วิทยาศาสตร์

1. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
ประจุไฟฟ้า (Electric Charge)
คือ ตัวการที่ทาให้เกิดอานาจทางไฟฟ้า แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
1. ประจุไฟฟ้าบวก (Positive Charge) คือ การที่วัตถุสูญเสียอิเล็กตรอนไป
2. ประจุไฟฟ้าลบ (Negative Charge) คือ การที่วัตถุได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มเข้ามา
สมบัติของแรงระหว่างประจุ
1. ประจุชนิดเดียวกันจะผลักกัน และประจุต่างชนิดกันจะดูดกัน
2. ประจุไฟฟ้าบวกหรือประจุไฟฟ้าลบก็ตามจะดึงดูดวัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้าเสมอ
3. แรงระหว่างประจุไฟฟ้ามี 2 แรง คือ แรงดูดและแรงผลัก และเป็นปริมาณเวกเตอร์
ชนิดของไฟฟ้า : ไฟฟ้าสามารถแบ่งตามการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าได้ 2 ชนิด คือ
1. ไฟฟ้าสถิต (Static Electricity) หมายถึง ประจุไฟฟ้าที่อยู่ในวัตถุนั้นอยู่นิ่ง ไม่มีการเคลื่อนที่
2. ไฟฟ้ากระแส (Current Electricity) หมายถึง ประจุไฟฟ้าที่อยู่ในวัตถุนั้นมีการเคลื่อนที่ หรือถ่ายเท
ประจุ
กระแสไฟฟ้า (Electric Current)
กระแสไฟฟ้า คือ ปริมาณของประจุไฟฟ้าที่มีการถ่ายเทหรือเคลื่อนที่ในหนึ่งหน่วยเวลา โดยการเกิด
ความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้นระหว่าง 2 บริเวณ กระแสไฟฟ้า สามารถแบ่งได้ 2 แบบ คือ
1. กระแสสมมติ เป็นกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการถ่ายเทหรือเคลื่อนที่ของประจุบวก โดยไหลจาก
ศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังศักย์ไฟฟ้าต่า หรือไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบของเซลล์ไฟฟ้า (กระแสไฟฟ้าจะหมายถึงกระแส
สมมติเสมอ)
2. กระแสอิเล็กตรอน เป็นกระแสไฟฟ้าที่เกิดจาการถ่ายเทหรือเคลื่อนที่ของประจุลบหรืออิเล็กตรอน
โดยไหลจากศักย์ไฟฟ้าต่าไปยังศักย์ไฟฟ้าสูง หรือไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวกของเซลล์ไฟฟ้า
ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้าจะไหลจากศักย์สูง ไปยังศักย์ต่า หรือไหลจากขั้วบวก (+) ไปยังขั้วลบ (-) หรือไหลจากขั้ว
แอโนด (Anode) ไปยังแคโทด (Cathode)
กระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า และความต้านทาน
2
3

2. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
สูตรการคานวณ
I = กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็นคูลอมบ์ต่อวินาที หรือแอมแปร์ (A)
Q = ประจุไฟฟ้า มีหน่วยเป็นคูลอมบ์ (C)
t = เวลา มีหน่วยเป็นวินาที (s)
ชนิดของกระแสไฟฟ้า
1. ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current, D.C.)
หมายถึง กระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลเพียงทิศทางเดียว จากขั้วบวกผ่านวงจรไปยังขั้วลบอยู่
ตลอดเวลา เช่น กระแสไฟฟ้าจากถ่านไฟฉาย แบตเตอรี่ แบตเตอรี่รถยนต์ ไดนาโมกระแสตรง เป็นต้น
2. ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current, A.C.)
