ฟิสิกส์ทั่วไป ฟส102)2 · ฟิสิกส์ทั่วไป...

ฟสกสทวไป 2 (ฟส102)

“ไฟฟา” 1. ไฟฟาสถต 2. ไฟฟากระแสตรงและวงจรไฟฟากระแสตรง

3. ไฟฟากระแสสลบและวงจรไฟฟากระแสสลบ

1. ไฟฟาสถต (Electrostatics)

สสารหรอวตถใดๆ สามารถแสดงอานาจของประจ

ไฟฟาออกมาได ถาวตถนนมอนภาคอเลกตรอน

มากกวาอนภาคโปรตรอน วตถนนจะแสดงอานาจ

ของประจไฟฟาลบ แตถาวตถมอนภาคโปรตรอน

มากกวาอนภาคอเลกตรอน วตถนนจะแสดงอานาจ

ของประจไฟฟาบวก

การเคลอนทของอเลกตรอน (e) หรอ ไอออน (ion)

º ƒ“©⁄‰¿¿ç‘(electric charge) ∏‘∆◊Ã(Thales, 640-548 B.C) ‡ºÁ∫ Ω€ç•ç∫ øª º ƒ“¬‘¥ 600 º◊¢åœ∫ •ƒ÷Ã∂ê…”¢ƒ‘´ ‡¬ŸËœ∑€ ∙∏宜̑ø”∫ ¢”ª уœŸË∫∏◊ˉ¬å„ åœÌ‘ø”∫ º ƒ‘¢Ø»å‘∙∏宜̑ø”∫ ©“µ€µ£œ®‡ª ‘ʉµç ‡ƒ◊√¢∙∏宜̑ø”∫ „∫ £¥“∫ ◊Ȼ呬◊ºƒ“©⁄‰¿¿ç‘

º ƒ“©⁄‰¿¿ç‘‡¢÷µ©‘¢¢‘ƒ£”µÃ◊£œ®»”∂∑⁄∂å‘®∫ ÷µ¢”∫ º ƒ“©⁄‰¿¿ç‘¬◊ 2 ´∫ ÷µ•Ÿœ º ƒ“©⁄‰¿¿ç‘´∫ ÷µª »¢∙∆“º ƒ“©⁄‰¿¿ç‘´∫ ÷µ∆ª ¨ÿË®‡ª ∫ ©‘¬÷∫ ∙ ¿ƒ®•∆÷∫ ∫ ”¢»÷∏√‘…‘Ã∂ƒê‘»œ‡¬ƒ÷¢”∫ ‡ºÁ∫ •∫ ∙ƒ¢ ∏◊Ë∂”È®ŸËœ∫ ÷µ£œ®ºƒ“©⁄‰¿¿ç‘

วตถทแสดงอานาจประจไฟฟาบวก คอวตถทสญเสยอเลกตรอน

วตถทแสดงอานาจประจไฟฟาลบ คอวตถทรบอเลกตรอน

วตถทเปนกลางทางไฟฟาคอวตถทมปรมาณประจไฟฟาลบเทากบประจไฟฟาบวก

เมอวตถ 2 ชนดถกนประจจานวนหนงจากวตถชนดหนงจะถายเทใปยงวตถอก

ชนดหนง ทาใหวตถ 2 ชนดมประจทง 2 ชนดไมเทากน วตถแตละชนดจง

แสดงอานาจของประจไฟฟาออกมา

คณสมบตของประจไฟฟา

•ประจไฟฟาชนดเดยวกนจะผลกกน

•ประจไฟฟาตางชนดกนจะดดกน

•ประจไฟฟาบวกหรอลบจะดงดดวตถทเปน

กลางเสมอ

•แรงดดหรอแรงผลกทเกดขนเปนแรงตางรวม

โครงสรางของอะตอม

อะตอม ประกอบดวยอนภาคขนาดเลกมาก จานวน 3 ชนด คอ

1. โปรตอน (Protons) มมวล 1.67261 x 10-27 กก. (+, e+)

