![Page 1: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/1.jpg)
หนวยท หนวยท 33 กระแสไฟฟาและวงจรไฟฟากระแสตรงกระแสไฟฟาและวงจรไฟฟากระแสตรง
ตอนท 3.1 กระแสไฟฟาตอนท 3.1 กระแสไฟฟา
ความหมายของกระแสไฟฟา
ความหนาแนนกระแสไฟฟา
ความตานทาน สภาพตานทาน
และสภาพนาไฟฟา
โ กฎของโอหม
ตอนท 3.2 วงจรไฟฟากระแสตรง
กฎของเครชฮอฟฟ
ใ ไฟฟ1
การถายเทพลงงานในวงจรไฟฟา
วงจรตวตานทานและตวเกบประจ
![Page 2: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/2.jpg)
กระแสไฟฟากระแสไฟฟา
กระแสไฟฟา คออตราการไหลของประจผานพ นทหนาตดหนงของตวนา
จากรปถาประจ ΔQ ไหลผานพนท A ในเวลา ∆t กระแสไฟฟาเฉลยจะ
QΔI
Qมคาเปน
2av
Qt
Δ=
ΔI
![Page 3: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/3.jpg)
กระแสไฟฟา กระแสไฟฟา ((ตอตอ))
ถาอตราการไหลของประจดงกลาวเปนฟงกชนของเวลาจะได
สไฟฟ (i ) ป
dQ
กระแสไฟฟาบดดล (instantaneous current) มคาเปน
I dQdt
= มหนวยเปนแอมแปร (Ampere, A) หรอ C/s
ประจทไหลนอาจเปนไดทงบวกและลบ หรอทงสองอยาง
ทศทางการไหลของกระแสจะเปนทศของประจบวกหรอตรงขาม
กบการไหลของอเลกตรอนกบการไหลของอเลกตรอน
เราเรยกประจทเคลอนทนวา “พาหะประจ (charge carrier)”3
เราเรยกประจทเคลอนทนวา พาหะประจ (charge carrier)
![Page 4: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/4.jpg)
กระแสและอตราเรวลอยเลอน กระแสและอตราเรวลอยเลอน (drift speed)(drift speed)
ปป ใ qจากรปประจ เคลอนทในตวนาผาน
พนทหนาตด A เปนระยะทาง ΔX
q
ถา n คอความหนาแนนของพาหะ
ประจ จะเปนจานวนnA xΔประจ จะเปนจานวน
พาหะประจรวม
nA xΔ
( ) Q nA x qΔ = Δจานวนประจทงหมดจะมคาเปน
ถาใหอตราเรวลอยเลอนคอ จะได/dv x t= Δ Δ ( ) dQ nAv t qΔ = Δ
4
ดงนนกระแสไฟฟาเฉลยจะมคาเปน /av dI Q t nqv A= Δ Δ =
![Page 5: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/5.jpg)
การเคลอนทของประจในตวนาการเคลอนทของประจในตวนา
ประจจะเคลอนทในตวนาแบบสม (random) ดวยความเรวลอยเลอนทม
คานอยๆ (ประมาณ 2.22x10-4 m/s ในทองแดง)
การเปลยนทศทางของการเคลอนทของประจเกดจากการชนกบการเปลยนทศทางของการเคลอนทของประจเกดจากการชนกบอนภาคอนๆ โดยถาเปนอเลกตรอนจะเคลอนทในทศตรงขามกบสนามไฟฟา ดงรปสนามไฟฟา ดงรป
5ทงๆ ทมการชนกบอนภาคอนประจจะเคลอนทดวยความเรว vd
![Page 6: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/6.jpg)
ความหนาแนนกระแสความหนาแนนกระแส
ความหนาแนนกระแส (current density) คออตราสวนของกระแสตอหนงหนวยพ นท หรอหนงหนวยพนท หรอ
/ dI A nq= =J v
สมการนใชไดเฉพาะกรณทกระแสมคาสมาเสมอและมทศตงฉากกบพนทหนาตด เทานนA
J เปนปรมาณเวกเตอรซงมทศในแนวการเคลอนทของประจบวก
ใ เมอใดทเกดความตางศกยระหวางขวของตวนาจะเกดความหนาแนนกระแสและสนามไฟฟาขนในตวนาตามสมการ
σ=J E คอสภาพนาไฟฟา ( d ti it ) ของตวนาซงเปนคาคงตวของσ
6
คอสภาพนาไฟฟา (conductivity) ของตวนาซงเปนคาคงตวของตวนาแตละชนด
σ
![Page 7: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/7.jpg)
ตวอยางท ตวอยางท 1 1 Drift Speed in a Copper WireDrift Speed in a Copper Wire
สายไฟลวดทองแดงแบบ 12-gauge ทใชโดยทวไปม ไพนทหนาตด 3.31 x 10-6 m2 นากระแสได 10.0 A จงหาความเรวลอยเลอนของอเลกตรอนในเสนลวดน สมมตใหอะตอมของทองแดงแตละอะตอมทาใหเกดอเลกตรอนอสระหนงตวตอกระแส และความหนาแนนของทองแดงเทากบ หนงตวตอกระแส และความหนาแนนของทองแดงเทากบ 8.92 g/cm2
(ตอบ 2.23 x 10-4 m/s)
7
