bfm1121 ฟิสิกส์ส...

LOGO

BFM1121 ฟิสิกสส์ าหรับนักบริหารทรัพยากรอาคาร

โดย : อาจารย์ ดร.อิทธิพล มีผล

คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม

-วงจรไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current)

-ต่ออนุกรม และขนาน -กระแส ความต่างศักย์ และตัวต้านทาน -กฎของโอห์ม -พลังงานไฟฟ้า

นักวิทยาศาสตร์ที่ส าคัญ ในวงการไฟฟ้า

ไมเคิล ฟาราเดย์ (Michael Faraday)

เกิด วันที่ 22 กันยายน ค.ศ. 1791 ที่กรุงลอนดอน (London) ประเทศอังกฤษ (England) เสียชีวิต วันที่ 25 สิงหาคม ค.ศ. 1867 ที่กรุงลอนดอน (London) ประเทศอังกฤษ (England) ผลงาน - ค้นพบสมบัติของแม่เหล็กที่ท าให้เกิดไฟฟ้า - ประดิษฐ์เครื่องก าเนิดไฟฟ้าหรือไดนาโม (Dynamo) - น าเหล็กมาผสมกับนิกเกิล เรียกว่า สแตนเลส ซึ่งมีสมบัติเหนียว และไม่เป็นสนิม - พบสารประกอบเบนซีน (Benzene) - บัญญัติศัพท์ทางวิทยาศาสตร์หลายค า เช่น ไอออน (lon) หมายถึง ประจุ อิเล็กโทรด (Electrode) หมายถึง ขั้วไฟฟ้า คาโทด (Cathode) หมายถึง ขั้วลบ แอโนด (Anode) หมายถึง ขั้วลบ

ท่ีมา : http://blog.eduzones.com/hunny/3492

http://blog.eduzones.com/hunny/3492









นักวิทยาศาสตรท์ี่ส าคญั ในวงการไฟฟา้

อังเดร มารี แอมแปร์ (Andre Marie Ampere) เกิด วันที่ 22 มกราคม ค.ศ. 1775 ที่เมืองโปลีมีเยอร ์ประเทศฝรั่งเศส เสียชีวิต วันที่ 10 มิถุนายน ค.ศ. 1836 ที่เมืองมาร์เซย์ ประเทศฝรั่งเศส ผลงาน -ค้นพบเทคนิคในการวัดปริมาณกระแสไฟฟ้า - สร้างเครื่องมือที่ ใช้ส าหรับวัดปริมาณการไหลของกระแสไฟฟ้าขึ้น เรียกว่า กัลวานอ มิเตอร์ (Galvanometer) - ประดิษฐ์ มอเตอร์ไฟฟ้า

ที่มา : http://web.ku.ac.th/schoolnet/snet3/physician/ampere/ampere.htm

นี้ไงครับ Galvanometer

https://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?ID=32729


เกิด วันที่ 18 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1745 ที่เมืองโคโม (Como) ประเทศ อิตาลี (ltaly) เสียชีวิต วันที่ 5 มีนาคม ค.ศ. 1827 ที่เมืองโคโม ประเทศอิตาลี ผลงาน - ประดิษฐ์เครื่องประจุไฟฟ้าสถิต (Electrophorus) - ประดิษฐ์อุปกรณ์ส าหรับเก็บประจุไฟฟ้า (Capacitor) - อุปกรณ์ส าหรับตรวจวัดชนิดของประจุไฟฟ้า (Electroscope) - ประดิษฐ์เครื่องก าเนิดไฟฟ้า ชื่อว่า โวลตาอิค ไพล์ (Voltaic Pile) หรือแบตเตอรี่ไฟฟ้า

อเลสซานโดร โวลตา (Alessandro Volta)

ท่ีมา : http://siweb.dss.go.th/Scientist/scientist/Alessandro%20Volta.html


เกิด วันที่ 16 มีนาคม ค.ศ. 1787 ที่เมืองเออร์แลงเกนประเทศเยอรมนี

เสียชีวิต วันที่ 27 กรกฎาคม ค.ศ. 1854 ที่เมืองมิวนิค ประเทศเยอรมนี

ผลงาน - ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้าและ ความต้านทานไฟฟ้า - ตั้งกฎของโอห์ม (Ohm's Law)

จอร์จ ไซมอน โอห์ม (George Simon Ohm)

ท่ีมา : http://siweb.dss.go.th/Scientist/scientist/Alessandro%20Volta.html

กระแสไฟฟ้าแบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ

1. ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current : DC) คือการเคลื่อนที่ของอิเลคตรอนมีทิศทางการไหล ในทิศทางเดียวจากขั้วลบไปยังขั้วบวก เช่นแบตเตอรี่รถยนต์ 24 volt ถ่านไฟฉาย 1.5 volt

2. ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current: AC) เป็นการเคลื่อนที่ของอิเลคตรอนมีทิศทางไหลกลับไปกลับมาตลอดเวลา โดยการเคลื่อนที่ประจุไฟฟ้าบวก และลบสลับกันในตัวน าสาย เช่น ไฟฟ้าตามบ้าน 220 โวลต์ 50 เฮิรตซ์

หน่วยวดัทางไฟฟา้

1. ความต้านทานไฟฟ้า (resistance) เป็นคุณสมบัติของสสารที่ต่อต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า สสารที่มีความต้านทานไฟฟ้าน้อยกว่าเรียกว่า ตัวน าไฟฟ้า ส่วนสสารที่มีความต้านทานไฟฟ้ามากกว่าเรียกว่า ฉนวนไฟฟ้า ความต้านทานมีหน่วยเป็นโอห์ม

2. แรงดันไฟฟ้า (voltage) เป็นแรงที่ท าให้อิเลคตรอนเกิดการเคลื่อนที่ หรือแรงที่ท าให้เกิดการไหลของไฟฟ้า มีหน่วยเป็น โวลต์ V

3. กระแสไฟฟ้า (current) เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเลคตรอนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ภายในตัวน าไฟฟ้า หน่วยเป็น แอมแปร์ A

4. ก าลังงานไฟฟ้า (power) อัตราการเปลี่ยนแปลงพลังงาน หรืออัดตราการท างาน มีหน่วยเป็น วัตต์ (watt : W)

5. พลังงานไฟฟ้า (energy) คือ ก าลังไฟฟ้าที่ใช้ไประยะหนึ่ง มีหน่วยเป็น วัตต์-ชั่วโมง (watt-hour) หรือ ยูนิต(unit)

6. ความถี ่(frequency) คือจ านวนรอบของกระแสไฟฟ้าสลับ มีหน่วยเป็น เฮิรตซ์ Hz 7. แรงม้า (horse power) หรือก าลังม้า เป็นหน่วยวัดก าลังหรืออัตราการท างาน 1 แรงม้า = 550 ฟุต-

ปอนด์ หรือ 745.7 วัตต์ ประมาณ 746 วัตต ์

วงจรไฟฟ้ากระแสตรง

วงจรไฟฟ้า หมายถึง วงจงที่ประกอบด้วยแหล่งก าเนิดไฟฟ้า หรือที่รู้จักกันดี เช่น แบตเตอรี่ ต่อเข้ากับอุปกรณ์ทางไฟฟ้า และหรือตัวต้านทานไฟฟ้า ซึ่งรวมเรียกว่า โหลด (Load) ถ้าแหล่ งก า เนิด ไฟฟ้า ให้ ไฟฟ้ากระแสตรง เรียกว่ า วงจรไฟฟ้ากระแสตง ถ้าแหล่งก าเนิดไฟฟ้าเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ เรียกว่า วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

ที่มา : http://www.mwit.ac.th/~pranee/document/direct_current/direct_current_doc.pdf

วงจรไฟฟ้า เบื้องต้น


วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม (Series)

เ ป็ น ว ง จ ร ที่ ป ร ะ ก อ บ ด้ ว ย แ ห ล่ ง ก า เ นิ ดแรงเคลื่อนไฟฟ้า หรือเซลล์ไฟฟ้า ต่อเข้ากับตัวต้านทาน หรืออุปกรณไ์ฟฟ้าที่ต่อกันแบบอนุกรม


วงจรไฟฟ้าแบบขนาน (Parallel)

วงจรไฟฟ้าแบบขนาน เป็นวงจรที่ประกอบด้วย แหล่งก าเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า หรือเซลล์ไฟฟ้าต่อเข้ากับตัวต้านทาน หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต่อกันแบบขนาน


กระแสไฟฟ้า (I) เป็นอัตราการไหลของประจุไฟฟ้าในตัวน าโลหะ ประจุที่ไหลเป็นอิเล็กตรอน (อนุภาคที่มีประจุเป็นลบ) เหตุที่ ไหลไปได้เนื่องจากความต่างศักย์ไฟฟ้า ระหว่างจุด 2 จุดในสนามไฟฟ้า ดังนั้นจึงจ าเป็นต้องมีความต่างศักย์ไฟฟ้า เพื่อให้มีกระแสไฟฟ้า วงจรไฟฟ้าเป็นวงปิด ประกอบด้วยแหล่งความต่างศักย์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่นๆที่ให้กระแสไหลผ่าน

กระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ และความต้านทาน

ความต่างศักย์ไฟฟ้า (Potential Difference : V) คือ ค่าพลังงานระหว่างจุด 2 จุดใดๆในตัวน าไฟฟ้า ที่ใช้ในการเคลื่อนที่หรือ ถ่ายโอนประจุไฟฟ้า 1 หน่วยจากจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ ากว่าในตัวน าไฟฟ้านั้น