2. นวตรอน (Neutrons) มมวล 1.67492 x 10-27 กก. (กลาง)

3. อเลกตรอน (Electrons) มมวล 9.10956 x 10-31 กก. (-, e-)

สารตางๆสามารถแบงตามสมบตของการยอมใหประจไฟฟาไหลผานไดเปน

ตวนา(conductor) คอ วตถทอเลกตรอนอสระเคลอนทไดดในเนอวตถนน ซงเปน

สารทยนยอมใหประจไฟฟาไหลผานไดด เชนโลหะตางๆ

ทองแดง, อลมเนยม, ทองคา

ฉนวน(insulator) คอ วตถทอเลกตรอนเกาะกลมกนแนนในแตละอะตอมจงเคลอนท

ไดยากในเนอวตถนน เชน แกว พลาสตก ยาง

การจาแนกชนดของวสดไฟฟา (Classes of Materials)

สารกงตวนา (SEMICONDUCTORS) คอ วตถทอเลกตรอนเคลอนทไดบางตาม

เงอนไขหนงๆ เชน silicon

9

1. กฎของโอหม

2. วงจรไฟฟากระแสตรง

3. กฎของเคอรชอฟฟ

10

• แบตเตอร (Battery)

• ตวตานทานไฟฟา (Resistors)

– กฎของโอหม (Ohm’s Law)

• กาลงไฟฟา (Electric Power)

• วงจรไฟฟาในบานพกอาศย

– ไฟฟากระแสสลบ (AC Current)

ความรพนฐานเกยวกบไฟฟา

11

ไฟฟาทใชในบานเรอน

220V

ไฟฟาจาก กฟภ.

12

André-Marie Ampère' (1775-1836)

อเลกตรอนตนกาเนดมาจากภาษากรก “elektron”

ซงหมายถง “อาพน (amber)”

ไฟฟามอย 2 ชนด คอ:

ไฟฟาสถตย (Static Electricity )- ไมมการเคลอนท

ของประจไฟฟาอสระ

ไฟฟากระแส (Current Electricity) - มการเคลอนท

ของประจไฟฟาอสระ แบงเปน

ไฟฟากระแสตรง (Direct Current หรอ DC)

ไฟฟากระแสสลบ (Alternating Current หรอ AC)

13

กระแสไฟฟา (Electric Current)

t Q I

∆ ∆ =

• ถาทาการตอขวไฟฟาของแบตเตอรเขากบ วงจรไฟฟา – เกดการไหลของประจไฟฟา : กระแสไฟฟา – หนวย : 1 Coulomb/second = 1 Ampere (A) – ประจไฟฟาของอเลกตรอนมคาเทากบ 1.6 x 10 -19 C

• ในตวนาไฟฟาอเลกตรอนจะเคลอนทไดอยางอสระและทาใหเกดการเคลอนทของ

ประจไฟฟา ซงกระแสไฟฟาจะถกกาหนดใหไหลจากขวไฟฟาบวก (positive)

ไปยงขวไฟฟาลบ (negative) ของแบตเตอร

acid

copper

zinc

+ –

V + –

หรอ

สญลกษณ

14

กระแสไฟฟา (Electric Current)

เมอพจารณาการไหลของสงใดเรามก

พจารณาถงประมาณการไหลของสงนน

ผานพนทหนาตดในหนงหนวยวนาท

สาหรบกรณของกระแสไฟฟา เราจะ

พจาณาทการไหลของประจไฟฟาผาน

สายไฟในเวลา 1 วนาท

15

การเปรยบเทยบวงจรไฟฟากบนา

กระแสนา กระแสไฟฟา กระแสทไหล

กงหนนา หลอดไฟ ตวตานทาน

ปมนา แบตเตอร แหลงพลงงาน

วงจรนา วงจรไฟฟา

16

วงจรไฟฟา อปกรณตางๆ ของวงจรไฟฟาประกอบดวย:

• แบตเตอร (แหลงกาเนดพลงงาน)

• สายไฟสาหรบตออปกรณ

• ตวตานทานไฟฟา (สายไฟ, หลอดไฟ, อปกรณ เปนตน)

