ไฟฟ้าแม่เหล็ก2

Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)
ฟ สิ ก ส บทที่ 17 ไฟฟ า และแม เ หล็ ก (2)
ตอนที่ 1 กระแสเหนียวนํา
่
หากเราเคลอนลวดตวนา หรือ ขดลวดตวนา
่ื ั ํ ั ํ
ตัดสนามแมเหล็ก หรือเคลื่อนฟลักซแมเหล็กตัด
ขดลวดตัวนําจะทําใหเกิดกระแสไฟฟาไหลในตัว
นํานัน เรียกปรากฏการณนี้วาเปน การเหนียวนํา
้ ่
ทางไฟฟา (electromagnetic induction)
กระแสไฟฟาที่เกิดเรียก กระแสเหนียวนํา่
(induced current)
แรงเคลื่อนไฟฟาที่เกิด เรียก แรงเคลื่อนไฟฟา
เหนยวนา (induced electromotive force)
่ี ํ
กรณลวดเสนตรง เราหาแรงเคลื่อนไฟฟาไดจาก
ี 
E = BLv
เมือ L = ความยาวเสนลวด (m)
่
v = ความเร็วในการเคลือนที่ (m/s)
่
กรณีใชขดลวดหมุนตัดสนามแมเหล็กกระแสไฟ
ฟาที่ไหลออกมาจะมีทิศกลับไปมากลับมา เรียกวา
กระแสไฟฟาสลับ

*
1. B เปนสนามแมเหล็ก มีทิศพุงตั้งฉากลงใน
กระดาษมีขนาด 1.0 เทสลา PQ เปนตวนาวาง
 ั ํ
อยูบนรางโลหะ TS และ UR โดย PQ เคลือน
 ่
ที่ไปทางซายดวยความเร็ว 8 เมตร/วินาที ระ
หวาง S และ R มีความตานทานตออยู 5 โอหม

แรงเคลอนไฟฟาเหนยวนาในตวนา PQ มีคา
่ื  ่ี ํ ั ํ
เทาใดในหนวยของโวลต
  (3.2)
วิธทา
ี ํ
97

หากเราเคลอนฟลกซแมเ หลกตดขดลวด กจะทาใหเ กดกระแสไหลเวยนในขดลวดนน
่ื ั  ็ ั ็ ํ ิ ี ้ั
เชนกน เราสามารถหาทศการไหลวนของกระแสไฟฟาทเ่ี กดไดโดยใชกฏมอซาย ดงน้ี
 ั ิ  ิ   ื  ั
1) ใชมอซายกาขดลวดตวนา โดยใหนวหวแมมอชตามทศของสนามแมเ หลก
 ื  ํ ั ํ  ้ิ ั  ื ้ี ิ ็
2) หากฟลกซแมเ หลกทไหลผานพนทขดลวดมปรมาณเพมขน กระแสเหนยวนาจะมทศ
ั  ็ ่ี  ้ื ่ี ี ิ ่ิ ้ึ ่ี ํ ี ิ
วนตามนวทง 4 ทเ่ี หลอ แตหากฟลักซมีปริมาณลดลง กระแสเหนยวนาจะมทศ
้ิ ้ั ื ่ี ํ ี ิ
วนในทศตรงกนขามกบนวทง 4
ิ ั  ั ้ิ ้ั

2(มช 31) แทงแมเ หลกเคลอนทเ่ี ขาหาเรอออกจากขดลวดตวนา ทาใหมกระแสเหนยวนาเกดขน
 ็ ่ื  ื ั ํ ํ  ี ่ี ํ ิ ้ึ
ในขดลวด อยากทราบวารปใดถกตอง
 ู ู  (ขอ ง)

ก. ข.

ค. ง.

วธทา
ิี ํ

98

3(มช 43) เมอมการเปลยนแปลงสนามแมเ หลก β B จะทาใหเ กดกระแสเหนยวนาในขดลวด
่ื ี ่ี ็ ํ ิ ่ี ํ
ถา β B ชทศเดยวกบ B แสดงวาสนามแมเ หลกเพมขน และถา β B ชทศตรงขามกบ B
้ี ิ ี ั  ็ ่ิ ้ึ ้ี ิ  ั
แสดงวาสนามแมเ หลกลดลง จงเลอกขอทถก
 ็ ื  ่ี ู (ขอ 1)

1. 2.

3. 4.

