Random 111229101649-phpapp01

อิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐาน อาจารย์ดร.นาถวดี นันทาภินัย
1
อิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐาน
อิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐานเป็นวิชาที่เน้นความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไฟฟ้า-อิเล็กทรอนิกส์ การต่อ วงจรอย่างง่าย เพื่อทดสอบคุณสมบัติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และเพื่อนาความรู้ไปประยุกต์ใช้ใน การต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อใช้งานต่อไป
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์
ไฟฟ้าคืออะไร
ไฟฟ้าถูกจัดให้เป็นพลังงานรูปหนึ่งที่สามารถแปรรูปได้โดยอาศัยแรงดันไฟฟ้าและ กระแสไฟฟ้า จ่ายไปให้อุปกรณ์ไฟฟ้าเครื่องมือเครื่องใช้ไฟฟ้าเพื่อให้เกิดการทางานโดยที่ไฟฟ้าที่จ่าย ไปให้กับอุปกรณ์เครื่องมือเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ นั้นจะอยู่ในรูปกระแสไฟฟ้าไหลซึ่งก็คือการเคลื่อนที่ ของอิเล็กตรอนจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่ง
เครื่องกาเนิดไฟฟ้าและถ่านไฟฉายทาให้เกิด “ศักย์ไฟฟ้า” หรือที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้า ระหว่าง ขั้วของเครื่องกาเนิดไฟฟ้า หรือถ่านไฟฉายจึงเป็นเหตุให้ไฟฟ้า คือ อิเล็กตรอน (ประจุ) เคลื่อนที่ไป และ บังเกิดเป็นไฟฟ้าที่เรานามาใช้ประโยชน์ได้อย่างมากมายมหาศาล
ไฟฟ้าไหลอย่างไร
ลักษณะการไหลของกระแสไฟฟ้าจะไหลจากจุดที่มีอิเล็กตรอนเกินไปยังจุดที่ขาดอิเล็กตรอน ตามปกติไฟฟ้าจะไหลไปตามเส้นลวด (ตัวนาไฟฟ้า) และจะไหลติดต่อกันจนครบรอบ หรือครบวงจร
ประจุไฟฟ้า คือ ขั้วของไฟฟ้า มี 2 ขั้ว คือ ขั้วบวกและขั้วลบ
ศักย์ไฟฟ้า คือค่าหรือปริมาณของไฟฟ้าที่แสดงออกมาขณะเกิดความไม่สมดุลของประจุไฟฟ้า
แหล่งกำเนิดของกระแสไฟฟ้ำ
ไฟฟ้ามีอยู่ 2 ชนิด คือ ไฟฟ้าสถิตและไฟฟ้ากระแส
ไฟฟ้าสถิต คือ ไฟฟ้าที่อยู่นิ่งไม่มีการเคลื่อนที่

2
ไฟฟ้ากระแส คือ ไฟฟ้าที่เกิดจากการไหลของอิเล็คตรอน แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ ไฟฟ้า กระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ
ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) คือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลไปในทิศทางเดียวไม่มีการสลับขั้ว เช่นไฟฟ้า จากถ่านไฟฉาย แบตเตอรี่
ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) คือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลวนสลับกลับทิศทางอยู่ตลอดเวลา เช่น ไฟฟ้าที่ ได้จากเครื่องกาเนิดไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าต่างๆ
กฎของโอห์ม
กฎของโอห์มกาหนดขึ้นมาจากความสัมพันธ์ของกระแสแรงดันและความต้านทาน ความสัมพันธ์นี้เป็นไปตามความเป็นจริงของการทางานในวงจรไฟฟ้า คือ กระแสไฟฟ้าจะไหลได้ต้องมี แรงดันหรือความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุด แหล่งกาเนิดไฟฟ้าเป็นตัวให้แรงดันไฟฟ้าออกมา ส่วน ความต้านทานไฟฟ้าเป็นตัวต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า คือ การไหลของอิเล็กตรอน กระแสไฟฟ้า1แอมแปร์ คือ การจัดเมื่อประจุไฟฟ้า1คูลอมบ์ เคลื่อนที่ผ่านจุดอีกจุดหนึ่งใน เวลา 1 วินาที
แรงดันไฟฟ้า คือ แรงที่ทาให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในวงจรไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า1โวลต์ คือ ศักย์ไฟฟ้าที่ใช้ทาให้ตัวนาซึ่งมีค่าความต้านทาน 1 โอห์ม มี กระแสไฟฟ้าไหล 1 แอมแปร์
ความต้านทาน คือ การต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า ความต้านทาน 1 โอห์ม คือจานวนของค่าความต้านทานที่ยอมให้กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ไหล ผ่านเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์
ซึ่งนามาสรุปได้ว่า จานวนของกระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงตามค่า แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับวงจรนั้น แต่เปลี่ยนแปลงเป็นส่วนกลับกับความต้านทานไฟฟ้าในวงจร เรา สามารถนามาเขียนเป็นสมการได้ดังนี้
1. ถ้ากาหนดให้ความต้านทานในวงจรคงที่ กระแสไฟฟ้าในวงจรจะไหลได้มากเมื่อจ่าย
แรงดันไฟฟ้าให้วงจรมาก และกระแสไฟฟ้าในวงจรจะไหลได้น้อย เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าในวงจรน้อย เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
I แปรตาม E เมื่อ R คงที่

3
I = E/R
P = W/t
2. ถ้ากาหนดแรงดันไฟฟ้าในวงจรคงที่กระแสไฟฟ้าในวงจรจะไหลได้มากเมื่อตัวต้านทานใน วงจรมีค่าความต้านทานไฟฟ้าน้อย และกระแสไฟฟ้าในวงจรจะไหลได้น้อย เมื่อต่อตัวต้านทานในวงจร มีค่าความต้านทานไฟฟ้ามาก เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
Iแปรผกผันกับ R เมื่อ E คงที่
สรุปกฎของโอห์ม เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
I = กระแสไฟฟ้า หน่วยเป็นแอมแปร์ (A)
E = แรงดันไฟฟ้า หน่วยเป็นโวลต์ (V)
R = ความต้านทานไฟฟ้า หน่วยเป็นโอห์ม ()
การนากฎของโอห์มไปใช้
ตัวอย่าง แรงดันไฟฟ้า 15 โวลต์ ตกคร่อมความต้านทาน 20 โอห์ม จะมีกระแสไหลผ่านความต้านทาน ตัวนี้เท่าไร
จากที่โจทย์กาหนด E= 15 โวลต์ R= 20 โอห์ม I=?
จากฎของโอห์ม I=E/R ดังนั้น กระแส = 15/20 = 0.75 แอมแปร์
กาลังไฟฟ้า
กาลัง คือ อัตราการทางานในหนึ่งหน่วยเวลา
กาลังไฟฟ้า (P) คือ อัตราการใช้พลังงานมีหน่วยเป็นจูล (J) ทาให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากจุด หนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ในหน่วยเวลาเป็นวินาที (s) เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
P = กาลังไฟฟ้า หน่วยเป็นวัตต์ (W)
W = พลังงานหรืองาน หน่วยเป็นจูล (J)