หมายถึง กระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลสวนทางสลับกันไปมาอยู่ตลอดเวลา เช่น กระแสไฟฟ้า
ที่ได้จากไดนาโมกระแสสลับที่นามาใช้อยู่ตามอาคารบ้านเรือนทั่วไป
แหล่งกาเนิดกระแสไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้ามีแหล่งกาเนิดมาจากเซลล์ไฟฟ้าเคมี เครื่องกาเนิดไฟฟ้าหรือไดนาโม และเซลล์สุริยะ เป็น
ต้น
เซลล์ไฟฟ้าเคมี
เมื่อจุ่มแผ่นทองแดงและแผ่นสังกะสีลงในกรดซัลฟิวริกเจือจาง จะมีฟองแก๊สเกิดขึ้น และเมื่อต่อลวด
โลหะระหว่างแผ่นโลหะทั้งสองเข้าด้วยกัน จะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านในเส้นลวด หลักการดังกล่าวนี้ เป็นหลักการ
ของเซลล์ไฟฟ้าเคมี ซึ่งค้นพบโดยวอลตา นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาเลียน เมื่อ ค.ศ. 1800
เซลล์ไฟฟ้าเคมี คือ อุปกรณ์ที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าขึ้นมาโดยอาศัยการเกิดปฏิกิริยาเคมี หรือ
หมายถึง อุปกรณ์ที่ทาหน้าที่เปลี่ยนแปลงพลังงานเคมีให้เป็นพลังงานไฟฟ้า
ส่วนประกอบของเซลล์ไฟฟ้าเคมี ประกอบด้วย
1. ขั้วไฟฟ้าซึ่งทาจากโลหะ 2 ชนิด ซึ่งจะแตกตัวเป็นไอออนได้ไม่เท่ากัน โลหะที่ทาหน้าที่เป็น
ขั้วไฟฟ้าเรียกว่า อิเล็กโทรด (Electrode) โดยขั้วหนึ่งเป็นขั้วบวก (แอโนด) อีกขั้วหนึ่งเป็นขั้วลบ (แคโทด)
2. สารละลายไฟฟ้า คือ สารละลายที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ ทาหน้าที่เป็นสารละลายอิ
เล็กโทรไลต์ และสามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ เช่น สารละลายกรด สารละลายเบส หรือสารละลายน้าเกลือ
4

3. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
การไหลของกระแสไฟฟ้าในเซลล์ไฟฟ้า
จากรูปแสดงการไหลของกระแสไฟฟ้า เราเรียกสารละลายที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านว่า สารละลาย
อิเล็กโทรไลต์ เนื่องจากเมื่อจุ่มแผ่นโลหะทั้งสองลงในสารละลายนั้นจะสังเกตเห็นฟองแก๊สเกิดขึ้น แสดงว่ามี
ปฏิกิริยาเกิดขึ้น นั่นก็แสดงว่าปฏิกิริยาเคมีสามารถทาให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้ เราจึงเรียกแหล่งจ่ายไฟที่เกิดจาก
ปฏิกิริยาเคมีว่า เซลล์ไฟฟ้าเคมี เรียกแผ่นสังกะสีและแผ่นทองแดงที่จุ่มในสารละลายนี้ว่า ขั้วไฟฟ้า และเรียก
ทางเดินของกระแสไฟฟ้าจากขั้วหนึ่งไปอีกขั้วหนึ่งว่า วงจรไฟฟ้า โดยกระแสไฟฟ้าจะไหลจากขั้วที่มีพลังงานไฟฟ้า
สูงไปยังขั้วที่มีพลังงานไฟฟ้าต่ากว่า ทั้งนี้เราเรียกขั้วที่มีพลังงานสูงว่า ขั้วที่มีศักย์ไฟฟ้าสูง หรือ ขั้วบวก และเรียก
ขั้วที่มีพลังงานไฟฟ้าต่ากว่าว่า ขั้วที่มีศักย์ไฟฟ้าต่า หรือ ขั้วลบ ความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุด
ใดๆ ในวงจรไฟฟ้าเรียกว่า ความต่างศักย์ ซึ่งจะมีหน่วยเป็นโวลต์ (Volt : V) การที่น้าไหลจากที่สูงไปยังที่ต่า จะ
