1

การทดลองท 1

การวดไฟฟากระแสตรง (D.C. MEASUREMENT)

เรยบเรยงโดย ผศ.อดมศกด ย งยน กนยายน 2553

1. วตถประสงค

1. ความตานทานชนดตาง ๆ และการอานคาสของตวตานทาน

2. การใชมเตอรวดคาความตานทาน, แรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟา

2. ทฤษฎ

2.1 คาความตานทาน

ตวตานทานชนดคาคงทแบบทใชในวงจรอเลกทรอนกส มขนาด 1/8, 1/4, 1/2, 1, 2 และ

สงจนถงขนาด 10 วตต ตวตานทานทมขนาดกาลงไฟฟาสงขนขนาดกจะใหญ โดยมแถบสททาเปนแถบ

บนตวตานทานแสดงคาความตานทานดงตาราง

ตารางการอานคา ความตานทานของตวตานทาน

ส สท 1 สท 2 สท 3 ตวคณ คาผดพลาด

ดา 0 0 0 1 -

นาตาล 1 1 1 10 1% (F)

แดง 2 2 2 100 2% (G)

สม 3 3 3 1k -

เหลอง 4 4 4 10k -

เขยว 5 5 5 100k 0.5% (D)

นาเงน 6 6 6 1M 0.25% (C)

มวง 7 7 7 10M 0.1% (B)

เทา 8 8 8 - 0.05%

ขาว 9 9 9 - -

ทอง - - - 0.1 5% (J)

เงน - - - 0.01 10% (K)

2

ตวอยาง วธการอานคาความตานทานของตวตานทาน

1. แบบ 4 แถบส (ชนดมคาผดพลาด 5%)

แถบสท 1 และแถบสท 2 จะเปนคาตวตง โดยมแถบสท 3 เปนตวคณ และแถบสท 4

แสดงคาผดพลาด

ตวอยาง ตวความตานทานแบบ 4 แถบส มสดงน สท 1 สนาตาล สท 2 สแดง สท 3 สสม

สท 4 สทอง จะอานคาไดเปน 12 × 1000 = 12 kΩ คาผดพลาด 5%

2. แบบ 5 แถบส (ชนดมคาผดพลาด 1%)

แถบสท 1 แถบสท 2 และแถบสท 3 จะเปนคาตวตง โดยมแถบสท 4 เปนตวคณ และ

แถบสท 5 แสดงคาผดพลาด

ตวอยาง ตวความตานทานแบบ 5 แถบส มสดงน สท 1 สนาตาล สท 2 สแดง สท 3

สดา สท 4 สแดง สท 5 สนาตาล จะอานคาไดเปน 120 × 100 = 12 kΩ คาผดพลาด 1%

2.2 มเตอรวดไฟฟาแบบเขมช

มเตอรวดไฟฟากระแสตรงแบบเขมชมทงวดแรงดนไฟฟาและวดกระแสไฟฟา ดงแสดง

ตวอยาง รปรางภายนอกในรปท 1 (ก) และรปท 1 (ข) แสดงโครงสรางภายในแบบขดลวดเคลอนท

(moving coil)

(ก) รปรางภายนอกของโวลทมเตอร และแอมปมเตอรวดไฟฟากระแสตรง

3

(ข) โครงสรางภายในมเตอรแบบขดลวดเคลอนท

รปท 1 มเตอรแบบเขมชวดคาไฟฟา

ขอควรระวง

1. เพอใหมเตอรชคาไดถกตอง จะตองวางมเตอรในทาการวางใหถกตองตามขอกาหนดของ

มเตอร เชน มสญลกษณ ⊥ ใหวางมเตอรในแนวตง และสญลกษณ ใหวางมเตอรในแนวนอน

2. เขมมเตอรจะตองชทคา 0 (ศนย) ดานซายสดของสเกล ถาเขมไมชท 0 (ศนย) สามารถ

ปรบเขมใหชทคา 0 (ศนย) โดยหมนทปมปรบเขม (Zero Adjust Screw) จนชทคา 0 (การปรบจะตอง

ปรบดวยความระมดระวง ปรบชา ๆ และไมควรปรบบอย)

