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวรวมกนจะเทากบ กระแสไฟฟาทแหลงจาย ง. วงจรไฟฟาแบบอนกรม โดยกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตวจะเทากบ กระแสไฟฟาทแหลงจาย จากวงจรไฟฟาในรปท 1 ใชตอบคาถามขอท 3-4

R1 = 8 Ω

R2 = 4 Ω

V1+

-

V2+

-

E = 10 V

+

-

V3+

-

R3 = 2 Ω




45

วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 3. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดได 3. จากรปท 1 แรงดนไฟฟาตกครอม R2 คอขอใด

ก. ER

RRRV ×

=

2

3212

ข. ERRR

RV ×

=

321

22

ค. ER

RRRV ×

++=

2

3212

ง. ERRR

RV ×

++=

321

22

วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 3. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดได 4. จากรปท 1 แรงดนไฟฟาตกครอม R3 มคาเทาไร ก. 1.43 V ข. 5.02 V ค. 8 V ง. 10 V วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 4. บอกความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดได

5. ขอใดกลาวถงความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดไดถกตอง ก. วงจรไฟฟาแบบขนานทมการนาโหลดมาตออนกรมกบตวตานทานในวงจร ข. วงจรไฟฟาแบบอนกรมทมการนาโหลดมาตออนกรมกบตวตานทานในวงจร ค. วงจรไฟฟาแบบอนกรมทมการนาโหลดมาตอขนานกบตวตานทานในวงจร ง. วงจรไฟฟาแบบขนานทมการนาโหลดมาตอขนานกบตวตานทานในวงจร



46


R1 = 6 Ω

R2 = 4 Ω

V1+

-

V2+

-

E = 10 V

+

-

VOUT

+

-

RL


วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 5. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดได

6. จากรปท 2 แรงดนเอาตพตขณะทไมมโหลด (ยงไมไดตอ RL) มคาเทาไร ก. V10== EVOUT

ข. V67.6106

4

1

2 =×=×

= E

R

RVOUT

ค. V41010

4

21

2 =×=×

+= E

RR

RVOUT

ง. V61010

6

21

1 =×=×

+= E

RR

RVOUT



47


7. จากรปท 2 สมการแรงดนเอาตพตขณะทมโหลด (ตอ RL) คอขอใด

ก. ERR

RV

L

LOUT ×

+=

1

ข. ER

RRV

T

LOUT ×

=

//2

ค. ER

RRV L

OUT ×

=

2

2 //

ง. ERR

RV

L

LOUT ×

+=

2


8. จากรปท 2 ถา RL= 6 Ω แรงดนเอาตพตขณะทมโหลด (ตอ RL) มคาเทาไร

ก. V51066

6=×

+=OUTV

ข. V61064

6=×

+=OUTV

ค. V25104

10=×=OUTV

ง. V86.2104.8

4.2=×=OUTV


R1

+

-

R2

IT

VL

+

-

IL

Ib

M

E = 12 V

3 V0.25 A

V1+

-

V2+

-


Lb IIให ของ%10=



48

วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 6. ออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟาได 9. จากรปท 3 คาตอบใดถกตอง ก. Ω=== 120 ,V 3 ,A 025.0 22 RVIb

ข. Ω=== 240 ,V 6 ,A 025.0 22 RVIb

ค. Ω=== 075.0 ,V 3 ,A 025.0 22 RVIb

ง. Ω=== 15.0 ,V 6 ,A 025.0 22 RVIb

วตถประสงคเชงพฤตกรรมขอท 6. ออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟาได 10. จากรปท 3 คา R2 มคาเทาไร ก. Ω= 2402R

ข. Ω= 1202R

ค. Ω= 15.02R

ง. Ω= 075.02R



49

กระดาษคาตอบแบบทดสอบหลงเรยน

คาสง จงทาเครองหมายกากบาท (X) เลอกคาตอบทถกตองทสดเพยงขอเดยว ลงในชองของ กระดาษคาตอบ

ชอ – สกล ......................................................... เลขท ........ ชน ..........................

สรปผล เตม 10

คะแนนเกบ 10 คะแนนได เกณฑการประเมน ทาแบบทดสอบได 9 – 10 คะแนน ระดบคณภาพ ดมาก ทาแบบทดสอบได 7 – 8 คะแนน ระดบคณภาพ ด ทาแบบทดสอบได 5 – 6 คะแนน ระดบคณภาพ พอใช ทาแบบทดสอบได 0 – 4 คะแนน ระดบคณภาพ ปรบปรง

ขอ ก ข ค ง 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ใบประเมนผลคณธรรม จรยธรรม