• สวทซไฟ

I

ไดอะแกรมของวงจรไฟฟา ดแตกตางจาก วงจรไฟฟาจรงแตวตถประสงคของ

การแสดงทงสองแบบเพอ แสดงการตอวงจรไฟฟา! นนเอง

17

วงจรไฟฟาอยางงาย

+

-

ขอตกลง ทศการไหลของกระแสไฟฟาจะมทศเหมอนกบ ทศการ

ไหลของประจไฟฟาบวก คอ เคลอนทจากข วไฟฟาบวกของ

แบตเตอร ผานอปกรณภายนอกไปยงขวไฟฟาลบของแบตเตอร!

18

กฎของโอหม : Ohm’s Law ลกษณะความสมพนธระหวางคาแรงดนไฟฟา (V) ทจายใหกบวงจรไฟฟา,

กระแสไฟฟา (I) ทไหลผานวงจรไฟฟา และความตานทานของวงจรไฟฟา

(R) มรปแบบเปนอยางไร ?

= V

IR

Georg Simon Ohm (1789-1854)

I มหนวยเปน แอมแปร (A)

V มหนวยเปน โวลต (V)

R มหนวยเปน โอหม (Ω)

19

• การเกดกระแสไฟฟา จะตองมความตางศกย V เกดขนเสยกอน

– ตวนาไฟฟาทกชนด : ถาม V คาสง จะทาใหเกด I คาสงดวย

– กฎของโอหม (Ohm’s law) :

V = I R

คาความตานทานไฟฟา units: Ω (ohm)

V

I R

I

สญลกษณ

20

อนตรายทเกดจากกระแสไฟฟาไหลผาน

• ถาเราสมผสกบตวนาไฟฟาทมประจไฟฟา จะเกดอนตรายเนองจาก :

– ความตางศกยไฟฟาระหวางตวนาไฟฟากบกราวด (ground)

– เกดกระแสไฟฟาไหลผานรางกายเรา !

R = 0.5 x 106 Ω (สาหรบมอแหง) I = 0.24 mA R = 0.5 x 104 Ω (สาหรบมอเปยก) I = 24 mA

R V I =

แรงดนไฟฟา 120 V

ความตานทานไฟฟาของรางกาย

• ความรนแรงจะขนอยกบ ปรมาณกระแสไฟฟา ทไหลผานรางกายของเรา

21

อนตรายจากกระแสไฟฟา กระแสไฟฟา ผลกระทบ อนตราย ?

1 mA ทาใหสะดง ไมตาย

5 mA รสกเจบ ไมตาย

10 mA กลามเนอหยดทางาน ไมตาย

20 mA หยดหายใจ เปนนาทตาย

100 mA หวใจหยดทางาน เปนวนาทตาย

1000 mA ไหมเกรยม ตายทนท

อยาใชไดยเปาผมในอางนา

22

(DC Circuit)

0 ดา (Black) 1 นาตาล (Brown) 2 แดง (Red) 3 สม (Orange) 4 เหลอง (Yellow) 5 เขยว (Green) 6 นาเงน (Blue) 7 มวง (Violet) 8 เทา (Gray) 9 ขาว (White)

รหสสของคาความตานทานไฟฟา

คาความคลาดเคลอน 5% ทอง (Gold) 10% เงน (Silver)

23

การตอแบบอนกรม

การตอขนาน

การตอขนาน

การตอแบบผสม

ตวอยางการตอวงจรไฟฟา

24

การตอวงจรไฟฟาของตวตานทานไฟฟา

• การตออนกรม (series) :

• การตอขนาน (parallel) :

กระแสไฟฟามคาเทากน; แรงดนไฟฟามคาเทากบ Iri

R = R1 + R2

แรงดนไฟฟามคาเทากน ; กระแสไฟฟามคาเทากบ V/Ri

1/R = 1/R1 + 1/R2

• การแกโจทยวงจรไฟฟา

• วงจรไฟฟานมความซบซอนขน?