ไหลแรงก็ต่อเมื่อมีความต่างศักย์ของระดับน้าอยู่มาก และจะหยุดไหลเมื่อตาแหน่งของน้าทั้งสองอยู่ในระดับ
เดียวกัน ดังนั้นความต่างศักย์ระหว่างขั้วทั้งสองจึงก่อให้เกิดพลังงานไฟฟ้า ผลักดันประจุไฟฟ้าให้เคลื่อนที่ครบ
วงจรได้ จึงเรียกความต่างศักย์ระหว่างขั้วของเซลล์ไฟฟ้าว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้า ซึ่งจะมีหน่วยเป็นโวลต์
ข้อสังเกต
1. จะไม่มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในเซลล์ไฟฟ้าเคมีในกรณีต่อไปนี้
1.1 ยกแผ่นโลหะใดแผ่นโลหะหนึ่งออกจากสารละลาย
1.2 จัดปลายของแผ่นทองแดงและแผ่นสังกะสีส่วนที่จุ่มในสารละลายให้แตะกัน
1.3 ใช้โลหะชนิดเดียวกันทั้งสองแผ่นจุ่มลงในสารละลาย
1.4 นาแผ่นทองแดงและแผ่นสังกะสีจุ่มลงในสารละลายที่บรรจุอยู่ในบีกเกอร์ 2 ใบ โดยให้แผ่น
ทองแดงและแผ่นสังกะสีอยู่ในบีกเกอร์คนละใบ
2. การทดลองเซลล์ไฟฟ้าเคมีสามารถทดลองได้กับผลไม้ชนิดต่างๆ เช่น มะนาว ส้ม สับปะรด แตงโม
มะเขือเทศ เป็นต้น โดนใช้แผ่นสังกะสีและแผ่นทองแดงเสียบเข้าไปในผลไม้ที่นามาทดลองแล้วต่อสายไฟเข้ากับ
เครื่องวัดกระแสไฟฟ้า จะเห็นเข็มเบนไป ซึ่งจะมากหรือน้อยก็ขึ้นอยู่กับชนิดของผลไม้ที่มีสารละลายตัวนาไฟฟ้า
ประกอบอยู่
ภาพ แสดงเซลล์ไฟฟ้าเคมีจากผลไม้
ประเภทของเซลล์ไฟฟ้าเคมีแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ
5

4. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
1. เซลล์ปฐมภูมิ (Primary cell) หมายถึง เซลล์ฟ้าที่ให้พลังานแล้วไม่สามารถนากลับมาใช้ใหม่ได้ เช่น
ถ่านไฟฉาย หรือเรียกอีกอย่างว่า เซลล์แห้ง
ภาพ แสดงส่วนประกอบของถ่ายไฟฉาย
 ถ่านไฟฉาย 1 ก้อน หรือ 1 เซลล์ มีความต่างศักย์ไฟฟ้า เท่ากับ 1.5 โวลต์
 เมื่อใช้งานไปนานๆ พลังงานไฟฟ้าจากถ่านไฟฉายจะลดลงและหมดไปในที่สุด
 แท่งแกรไฟต์หรือแท่งถ่าน (C) ทาหน้าที่เป็นขั้วบวก
 กระบอกสังกะสี (Zn) ทาหน้าที่เป็นขั้วลบ
 แอมโมเนียมคลอไรด์เปียก (NH4Cl) ทาหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ หรือสารละลายนาไฟฟ้า
 แมงกานีสออกไดออกไซต์ (MnO2) ช่วยให้ความต่างศักย์ไฟฟ้าของถ่านไฟฉายคงที่
 ผงถ่าน (C) ทาหน้าที่ช่วยนาไฟฟ้า
ถ่านไฟฉาย 1 ก้อน หรือ 1 เซลล์ มีศักย์ไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบประมาณ 1.5
โวลต์ ให้กระแสไฟฟ้าตรง กระแสไฟฟ้าที่ไหลไปในทิศทางเดียวกัน จากขั้วบวกซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังขั้วลบซึ่งมี
ศักย์ไฟฟ้าต่า
2. เซลล์ทุติยภูมิ (Secondary cell) หมายถึง เซลล์ไฟฟ้าที่ให้พลังงานแล้วสามารถนากลับมาใช้ใหม่ได้
โดยการอัดไฟกลับเข้าไป (Change) เช่น แบตเตอรี่รถยนต์
ภาพ แสดงส่วนประกอบของเซลล์สะสมไฟฟ้าแบบตะกั่ว
แบตเตอรี่
แบตเตอรี่ หมายถึง เซลล์ไฟฟ้าตั้งแต่ 2 เซลล์ขึ้นไปถูกนามาต่อเข้าด้วยกัน ได้แก่ ถ่านไฟฉายหลายก้อน