4
P = EI
t = เวลา หน่วยเป็นวินาที (s)
นอกจากนั้นเรายังสามารถหากาลังไฟฟ้าได้จากผลคูณของแรงดันไฟฟ้า (E) คูณด้วย กระแสไฟฟ้า (I) เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
P = กาลังไฟฟ้า หน่วยเป็นวัตต์ (W)
E = แรงดันไฟฟ้า หน่วยเป็นโวลต์ (V)
I = กระแสไฟฟ้า หน่วยเป็นแอมแปร์ (A)
สรุปได้ว่า กาลังไฟฟ้า 1 วัตต์ คือ อัตราของงานที่ถูกกระทาในวงจร ซึ่งเกิดกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ เมื่อมีแรงดันไฟฟ้าจ่ายให้วงจร 1 โวลต์
วงจรไฟฟ้า
วงจรไฟฟ้า (Electrical Circuit) คือ การนาอุปกรณ์ไฟฟ้า เครื่องมือ และเครื่องใช้ไฟฟ้าไปต่อ ใช้งานกับแหล่งจ่ายไฟฟ้า ลักษณะการต่อใช้งานจะต้องต่อในรูปวงจร (Circuit) ซึ่งส่วนประกอบหลักที่ สาคัญของวงจรมี 3 ส่วน คือ
1. แหล่งจ่ายไฟฟ้า เป็นแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงาน ไฟฟ้าโดยแหล่งจ่ายไฟฟ้า สามารถนามาได้จากลายแหล่งกาเนิด เช่น จากปฏิกิริยาเคมี จากการทาให้ขดขวดตัดกับ สนามแม่เหล็ก(ไฟฟ้ากระแส) หรือจากแหล่งพลังงานอื่น ๆ ซึ่งหน่วยการวัดจะเรียกเป็น โวลต์ (Volt) หรือ V
2. อุปกรณ์ไฟฟ้าหรือโหลดเป็นอุปกรณ์ต่างๆที่ใช้ไฟฟ้าในการทางานโหลดจะทาหน้าที่เปลี่ยน พลังงานไฟฟ้าให้กลายเป็น พลังงานรูปอื่น ๆ เช่น เสียง แสง ความร้อน ความเย็น และการสั่นสะเทือน เป็นต้น โหลด คือ อุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชนิด เช่น วิทยุ โทรทัศน์ พัดลม เตารีด ตู้เย็น เครื่องซักผ้า เป็นต้น โหลดแต่ละชนิดจะใช้ กาลังไฟฟ้าไม่เท่ากัน ซึ่งจะแสดงด้วยค่าแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าและกาลังไฟฟ้า
3. สายต่อวงจรเป็นสายตัวนาหรือสายไฟฟ้าใช้เชื่อมต่อวงจรให้ต่อถึงกันแบบครบรอบทาให้ แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า

5
ต่อถึงโหลดเกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจร จากแหล่งจ่ายไปโหลดและกลับมาครบรอบที่ แหล่งจ่ายอีกครั้ง สายไฟฟ้าที่ใช้ต่อวงจรมักทาด้วยทองแดงมีฉนวนหุ้มโดยรอบ เพื่อให้ เกิดความปลอดภัยในการใช้งาน
วงจรไฟฟ้าโดยทั่วไปกระแสไฟฟ้าจะไหลจากขั้วลบของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าผ่านไปยัง โหลด และจากโหลดกลับมายังขั้วบวกของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าซึ่งก็คือกระแสอิเล็กตรอนแต่เพื่อ ความสะดวกในการคานวณหาค่าต่างๆในวงจรไฟฟ้าจึงตั้งกระแสสมมติขึ้นมาให้กระแสไฟฟ้าไหลจาก ขั้วบวกของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปยังโหลด แล้วกลับมาที่ขั้วลบของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ซึ่งก็คือ ทิศทางการไหลขอโฮลนั่นเอง ดังนั้นต่อไปนี้ถ้ากล่าวถึงการไหลของกระแสไฟฟ้าจึงเป็นกระแสสมมติ นั่นเอง
ชนิดของวงจรไฟฟ้า
วงจรไฟฟ้า หรือ การต่อโหลดใช้งานในวงจรไฟฟ้า สามารถต่อโหลดในวงจรไฟฟ้าได้เป็น 3 แบบ คือ วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม (Series Electrical Curcuit) วงจรไฟฟ้าแบบขนาน (Parallel Electrical Curcuit) และวงจรไฟฟ้าแบบผสม (Series-Parallel Electrical Curcuit)
วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม
วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมเป็นการต่อวงจรไฟฟ้าโดยมีโหลดหลายตัวในวงจรถูกต่อเรียงเป็น ลาดับกันไปการต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมนี้ทาให้เกิดกระแสไหลผ่านโหลดทุกตัวเท่ากันหมด แต่จะ เกิดแรงดันตกคร่อมโหลดแต่ละตัวอาจไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานของโหลดเหล่านั้นการต่อ วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมไม่นิยมต่อใช้งานกับอุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านเรือน เพราะ อุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้งานต้องการแรงดันไฟฟ้าเท่ากันหมดแต่ต้องการกระแสไฟฟ้าต่างกัน การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมนิยมใช้กับงานบางชนิด เช่น การต่อหลอดไฟประดับต่าง ๆ และต่อตัว ต้านทานในวงจร เป็นต้น

6
โดยสรุป หลักการที่สาคัญของวงจรแบบอนุกรม มีดังนี้
1. ค่าความต้านทานของวงจรมีค่าเท่ากับผลรวมของความต้านทานแต่ละตัว
RT= R1+ R2 + ……+ Rn
2. ค่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอุปกรณ์แต่ละตัวในวงจรจะมีค่าเท่ากันหมด
IT = IR1 = IR2= IR3……..IRn
3. แรงดันไฟฟ้าตกคร่อม R แต่ละตัวรวมกันจะเท่ากับแรงดันของแหล่งจ่าย
ET = ER1 + ER2 + ER3…….+ERn
4. กาลังไฟฟ้ารวมของวงจรมีค่าเท่ากับผลรวมของกาลังไฟฟ้าของอุปกรณ์แต่ละตัวใน วงจรไฟฟ้า
PT= PR1+ PR2 + PR3……+PRn
5. การต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมจะได้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น
ตัวอย่าง ตัวต้านทาน 3 ตัว มีค่า 24 โอห์ม 2 วัตต์, 36 โอห์ม 1 วัตต์, 68 โอห์ม 0.5 วัตต์ ตามลาดับ นามาต่อกันแบบอนุกรม จงหาค่าความต้านทานรวม และค่าอัตราทนกาลังไฟฟ้า
จากสูตร RT= R1+ R2 + ……+ Rn = 24+36+68 RT=128 โอห์ม
อัตราทนกาลังไฟฟ้า = อัตราทนกาลังไฟฟ้าตัวที่น้อยที่สุดในวงจร = 0.5 วัตต์ ดังนั้นค่าความต้านทานรวม คือ 128 โอห์ม อัตราทนกาลังไฟฟ้า คือ 0.5 วัตต์
วงจรไฟฟ้าแบบขนาน
วงจรไฟฟ้าแบบขนาน เป็นการต่อวงจรไฟฟ้าโดยมีโหลดหลายตัวในวงจรถูกต่อคร่อมขนานกัน ทั้งวงจร การต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนานทาให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมโหลดทุกตัวในวงจรเท่ากันแต่จะ เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านโหลด แต่ละตัวอาจไม่เท่ากันขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานของโหลดเหล่านั้นการต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนานเป็น