25

การตออนกรมและขนานตวตานทานไฟฟา

ตวตานทานไฟฟาสองตวหรอมากกวาตอปลายดานเดยวเขาดวยกน แสดงดง

รป เรยกวาตอแบบอนกรม (series)

การตอแบบอนกรม กระแสไฟฟาไหลผานตวตานทานไฟฟาแตละ

ตวจะมคาเทากน ถามตวตานทานไฟฟาตวหนงเกดความเสยหาย

จะทาใหไมมกระแสไฟฟาไหลในวงจรไฟฟาน

26

สาหรบการตอแบบอนกรม

แรงดนไฟฟาครอมตวตานทานไฟฟา

แตละตวจะขนอยกบความตานทาน

ไฟฟา คานวณคาไดจากสมการ

V=IR เพอคานวณหาแรงดนไฟฟา

ตกครอมตวตานทานไฟฟาแตละตว

ถากระแสไฟฟาทไหลในวงจรไฟฟาม

คาเทากบ 1 A แรงดนไฟฟาทครอมตว

ตานทานไฟฟาแตละตวมคาเทาใด ?

27

การประยกตใชกฏของโอหมกบวงจรไฟฟาตอแบบอนกรม

321321

321

321

321321

)(RRRR

RRRIIRVVVV

IRIRIRIRVVVV

IRVVVVV

totaltotal

total

++=⇒

++=++=

++=++=

⇒

=++=

28

ตวตานทานไฟฟาสองตวหรอมากกวาตอทงสองดานเขาดวยกน จะเกดการ

ไหลของกระแสไฟฟาไปยงแตละสาขาของวงจรไฟฟา แสดงดงรป เรยกวา

การตอแบบขนาน (parallel).

การตอวงจรไฟฟาแบบขนานจะเกดกระแสไฟฟาไหลแยกไปยงตวตานทานไฟฟาแต

ละตว และกระแสไฟฟาทแตละสาขาของวงจรไฟฟาอาจมคาแตกตางกน ถามตว

ตานทานไฟฟาตวใดตวหนงเกดความเสยหาย กระแสไฟฟาจะไหลผานตวตานทาน

ไฟฟาทเหลอ

29

กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน

ไฟฟาแตละตวอาจมคาแตกตางกน และ

ความตางศกยไฟฟาทครอมตวตานทาน

ไฟฟาทกตวมคาเทากน เราใชสมการ

I=V/R สาหรบคานวณกระแสไฟฟา

ทไหลผานตวตานทานไฟฟาแตละตว.

ถาแรงดนไฟฟาทครอมวงจรไฟฟามคา

เทากบ 24 โวลท ใหคานวณหาคา

กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน

ไฟฟาแตละตวมคาเทาใด ?

30 321

321

321

1111RRRR

constVRV

RV

RV

RV

RVI

IIII

total

++=

=

++=⇒

=

++=

การประยกตใชกฏของโอหมกบวงจรไฟฟาตอแบบขนาน

31

สงสาคญของการคานวณวงจรไฟฟานคอการหาคาความตานทานไฟฟา

สมมล (equivalent resistance) ของ วงจรไฟฟาทตอตวตานทานไฟฟา

แบบอนกรมหรอแบบขนาน ซงสามารถแทนดวยตวตานทานไฟฟาเพยงตว

เดยว ไดแก คาความตานทานไฟฟาสมมล (equivalent resistance)

คานวณคาไดจากสมการ

Requivalent = R1 + R2 + R3 + ... (for resistors in series)

1Requivalent

=1R1

+1R2

+1R3

+ ... (for resistors in parallel)

32

วงจรไฟฟาทซบซอน

• การแกโจทย:

– หาคาความตานทานไฟฟา

สมมลของวงจรไฟฟา

– คานวณหาคากระแสไฟฟา

จากคาแรงดนไฟฟาตก

ครอมวงจรไฟฟาท

กาหนดให (∆V=Vc-Va)