3. เพอการอานคาทถกตอง จะตองอานคาจากสเกลในตาแหนงทเขมชทบตรงกบสเกล

ในกรณทมกระจกดานหลงเขมช ใหตามองในตาแหนงทเขมชตรงกบภาพของเขมชทสะทอนจากกระจก

ถาอานคาทตาแหนงในเขมชไมทบตรงกบภาพเขมทสะทอนจากกระจกจะทาใหอานคาผดพลาด และ

มเตอรจะอานคาไดถกตองมากทสดในชวงทเขมชอยระหวางกงกลางสเกล ดงนนควรตงยานวดให

เหมาะสม

สญลกษณมาตรฐานทแสดงบนหนาปทมของมเตอรวดไฟฟา

ขดลวดเคลอนท (Moving coil instrument) ใชวดคาไฟฟากระแสตรง

ขดลวดเคลอนทมการเรคตไฟเออร (Moving - coil instrument with rectifier)

แผนเหลกเคลอนท (Moving iron instrument) ใชวดคาไฟฟากระแสสลบ

อเลกโตรไดนามกส (Electrodynamic) ใชวดคากาลงไฟฟา

4

กาหนดใหมเตอรวางในแนวดง (Vertical Position)

กาหนดใหมเตอรวางในแนวนอน (Horizontal Position)

วดไดเฉพาะไฟฟาสลบ (Only AC)

วดไดเฉพาะไฟฟาตรง (Only DC)

วดไดทงไฟฟาตรงและสลบ (DC and AC)

แรงดนไฟฟาทฉนวนทนไดจากการทดสอบ เชน 2kV = 2000 v (Insulation test voltage)

ขอควรระวง (Attention to instruction)

คาความถกตอง (Accuracy) เชน ± 2.5% Class 2.5

2.3 มลตมเตอรแบบเขมช

มลตมเตอร (Multimeter) แบบเขมช หรอเรยกกนวาอนาลอกมลตมเตอร (Analog

Multimeter) เปนมเตอรทสามารถวดคาไฟฟาไดหลายชนด ทนยมใชกนอยางแพรหลายมตวอยางดาน

หนาปทมแสดงในรปท 2

รปท 2 รปรางหนาปทมของมลตมเตอรแบบเขม

2

1. เขมชแสดงคา

2. ปมปรบเขมใหชทศนย

3. ขวตอเอาทพท (Output

4. ขวตอสายวดบวก + (P)

5. ขวตอสายวดเสนลบ - COM (N) สาหรบ

6. หนาปทมแสดงสเกล (Mirrored

7. ปมปรบศนยโอหม (Ohm Zero Adjust Knop)

8. สวทซเลอกยานการวด (Range Selector Switch)

9. ขววดกระแสไฟสลบ 15 แอมป (AC

5

วธการใชมลตมเตอรแบบเขมช

1. การวดคาความตานทานไฟฟา (Resistance Measurements)

คาเตอน และขอควรระวง

1. ตองแนใจวาไดตดไฟออกจากวงจรทจะวดความตานทาน

2. หามจายแรงดนไฟฟาใหกบมเตอรขณะทเลอกยานวดความตานทาน (Ohm)

3. ตองปรบเขมของมเตอรใหชทคา 0 (ศนย) โอหม หลงจากทเปลยนยานวดทกครง

วธการใช

1. เสยบขวสายวดสแดงเขาทขว + (P) และขวสายวดสดาเขาทขว – COM(N) ของมเตอร

2. หมนสวทซเลอกไปทยานวดทตองการ

3. นาปลายสายวดทงสองแตะกน ปรบปมปรบศนยโอหม (Ohm Zero Adjust Knop) [ 0 Ω

ADJ ] คอ เขมชดานขวาสดของสเกลโอหม ถาปรบปมปรบศนยโอหมแลวไมสามารถทาใหเขมชท

0 (ศนย) โอหม แสดงวาแบตเตอรหมดหรอมแรงดนตา ใหเปลยนแบตเตอรใหม

4. กอนนาสายวดตอเขาวดความตานทาน ตองตดไฟฟาออกจากวงจรทวดความตานทาน

5. ตอสายวดมเตอรเขากบปลายทงสองของตวตานทานไฟฟาแลวอานคาขณะวดคาความ

ตานทานหามใชมอทงสองจบทขวตวนาทงสอง จะทาใหวดความตานทานผดพลาดเพราะความตานทาน

ของรางกายเราจะตอขนานกบตวความตานทานทวดคา

เมอต งยานการวดเพอใชในการวดคาความตานทาน แสดงวงจรสมมลยภายในของ

มลตมเตอรในรปท 3 โดยขว + (P) ของมลตมเตอรจะตอกบขวลบของแบตเตอรทอยภายในมลตมเตอร

และขว - COM ของมลตมเตอรจะตอกบขวบวกของแบตเตอร

รปท 3

+ P - COM

0 Ω ADJ M

6

2. การวดแรงดนไฟฟา (Voltage Measurements)