7
การต่อวงจรที่เหมาะสมกับการใช้งานของอุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านเรือนเพราะต้องการ แรงดันไฟฟ้าใช้งานเท่ากันและอุปกรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชิ้นสามารถทางานได้อย่างอิสระ จะใช้ งานหรือหยุดใช้งานเมื่อไรก็ได้
โดยสรุป หลักการที่สาคัญของวงจรแบบขนาน มีดังนี้
1. ค่าความต้านทานรวมของวงจร คือ
1 1 + 1 + 1 RT = R1 R2 Rn
2. ค่ากระแสไฟฟ้ารวมในวงจรจะเท่ากับกระแสย่อยทั้งหมดรวมกัน
IT = IR1 + IR2 + IR3….+IRn
3. แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมทั้งหมดของวงจรขนานจะเท่ากับแรงดันที่ตกคร่อมวงจรสาขา
ET = ER1 = ER2 = ER3…….=ERn
4. กาลังไฟฟ้ารวมของวงจรมีค่าเท่ากับผลรวมของกาลังไฟฟ้าของอุปกรณ์แต่ละตัวใน วงจรไฟฟ้า
PT= PR1+ PR2 + PR3……+PRn
5. การต่อแบตเตอรี่แบบขนานจะได้กระแสเพิ่มขึ้นแต่แรงดันไฟฟ้าเท่าเดิม
ตัวอย่าง ตัวต้านทาน 3 ตัวต่อขนานกัน มีค่า =100 โอห์ม 5 วัตต์,200 โอห์ม 2 วัตต์, 400 โอห์ม 1 วัตต์ จงหาค่าความต้านทานรวมของวงจร และค่าทนกาลังไฟฟ้าของวงจร

8
จากสูตร 1 = 1 + 1 + .......+ 1 RT R1 R2 Rn = 1 + 1 + 1 100 200 400 = 1 + 2 + 4 400 = 7 400 RT = 400 = 57.14 =57 โอห์ม 7 อัตราทนกาลังไฟฟ้า = อัตราทนกาลังไฟฟ้าทุกตัวรวมกัน = 5+2+1 = 8 วัตต์ ดังนั้น ค่าความต้านทานรวม = 57 โอห์ม อัตราทนกาลังไฟฟ้า = 8 วัตต์
วงจรไฟฟ้าแบบผสม
วงจรไฟฟ้าแบบผสมเป็นการต่อวงจรไฟฟ้าโดยการต่อรวมกันระหว่างวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม กับวงจรไฟฟ้าแบบขนาน ภายในวงจร โหลดบางตัวต่อวงจรแบบอนุกรมและโหลดบางตัวต่อวงจรแบบ ขนานการต่อวงจรไม่มีมาตรฐานตายตัวเปลี่ยนแปลงไปตามลักษณะการต่อวงจรตามต้องการการ วิเคราะห์แก้ปัญหาของวงจรผสมต้องอาศัยหลักการทางานตลอดจนอาศัยคุณสมบัติของวงจรไฟฟ้าทั้ง แบบอนุกรมและแบบขนาน

9
รายการอุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลองต่อวงจร
ชื่ออุปกรณ์
ขนาด/คุณลักษณะ
จานวน
ตัวต้านทานค่าคงที่ (R)
10 0.5 W (น้าตาล ดา ดา ทอง)
1
50 0.5 W (เขียว ดา ดา ทอง)
2
100 0.5 W (น้าตาล ดา น้าตาล ทอง)
2
200 0.5 W (แดง ดา น้าตาล ทอง)
1
500 0.5 W (เขียว ดา น้าตาล ทอง)
2
750 0.5 W (ม่วง เขียว น้าตาล ทอง)
1
1K 0.5 W (น้าตาล ดา แดง ทอง)
1
2.2K 0.5 W (แดง แดง แดง ทอง)
1
3K 0.5 W (ส้ม ดา แดง ทอง)
1
5.6K 0.5 W (เขียว น้าเงิน แดง ทอง)
2
7.5K 0.5 W (ม่วง เขียว แดง ทอง)
1
10K 0.5 W (น้าตาล ดา ส้ม ทอง)
1
15K 0.5 W (น้าตาล เขียว ส้ม ทอง)
1
20K 0.5 W (แดง ดา ส้ม ทอง)
1
33K 0.5 W (ส้ม ส้ม ส้ม ทอง)
2
50K 0.5 W (เขียว ดา ส้ม ทอง)
3
68K 0.5 W (น้าเงิน เทา ส้ม ทอง)
1
100K 0.5 W (น้าตาล ดา เหลือง ทอง)
1
120K 0.5 W (น้าตาล แดง เหลือง ทอง)
1
500K 0.5 W (เขียว ดา เหลือง ทอง)
2
ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้(โวลลุ่ม)
100K
1
ตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้ว
0.01 F (103)
1
0.02 F (203)
1
0.1 F (104)
1
ตัวเก็บประจุแบบมีขั้ว(อิเล็กทรอไลต์)
10 F
3
100 F
1
1000 F
1
ไดโอด
เบอร์ 1N4001
2
ซีเนอร์ไดโอด
3.3 V ,0.5 W เบอร์ 1N5226
1
ไอซี
เบอร์ UM 66T-01L
1
ไอซี
เบอร์ 555
1
ไดโอดเปล่งแสง (LED)
5 mm. สีแดง
2
5 mm. สีเขียว
1
5 mm. สีส้ม
1
ตัวต้านทานแปรค่าตามแสง (LDR)
1
ทรานซิสเตอร์ NPN
3
ทรานซิสเตอร์ PNP
2
ลาโพง
8 , 0.25W
1
สวิตช์กดติดปล่อยดับ
2 ขา
2
สายไฟเชื่อมต่อวงจร
5 cm. , 10 cm.
10
ขั้วต่อแบตเตอรี่ 9V.
โปรโตบอร์ด

10
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานที่ใช้ในการต่อวงจร
ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์หนึ่งวงจร จะประกอบด้วยอุปกรณ์หลายประเภท ซึ่งอุปกรณ์แต่ละอย่าง นั้นก็จะทาหน้าที่แตกต่างกันไป การเรียนการสอนอิเล็กทรอนิกส์ขั้นขั้นพื้นฐานเพื่อศึกษาการทางาน ของวงจรอย่างง่ายนั้น จาเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่ใช้ในการต่อวงจรเบื้องต้น ดังนี้
1. อุปกรณ์ทั่วไปที่ใช้ในวงจร
1.1 โพรโต้บอร์ด
โพรโต้บอร์ด หรือแผงต่อวงจรเป็นแผ่นพลาสติกที่มีรูสาหรับเสียบขาอุปกรณ์ ซึ่งภายในรู เหล่านี้จะมีแผงโลหะตัวนาปลอดสนิมเชื่อมต่อกันอยู่ภายใน การเชื่อมต่อของแผงโลหะภายในนี้จะ แบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ การเชื่อมต่อในแนวนอน และการเชื่อมต่อในแนวตั้ง สาหรับแนวตั้งนั้นจะมี 5 รูใน แต่ละแถว โดยแต่ละรูจะเชื่อมต่อกันและนาไฟฟ้าได้ แต่ในแต่ละแถวจะไม่เชื่อมต่อกันและไม่นาไฟฟ้า ส่วนในแนวนอนนั้นจะถูกจัดวางให้อยู่บริเวณขอบบนและขอบล่างของแผงวงจร มี 5 รูเชื่อมต่อกันเป็น กลุ่ม แต่ละกลุ่มจะเชื่อมต่อกันในแนวนอน แต่จะไม่เชื่อมต่อกันในแนวตั้ง ดังภาพ
ภาพแผงต่อวงจร
ภาพแสดงการเชื่อมต่อของแผงต่อวงจร
1.2 สวิตช์
สวิตช์ (Switch) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าอีกชนิดหนึ่ง ถือว่าเป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่พบการใช้งานได้ บ่อย หน้าที่ของสวิตช์ คือ ใช้ตัดต่อวงจรไฟฟ้าเพื่อให้มีการจ่ายแรงดันเข้าวงจร หรืองดจ่ายแรงดันเข้า วงจร จะมีแรงดันจ่ายเข้าวงจรเมื่อสวิตช์ต่อวงจร (Close Circuit) และไม่มีแรงดันจ่ายเข้าวงจรเมื่อ