33

Example: จากรปใหหาคาตางๆ ดงน :

a. คาความตานทานไฟฟา

สมมลของวงจรไฟฟา

a. กระแสไฟฟาทไหลในตาแหนง

ตางๆ ของวงจรไฟฟา

a. คาความตางศกยไฟฟาทตาแหนงตางๆ ของวงจรไฟฟา

18V

3 Ω 6 Ω 9 Ω

34

Example: จากรปใหหาคาตางๆ ดงน :

• คาความตานทานไฟฟา

สมมลของวงจรไฟฟา

• คาความตางศกยไฟฟาทครอม

ตวตานทานไฟฟาแตละตว

• กระแสไฟฟาทตาแหนงตางๆ

ในวงจรไฟฟา

• กาลงไฟฟาของแบตเตอร

• กาลงไฟฟาของตวตานทานไฟฟาแตละตว

24V

4Ω

6Ω

12Ω

35

Example: จากรปใหหาคาตางๆ ดงน :

• คาความตานทานไฟฟา

สมมลของวงจรไฟฟา

• กระแสไฟฟาทไหลผาน

ในตาแหนงตางๆ ของวงจรไฟฟา

• คาแรงดนไฟฟาทตาแหนงตางๆ

ของวงจรไฟฟา

• กาลงไฟฟาของแบตเตอร

• กาลงไฟฟาของตวตานทานไฟฟาแตละตว

36V

8 Ω

12 Ω

6 Ω

36

เซลลไฟฟามแรงเคลอนไฟฟา 1.5 โวลต และมความตานทาน

ภายใน 0.2 โอหม ถามตวตานทานไฟฟาทมความตานทาน 2

โอหม ตอระหวางขวของเซลลไฟฟานน จงหาคาความตาง

ศกยไฟฟาระหวางขวของเซลลไฟฟา

37

เม อต อแบตเตอ ร เ ข า กบต วต านทานใหครบวงจรจะม

กระแสไฟฟาไหลผานตวตานทาน 1 แอมแปร และมความตาง

ศกยไฟฟาระหวางขวของแบตเตอร 16 โวลต ถาเปลยนตว

ตานทานใหมจะมกระแสไฟฟาไหลผานตวตานทานใหมน 2

แอมแปร และมความตางศกยไฟฟาระหวางขวของแบตเตอร 10

โวลต จงหาแรงเคลอนไฟฟาและความตานทานภายในของ

แบตเตอร

38

มลตมเตอร ประกอบดวย

คาททาการวด อปกรณ ลญลกษณของเครองมอ

(Measurement) (Device) (Circuit Symbol)

Voltage Voltmeter

Current Ammeter

Resistance Ohmeter

V

A

Ω

3

39

แรงดนไฟฟา (Voltage)

• แรงดนไฟฟา คอศกยไฟฟาทใชในการเคลอนทของ

อเลกตรอน.

• แหลงกาเนดแรงดนไฟฟา

– แบตเตอร (DC)

– ปลกซไฟ (AC)

• เทอมของ กราวด (ground) จะอางองทแรงดนไฟฟา

ศนยหรอ คาศกยไฟฟาของโลก

40

ความตานทานไฟฟาภายในเซลInternal Resistance

• แหลงกาเนดไฟฟาทกชนดจะมความตานทานไฟฟาภายในเซลล :

– มคานอยมากแตไมควรตดทง เนองจาก • ทาใหแรงดนไฟฟาเอาทพท

ของแบตเตอรมคาลดลง

• แรงดนไฟฟาทขวของแบตเตอร :

V = E - Ir • จากดกระแสไฟฟาทแบตเตอรจายได

• กระแสไฟฟาทไหลผานโหลดมคา

ตามสมการ

I = E / (RLoad + r)