ตัวต้านทาน (Resistance : R) คือ ความสามารถของสารแต่ละชนิดที่จะยอมให้กระแสไหลผ่านไปได้

สมการไฟฟ้า 1. กฎของโอห์ม (ohm’s low) กระแสไฟฟ้าที่ไหลในตัวน า จะแปรผันตาม

แรงดันไฟฟ้า ที่คร่อมปลายทั้งสองของ ตัวน า และแปรผกผันกับความต้านทานของตัวน านั้น เขียนเป็นสมการได้ ดังนี้

2. สมการคา่ก าลงัไฟฟา้ (P) มีหน่วยเป็นวัตต์ P=VI 3. สมการคา่พลงังานไฟฟ้า W = Pt กิโลวตัต์-ชั่วโมง หรือยูนิต(unit)

การค านวณหาค่าพลังงานไฟฟ้า

ค่าของก าลังไฟฟ้าขึ้นอยู่กับปริมาณกระแสไฟฟ้า ที่ไหลผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้า และความต่างศักย์ที่เครื่องใช้ไฟฟ้านั้นต่ออยู่ ดังนี ้ ก าลังไฟฟ้า (วัตต)์ = ความต่างศักย์ (โวลต์) x กระแสไฟฟ้า (แอมแปร์ ) หรือ P = VI เมื่อก าหนดให ้P แทน ก าลังไฟฟ้า มีหน่วยเป็นวัตต์ (w) V แทน ความต่างศักย์ มีหน่วยเป็นโวลต์ (v) I แทน กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A) http://www.thaigoodview.com/library/contest2551/science03/36/2/web/s16.html

ตัวอย่างการค านวณ โดยใช้กฎของโอห์ม

หลอดไฟฟ้าหลอดหนึ่ งต่อกับความต่างศักย์ ไฟฟ้า 220 โวลต์ มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 2 แอมแปร์ไส้หลอดไฟฟ้าจะมีความต้านทานไฟฟ้าเท่าใด วิธีท า โจทย์ให้ กระแสไฟฟ้า (สัญลักษณ์คือ I ) มีค่า = 2 แอมแปร์ ความต่างศักย์( สัญลักษณ์คือ V ) มีค่า = 220 โวลต์ ความต้านทาน ( สัญลักษณ์ คือ R ) = ? โอห์ม จากสูตร I = V/R แทนค่า R = 220 / 2 = 110 โอห์ม ตอบ หลอดไฟฟ้ามีความต้านทานไฟฟ้า 110 โอห์ม

http://www.brs.ac.th/katkan.pdf

ตัวอย่างการค านวณ หาค่าพลังงานไฟฟ้า

หม้อหุงข้าวไฟฟ้ามีก าลังไฟฟ้า 1,100 วัตต์ เมื่อใช้กับกระแสไฟฟ้า ที่มีความต่างศักย์ 220 โวลต์ จะมีปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเท่าไร วิธีท า จากสูตร P = VI โจทย์ก าหนด P = ก าลังไฟฟ้า 1,100 watt V = ความต่างศักย์ 220 v I = กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็น A แทนค่า 1,100 = 220 x I I = 1,100/220 = 5A เพราะฉะนั้น จะมีปริมาณกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหม้อหุงข้าวไฟฟ้า เท่ากับ 5 แอมแปร์ http://www.thaigoodview.com/library/contest2551/science03/36/2/web/s16.html

แบบฝึกในชั้นเรียน ชุดที่ 1 ต่อแบบอนุกรม

ต่อแบบขนาน ต่อแบบขนาน

ต่อแบบอนุกรม

1

2

3

4

แบบฝึกในชั้นเรียน ชุดที่ 2 1. หม้อหุงข้าวใบหนึ่งเมื่อใช้กับไฟฟ้าในบ้านซึ่งมีความต่างศักย์ 220 โวลต์

ปรากฏว่ามี กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 3 แอมแปร์ ลวดตัวน าในหม้อหุงข้าวใบนี้มีความต้านทานไฟฟ้าก่ีโอห์ม

2. เมื่อต่อหลอดไฟหลอดหนึ่งเข้ากับความต่างศักย์ 220 โวลต์ ปรากฏว่ามีกระแสไฟฟ้าไหล ผ่านไส้หลอด 5 แอมแปร์หลอดไฟหลอดนี้มีความต้านทานกี่โอห์มและถ้าต่อหลอดไฟหลอด นี้เข้ากับความต่างศักย์ 110 โวลต์ จะมีกระแสไฟไหลผ่านไส้หลอดกี่แอมแปร์

3. เครื่องดูดฝุ่นไฟฟ้ามีก าลังไฟฟ้า 1,800 วัตต์ เมื่อใช้กับกระแสไฟฟ้า ที่มีความต่างศักย์ 220 โวลต์ จะมีปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเท่าไร

http://www.oknation.net/blog/armpitsfire/gallery/37489

bfm1121 ฟิสิกส์ส...

Documents