11
สวิตช์ตัดวงจร (Open Circuit) สวิตช์มีหลายชนิด แต่ที่นิยมใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ได้แก่ สวิตช์แบบ ไมโคร (Microswitch) คือสวิตช์แบบกดชนิดกดติดปล่อยดับนั่นเอง แต่เป็นสวิตช์ที่สามารถใช้แรง จานวนน้อยๆ กดปุ่มสวิตช์ได้ ก้านสวิตช์แบบไมโครสวิตช์มีด้วยกันหลายแบบ อาจเป็นปุ่มกด เฉยๆ หรืออาจมีก้านแบบโยกได้มากดปุ่มสวิตช์อีกทีหนึ่ง การควบคุมตัดต่อสวิตช์ ทาได้โดยกดปุ่ม สวิตช์หรือกดก้านคันโยกเป็นการต่อ (ON) และเมื่อปล่อยมือออกจากปุ่มหรือก้านคันโยกเป็นการตัด (OFF) ดังภาพ
ภาพรูปร่างสวิตช์ โครงสร้าง สัญลักษณ์
1.3 สายไฟเชื่อมต่อวงจร
สายไฟฟ้า คือ ตัวนาที่ใช้เป็นทางเดินของกระแสไฟฟ้าในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ เข้า
ด้วยกัน สายไฟฟ้าที่ใช้ในงานไฟฟ้าสามารถแบ่งออกได้หลายประเภทตามลักษณะการใช้งานซึ่ง ในทางเทคนิคมีชื่อเรียกกัน ดังนี้
- Wire หมายถึงเส้นลวดที่ใช้เป็นสายตัวนาไฟฟ้า
- Cord หมายถึงสายไฟฟ้าที่มีขนาดเล็ก มีฉนวนแบบอ่อนตัวที่สามารถบิดงอได้ง่าย
- Cable หมายถึงสายไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่มีฉนวนป้องกันไฟฟ้ารั่วไหลได้อย่างมั่นคงปลอดภัย
ใช้ฝังใต้ดิน ทอดข้ามแม่น้า หรือเป็นสายเปลือยแขวนลอย
ลักษณะที่สาคัญของสายไฟฟ้าจะอยู่ที่ความสามารถที่จะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลได้สูง

12
สุดและองค์ประกอบอื่น ๆ เช่น ชนิดของตัวนาไฟฟ้าและฉนวนที่หุ้ม ประเภทของการใช้งาน แรงดันไฟฟ้าที่สายไฟฟ้าจะทนได้ขณะใช้งาน และสภาพความแข็งแรงทางกลด้วยกัน
1.4 แบตเตอรี่และขั้วต่อแบตเตอรี่
แบตเตอรี่ (battery) หมายถึงอุปกรณ์อย่างหนึ่งที่ใช้เก็บพลังงาน และนามาใช้ได้ในรูปของ ไฟฟ้า แบตเตอรี่นั้นประกอบด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้าเคมี เช่น เซลล์กัลวานิก หรือเซลล์เชื้อเพลิง อย่างน้อย หนึ่งเซลล์ แบตเตอรี่เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) คือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลไปในทิศทางเดียวไม่มีการสลับ ขั้ว เช่น จากขั้วบวกไปยังขั้วลบ
2. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น
2.1 ตัวต้านทาน (Resistor)
ตัวต้านทานเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุมหรือจากัดการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจร เพื่อให้ กระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าภายในวงจรมีปริมาณตามที่กาหนด โดยในตัวมันจะมีค่าที่เรียกว่า ค่า ความต้านทาน (resistance) มีหน่วยเป็นโอห์ม (ohm : )

13
ภาพตัวต้านทานค่าคงที่
โครงสร้าง สัญลักษณ์
ซึ่งถ้าตัวต้านทานมีค่าความต้านทานมากจะทาให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้น้อย แต่ถ้าตัวต้านทานนั้นมี ค่าความต้านทานน้อยจะทาให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้มาก ดังการทดลองที่ 1

14
การทดลองที่ 1
ตัวต้านทานค่าคงที่ทางานอย่างไร
วัตถุประสงค์
1. เพื่อให้ผู้เรียนเรียนรู้การทางานของตัวต้านทานแบบค่าคงที่ในการจากัดการไหลของ กระแสไฟฟ้าในวงจร
รายการอุปกรณ์
1. ตัวต้านทาน 500 (เขียว ดา น้าตาล ทอง) 2. ตัวต้านทาน 1K (น้าตาล ดา แดง ทอง)
3. ตัวต้านทาน 3K (ส้ม ดา แดง ทอง) 4. ตัวต้านทาน 5.6K (เขียว น้าเงิน แดง ทอง)
5. ตัวต้านทาน 15K (น้าตาล เขียว ส้ม ทอง) 6. ไดโอดเปล่งแสง 2 ตัว
7. แบตเตอรี่ 9 โวลต์ 8. สายไฟ
ขั้นตอนการทดลอง
1. จัดหาอุปกรณ์ตามรายการที่กาหนด
2. ต่อวงจรดังภาพ
3. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อแล้วนาสายไฟแตะที่ปลายตัวต้านทาน R1 R2 R3 R4 และ R5 ที่ ตาแหน่ง a b c d และ e ตามลาดับ แล้วสังเกตความสว่างของ LED1 และ LED2
ภาพแสดงการต่อวงจร ดูใน เว็บไซต์
วิเคราะห์และสรุปผลการทดลอง
....................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................

15
การอ่านค่าตัวต้านทาน ถ้าเป็นแบบวัตต์สูง ๆ จะมีตัวเลขค่าความต้านทานพิมพ์บนตัวต้านทานนั้น แต่หากเป็นตัวต้านทานวัตต์ต่าๆ ตั้งแต่ 1/8 วัตต์ – 2 วัตต์ จะมีรหัสสีเป็นตัวบอกค่าความต้านทาน
ซึ่งรหัสสีแต่ละแถบจะมีความหมายเป็นค่าตัวเลข ตัวคูณและค่าความผิดพลาด ดังรูป
2.2 ตัวต้านทานปรับค่าได้
ตัวต้านทานปรับค่าได้เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถปรับเปลี่ยนค่าความต้านทานได้ โดยการหมุนแกนทวนเข็มนาฬิกา หรือตามเข็มนาฬิกา โดยปกติจะเรียกว่าโวลลุ่ม (Volumn) สามารถ ปรับค่าจากต่าสุดไปหาสูงสุด และจากสูงสุดไปหาต่าสุดได้ ดังภาพ
ภาพตัวต้านทานปรับค่าได้

16
สัญลักษณ์
ตัวต้านทานปรับค่าได้จะมีขาเชื่อมต่อ 3 ขา ในการต่อเพื่อใช้งานส่วนใหญ่จะใช้เพียง 2 ขา โดยเลือกขาปลายด้านใดด้านหนึ่งกับขาที่เป็นแกนกลางแล้วให้ขาปลายที่เหลือไม่มีการเชื่อมต่อ หรือ เลือกขาปลายด้านใดด้านหนึ่ง แล้วให้ขาปลายที่เหลือเชื่อมต่อกับขาที่เป็นแกนกลาง ดังภาพ
โครงสร้างภายในของตัวต้านทานปรับค่าได้ ประกอบด้วยขดลวดตัวต้านทาน และแกนหมุนเลือกตัว ต้านทาน ดังภาพ
เมื่อหมุนแกนของตัวต้านทานปรับค่าได้ในทิศทวนเข็มนาฬิกา และตามเข็มนาฬิกา ระดับความ ต้านทานจะมีการเปลี่ยนแปลงจากมากไปหาน้อย หรือจากน้อยไปหามาก ซึ่งระดับความต้านทานน้อย ที่สุดที่ปรับได้นั้น คือ ศูนย์โอห์ม ส่วนระดับความต้านทานสูงที่สุดที่สามารถปรับได้นั้นขึ้นอยู่กับค่า ความต้านทานที่เลือกใช้ เช่น ตัวต้านทานปรับค่าได้100 กิโลโอห์ม ก็คือตัวต้านทานปรับค่าได้ที่ สามารถปรับค่าได้ ระหว่าง0 ถึง 100 กิโลโอห์ม เราสามารถอ่านค่าความต้านทานสูงสุดของตัว ต้านทานปรับค่าได้จากตัวเลขที่ระบุบนตัวถัง การทางานของตัวต้านทานปรับค่าได้ ดังการทดลองที่ 2