ซึ่งนามาต่อเข้าด้วยกัน ให้พลังงานไฟฟ้ามากกว่าถ่ายไฟฉายก้อนเดียว ทั้งนี้เรากาหนดสัญลักษณ์ ขึ้น
เพื่อใช้แทนเซลล์ไฟฟ้า 1 เซลล์ เมื่อขีดยาวแทนขั้วบวก และขีดสั้นแทนขั้วลบ ในกรณีแบตเตอรี่มี 6 เซลล์ จะ
สามารถเขียนสัญลักษณ์แทนได้ดังนี้
6

5. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
 แบตเตอรี่รถยนต์ 1 เซลล์มีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 2 โวลต์
 โดยทั่วไปนิยมต่อเซลล์เข้าด้วยกันแบบอนุกรม เช่น แบตเตอรี่ขนาด 6 โวลต์ แสดงว่ามี 3 เซลล์ต่อกัน
แบบอนุกรม
 ใน 1 เซลล์ประกอบด้วยแผ่นโลหะตะกั่ว (Pb) สองแผ่นเป็นขั้วบวกและขั้วลบของเซลล์
 มีสารละลายกรดซัลฟิวริกเจือจาง (H2SO4) เป็นอิเล็กโทรไลต์
 แบตเตอรี่จะใช้งานได้ในครั้งแรกต้องมีการอัดไฟก่อน
เมื่อใช้ไปนานๆ แผ่นโลหะที่ขั้วลบและขั้วบวกจะเปลี่ยนไปเป็นตะกั่วซัลเฟต (PbSO4) ทั้งคู่ ทาให้จ่ายไฟ
ต่อไปไม่ได้ ต้องนาไปประจุไฟหรืออัดไฟใหม่เพื่อนามาใช้งานต่อไป สมการปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในแบตเตอรี่
ไดนาโม
ไดนาโม หรือเครื่องกาเนิดไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า หรือเกิดกระแส
ไฟฟ้าเหนี่ยวนาขึ้น
กระแสเหนี่ยวนา เป็นกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กที่ผ่านขดลวด ซึ่งฟาราเดย์
เป็นผู้ค้นพบ ได้อธิบายว่า การเคลื่อนที่ของแท่งแม่เหล็กเข้าสู่หรือออกจากขดลวด หรือการเคลื่อนของขดลวดเข้า
สู่หรือออกจากแท่งแม่เหล็กจะทาให้ขดลวดตัวนาตัดกับสนามแม่เหล็ก จะทาให้ขดลวดตัวนาตัดกับเส้นแรง
แม่เหล็ก เป็นผลให้เส้นแรงแม่เหล็กที่ตัดกับขดลวดนั้นเกิดการเปลี่ยนแปลง จึงก่อให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า
เหนี่ยวนาขึ้น เป็นเหตุให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ในขดลวด ถ้าขวดลวดหรือแท่งแม่เหล็กเคลื่อนที่เข้าออกเร็วๆ จะได้
กระแสมากขึ้น
หรือสรุปได้ว่า ถ้าให้ขดลวดหมุนตัดกับสนามแม่เหล็ก จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นในขดลวด กระแสไฟฟ้าที่
เกิดขึ้นเรียกว่า กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนา จากการหลักการที่กล่าวมานี้ได้นามาสร้างเครื่องจ่ายกระแสไฟฟ้าที่
เรียกว่า ไดนาโม หรือที่ชาวบ้านเรียกกันว่า เครื่องทาไฟ
ไดนาโมหรือเครื่องกาเนิดไฟฟ้าที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันแบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ
1. ไดนาโมกระแสสลับ ไดนาโมชนิดนี้ประกอบด้วยขดลวดตัวนาติดตั้งไว้ระหว่างขั้วเหนือและขั้วใต้ของ
แม่เหล็ก ขดลวดนี้เรียกว่า ขดลวดอาร์เมเจอร์ ติดตั้งไว้สาหรับหมุนให้กักับเส้นแรงแม่เหล็ก (สนามแม่เหล็ก) ที่
ปลายทั้งสองของขดลวดมีวงแหวนลื่น (slip rings) เชื่อมติดอยู่วงแหวนนี้จะหมุนครูดสมผัสอยู่กับแปรงซึ่งต่อไป