วธทา
ิี ํ
แรงเคลื่อนไฟฟาดันกลับ
ในกรณของมอเตอรกระแสตรงนน เราจะปลอยกระแสไฟฟาไหลเขาไปในขดลวด
ี  ้ั
ทอยในสนามแมเ หลกจะทาใหมอเตอรเ กดการหมน
่ี ู ็ ํ  ิ ุ
ในขณะเดยวกน การหมนนกทาใหเ กดกระแสไฟฟา
ี ั ุ ้ี ็ ํ ิ 
เหนยวนาและแรงเคลอนไฟฟาเหนยวนา ซึ่งจะมีทิศ
่ี ํ ่ื  ่ี ํ
ตรงกนขามกบแรงเคลอนไฟฟาทเ่ี ราใส (E) จงเรยก
ั  ั ่ื  ึ ี
แรงเคลอนไฟฟาดนกลบ (e)
่ื  ั ั
ดงนน แรงเคลอนไฟฟาลพธ = E – e
ั ้ั ่ื  ั
และกระแสไฟฟาทไหลเขามอเตอร จะหาคาไดจาก
 ่ี   
I = EΙ r R
Κ e

เมอ I = กระแสทไหลเขามอเตอร
่ื ่ี 
E = แรงเคลอนไฟฟาทใสเ ขาไป (โวลต )
่ื  ่ี 
e = แรงเคลอนไฟฟาดนกลบ (โวลต )
่ื  ั ั
r = ความตานทานภายในของแหลงกาเนดไฟฟา (โอหม)
  ํ ิ  
R = ความตานทานภายนอกแหลงกาเนดไฟฟา ( ความตานทานของมอเตอร )
  ํ ิ  
จากสมการน้ี จะเหนวา ถามอเตอรฝด หรอ ไฟฟาตก จะทาใหมอเตอรหมนชาลงทาให
็    ื  ํ   ุ  ํ
แรงเคลอนไฟฟาดนกลบ(e) จะมคานอยลง ดงนน แรงเคลอนไฟฟาลพธ (E – e) จะมคา
่ื  ั ั ี  ั ้ั ่ื  ั ี
มาก ทําใหกระแสไฟฟา (I) ทไหลเขามอเตอรมคามากกวาทควรอาจทาใหมอเตอรไหมได
่ี   ี  ่ี ํ   
99

4(มช 28) แบตเตอรี่ขนาด 6 V มความตานทานภายใน 1 υ ตอเขากับมอเตอรกระแสตรง
ี 
ซึ่งมีความตานทานของขดลวดของมอเตอรเทากับ 1υ ในขณะทมอเตอรหมนสามารถวด
่ี  ุ ั
กระแสไฟฟา 0.5 A แรงเคลื่อนไฟฟาดันกลับมอเตอรมีคา
ก. 7.5 V ข. 5.5 V ค. 5.0 V ง. 4.5 V (ขอ ค)
วิธทา
ี ํ

5. มอเตอรเ ครองหนงใชกบแรงเคลอนไฟฟา 12 โวลต ขณะมอเตอรกาลงทางานจะเกดแรง
่ื ่ึ  ั ่ื  ํ ั ํ ิ
เคลอนไฟฟาตานกลบ 10 โวลต และมกระแสผานมอเตอร 8 แอมแปร ขดลวดของมอเตอร
่ื   ั ี 
มความตานทานเทาใด
ี   (0.25)
วิธทา
ี ํ

6(มช 38) ในขณะทมอเตอรหมนดวยอตราเรวคงท่ี ขดลวดทอยภายในมอเตอรจะมี
่ี  ุ  ั ็ ่ี ู 
1. โมเมนตของแรงคควบเปนศนยคงท่ี
 ู  ู 
2. ฟลกซแมเ หลกเปนศนยคงท่ี
ั  ็  ู 
3. กระแสไฟฟามากกวากระแสไฟฟาทผานมอเตอรในขณะเรมหมน
   ่ี   ่ิ ุ
4. แรงเคลอนไฟฟาเหนยวนาเกดขนในทศตรงขามกบแรงเคลอนไฟฟาเดม
่ื  ่ี ํ ิ ้ึ ิ  ั ่ื  ิ (ขอ 4)
7(มช 30) ถามอเตอรติดขัดจนทําใหมอเตอรหยุดหมุนเปนเวลานานจะทําใหมอเตอรไหมเพราะ
ก. มความเสยดทานเกดขนตามจดหมนเปน
ี ี ิ ้ึ ุ ุ 
ข. เกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวนาซงมทศตรงกนขามกบแรงเคลอนไฟฟาเดม
ิ ่ื  ่ี ํ ่ึ ี ิ ั  ั ่ื  ิ
ค. ไมมแรงเคลอนไฟฟาดนกลบเกดขน
 ี ่ื  ั ั ิ ้ึ
ง. ทาใหฟลกซแมเ หลกทผานขดลวดมการเปลยนแปลง เกดกระแสเหนยวนาขนเปน
ํ  ั  ็ ่ี  ี ่ี ิ ่ี ํ ้ึ 
จานวนมาก
ํ (ขอ ค)

100

วงจรกรองกระแส
วงจรกรองกระแสเปนวงจรทใชเ ปลยนกระแสไฟฟาตรงโดยการนาไดโอดไปตออนกรม
 ่ี ่ี  ํ  ุ
กับแหลงกําเนิดไฟฟาสลับ ไฟฟาทผานไดโอดออกมาจะเปนไฟฟากระแสตรงทมคาไมสมา
 ่ี    ่ี ี   ํ่
เสมอวงจรกรองกระแสนี้ อาจดดเปนประเภทครงคลนหรอเตมคลนได
ั  ่ึ ่ื ื ็ ่ื
ไดโอดเปนอุปกรณทางไฟฟา ซึ่งยอมใหกระแสไฟฟาผานไดในทิศทางเดียว