17
ตัวต้านทานปรับค่าได้ทางานอย่างไร
1. เพื่อให้ผู้เรียนเรียนรู้การทางานของตัวต้านทานแบบปรับค่าได้
1. ตัวต้านทาน 500 (เขียว ดา น้าตาล ทอง) 2. ตัวต้านทานปรับค่าได้
3. ไดโอดเปล่งแสง 4. แบตเตอรี่ 9 โวลต์ 5. สายไฟ
1. ต่อวงจรดังภาพที่1
2. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ แล้วค่อยๆ ปรับตัวต้านทานปรับค่าได้ VR1 ตามเข็มนาฬิกาพร้อม กับสังเกตความสว่างของ LED จากนั้นค่อยๆ ปรับตัวต้านทานปรับค่าได้ VR1 ทวนเข็ม นาฬิกาพร้อมกับสังเกตความสว่างของ LED
ภาพที่ 1 ภาพที่ 2
3. ถอดแบตเตอรี่ออกจากขั้วต่อ แล้วต่อเปลี่ยนตาแหน่งของตัวต้านทานปรับค่าได้ ตามภาพที่ 2
4. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ แล้วค่อยๆ ปรับตัวต้านทานปรับค่าได้ VR1 ตามเข็มนาฬิกาพร้อม กับสังเกตความสว่างของ LED จากนั้นค่อยๆ ปรับตัวต้านทานปรับค่าได้ VR1 ทวนเข็ม นาฬิกาพร้อมกับสังเกตความสว่างของ LED
....................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................

18
2.3 ตัวต้านทานแปรค่าตามแสง
ตัวต้านทานแปรค่าตามแสง มาจากคาว่า Light Dependent Resistor (LDR) เป็นตัว ต้านทานชนิดพิเศษที่สามารถปรับค่าความต้านทานไฟฟ้าของตัวมันเองตามปริมาณแสงสว่างที่มาตก กระทบตัวมัน ดังภาพ
ภาพ รูปร่างLDR โครงสร้าง สัญลักษณ์
ตัวต้านทานแปรค่าตามแสง (LDR) ที่มีจาหน่ายตามร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะมีรูปร่างตาม ภาพซ้ายมือ โครงสร้างคือภาพกลาง ส่วนสัญลักษณ์ที่ใช้ในวงจรคือภาพทางขวามือ ตัวต้านทานแปร ค่าตามแสงมีขาต่อใช้งาน 2 ขา ที่บนตัวถังของ LDR จะเป็นสารกึ่งตัวนา เช่น แคดเมียมซัลไฟด์ หรือ แคดเมียมซิลิไนด์ฉาบเป็นเส้นลักษณะเป็นขดๆ คดเคี้ยวไปมาบนฐานเซรามิก หลักการทางานของ LDR คือ เมื่อโดนแสงตัวLDR จะมีค่าความต้านทานลดลง และเมื่อไม่โดนแสง LDR จะมีค่าความ ต้านทานมาก ค่าความต้านทานของ LDR เมื่อไม่ถูกแสงอาจมีค่ามากถึง 1 ล้านโอห์ม ส่วนค่าความ ต้านทานเมื่อถูกแสงจะมีค่าประมาณ 100 โอห์ม การทดสอบคุณสมบัติของ LDR ดังการทดลองที่ 3

19
ตัวต้านทานแปรค่าตามแสงทางานอย่างไร
1. เพื่อให้ผู้เรียนเรียนรู้การทางานของตัวต้านทานแปรค่าตามแสงหรือแอลดีอาร์ได้
1. ตัวต้านทานแปรค่าตามแสง (LDR) 2. ไดโอดเปล่งแสง 1 ตัว
1.ต่อวงจรดังภาพ
2. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ แล้วลองปล่อยให้แสงตกกระทบที่แอลดีอาร์ สังเกตการเปลี่ยนแปลง ของ LED และลองไม่ให้แสงสว่างเข้าไปตกกระทบที่ตัวถังของแอลดีอาร์ โดยใช้นิ้วมือปิดที่ ตัวถัง แล้วสังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงของ LED
....................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................

20
2.4 ตัวเก็บประจุ (Capacitor)
ตัวเก็บประจุเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีหลักการทางาน คือ เก็บประจุ หรืออิเล็กตรอน มี คุณสมบัติในการรับประจุ ที่เรียกว่า “ชาร์จ” (Charge) เมื่อแรงดันภายนอกสูงกว่าแรงดันที่ตกคร่อมตัว เก็บประจุ และจะคายประจุ หรือที่เรียกว่า “ดิสชาร์จ” (Discharge) เมื่อแรงดันตกคร่อมตัวเก็บประจุสูง กว่าแรงดันภายนอก นิยมนามาประกอบในวงจรทางด้านไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ตัวอย่างเช่นวงจร กรองกระแส ( Filter ) วงจรผ่านสัญญาณ ( By-pass ) วงจรสตาร์ทเตอร์ (Starter) วงจรถ่ายทอด สัญญาณ (Coupling) ฯลฯ เป็นต้น ตัวเก็บประจุแบ่งออกเป็น 3 ชนิดคือ แบบค่าคงที่ แบบ เปลี่ยนแปลงค่าได้และแบบเลือกค่าได้ ตัวเก็บประจุเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าคอนเดนเซอร์หรือเรียกย่อ ๆ ว่าตัวซี (C) หน่วยของตัวเก็บประจุคือ ฟารัด (Farad)
ตัวเก็บประจุ (Capacitor) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเก็บประจุ(Charge) และสามารถคายประจุ (Discharge) ได้โดยนาสารตัวนา 2 ชิ้นมาวางในลักษณะขนานใกล้ ๆ กัน แต่ไม่ได้ต่อถึงกัน ระหว่าง ตัวนาทั้งสองจะถูกกั้นด้วยฉนวนที่เรียกว่าไดอีเล็กตริก (Dielectric) ซึ่งไดอิเล็กตริกนี้อาจจะเป็นอากาศ ไมก้า พลาสติก เซรามิคหรือสารที่มีสภาพคล้ายฉนวนอื่น ๆ เป็นต้น โครงสร้างและสัญลักษณ์ของตัว เก็บประจุแสดงดังภาพ
ตัวเก็บประจุแบบเซรามิก ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กทรอไลต์

21
หลักการทางานของตัวเก็บประจุ คือ ความจุทางไฟฟ้าเกิดจากการป้อนแรงเคลื่อนให้กับขั้วทั้ง สองของจุดที่ต่อใช้งานของสารตัวนาซึ่งจะทาให้เกิดความต่างศักย์ทางไฟฟ้า สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบน สารตัวนาที่เป็นแผ่นเพลท จะทาให้เกิดค่าความจุทางไฟฟ้าขึ้น ลักษณะนี้เรียกว่าการเก็บประจุ (Charge) เมื่อต้องการนาไปใช้งานเรียกว่าการคายประจุ (Discharge) ประจุไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบริเวณ แผ่นเพลทมีหน่วยเป็นคูลอมป์ (Coulomb) ส่วนค่าความจุทางไฟฟ้ามีหน่วยเป็นฟารัด (Farad) การ ทดสอบคุณสมบัติของตัวเก็บประจุ ดังการทดลองที่ 4