ยังวงจรภายนอก หลักการเบื้องต้นของการเกิดไฟฟ้า กระแสสลับจากการทางานของไดนาโม
7

6. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
การหมุนขดลวดในไดนาโมกระแสสลับ
2. ไดนาโมกระแสตรง ไดนาโมชนิดนี้มีส่วนประกอบคล้ายกับไดนาโมกระแสสลับ แต่ปลายของขดลวด
แต่ละข้างติดอยู่กับแหวนแยก หรือคอมมิวเตเตอร์ (commutator) ครึ่งวงแหวนแต่ละซีกแตะอยูกับแปรง แปรง
แต่ซีกติดต่อกับวงจรภายนอก ดังรูป
การหมุนของขดลวดในไดนาโมกระแสตรง
ไดนาโมที่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าปริมาณมากๆ เช่น ไดนาโมของโรงไฟฟ้า จะมีขดลวดจานวนมาก ดังนั้น
สายที่ต่อออกจากไดนาโมจึงมีมากกว่า 2 สาย ขึ้นอยู่กับปริมาณของขดลวดและการจัดระบบการพันขดลวด ใน
ปัจจุบันเครื่องกาเนิดไฟฟ้าประกอบด้วย 2 ส่วน คือ ส่วนที่หมุนได้ และส่วนที่อยู่กับที่ ซึ่งทั้งสองส่วนต่างมีขด
ลวดทองแดงฝังอยู่ โดยส่วนที่หมุนได้จะกาหนดให้ทาหน้าที่ผลิตสนามแม่เหล็กไปตัดกับขดลวดทองแดงที่ฝังอยู่ใน
ส่วนที่อยู่กับที่ ทาให้เกิดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าขึ้นมาใช้งาน
เซลล์สุริยะ (Solar cell)
เซลล์สุริยะ เป็นแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าที่ได้จากการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์มาเป็นพลังงานไฟฟ้า
เซลล์สุริยะ ทามาจากโลหะกึ่งตัวนา โดยมีแผ่นรับแสงที่ทาจากโลหะกึ่งตัวนาระหว่างซิลิคอนและ
ฟอสฟอรัส (Si + P) และแผ่นรองรับซึ่งทาจากโลหะกึ่งตัวนาระหว่างซิลิคอนกับโบรอน (Si + B) เชื่อมกันเป็น
รอยต่อพีเอ็น
8

7. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
ความต่างศักย์ไฟฟ้า (Potential Diffrence)
ความต่างศักย์ไฟฟ้า เกิดจากจุดสองจุดในวงจรไฟฟ้ามีศักย์ไฟฟ้าไม่เท่ากัน ทาให้เกิดความต่างศักย์ขึ้น
หรือเกิดจากงานที่ใช้นาไปประจุไฟฟ้าจากจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าไปยังจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ากว่า โดยความต่างศักย์
ที่เกิดขึ้นนี้สามารถวัดได้โดยใช้โวลมิเตอร์ (Volt meter) ซึ่งต่อขนานกับวงจรไฟฟ้า
ชนิดของความต่างศักย์ไฟฟ้า
1. ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายนอกเซลล์หรือความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างภายนอกขั้วเซลล์ คือ พลังงาน
หรืองานที่ใช้ในการเคลื่อนที่หรือถ่ายเทประจุ 1 หน่วย จากขั้วบวกผ่านความต้านทานภายนอกเซลล์ไปยังขั้วลบ
2. ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายในเซลล์หรือความต่างศักย์ระหว่างภายในขั้วเซลล์ คือ พลังงานหรืองานที่ใช้
ในการเคลื่อนที่หรือถ่ายเทประจุ 1 หน่วย จากขั้วลบไปยังขั้วบวก
สูตรการคานวณ
โดยที่ V = ความต่างศักย์ไฟฟ้า มีหน่วยเป็นโวล์ (V)
W = งานที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของประจุ มีหน่วยเป็นจูล (J)
