วงจร — แบบอนุกรม แบบขนาน และตัวแบ่งแรงดัน
| English | ไทย |
|---|---|
| components/kəmˈpəʊnənts/ | components |
| series/ˈsɪəriːz/ | 串联电路中 |
| parallel/ˈpærəlel/ | 并联电路中 |
| potential divider/pəˈtenʃl dɪˈvaɪdə/ | ตัวแบ่งศักย์ |
| fuse/fjuːz/ | ฟิวส์ |
| thermistor/ˈθɜːmɪstə/ | เทอร์มิสเตอร์ |
| LDR/ˌel diː ˈɑː/ | ตัวต้านทานแสง (LDR) |
การสร้างวงจรไฟฟ้า
- อุปกรณ์จริงคือวงจรที่สร้างจากส่วนประกอบหลักๆ若干 few components, wired in two basic ways.
- เข้าใจกฎของ series และ parallel แล้วคุณสามารถทำนายวงจรง่ายได้
- เราจบด้วยเทคนิคอันชาญฉลาด: potential divider
ส่วนประกอบที่ต้องรู้
- cell / battery — ขับเคลื่อนกระแส; switch ทำลายหรือปิดวงจร
- resistor (fixed) และ variable resistor (เพื่อควบคุมกระแส)
- fuse — ละลายหากกระแสใหญ่เกินไป; diode / LED — กระแสไหลทางเดียวเท่านั้น (LED ยังสว่างด้วย)
- thermistor — ความต้านทาน ลดลง เมื่อร้อนขึ้น; LDR — ความต้านทานลดลงเมื่อแสง สว่างขึ้น down:
สัญลักษณ์วงจรมาตรฐาน
สร้างกระแสด้วยกฎของโอห์ม
เพิ่มแรงดันแล้วอิเล็กตรอนจะเร็วขึ้นและหลอดไฟจะสว่างขึ้น; เพิ่มความต้านทานแล้วกระแสจะลดลง I = V/R, ความสว่าง = กำลังไฟฟ้า
ความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์จะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อมันร้อนขึ้น?
ความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์ลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น — มีประโยชน์ในวงจรตรวจจับอุณหภูมิ
จับคู่กฎของวงจรแต่ละข้อกับตำแหน่งที่ใช้ได้
แต่ละรายการเชื่อมโยงพจน์กับความหมายที่ถูกต้อง
วงจรแบบอนุกรม
- ส่วนประกอบสร้างเป็น วงกลมเดียว
- กระแสเท่ากัน ที่ทุกจุด
- แรงต่างศักย์ของแหล่งจ่ายถูก แบ่ง ระหว่างส่วนประกอบ
- ตัวต้านทานแบบอนุกรม รวมกัน: $R_{\text{total}} = R_1 + R_2 + \dots$
วงจรแบบอนุกรมและแบบขนาน
ตัวต้านทาน $3.0\ \Omega$ และ $5.0\ \Omega$ ต่อแบบอนุกรม ความต้านทานรวมของ它有เท่าใด, ในหน่วย Ω?
แบบอนุกรม ความต้านทานรวมกัน: $R = 3.0 + 5.0 = 8.0\ \Omega$.
ในวงจรแบบอนุกรม กระแสไฟฟ้าจะเป็น:
มีเส้นทางเดียว กระแสเดียวกันจึงไหลผ่านทุกองค์ประกอบในวงจรแบบอนุกรม
วงจรแบบขนาน
- ส่วนประกอบอยู่บน สาขาแยก
- แต่ละสาขารับแรงต่างศักย์จากแหล่งจ่าย เต็ม; กระแส แยก ระหว่างสาขา
- ความต้านทานรวมมีค่า น้อยกว่า ตัวต้านทานเดี่ยวที่มีค่าน้อยที่สุด: $\dfrac{1}{R_{\text{total}}} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}$
- โคมไฟในบ้านต่อแบบขนาน — แต่ละดวงได้รับแรงดันเต็ม และดวงที่เสียทำให้ดวงอื่นดับไม่ได้
ตัวต้านทาน $6.0\ \Omega$ และ $3.0\ \Omega$ ต่อแบบขนาน ความต้านทานรวมของ它有เท่าใด, ในหน่วย Ω?
$\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{6.0} + \dfrac{1}{3.0} = \dfrac{1}{6} + \dfrac{2}{6} = \dfrac{3}{6}$, ดังนั้น $R = 2.0\ \Omega$ — น้อยกว่าตัวต้านทานที่มีค่าน้อยที่สุด
ทำไมหลอดไฟในบ้านจึงต่อแบบขนาน?
แบบขนาน หลอดไฟแต่ละดวงจะได้รับแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายเต็มค่า และการขาดหายในเส้นทางใดเส้นทางหนึ่งจะไม่ทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นหยุดทำงาน
ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า
- ตัวต้านทานสองตัวแบบอนุกรม แบ่ง แรงดันแหล่งจ่าย — เป็น potential divider
- ตัวต้านทานที่ มากกว่า รับส่วนแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ มากกว่า down:
- ใช้ เทอร์มิสเตอร์ หรือ LDR เป็นตัวต้านทานหนึ่ง ตัว และแรงดันไฟฟ้าออกจะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิหรือแสง — เหมาะสำหรับสวิตช์เครื่องทำความร้อนหรือโคมไฟอัตโนมัติ
ตัวต้านทานเท่ากันสองตัวต่ออนุกรมกับแหล่งจ่าย $12\ \text{V}$ แรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวต้านทานหนึ่งมีค่ากี่โวลต์ (V)?
ตัวต้านทานเท่ากันแบ่งแรงดันเท่าๆ กัน: แต่ละตัวจะรับ $\dfrac{12}{2} = 6\ \text{V}$
คุณเข้าใจแล้ว
- แบบอนุกรม: วงจรรอบเดียว กระแสเท่ากันทุกจุด แรงต่างศักย์แบ่งกัน $R_{\text{total}} = R_1 + R_2$
- แบบขนาน: มีสาขา แต่ละสาขาได้รับแรงต่างศักย์เต็ม ค่า กระแสแยกไปไหล $\dfrac{1}{R_{\text{total}}} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}$
- เทอร์มิสเตอร์: R ลดลงเมื่อร้อน · LDR: R ลดลงเมื่อแสงสว่าง
- ตัวแบ่งศักย์: ตัวต้านทานสองตัวต่ออนุกรมแบ่งแรงดันไฟฟ้าตามอัตราส่วนของความต้านทาน