22
ตัวเก็บประจุทางานอย่างไร
1. เพื่อให้ผู้เรียนเรียนรู้การทางานของตัวเก็บประจุ
1. ตัวต้านทาน1K (น้าตาล ดา แดง ทอง) 2. ตัวต้านทาน 500 (เขียว ดา น้าตาล ทอง)
3. ไดโอดเปล่งแสง 1 ตัว 4. ตัวเก็บประจุ 1000 F (ไมโครฟารัด)
5. สวิตช์ 2 ตัว 6. แบตเตอรี่ 9 โวลต์
7. สายไฟ
2. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ แล้วกดสวิตช์ S1 ค้างไว้นาน 5 วินาทีแล้วปล่อย จากนั้นกดสวิตช์ S2 ค้างไว้แล้วสังเกตการเปลี่ยนแปลงของ LED
....................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................

23
2.5 ไดโอด (Diode)
ไดโอดเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานที่ผลิตขึ้นจากสารกึ่งตัวนา ที่ได้จากการนาเอาสารกึ่ง ตัวนาชนิดพี และสารกึ่งตัวนาชนิดเอ็น มาต่อชนกัน ได้เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนาหนึ่งรอยต่อ (Junction) ในการต่อสารกึ่งตัวนาชนิดพีและเอ็นนั้น มิใช่เพียงการนามาติดกันเท่านั้น แต่จะต้องใช้วิธี
ปลูกผลึก หรือวิธีการแพร่สารเจือปนลงไปในสารกึ่งตัวนาบริสุทธิ์ ไดโอดจะมีลักษณะโครงสร้างดังภาพ
ภาพรูปร่างไดโอด โครงสร้าง สัญลักษณ์
โดยทั่วไปเรามักนาไดโอดมาใช้เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เนื่องจากไดโอดที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าตัวมันได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น
ไดโอดจะมีขาต่อใช้งาน 2 ขา คือ แอโนด (Anode : A หรือขาบวก : ด้านสีดา) และ แคโทด (Kathod : K หรือขาลบ : ด้านแถบคาดสีเทา) ซึ่งไดโอดจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลจากขาแอโนดไปยัง ขาแคโทดเท่านั้น
ในทางปฏิบัติโอดจะมีแรงดันตกคร่อมที่ตัวไดโอด ถ้าเป็นชนิดเจอร์มันเนียมจะมีแรงดันตก คร่อมประมาณ 0.3 โวลต์ ถ้าเป็นชนิดซิลิกอนจะมีแรงดันตกคร่อมประมาณ 0.7 โวลต์
การที่แรงดันที่ขาแอโนดสูงกว่าแรงดันที่ขาแคโทดทาให้กระแสไหลผ่านจากขาแอโนดไปยังขา แคโทด ซึ่งเป็นผลให้ไดโอดนากระแสไฟฟ้า เราเรียกว่า ไบอัสตรง (Forward Bias)
แต่ถ้าหากแรงดันที่ขาแคโทดสูงกว่าแรงดันที่ขาแอโนดทาให้กระแสไม่สามารถไหลผ่านจากขา แอโนดไปยังขาแคโทดได้ ซึ่งเป็นผลให้ไดโอดไม่นากระแสไฟฟ้า เราเรียกว่า ไบอัสกลับ (Reward Bias)
สรุปว่าไดโอดจะนากระแสไฟฟ้าหรือยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้นั้นขาแอโนดจะต้องมี แรงดันหรือศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าขาแคโทด ซึ่งถ้าต่อขาแอโนดอยู่ทางด้านขั้วบวกของแหล่งจ่าย กระแสไฟฟ้า หรือแบตเตอรี่ และต่อขาแคโทดที่ขั้วลบ จะทาให้มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร ดังการ ทดลองที่ 5

24
ไดโอดทางานอย่างไร
1. เพื่อให้ผู้เรียนเรียนรู้การทางานของไดโอด
1. ตัวต้านทาน 500 (เขียว ดา น้าตาล ทอง) 2. ไดโอด 1N4001
3. ไดโอดเปล่งแสง 1 ตัว 4. แบตเตอรี่ 9 โวลต์
5. สายไฟ
2. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ แล้วสังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น
3. ถอดแบตเตอรี่ออกจากขั้วต่อ แล้วกลับขั้วของไดโอด D1 ในวงจร
4. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ แล้วสังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น
....................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................

25
2.6 ไดโอดเปล่งแสง (Light Emitting Diode) หรือ LED
ไดโอดเปล่งแสงเป็นไดโอดที่สามารถเปล่งแสงออกมาได้เมื่อป้อนกระแสไฟฟ้าให้ไหลผ่านและ จะต้องต่อให้ถูกขั้ว โดยไฟบวกจากแบตเตอรี่ต้องต่อเข้าขั้วแอโนด และไฟลบต่อเข้าขั้วแคโทด การ ทางานของไดโอดเปล่งแสงก็เช่นเดียวกับไดโอด คือ สามารถให้กระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วแอโนดไปยังขั้ว แคโทดได้เท่านั้น แต่มีลักษณะพิเศษ คือ สามารถเปล่งแสงสว่างได้ แสงของ LED มีหลายสีขึ้นอยู่กับ วัสดุที่นามาใช้ผลิต
โครงสร้างภายในของ LED ประกอบด้วยชิพที่เป็นชิ้นเล็กๆ วางบนขั้วลบหรือขั้วแคโทด ซึ่งเมื่อ กระแสไฟฟ้าไหลผ่านจากขั้วแอโนดไปยังขั้วแคโทด ชิพตัวนี้จะเปล่งแสงออกมา การสังเกตขั้วแคโทด และแอโนด สามารถสังเกตได้ง่ายๆ คือ ขาของขั้วแอโนด(ขาบวก) จะยาวกว่าขาของขั้วแคโทด (ขาลบ) และตัวถังทางด้านแคโทดนั้นจะตัดแบน ดังภาพ
ภาพรูปร่าง LED โครงสร้าง สัญลักษณ์
การจ่ายแรงดันให้กับ LED ต้องมีค่าพอเหมาะ LED จึงจะเปล่งแสงออกมา ถ้าแรงดันที่จ่าย ให้กับ LED น้อย LED จะมีแสงสว่างน้อย ถ้าแรงดันที่จ่ายให้กับ LED มาก LED จะมีแสงสว่างมาก แต่ถ้าจ่ายแรงดันมากเกินไป LED จะชารุดเสียหายได้ LED จะให้กาเนิดแสงสว่างที่พอเหมาะจะมี แรงดัน ประมาณ 1.6 ถึง 3 โวลต์ และมีกระแสประมาณ 20 – 50 มิลลิแอมแปร์ การจ่ายแรงดันให้ LED จะทาให้กระแสไหลผ่าน LED ซึ่ง LED จะมีแรงดันตกคร่อมตัวมันเองอยู่จานวนหนึ่ง ซึ่งแรงดันตก คร่อมนี้ LED แต่ละสีจะมีแรงดันตกคร่อมไม่เท่ากัน ดังแสดงในตาราง
สี
แดง
ส้ม
เหลือง
เขียว
แรงดันตกคร่อม LED
1.7V.
2V.
2.1V.
2.2V.
ในกรณีจ่ายแรงดันมากว่า 3 โวลต์ให้ LED จะทาให้ LED ทนไม่ได้ จึงต้องต่อตัวต้านทาน อนุกรมเข้าไป เพื่อจากัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน LED เพื่อป้องกัน LED เสียหาย โดยตัวต้านทานจะรับ แรงดันส่วนเกินมาตกคร่อมเพื่อจากัดกระแสไม่ให้ไหลผ่าน LED มากเกินไป ดังการทดลองที่ 6