Q = ประจุไฟฟ้า มีหน่วยเป็นคูลอมบ์ (C)
สัญลักษณ์โวลต์มิเตอร์
ลักษณะของโวลต์มิเตอร์ที่ใช้ในการวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า
9

8. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
ข้อสังเกต : โวลต์มิเตอร์จะต้องต่อขนานกับตัวต้านทานเสมอ
แรงเคลื่อนไฟฟ้า (Electromotive Force หรือ EME)
แรงเคลื่อนไฟฟ้า คือ พลังงานหรืองานที่ใช้ในการเคลื่อนที่หรือถ่ายเทประจุ 1 หน่วย ตลอดวงจรทั้ง
ภายนอกและภายในเซลล์ มีค่าเท่ากับผลรวมของความต่างศักย์ไฟฟ้าภายนอกเซลล์กับความต่างศักย์ภายในเซลล์
แรงเคลื่อนไฟฟ้า = ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายนอกเซลล์ทั้งหมด + ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายในเซลล์
ทั้งหมด
E = ∑Vนอก + ∑Vใน
โดยที่ E = แรงเคลื่อนไฟฟ้า มีหน่วยเป็นโวลต์ (V)
Vภายนอก = ความต่างศักย์ภายนอกเซลล์
Vภายใน = ความต่างศักย์ภายในเซลล์
Vab = ความต่างศักย์ไฟฟ้าช่วง a ไป b
E = ความต่างศักย์ไฟฟ้าทั้งวงจร หรือ แรงเคลื่อนไฟฟ้า
หมายเหตุ
1. ∑ เป็นอักษรกรีก อ่านว่า ซิกมา หมายถึง ผลรวม
2. แรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า มีความหมายแตกต่างกัน แต่ถ้ากรณีความต่างศักย์ไฟฟ้า
ภายในเซลล์มีค่าน้อยมากหรือเป็นศูนย์ จะได้ว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้า = ความต่างศักย์ไฟฟ้า
ความต้านทานไฟฟ้าและความนาไฟฟ้า
ความต้านทานไฟฟ้า (Resistance) และความนาไฟฟ้า (Conductance) มีความหมายแตกต่างกัน แต่
มีความสัมพันธ์กัน
ความต้านทานไฟฟ้าและความนาไฟฟ้า
10

9. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
เป็นสมบัติของสารแต่ละชนิดที่จะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้มากหรือน้อย
- ถ้าสารใดยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ มาก แสดงว่าสารนั้นมีความต้านทานไฟฟ้า น้อย
และมีความนาไฟฟ้า มาก
- ถ้าสารใดยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ น้อย แสดงว่าสารนั้นมีความต้านทานไฟฟ้า มาก
และมีความนาไฟฟ้า น้อย
ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานไฟฟ้าและความนาไฟฟ้า เป็นดังนี้
โดยที่ R = ความต้านทานไฟฟ้า มีหน่วยเป็นโอห์ม (Ω)
G = ความนาไฟฟ้า มีหน่วยเป็นซีเมนต์ (S)
ปัจจัยที่ส่งผลต่อความต้านทานไฟฟ้า
1. ชนิดของสารที่เป็นตัวนา
โลหะจะนาไฟฟ้าได้ดี มีความต้านทานน้อย เช่น เหล็ก ทองแดง เงิน ซึ่งโลหะแต่ละ
ชนิดมีความสามารถในการนาไฟฟ้าแตกต่างกัน ดังนั้นโลหะแต่ละชนิดจึงมีสภาพต้านทานของตัวนาต่างกัน เช่น
เงินมีสภาพต้านทานไฟฟ้าน้อยกว่าทองแดง ส่วนอโลหะจะเป็นฉนวนไฟฟ้า เช่น พลาสติก ไม้ ยาง (ยกเว้น
แกรไฟต์สามารถนาไฟฟ้าได้ดี)
2. ความยาวของลวดตัวนา
ความต้านทานไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาว ยิ่งยาวมากความต้านทาน