50

ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………

รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได หมายเหต

คณธรรม จรยธรรม 30 1 2 3

1. ความรบผดชอบ : มอปกรณการเรยนครบถวน สงงานครบ 3 2. ความมวนย : ปฏบตตามกฎระเบยบ แตงกายเรยบรอย 3 3. การตรงตอเวลา : เขาเรยนตรงเวลา ทางานสงตามกาหนด 3 4. ความมมนษยสมพนธ : มนาใจชวยเหลอผอน 3 5. ความรทกษะและวชาชพ : ปฏบตงานได 3 6. ความสนใจใฝหาความร : ขยนและสนใจในการเรยน 3 7. ศกษาขอมลอยางเปนระบบ : ทาความเขาใจกอนปฏบต 3 8. ทาตามลาดบขน : ทาตามลาดบขนตอนความสาคญ 3 9. ประหยด เรยบงาย ไดประโยชนสงสด : แกปญหาดวย

ความเรยบงายและประหยด 3

10.การมสวนรวม : มสวนรวมในการทางานกลม 3


หมายเหต การประเมนสามารถทาทละขอหรอหลายขอและทาไดทงขณะกอนหรอระหวาง หรอหลงเรยน เกณฑการประเมน

1 หมายถง ตองปรบปรง 2 หมายถง พอใช 3 หมายถง ด

ลงชอ………………………………………..…ผประเมน

(..…………................................) ………/…………/……….

เอกสารอางอง



51

ธารงศกด หมนกาหรม.. (2556). วงจรไฟฟากระแสตรง. นนทบร: ศนยหนงสอเมองไทย. บรรจง จนทมาศ. (2557). ทฤษฎวงจรไฟฟากระแสตรง. พมพครงท 23. กรงเทพฯ: พมพดการพมพ. บญลา ศกดภทรนนท. (2558). วงจรไฟฟากระแสตรง. นนทบร: ศนยหนงสอเมองไทย. ไมตร วรวฒจรรยากล. (2553). ทฤษฎวงจรไฟฟา เลม 2 (ฉบบปรบปรงใหม). พมพครงท 9. กรงเทพฯ: ส.เอเซยเพรส. วราภรณ ทมชาต. (2556). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: รตนโรจนการพมพ. วโรจน รตนวจารณ. (2557). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: ส.เตมรกการพมพ. ไวพจน ศรธญ และคณศร จนทรโสดา. (2558). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: เอสเคเอส อนเตอร การพมพ ศรศกด นอยไรภม. (2557). วงจรไฟฟากระแสตรง. กรงเทพฯ: ศนยสงเสรมวชาการ. Charles K. Alexander, Matthew N.O. Sadiku. (2004). Fundamentals of Electric

Circuits. Second Edition. Singapore : McGraw-Hill. Meade, Russell. (2005). Foundations of Electronics : Circuits and Devices.

Singapore : Thomson Learning. Thomas L. Floyd.(2003). Principles of Electric Circuits Conventional Current. (7th ed). New Jersey : Prentice-Hall. Tony R. Kuphaldt. Lessons In Electric Circuits, Volume I-DC. [online]. Available from :

http://www.openbookproject.net//electricCircuits/DC/DC.pdf (12 Mar 2016).

ภาคผนวก

เฉลยแบบฝกหด

เฉลยใบงาน

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน – หลงเรยน

ใบสรปการประเมนผล

สอ Power Point

ใบเฉลยแบบฝกหด


หนวยท 6 : วงจรแบงแรงดนไฟฟา จานวน 4 ชวโมง

53

ตอนท 1 จงตอบคาถามตอไปนใหถกตองและสมบรณ

1. จงอธบายความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟา วงจรแบงแรงดนไฟฟา หมายถง วงจรทมการแบงแรงดนไฟฟา ใชหลกการของวงจรไฟฟาแบบอนกรม หากวงจรไฟฟาอนตองการใชแรงดน สามารถนามาตอขนานกบตวตานทานทมแรงดนตามทตองการ การแบงแรงดนไฟฟามทมาจากกฎแรงดนไฟฟาเคอรชอฟฟทกลาวไววา ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรปดใด ๆ มคาเทากบศนย เมอพฒนามาเปนกฎการแบงแรงดน (Voltage Divider Rule : VDR) ขณะทยงไมตอโหลดไดวา แรงดนตกครอมตวตานทานใด ๆ ในวงจรอนกรมจะเทากบอตราสวนของคาความ-ตานทานนนตอความตานทานรวม คณดวยแรงดนไฟฟาทจายใหวงจรนน วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบงได 2 แบบ คอ วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด และวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด

2.วงจรแบงแรงดนไฟฟามพนฐานจากวงจรอะไร วงจรแบงแรงดนไฟฟาเปนวงจรทมการแบงแรงดนไฟฟาใชหลกการของวงจรไฟฟาแบบอนกรม

ตอนท 2 จงแสดงวธทา

1. จากวงจรไฟฟาในรปท 6.11 จงจงอธบายปรากฏการณการแบงแรงดนไฟฟาและอธบายวาวงจรไฟฟานนาไปใชงานไดจรงหรอไม