และเนองจากกระแสทไดจากเบองตนยงมคาไมสมาเสมอ ในวงจรกรองกระแสจงตอง
่ื ่ี  ้ื  ั ี   ํ่ ึ 
เพมตวเกบประจเุ ขาไปอกตวหนงดงรป เพอทาใหกระแสไฟฟาตรงทไดออกมามคาสมาเสมอ
่ิ ั ็  ี ั ่ ึ ั ู ่ื ํ   ่ี  ี  ํ่

⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦

101

ตอนที่ 2 หมอแปลงไฟฟา
 
หมอแปลงไฟฟา คอ เครองมอทใชเ ปลยนความตางศกย (หรอ แรงเคลอนไฟฟา) ใหมีคาสูงขึ้น
ื ่ื ื ่ี ่ี  ั ื ่ื 
หรอตาลงตามตองการ หมอแปลงไฟฟามี 2 แบบใหญ ๆ คอ
ื ํ่    ื
1. หมอแปลงขน (Set up Tramformer)
 ้ึ
ใชเ ปลยนความตางศกยจากตาเปนสง
่ี  ั  ํ่  ู
2. หมอแปลงลง (Step down Tranformer)
ใชเ ปลยนความตางศกยจากสงเปนตา
่ี  ั  ู  ํ่

สวนประกอบของหมอแปลงไฟฟา
1. แกนเหล็กออน ทาดวยเหลกออนแผนบาง ๆ หลาย ๆ แผนวางซอนกน นยมตดเปน
ํ  ็     ั ิ ั 
สเ่ี หลยมจตรสกลางกลวงหรอตดเปนรปตว E ทาหนาทรวมเสนแมเ หลกจากขดลวด
่ี ั ุ ั ื ั  ู ั ํ  ่ี  ็
2. ขดลวดปฐมภมิ (Pimarycoil) เปนขดลวดทปลอยใหกระแสเขา พนอยทขาขางหนง
ู  ่ี    ั ู ่ี  ่ึ
ของแกนเหลก ็
3. ขดลวดทตยภมิ (Secondary) เปนขดลวดทสงกระแสไฟฟาออก จะพนอยทปลายอก
ุ ิ ู  ่ี   ั ู ่ี ี
ขางหนงของแกนเหลก
 ่ึ ็
หลักการทํางานของหมอแปลงไฟฟา
เมอใหแรงเคลอนไฟฟา (E1) ผานไปยงขดลวด
่ื  ่ื   ั
ปฐมภมิ จะเกดสนามแมเ หลกวนรอบ ๆ ขดลวด
ู ิ ็
ปฐมภมขน และฟลักซแมเหล็กที่เกิดขึ้น จะเหนยว
ู ิ ้ึ ่ี
นาใหเ กดแรงเคลอนไฟฟา(E 2) ทขดลวดทตยภมิ
ํ ิ ่ื  ่ี ุ ิ ู
ความสัมพันธ ของแรงเคลอนไฟฟาทงสองคอ ่ื  ้ั ื
E1 N1 V1
E2 = N2 = V2
เมอ E1 , E2 = แรงเคลอนไฟฟาของขดลวดปฐมภมิ และทุติยภูมิ ตามลาดบ
่ื ่ื  ู ํ ั
N1 , N2 = จานวนขดลวดปฐมภมิ และทุติยภูมิ ตามลาดบ
ํ ู ํ ั
V1 , V2 = ความตางศกยของขดลวดปฐมภมิ และ ทตยภมิ ตามลาดบ
 ั  ู ุ ิ ู ํ ั
ขอควรรู 1. หมอแปลงลง จะมคา E1 > E2 และ V1 > V2 และ N1 > N2
ี
หมอแปลงขน จะมคา E1 < E2 และ V1 < V2 และ N1 < N2
 ้ึ ี
102

2. ถาหมอแปลง มประสทธภาพเตม 100% เราจะไดวา
  ี ิ ิ ็ 
กําลังไฟฟาที่ขดลวดปฐมภูมิ = กําลังไฟฟาที่ขดลวดทุติยภูมิ
P1 = P 2
I1 V1 = I2 V2
8(มช 27) กระแสไฟฟาสลบในขดทตยภมของหมอแปลงไฟฟาเกดขนไดเ นองจาก
 ั ุ ิ ู ิ   ิ ้ึ ่ื
ก. การเปลี่ยนแปลงสนามไฟฟา ข. การเปลยนแปลงสนามแมเ หลก
่ี ็
ค. แกนเหลกของหมอแปลงไฟฟา
็   ง. กระแสไฟฟาในขดปฐมภมิ
 ู (ขอ ข)
9(En 44/1) หมอแปลงไฟฟาซึ่งใชไฟฟา 110 โวลต มขดลวดปฐมภมิ 80 รอบ ถาตองการให
ี ู  
หมอแปลงนสามารถจายไฟฟาได 2200 โวลต ขดลวดทตยภมตองมจานวนรอบเทาไร
 ้ี   ุิ ู ิ ีํ 
1. 8000 รอบ 2. 1600 รอบ 3. 2400 รอบ 4. 3200 รอบ (ขอ 2)
วิธทา
ี ํ