ไฟฟ้าจะยิ่งมาก เช่น ถ้าความยาวของเส้นลวดยาวเป็นสองเท่าของอีกเส้นหนึ่ง จะมีความต้านทานไฟฟ้าเป็นสอง
เท่าด้วย
3. พื้นที่หน้าตัดของตัวนา
ความต้านทานไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนผกผันหรือสัดส่วนกลับกันกับพื้นที่หน้าตัด คือ ยิ่ง
พื้นที่หน้าตัดมาก ความต้านทานไฟฟ้ายิ่งน้อย เช่น ถ้าพื้นที่หน้าตัดของเส้นลวดมีขนาดเป็นสองเท่าของอีกเส้น
หนึ่ง จะมีความต้านไฟฟ้าลดลงครึ่งหนึ่งด้วย
11

10. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
4. อุณหภูมิของลวดตัวนา
อุณหภูมิของโลหะตัวนา จะมีผลทาให้ความต้านทานไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปด้วย คือ
เมื่ออุณภูมิเพิ่มขึ้น ความต้านทานไฟฟ้าจะมากขึ้น และเมื่ออุณภูมิลดลง ความต้านทานไฟฟ้าจะน้อยลง
ชนิดของความต้านทานไฟฟ้า
ความต้านทานไฟฟ้าแบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ
1. ความต้านทานไฟฟ้าภายนอก หมายถึง ความต้านทานไฟฟ้าภายนอกเซลล์ ใช้ตัวย่อ R
2. ความต้านทานไฟฟ้าภายในเซลล์ หมายถึง ความต้านทานไฟฟ้าภายในเซลล์ ใช้ตัวย่อ r
กฎของโอห์ม
เกอร์เก ซิโมน โอห์ม นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ได้ศึกษาทดลองและตั้งเป็น กฎของโอห์ม (Ohm,s law)
ขึ้น โดยกล่าวไว้ว่า “อัตราส่วนของความต่างศักย์ไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้าที่ปลายลวดโลหะตัวนา มีค่าคงที่
เสมอ” นั่นคือ ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างปลายของตัวนาใดๆ จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสไฟฟ้าที่กาลัง
ไหลในช่วงหนึ่งในตัวนานั้นและค่าคงที่นี้ก็คือ ความต้านทานไฟฟ้า นั่นเอง ทั้งนี้อุณหภูมิจะต้องคงที่ไม่เปลี่ยน
แปลง ซึ่งเขียนเป็นสมการได้ว่า
เมื่อ V = ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองของลวดตัวนา มีหน่วยเป็นโวลต์ (V)
I = กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านลวดตัวนา มีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A)
R = ความต้านทานของลวดตัวนา มีหน่วยเป็นโอห์ม (Ω)
12

11. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
เพื่อให้จาได้ง่าย จะเขียนอยู่ในรูปของสามเหลี่ยม
เมื่อวงจรไฟฟ้ามีแรงเคลื่อนไฟฟ้าและความต้านทานภายใน
ดังนั้น กระแสไฟฟ้ารวมของวงจรจะหาได้จากอัตราส่วนของความต่างศักย์รวมกับความต้านทานรวม
นั่นเอง
การต่อความต้านทานภายในวงจรไฟฟ้ามี 3 แบบ คือ
1. การต่อตัวต้านทานแบบอนุกรม
เป็นการนาตัวต้านทานหลายๆ ตัวมาต่อกัน โดยปลายของตัวต้านทานหนึ่งต่อกับปลายของตัว
ต้านทานตัวถัดไป ดังรูป
รูปแสดง การต่อตัวต้านทานแบบอนุกรม
เมื่อนาตัวต้านทานมาต่อแบบอนุกรมจะได้
- ความต้านทานรวมมีค่ามากขึ้น ดังสมการ
Rรวม = R1 + R2 + R3 ……..
- กระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทานทุกตัวจะเท่ากันหมด
- ถ้าตัวต้านทานตัวใดขาดจะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร
- ความต่างศักย์รวมจะมีค่าเท่ากับผลบวกของความศักย์ของตัวต้านทานแต่ละตัว
- ความต่างศักย์ของตัวต้านทานแต่ละตัวไม่เท่ากันขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานของตัว
ต้านทานแต่ละตัว
ตัวอย่าง
จากรูป จงหาความต้านทานรวมของวงจร (Rรวม) กระแสไฟฟ้า (I) ที่ไหลผ่าน และค่าความต่างศักย์ (V)
ถ้ากาหนดให้ R1 = 1  R2 = 3  R3 = 4 
13
14

12. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
วิธีทา หาความต้านทานรวมของวงจร
จากสูตร Rรวม = R1 + R2 + R3
= 1 + 3 + 4
= 8 
หากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน
จากสูตร Iรวม = I1 = I2 = I3
เมื่อ I1 คือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน R1
I2 คือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน R2
I3 คือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน R3
Iรวม = I1 = I2 = I3
Iรวม = 4 A
หาค่าความต่างศักย์ไฟฟ้า
จากสูตร V = IR
V = 4  8
= 32 V
 ความต้านทานรวมของวงจรนี้เท่ากับ 8 โอห์ม มีกระแสไฟฟ้า 4 แอมแปร์ไหลผ่าน และมีความต่าง
ศักย์ 32 โวลต์
2. การต่อตัวต้านทานแบบขนาน
เป็นการต่อตัวต้านทานตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปมาต่อแบบคร่อมขั้วกัน ดังรูป
รูปแสดง การต่อตัวต้านทานแบบขนาน
เมื่อนาตัวต้านทานมาต่อแบบขนานจะได้
เมื่อ R คือ ความต้านทานรวม
- กระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรทั้งหมดจะเท่ากับผลบวกของกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทาน
แต่ละตัว
- ค่าความต่างศักย์ระหว่างปลายตัวต้านทานแต่ละตัวจะมีค่าเท่ากัน
15

13. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
- ถ้าตัวต้านทานตัวใดตัวหนึ่งขาด ก็ยังมีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร
ตัวอย่าง
ลวดความต้านทาน 3 ตัวต่อกันแบบขนาน ระหว่างจุด A และ B ความต้านทานรวมมีค่าเท่าไร
วิธีทา
 ความต้านทานระหว่างจุด A และ B เท่ากับ 0.54 โอห์ม
3. การต่อตัวต้านทานแบบผสม
เป็นการต่อตัวต้านทานแบบอนุกรมและขนานรวมกัน ดังรูป
รูปแสดง การต่อตัวต้านทานแบบผสม
ตัวอย่าง
จากรูป จงหาความต้านทานรวมระห่วางจุด A ถึงจุด C
วิธีทา 1. หาความต้านทานระหว่างจุด A และ B ต่อกันแบบขนาน จึงใช้สูตร
16

14. เอกสารประกอบการสอน รายวิชาไฟฟ้า ว20204
2. หาความต้านทานรวมที่ได้ต่ออนุกรมกับ 4 
จากสูตร Rรวม = R1 + R2
= 1.5 + 4
Rรวม = 5.5 
 ความต้านทานระหว่างจุด A ถึงจุด C เท่ากับ 5.5 โอห์ม