คาเตอน และขอควรระวง

1. ขณะวดหามจบตองสายวดสวนทเปนตวนาของสายวด หรอวงจรทวด จะถกไฟฟาดด

2. ในการวดแรงดนไฟฟากระแสตรง หามหมนสวทซเลอกไปทยานวดกระแสไฟฟา

DCmA หรอยานวดความตานทาน เพอปองกนความเสยหายทจะเกดกบเครองวดและผใชงาน

วธการใช

1. เสยบขวสายวดสแดงเขาทขวบวก + (P) และขวสายวดสดาเขาทขว - (N) ของมเตอร

2. เมอตองการวดแรงดนไฟฟากระแสตรง หมนเลอกยานวดไปทยานวด DC Voltage ตอ

ขวสายวดสแดงเขากบขวบวก (+) ของวงจร และตอขวสายวดสดา (-) ของวงจร (ตอขนานเขากบวงจรท

วด) ขอควรระวงคอ เมอมแรงดนสงมาก และสายวดตอสลบขว เขมชมเตอรจะตกลบและเกดการบดงอ

ได

3. เมอตองการวดแรงดนไฟฟากระแสสลบ หมนเลอกยานวดไปทยานวด AC Voltage ตอ

ขวสายวดขนานเขากบวงจรไฟฟาทจะวด (ในวงจรไฟฟากระแสสลบจะไมคานงถงขวทวดตอสลบสาย

วดเขมมเตอรจะไมตกลบ)

3. การวดคากระแสไฟฟาตรง (DC Current Measurement)

คาเตอน และขอควรระวง

1. ตองแนใจวา สายวดของมเตอรไดตอเขากบวงจรทตองการวดเรยบรอยแลวกอนทจะสบ

สวตซจายไฟเขาวงจร

2. จะตองทราบคากระแสทตองการวดโดยประมาณ เพอเลอกยานวดกระแสไมใหเกนคา

สงสดของยานวด ถามกระแสเกนจะทาใหเขมมเตอรบดงอ และมเตอรเสยหายได

วธการใช

1. เสยบขวสายวดสแดงเขาทขวบวก (+) ของวงจร และขวสายวดสดาเขาทขวลบ (-) ของ

มเตอร

2. ถาตองการวดคากระแสไฟฟากระแสตรงระดบเปนมลลแอมป ใหหมนสวตซเลอกยาน

วดไปทยานวดกระแส DC mA ตามทตองการ เชน 25 mA, 2.5 mA โดยจะตองตงยานวดใหมยานวด

กระแสเกนคาของกระแสทตองการวด (ดงนนควรตองรคากระแสทไหลในวงจรทตองการวด

โดยประมาณ)

3. ตดไฟฟาออกจากวงจรทจะวด ตอสายวดของมเตอรอนกรมเขากบวงจรทจะวด โดยตอ

สายสแดงเขากบขวบวก (+) ของวงจร และสายสดาเขากบขวลบ (-) ของวงจร

7

4. การวดคากระแสไฟฟาสลบ ขนาด 15 A (15 A AC Current Measurement)