![Page 8: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/8.jpg)
กฎกฎของโอหมของโอหม
กฎของโอหม (Ohm’s law) กลาววา
“สาหรบวตถบางชนดจะมอตราสวน
ระหวางความหนาแนนกระแสตอ
สนามไฟฟาเปนคาคงตวหรอเทากบ
คาสภาพนาไฟฟาของตวนา
σ=J σ=E
ป ไป โ
Georg Simon Ohm• 1789 -1854)
วสดทเปนไปตามกฎของโอหม
เรยกชอวา “ohmic” สวนวสดทไม
ไ โ
)• German physicist• Formulated idea of resistance• Discovered the proportionalities
8
เปนไปตามกฎของโอหมเรยกชอวา
“nonohmic”now known as forms of Ohm’s Law
![Page 9: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/9.jpg)
ความตานทานความตานทาน
พ จ า ร ณ า เ ส น ล ว ด ต ร งพนทหนาตดสมาเสมอ A ยาว l พนทหนาตดสมาเสมอ A ยาว l
ดงรป ความตางศกย ΔV = Vb-Va ในเสนลวดทาใหเกดb a
สนามไฟฟาและกระแสไฟฟา และความตางศกย คอ
∫∫bb r
EldxEdV ==⋅−=Δ ∫∫b
a
b
asEr
/ lVEJ /Δ== σσRIIlJlV ⎟
⎞⎜⎛Δ
⇒= AIJ /Q
RIIA
JV =⎟⎠⎞
⎜⎝⎛==Δ
σσ
VΔ9-2I
VR Δ=
![Page 10: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/10.jpg)
ความความตานทาน ตานทาน ((ตอตอ))
ถาใหความตางศกยกบตวนาคาความตางศกยจะแปรผนกบ
สใ กระแสในตวนาหรอ
ΔV = RI
คอคาคงตวของการแปรผนมชอเรยกวา “คาความตานทาน
R(resistance)” ซงมหนวยเปน โอหม (ohms,Ω)R
V/A11 ≡Ω
คาความตานทานเกดขนเนองจากอเลกตรอนชนกบอะตอมอนๆ
V/A11 ≡Ω
ภายในตวนาโดยจะขนอยกบชนดและรปรางของตวนา หรอ
l10
lR =A
ρ
![Page 11: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/11.jpg)
ความตานทาน ความตานทาน ((ตอตอ))
เมอ และ คอความยาวและพ นทหนาตดของตวนา คอคา l A ρสภาพตานทานไฟฟา (resistivity) ของตวนา
คาสภาพตานทานไฟฟาซงเปนคาคงตวจะเปนสวนกลบกบสภาพนาไฟฟาหรอ
= 1 /ρ σ
คาสภาพตานทานไฟฟาจะขนกบสมบตของวสดและอณหภม
ในตวนาอดมคตจะมคาสภาพตานทานไฟฟาเปนศนย แตในฉนวนอดมคตจะมสภาพตานทานไฟฟาเปนอนนต
11
![Page 12: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/12.jpg)
ตารางคาสภาพตานทานไฟฟาของวตถตารางคาสภาพตานทานไฟฟาของวตถ
12
![Page 13: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/13.jpg)
ตวตานทานตวตานทาน
ในวงจรไฟฟาจะมตวตานทานเพอควบคมระดบของกระแสไฟฟา
ตวตานทานจะมคาแตกตางกน
13
ตามสทเปนสญลกษณดงตาราง
![Page 14: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/14.jpg)
กราฟความสมพนธระหวางกระแสไฟฟาและความตางศกยกราฟความสมพนธระหวางกระแสไฟฟาและความตางศกย
วสดชนด ohmic จะมกราฟ วสดชนด nonohmic เชน ไดโอด ความสมพนธระหวาง และ แบบเชงเสนดงรป โดยมความ
I VΔ
(diode) จะมกราฟความสนพนธระหวาง และ ไมเปนแบบI VΔ
ชนเทากบสวนกลบของ R เชงเสนดงรป
14
![Page 15: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/15.jpg)
ตวอยางท ตวอยางท 2 2 The Resistance of The Resistance of NichromeNichrome WireWire
ลวดนโครมแบบ 22-gauge มรศม 0.321 mm
(ก) จงหาความตานทานตอหนวยความยาวของลวดน
ใ(ข) ถามความตาง 10.0 V ในเสนลวดความยาว 1.0 m จงหากระแสในเสนลวดหากระแสในเสนลวด
(ตอบ (ก) 4 6 Ω/m; (ข) 2 2 A)(ตอบ (ก) 4.6 Ω/m; (ข) 2.2 A)
15
![Page 16: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/16.jpg)
ตวอยางท ตวอยางท 3 3 ความความตานทานของสายเคเบลตานทานของสายเคเบล
เราสามารถหาคาความตานทานของสาย
เคเบลรปทรงกระบอกไดดงน
ใหวงกลมเลกๆ ของสายเคเบลซงหนา
d มความตานทานเปน
ρdR = dr
dr มความตานทานเปน
dR dr2πrL
