ไฟฟ้ากระแสพลังงานไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า เราทราบมาแล้วว่า กระแสไฟฟ้าเกิดเพราะอิเล็กตรอนเป็นตัวพาประจุเคลื่อนที่ไป ซึ่งในการเคลื่อนที่นี้ต้องมีการเสียพลังงานไป พลังงานที่เสียไปนั้นอาจจะเสียไปในรูปของพลังงานความร้อนพลังงานแสงหรือพลังงานกล และจากความรู้เรื่อง ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด 2 จุด มาแล้วจะมีกระแสไหลผ่านได้จด 2 จุด ต้องมีความต่างศักย์ ถ้าประจุ 1 คูลอมบ์ เคลื่อนที่ระหว่าง 2 จุด เสียพลังงานเป็นจูลไปเท่าใด คือค่าความต่างศักย์ระหว่าง 2 จุดนั้น มีหน่วยเป็นจูลต่อคูลอมบ์ หรือโวลต์ ถ้าเราให้ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด x และ y = V โวลต์ และถ้าจุด x มีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่า y ถ้าประจ 1 คูลอมบ์ จาก x ไป y เกิดพลังงานไฟฟ้า V จูล ประจุ Q คูลอมบ์ จาก x ไป y เกิดพลังงานไฟฟ้า QV จูล ถ้าให้ W = พลังงานไฟฟ้าทั้งหมด ดังนั้น W =QV W เท่ากับ พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่เสียไปในการเคลื่อนที่ หรือพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า มีหน่วยเป็น จูล Q เท่ากับ ประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ มีหน่วยเป็น คูลอมบ์ V เท่ากับ ความต่างศักย์ระหว่าง2 จุด ที่ประจุเคลื่อนที่ มีหน่วยเป็น โวลต์  ภาพการใช้พลังงานไฟฟ้า สิ่งที่ควรทราบ
กำลังไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า หมายถึง พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไปใน 1 หน่วยเวลา กำลัง = งาน/เวลา P = W/t หน่วยของกำลัง = จูล/วินาที หรือวัตต์ กำลังไฟฟ้า = พลังงานไฟฟ้า/เวลา เครื่องหมายบนเครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องหมายบนเครื่องใช้ไฟฟ้ามักจะบอกค่าความต่างศักย์ที่ใช้(V) และกำลังที่เกิดขึ้นเป็นวัตต์ (W) แต่บางชนิดก็กำหนดค่าความต่างศักย์ (V) กับกระแสที่ผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้านั้นเป็นแอมแปร์ (A) เช่น เตารีด 110 V 750 W หมายความว่าเตารีดจะเกิดกำลังไฟฟ้า 750 วัตต์ เมื่อใช้กับไฟฟ้าความต่างศักย์ 110 โวลต์ และควรใช้กับไฟความต่างศักย์ 110 โวลต์เท่านั้น ถ้าใช้กับความต่างศักย์ 220 V เตารีดจะไหม้และเกิดอันตราย แต่ถ้าใช้กับความต่างศักย์ต่ำกว่า 110 V จะเกิดกำลังน้อยกว่า 750 W ทำให้เกิดความร้อนน้อยลง เตารีดไฟฟ้า 220 V 3 A หมายความว่า เมื่อใช้เตารีดไฟฟ้ากับความต่างศักย์ไฟฟ้า 220 โวลต์ จะมีกระแสไฟฟ้าผ่าน 3 แอมแปร์ หรือเกิดกำลังไฟฟ้า เท่ากับ 220 x3 = 660 วัตต์ การต่อวงจรไฟฟ้าในบ้าน เครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น หลอดไฟฟ้า เตารีด พัดลม จะต่อวงจรกันแบบขนานทั้งสิ้น ทั้งนี้เนื่องจากต้องการให้เครื่องมือเหล่านั้นรับความต่างศักย์เท่ากัน และเท่ากับที่กำหนดไว้บนเครื่องหมายจึงจะเกิดกำลังตามที่กำหนด และถ้าเครื่องมือใดชำรุดเสียหาย เช่น หลอดไฟฟ้าขาดก็จะดับเฉพาะดวงนั้นไม่เกี่ยวข้องกับดวงอื่น การคำนวณหากระแสและความต้านทานของเครื่องใช้ไฟฟ้า จากจำนวนวัตต์ (W) หรือ กำลังไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า (V) ที่กำหนดไว้บนเครื่องใช้ไฟฟ้าเราอาจคำนวณหา I ที่ไหลผ่าน และ R ของเครื่องใช้ไฟฟ้านั้นได้ดังนี้ จาก P = IV ดังนั้น I = P/V แต่ต้องไม่ลืมว่าค่า กระแสไฟฟ้าที่คำนวณได้นี้จะเป็นค่ากระแสไฟฟ้าเมื่อใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าตามความต่างศักย์ที่กำหนดไว้เท่านั้น เช่น หลอดไฟฟ้า 220 V 100 W มีกระแสไหลผ่านหลอด เท่ากับ 100/220 = 0.45 แอมแปร์ เมื่อใช้กับความต่างศักย์ไฟฟ้า 220 V ถ้าเปลี่ยนความต่างศักย์เป็น 110 V กระแสไฟฟ้าที่ไหลจะลดน้อยลงซึ่งอาจคำนวณได้โดยใช้กฎของโอห์ม แต่ต้องคำนวณหา R ของเครื่องใช้ไฟฟ้าเสียก่อน เพราะ R ของเครื่องใช้ไฟฟ้าเป็นค่าคงที่ ไม่เปลี่ยนแปลง คำนวณได้จากสมการ R = V2 /P เช่น เตาไฟฟ้า 100 V 1000 W จะมีความต้านทาน R = V2 /P = (110)2/1000 = 12.1 1 โอห์ม ความต้านทานอันนี้ ถือว่าเป็นความต้านทานประจำตัวของเตาไฟฟ้า ซึ่งเกิดจากความร้อนในขดลวด ในการคำนวณเราถือว่า R เป็นค่าคงที่ตลอดเวลา สรุปหลักการคิดกำลังไฟฟ้า
