วงจรความต้านทาน

องค์ประกอบของวงจรไฟฟ้า

วงจรไฟฟ้าคือการนำแหล่งจ่ายไฟฟ้า จ่ายแรงดันและกระแสให้กับโหลดโดยใช้ลวดตัวนำ

ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง จะต่อจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ และใช้สวิตช์ เป็นตัวเปิดปิดการไหลของกระแสไฟฟ้า  การที่จะทำให้แรงดัน และกระแสไหลผ่านโหลดได้  จะต้องมีองค์ประกอบ ของวงจรไฟฟ้าดังนี้

1. แหล่งจ่ายไฟฟ้า คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการจ่ายแรงดันและกระแสให้กับวงจร เช่น แบตเตอรี่, ถ่านไฟฉาย, เครื่องจ่ายไฟ, ไดนาโม และ เจนเนอร์เรเตอร์  เป็นต้น

2. ลวดตัวนำ คือ อุปกรณ์ที่นำมาต่อกับแหล่งจ่ายไฟฟ้า จากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง เพื่อจ่ายแรงดันและกระแสไฟฟ้าให้กับโหลด ลวดตัวนำที่นำกระแสไฟฟ้าได้ดีที่สุดคือ เงิน แต่เนื่องจากเงินมีราคาแพงมาก จึงนิยมใช้ทองแดง ซึ่งมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าได้ดีพอสมควรและราคาไม่แพงมากนัก นอกจากนี้ยังยังมีโลหะชนิดอื่น ๆ ที่สามารถนำไฟฟ้าได้ เช่น ทองคำ, ดีบุก,เหล็ก,  อลูมิเนียม,  นิเกิล ฯลฯ เป็นต้น

3. โหลดหรือภาระทางไฟฟ้า คืออุปกรณ์ทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ที่นำมาต่อในวงจร เพื่อใช้งาน  เช่นตู้เย็น, โทรทัศน์, พัดลม, เครื่องปรับอากาศ, เตารีด, หลอดไฟ, ตัวต้านทาน เป็นต้น

4. สวิตช์ คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการปิดหรือเปิดวงจร ในกรณีที่เปิดวงจรก็จะทำให้ไม่มีกระแสไฟฟ้าจ่ายให้กับโหลด ในทางปฏิบัติการต่อวงจรไฟฟ้า จะต้องต่อสวิตช์เข้าไปในวงจรเพื่อทำหน้าที่ตัดต่อและควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า

5. ฟิวส์ คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการป้องกันไม่ให้วงจรไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ได้รับความเสียหาย เนื่องจากการทำงานผิดปกติของวงจร เช่น โหลดเกิน หรือ เกิดการลัดวงจร เมื่อเกิดการผิดปกติฟิวส์จะทำหน้าที่ในการเปิดวงจรที่เรียกว่า ฟิวส์ขาดนั่นเอง

วงจรอนุกรม

วงจรอนุกรมคือ การนำโหลดมาต่อเรียงกัน โดยให้ปลายของโหลดตัวแรก ต่อกับปลายของโหลดตัวถัดไป หรืออีกนัยหนึ่งหมายถึง การนำโหลดตั้งแต่สองตัวมาต่อเรียงกันไปแบบอันดับ ทำให้กระแสไหลทิศทางเดียวกัน (ในหนังสือเล่มนี้จะขอใช้ตัวต้านทานแทนโหลดทั่ว ๆ ไป)

การคำนวณค่าความต้านทาน

การวัดค่าความต้านทาน

นำมัลติมิเตอร์ตั้งย่านวัดโอห์ม ในกรณีที่เป็นมิเตอร์แบบเข็มให้ทำการปรับค่าศูนย์ (Zero Ohm Adjust) ก่อนที่จะดำเนินการขั้นตอนต่อไป นำสายวัดของมัลติมิเตอร์เส้นที่หนึ่งสัมผัสกับขาของตัวต้านทานด้านหนึ่ง นำสายวัดของมัลติมิเตอร์เส้นที่สองสัมผัสกับขาของตัวต้านทานอีกด้านหนึ่ง อ่านค่าความต้านทาน

การวัดค่าความต้านทานรวมของวงจร

นำมัลติมิเตอร์ตั้งย่านวัดโอห์ม แล้วทำการปรับค่าศูนย์ (Zero Ohm Adjust) นำสายวัดของมัลติมิเตอร์เส้นที่หนึ่งสัมผัสกับขาของความต้านทานตัวแรก นำสายวัดของมัลติมิเตอร์เส้นที่สองสัมผัสกับขาของความต้านทานตัวสุดท้าย อ่านค่าความต้านทาน

การวัดค่าแรงดันตกคร่อม

นำมัลติมิเตอร์ตั้งย่านวัดแรงดันไฟตรง (DCV) ให้มากกว่าแหล่งจ่าย (E) นำสายด้านไฟบวกของมัลติมิเตอร์ สัมผัสกับด้านไฟบวกของตัวต้านทาน R1 นำสายด้านไฟลบของมัลติมิเตอร์ สัมผัสกับด้านไฟลบของตัวต้านทาน R1 อ่านค่าแรงดันตกคร่อมความต้านทาน R1 ทำขั้นตอนที่ 1-4 เพื่อวัดค่าแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน R2 และ R3