26
ไดโอดเปล่งแสงทางานอย่างไร
1. เพื่อให้ผู้เรียนเรียนรู้การทางานของไดโอดเปล่งแสง
1. ตัวต้านทาน 500 (เขียว ดา น้าตาล ทอง) 2. ตัวต้านทาน 5.6K (เขียว น้าเงิน แดง ทอง)
3. ตัวต้านทาน 3K (ส้ม ดา แดง ทอง) 4. ตัวต้านทานปรับค่าได้
5. ไดโอดเปล่งแสง 2 ตัว 6. แบตเตอรี่ 9 โวลต์
7. สายไฟ
2. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ แล้วค่อยๆ ปรับ VR1 ตามเข็มนาฬิกาจนสุดแกนหมุนพร้อมทั้ง สังเกตความสว่างของ LED1 และ LED2 จากนั้นค่อยๆ ปรับ VR1 ทวนเข็มนาฬิกาจนสุดแกน หมุนพร้อมทั้งสังเกตความสว่างของ LED1 และ LED 2
....................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................

27
2.7 ซีเนอร์ไดโอด (Zener Diode)
ซีเนอร์ไดโอดเป็นไดโอดชนิดพิเศษที่สร้างขึ้นมาเพื่อทาหน้าที่รักษาแรงดันให้คงที่ มีโครงสร้าง เหมือนไดโอดธรรมดาทั่วๆ ไป แต่ไดโอดธรรมดาทั่วไปเมื่อทาการไบอัสกลับจนถึงค่าแรงดันเบรกดาวน์ จะทาให้เกิดการเสียหายได้ ซีเนอร์ไดโอดเป็นไดโอดที่ผลิตจากสารซิลิกอนที่มีปริมาณความหนาแน่น ของสารเจือปนในส่วนทั้งสองของสารพีและเอ็นมีค่าสูงกว่าปกติ ซึ่งคุณสมบัติดังกล่าวจะทาให้ค่า แรงดันเบรกดาวน์สูง และค่าแรงดันเบรกดาวน์หรือแรงดันซีเนอร์สามารถกาหนดได้ด้วยการควบคุม ความหนาแน่นของสารเจือปนและเมื่อให้ไบอัสกลับจะสามารถทนกระแสย้อนกลับได้สูงโดยไดโอดไม่ เสียหาย แรงดันที่ตกค่อมตัวซีเนอร์ไดโอดจะเป็นตัวควบคุมและรักษาแรงดันให้คงที่ ดังภาพ
ภาพรูปร่างซีเนอร์ไดโอด
การใช้งานซีเนอร์ไดโอดต้องจ่ายไบอัสกลับ และซีเนอร์ไดโอดจะทาหน้าที่ควบคุมแรงดันให้ คงที่ตลอดเวลา แต่ถ้านาซีเนอร์ไดโอดมาต่อไบอัสตรงก็จะเหมือนไดโอดธรรมดา
ซีเนอร์ไดโอดที่มีจาหน่ายทั่วไป จะมีแรงดันซีเนอร์ตั้งแต่ 2.4 – 200 โวลต์ มีค่าทนกาลังไฟฟ้า ตั้งแต่ 150 มิลลิวัตต์ – 50 วัตต์ การเลือกใช้ซีเนอร์ไดโอด ขึ้นอยู่กับการกาหนแรงดันที่ต้องการป้อน ออกทางเอาท์พุต ต้องการเท่าไรก็เลือกค่าแรงดันซีเนอร์นั้นมาใช้งาน เช่น ถ้าต้องการแรงดันเอาท์พุต 3.3 โวลต์ ก็เลือกซีเนอร์ไดโอดที่มีค่าแรงดันประมาณ 3.3 โวลต์ มาใช้งาน ซีเนอร์ไดโอดทาหน้าที่รักษา ระดับแรงดันให้คงที่ วงจรที่นาซีเนอร์ไดโอดมาใช้งานมักเรียกว่า วงจรเรกูเลเตอร์
การใช้งานซีเนอร์ไดโอดแรงดันที่ป้อนเข้าทางอินพุตนั้นต้องสูงกว่าแรงดันซีเนอร์ ของไดโอดตัว นั้น แต่มีข้อแม้ว่ากระแสอินพุตต้องไม่เกินกระแสสูงสุดที่ซีเนอร์จะทนได้ มิฉะนั้นซีเนอร์จะพังได้
การต่อใช้งานซีเนอร์ไดโอดต้องต่อตัวต้านทานอนุกรมกับวงจร เพื่อทาหน้าที่จากัดกระแสไม่ให้ เกินค่ากระแสสูงสุดที่ซีเนอร์ไดโอดจะทนได้ ดังการทดลองที่ 7

28
ซีเนอร์ไดโอดทางานอย่างไร
1. เพื่อให้ผู้เรียนเรียนรู้การทางานของซีเนอร์ไดโอด
1. ตัวต้านทาน 1K (น้าตาล ดา แดง ทอง) 2. ตัวต้านทาน 500 (เขียว ดา น้าตาล ทอง)
3. ตัวต้านทาน 500 (เขียว ดา น้าตาล ทอง) 4. ไดโอดเปล่งแสง 2 ตัว
5. ตัวต้านทานปรับค่าได้ 6. สวิตช์ 1 ตัว
7. ซีเนอร์ไดโอด 8. แบตเตอรี่ 9 โวลต์
9. สายไฟ
2. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ จากนั้นค่อยๆ ปรับ VR1 แล้วสังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น
3. กดสวิตช์ S1 ค้างไว้จากนั้นค่อยๆ ปรับ VR1 แล้วสังเกตการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น
....................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................

29
2.8 ลาโพง (Speaker)
ลาโพงเป็นอุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเสียงได้ การสั่นสะเทือนของ ลาโพงเกิดขึ้นได้เนื่องจากที่โคนของลาโพงมีขดลวดอยู่ เมื่อกระแสไหลเข้าสู่ขดลวดจะเกิด สนามแม่เหล็กขึ้นรอบๆ ตัวมัน และทาให้เกิดการผลักดันกับสนามแม่เหล็กถาวรที่อยู่ภายในลาโพง จึง เกิดการสั่นสะเทือนขึ้นและเกิดเป็นเสียงได้
ลักษณะภายนอกของลาโพง ซึ่งประกอบด้วยกรวย (cone) หรือ ไดอะแฟรม ซึ่งโดยปกติกรวย จะทามาจากกระดาษ พลาสติกหรือโลหะบางๆ ดังภาพ
ภาพรูปร่างของลาโพงด้านหน้า-หลัง
การทางานของลาโพง ดังการทดลองที่ 8

30
ลาโพงทางานอย่างไร
1. เพื่อให้ผู้เรียนเรียนรู้การทางานของลาโพง
1. ตัวต้านทาน 10K (น้าตาล ดา ดา ทอง) 2. ลาโพง
2. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ แล้วปล่อย โดยนาปลายลวด A แตะที่ปลายตัวต้านทาน R1 (ตาแหน่ง B) โดยทาการแตะแล้วปล่อยอย่างต่อเนื่อง สังเกตการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น
....................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................

