ทฤษฎีการวางซ้อน เป็นทฤษฎีที่ใช้ในการหาค่าต่าง ๆ ทางไฟฟ้า กรณีที่มีแหล่งจ่ายไฟฟ้าตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไป มีหลักวิธีการคิดโดยการตัดแหล่งจ่ายไฟฟ้าให้เหลือเพียงตัวเดียวและช๊อตวงจรส่วนที่ตัดแหล่งจ่ายออก แล้วคำนวณหาค่ากระแสที่ไหลผ่านส่วนต่างๆ โดยใช้กฎของโอห์มและคุณสมบัติต่างๆ ของวงจรไฟฟ้า และทำวิธีเดียวกันกับแหล่งจ่ายตัวอื่นๆ ครั้งและตัว เมื่อเสร็จครบทุกตัวให้นำมาวางซ้อนกัน และนำค่ากระแสที่ไหลผ่านส่วนต่าง ๆ นำมารวมกัน โดยดูทิศทางการไหลของกระแสเป็นหลัก หากมีทิศทางในการไหลไปทางเดียวกัน ให้นำมาบวกกัน หากมีทิศทางในการไหลสวนทางกัน ให้นำมาลบกันก็จะได้กระแสที่ไหลผ่านความต้านทานแต่ละตัว นำไปหาค่าอื่นๆ ต่อไป
ตัวอย่าง การคำนวณโดยใช้ทฤษฎีการวางซ้อน
จากวงจรด้านล่างจงหาค่ากระแสที่ไหลผ่านความต้านทานแต่ละตัว
วิธีทำ
หลักการ คิดแรงดันจ่ายให้วงจรทีละตัว ตามลำดับดังนี้
1. คิดแรงดัน เฉพาะ E1 โดยการตัด E2 ออก และช๊อตวงจรส่วนที่ตัด จะได้วงจรใหม่มีกระแสไหล ดังรูป
คิดความต้านทานรวมของวงจร ได้ ดังนี้
คิดค่ากระแสทั้งหมด
ซึ่งจะเป็นกระแสที่ไหลผ่าน R1 ได้ดังนี้
เมื่อได้กระแสทั้งหมด
หากระแสที่ไหลผ่าน R3 ทางหนึ่ง
และ R2 กับ R4
อีกหนึ่งทาง โดยใช้กฎการแบ่งกระแส
จะได้ดังนี้
หากระแสที่ไหลผ่าน R3 ได้ดังนี้
เมื่อทราบค่ากระแสที่ไหลผ่าน R3 ก็จะสามารถหาค่ากระแสที่ไหลผ่าน R2 กับ R4 ได้ดังนี้
2. คิดแรงดัน เฉพาะ E2 โดยการตัด E1 ออก และช๊อตวงจรส่วนที่ตัด จะได้วงจรใหม่ มีกระแสไหลดังรูป
คิดความต้านทานรวมของวงจร ได้ ดังนี้
คิดค่ากระแสทั้งหมด
ซึ่งจะเป็นกระแสที่ไหลผ่าน R2 ได้ดังนี้
เมื่อได้กระแสทั้งหมด
หากระแสที่ไหลผ่าน R1 ทางหนึ่ง และ R3 อีกหนึ่งทาง โดยใช้คุณสมบัติของกระแส ที่ ว่าหากมีทางแยกของกระแส
ถ้าแต่ละทางมีความต้านทานเท่ากันกระแสจะแบ่งแยกไปเท่ากัน จะได้เท่ากับ กระแส หารด้วยจำนวนทางแยก
ในวงจรมีทางแยก 2 ทาง
หากระแสที่ไหลผ่าน R2 ได้ดังนี้
3.
นำค่าที่คำนวณได้จาก ข้อที่ 1 และ 2 มาวางซ้อนกัน (ตามชื่อทฤษฎี)
และนำค่ากระแสมารวมกัน
โดยดูทิศทางของกระแส หากมีทิศทางสวนทางกันให้นำมาลบกัน
ความต้านทานแต่ละตัวตามวงจรที่สมบูรณ์ตามโจทย์
ผลลัพท์ของกระแสที่ออกมา
ตัวเลข คือขนาดของกระแสที่ไหลผ่าน
เครื่องหมายเป็นบวก แสดงว่าทิศทางของกระแสไหลตามค่ากระแสของตัวตั้ง
เครื่องหมายเป็นลบ แสดงว่าทิศทางของกระแสไหลตามค่ากระแสของตัวลบ
ความคิดเห็น