10(En 42/1) หมอแปลงไฟลงจาก 20000 โวลต เปน 220 โวลต เกดกาลงในขดลวดทตยภมิ
 ิ ํ ั ุ ิ ู
5.4 กิโลวัตต หมอแปลงมประสทธภาพรอยละ 90 กระแสไฟฟาทผานขดลวดปฐมภมมคาเทาใด
 ี ิ ิ   ่ี  ู ิ ี 
1. 0.24 A 2. 0.27 A 3. 0.30 A 4. 0.54 A (ขอ 3)
วิธทา
ี ํ

11. เตารีดไฟฟาเครื่องหนึ่งมีความตานทาน 20 โอหม ใชกบความตางศกย 110 โวลต แตไฟฟาที่
 ั  ั
ใชกนตามบานมความตางศกย 220 โวลต จึงตองใชหมอแปลงไฟฟาชวยเมื่อใชเตารีดเครื่องนี้
ั  ี  ั
ถาหมอแปลงไฟฟามีประสิทธิภาพ 75% จงหาคากระแสไฟฟาที่ไหลผานขดลวดปฐมภูมิ
ก. 2.06 A ข. 3.7 A ค. 2.75 A ง. 11 A
103

วิธทา
ี ํ

12(En 41/2) หมอแปลงเครองหนง มจานวนรอบของขดลวดปฐมภมตอจานวนรอบของขดลวด
 ่ื ่ึ ี ํ ู ิ ํ
ทตยภมเิ ปน 1 : 4 ถามกระแสและความตางศกยในขดลวดทตยภมเิ ทากบ 10 แอมแปร
ุิ ู   ี  ั  ุ ิ ู  ั
และ 200 โวลต ตามลาดบ จงหากระแสและความตางศกยในขดลวดปฐมภมิ
ํ ั  ั  ู
1. 40 A และ 50 V 2. 50 A และ 40 V
3. 40 A และ 40 V 4. 50 A และ 50 V (ขอ 1)
วิธทา
ี ํ

13(En 38) หมอแปลงอดมคตตวหนงมจานวน
 ุ ิ ั ่ึ ี ํ
รอบของขดลวดปฐมภมเิ ปน 2000 รอบ
ู 
และ จานวนรอบของขดลวดทตยภมเิ ปน
ํ ุิ ู 
1000 รอบ เมอนามาใชในวงจรดงรป ขนาด
่ื ํ  ั ู
ของฟวสทใชตองมคาอยางนอยทสดเทาไร
  ่ี   ี    ่ี ุ 
1. 2 2. 3 A 3. 5 A 4. 11 A (ขอ 2)
วิธทา
ี ํ

104

ตอนที่ 3 ลกษณะของไฟฟากระแสสลบ
ั  ั
เครองกาเนดไฟฟากระแสสลบซงหมนขดลวดตดสนามแมเ หลกดวยอตราเรวเชงมม
่ื ํ ิ  ั ่ึ ุ ั ็  ั ็ ิ ุ
ขนาดหนง จะทาใหเ กดความตางศกย (แรงเคลอนไฟฟา) และกระแสไฟฟาเปลี่ยนแปลงตาม
่ึ ํ ิ  ั ่ื 
เวลาดวยอตราเรวเชงมมเดยวกบอตราเรวเชงมมการหมนขดลวด
 ั ็ ิ ุ ี ั ั ็ ิ ุ ุ

เราสามารถหาคากระแสสลบ ณ. จดเวลาใด ๆ ไดจากสมการ
 ั ุ
it = im sin•t และ Vt = Vm sin•t
เมอ it , Vt = กระแสไฟฟา , ความตางศักยไฟฟา ณ.เวลา t ใด ๆ
่ื
im , Vm = กระแสไฟฟา , ความตางศักยไฟฟาสูงสุด
• = อตราเรวเชงมมการหมนขดลวด
ั ็ ิ ุ ุ
• = 2° f
f = ความถี่ของไฟฟากระแสสลับ
14. เครองกาเนดไฟฟากระแสสลบเครองหนงผลตกระแสไฟฟาไดสงสด 20 แอมแปร ความ–
่ื ํ ิ  ั ่ื ่ึ ิ   ู ุ
ตางศักยสูงสุด 300 โวลต ความถี่กระแสไฟฟา 50 Hz จงหากระแสไฟฟา และความ
1 ิ
ตางศักย ณ เวลา 600 วนาที หลงจากเปดเครอง
ั  ่ื (10 A , 150 V)
วิธทา
ี ํ

105

คารากที่สองของกําลังสองเฉลี่ยของกระแสไฟฟาสลับ (Root Mean Square)