คาเตอน และขอควรระวง

1. ทขว AC 15 A กบขว – (COM) จะมความตานทานตามาก และไมมการปองกนมเตอร

ดวยฟวส ดงนนหากตอวงจรผดพลาด มการลดวงจรมกระแสไหลเกนจะทาใหมเตอรเสยหายได

2. ตองแนใจวา สายของมเตอรไดตอเขากบวงจรทตองการวดเรยบรอยแลวกอนทจะทาการ

วด

วธการใช

1. เสยบขวสายสแดงเขาทขว AC 15 A และขวสายวดสดา เขาทขวลบ - (COM) ของมเตอร

2. หยดสวตซเลอกยานวดไวทยานวด 15 A

3. ตดไฟฟาออกจากวงจรทวด

4. ตอสายวดของมเตอรอนกรมเขากบวงจรทวด แลวจายไฟใหกบวงจรทวด แลวอานคา

จากมเตอร

2.4 ดจตอลมลตมเตอร

ดจตอลมลตมเตอรจะแสดงคาทวดไดเปนตวเลข จงทาใหอานคาไดงาย มความสะดวกใน

การใชงาน จงนยมใชกนแพรหลาย มสวตซเลอกยานการวดนอยกวา ดงแสดงตวอยางดจตอลมลตมเตอร

เมอวดแรงดนไฟฟาโดยตอสายวดผดขวคอ สายสแดงตอขวลบ (-) ของแบตเตอร สายสดาตอขวบวก

(+) ของแบตเตอร ตวเลขจะแสดงคาตดลบ แตถาเปนมลตมเตอรแบบเขม เขมจะตกลบไมสามารถแสดง

คาได จะตองตอสายวดใหถกขว

รปดจตอลมลตมเตอร

8

2.5 เครองจายไฟฟากระแสตรงทสามารถปรบแรงดนได

รปท 4

ป มปรบตาง ๆ บนหนาปด

1. โวลทมเตอร 0 – 30 โวลท

2. แอมปมเตอร 0 – 3 แอมป

3. ปมปรบแรงดน 0 – 30 โวลท

4. ขวตอกราวน (GROUND) เปนเทอรมนอลสเขยว

5. ปมปรบการจากดกระแส 0 – 3 แอมป

6. LED สเขยวแสดงสภาวะควบคมแรงดน ปกตจะสวาง เมอมการจายกระแสเกนกาหนด

LED จะดบ

7. ขวตอเอาทพท ขวบวก

8. ขวตอเอาทพท ขวลบ

9. LED สแดง ปกตจะดบ เมอมการจายกระแสเกนจากทตงโดยปมปรบหมายเลข 5 LED

จะสวาง

10. ขวตอเอาทพท 5 โวลท

11. LED สแดง แสดงสภาวะจายกระแสเกน 2 แอมป

12. สวทซ เปด – ปด ไฟฟาเขาเครอง

9

3. อปกรณการทดลอง

1. มลตมเตอรแบบเขมช 1 เครอง

2. โวลทมเตอรไฟฟากระแสตรง 1 เครอง

3. แอมมเตอรไฟฟากระแสตรง 1 เครอง

4. แผงทดลองหมายเลข 1 และ 2 อยางละ 1 ชด

5. เครองจายไฟฟากระแสตรงปรบแรงดนได 1 เครอง

4. ลาดบขนการทดลอง

การทดลองท 1 การวดคาความตานทาน

1. อานคาความตานทานจากแกนสบนตวตานทาน (แผงทดลองท 1) บนทกคาลงในตาราง

ท 1

2. ใชมลตมเตอรแบบเขมช วดคาความตานทาน (แผงทดลองท 1) บนทกลงในตารางท 1

3. ใชมลตมเตอรแบบเขมช วดคาความตานทานแบบกระเบองและหลอดไฟ (แผงทดลอง

ท 2) บนทกลงในตารางท 1

ตารางท 1 บนทกผลการทดลองการวดคาความตานทาน

ตว ค

.ต.ท

. แถบส คา ค.ต.ท.อาน

จากมลตมเตอร

ความ*

ผดพลาด

(%) 1 2 3 4 5 คา ค.ต.ท.

ผดพลาด

(%)

