407-11-15 css15541n ปีการศึกษา 2/2555 บทที่ 10...
TRANSCRIPT
15/12/55
1
เอกสารประกอบการสอน407-11-15 หลกฟสกส (Principles of Physics)กลมเรยน CSS15541Nปการศกษา 2/2555
บทท 10 ไฟฟากระแสตรง
อาจารยผสอน: ดร. พนดา หลอวงศตระกล
ตดตอทาง email: [email protected]
หองทางาน: อาคาร 17 ชน 3
โทร: 081-645-3095
เอกสารอางอง
• R.A.Serway,Jewett, Physics for scientist and engineers, 6th Ed., Brook/Cole, Singapore, 2004.
• เวปไซตตางๆ เชน
http://www.rmutphysics.com/
http://science.sut.ac.th/physics/
15/12/55
2
กระแสไฟฟา (Electric current, I): อตราการเคลอนทของประจผานพนทหนาตดตอหนงหนวยเวลา
กระแสไฟฟา
ผานพนทหนาตดตอหนงหนวยเวลา
หนวย C/s หรอ At
qI
อเลกตรอนอสระในตวนาทเคลอนทในตวนาแบบสม (random) และไมไดมการเคลอนทแบบเสนตรง โดยความเรวของอเลกตรอนนเรยกวา
ความเรวลอยเลอน (drift velocity, vd)
“ความเรวลอยเลอน (drift velocity, vd)” ซงคอ ความเรวเฉลยของอเลกตรอนอสระนนเอง
ทศทางของอเลกตรอนจะมทศตรงขามกบสนามไฟฟา
AnevI d
15/12/55
3
กฎของโอหม (Ohm’s Law) อธบายความสมพนธของความหนาแนนกระแส (J) แปรผนตรงกบสนามไฟฟา (E)
กฎของโอหม (Ohm’s Law)
หนวย A/m2
สภาพการนาไฟฟา (conductivity) ของตวนา
สวนกลบของ สภาพการนาไฟฟา เรยกวาสภาพตานทานไฟฟา ( )
EJ
(resistivity, )
1
เมอตอตวนาเขากบแหลงกาเนดจะมกระแสไฟฟาไหลผานตวนา โดยกระแสไฟฟาแปรผนตามความตางศกยของแหลงกาเนด
กระแส (I), ความตางศกย (V) และความตานทานไฟฟา (R)
โดยกร แสไฟฟาแปรผนตามความตางศกยของแหลงกาเนด เขยนความสมพนธได
V=IR โดย R คอ ความตานทานไฟฟา (resistance) หนวย โวลตตอแอมแปร
หรอ โอหม ()หรอ โอหม ()
สญลกษณของตวตานทานในวงจรไฟฟา
ตวตานทานคงตว ตวตานทานปรบคาได
15/12/55
4
ความสมพนธของความตานทานไฟฟา (R)และสภาพตานทานไฟฟา
สภาพตานทานไฟฟา เปนคาคงท
A
LR
เฉพาะตวของสารหนงๆ
ตวตานทานคงท
15/12/55
5
1. การตอตวตานทานแบบอนกรมกระแสไฟฟา I = I1 = I2
การตอตวตานทาน
1 2
คาความตางศกย V = V1+V2
ความตานทาน R = R1+R2
1. การตอตวตานทานแบบขนานกระแสไฟฟา I = I1 + I2
การตอตวตานทาน
1 2
คาความตางศกย V = V1=V2
ความตานทาน 21 R
1
R
1
R
1
15/12/55
6
แรงเคลอนไฟฟา (electromotive force, ) คอ งานในการเคลอนประจขนาด 1 หนวย
แรงเคลอนไฟฟาและกาลงไฟฟา
เคลอนปร จขนาด 1 หนวย
หนวย J/C หรอ โวลต
กาลงไฟฟา คอ งานตอหนงหนวยเวลา
dq
dW
dW หนวย J/s หรอ Watt (วตต)
หรอ
dt
dWP
RIP 2
แรงเคลอนไฟฟา
อปกรณททาใหเกดแรงเคลอนไฟฟา เชน แบตเตอรร ถานไฟฉาย หรอเครองกาเนดไฟฟ ไฟฟา
โดยปกตแหลงกาเนดของแรงเคลอนไฟฟาจะสญเสยพลงงานเนองจากมความตานทานภายใน (r) ดงนน กระแสไฟฟาทไหลในวงจร คอ
rRI
15/12/55
7
ต.ย. ถาความตานทานภายในของแบตเตอรเทากบ 1000 แรงเคลอนไฟฟา ขณะทยงไมตอกบวงจรภายนอกมคาเทากบ 100 V จงหากาลงไฟฟาทตวตานทานเมอมคาตางๆ กน ก. 500 ข. 1000
• กลปวานอมเตอร เครองมอวดพนฐานทางไฟฟาทประกอบดวยขดลวดขนาดเลกวางอยระหวางขวแมเหลกถาวร โดยทขดลวดมแกนหมนทเชอมตอกบเขมวด และลวด
ใ ไ
เครองมอวดไฟฟา
สปรงแบบกนหอยทใชเปนทางผานของกระแสขนาดเลก เมอมกระแสไฟฟาผานเขาไปในขดลวด จะทาใหเกดแรงบดเนองจากแรงกระทาระหวางสนามกบกระแส ในขณะเดยวกนสปรงกนหอยจะสรางแรงบดตานการเคลอนทของขดลวด
15/12/55
8
แอมมเตอร คอเครองมอวดกระแสไฟฟาในวงจร จดเปนกลปวานอมเตอรชนดขดลวดเคลอนท การใชแอมมเตอรวด
แอมมเตอร
นอมเตอรชนดขดลวดเคลอนท การใชแอมมเตอรวดกระแสไฟฟาในวงจรตองตออนกรมกบวงจร แอมมเตอรควรมความตานทานนอยสดเพอใหกระแสผานแอมมเตอรไดมากทสด
http://www.vcharkarn.com/vcafe/144460
โวลตมเตอร คอเครองมอวดความตางศกย ระหวางจดสองจดในวงจร จดเปนกลปวานอมเตอรชนดขดลวดเคลอนท การใช
โวลตมเตอร
โวลตมเตอรวดความตางศกย ในวงจรตองตอขนานกบจดสองจดทตองการวด โวลตมเตอรควรมความตานทานมากสดเพอใหกระแสผานโวลตมเตอรไดนอยทสด
15/12/55
9
โอหมมเตอร เปนอปกรณใชวดคาความตานทานไฟฟา โดยดดแปลงจากแอมมเตอรใหสามารถวดคาและแสดงคาออกมาเปนคาความตานทาน
โอหมมเตอร
เพราะคณสมบตของคาตานทานจะคอยตานการเคลอนทของกระแสในวงจร
ปจจบนมการดดแปลง แอมมเตอร โวลตมเตอร โ ปโอหมมเตอร รวมเปนเครองเดยวกน เรยกวา “มลตมเตอร”
จบบทท 10 อยาลมหดทาแบบฝกหดนะคะ
ดร. พนดา หลอวงศตระกล[email protected]