คา rms อาจหาไดจากการทดลอง และคา rms ทีไดจากการทดลองอาจเรียกวา คายังผล
่
อาจหาไดจากการใชมเิ ตอรวด และคา rms ทีไดจากการใชมเิ ตอรวดอาจเรียกวา คามิเตอร
ั ่ ั
โดยทัวไปมิเตอรทใชวดกระแสจะออกแบบมาเพือใชวดคา rms โดยตรง
่ ่ี ั ่ ั
ดังนันคาทีไดจากการใชมเิ ตอรวด มกเปนคา rms
้ ่ ั ั  
ความสัมพันธ ระหวางคา rms และคาสูงสุด
Irms = im 2 และ Vrms = Vm
2
เมือ irms
่ = กระแสไฟฟารากทีสองของกําลังสองเฉลีย
่ ่
im = กระแสไฟฟาสงสดของกระแสสลบ
 ู ุ ั
Vrms = ความตางศักยรากทีสองของกําลังสองเฉลีย
่ ่
vm = ความตางศักยสงสุดของกระแสสลับ
ู
15(มช 40) ถากลาววาไฟฟาในบานมความตางศกย 220 โวลต หมายความวาความตางศกยสง
     ี  ั   ั  ู
สดมคากโวลต
ุ ี  ่ี (ขอ 4.)
1. 110 2. 220 3. 0.707 x 220 4. 220 2
วิธทา
ี ํ

16. แอมมเิ ตอรกระแสไฟฟาสลบตออนกรมกบหลอดไฟอานคาได 0.25 แอมแปร และโวลต
  ั  ุ ั  
มเิ ตอรไฟสลบตอครอมหลอดไฟอานความตางศกย 110 โวลต จงหากระแสสูงสุด (i0)
 ั     ั
ทไหลผานหลอดไฟและความตางศกยมากสด (v0) ครอมหลอดไฟ (0.354 A, 155.56 V)
่ี   ั  ุ
วิธทา
ี ํ

106

ตอนที่ 4 ตัวตานทาน ตัวเก็บประจุ และขดลวดเหนยวนาในวงจรกระแสสลบ
่ี ํ ั
ตัวตานทานในวงจรไฟฟากระแสสลับ
เมือมีกระแสไฟฟาสลับไหลผานตัวตานทาน
่
จะเกดความตางศกยครอมตวตานทานนน
ิ  ั  ั  ้ั
เราสามารถหาคาความตางศกยทเ่ี กดไดจาก
  ั  ิ 
V = i.R
เมือ V คอ ความตางศกยครอมตวตานทาน
่ ื  ั   ั 
i คอ กระแสไฟฟาทีไหลผานตัวตานทาน
ื ่
R คอ คาความตานทาน (υ)
ื  
Vm = im⌡R
Vrms = irms R
และคากระแส ณ เวลาใดๆ หาคาไดจาก  
iR = im sin • t
และ vR = vm sin • t
เมือ iR ,VR = กระแสทไหล และความตางศักยของตัวตานทาน ณ เวลา t ใด ๆ
่ ่ี
im , Vm = กระแสทไหล และความตางศกยสงสดของตวตานทาน
่ี  ั  ู ุ ั 

17(En 41/2) ในวงจรไฟฟากระแสสลบดงรูป ถา
 ั ั
โวลตมเิ ตอร V อานคาความตางศกยได 200
    ั 
 R = 100 υ
โวลต จงหากระแสสูงสุดทีผานความตานทาน R
่ V

1. 0.70 A 2. 1.41 A
3. 2.0 A 4. 4.8 A (ไมมีคําตอบที่ถูกตอง)
วิธทา
ี ํ

107

ตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟากระแสสลับ
เมือมีกระแสไฟฟาสลับไหลผานตัวเก็บประจุ
่
จะเกดความตางศกยครอมตวเกบประจนน
ิ  ั  ั ็ ุ ้ั
  ั  ิ 
V = i . XC และ XC = •1 C = 2°1 fC
เมือ V คือ ความตางศักยครอมตัวเก็บประจุ
่
i คือ กระแสไฟฟาทีไหลผานตัวเก็บประจุ
่
Xc คือ คาความตานทานเชงความจุ (υ)
  ิ
C คือ คาความจุประจุ (ฟารัด)
f คือ ความถกระแสไฟฟา (Hz)
่ี 
Vm = im⌡Xc
Vrms = irms⌡Xc
และคากระแส ณ เวลาใด ๆ หาคาไดจาก
 
ic = im sin • t และ Vc = Vm sin (• t – 90o)
เมือ ic ,Vc = กระแสทไหล และความตางศกยของตวเกบประจุ ณ เวลา t ใด ๆ
่ ่ี  ั  ั ็
im , Vm = กระแสทไหล และความตางศกยสงสดของตวเกบประจุ
่ี  ั  ู ุ ั ็
(• t – 90o) เปนมุมเฟส
18. เมือตอตัวเก็บประจุอนมีคาความตานทานเชิงความจุ 1000 υ เขากับวงจรไฟฟากระแส
่ ั 
สลับ ปรากฏวาเกิดความตางศักยครอมตัวเก็บประจุ 3 โวลต จงหาปรมาณกระแสไฟฟา
ิ 
ทีไหลผานตัวเก็บประจุนน
่ ้ั (3 มิลลิแอมป)
วิธทา
ี ํ