b ρ b⎛ ⎞∫b
a
ρ bR = dR = ln2πL a
⎛ ⎞⇒ ⎜ ⎟⎝ ⎠∫
คาความตานทานในแนวรศมจะมคาสงมาก
ซงเปนสงทเราปรารถนาเพราะเราไมตองการ
16
ซงเปนสงทเราปรารถนาเพราะเราไมตองการ
ใหกระแสไหลในแนวรศม
![Page 17: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/17.jpg)
การเกดความตานทานในตวนาการเกดความตานทานในตวนา
ความตานทานในตวนาเกดจากการเคลอนท
ของอเลกตรอนอสระในตวนาซงจะเปนแบบ
สมดงรปในกรณทไมมสนามไฟฟาในตวนา
เมอใหสนามไฟฟากบตวนาการ
เคลอนทของอเลกตรอนอสระจะม
ระเบยบมากขนโดยจะเลอนลอยไป
ในทศตรงขามกบสนามไฟฟา ดงรป
อเลกตรอนอสระจะชนกบอะตอมใน
ตวนาทาใหอะตอมเกดการสนและตวนา
17
ตวนาทาใหอะตอมเกดการสนและตวนา
มอณหภมสงขนจงเกดความตานทาน
![Page 18: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/18.jpg)
สภาพตานทานไฟฟาสภาพตานทานไฟฟา
เนองจากอเลกตรอนไดรบแรงจากสนามไฟฟาจงมความเรงเปน
/ /e em q m= =a F E
ความเรวหลงชนของอเลกตรอนจะมคาเปน
( )0 / , 0f i e iavet q m t v= + = + =Qv v a E
ถา คอคาเฉลยของชวงเวลาระหวางการชนแตละครง คาเฉลย ป
τของความเรวสดทายจะมคาเปน
( )/q m τv v E18
( )/favg d eq m τ= =v v E
![Page 19: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/19.jpg)
สภาพตานทานไฟฟา สภาพตานทานไฟฟา ((ตอตอ))
ความหนาแนนของกระแสจะมคาเปน
( )2 /d eJ nqv nq E m τ= =
เมอใชกฎของโอหมจะไดสภาพนาไฟฟามคาเปน
nqJ τσ2
==
ไฟฟ ป
emE
em1
ทานองเดยวกนสภาพตานทานไฟฟาจะมคาเปน
19
e2ρ= =
σ nq τ
![Page 20: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/20.jpg)
ความตานทานและอณหภมความตานทานและอณหภม
คาสภาพตานทานไฟฟาจะเปนฟงกชนเชงเสนของอณหภม หรอ
( )⎡ ⎤( )o oρ= ρ 1+α T -T⎡ ⎤⎣ ⎦
คอคาสภาพตานทานไฟฟาทอณหภม T คอคาสภาพตานทานไฟฟาทอณหภม T0 oρ
คอคาสมประสทธอณหภม (temperature coefficient) มαหนวยเปน 1C −o
Δρ1TΔ
Δ=
ρρ
α0
1
เนองจากความตานทานเปนสดสวนกบคาสภาพตานทาน ดงนน
( )⎡ ⎤20
( )1 - o oR R T Tα= +⎡ ⎤⎣ ⎦
![Page 21: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/21.jpg)
กราฟระหวางสภาพตานทานและอณหภมกราฟระหวางสภาพตานทานและอณหภม
กราฟระหวางสภาพตานทานและ
อณหภมจะเปนเชงเสนโดยสภาพ
ตานทานจะเพมขนเมออณหภม
สงขนดงรป
แต ณ อณหภมต าๆ กราฟ
ไ ป จะไมเปนเชงเสน
21
![Page 22: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/22.jpg)
สารกงตวนาและตวนายงยวดสารกงตวนาและตวนายงยวด
สารกงตวนาจะมสภาพ
ตานทานไฟฟาลดลงเมอ
อณหภมเพมขน
เหนอ TC ความตานทาน
จะเหมอนกบโลหะทวไป
แตเมออณหภมต ากวา Tc c
ความตานทานจะลดลง
เปนศนยทนทกลายเปนเปนศนยทนทกลายเปน
ตวนายงยวด (super
conductor)
22
conductor)
![Page 23: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/23.jpg)
การประยกตใชตวนายงยวดการประยกตใชตวนายงยวด
เนองจาก R=0 เมอใหกระแสกบตวนาเนองจาก R 0 เมอใหกระแสกบตวนา
ยงยวด กระแสจะยงคงอยโดยไมตองม
ความตางศกยระหวางขวของตวนาความตางศกยระหวางขวของตวนา
เนองจากขนาดของสนามไฟฟาแมเหลกมคาเนองจากขนาดของสนามไฟฟาแมเหลกมคา
เปน 10 เทาของแมเหลกไฟฟาจงสามารถนา
ตวนายงยวดมาทาเปนแมเหลกกาลงสงซง
สามารถยกกอนเหลกขนาดใหญไดดงรป
ปกตจะใชตวนายงยวดใน MRI
23
![Page 24: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/24.jpg)
กาลงไฟฟากาลงไฟฟา
ในวงจรไฟฟาทมแบตเตอรดงรป
เ ม อประจ เคล อน ท จ าก a ส b เมอประจ เคลอนทจาก a ส b
พลงงานศกยไฟฟาของระบบจะ
เพมขนเทากบ ซงทาใหQ VΔเพมขนเทากบ ซงทาให