จากวงจรไฟฟาทใหมานนแหลงจายแรงดนไฟฟา มขนาด 18 V โหลดมทงหมด 4 ตว ซงเปนหลอดไฟทมขนาด 3 V/3 W เทากนทงหมดตอกนเปนวงจรแบบอนกรม ดงนนคาความตานทานของหลอดไฟตองมคาเทากน แรงดนไฟฟาตกครอมโหลดกตองมขนาดเทากนคอ 4.5 V ถานาวงจรนไปใชงานจรงกจะทาใหโหลดทางานเกนกาลงของแตละหลอด จะเกดความรอนมาก สดทายกจะทาใหหลอดขาด อนเนองจากหลอดรบภาระเกนกาลงทกาหนดมา

2. จากวงจรแบงแรงดนไฟฟาในรปท 6.12 จงคานวณหาคาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน แตละตว

+

-

V1+

-

V2+

-

V3+

-

R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω R3 = 100 Ω

E = 20 V





54

วธทา

V0.87

V20115

5

115

100105

11

321

=

×

=

×

=

=

++=

++=

Ω

Ω

Ω

ΩΩΩ

ER

RV

RRRR

T

T


ER

RV

T

×

= 2

2

V1.74

V20115

10

=

×

=

Ω

Ω


ER

RV

T

×

= 3

3

V17.39

V20115

100

=

×

=

Ω

Ω





55

3. จากวงจรแบงแรงดนไฟฟาในรปท 6.13 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน VL1 , VL2 และ VL3

R1 = 20 Ω

R2 = 10 Ω

V1+

-

V2+

-E = 30 V+

-

V3+

-

R3 = 20 Ω

IT

VL1+

- RL1 = 20 Ω

RL2 = 20 Ω VL2+

-

IL2

IL1

RL3 = 30 Ω VL3+

-

IL3

รปท 6.13 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 3 วธทา

Ω

ΩΩ

ΩΩ

=

+

×=

+==

10

2020

2020

หรอ//13

131131

L

LTLT

RR

RRRRRR

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

20

11010122 TT RRR

Ω

ΩΩ

ΩΩ

=

+

×=

+=

10

2020

202022

223

LT

LTT

RR

RRR




56

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

30

1020314 TT RRR

แรงดนไฟฟาทตกครอม R1 และ RT3 เปนการแบงแรงดนไฟฟาจากแหลงจาย จะได

ER

RV

T

×

=

4

11

V20

V3030

20

=

×

=

Ω

Ω


V10

V20V3012

=

−=

−= VEVL

∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน RL2 = 10 โวลต แรงดนไฟฟาทตกครอม R2 และ RT1 เปนการแบงแรงดนไฟฟาจาก VL2 จะได

V5

V1020

10

22

22

=

×

=

×

=

Ω

Ω

LT

VR

RV





57

V5

V5V102231

=

−=

−== VVVV LL

∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R3 หรอ RL1 = 5 โวลต

จากรปตวตานทาน RL3 ตอวงจรขนานอยกบ E

∴ แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน RL3 หรอ VL3 = 30 โวลต 4. จากวงจรไฟฟาในรปท 6.14 จงหาคา R1 และ R2 เพอใหมอเตอรไฟฟากระแสตรงขนาด 3 V กระแสขณะทางาน 0.05 A นาไปตอใชงานกบวงจรทมแหลงจายไฟฟาขนาด 12 V ได ถากาหนดใหกระแสบลดเดอร 10% ของกระแสขณะทางานของมอเตอร (IL)

R1

+

-

R2

IT

VL+

-

IL

IbE = 12 V3 V

0.05 A

รปท 6.14 แบบฝกหดตอนท 2 ขอ 4 วธทา จากรปกระแสโหลด A05.0=LI

กาหนดกระแสบลดเดอร (Ib) เทากบ 10 % ของกระแสไฟฟาของโหลด

mA5

A05.0100

10

ของ%10

=

×=

= Lb II




58

mA55

mA50mA5

A05.0mA5

=

+=

+=

+= LbT III

เนองจากมอเตอรขนานกบ R2 ดงนนแรงดนไฟฟาทตกครอมจงเทากน

V32 == LVV


V9

V3V121

=

−=

−= LVEV


Ω=

=

=

63.163

mA55

V9

11

TI

VR

Ω=

=

=

600

mA5

V3

2b

L

I

VR

ดงนน R1 ทใชในวงจรมขนาด 163.63 โอหม และ R2 มขนาด 600 โอหม จงสามารถนามอเตอรมาตอใชงานในวงจรได แตถาจะใชงานจรงตองเลอกคาความตานทานทเปนคามาตรฐานทมการผลตวางขายจรงซง R1 ทใชในวงจรเลอกขนาด 160 โอหม และ R2 มขนาด 620 โอหม

เฉลยใบงานท 6




59

การทดลองท 1 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด

1.4.1 คานวณคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานทไดจากการวด

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

300

20010021 RRRT

V4

V12300

100

11

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ER

RV

T

V8

V12300

200

22

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ER

RV

T

ตารางท 6.1 ตารางบนทกผลการทดลองวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด

ผลการทดลองจาก R1 R2 - หนวย การวด 100 200 - Ω

ผลการทดลองจาก V1 V2 E หนวย การวด 4 8 12 V

การคานวณ 4 8 - V

หมายเหต ผลทไดจากการทดลองควรมคาใกลเคยงกบในตารางอาจมความแตกตางไดเลกนอยขนอยกบความผดพลาดของคาอปกรณและเครองมอทใชในการทดลอง





60

การทดลองท 2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด

2.4.1 คานวณคาแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานทไดจากการวด

L

LTLT

RR

RRRRRR

+==

2

2121 หรอ//

Ω

ΩΩ

ΩΩ

=

+

×=

71.85

150200

150200

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

71.185

71.8510011 TT RRR

ER

RV

T

×

= 1

1

V46.6

V1271.185

100

=

×

=

Ω

Ω

V54.5

V1271.185

71.85

12

=

×

=

×

==

Ω

Ω

ER

RVV

T

TOUT

ตารางท 6.2 ตารางบนทกผลการทดลองวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด

ผลการทดลองจาก R1 R2 RT1 หนวย การวด 100 200 85.71 Ω

ผลการทดลองจาก V1 VL E หนวย การวด 6.46 5.54 12 V

การคานวณ 6.46 5.54 - V

หมายเหต ผลทไดจากการทดลองควรมคาใกลเคยงกบในตารางอาจมความแตกตางไดเลกนอยขนอยกบความผดพลาดของคาอปกรณและเครองมอทใชในการทดลอง





61

สรปผลการทดลอง

วงจรแบงแรงดนไฟฟาม 2 แบบ คอวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดกคอวงจรไฟฟาแบบอนกรม และวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวจะมากหรอนอยขนอยกบคาความตานทาน หากตวตานทานมคามาก แรงดนไฟฟาทตกครอมตวมนจะมากดวย หาไดจาก TXX RERV /)(= ในสวนวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด แรงดนไฟฟาทตกครอม ตวตานทานท

ขนานกบโหลดจะเทากบแรงดนไฟฟาทตกครอมทโหลดดวย การคานวณหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตว-ตานทานแตละตวหรอทตกครอมโหลด ใชหลกการเดยวกนกบวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด แตตองพจารณาวงจรทละสวน

คาถามทายการทดลอง

1. ในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด ตามรปท 6.6 (ข) จะพสจนคาของ V1 และ V2 ไดจากสมการใด และจะพสจนไดอยางไรวาคาทไดจากการทดลองถกตอง

พสจนหาคาของ V1 ไดจากสมการ

V4

V12300

100

11

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ER

RV

T


V8

V12300

200

22

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ER

RV

T





62

พสจนคาของ V1 และ V2 ทไดจากการทดลอง วงจรแบงแรงดนไฟฟาจากในรปท 6.6 (ข) เปนวงจร

อนกรม การแบงแรงดนไฟฟามทมาจากกฎแรงดนไฟฟาเคอรชอฟฟทกลาวไววา ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรปดใด ๆ มคาเทากบศนย ฉะนนจะสามารถเขยนสมการไดดงน

V12V12

V8V4V1221

=

+=

+= VVE

2. ในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด ตามรปท 6.7 (ข) จะพสจนคาของ V1 และ VL ไดจากสมการใด และจะพสจนไดอยางไรวาคาทไดจากการทดลองถกตอง


ER

RV

T

×

= 1

1

V46.6

V1271.185

100

=

×

=

Ω

Ω


V54.5

V1271.185

71.85

12

=

×

=

×

==

Ω

Ω

ER

RVV

T

TOUT

พสจนคาของ V1 และ VL ทไดจากการทดลอง วงจรแบงแรงดนไฟฟาจากในรปท 6.7 (ข) เปนวงจรอนกรม การแบงแรงดนไฟฟามทมาจากกฎแรงดนไฟฟาเคอรชอฟฟทกลาวไววา ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรปดใด ๆ มคาเทากบศนย ฉะนนจะสามารถเขยนสมการไดดงน





63

V12V12

V54.5V46.6V121

=

+=

+= LVVE

3. จากรปท 6.5 ใหกระแสทไหลผาน LED เทากบ 50 mA แรงดนตกครอม LED ตวละ 2 V จงหาคาตวตานทานทนามาตออนกรมเพอแบงแรงดนไฟฟา และยงใหวงจรสามารถทางานได

รปท 6.5 วงจรแบงแรงดนไฟฟาคาถามทายการทดลองขอ 3

วธทา แรงดนตกครอมตวตานทาน (VR)

V5

V2V2V9

V2V2

=

−−=

−−= EVR

คาความตานทาน (R)