108

19. ความตางศักยครอมตัวเก็บประจุมคาเทาใด จงจะทาใหเ กดกระแสไฟฟา 3.14 mA ในวงจร
ี ึ ํ ิ 
ตว เก็บประจุทมความจุ 0.5 ↑F เมือความถีของกระแสไฟฟาเปน 1 kHz
ั ่ี ี ่ ่ (1 โวลต)
วิธทา
ี ํ

20. ทีความถีเ่ ทาไรตัวเก็บประจุทมคาความจุ 5 มิลลิฟารัด จงจะมคาความตานทานตวเกบ
่ ่ี ี  ึ ี  ั ็
7
ประจุ 22 υ (100 Hz)
วิธทา
ี ํ

ขดลวดเหนี่ยวนําในวงจรไฟฟากระแสสลับ
เมอมกระแสไฟฟาสลบไหลผานขดลวดเหนยว
่ื ี  ั  ่ี
นํา จะเกดความตางศกยครอมขดลวดเหนยวนานน
ิ  ั  ่ี ํ ้ั
  ั  ิ 
V = i . XL และ XL= •L = 2°fL
เมือ V คอ ความตางศกยครอมขดลวดเหนยวนา
่ ื  ั   ่ี ํ
i คอ กระแสไฟฟาทไหลผานขดลวดเหนยวนา
ื  ่ี  ่ี ํ
XL คอ คาความตานทานเชงหนยวนา (υ)
ื   ิ ่ี ํ
L คอ คาความเหนยวนาของขดลวด (เฮนรี)
ื  ่ี ํ
f คอ ความถีกระแสไฟฟา (Hz)
ื ่
Vm = im⌡XL
Vrms = irms⌡XL
109

และคากระแส ณ เวลาใด ๆ หาคาไดจาก
 
iL = im sin • t และ VL = Vm sin (• t + 90o)
เมือ iL ,VL = กระแสทไหล และความตางศกยของขดลวดเหนยวนา ณ เวลา t ใด ๆ
่ ่ี  ั  ่ี ํ
im , Vm = กระแสทไหล และความตางศักยสงสุดของขดลวดเหนียวนํา
่ี ู ่
(• t + 90o) เปนมมเฟส
 ุ
21. ตัวเหนียวนํา 0.07 เฮนรี ตอเปนวงจรกับแหลงกําเนิดไฟฟาสลับ ความตางศกย 220 V
่  ั
50 Hz จะเกดกระแสไหลในวงจรเทาไร
ิ  (10 A)
วิธทา
ี ํ

22(มช 42) วงจรไฟฟากระแสสลบความถ่ี 50 เฮิรตซ ประกอบดวยตัวตานทาน 20 โอหม
 ั
ั ่ี ํ 20 ิ
และตวเหนยวนา ° มลลิเฮนรี มีกระแสผาน 0.2 แอมแปร ความตางศกยระหวางปลาย
 ั  
ของตัวเหนียวนําจะมีคากีโวลต
่  ่ (0.4)
วิธทา
ี ํ

23(มช 37) วงจรกระแสสลับความถี่ 50 เฮรตซ ทีมตวตานทานตออนุกรมกับตัวเหนียวนํา
ิ ่ ีั ่
วัดกระแสไฟฟาในวงจรได 0.1 แอมแปร ความตางศกยครอมตวเหนยวนา 22 โวลต
 ั  ั ่ี ํ
คาความเหนยวนาจะเปน
 ่ี ํ  (ขอ 2.)
1. 14.4 ไมโครเฮนรี 2. 0.7 เฮนรี 3. 200 เฮนรี 4. 2.2 เฮนรี
วิธทา
ี ํ

110

24(มช 41) วงจรกระแสไฟฟาสลบดงรูป มกระแส i เปน i = 5 sin 1000 t แอมแปร
 ั ั ี 
วดความตางศกยระหวางปลายของตวเหนยวนาได 70.7 โวลต จงหาคาความเหนยวนา
ั  ั   ั ่ี ํ  ่ี ํ
ของตวเหนยวนาในหนวยเฮนรี
ั ่ี ํ  (ขอ 2.)
1. 12 x 10–3 2. 20 x 10–3 3. 28 x 10–3 4. 40 x 10–3
วิธทา
ี ํ

25(En 41) สวนประกอบของวงจรไฟฟากระแสสลับตามรูป (ก) มีกระแสที่ผาน และความตาง
ศกยระหวางปลายทงสองสมพนธกนตามรป (ข)
ั   ้ั ั ั ั ู
จงวเิ คราะหวาสวนประกอบของวงจรไฟฟานคอ
   ้ี ื
อะไร
1. ตัวเก็บประจุ
2. ขดลวดเหนียวนํา
่
3. ตัวตานทาน
4. เปนวงจรผสมของขดลวดเหนียวนําและตัวตานทาน
่ (ขอ 1.)
วิธทา
ี ํ
26(มช 44) ตัวเหนียวนํา L = 50 มลลิเฮนร่ี มีกระแสสลับเปน i เมือ i = 3 sin 60 t แอมแปร
่ ิ ่
จงหาความตางศกยระหวางปลายของตวเหนยวนาน้ี เมอเวลา t ใด ๆ
 ั   ั ่ี ํ ่ื
1. VL = sin 60 t 2. VL = 150 sin 60 t
3. VL = 150 cos (60t – ° )
2 4. VL = 9 sin (60t + ° )
2 (ขอ 4.)
วิธทา
ี ํ