พลงงานเคมจากแบตเตอรลดลงใน
Q VΔ
จานวนเทากน
เมอประจเคลอนทจาก c ส d ระบบจะสญเสยพลงศกยไฟฟาเนองจากการชนของอเลกตรอนกบอะตอมของตวตานทานทาใหตวตานทานมการชนของอเลกตรอนกบอะตอมของตวตานทานทาใหตวตานทานมอณหภมสงขน
ตวตานทานจะถายเทพลงงานความรอนใหกบอากาศและมอณหภมคง
24
ตวตานทานจะถายเทพลงงานความรอนใหกบอากาศและมอณหภมคง
ตวเมอเกดการสมดลระหวางความรอนทไดรบและความรอนทถายเท
![Page 25: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/25.jpg)
กาลงไฟฟา กาลงไฟฟา ((ตอตอ))
อตราการสญเสยพลงงานศกยไฟฟาของระบบจะเทากบอตราการ
เพมพลงงานภายในของตวตานทานในรปของพลงงานความรอนเพมพลงงานภายในของตวตานทานในรปของพลงงานความรอน
เนองจาก กาลงไฟฟา คอ อตราการถายเทพลงงานใหกบตว
ตานทาน กาลงไฟฟาจงมคาเปน
P=IΔ V ใ โ ไเมอใชกฎของโอหมจะได
( )V 2Δ( )RVRIP 2 Δ
==
25มหนวยเปนวตต (Watt, W)
![Page 26: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/26.jpg)
Electric Power Transmission
Real power lines haveReal power lines have resistancePower companiesPower companies transmit electricity at high voltages and low g gcurrents to minimize power losses
![Page 27: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/27.jpg)
ตวอยางท ตวอยางท 4 4 Power in Electric HeaterPower in Electric Heater
เตาไฟฟาสรางไดโดยการใหความตางศกย 120 V ผานลวดนโครมทมความตานทาน 8.0 Ω จงหากระแสทไหลในเสนลวดและอตรากาลงไฟฟาเตาไฟฟาไหลในเสนลวดและอตรากาลงไฟฟาเตาไฟฟา
(ตอบ 15.0 A; 1.8 kW)( ; )
27
![Page 28: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/28.jpg)
ตวอยางท ตวอยางท 5 5 Linking Electricity and ThermodynamicsLinking Electricity and Thermodynamics
เตาไฟฟาอนหนงตองเพมอณหภมของนา 1.50 kg จาก 10.0 C เปน 50.0 C ภายในเวลา 10.0 นาท ในขณะท
กาลงทางานท 110 Vกาลงทางานท 110 V
(ก) จงหาความตานทานของเตาไฟฟาน
(ข) จงประมาณคาใชจายในการอนนาครงน
(ตอบ 28.9 Ω; $0.007)
28
![Page 29: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/29.jpg)
วงจรกระแสไฟฟาตรงวงจรกระแสไฟฟาตรง
ถากระแสไฟฟาในวงจรมขนาดและ ทศทางคงตวเราเรยกกระแสนนวา
“ไฟฟากระแสตรง (direct current)”
เนองจากความตางศกยระหวางขวของ
แบตเตอรมคาคงตว แบตเตอรจะผลต
ไฟฟากระแสตรง
แบตเตอรจงเปนแหลงกาเนด “แรงเคลอนไฟฟา (electromotive force)”
หรอเปนแหลงกาเนดของพลงงานในวงจรไฟฟา
คาแรงเคลอนไฟฟาของแบตเตอร คอ คาความตางศกยสงสดทแบตเตอร
หรอเปนแหลงกาเนดของพลงงานในวงจรไฟฟา
29
สามารถผลตไดระหวางขวของแบตเตอร
![Page 30: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/30.jpg)
องคประกอบของวงจรไฟฟาองคประกอบของวงจรไฟฟา
วงจรไฟฟาจะประกอบดวยแบตเตอรซงเปน ไฟฟ แหลงกาเนดแรงเคลอนไฟฟาตออยกบตว
ตานทานภายนอกดวยลวดทไมมความตานทาน
ขวบวกของแบตเตอรจะมศกยไฟฟาทสงกวาขวลบ
เนองจากแบตเตอรมความตานทานภายใน r ความตางศกยระหวางขวของแบตเตอรจะมคา
V IrεΔ = −เปน
V IrεΔจากรปจะเหนวาความตางศกยระหวางขวของแบตเตอรมคาเทากบความตางศกยทตกครอม
30
แบตเตอรมคาเทากบความตางศกยทตกครอมตวตานทานภายนอก
![Page 31: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/31.jpg)
Active Figure 28.1
PLAYACTIVE FIGURE
![Page 32: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/32.jpg)
กาลงไฟฟาของแบตเตอรกาลงไฟฟาของแบตเตอร
