ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current) ฟิสิกส์ 5 (Physics V) บทที่ 4 ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current) โดย อ.คมศิลป์ โคตมูล

ไฟฟ้ากระแสสลับ หมายถึง ? นักเรียนเคยเรียนเกี่ยวกับไฟฟ้ากระแสตรงมาแล้ว ซึ่งหมายถึง สัญญาณหรือกระแสไฟฟ้าที่ไม่ขึ้นกับเวลา (อาจขึ้นกับเวลาได้ แต่ไม่มีการกวัดแกว่ง) ไฟฟ้ากระแสสลับ หมายถึง ?

ไฟฟ้ากระแสสลับ มาจากไหน ? ไฟฟ้ากระแสสลับ เกิดขึ้นได้อย่างไร ? เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

แรงเคลื่อนไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กฎของฟาราเดย์ สมมติ ขดลวดมี N รอบ และแต่ละรอบมีพื้นที่ A ให้ขดลวดหมุนด้วยอัตราเร็วเชิงมุม รอบแกนที่ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก ให้ คือมุมระหว่างสนามแม่เหล็กและเวกเตอร์พื้นที่ของขดลวด ฟลักซ์แม่เหล็กคือ

Resistors in an AC Circuit

นักเรียนคิดว่ากำลังในไฟฟ้ากระแสสลับที่เกิดขึ้น ในไฟฟ้ากระแสตรง (กระแสคงที่) เรารู้ว่า กำลังหาได้จาก นักเรียนคิดว่ากำลังในไฟฟ้ากระแสสลับที่เกิดขึ้น กับตัวต้านทาน หาได้จากอย่างไร ? กำลังที่เหมาะสมมากว่าน่าจะเป็นกำลังเฉลี่ย ? นักเรียนคิดว่ากำลังเฉลี่ย หาได้จาก ? ??????

และ มีค่าเท่ากับศูนย์ !!!!! T→คาบเวลา ดังนั้น ค่าเฉลี่ย (effective value) ของกระแสและความต่างศักย์ rms → Root mean square

Capacitors in an AC Circuit

ความต้านทานเชิงความจุ (Capacitive reactance)

Inductors in an AC Circuit

ความต้านทานเชิงเหนี่ยวนำ (Inductive reactance)

การต่อวงจร RLC แบบอนุกรม

Phasor diagram

Phase angle Maximum current ความขัด (Impedance)

กำลังในวงจร RLC แบบอนุกรม กำลัง ณ t ใด ๆ กำลังเฉลี่ย Power factor กำลังเฉลี่ยจะเกิดขึ้นในตัว R เท่านั้น

กำลังในวงจร RLC แบบขนาน ?

IC IL Imax ΔVmax IR Power = ? เหมือนกันกับการต่ออนุกรมหรือไม่ ?

Review : การสั่นพ้อง (Resonance) คือ อะไร ? การสั่นพ้องในวงจร RLC Review : การสั่นพ้อง (Resonance) คือ อะไร ? การสั่นพ้อง : สถานการณ์การสั่นของระบบ ๆ หนึ่ง ที่มีพลังงานสะสมในระบบมากที่สุด ความถี่ของแรงที่ ทำให้เกิดสถานการณ์ดังกล่าว เรียกว่า ความถี่สั่นพ้อง Pendulum Mass and spring system

นักเรียนคิดว่าการเกิดในวงจรกระแสสลับ การสั่นพ้องในวงจร RLC แบบอนุกรมและขนาน นักเรียนคิดว่าการเกิดในวงจรกระแสสลับ เกิดได้อย่างไร ? กำลังเฉลี่ยสูงสุด = ? ขึ้นอยู่กับอะไร ?

การสั่นพ้องในวงจร RLC แบบอนุกรมและขนาน IC IL Imax ΔVmax IR 1

แบบอนุกรม Minimum And maximum แบบขนาน Maximum And minimum

Ex1 : จากรูปจงแสดงให้เห็นว่า ความสว่างของหลอดไฟจะขึ้นกับความถี่หรือไม่อย่างไร? กระแสที่ผ่านตัว R, L และ C กระแสไฟฟ้ารวม

Ex3 : จากรูปจงหาความถี่ที่ทำให้วงจรกรองดังต่อไปนี้มีค่า (1) (2) Ex4 : จากรูปจงหาความถี่สั่นพ้อง

Ex5 : จากรูปจงหากระแสและความขัด 1 2

Ex6 : จากรูปจงหากระแสยังผลที่ จ่ายออกมาจากแหล่งจ่าย เมื่อ ความถี่เยอะมาก ๆ ความถี่น้อยมาก ๆ Ex7 : จากรูปจงหาค่าของ R, L และ C ถ้ากระแสยังผลเป็น 183 mA เมื่อวงจรเปิดดังรูป กระแสยังผลเป็น 298 mA เมื่อสับ S ไปที่ 1 และกระแสยังผลเป็น 137 mA เมื่อสับ S ไปที่ 2

เอกสารและสื่ออ้างอิง หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม ฟิสิกส์ 3 โดย สสวท. Physics for Scientists and Engineers, 6 th Ed. By Serway and Jewett Open Course Wear (http://ocw.mit.edu) Lecture Online By Prof. Walter Lewin, MIT