ใบเฉลยแบบฝึกหดั 63 รหสั 2104-2002 ชือ่ วชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยที่ 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาหท์ ่ี 6 จานวน 4 ชั่วโมง ตอนที่ 1 จงตอบคาถามต่อไปนใี้ ห้ถกู ต้องและสมบูรณ์ 1. การตอ่ ตวั ต้านทานแบบขนานมีลักษณะอย่างไร ตอบ วงจรไฟฟา้ แบบขนานเปน็ วงจรท่ีมีโหลดตั้งแต่สองตัวขน้ึ ไป ต่อรว่ มกันในระหว่างจดุ สองจดุ โดยใหป้ ลายดา้ นหน่งึ ของโหลดทุกตวั ต่อร่วมกนั ท่ีจดุ ๆ หนง่ึ (จดุ X) และใหป้ ลายอกี ด้านหนง่ึ ของโหลดทุกตัว ต่อร่วมกันทอ่ี กี จุดหนงึ่ (จดุ Y) และต่อขนานกบั แหลง่ จา่ ยไฟฟา้ IT I1 I2 I3 I4 (จุด X) E+ R1 R2 R3 R4 - วงจรไฟฟา้ แบบขนาน (จุด Y) 2. ลกั ษณะสมบัติของวงจรไฟฟา้ แบบขนาน มดี งั น้ี ตอบ 1) แรงดันไฟฟ้าท่ีตกคร่อมที่ความต้านทานทุกตัวจะมีค่าเท่ากันและเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งจ่าย ไฟฟ้า 2) กระแสที่ไหลในแต่ละสาขาย่อยของวงจรเม่ือนามารวมกันจะมีค่าเท่ากับกระแสท่ีไหลผ่านวงจร ท้ังหมดหรอื กระแสรวมของวงจร 3) ค่าความตา้ นทานรวมภายในวงจรหาได้โดยเศษหนึ่งส่วนความต้านทานรวมมีค่าเท่ากับเศษหนึ่งส่วน ของความต้านทานแตล่ ะตวั รวมกัน ซงึ่ จะมคี า่ นอ้ ยกวา่ ความต้านทานทม่ี คี ่านอ้ ยท่ีสุด 4) กาลังไฟฟ้าท่ีเกดิ ข้ึนท่ีตัวต้านทานในแต่ละสาขาในวงจรเมื่อนามารวมกันกจ็ ะมีค่าเท่ากับกาลงั ไฟฟ้า ทั้งหมดของวงจร ตอนที่ 2 จงแสดงวธิ ีทา 1. จากวงจรไฟฟ้าในรปู ท่ี 1 จงคานวณหาค่า ก. กระแสไฟฟ้า I1 , I2 , I3 , I4 และ IT ข. ความต้านทานรวม ( RT ) ค. กาลังไฟฟ้าทตี่ ัวตา้ นทานแตล่ ะตัวและกาลงั ไฟฟา้ รวม ( P1, P2 , P3 , P4 และ PT ) ง. แรงดนั ตกคร่อมตวั ตา้ นทาน R1
ใบเฉลยแบบฝึกหัด 64 รหสั 2104-2002 ช่อื วชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หน่วยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาห์ที่ 6 จานวน 4 ชั่วโมง IT I1 I2 I3 I4 V1 R2 = 20 W R3 = 10 W R4 = 30 W E+ 12 V - R1 = 30 W รปู ที่ 1 แบบฝกึ หัดตอนที่ 2 ข้อ 1 วิธที า ก. กระแสไฟฟา้ I1 , I2 , I3 , I4 และ IT ขั้นที่ 1 หาค่ากระแสไฟฟ้า IE1 โดยใช้กฎของโอหม์ จาก I1 R1 เมอื่ E 12 V, R1 30W แทนคา่ 12 V I1 30W 0.4 A กระแสไฟฟา้ I1 0.4 แอมแปร์ ตอบ ตอบ ข้ันที่ 2 หาค่ากระแสไฟฟ้า I2Eโดยใช้กฎของโอหม์ จาก I2 R2 เมอ่ื E 12 V, R2 20W แทนคา่ 12 V I2 20W 0.6 A กระแสไฟฟา้ I2 0.6 แอมแปร์ ขั้นท่ี 3 หาคา่ กระแสไฟฟา้ I3Eโดยใช้กฎของโอห์ม จาก I3 R3 เมอ่ื E 12 V, R3 10W