ถา คอแรงเคลอนไฟฟาของแบตเตอร และ I คอกระแสทไหล
ไฟฟ ป
εผานแบตเตอร กาลงไฟฟาของแบตเตอรจะมคาเปน
P I V IεΔP I V Iε= Δ = ไฟฟ ไป กาลงไฟฟาดงกลาวจะถกสงผานไปยงตวตานทานภายนอกและตว
ตานทานภายในดงนนกาลงไฟฟาของแบตเตอรจงมคาเปน
2 2P I I R I rε= = +
เมอ R และ r คอความตานทานภายนอกของตวตานทานและ
32ความตานทานภายในของแบตเตอรตามลาดบ
![Page 33: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/33.jpg)
การตอตวตานทานแบบอนกรมการตอตวตานทานแบบอนกรม
การตอตวตานทานม 2 แบบ คอ แบบอนกรมและแบบขนาน
ในกรณการตอแบบอนกรมจะดงรปซายมอ และวงจรทสมมลกนจะเปนดงรปขวามอในกรณการตอแบบอนกรมจะดงรปซายมอ และวงจรทสมมลกนจะเปนดงรปขวามอ
ถาตอตวตานทานสมมลเขากบแบตเตอร ความตางศกยระหวางขวของ
แบตเตอรจะเทากบผลบวกของความตางศกยทตกครอมตวตานทานแตละตว
331 2V IR IRΔ = + 1 2IR IR IR⇒ = + 1 2R R R⇒ = +
![Page 34: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/34.jpg)
การตอตวตานทานแบบขนานการตอตวตานทานแบบขนาน
วงจรของการตอตวตานทานแบบขนานและวงจรทสมมลกนจะมลกษณะดงรป
⇒Δ=Δ=Δ 21 VVV 21 III +=
111VVV ΔΔΔ3421eq2
2
1
1
eq
111RRRR
VRV
RVI +=→
Δ+
Δ=
Δ=
![Page 35: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/35.jpg)
Fig. 28-6, p. 781
![Page 36: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/36.jpg)
ตวอยางท ตวอยางท 6 6 การการตอตวตานทานแบบขนานตอตวตานทานแบบขนาน
จากรป จงหา
( )(ก) Req
(ข) กระแสทไหลผานตว(ข) กร แสทไหลผานตวตานทานแตละตวในวงจร
( ) (ค) ความตางศกยทครอมตวตานทานแตละตว และ
(ง) กาลงทงหมดทสงไปยงตวทานทานรวมทานทานรวม
36
![Page 37: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/37.jpg)
ตวอยางท ตวอยางท 7 7 ตวอยางตวอยางการตอตวตานทานแบบผสมการตอตวตานทานแบบผสม
ตวอยางการตอตวตานทานแบบผสมจะเปนดงรป
จะเหนไดวาตวตานทาน 8.0 โอหม ตออนกรมกบตวตานทาน 4 0 โอหม ไดอนกรมกบตวตานทาน 4.0 โอหม ไดความตานทานรวมเปน 12.0 โอหม
ตวตานทาน 6.0 โอหม ตอขนานกบตวตานทาน 3.0 โอหม ไดความตานทานรวมเทากบ
( )( )6.0 3.02.0
6 0 3 0= Ω
+6.0 3.0+
ความตานทานรวมจากทง 2 กรณจะตอ ไ
37
กนอยอยางอนกรมซงจะไดความตานทานรวมทงหมดเปน 14.0 โอหม
![Page 38: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/38.jpg)
กฎของกฎของเครชฮอฟฟเครชฮอฟฟ (Kirchhoff’s Rules)
ในวงจรไฟฟาทซบซอนบางชนดเราไมสามารถใชวธงายๆ เพอหา
กระแสไฟฟาของสวนตางๆ ของวงจร จาเปนตองใชกฎของเครชกระแสไฟฟาของสวนตางๆ ของวงจร จาเปนตองใชกฎของเครช
ฮอฟฟ (Kirchhoff’s Rules)
กฎของเครชฮอฟฟม 2 ขอคอ
Junction Rule: ผลรวมของกระแสทไหลเขาสจดใดจดหนงของ
∑ ∑
Junction Rule: ผลรวมของกระแสทไหลเขาสจดใดจดหนงของ
วงจรจะเทากบผลรวมของกระแสทไหลออก”
∑ 0I= in outI I∑ ∑
∑ =junction
0Iหรอ
Loop Rule: ผลรวมของความตางศกยครอมสวนตางๆ ของวงจร
ปดจะมคาเปนศนย”ΔV = 0∑
38closedloop
ΔV = 0∑
![Page 39: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/39.jpg)
Gustav Kirchhoff1824 – 1887German physicistGerman physicistWorked with Robert BunsenBunsenThey
Invented theInvented the spectroscope and founded the science of spectroscopyDiscovered the l t i delements cesium and
rubidiumIn ented astronomicalInvented astronomical spectroscopy
![Page 40: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/40.jpg)
