Contenu connexe Similaire à ความสัมพันธ์ระหว่าง ความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และ ความต้านทานไฟฟ้า (20) Plus de เรียนฟิสิกส์กับครูเอ็ม Miphukham (10) ความสัมพันธ์ระหว่าง ความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และ ความต้านทานไฟฟ้า3. ความต่างศักย์ไฟฟ้า
ความต่างศักย์ไฟฟ้า คือ ค่าความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้า
ระหว่างจุด 2 จุดในสนามไฟฟ้าหรือในวงจรไฟฟ้า เช่นเดียวกับ
ความแตกต่างของระดับน้าระหว่างจุด 2 จุด
้
การที่วงจรไฟฟ้ามีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรได้นั้นจะต้องมีความ
ต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด 2 จุดในวงจรไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้าจึงมี
ความสัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้า โดยความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วเซลล์
เป็นแรงดันไฟฟ้าทีสามารถดันให้กระแสไฟฟ้าไหลจากขัวบวกผ่านความ
่ ้
ต้านทานภายนอกไปสูขวลบของเซลล์ในวงจรไฟฟ้า
่ ั้ 3
5. การต่อโวลต์มิเตอร์ในวงจรไฟฟ้า
1. ในการวัดความต่างศักย์ไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าใช้
เครืองมือที่เรียกว่า โวลต์มเิ ตอร์
่
ใช้สัญลักษณ์แทนด้วย V
2. วิธใช้โวลต์มเิ ตอร์ให้ต่อแบบขนานในวงจรไฟฟ้า
ี
ซึ่งเป็นการต่อแบบคร่อมขั้ว เริมจากแบตเตอรีโ่ ดยต่อขั้วบวก
่
ของแบตเตอรี่เข้ากับขั้วบวกของโวลต์มิเตอร์และขั้วข้างหนึงของ
่
หลอดไฟ ต่อขั้วลบของแบตเตอรีเ่ ข้ากับขั้วลบในโวลต์มิเตอร์
และขั้วทีเ่ หลือของหลอดไฟ
5
9. โวลต์มิเตอร์ทดต้องมีความต้านทานมาก ซึ่งจะวัดค่าความต่าง
ี่ ี
ศักย์ไฟฟ้าได้ถูกต้องมากกว่าโวลต์มิเตอร์ที่มีความต้านทานน้อย
ค่าความต่างศักย์ไฟฟ้ามีความแตกต่างกัน เช่น ถ่านไฟฉาย
1 ก้อนมีความต่างศักย์ไฟฟ้า 1.5 โวลต์ แบตเตอรีรถยนต์มีความ
่
ต่างศักย์ไฟฟ้า 12 โวลต์ และค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าของวงจร
ไฟฟ้าในบ้านเท่ากับ 220 โวลต์
โวลต์ เป็นหน่วยของความต่างศักย์ ซึ่งเป็นชื่อของ
โวลตา เคานต์อาเลสซานโดร ผู้ประดิษฐ์แบตเตอรี่เป็นครั้งแรก
จึงได้รับการยกย่องให้น้าชื่อมาตั้งเป็นหน่วยวัดความต่างศักย์ไฟฟ้า
9
10. กระแสไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า เกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุ
ไฟฟ้า อาจเป็นประจุลบหรือประจุบวกเป็นกระแสต่อเนื่องกันไป
เมื่อต่อวงจรไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้ากับแหล่งก้าเนิดไฟฟ้าจะ
มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรไฟฟ้าจากขั้วไฟฟ้าบวกไปยังขั้วไฟฟ้าลบ
การเพิ่มความต่างศักย์ไฟฟ้าท้าให้กระแสไฟฟ้าไหลในวงจรได้มาก
ขึ้น
1. เครื่องมือที่ใช้วัดกระแสไฟฟ้า เรียกว่า แอมมิเตอร์
ในวงจรไฟฟ้าใช้สัญลักษณ์ A
กระแสไฟฟ้ามีหน่วยวัดเป็นแอมแปร์ (A) 10
11. 2. วิธใช้แอมมิเตอร์ให้ต่อในวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมโดย
ี
การต่อเรียงกันไปจนครบวงจรไฟฟ้า เริมจากแบตเตอรี่
่
โดยต่อขั้วบวกของแบตเตอรีเ่ ข้ากับขั้วบวกของแอมมิเตอร์ และต่อ
ขั้วลบของแอมมิเตอร์เข้ากับข้างหนึ่งของขั้วหลอดไฟ แล้วต่อขัว
้
ที่เหลือของหลอดไฟเข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่