ใบเฉลยแบบฝกึ หดั 65 รหัส 2104-2002 ชื่อวชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยที่ 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาหท์ ่ี 6 จานวน 4 ชว่ั โมง แทนคา่ 12 V I3 10W 1.2 A กระแสไฟฟา้ I3 1.2 แอมแปร์ ตอบ ตอบ ขั้นที่ 4 หาคา่ กระแสไฟฟา้ I4Eโดยใชก้ ฎของโอหม์ ตอบ จาก I4 R4 ตอบ เมอ่ื E 12 V, R3 10W แทนคา่ 12 V I4 30W 0.4 A กระแสไฟฟ้า I4 0.4 แอมแปร์ ขน้ั ทจ่ี า5กหาค่ากระแIสTไฟฟ้ารวI1ม( ITI2) โดยใช้กฎกระแสไฟฟ้าของเคอร์ชอฟฟ์ I3 I4 แทนคา่ IT 0.4 A 0.6 A 1.2 A 0.4 A IT 2.6 A กระแสไฟฟา้ IT 2.6 แอมแปร์ ข. ความตา้ นทานรวม ( RT ) โดยใช้กฎของโอห์ม จาก RT E IT เมอื่ E 12 V, IT 2.6 A 12 V แทนคา่ RT 2.6 A 4.62 W ความต้านทานรวม ( RT ) 4.62 โอหม์
ใบเฉลยแบบฝกึ หัด 66 รหสั 2104-2002 ช่ือวชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาห์ท่ี 6 จานวน 4 ชว่ั โมง ค. กาลงั ไฟฟ้าทีต่ วั ต้านทานแต่ละตัวและกาลงั ไฟฟา้ รวม ( P1, P2 , P3 , P4 และ PT ) ข้ันที่จ1าหกาค่ากาลังPไ1ฟฟา้ P1 I1E เมอ่ื I1 0.4 A, E 12 V แทนคา่ P1 0.4 A 12 V 4.8 W กาลังไฟฟา้ ท่ีตวั ต้านทาน R1 ( P1) 4.8 วัตต์ ตอบ ขั้นที่ 2จาหกาค่ากาลังไPฟ2ฟ้าP2 I2E เมอื่ I2 0.6 A, E 12 V แทนคา่ P2 0.6 A 12 V 7.2 W กาลังไฟฟ้าทีต่ ัวตา้ นทาน R2 ( P2 ) 7.2 วตั ต์ ตอบ ขั้นที่ 3จาหกาคา่ กาลังไPฟ3ฟ้าP3 I3E ตอบ เมอื่ I3 1.2 A, E 12 V แทนคา่ P2 1.2 A 12 V P3 14.4 W กาลังไฟฟ้าทตี่ วั ต้านทาน R3 ( P3 ) 14.4 วตั ต์ ขัน้ ท่ี 4 หาคา่ กาลงั ไฟฟา้ P4I4 E จาก P4 เมอ่ื I4 0.4 A, E 12 V แทนคา่ P4 0.4 A 12 V 4.8 W กาลังไฟฟา้ ที่ตัวต้านทาน R4 ( P4 ) 4.8 วัตต์ ตอบ ขั้นที่ 5 หาค่ากาลงั ไฟฟา้ รวม (PTP)2โดยPน3าคา่ PP41 , P2 , P3 และ P4 แทนค่าในสมการดงั นี้ จาก PT P1 แทนคา่ PT 4.8 W 7.2 W 14.4 W 4.8 W 31.2W
ใบเฉลยแบบฝึกหดั 67 รหัส 2104-2002 ชื่อวชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หน่วยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาห์ที่ 6 จานวน 4 ชว่ั โมง หรือ PT IT E จาก PT 2.6 A 12 V แทนคา่ 31.2 W กาลงั ไฟฟ้ารวม (PT ) 31.2 วัตต์ ตอบ ง. แรงดันตกครอ่ มตวั ตา้ นทาน R1 จารูปที่ 1 เป็นวงจรไฟฟ้าแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าท่ีตกคร่อมท่ีตัวต้านทานแต่ละตัวจะมีค่า