บทเรียนออนไลน์
 -  ส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้า
 -  การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม
 -  การต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนาน
 - การต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม
บทเรียนวิทยาศาสตร์ออนไลน์   เรื่อง  ไฟฟ้าเบื้องต้น

1. ส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้า

วงจรไฟฟ้า

      

เป็นการนำเอาสายไฟฟ้าหรือตัวนำไฟฟ้าที่เป็นเส้นทางเดินให้กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านต่อถึงกันได้นั้นเราเรียกว่าวงจรไฟฟ้าการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่อยู่ภายในวงจรจะเริ่มจากแหล่งจ่ายไฟไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้าดังการแสดงการต่อวงจรไฟฟ้าเบื้องต้นโดยการต่อแบตเตอรี่ต่อเข้ากับหลอดไฟหลอดไฟฟ้าสว่างได้เพราะว่ากระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจรไฟฟ้าและเมื่อหลอดไฟฟ้าดับก็เพราะว่ากระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้ตลอดทั้งวงจรเนื่องจากสวิตซ์เปิดวงจรไฟฟ้าอยู่นั่นเอง

วงจรไฟฟ้าปิด
              วงจรปิดคือวงจรที่กระแสไฟฟ้าไหลได้ครบวงจรทำให้โหลดหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต่ออยู่ในวงจรนั้นๆ ทำงาน
วงจรไฟฟ้าเปิด
           วงจรเปิดคือวงจรที่กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลได้ครบวงจรซึ่งเป็นผลทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต่ออยู่ในวงจรไม่สามารถจ่ายพลังงานออกมาได้สาเหตุของวงจรเปิดอาจเกิดจากสายหลุด สายขาด สายหลวม สวิตซ์ไม่ต่อวงจรหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าชำรุด เป็นต้น

แสดงวงจรไฟฟ้าเบื้องต้น 

ส่วนประกอบหลักมี3 ส่วนแต่ละส่วนมีหน้าที่การทำงานดังนี้
            1.  แหล่งจ่ายไฟฟ้า  เป็นแหล่งจ่ายแรงดันและกระแสให้กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าโดยแหล่งจ่ายไฟฟ้าสามารถนำมาได้จากหลายแหล่งกำเนิด  เช่น  จากปฏิกิริยาเคมี  จากขดลวดตัดสนามแม่เหล็ก  และจากแสงสว่าง  เป็นต้น  บอกหน่วยการวัดเป็นโวลต์ (Volt) หรือ V
            2.  โหลดหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า  เป็นอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ไฟฟ้าในการทำงาน  โหลดจะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานรูปอื่นๆ เช่น เสียง แสงความร้อน  ความเย็น และการสั่นสะเทือน เป็นต้น  โหลดเป็นคำกล่าวโดยรวมถึงอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชนิดอะไรก็ได้ เช่น  ตู้เย็น  พัดลมเครื่องซักผ้า  โทรทัศน์  วิทยุ  และเครื่องปรับอากาศ เป็นต้น  โหลดแต่ละชนิดจะใช้พลังงานไฟฟ้าไม่เท่ากัน  ซึ่งแสดงด้วยค่าแรงดัน  กระแส  และกำลังไฟฟ้า
            3.  สายไฟต่อวงจร  เป็นสายตัวนำหรือสายไฟฟ้า  ใช้เชื่อมต่อวงจรให้ต่อถึงกันแบบครบรอบ  ทำให้แหล่งจ่ายแรงดันต่อถึงโหลดเกิดกระแสไหลผ่านวงจร  จากแหล่งจ่ายไม่โหลดและกลับมาครบรอบที่แหล่งจ่ายอีกครั้ง  สายไฟฟ้าที่ใช้ต่อวงจรทำด้วยทองแดงมีฉนวนหุ้มโดยรอบเพื่อให้เกิดความปลอดภัยในการใช้งาน
                2.  การต่อวงจรไฟฟ้า
ส่วนสำคัญของวงจรไฟฟ้าคือการต่อโหลดใช้งาน  โหลดที่นำมาต่อใช้งานในวงจรไฟฟ้าสามารถต่อได้เป็น  3  แบบด้วยกัน  ได้แก่  วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม  (Series Electrical Circuit) วงจรไฟฟ้าแบบขนาน (Parallel Electrical Circuit) และวงจรไฟฟ้าแบบผสม (Series - Parallel Electrical Circuit)
2.1  การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม
                วงจรอนุกรมหมายถึงการนำเอาอุปกรณ์ทางไฟฟ้ามาต่อกันในลักษณะที่ปลายด้านหนึ่งของอุปกรณ์ตัวที่ 1 ต่อเข้ากับอุปกรณ์ตัวที่ 2 จากนั้นนำปลายที่เหลือของอุปกรณ์ตัวที่ 2 ไปต่อกับอุปกรณ์ตัวที่ 3 และจะต่อลักษณะนี้ไปเรื่อยๆซึ่งการต่อแบบนี้จะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวกระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรมจะมีค่าเท่ากันทุกๆจุดค่าความต้านทานรวมของวงจรอนุกรมนั้นคือการนำเอาค่าความต้านทานทั้งหมดนำมารวมกันส่วนแรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรมนั้นแรงดันจะปรากฏคร่อมตัวต้านทานทุกตัวที่จะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านซึ่งแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะมีค่าไม่เท่ากันโดยสามารถคำนวณหาได้จากกฎของโอห์ม

รูปแสดงวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม 

               ลักษณะคุณสมบัติของการต่อวงจรแบบอนุกรม
1. ในวงจรหรือส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรอนุกรมจะมีกระแสไหลผ่านในทิศทางเดียวเท่านั้น
2. แรงดันตกคร่อมที่ความต้านทานแต่ละตัวในวงจรเมื่อนำมาร่วมกันจะมีค่าเท่ากับแรงดันที่จ่ายให้กับ
วงจร
3. ค่าความต้านทานย่อยแต่ละตัวในวงจรเมื่อนำมารวมกันก็จะมีค่าเท่ากับค่าความต้านทานรวมกันทั้งหมด
ในวงจร
4. กำลังและพลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่ความต้านทานย่อยแต่ละตัวในวงจรเมื่อนำมารวมกันก็จะมีค่าเท่า
กำลังและพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดในวงจร
                2.2  การต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนาน
            วงจรที่เกิดจากการต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปให้ขนานกับแหล่งจ่ายไฟมีผลทำให้ค่าของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมอุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละตัวมีค่าเท่ากันส่วนทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าจะมีตั้งแต่ 2 ทิศทางขึ้นไปตามลักษณะของสาขาของวงจรส่วนค่าความต้านทานรวมภายในวงจรขนานจะมีค่าเท่ากับผลรวมของส่วนกลับของค่าความต้านทานทุกตัวรวมกันซึ่งค่าความต้านทานรวมภายในวงจรไฟฟ้าแบบขนานจะมีค่าน้อยกว่าค่าความต้านทานภายในสาขาที่มีค่าน้อยที่สุดเสมอและค่าแรงดันที่ตกคร่อมความต้านทานไฟฟ้าแต่ละตัวจะมีค่าเท่ากับแรงเคลื่อนของแหล่งจ่าย

รูปแสดงวงจรไฟฟ้าแบบขนาน

ลักษณะคุณสมบัติของการต่อวงจรแบบขนาน
1. แรงดันที่ตกคร่อมที่อิลิเมนท์หรือที่ความต้านทานทุกตัวของวงจรจะมีค่าเท่ากันเพราะว่าเป็นแรงดันตัว
เดียวกันในจุดเดียวกัน
2. กระแสที่ไหลในแต่ละสาขาย่อยของวงจรเมื่อนำมารวมกันจะมีค่าเท่ากับกระแสที่ไหลผ่านวงจรทั้งหมด
หรือกระแสรวมของวงจร
3. ค่าความนำไฟฟ้าในแต่ละสาขาย่อยของวงจรเมื่อนำมารวมกันจะมีค่าเท่ากับค่าความนำไฟฟ้าทั้งหมด
ของวงจร
4. กำลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่อิลิเมนท์หรือค่าความต้านทานในแต่ละสาขาในวงจรเมื่อนำมาร่วมกันก็จะมี
ค่าเท่ากับกำลังและพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดของวงจร
                2.3  การต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม

           

เป็นการต่อวงจรไฟฟ้าโดยการต่อรวมกันระหว่างวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมกับวงจรไฟฟ้าแบบขนาน  ภายในวงจรโหลดบางตัวต่อวงจรแบบอนุกรม  และโหลดบางตัวต่อวงจรแบบขนาน  การต่อวงจรไม่มีมาตรฐานตายตัว เปลี่ยนแปลงไปตามลักษณะการต่อวงจรตามต้องการ  การวิเคราะห์แก้ปัญหาของวงจรผสมต้องอาศัยหลักการทำงานตลอดจนอาศัยคุณสมบัติของวงจรไฟฟ้าทั้งแบบอนุกรมและแบบขนาน  ลักษณะการต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม

           

           

รูปแสดงวงจรไฟฟ้าแบบผสม

           

                ลักษณะคุณสมบัติของการต่อวงจรแบบผสม

                เป็นการนำเอาคุณสมบัติของวงจรอนุกรม  และคุณสมบัติของวงจรขนานมารวมกัน  ซึ่งหมายความว่า  ถ้าตำแหน่งที่มีการต่อแบบอนุกรมก็เอาคุณสมบัติของวงจรการต่ออนุกรมมาพิจารณาตำแหน่งใดที่มีการต่อแบบขนานก็เอาคุณสมบัติของวงจรการต่อแบบขนานมาพิจารณาไปทีละขั้นตอน 

รูปแสดงการต่อใช้งานของหลอดฟลูออเรสเซนต์ 

รูปแสดงการต่อหลอดแบบมีไส้ 

 

ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษาขอนแก่น
ถนนมิตรภาพ ตำบลบ้านไผ่ อำเภอบ้านไผ่ จ.ขอนแก่น 40110
Tel. 043-274154-5 Fax. 043-274046