การเปรยบเทยบ การเปรยบเทยบ Junction RuleJunction Rule กบการไหลของนาในทอกบการไหลของนาในทอ
รปบนเปนการไหลของกระแสเขา
สและออกจากรอยตออนหนงของ
วงจร ซงเขยนเปนสมการของ
กระแสไฟฟาไดดงน
321 III +=
การไหลของกระแส ณ รอยตอ
ดงกลาวจะเปรยบไดกบการไหลดงกลาวจะเปรยบไดกบการไหล
ของนาในทอดงรปขางลาง
40
![Page 41: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/41.jpg)
การหาความตางศกยครอม การหาความตางศกยครอม R R โดยใช โดยใช Loop RuleLoop Rule
การหาความตางศกยระหวางจด a และ b โดยกระแสเคลอนทจาก a ส b
รป (a) เปนการเคลอนทผาน
ความตานทานในทศเดยวกบความตานทานในทศเดยวกบ
กระแสซงจะไดความตาง
ศกยครอม R เทากบ -IR
รป (b) เปนการเคลอนทผานรป (b) เปนการเคลอนทผาน
ความตานทานในทศตรงกน
ไ ขามกบกระแสซงจะไดความ
ตางศกยครอม R เทากบ +IR
41
![Page 42: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/42.jpg)
การหาความตางศกยการหาความตางศกยครอม ครอม โดยใช โดยใช Loop RuleLoop Ruleε
รป(c) เปนการเคลอนทผานแหลง
ใ
ε+กาเนด emf ในทศทางเดยวกบemf ซง
จะไดความตางศกยเทากบ
รป(d)เปนการเคลอนทผานแหลงกาเนด รป(d)เปนการเคลอนทผานแหลงกาเนด
emf ในทศทางตรงกนขามกบ emf ซงจะ
ไดความตางศกยเทากบ ε−ไดความตางศกยเทากบ ε−
42
![Page 43: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/43.jpg)
คาแนะนาในการใชกฎคาแนะนาในการใชกฎเครชฮอฟฟเครชฮอฟฟ
เขยนวงจรพรอมกบเขยนคาตางๆ ของสวนประกอบของวงจรกากบ
แลวกาหนดทศทางการไหลของกระแสไฟฟาในสวนตางๆ ของวงจร
ไ ไ ทศทางของตวแปรตางๆ จะเปนอยางไรกได แตเมอประยกตเขากบ
กฎของเครชฮอฟฟตองมเครองหมายตามทศทกาหนด
ประยกต Junction Rule เขากบกระแสทรอยตอตางๆ ทสามารถเขยน
ไ ไ สมการความสมพนธของกระแสไดไมซาเดม
ประยกต Loop Rule เขากบวงจรปดตางๆ ทไมซากนโดยตองเขยนประยกต Loop Rule เขากบวงจรปดตางๆ ทไมซากนโดยตองเขยน
สมการของความตางศกยทสอดคลองกบทศทางการเคลอนทผานจด
ตางๆ ของวงจรปดแลวแกสมการเพอหาคากร แสแล ความตางศกย
43
ตางๆ ของวงจรปดแลวแกสมการเพอหาคากระแสและความตางศกย
![Page 44: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/44.jpg)
ตวอยางท ตวอยางท 88 การการคานวณโดยใชกฎคานวณโดยใชกฎเครชฮอฟฟเครชฮอฟฟวงจรลปเดยววงจรลปเดยว
จากรป วงจรเดยว (Single-loop circuit) จงหากระแสไฟฟาทไหลในวงจร (กาหนดให ความตานทานภายในแบตเตอรเปนศนย) และ
ไฟฟ ไฟฟ ไ ใ ป ใถาขวไฟฟา ε2 สลบขว กระแสไฟฟาทไหลในวงจรจะเปนเทาใด
44
![Page 45: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/45.jpg)
ตวอยางท ตวอยางท 99 การการคานวณโดยใชกฎคานวณโดยใชกฎเครชฮอฟฟเครชฮอฟฟวงจรแบบหลายลปวงจรแบบหลายลป
จากรปเปน วงจรแบบหลายลป (Multiple-loop circuit) จงหากระแสไฟฟา I1 , I2 , และ I3
45
![Page 46: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/46.jpg)
วงจร วงจร RCRC
วงจร RC จะม 2 แบบ คอ วงจรอด
ประจและวงจรคายประจ ซง
ประกอบ ดวย R และ C ตอกนอย
อยางอนกรมแลวตอเขา
แรงเคลอนไฟฟา ดงรปεวงจรอดประจวงจรอดประจ
เกดขนเมอสบสวตซไปท a ซงจะเปนการอดเกดขนเมอสบสวตซไปท a ซงจะเปนการอด
ประจใหกบตวเกบประจ
ใ จานวนประจในตวเกบประจจะเพมขนเปน
ฟงกชนของเวลาตามสมการ
46( ) ( )/ /1 1t RC t RCq C e Q eε − −= − = −
![Page 47: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/47.jpg)
วงจรอดประจ วงจรอดประจ ((ตอตอ))
ประจในตวเกบประจจะเพมขนตามเวลาดงรปและจะ
มคาสงสดเทากบ เมอเวลาเปนอนนต
Cε