เทา่ กนั และเท่ากบั แรงดนั ไฟฟ้าที่แหล่งจ่ายไฟฟ้า เพราะว่าเป็นแรงดนั ไฟฟ้าทจ่ี ดุ เดียวกัน E V1 V2 V3 V4 12 V แรงดันตกคร่อมตัวตา้ นทาน R1 (V1 ) 12 โวลต์ ตอบ 2. จากวงจรไฟฟ้าในรปู ท่ี 2 จงคานวณหาค่า ก. กระแสไฟฟ้ารวม ( IT ) ข. ความต้านทาน R1, R2 และ R3 ค. ความตา้ นทานรวม ( RT ) IT I1 = 2 A I2 = 5 A I3 = 10 A R2 R3 E+ 15 V - R1 รปู ท่ี 2 แบบฝกึ หัดตอนที่ 2 ขอ้ 2 วธิ ที า ก. กระแสไฟฟา้ รวม ( IT ) ( IT หาค่ากระแสไฟฟา้ รวม ) โดยกฎกระแสไฟฟ้าของเคอรช์ อฟฟ์ จาก IT I1 I2 I3 เมอ่ื I1 2 A, I2 5A, I3 10A
ใบเฉลยแบบฝึกหดั 68 รหสั 2104-2002 ช่อื วิชา วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยที่ 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาห์ที่ 6 จานวน 4 ชว่ั โมง แทนคา่ IT 2 A 5 A 10 A ตอบ 17A ตอบ ตอบ กระแสไฟฟ้ารวม ( IT ) 17 แอมแปร์ ข. ความตา้ นทาน R1, R2 และ R3 ข้นั ที่จ1าหกาคา่ ความRต1้านทานIE1R1 โดยใชก้ ฎของโอห์ม เมอื่ E 15V, I1 2 A 15 V แทนคา่ R1 2 A 7.5 W ความต้านทาน R1 7.5 โอห์ม ขน้ั ที่จ2ากหาค่าความRต2า้ นทานIE2R2 โดยใชก้ ฎของโอหม์ เมอื่ E 15 V, I2 5 A 15 V แทนคา่ R2 5 A 3W ความตา้ นทาน R2 3 โอห์ม ขน้ั ที่จ3ากหาคา่ ความRต3 า้ นทานIE3R3 โดยใชก้ ฎของโอห์ม เมอ่ื E 15V, I3 1.5 A 15 V แทนคา่ R3 10 A 1.5W
ใบเฉลยแบบฝกึ หัด 69 รหัส 2104-2002 ชอื่ วิชา วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หน่วยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาหท์ ่ี 6 จานวน 4 ชั่วโมง ความต้านทาน R3 1.5 โอหม์ ตอบ ค. ความตา้ นทานรวม ( RT ) หาค่าความต้านทานรวม ( RET ) โดยใชก้ ฎของโอห์ม จาก RT IT เมอ่ื E 15V, IT 17 A 15 V แทนคา่ R3 17 A 0.88W ความต้านทาน (RT) 0.88 โอห์ม ตอบ ตอบ 3. จากวงจรไฟฟา้ ในรูปท่ี 3 จงคานวณหาค่า ก. กระแสไฟฟา้ ท่ไี หลผา่ น R2 ข. แรงดนั ไฟฟา้ ทีแ่ หล่งจา่ ย (E) ค. ความต้านทาน R1 และ R3 IT = 20 A I1 = 2 A I2 I3 = 10 A E+ - R1 R2 = 20 W R3 รปู ท่ี 3 แบบฝกึ หัดตอนท่ี 2 ข้อ 3 วิธีทา ก. กระแสไฟฟา้ ที่ไหลผา่ น R2 ใชก้ ฎกระแสไฟฟา้ ของเคอรช์ อฟฟ์ แล้วย้ายขา้ งสมการหาคา่ กระแสไฟฟ้า I2 จาก IT I1 I2 I3 จะได้ I2 IT I1 I3 เมอื่ IT 20 A, I1 2 A, I3 10 A แทนคา่ I2 20A 2 A 10A 8 A กระแสไฟฟ้าทไ่ี หลผ่าน R2 ( I2 ) 8 แอมแปร์