31
2.9 ทรานซิสเตอร์ (Transistor)
ทรานซิสเตอร์ เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความสาคัญยิ่งในยุคปัจจุบัน มีการนา ทรานซิสเตอร์ไปใช้งานต่างๆ มากมาย อาทิ วงจรขยายสัญญาณเสียงในวิทยุและเครื่องเสียง การ นาไปใช้ในวงจรดิจิตัล แต่หน้าที่หลักของทรานซิสเตอร์ คือ เป็นสวิตช์และวงจรขยาย
ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนาที่สามารถทาหน้าที่ ขยายสัญญาณไฟฟ้า เปิด/ปิด สัญญาณไฟฟ้า คงค่าแรงดันไฟฟ้า หรือกล้าสัญญาณไฟฟ้าไฟฟ้า (modulate) เป็นต้น การทางานของ ทรานซิสเตอร์เปรียบได้กับวาลว์ที่ถูกควบคุมด้วยสัญญาณไฟฟ้าขาเข้า เพื่อปรับขนาดกระแสไฟฟ้าขา ออกที่มาจากแหล่งจ่ายแรงดัน
ทรานซิสเตอร์สร้างมาจากวัสดุประเภทสารกึ่งตัวนาชนิด P และชนิด N มารวมกันโดยทาให้ เกิดรอยต่อระหว่างเนื้อสารนี่สองรอยต่อ โดยสามารถจัดทรานซิสเตอร์ได้ 2 ชนิด คือ
1. ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN 2. ทรานซิสเตอร์ชนิด PNP
รอยต่อจากเนื้อสารทั้ง 3 นี้ มีจุดต่อเป็นขาทรานซิสเตอร์ เพื่อใช้เชื่อมโยงหรือบัดกรีกับอุปกรณ์ อื่นดังนั้นทรานซิสเตอร์จึงมี 3 ขา มีชื่อเรียกว่า คอลเลคเตอร์ (สัญลักษณ์ C ) อิมิตเตอร์ (สัญลักษณ์ E ) และ เบส (สัญลักษณ์ B ) รูปร่างโครงสร้างและสัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์ ดังภาพ
ภาพรูปร่างทรานซิสเตอร์ชนิด PNP(เบอร์3906) ทรานซิสเตอร์ ชนิด NPN(เบอร์ 3904)
ตาแหน่งขาของทรานซิสเตอร์ชนิดPNPและNPN

32
โครงสร้างและสัญลักษณ์
สัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์แบบ NPN และ PNP จะมีความแตกต่างกันที่หัวลูกศรที่ สัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์ถ้าลูกศรชี้ออกจากตัวเป็นชนิด NPN และถ้าลูกศรชี้เข้าหาตัวเป็นชนิด PNP
การใช้งานทรานซิสเตอร์แบบ NPN นั้นจะต้องป้อนไฟบวกเข้าขาคอลเลคเตอร์ และป้อน ไฟลบเข้าขาอิมิตเตอร์ จากนั้นป้อนไฟบวกเข้าขาเบส จะทาให้มีกระแสไฟฟ้าไหลจากขาคอลเลคเตอร์ มายังขาอิมิตเตอร์ได้ กระแสที่ไหลเข้าขาเบสเพียงเล็กน้อยนี้จะทาให้มีกระแสจานวนมากไหลผ่านขา คอลเล็คเตอร์มาขาอิมิตเตอร์ อัตราส่วนของกระแสทั้งสองนี้คือ อัตราขยายกระแสซึ่งเป็น ความสามารถในการขยายของทรานซิสเตอร์ ดังการทดลองที่ 9

33
ทรานซิสเตอร์ชนิด NPNทางานอย่างไร
1. เพื่อให้ผู้เรียนเรียนรู้การทางานของทรานซิสเตอร์ชนิด NPN
1. ตัวต้านทาน 3K (ส้ม ดา แดง ทอง) 2. ตัวต้านทาน 200 (แดง ดา น้าตาล ทอง)
3. ไดโอดเปล่งแสง 2 ตัว 4. สวิตช์ 1 ตัว
5. ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN เบอร์ 3904 6. แบตเตอรี่ 9 โวลต์
7. สายไฟ
2. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ แล้วกดสวิตช์ S1 ค้างไว้ สังเกตการเปลี่ยนแปลงของ LED1 และ LED2
....................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................

34
การใช้งานทรานซิสเตอร์แบบ PNP ไม่ได้แตกต่างจากทรานซิสเตอร์แบบ NPN แต่ในการ ทางานนั้น เราต้องป้อนไฟลบให้กับขาคอลเลคเตอร์และป้อนไฟบวกให้กับขาอิมิตเตอร์ การทาให้ ทรานซิสเตอร์ PNP ทางาน คือ ป้อนไฟลบให้กับขาเบสจะทาให้มีกระแสไฟฟ้าไหลจากขาอิมิตเตอร์ไป ขาคอลเลคเตอร์ ซึ่งตรงข้ามกับทรานซิสเตอร์แบบ NPN
ความสัมพันธ์ของกระแสระหว่างขาต่างๆ ของทรานซิสเตอร์อธิบายได้ดังนี้
IE = IB + IC
IC =  IB
เมื่อ  คือ อัตราขยายกระแสของทรานซิสเตอร์
การทางานของทรานซิสเตอร์แบบ PNP ดังการทดลองที่ 10

35
ทรานซิสเตอร์ชนิด PNPทางานอย่างไร
1. เพื่อให้ผู้เรียนเรียนรู้การทางานของทรานซิสเตอร์ชนิด PNP
1. ตัวต้านทาน 3K (ส้ม ดา แดง ทอง) 2. ตัวต้านทาน 200 (แดง ดา น้าตาล ทอง)
3. ไดโอดเปล่งแสง 2 ตัว 4. สวิตช์ 1 ตัว
5. ทรานซิสเตอร์ชนิด PNP เบอร์ 3906 6. แบตเตอรี่ 9 โวลต์
7. สายไฟ
2. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ แล้วกดสวิตช์ S1 ค้างไว้ สังเกตการเปลี่ยนแปลงของ LED1 และ LED2
....................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................

36
การทางานพื้นฐานของทรานซิสเตอร์ คือ ทาหน้าที่ขยายกระแสปริมาณน้อยให้มีปริมาณมาก ขึ้น ซึ่งความสามารถในการขับกระแสจะแตกต่างกันไปแล้วแต่เบอร์ของทรานซิสเตอร์ นอกจาก ทรานซิสเตอร์จะทาหน้าที่ขยายกระแสแล้ว ยังสามารถนามาใช้เป็นสวิตช์ได้ ดังการทดลองที่ 11
ทรานซิสเตอร์ทางานแบบสวิตช์
1. เพื่อให้ผู้เรียนเรียนรู้การทางานของทรานซิสเตอร์ว่าเหมือนหรือต่างจากสวิตช์อย่างไร
1. ตัวต้านทาน 100 (น้าตาล ดา น้าตาล ทอง) 2 ตัว
2. ตัวต้านทาน 1K (น้าตาล ดา แดง ทอง)
3. ไดโอดเปล่งแสง 1 ตัว 4. ตัวต้านทานปรับค่าได้
5. ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN เบอร์ 3904 6. แบตเตอรี่ 9 โวลต์ 7. สายไฟ
2. ต่อแบตเตอรี่เข้ากับขั้วต่อ จากนั้นค่อยๆ หมุนตัวต้านทานปรับค่าได้ VR1 ในทิศตามเข็ม นาฬิกาจนสุดแกนหมุน และค่อยๆ หมุน VR1 ในทิศทวนเข็มนาฬิกาจนสุดแกน แล้วสังเกต การเปลี่ยนแปลงของ LED1
....................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................

Random 111229101649-phpapp01

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Random 111229101649-phpapp01

Similar to Random 111229101649-phpapp01 (20)

Random 111229101649-phpapp01