1

2

3

4

5

6 ค.ต.ท. แบบกระเบอง……….…...Ω ………….W

7 ค.ต.ท. ของหลอดแบบไส 12 V ………..…W - -

คาความผดพลาด = คาความตานทานจากแถบส – คาความตานทานทอานไดจากมเตอร x 100

คาความตานทานจากแถบส

10

การทดลองท 2 การวดแรงดนและกระแสไฟฟาไฟตรง

รปท 5

1. ตอวงจรตามรปท 5 ใชมเตอร 1 A. และ 15 V. OFF SW1, SW2, SW3 ใหอาจารย

ตรวจสอบวงจร

2. เปดเครองจายไฟฟากระแสตรง ปรบโวลลมแรงดนของแหลงจายไฟฟากระแสตรงโดย

ใหไดแรงดนขนาด 3 โวลท โดยอานจากโวลทมเตอร

3. ON SW1, OFF SW2 และ SW3 บนทกคากระแสทอานไดจากแอมมเตอรลงในตารางท 2

4. ON SW1 และ SW2, OFF SW3 บนทกคากระแสทอานไดจากแอมมเตอรลงในตารางท 2

5. OFF SW1 และ SW2, ON SW3 บนทกคากระแสทอานไดจากแอมมเตอรลงในตารางท 2

6. ปรบโวลลมแรงดนของแหลงจายไฟฟาเปน 6, 9, 12 โวลท ตามลาดบ โดยทาการทดลอง

ตามขอ 3, 4 และ 5

7. นาคาทบนทกในตารางท 3 มาเขยนกราฟในรปท 6

ตารางท 2 วดกระแสไฟฟาจายใหหลอดไฟฟา

VS

แรงดน

(โวลท)

ON SW1 ON SW1 และ SW2 ON SW3

IS(mA) )(sI

sVR Ω= IS(mA) )(

sI

sVR Ω= IS(mA)

)(sI

sVR Ω=

3

6

9

12

A

VSW1 SW2 SW3

L1 L256 ohm0 - 12 V

VS

Is

11

VS VS

รปท 6

การทดลองท 4 การนาความตานทานตออนกรม

(ก) (ข)

รปท 7

กระแส (A)

แรงดน (V) 0

12 V

R1500

R21k

1

2

3

12 V

R1100k

R2200k

1

2

3

ปรบมเตอรทยาน DC 10V

12

1. เปดสวทซ (ON SW) จายไฟฟาเขาเครองจายไฟฟากระแสตรง หมนโวลลมปรบแรงดน

ไวท 12 โวลท หมนโวลลมปรบตงขดจากดกระแสไวเลกนอย (ซายสด แลวหมนตามเขมเพยงเลกนอย)

ปดสวทซ (OFF SW)

2. ตอวงจรตามรปท 7 (ก) เปดสวทซ (ON SW) เครองจายไฟฟากระแสตรง ใชมลตมเตอร

แบบเขมช ตงยานวดแรงดนไฟตรง บนทกคาลงในตารางท 3 ปดสวทซ (OFF SW) ของเครองจายไฟฟา

กระแสตรง

3. ตอวงจรตามรปท 7 (ข) เปดสวทซ (ON SW) เครองจายไฟฟากระแสตรง ใชมลตมเตอร

แบบเขมช ตงยานวดแรงดนไฟตรง บนทกคาลงในตารางท 3 ปดสวทซ (OFF SW) ของเครองจายไฟฟา

กระแสตรง

ตารางท 3 ผลการทดลองวงจรรปท 7

R1 = 500 Ω, R2 = 1 KΩ R1 = 100 KΩ, R2 = 200 K

Vs (Volts)

VR1 (Volts)

[ 1 – 2 ]

คานวณ

อานจากมเตอร

% ความผดพลาด

VR2 (Volts)

[ 2 – 3 ]

คานวณ

อานจากมเตอร

% ความผดพลาด

คาถาม

1. มสทาบนตวตานทาน แถบท 1 สนาเงน แถบท 2 สมวง แถบท 3 เหลอง

ตวตานทานมคาความตานทาน = …………………..

2. ตวตานทานแบบกระเบองมตวอกษรแสดง 5 Ω 5 W. J. จงตอบคาถาม

2.1 มความผดพลาด ……………………%

2.2 สามารถใหกระแสผานตวตานทานไดสงสด ……………….. แอมป

คาความผดพลาด = แรงดนทไดจากการคานวณ – แรงดนทอานไดจากมเตอร x 100

แรงดนทไดจากการคานวณ

1

1

1 2R s

RV xVR R

=+

, 2

2

1 2R s

RV xVR R

=+

13

3. จากการทดลองท 4 ขอมลจากตารางท 4 เมอความตานทาน R1 = 100 KΩ, R2 = 200 KΩ แรงดน

ทมลตมเตอรอานไดจงผดพลาดมาก จงแสดงเหตผล

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

สรปผลการทดลอง

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….