111


ตอนที่ 5 วงจร RCL และ กําลังไฟฟากระแสสลับ
การตอตัวตานทาน (R) ขดลวดเหนียวนํา (L) และตัวเก็บประจุ (C) แบบอนุกรม
่
สิงทีควรทราบ
่ ่
1) iR = iC = iL = iรวม
2) Z = R 2 Ι (X L Κ X C ) 2
3) Vรวม = VR Ι (VL Κ VC ) 2
2
4) Vรวม = iรวม Z
เมือ Z คือ ความตานทานเชงซอน (ความตานทานรวมของวงจร)
่  ิ 

27(En 41/2) ในวงจรไฟฟากระแสสลับความถี่ 50 เฮรตซ
ิ A
XC = 40 υ
ดังรูป ถาโวลตมิเตอร V อานคาความตางศกยได
   ั 
V  R = 30 υ
200 โวลต แอมมิเตอร A จะอานคากระแสไดกแอมแปร
่ี
วิธทา
ี ํ (4 A)

28(En 42/2) ถาวงจรประกอบดวยตัวตานทานขนาด 20 โอหม ขดลวดเหนียวนําทีมคาความ
 ่ ่ ี
ตานทานเชิงเหนียวนํา 30 โอหม และตัวเก็บประจุทมคาความตานทานเชิงประจุ 15 โอหม
่  ่ี ี  
ตอกนอยางอนกรมและตอเขากบแหลงกาเนดไฟฟากระแสสลบ 220 โวลต ความถ่ี 50 เฮรตซ
 ั  ุ   ั  ํ ิ  ั ิ
จงหากระแสในวงจร (ขอ 4.)
1. 2.2 A 2. 4.4 A 3. 6.6 A 4. 8.8 A
วิธทา
ี ํ

112

29(En 38) ขดลวดเหนียวนํา 0.2 เฮนรี่ และ ตัวเก็บประจุ 10 ไมโครฟารัด ตออนกรมกับ
่  ุ
แหลงกาเนดไฟฟากระแสสลบทใหความตางศกยสงสด 100 โวลต และความเร็วเชิงมุม
 ํ ิ  ั ่ี   ั  ู ุ
• = 1,000 เรเดยนตอวนาที จงหากระแสทอานไดจากแอมมเิ ตอร
ี  ิ ่ี   (ขอ 4.)
1. 1 A 2. 1 A 3. 2 A 4. 1 A
3
2
วิธทา
ี ํ

30(มช 43) จากวงจรไฟฟากระแสสลับดังรูป คาความตาง R=30υ C=2↑F

ศักย VR ครอมตัวตานทานมีคาเปน VR = 0.15 sin500t
 VR VC
จงหาคาความตางศักยสูงสุดครอมตัวเก็บประจุ (5 โวลต)
วิธทา
ี ํ

113

31. จากวงจรไฟฟากระแสสลับดังรูป แหลงกําเนิดไฟ
ฟากระแสสลับมีความถี่ 50 เฮิรตซ ใหคายังผล
ของแรงเคลอนไฟฟา (Vrms) 100 โวลต เมอนา
่ื  ่ื ํ VR VL
โวลตมเิ ตอรวดคายงผลของความตางศกยระหวาง
 ั  ั  ั  

ปลายของความตานทาน (VR) และ ระหวางปลาย
ของตวเหนยวนา (VL) ไดคาเทากัน โวลตมเิ ตอรจะอานไดกโวลต
ั ่ี ํ ่ี (ขอ 3)
1. 50 2. 100 3. 50 2 4. 100 2
วิธทา
ี ํ

ความถีเ่ รโซแนนซ
พิจารณาสมการ Z = R 2 Ι (X L Κ X C ) 2
จะเหนวา เมือ XL = XC คาความตานทานเชิงซอนจะมีคาต่าสุด ทําใหกระแสไฟฟามีคาสูงสุด
็  ่  ํ 
จาก XL = XC
2°fL = 1
2° fC
(2°f)2 = 1
LC
2°f = LC 1
f = 1
2° LC
ความถี่ที่ทําใหกระแสไฟฟาในวงจรมีคามากที่สุดนี้เรียก ความถเ่ี รโซแนนซ
114


