ไฟฟ้าแม่เหล็ก2

11,039 views

Published on

ไฟฟ้าแม่เหล็ก2

Published in: Education, Technology, Business
1 Comment
6 Likes
Statistics
Notes
  • ขอบคุณค่ะ
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
No Downloads
Views
Total views
11,039
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
422
Comments
1
Likes
6
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

ไฟฟ้าแม่เหล็ก2

  1. 1. 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
  2. 2. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2) 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. 3. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)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. 4. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)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
  5. 5. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2) วงจรกรองกระแส วงจรกรองกระแสเปนวงจรทใชเ ปลยนกระแสไฟฟาตรงโดยการนาไดโอดไปตออนกรม  ่ี ่ี  ํ  ุ กับแหลงกําเนิดไฟฟาสลับ ไฟฟาทผานไดโอดออกมาจะเปนไฟฟากระแสตรงทมคาไมสมา  ่ี    ่ี ี   ํ่ เสมอวงจรกรองกระแสนี้ อาจดดเปนประเภทครงคลนหรอเตมคลนได ั  ่ึ ่ื ื ็ ่ื ไดโอดเปนอุปกรณทางไฟฟา ซึ่งยอมใหกระแสไฟฟาผานไดในทิศทางเดียว และเนองจากกระแสทไดจากเบองตนยงมคาไมสมาเสมอ ในวงจรกรองกระแสจงตอง ่ื ่ี  ้ื  ั ี   ํ่ ึ  เพมตวเกบประจเุ ขาไปอกตวหนงดงรป เพอทาใหกระแสไฟฟาตรงทไดออกมามคาสมาเสมอ ่ิ ั ็  ี ั ่ ึ ั ู ่ื ํ   ่ี  ี  ํ่ ⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦ 101
  6. 6. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)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
  7. 7. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2) 2. ถาหมอแปลง มประสทธภาพเตม 100% เราจะไดวา   ี ิ ิ ็  กําลังไฟฟาที่ขดลวดปฐมภูมิ = กําลังไฟฟาที่ขดลวดทุติยภูมิ P1 = P 2 I1 V1 = I2 V28(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
  8. 8. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)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
  9. 9. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2) 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ากระแสสลับ14. 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
  10. 10. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2) 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 2วิธทา ี ํ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
  11. 11. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2) 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
  12. 12. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2) ตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟากระแสสลับ เมือมีกระแสไฟฟาสลับไหลผานตัวเก็บประจุ ่ จะเกดความตางศกยครอมตวเกบประจนน ิ  ั  ั ็ ุ ้ั เราสามารถหาคาความตางศกยทเ่ี กดไดจาก   ั  ิ  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นมุมเฟส18. เมือตอตัวเก็บประจุอนมีคาความตานทานเชิงความจุ 1000 υ เขากับวงจรไฟฟากระแส ่ ั  สลับ ปรากฏวาเกิดความตางศักยครอมตัวเก็บประจุ 3 โวลต จงหาปรมาณกระแสไฟฟา ิ  ทีไหลผานตัวเก็บประจุนน ่ ้ั (3 มิลลิแอมป)วิธทา ี ํ 108
  13. 13. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)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 ิ  ั  ่ี ํ ้ั เราสามารถหาคาความตางศกยทเ่ี กดไดจาก   ั  ิ  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
  14. 14. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2) 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 เฮนรีวิธทา ี ํ 110
  15. 15. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)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 10–3วิธทา ี ํ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
  16. 16. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2) 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 Aวิธทา ี ํ 112
  17. 17. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)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 2วิธทา ี ํ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
  18. 18. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)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 2วิธทา ี ํ 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
  19. 19. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2) 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
  20. 20. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)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
  21. 21. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)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
  22. 22. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 17 ไฟฟาและแมเหล็ก (2)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

×