Iรวม = I1 + I2 + I3+… Pรวม/V = P1/V + P2/V+ P3/V+… ดังนั้น Pรวม = P1 + P2 + P3 +… ถ้า V เท่ากัน
หา R แต่ละหลอดก่อน เพราะ R คงที่เสมอ R1 =V2/P1 R2 =V2/P2 R3 =V2/P3 ดังนั้น Rรวม = R1 + R2 + R3+… V2/Pรวม = V2/P1 + V2/P2 + V2/P3 +… ดังนั้น 1/Pรวม = 1/P1+1/P2+1/P3+… เมื่อ V เท่ากัน แต่ถ้าหลอดไฟแต่ละหลอดใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้าไม่เท่ากัน หรือพ่วงแล้วไม่ต่อกับความต่างศักย์ไฟฟ้าเดิมจะต้องหา R ก่อน R = V2/P (แต่ละตัว) แล้วหา I จาก V = IRรวม เมื่อทราบ I แล้ว นำมาหา P ใหม่ได้จากสมการ P = I2R (แต่ละตัว) ตัวอย่างที่ 1 หลอดไฟฟ้าขนาด 10 วัตต์ 20 โวลต์ ข้อใดกล่าวถูกต้อง
เฉลย คำตอบที่ถูกต้องคือ ข้อ 4 คือ ถูกทุกข้อที่กล่าวมา แหล่งที่มา ช่วง ทมทิตชงค์ และคณะ. (2537). ฟิสิกส์ 5 ม.6. กรุงเทพฯ:ไฮเอ็ดพับลิชชิ่ง. พงษ์ศักดิ์ ชินนาบุญ. (2556). ฟิสิกส์ เล่ม 4 ม. 4-6. กรุงเทพฯ: วิทยพัฒน์. icethanarat. (2559). พลังงานไฟฟ้า. สืบค้นเมื่อ 9 ธันวาคม 2562, จาก http://storybyth.blogspot.com/ หัวเรื่อง และคำสำคัญ พลังงานไฟฟ้า, กำลังไฟฟ้า รูปแบบการนำเสนอ แบ่งตามผลผลิต สสวท. สื่อสิ่งพิมพ์ในรูปแบบดิจิทัล ลิขสิทธิ์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) วันที่เสร็จ วันจันทร์, 09 ธันวาคม 2562 สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา ฟิสิกส์ ช่วงชั้น มัธยมศึกษาตอนปลาย กลุ่มเป้าหมาย ครู ดูเพิ่มเติม ความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์กับกระแสไฟฟ้าเป็นดังข้อใดกฎของโอห์ม ใช้อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้ากับความต่างศักย์ไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้ากับความต้านทาน กล่าวคือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำใด ๆ แปรผันโดยตรงกับความต่างศักย์ (แรงดันไฟฟ้าหรือแรงดันตกคร่อม คือกระแสมีค่ามากหรือน้อยตามความต่างศักย์นั้น) เขียนเป็นสมการได้ว่า
ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด 2 จุดเปรียบเทียบได้กับการไหลของน้ำได้อย่างไรความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดเปรียบได้กับการไหลของน้ำ ซึ่งจะไหลจากที่สูงไปยังที่ต่ำ และจะหยุดไหลเมื่อระดับน้ำเท่ากัน เครื่องมือที่ใช้วัดความต่างศักย์ไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า เรียกว่า โวลต์มิเตอร์ (voltmeter) มีหน่วยการวัด คือ โวลต์ (volt) ใช้ตัวย่อแทนความต่างศักย์ว่า V สัญลักษณ์ของโวลต์มิเตอร์
กระแสไฟฟ้าสัมพันธ์กับความต้านทานไฟฟ้าอย่างไรกฎของโอห์มมีความสัมพันธ์ดังนี้คือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลในตัวนำ จะแปรผันตามแรงดันไฟฟ้าที่คร่อมปลายทั้งสองของ ตัวนำ และแปรผกผันกับความต้านทานของตัวนำนั้น เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ หรือกล่าวอีกอย่างหนึ่งว่ากระแสคือแรงดันหารด้วยความต้านทาน ถ้าใช้สัญลักษณ์ I = กระแส V = แรงดัน R = กระแส เขียนเป็นสมการได้คือ
กระแสไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้านเรือนเป็นกระแสไฟฟ้าชนิดใด และใช้กับความต่างศักย์ไฟฟ้าเท่าใดไฟฟ้าที่ใช้ในบ้านเรือนทั่วไปมีความต่างศักย์ 220 โวลต์ คงที่ ดังนั้นในการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ จะใช้พลังงานไฟฟ้ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับจำนวนชนิด ขนาดของเครื่องใช้ไฟฟ้า และระยะเวลาในการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้า การไฟฟ้าจะคิดเงินค่าพลังงานไฟฟ้าที่แต่ละบ้านใช้ไปโดยใช้เครื่องวัดติดไว้บนเสาไฟฟ้าหน้าบ้านของผู้ใช้ไฟฟ้า เรียกว่า กิโล ...
|
ความต่างศักย์ไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้า
ลิขสิทธิ์ © 2024 toptenid.com Inc.