Ω=

=

=

100

mA50

V5LED

R

I

VR

2 V 2 V

R = ? + - + -

ใบเฉลยแบบทดสอบกอนเรยน - หลงเรยน

รหสวชา 2104-2002 วชา วงจรไฟฟากระแสตรง หนวยท 6

ชอหนวย วงจรแบงแรงดนไฟฟา จานวน 10 ขอ

64

ขอ เฉลย

1 ค

2 ก

3 ง

4 ก

5 ค

6 ง

7 ข

8 ง

9 ก

10 ข

หลงเรยน กอนเรยน

ขอ เฉลย

1 ข

2 ก

3 ก

4 ง

5 ข

6 ง

7 ง

8 ข

9 ค

10 ข

ใบสรปการประเมนผล รหส 2104-2002 ชอวชา วงจรไฟฟากระแสตรง สปดาหท 8


4 ชวโมง

65

ชอ-สกล……………………………………………………………………………………………………..ชน……………..กลม……………

รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได 1. แบบทดสอบกอนเรยน 10

2. ใบแบบฝกหด 60

3. ใบงาน 65

4. แบบทดสอบหลงเรยน 10

5. คณธรรม จรยธรรม 30


ลงชอ………………………………………..…ผประเมน

(..…………................................) ………/…………/……….

66

สอ Power Point หนวยท 6 วงจรแบงแรงดนไฟฟา

หนวยท 6 สปดาหท 7 ลาดบท 1

วชาวงจรไฟฟากระแสตรง 2104-2002


+

-

R1=100Ω

R2=200Ω E=12 V

+

-

V1 V

V2+

-

E V

หนวยท 6วงจรแบงแรงดนไฟฟา

8 V


จดประสงคการเรยนการสอน

เพอใหนกเรยนมความร และเขาใจลกษณะของวงจรแบงแรงดนไฟฟาการคานวณหาคาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานจากสตรแบงแรงดนไฟฟา การออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟา

จดประสงคทวไป


67 หนวยท 6 สปดาหท 7 ลาดบท 3

จดประสงคเชงพฤตกรรม1. บอกความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาได2. บอกความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดได3. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดได4. บอกความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดได5. คานวณหาคาแรงดนไฟฟาในวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลดได6. ออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟาได

จดประสงคการเรยนการสอน



6.1 วงจรแบงแรงดนไฟฟา6.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด6.3 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด6.4 การออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟา

สาระการเรยนร หนวยท 6



5.1 ความหมายของวงจรแบงแรงดนไฟฟา

วงจรแบงแรงดนไฟฟา หมายถง วงจรทมการแบงแรงดนไฟฟา ใชหลกการของวงจรไฟฟาแบบอนกรม หากวงจรไฟฟาอนตองการใชแรงดน สามารถนามาตอขนานกบตวตานทานทมแรงดนตามทตองการ การแบงแรงดนไฟฟามทมาจากกฎแรงดนไฟฟาเคอรชอฟฟทกลาวไววา ผลรวมทางพชคณตของแรงดนไฟฟาในวงจรปดใด ๆ มคาเทากบศนย พฒนามาเปนกฎการแบงแรงดน (Voltage Divider Rule : VDR) วงจรแบงแรงดนไฟฟา แบงได 2 แบบ คอ 1. วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด 2. วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด



6.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด

วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด คอ วงจรไฟฟาแบบอนกรม โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวรวมกนจะเทากบแรงดนไฟฟาทแหลงจาย และตวตานทานทมคามากทสดจะมแรงดนไฟฟาตกครอมมากทสดดวย จะเรยกแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานใด ๆ วา V

Xเมอ X คอ ตวตานทานตวท 1, 2

E

+

-

R1 R2 RX

V1+

-

V2+

- VX+

-

I




6.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด (ตอ)

E

+

-

R1 R2 RX

V1+

-

V2+

- VX+

-

I


TT

R

EI =

XT

X RR

EV ×

=

ER

RV

T

XX ×

= XT RRRR .....21 ++=

ER

RV

T

×

= 1

1

ER

RV

T

×

= 2

2

ER

RV

T

×

= 3

3

จากวงจรในรปท 6.1 หาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานไดดงนจากกฎของโอหม

แทนคา I ในสมการ VX = I X RX จะได


เมอ

ดงนน (6-1)

(6-2)

(6-3)

หากในวงจรมตวตานทานตออนกรมมากกวาน ใหใชหลกการเดยวกนในการหาคาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน




ตวอยางท 6.1 จากวงจรแบงแรงดนไฟฟาในรปท 6.2 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานก. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว (V1

, V2 , V3)

ข. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R2 รวมกบ R3 (V23)ค. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R1 รวมกบ R2 และรวมกบ R3 (V123)

R1=10Ω

R2=20Ω

V1+

-

V2+

-

E=10V +

-

V3+

-

R3=30Ω

IT

V123

V23

รปท 6.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดามตวอยางท 6.1



6.2 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด (ตอ)ตวอยางท 6.1 จากวงจรแบงแรงดนไฟฟาในรปท 6.2 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน ก. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานแตละตว (V1 , V2 , V3)

R1=10Ω

R2=20Ω

V1+

-

V2+

-

E=10V +

-

V3+

-

R3=30Ω

IT

RT23

V1.67

V1060

10

11

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ER

RV

T

V3.33

V1060

20

22

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ER

RV

T

V5

V1060

30

33

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ER

RV

T

วธทา

Ω

ΩΩΩ

=

++=

++=

60

302010321 RRRRT




ตวอยางท 6.1 จากวงจรแบงแรงดนไฟฟาในรปท 6.2 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทาน

R1=10Ω

R2=20Ω

V1+

-

V2+

-

E=10V +

-

V3+

-

R3=30Ω

IT

RT23

V23

วธทา

V8.33

V5V3.333223

=

+=

+= VVV

V10

V5V3.33V1.67321123

=

++=

++= VVVV

ข. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R2 รวมกบ R3 (V23)

∴ แรงดนไฟฟา V23 = 8.33 โวลต

ค. แรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทาน R1 รวมกบ R2 และรวมกบ R3 (V123)

∴ แรงดนไฟฟา V123 = 10 โวลต

V1.671 =V

V3.332 =V

V53 =V

จากขอ ก.





+

-

R1 R2=10Ω R3

V1+

-

V2=5V+

- V3+

-

IT

V4=8V

E=20Vรปท 6.3 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด

A5.0

10

V52

2

=

=

=

Ω

R

VIT

Ω=

=

=

40

A5.0

V20T

TI

ER

241 VVV −=

V3

V5V8

=

−=

วธทาเนองจากตวตานทานตอกนแบบอนกรม กระแสไฟฟา

รวมเทากบกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว ดงนน





+

-

R1 R2=10Ω R3

V1+

-

V2=5V+

- V3+

-

IT

V4=8V


241 VVV −=

V3

V5V8

=

−=

วธทา (ตอ) ER

RV

T

×

= 1

1

Ω

Ω

=

×

=

×

=

6

40V20

V3

11 TR

E

VR

จากสมการ (6-1)

ดงนน






+

-

R1 R2=10Ω R3

V1+

-

V2=5V+

- V3+

-

IT

V4=8V


วธทา (ตอ)

V12

V8V2043

=

−=

−= VEV

จากสมการ (6-3)

ดงนน

ER

RV

T

×

= 3

3

Ω

Ω

=

×

=

×

=

24

40V20

V12

33 TR

E

VR






400 kV Load

2 kA

ความตานทานสายสง 0.04125 Ω/km

สายสงยาว 400 km

Rline=16.5Ω

E=400kV +

-

Vload Rload=183.5Ω

I=2 kA +

-

(ก) ระบบสายสงไฟฟากระสตรงแรงดนสง (ข) สญลกษณของรป ก.

รปท 6.4 ระบบสายสงไฟฟากระแสตรงแรงดนสงตามตวอยางท 6.3





Rline=16.5Ω

E=400kV +

-

Vload Rload=183.5Ω

I=2 kA +

-

Ω

Ω

=

×=

16.5

km40004125.0lineR

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

200

183.516.5loadlineT RRR

kV367

kV400200

5.183

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ER

RV

T

loadload

วธทา ∴ แรงดนไฟฟาทโหลด = 367 กโลโวลต

หนวยท 6 สปดาหท 7 ลาดบท 15หนวยท 6 สปดาหท 7 ลาดบท 15




Rline=16.5Ω

E=400kV +

-

Vload Rload=183.5Ω

I=2 kA +

-

วธทา

( )MW800

200kA2 2

2

=

×=

=

Ω

TT RIP

( )MW734

183.5kA2 2

2

=

×=

=

Ω

loadload RIP

MW66

MW734MW800

=

−=

−= loadTline PPP

กาลงไฟฟาในระบบสายสงไฟฟากระแสตรงแรงดนสงไดจาก

กาลงไฟฟาทโหลด

กาลงสญเสยทเกดขนในสายสงไฟฟา



6.3 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด

วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด คอ วงจรไฟฟาแบบอนกรมทมการนาโหลดมาตอขนานกบตวตานทานในวงจร โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมโหลดจะเทากบแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานทไดตอโหลดขนานเขาไป

R1

R2

V1+

-

V2+

-

E+

-

VOUT

+

-

R1

R2

V1+

-

V2+

-

E+

-

VOUT

+

-

RL

(ก) ขณะไมมโหลด (ข) ขณะมโหลดรปท 6.5 วงจรแบงแรงดนไฟฟา



6.3 วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด (ตอ)

วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด คอ วงจรไฟฟาแบบอนกรมทมการนาโหลดมาตอขนานกบตวตานทานในวงจร โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมโหลดจะเทากบแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานทไดตอโหลดขนานเขาไป

R1

R2

V1+

-

V2+

-

E+

-

VOUT

+

-

RL

(ข) ขณะมโหลดรปท 6.5 วงจรแบงแรงดนไฟฟา

11

2

2121 หรอ//

TT

L

LTLT

RRR

RR

RRRRRR

+=+

==

ER

RVV

T

TOUT ×

== 1

2

ER

RV

T

×

= 1

1

21 VEV −=

การหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานทาไดดงนจากวงจรในรปท 6.5 จะเหนวา R2 ตอขนานกบ RL แรงดนไฟฟา