41

การตอแหลงกาเนดไฟฟา

• การตอแหลงกาเนดไฟฟากระแสตรง

– การตออนกรม

• เพมคาแรงเคลอนไฟฟา E = E1 + E2

• ความตานทานไฟฟาภายในเซลลสงขน r = r1 + r2

• แรงดนไฟฟาทขวไฟฟาแบตเตอร V = E1 - Ir1 + E2 - Ir2

42

เครองประจไฟฟาแบตเตอร

• กระไฟฟาจะไหลตามทศของ emf ทสงกวา

• เครองประจไฟฟาตองม emf สงกวาเพอทาใหเกดกระแสไฟฟาไหลยอนกลบในแบตเตอร

43

การตอขนานแบตเตอร

• การตอขนานแบตเตอรจะทา

ใหความตานทานไฟฟา

ภายในรวมมคาลดลง

• สามารถจายกระแสไฟฟาได

สงขน

44

การตอแอมมเตอร (วดกระแสไฟฟา) และ โวลท

มเตอร (วดความตางศกยไฟฟา)

ตอขนานกบ

ตวตานทานไฟฟา

ตออนกรมกบตวตานทานไฟฟา

45

กาลงไฟฟา, พลงงานไฟฟา และประสทธภาพ

• กาลงไฟฟา (Power) คอ อตราของการเปลยนรปพลงงานไฟฟา.

• ตวตานทานไฟฟา ทาการเปลยนรป พลงงานไฟฟา ไปเปน

พลงงานความรอน.

• สมการของกาลงไฟฟา :

P = IE กาลงไฟฟาทจายโดยแบตเตอร

P = IV กาลงไฟฟาทเกดกบตวตานทานไฟฟา

• แลวเราจะใชสมการเหลานเมอไร ?

46

กาลงไฟฟา (Electric Power)

• พลงงานไฟฟา เปนพลงงานทนยมใชกนอยางแพรหลาย เนองจากสามารถ

เปลยนไปเปนรปพลงงานอนๆ ไดแก

– พลงงานความรอน (thermal energy) ไดแก heaters

– พลงงานกล (mechanical energy) ไดแก มอเตอร (motors)

– แสงสวาง (light) ไดแก หลอดไฟ

• อตรา การเปลยนรปพลงงานสามารถกาหนดในรปของ กาลง

ไฟฟา (electric power) :

หรอ P = V2/R หรอ P = I2R • หนวย : 1 Watt = 1 J/s

P = I V

47

• ความสมพนธระหวางพลงงานไฟฟากบกาลงไฟฟา คอ:

W = พลงงานไฟฟา หนวย จล

P = กาลงไฟฟา หนวย วตต

t = เวลา หนวย วนาท

W = Pt

48

(AC Circuit)

49

ไฟฟากระแสสลบ (Alternating Current )

แบตเตอร เปนแหลงกาเนดไฟฟาทจายแรงเคลอนไฟฟา (emf) คาสมาเสมอและมคาคงตว สวนแหลงกาเนดไฟฟากระแสสลบ (ac source) เปนแหลงกาเนดไฟฟาทจายแรงเคลอนไฟฟา(emf) หรอแรงดนไฟฟา (Voltage) เปลยนแปลงตามเวลา (ในรปฟงกชนซายนของ ωt ):

V = Vmaxsin ωt ω =2πf

time

voltageVmax

ไฟฟากระแสสลบทใชในบานพกอาศย

ของประเทศไทยมความถ f เทากบ

50 Hz = 50 คลน/sec.

ω = ความถเชงมม

T = คาบเวลา = 1/f = 2π/ω

50

วงจรไฟฟาทม R อยางเดยว

แรงดนไฟฟาครอมตวตานทานไฟฟาจะมคา

เปลยนแปลงเหมอนกบกระแสไฟฟา

I = V/R = Imax sin wt การเปลยนแปลงของแรงดนไฟฟา มเครอง

หมายเหมอนกบการเปลยนแปลงของกระแส

ไฟฟา

แรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟา

มเฟสตรงกน (in phase). และ

แอมปลจดอยทเวลาเดยวกน.

