ความต้านทานไฟฟ้ากับเครื่องใช้ไฟฟ้า
จากกฎของโอห์ม
ความต้านทานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเป็นผลมาจากการไหลของกระแสไฟฟ้า
ดังนั้นความต้านทานไฟฟ้าในตัวนำไฟฟ้าและในเครื่องใช้ไฟฟ้าจึงเป็นอุปสรรคของการไหลของกระแสไฟฟ้าที่จะนำพลังงานไฟฟ้าไปส่งให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้า
ในบทเรียนนี้นักเรียนจะได้ศึกษาเรื่อง
ความต้านทานไฟฟ้า การต่อความต้านทานไฟฟ้า การคำนวณค่าความต้านทานไฟฟ้ารวม
ความหมายและสัญลักษณ์
ความต้านทานไฟฟ้า หมายถึง สถานะที่เกิดขึ้นบนตัวนำไฟฟ้าเพื่อต่อต้าน
หรือขัดขวางการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า
ซึ่งตัวนำไฟฟ้า ได้แก่ โลหะที่ทำเป็นลวดตัวนำไฟฟ้า และส่วนใหญ่จะเป็นส่วนประกอบภายในเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิด
เช่น สายไฟฟ้า แผ่นหรือลวดความร้อนของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้ความร้อนเช่น
เตารีด หม้อหุงข้าว
หรือเป็นส่วนประกอบภายในเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้แสงสว่าง เช่น ไส้หลอดไฟฟ้าทุกชนิด
แบลลัสต์ เป็นต้น ดังนั้นเครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชิ้นก็คือ ตัวต้านทานไฟฟ้า หนึ่ง ๆ นั่นเอง
ความต้านทานไฟฟ้า
หรือตัวต้านทานไฟฟ้า เขียนแทนด้วยอักษร
" R"
จะมีหน่วยเป็น โอหม์ (
การนำเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านหรือ
ความต้านทานไฟฟ้าหลาย ๆ ชิ้นมาต่อกันอย่างไรจึงทำให้สามารถเปิดใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าได้พร้อมกัน
การต่อความต้านทานไฟฟ้า
การนำเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านหรือ
ความต้านทานไฟฟ้าหลาย ๆ ชิ้นมาต่อกัน ได้ 3 แบบ ดังนี้
1. การต่อความต้านทานไฟฟ้าแบบอนุกรม
คือ การนำเอาตัวต้านทานไฟฟ้า หรือเครื่องใช้ไฟฟ้า
หรือหลอดไฟฟ้า มาต่อเรียงตามลำดับ ดังภาพ
สัญลักษณ์การต่อความต้านทานไฟฟ้าแบบอนุกรม
การหาความต้านทานไฟฟ้ารวมแบบอนุกรม
เมื่อพิจารณาจากรูป การต่อเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือความต้านทานไฟฟ้าแบบอนุกรม จะพบว่า
เมื่อพิจารณาจากรูป การต่อเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือความต้านทานไฟฟ้าแบบอนุกรม จะพบว่า
1. กระแสไฟฟ้า ( I )
ที่ไหลผ่านความต้านทานไฟฟ้าแต่ละตัว จะมีค่าเท่ากัน
2. ความต่างศักย์ไฟฟ้า
แต่ละตัวไม่เท่ากัน
ขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานไฟฟ้าแต่ละตัว
ดังนั้น ความต่างศักย์ไฟฟ้ารวม
นั่นคือ
จากกฎของโอห์ม V = IR
แทนค่าลงใน Vรวม จะได้
จากข้อ
1. กระแสไฟฟ้า ( I ) เท่ากันทุกตัว เอา I
หารตลอด
จะได้
 |
| สูตรที่ 1 Rรวมแบบอนุกรม |
2. การต่อความต้านทานไฟฟ้าแบบขนาน
คือ การนำเอาตัวต้านทานไฟฟ้าหลาย ๆ ตัว หรือเอาเครื่องใช้ไฟฟ้าหลาย ๆ ตัวมาต่อรวมกันให้เป็นกลุ่ม โดยปลายของตัวต้านทานไฟฟ้าทุกตัวรวมกันเป็นจุด ๆ หนึ่ง และนำปลายอีกข้างหนึ่งของตัวต้านทานไฟฟ้าทุกตัวรวมกันเป็นจุด ๆ หนึ่ง ดังภาพ
 |
| การต่อความต้านทานแบบขนาน |
 |
| สัญลักษณ์การต่อความต้านทานไฟฟ้าแบบขนานในวงจร |
เมื่อพิจารณาจากภาพ
การต่อเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือความต้านทานไฟฟ้าแบบขนาน จะพบว่า
1. กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจุด
A
จะแยกไหลผ่านความต้านทานไฟฟ้าหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าแต่
ละตัวไม่เท่ากัน
2. ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วของความต้านทานไฟฟ้าแต่ละตัวจะมีค่าเท่ากัน
และจะ
เท่ากับความต่างศักย์ไฟฟ้ารวม
จากข้อที่ 1 กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านจุด A
ย่อมเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากจุด B
จากกฎของโอห์ม V =
IR และ
แทนค่าลงใน Iรวม จะได้
จาก ข้อ 2. ความต่างศักย์ไฟฟ้าแต่ละสายจะมีค่าเท่ากัน เอา V หารตลอด จะได้ว่า
ดังนั้น
การต่อความต้านทานไฟฟ้าแบบขนาน จะได้สูตรดังนี้
|
| สูตรที่ 2 Rรวมแบบขนาน |
3. การต่อความต้านทานไฟฟ้าแบบผสม
คือ
การนำเอาความต้านทานไฟฟ้าหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีการต่อกันทั้งแบบอนุกรมและทั้งแบบขนานมาต่อรวมกันอยู่ในวงจรเดียวกัน
ซึ่งการคำนวณหาค่าความต้านทานไฟฟ้ารวม จะต้องหาความต้านทานไฟฟ้าย่อยของการต่อแบบอนุกรม หรือแบบขนานก่อนก็ได้ แล้วจึงมาหาค่าความต้านทานไฟฟ้ารวมของทั้งหมด
 |
|
ภาพ การต่อความต้านทานไฟฟ้าแบบผสม
|
สรุปสูตรที่ใช้ในการคำนวณ
1. กฏของโอห์ม V = IR
2. การหา Rรวม แบบอนุกรม
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น