การวัดค่ากระแสไฟฟ้าในวงจรอนุกรม

นำมัลติมิเตอร์ตั้งย่านวัดกระแส (mA) ให้มีค่าสูงไว้ก่อน นำสายด้านไฟบวกของมัลติมิเตอร์ต่ออนุกรมเข้ากับด้านไฟบวกของแหล่งจ่ายไฟ นำสายด้านไฟลบของมัลติมิเตอร์ต่ออนุกรมเข้ากับด้านไฟลบของแหล่งจ่ายไฟ อ่านค่ากระแสที่ไหลผ่านในวงจร

วงจรขนาน

วงจรขนานคือ การนำโหลดมาต่อขนานกันหรือต่อคร่อมกัน ตั้งแต่สองตัวขึ้นไปโดยนำจุดต่อของปลายทั้งสองข้างของโหลดแต่ละตัวมาต่อร่วมกัน (ในหนังสือเล่มนี้จะขอใช้ตัวต้านทานแทนโหลดทั่ว ๆ ไป)

การคำนวณค่าความต้านทาน

ในการคิดคำนวณค่าความต้านทานที่ต่อขนานกัน 2 ตัว จะใช้สูตรใดในการคำนวณก็ได้ ผลรวมจะได้เท่ากัน และถ้าค่าความต้านทานมีค่าเท่ากันทั้ง 2 ตัว คำตอบที่ได้จะลดลงครึ่งหนึ่ง

การวัดค่าแรงดันตกคร่อมในวงจรขนาน

นำมัลติมิเตอร์ตั้งย่านวัดแรงดันไฟตรง (DCV) ให้มากกว่าแหล่งจ่าย (E) นำสายด้านไฟบวกของมัลติมิเตอร์ สัมผัสกับด้านไฟบวกของตัวต้านทาน R1 นำสายด้านไฟลบของมัลติมิเตอร์ สัมผัสกับด้านไฟลบของตัวต้านทาน R1 อ่านค่าแรงดันตกคร่อมความต้านทาน R1 ทำขั้นตอนที่ 1-4 เพื่อวัดค่าแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน R2 และ R3

การวัดค่ากระแสไฟฟ้าในวงจรขนาน

นำมัลติมิเตอร์ตั้งย่านวัดกระแส (mA) ให้มีค่าสูงไว้ก่อน นำสายด้านไฟบวกของมัลติมิเตอร์ต่ออนุกรมเข้ากับด้านไฟบวกของแหล่งจ่ายไฟ นำสายด้านไฟลบของมัลติมิเตอร์ต่ออนุกรมเข้ากับด้านไฟลบของแหล่งจ่ายไฟ อ่านค่ากระแสที่ไหลผ่านในวงจร

วงจรผสม

วงจรผสมคือ การนำโหลดมาต่ออนุกรมและขนานร่วมกันภายในวงจรเดียวกัน (ในหนังสือเล่มนี้จะขอใช้ตัวต้านทาน แทนโหลดทั่ว ๆ ไป)

การคำนวณค่าความต้านทาน

การคำนวณค่าความต้านทานจะใช้วิธีพิจารณาวงจร ในกรณีที่ต่อแบบอนุกรมจะนำค่าความต้านทานมาบวกกัน ในกรณีที่วงจรต่อแบบขนาน จะใช้สูตรขนานในการคิดคำนวณ จากรูปที่ 6.17  สามารถที่จะคำนวณค่าความต้านทานได้ดังนี้

เขียนวงจรใหม่ได้ดังนี้

เขียนวงจรใหม่ได้ดังนี้

เขียนวงจรใหม่ได้ดังนี้

เขียนวงจรใหม่ได้ดังนี้

การวัดค่าแรงดันตกคร่อมในวงจรผสม

นำมัลติมิเตอร์ตั้งย่านวัดแรงดันไฟตรง (DCV) ให้มากกว่าแหล่งจ่าย (E) นำสายด้านไฟบวกของมัลติมิเตอร์ สัมผัสกับด้านไฟบวกของตัวต้านทานที่จะวัด นำสายด้านไฟลบของมัลติมิเตอร์ สัมผัสกับด้านไฟลบของตัวต้านทานที่จะวัด อ่านค่าแรงดันตกคร่อมความต้านทาน

การวัดค่ากระแสไฟฟ้าในวงจรผสม

นำมัลติมิเตอร์ตั้งย่านวัดกระแส (mA) ให้มีค่าสูงไว้ก่อน นำสายด้านไฟบวกของมัลติมิเตอร์ต่ออนุกรมเข้ากับด้านไฟบวกของแหล่งจ่ายไฟ นำสายด้านไฟลบของมัลติมิเตอร์ต่ออนุกรมเข้ากับด้านไฟลบของแหล่งจ่ายไฟ อ่านค่ากระแสที่ไหลผ่านในวงจร

ที่มา : http://kpp.ac.th/elearning/elearning3/book-06.html