การตอตัวตานทาน (R) ขดลวดเหนียวนํา (L) และตัวเก็บประจุ (C) แบบขนาน
่
สิงทีควรทราบ
่ ่
1) VR = VC = VL = Vรวม
2) iรวม = i 2 Ι (i L Κ i C ) 2
R
3) Z =1 ( R ) 2 Ι ( X1 Κ X1 ) 2
1
L C
4) Vรวม = iรวม Z
เมอ Z คือ ความตานทานเชงซอน (ความตานทานรวมของวงจร)
่ื  ิ 
32. ตวเกบประจความตานทาน 100 โอหม ตวเหนยวนาความตานทาน
ั ็ ุ  ั ่ี ํ 
200 โอหม และตวตานทานขนาด 50 โอหม ตอกนอยางขนานกน
ั   ั  ั
แลวตอกับแหลงกําเนิดไฟสลับ 200 โวลต , 50 เฮิรตซ จะเกดกระ
ิ
แสไหลในวงจรเทาไร
1. 4 A 2. 17 A 3. 5 A 4. 7 A (ขอ 2.)
วิธทา
ี ํ

การหากําลังไฟฟากระแสสลับ
P = i V cos 
เมือ P =
่ กําลังไฟฟาของวงจร (วตต)
ั 
i = กระแสรวมในวงจร (แอมแปร) 
V = ความตางศักยรวมในวงจร (โวลต)
cos  = R ( เรียก ตัวประกอบกําลัง )
Z
115

33(En 44/2) ถาเฟสของกระแสยังผลและความตางศักยยังผลของวงจรไฟ
ฟากระแสสลับเปนดังรูป กําลังไฟฟาเฉลี่ยที่สูญเสียในวงจรนี้มีคาเทาใด
1. 1.8 kW 2. 2.4 kW
3. 3.0 kW 4. 3.5 kW (ขอ 4.)
วิธทา
ี ํ

34. แรงดันไฟฟา e = 100sin± โวลต และ กระแสไฟฟา i = 10sin (±–60o) แอมแปร
กําลังไฟฟา P เทากับผลคูณของ e และ i กําลังไฟฟาสูงสุดจะมีคาเทาใด (ขอ 3)
1. 750 วัตต 2. 1000 วัตต 3. 500 วัตต 4. 250 วัตต
วิธทา
ี ํ

35. จากรปวงจรตอไปน้ี กําหนดให V = 2 sin 500t
ู 
จงหาความตางเฟสระหวางกระแสไฟฟารวม I กับ R I
ความตางศักยไฟฟารวม V 2υ C1,000 ↑F
V
1. 30o 2. 45o
3. 60o 4. 90o (ขอ 2)
วิธทา
ี ํ

พิจารณา P = i V R
Z
P = iiZ R Z เนื่องจาก V = i Z
P = i2R เนื่องจาก i = VZ
2
P = ΦV Γ R
Z
116

36. ขดลวดเหนยวนา 0.03 เฮนรี และตัวตานทาน 40 โอหม ตออนกรมกบแหลงกาเนดไฟฟา
่ี ํ  ุ ั  ํ ิ 
กระแสสลับ กระแสไฟฟาของวงจร( i ) มีคาดังสมการ i = 5 sin ( 1000t ) แอมแปร จงหา
กําลังเฉลี่ยของวงจร (500 W)
วิธทา
ี ํ

37. ตัวเหนี่ยวนําและตัวตานทานตออนุกรมกันและตอกับแหลงกําเนิดไฟฟากระแสสลับที่มีกระ
แสไฟฟาที่เวลา t (วินาที) ใดๆ i = 4 sin 100 °t ถาวงจรมความตานทานเชงเหนยวนา
 ี  ิ ่ี ํ
20 โอหม และมความตานทานเชงซอนของวงจร 25 โอหม กาลงเฉลยของวงจรเปนกวตต
ี  ิ  ํ ั ่ี  ่ี ั
1. 120 2. 160 3. 200 4. 240 (ขอ 1)
วิธทา
ี ํ

117

38. ขดลวดเหนยวนา 0.03 เฮนรี และตัวตานทาน 40 โอหม ตออนกรมกบแหลงกาเนดไฟฟา
่ี ํ  ุ ั  ํ ิ 
กระแสสลับ ความตางศักยของวงจร( i ) มีคาดังสมการ V = 100 sin (1000t ) โวลต จงหา
กําลังสูงสุดของวงจร (160 วัตต)
วิธทา
ี ํ

39(En 39) ขดลวดเหนยวนา 0.03 เฮนรี และตัวตานทาน 40 โอหม ตออนกรมกบแหลงกาเนด
่ี ํ  ุ ั  ํ ิ
ไฟฟากระแสสลับ กระแสไฟฟาของวงจร ( i ) เปลี่ยนแปลงตามเวลา ( t ) ดังสมการ
i = 5 sin (1000 t) แอมแปร จงหากําลังเฉลี่ยของวงจรและความตางศักยสูงสุดของวงจร
เปนดงขอใด
 ั 
1. 500 W , 250 V 2. 875 W , 350 V
3. 1000 W , 220 V 4. 1250 W , 250 V (ขอ 1)
วิธทา
ี ํ

⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦

118

ไฟฟ้าแม่เหล็ก2

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (20)

Similaire à ไฟฟ้าแม่เหล็ก2

Similaire à ไฟฟ้าแม่เหล็ก2 (20)

Plus de Chakkrawut Mueangkhon

Plus de Chakkrawut Mueangkhon (6)

ไฟฟ้าแม่เหล็ก2