ใบเฉลยแบบฝึกหดั 70 รหสั 2104-2002 ชอ่ื วชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หน่วยที่ 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สัปดาห์ที่ 6 จานวน 4 ชวั่ โมง ข. แรงดันไฟฟา้ ที่แหล่งจ่าย (E) เนอ่ื งจากเปน็ วงจรไฟฟ้าแบบขนาน แรงดันทตี่ กคร่อมตัวตา้ นทานทุกตัวจึงมคี ่าเทา่ กัน จาก E V1 V2 V3 ฉะน้ัน V2 E I2R2 เมอ่ื I2 8 A, R2 20W แทนคา่ V2 E 8 A 20W 160V แรงดันไฟฟ้าทแี่ หลง่ จา่ ย (E) 160 โวลต์ ตอบ ค. ความต้านทาน R1 และ R3 หาค่าความต้านทานรวม ( R1E) โดยใช้กฎของโอห์ม จาก R1 I1 เมอ่ื E 160 V, I1 2 A 160 V แทนคา่ R1 2 A 80W ความตา้ นทาน R1 80 โอห์ม ตอบ ตอบ หาค่าความต้านทานรวม ( RE3 ) โดยใชก้ ฎของโอห์ม จาก R3 I3 เมอ่ื E 160V, I3 10 A 160 V แทนคา่ R3 10 A 16W ความต้านทาน R3 16 โอหม์
ใบเฉลยแบบฝึกหัด 71 รหัส 2104-2002 ชอ่ื วิชา วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สปั ดาหท์ ่ี 6 จานวน 4 ชั่วโมง 4. จากวงจรไฟฟ้าในรปู ท่ี 4 จงคานวณหาค่า ก. แรงดนั ไฟฟา้ ที่แหล่งจ่าย (E) ข. กระแสไฟฟ้า I1 และ I3 ค. ความต้านทาน R2 และ R3 IT = 20 A I1 I2 = 2 A I3 R3 E+ R1 = 10 W PR22= 20 W - รปู ที่ 4 แบบฝกึ หัดตอนท่ี 2 ขอ้ 4 วธิ ีทา ก. แรงดนั ไฟฟ้าท่ีแหลง่ จ่าย (E) โดยใช้สูตรหากาลงั ไฟฟา้ แลว้ ย้ายข้างสมการหาค่าแรงดันไฟฟา้ ทแ่ี หลง่ จ่าย (E) จาก P2 I2V2 I2E จะได E P2 I2 เมอ่ื P2 20 W, I2 2 A 20 W แทนคา่ E 2 A 10V แรงดนั ไฟฟา้ ที่แหลง่ จ่าย (E) 10 โวลต์ ตอบ ข. กระแสไฟฟา้ I1 และ I3 หาคา่ กระแสไฟฟา้ I1 โดยใชก้ ฎของโอห์ม จาก I1 E R1 เมอ่ื E 10V, R1 10W แทนคา่ 10 V I1 10W 1A
ใบเฉลยแบบฝึกหัด 72 รหัส 2104-2002 ช่อื วชิ า วงจรไฟฟ้ากระแสตรง หนว่ ยท่ี 4 : วงจรไฟฟ้าแบบขนาน สปั ดาหท์ ่ี 6 จานวน 4 ชวั่ โมง กระแสไฟฟา้ I1 1 แอมแปร์ ตอบ ตอบ ใช้กฎกระแสไฟฟา้ ของเคอรช์ อฟฟแ์ ล้วย้ายข้างสมการหาค่ากระแสไฟฟ้า I3 ตอบ จาก IT I1 I2 I3 ตอบ จะได้ I3 IT I1 I2 เมอ่ื IT 20A, I1 1A, I2 2 A แทนคา่ I3 20A 1A 2 A 17A กระแสไฟฟ้า I3 17 แอมแปร์ ค. ความตา้ นทาน R2 และ R3 หาค่าความต้านทาน R2 โดยใชก้ ฎของโอห์ม จาก R2 E I2 เมอ่ื E 10 V, I2 2 A 10 V แทนคา่ R2 2 A 5W ความตา้ นทาน R2 5 โอห์ม หาค่าความต้านทาน R3 โดยใช้กฎของโอหม์ จาก R3 E I3 เมอื่ E 10 V, I3 17 A 10 V แทนคา่ R3 17 A 0.59W ความตา้ นทาน R3 0.59 โอหม์