51

คา rms เนองจากในวงจรไฟฟากระแสสลบคาเฉลยแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาจะ

มคาเปนศนย. ดงนนการแสดงคาแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาจะแสดง

ในรปของคา root mean square หรอ คา rms .นนเอง คา rms ของกระแสไฟฟาและแรงดนไฟฟาสาหรบไฟฟากระแสสลบ

สามารถนามาเปรยบเทยบกบปรมาณสมมล (equivalent quantities) ใน

วงจรไฟฟากระแสตรง. Vrms = IrmsR Pav = Irms

2R = Vrms2/R

II

VV

rms rms= =max max,2 2

52

RMS ของแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟา

Vrms = Square root of the mean (average) of V-squared.

2/ ,/21

)(sin

)sin()/(/)()()sin()(

22max

22max

22

max

max

Maxrmsrms VVRVR

VP

tR

VP

RIR

VPPower

tRVRtVtItVtV

===

=

===

===

ω

ωω

คากาลงไฟฟาเฉลยของวงจรไฟฟากระแสสลบทม R อยางเดยว

ซงมคาคงตว (ไมขนอยกบกราฟระหวาง V กบ t) RIRVP rmsrms22 / ==

53

• ประเทศไทย: 220 V, 50 Hz AC

• Vrms = 220 V, Vmax = ( 2) 220 V = 311 V

• Circuit Breakers ตวท Irms = 15 A

Imax = ( 2 ) 15 A =21.2 Amp

• กาลงไฟฟาสงสดจะมคาเปน:

• P = Irms Vrms < (15A) (220 V) = 3300 W

ไฟฟาในบานพกอาศย

54

คาถาม

ตวตานทานไฟฟาขนาด 33 kΩ ตอกบแหลงกาเนดไฟฟาทม

คาแรงดนไฟฟาสงสดเทากบ 101 V. ใหหา

(ก) กาลงไฟฟาเฉลย และ (ข) กาลงไฟฟาสงสดของวงจรไฟฟาน.

WVRVP

WVRVP

VVVV

Max

rms

rms

06.3)3330/()101(/

53.1)3330/()4.71(/

4.71414.1/1012/

22max

22

max

=Ω==

=Ω==

===

55

56

ไดโอด (Diodes)

• นาไฟฟาเพยงทางเดยว

• มขวไฟฟาสองขว

– แอโนด (anode) และ แคโถด (cathode)

• ทาจากซลกอน

57

สญลกษณของไดโอด

p-type n-type

58

การเจอสาร (Doping) คอการเตมสารเจอ (impurities)

• สารชนดเอน (n-type)

– ไดแก ซลกอนทถกเจอดวยฟอสฟอรส (Phosphorous)

– พาหะไฟฟามประจไฟฟาลบ

• อเลกตรอน

• สารชนดพ (p-type)

– ไดแก ซลกอนทถกเจอดวยอะลมนม (Aluminum)

– พาหะไฟฟามประจไฟฟาบวก

• โฮล (hole)

59

Flapper Valve Analogy

60

คณสมบตของไดโอด

• การไบแอสไปขางหนา (Forward-Bias Condition) – นาไฟฟาไดด

• การไบแอสยอนกลบ (Reverse-Bias Condition) – ความตานทานไฟฟามคาสงมาก

• กราฟ I กบ v ของไดโอด – ไดโอดอดมคตและไดโอดจรง – จดโคง (Knee) และ แรงดนไฟฟาของความเสยหาย

(Breakdown Voltage)

– แบงออกเปน 3 บรเวณ

61

วงจรไฟฟาของไดโอด

• ตวทากระแสตรง (rectifier) : อปกรณเปลยนรปไฟฟากระแสสลบเปนไฟฟากระแสตรง

• ตวทากระแสตรงแบบครงคลน (Half-Wave Rectifier)

• ตวทากระแสตรงแบบเตมคลน (Full-Wave Rectifier)

• ตวทากระแสตรงแบบบรดจ (Bridge Rectifier)

62

63

64

65

วงจรไฟฟารวม

Integrated Circuits (IC)

• เปนอปกรณทรวมเกทจานวนหนงตวหรอมากกวาบรรจลงในชพ

(chip) เพยงแผนเดยว.

– แบบแผนกลม (Wafer), คลายลกเตา (die)

Copyright © 2001 Fine Arts Photographics