t RCτ= = =เมอเวลา คาคงตวป ปของเวลา ประจจะมคาเปน 63%
ของประจสงสด
เนองจาก ดงนนกระแสของวงจรจะเปนฟงกชนของเวลาตามสมการ
( ) /I t dq dt=
( ) -t RCεI t = e
เวลาตามสมการ
47
( )I t = eR
![Page 48: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/48.jpg)
กระแสในวงจรอดประจกระแสในวงจรอดประจ
กระแสในวงจรอดประจจะเปนดงI
I 0รป โดยมคาสงสดเมอเรมตนอดประจ (t=0) เปน
0
0 37 0. I ( )
0IRε
= RCt
0
กระแสจะมคาเปนศนยเมออดประจเตมแลว ทงนเพราะความตาง
ไ
( )t = ∞
R
ศกยครอมตวเกบประจมคาเทากบความตางศกยของแรงเคลอนไฟฟา
ไ ใ
21 1U Q C
พลงงานไฟฟาทเกบสะสมในตวเกบประจจะมคาเปน
48
2
2 2U Q Cε ε= =
![Page 49: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/49.jpg)
วงจรคายประจวงจรคายประจ
เกดขนเมอสบสวตซไปท b หลงจากทอดประจ
เตมทแลวซงจะเกดการคายประจจากตวเกบ
ประจทาใหเกดกระแสไหลในวงจรดงรป
ประจจะลดลงแบบเอกซโพเนนเซยลตาม
/t RCQ −
ประจจะลดลงแบบเอกซโพเนนเซยลตาม
สมการ/t RCq Qe=
เมอเวลา t=RC ประจจะลดลง 63% ของเมอเวลา t=RC ประจจะลดลง 63% ของ
ประจเรมตนหรอเหลอประจเพยง 37%
ของประจสงสดของประจสงสด
กระแสของวงจรจะลดลงตามสมการ
49( ) -t RC -t RCdq QI t = = - e e
dt RC= −
εR
![Page 50: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/50.jpg)
ตวอยางท ตวอยางท 10 10 การการคานวณวงจร คานวณวงจร RCRC
RC1 : ตวเกบประจตออนกรมกบความตานทาน ดงรป ε = 12.0 V, C = 5.00 μF, และ R = 8.00 x 105 Ω จงหา τ, ความจสงสด
ใ ป ใ ป(Q) ในตวเกบประจ, กระแสสงสดในวงจร และ ประจและกระแสทเปนฟงกชนของเวลา
50
![Page 51: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/51.jpg)
ตวอยางท ตวอยางท 11 11 การการคานวณวงจร คานวณวงจร RCRC
RC2 : พจารณาตวเกบประจอนหนงความจ C ผานความตานทาน Rดงรป
( ) จงหาเวลา t ทซ ง Q เหลอหนงในสของคาเรมตน(ก) จงหาเวลา t ทซง Q เหลอหนงในสของคาเรมตน(ข) ในการคายประจพลงงานทสะสมในตวเกบประจ U ลดลงตาม
เวลา จงหาเวลา t ทซ ง U เหลอหนงในสของคาเรมตน และเวลา จงหาเวลา t ทซง U เหลอหนงในสของคาเรมตน และครงหนง ของคาเรมตน
51
![Page 52: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/52.jpg)
อปกรณวดทางไฟฟาอปกรณวดทางไฟฟา
52
![Page 53: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/53.jpg)
Galvanometer
A galvanometer is the main component inmain component in analog meters for measuring current and gvoltageDigital meters are in common use
Digital meters operate under different principlesunder different principles
![Page 54: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/54.jpg)
Ammeter in a CircuitAn ammeter is a device that measures currentThe ammeter must be connected in series with the elements being measured
The current must pass directly through the ammeter
The ammeter is connected in series with the elementsin series with the elements in which the current is to be measuredIdeally, the ammeter should have zero resistance so the current being measured is not alteredaltered
![Page 55: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/55.jpg)
Voltmeter in a CircuitA voltmeter is a device that measures potential differenceThe voltmeter must be connected in parallel with the elements being