3. แอมมิเตอร์ที่ดีต้องมีค่าความต้านทานน้อย จึงจะวัด
ค่ากระแสไฟฟ้าได้ถกต้องมากกว่าแอมมิเตอร์ที่มความต้านทาน
ู ี
มาก
4. เมื่อเพิมจ้านวนก้อนของถ่านไฟฉายค่าของ
่
กระแสไฟฟ้าจะมากขึน หลอดไฟจึงสว่างมากขึ้น
้ 11
13. แอมมิเตอร์
ปัจจุบันมีเครืองมือที่ใช้วัดกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า
่
กระแสสลับ โดยการคล้องส่วนของมิเตอร์เข้าไว้กับสายไฟฟ้า
ซึ่งเรียกเครื่องมือนี้ว่า แคลมป์มิเตอร์ (clampmeter)
13
14. ความต้านทานไฟฟ้า
ความต้านทานไฟฟ้า เป็นสมบัติของตัวน้าไฟฟ้าทียอมให้
่
กระแสไฟฟ้าผ่านไปได้มากหรือน้อยต่างกัน ถ้ากระแสไฟฟ้าผ่านไป
ได้มากแสดงว่าตัวน้าไฟฟ้ามีความต้านทานน้อย ถ้ากระแสไฟฟ้าผ่าน
ได้น้อยแสดงว่าตัวน้าไฟฟ้ามีความต้านทานมาก เปรียบเทียบได้กับ
ท่อน้้าขนาดเล็กกับขนาดใหญ่ ท่อขนาดใหญ่จะให้น้าไหลผ่านได้
มากกว่าท่อขนาดเล็ก นั่นคือ ท่อขนาดใหญ่มีความต้านทานน้อยกว่า
ท่อขนาดเล็ก
14
16. 2. ขนาดลวดตัวน้า ตัวน้าชนิดเดียวกันที่มีขนาดต่างกัน
จะมี ความต้านทานไฟฟ้าแตกต่างกัน โดยตัวน้าที่มีขนาด
ใหญ่จะมีค่าความต้านทานน้อยกว่าตัวน้าที่มีขนาดเล็ก และ
เมื่อขดลวดตัวน้ามีขนาดเท่ากัน ตัวน้าที่สั้นกว่าจะมีค่าความ
ต้านทานน้อยกว่าตัวน้าที่ยาวกว่า
3. อุณหภูมิกับความต้านทานไฟฟ้า
3.1 ตัวน้าที่เป็นโลหะบริสุทธิ์ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
ค่าความต้านทานไฟฟ้าของตัวน้าจะเพิ่มขึ้น เช่น เมื่ออุณหภูมิ
สูงขึ้น เงินและทองแดงจะมีค่าความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้น
16
20. เกอร์เก ซิโมน โอห์ม เป็นนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันได้
ทดลองศึกษาความต้านทานไฟฟ้าของลวดตัวน้าหลายๆ ชนิด
และตั้งเป็นกฎของโอห์ม โดยกล่าวไว้ว่า “เมื่ออุณหภูมิของตัวน้า
คงที่ อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองของ
ตัวน้าต่อการไหลของกระแสไฟฟ้าในตัวน้าจะคงที่ และเท่ากับ
ความต้านทานไฟฟ้าของตัวน้านั้น” 20
21. เมื่อ V แทน ความต่างศักย์ไฟฟ้า มีหน่วยเป็นโวลต์ (V)
I แทน กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A)
R แทน ความต้านทานไฟฟ้า มีหน่วยเป็นโอห์ม (Ω)
ซึ่งเป็นค่าคงที่
จากกฎของโอห์มเขียนความสัมพันธ์ของ V, I และ R ได้ดงนี้
ั
V
R หรือ V IR
I
21
23. 1.1 ความต้านทานรวมภายในวงจรหาได้จาก
Rรวม = R1 + R2 + R3+....Rn
1.2 กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวต้านทานแต่ละตัวมี
ค่าเท่ากัน
1.3 ความต่างศักย์ไฟฟ้ารวมเท่ากับผลบวกของความ
ต่างศักย์ไฟฟ้าคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัว
1.4 ถ้าสายไฟที่ต่อตัวต้านทานตัวใดตัวหนึ่งขาด จะ
ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร
23
25. 2.1 ความต้านทานรวมภายในวงจรหาได้จาก
l 1 1 1 ... 1
Rรวม R1 R 2 R 3 Rn
2.2 กระแสไฟฟ้ารวมทั้งหมดจะเท่ากับผลบวกของ
กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวต้านทานแต่ละตัว
2.3 ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วทั้งสองของตัว
ต้านทานแต่ละตัวจะเท่ากันหมด
2.4 ถ้าสายไฟที่ต่อตัวต้านทานตัวใดตัวหนึ่งขาดจะไม่มี
ผลกระทบต่อวงจร และยังมีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร
25