ความต้านทาน พลังงานไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า

การลดอัตราการไหล

• ดันกระแสผ่านลวดบาง มันจะร้อน; ผ่านลวดหนา จะร้อนน้อยกว่า
• ความต้านทาน วัดว่ากระแสไหลได้ยากแค่ไหน
• มันควบคุมกระแสไฟ ทำให้เครื่องปิ้งขนมปังของคุณร้อนขึ้น และกำหนดค่าไฟที่คุณต้องจ่าย

ความต้านทาน

• ความต้านทาน $R$ วัดเป็นหน่วย โอห์ม ($\Omega$). ความต้านทานยิ่งมาก กระแสยิ่ง น้อย down:

• ในการวัด: แอมมิเตอร์ต่อแบบอนุกรมอ่านค่า $I$, โวลต์มิเตอร์ข้ามส่วนประกอบอ่านค่า $V$, แล้วนำมาหาร

เสาไฟฟ้ารับสายเคเบิลที่นำไฟฟ้าแรงสูงมาก

สิ่งที่เปลี่ยนความต้านทานของลวด

• ล ยาวขึ้น มีความต้านทาน มากขึ้น — ความต้านทานแปรผันตรงกับยาว ($R \propto l$).
• ล ยางขึ้น มีความต้านทาน น้อยลง — ความต้านทานแปรผกผันกับพื้นที่หน้าตัด ($R \propto \tfrac{1}{A}$).
• ดังนั้นการเพิ่มยาวเป็นสองเท่าจะทำให้ $R$ เพิ่มเป็นสองเท่า; เพิ่มพื้นที่เป็นสองเท่าจะทำให้ลดลงครึ่งหนึ่ง

กราฟ I-V สำหรับตัวต้านทาน หลอดไส้ และไดโอด

กราฟกระแส-แรงดันไฟฟ้า

• ตัวต้านทานคงที่: เส้นตรงผ่านจุดกำเนิด — ความต้านทานคงที่ ดังนั้น $I \propto V$.
• หลอดไส้: รูปทรง S ที่แบนลง — ล heated up, ดังนั้นความต้านทานมัน เพิ่มขึ้น down:
• ไดโอด: กระแสไหลทางเดียวเท่านั้น — ความต้านทานสูงมากใน "ทางผิด"

กำลังไฟฟ้าและพลังงาน

• กำลัง คือพลังงานที่ถ่ายโอนทุกวินาที, ในหน่วย วัตต์ (W):

• พลังงาน ที่ถ่ายโอนในช่วงเวลา $t$, ในหน่วย จูล (J), คือ:

กิโลวัตต์ชั่วโมง

• บิลค่าไฟใช้หน่วยที่ใหญ่กว่า, คือ กิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh): พลังงานที่อุปกรณ์ $1\ \text{kW}$ ใช้ใน $1$ ชั่วโมง

• ตัวอย่าง: เครื่องทำความร้อน $2\ \text{kW}$ ใช้ $3$ ชั่วโมง ใช้พลังงาน $6\ \text{kWh}$

คุณเข้าใจแล้ว