ทตกครอมตวตานทานทงสองจะมคาเทากน

(6-4)

(6-5)

(6-6)หรอ





R1=8Ω

R2=6Ω

V1+

-

V2+

-

E=20V +

-

VOUT

+

-

RL=10Ω


L

LTLT

RR

RRRRRR

+==

2

2121 หรอ//

Ω

ΩΩ

ΩΩ

=

+

×=

75.3

106

106

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

75.11

75.3811 TT RRR

วธทา





R1=8Ω

R2=6Ω

V1+

-

V2+

-

E=20V +

-

VOUT

+

-

RL=10Ω


Ω= 75.11TR

V38.6

V2075.11

75.3

12

=

×

=

×

==

Ω

Ω

ER

RVV

T

TOUT

วธทา

ER

RV

T

×

= 1

1

V62.13

V2075.11

8

=

×

=

Ω

Ω

จาก





R1=8Ω

R2=6Ω

V1+

-

V2+

-

E=20V +

-

VOUT

+

-

RL=10Ω


วธทา กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว

จาก V1= 6.38 VV2= 13.62 V

A70.1

8

V62.131

11

=

=

=

Ω

R

VI

A06.1

6

V38.62

22

=

=

=

Ω

R

VI

mA638หรอA638.0

10

V38.6

2

=

=

=

Ω

LL

R

VI





วธทา

R1=10Ω

R2=20Ω E=20V +

-

R3=30Ω

IT

RL1=30Ω

RL2=10Ω

RT1

RT2 RT3


Ω

ΩΩ

ΩΩ

=

+

×=

+=

15

3030

303013

131

L

LT

RR

RRR

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

35

1520122 TT RRR

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

78.17

78.71031 TT RRR

Ω

ΩΩ

ΩΩ

=

+

×=

+=

78.7

1035

103522

223

LT

LTT

RR

RRR





วธทา

R1=10Ω

R2=20Ω

V1+

-

E=20V +

-

R3=30Ω

IT

VL1RL1=30Ω

RL2=10Ω VL2+

-


ER

RV

T

×

= 1

1

V25.11

V2078.17

10

=

×

=

Ω

Ω

V8.75

V25.11V2012

=

−=

−= VEVL

แรงดนไฟฟาทตกครอม R1 และ RT3

เปนการแบงแรงดนไฟฟาจากแหลงจาย จะได





วธทา

R1=10Ω

R2=20Ω V2+

-

E=20V +

-

V3+

-

R3=30Ω VL1+

-

RL1=30Ω

RL2=10Ω VL2+

-


V5

V75.835

20

22

22

=

×

=

×

=

Ω

Ω

LT

VR

RV

V3.75

V5V75.82231

=

−=

−== VVVV LL

แรงดนไฟฟาทตกครอม R2 และ RT1

เปนการแบงแรงดนไฟฟาจาก VL2 จะได




ตวอยางท 6.6 จากวงจรไฟฟาในรปท 6.8 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตว และกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว

วธทา

+

-

E=20V

R1=6Ω

R2=8Ω R3=4Ω

R4=12Ω

R5=6Ω R6=4Ω R7=2Ω

A B

RT1

RT2

RT3

รปท 6.8 วงจรไฟฟาตามตวอยางท 6.6

Ω

ΩΩΩ

=

++=

++=

12

2467651 RRRRT

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

12

48322 RRRT

Ω

Ω

Ω

=

=

=

4

3

12

3n

RRT

Ω

ΩΩ

=

+=

+=

10

4631 TT RRR

(RT1, RT2 และ R2 = 12Ω ตอวงจรแบบขนาน)




ตวอยางท 6.6 จากวงจรไฟฟาในรปท 6.8 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตว และกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว


+

-

E=20V

R1=6Ω

R2=8Ω R3=4Ω

R4=12Ω

R5=6Ω R6=4Ω R7=2Ω

A B

VAB+

-

V1

+ -


V12

V2010

6

11

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ER

RV

T

V8

V2010

4

3

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ER

RV

T

TAB

Ω= 43TR

Ω= 10TR

นาคานไปใชคดตอนะครบ




ตวอยางท 6.6 จากวงจรไฟฟาในรปท 6.8 จงหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตว และกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานแตละตว วธทา(ตอ)

