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

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to ไฟฟ้าแม่เหล็ก2

Similar to ไฟฟ้าแม่เหล็ก2 (20)

More from Chakkrawut Mueangkhon

More from Chakkrawut Mueangkhon (8)

ไฟฟ้าแม่เหล็ก2