dmeasuredThe voltage is the same in parallel
The voltmeter is connected in parallel with the element in which the potentialin which the potential difference is to be measured
Polarity must be observedPolarity must be observedIdeally, the voltmeter should have infinite resistance so that no current would pass through it
Corrections can be made to account for the known, non-infinite, resistance of the voltmeter
![Page 56: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/56.jpg)
Ground WireElectrical equipment manufacturers use electrical cords that have a third wire, called a groundThis safety ground normally carries no current and is both grounded and connected to the appliance
If the live wire is accidentally shorted to the casing, most of the
t t k th l i tcurrent takes the low-resistance path through the appliance to the ground
If it as not properl gro ndedIf it was not properly grounded, anyone in contact with the appliance could be shocked because the body produces a low-resistance path to ground
![Page 57: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/57.jpg)
แบบฝกหดท แบบฝกหดท 11
ปลายของเสนลวดอลมเนยมซงมเสนผานศนยกลาง 2.5 mm ถก
นามาหลอใหตอกบลวดทองแดงซงมขนาดเสนผานศนยกลาง 1.8
mm ลวดผสมดงกลาวมกระแสไหลผาน 1.3 A จงหาความ
หนาแนนกระแสในลวดแตละสวน และขนาดของความเรวลอยหนาแนนกระแสในลวดแตละสวน และขนาดของความเรวลอย
เลอนของอเลกตรอนในลวดทองแดง (ดวธทาจากประมวลสาระฯ)
57
![Page 58: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/58.jpg)
แบบฝกหดท แบบฝกหดท 22
ลวดทองแดงเสนผานศนยกลางขนาด 1.02 mm
ไ มกระแสไหลผาน 1.67 A จงหาวา
(1)ขนาดของสนามไฟฟาในเสนลวดทองแดงน
มคาเทาใด
(2) ความตางศกยระหวางจด 2 จดบนเสนลวด
ทอย หางกน (ตามแนวเสนลวด) เปนระยะ
50 m
(3) ความตานทานของเสนลวดนซงยาว 50 m
(ดวธทาจากประมวลสาระฯ)
58
![Page 59: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/59.jpg)
แบบฝกหดท แบบฝกหดท 33
จงคานวณหาชวงเวลา และระยะเฉลยอสระ
ระหวางการชนของอเลกตรอนในทองแดงโดยใช
τ λ
อตราเรว 61.6 10 /v m s= ×
ฝ ฝ
(ดวธทาจากประมวลสาระฯ)
แบบฝกหดท แบบฝกหดท 44
จากรปท 3.15 ของประมวลสาระฟสกส 2
1 2 34.6 , 3.5 , 2.8 R R R= Ω = Ω = Ω
(1) จงหาความตานทานรวมของชดตวตานทาน
ชดน โดยท 1 2 3 ชดน โดยท
(2) ถานาแบตเตอรความตางศกย 12.0 V มาตอ
ครอมจด a กบ b จะมกระแสไหลผาน R1
59
ครอมจด a กบ b จะมกระแสไหลผาน R1
เทาใด (ดวธทาจากประมวลสาระฯ)
![Page 60: New หน่วยที่ี 33 กระแสไฟฟ้าและวงจร ...science.sut.ac.th/physics/courses/105102/54-T1/note/54... · 2011. 6. 1. · หน่วยที่ี](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060712/6078b6cecdb75e41a640aa80/html5/thumbnails/60.jpg)
แบบฝกหดท แบบฝกหดท 55
ตวเกบประจ C คายประจผานตวตานทาน R
(1) จงหาวาตองใชเวลาเปนกเทาของคาคงตว(1) จงหาวาตองใชเวลาเปนกเทาของคาคงตว
เวลาของการเกบประจ ทประจบนตวเกบ
ประจจะมคาเปนครงหนงของในตอนเรมตน ประจจะมคาเปนครงหนงของในตอนเรมตน
(2) จงหาวาตองใชเวลาเปนกเทาของคาคงตว
เวลาของการเกบประจ ทพลงงานสะสมของ เวลาของการเกบประจ ทพลงงานสะสมของ
ตวเกบประจจะมคาเปนครงหนงของใน
( ป ) ตอนเรมตน (ดวธทาจากประมวลสาระฯ)
60