+

-

E=20V

R1=6Ω

R2=8Ω R3=4Ω

R4=12Ω

R5=6Ω R6=4Ω R7=2Ω

A B

VAB+

-

V2

+ - V3

+ -


V33.5

V812

8

2

22

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ABT

VR

RV

V67.2

V812

4

2

33

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ABT

VR

RV

แรงดนไฟฟาทตกครอม R2 และ R3

เปนการแบงแรงดนไฟฟาจาก VAB จะได

V8=ABV

Ω= 122TR






+

-

E=20V

R1=6Ω

R2=8Ω R3=4Ω

R4=12Ω

R5=6Ω R6=4Ω R7=2Ω

A B

VAB+

-

V5

+ - V6

+ - V7

+ -


V4

V812

6

1

55

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ABT

VR

RV

V67.2

V812

4

1

66

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ABT

VR

RV

V33.1

V812

2

1

77

=

×

=

×

=

Ω

Ω

ABT

VR

RV

แรงดนไฟฟาทตกครอม R5, R6 และ R7

เปนการแบงแรงดนไฟฟาจาก VAB จะได

V8=ABV

Ω= 121TR






+

-

E=20V

R1=6Ω

R2=8Ω R3=4Ω

R4=12Ω

R5=6Ω R6=4Ω R7=2Ω

IT IB

IA

IC

A B

VAB+

-


A26

V12

1

11 ===

ΩR

VI

A67.0

12

V82

=

=

=

Ω

T

ABA

R

VI

A67.0

12

V84

=

=

=

Ω

R

VI ABB

A67.0

12

V82

=

=

=

Ω

T

ABC

R

VI

∴ กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน R1 = 2 แอมแปร

∴กระแสไฟฟาไหลผาน R2 และ R3 = 0.67 แอมแปร

กระแสไฟฟาไหลผาน R4 = 0.67 แอมแปร

∴ กระแสไฟฟาทไหลผาน R5, R6 และ R7 = 0.67 แอมแปร



6.4 การออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟา

การออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟา ตองกาหนดแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทงหมดทโหลดกอน จากนนจงกาหนดกระแสบลดเดอร (Bleeder Current : Ib ) หรอกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานทขนานกบโหลด โดยมคาประมาณ 10-20% ของกระแสไฟฟารวมของโหลดทงหมด

R1

E+

-

R2

IT

VL

+

-

RL

IL

Ib




6.4 การออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟา (ตอ)

R1

E+

-

R2

IT

VL

+

-

RL

IL

Ib


Lb II ของ%2010 −=

LbT III +=

LVV =2

LVEV −=1

TI

VR 1

1 =b

L

I

VR =2

จากวงจรในรปท 6.9 มวธการออกแบบดงนกาหนดกระแสบลดเดอร (Ib) เทากบ 10-20 % ของกระแสไฟฟาของโหลด จะได

(6-7)หากระแสไฟฟารวม จะได

(6-8) เนองจาก R2 ขนานกบ RL ดงนนแรงดนไฟฟาทตกครอมจงเทากน

(6-9)หาแรงดนไฟฟาตกครอม R1 จะได

(6-10)หาคา R1 และ R2

, (6-12)



R1

+

-

R2

IT

VL

+

-

IL

Ib

M

E=12V

6 V0.25 A

V1+

-

V2+

-

Lb II ของ%20=




A25.0=LI

A0.05

A25.0100

20

ของ%20

=

×=

= Lb II

A0.3

A25.0A05.0

=

+=

+= LbT III

V62 == LVV

วธทาจากรปกระแสโหลด

กาหนดกระแสบลดเดอร (Ib) 20 % ของกระแสไฟฟาของโหลด

เนองจากมอเตอรขนานกบ R2 แรงดนไฟฟาทตกครอมจงเทากน



R1

+

-

R2

IT

VL

+

-

IL

Ib

M

E=12V

6 V0.25 A

V1+

-

V2+

-

Lb II ของ%20=





V6

V6V121

=

−=

−= LVEV

Ω=

=

=

20

A3.0

V6

11

TI

VR

Ω=

=

=

120

A05.0

V6

2b

L

I

VR


หาคา R1และ R2

ดงนน R1 ทใชในวงจรมขนาด 20 โอหม และ R2 มขนาด 120 โอหม จงสามารถนามอเตอรมาตอใชงานในวงจรได

A0.05=bI

A0.3=TI



สรป วงจรแบงแรงดนไฟฟาม 2 แบบ วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลดกคอวงจรไฟฟาแบบ

อนกรม

โดยแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวจะมากหรอนอยขนอยกบคาความตานทาน หากตวตานทานมคามาก แรงดนไฟฟาทตกครอมตวมนจะมากดวย หาไดจาก

)( TXX RREV /=



สรป

วงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด

แรงดนไฟฟาตกครอม ตวตานทานทขนานกบโหลดจะเทากบแรงดนไฟฟาทตกครอมทโหลดดวย การคานวณหาแรงดนไฟฟาทตกครอมตวตานทานแตละตวหรอทตกครอมโหลด ใชหลกการเดยวกนกบวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบไมมโหลด แตตองพจารณาวงจรทละสวน



สรปการออกแบบวงจรแบงแรงดนไฟฟาแบบมโหลด ตอง

ทราบคาแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทโหลดกอน จากนนจงกาหนดกระแสบลดเดอร หรอกระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทานทขนานกบโหลด โดยมคาประมาณ 10-20% ของกระแสรวมของโหลดทงหมด แลวจงคานวณหาคาความตานทานของตวตานทานแตละตว


The End

circuits วงจรแบงแรงดันไฟฟา¸«น่วยที่-6... · 6.3...

Documents