chapter 1 · 2019-04-02 · สถำนะ (ที่อุณหภูมิห้อง)...

CS121 Digital Logic and Smart Device

Chapter 1

Basic of Electronic circuit

By Dr. Paween Khoenkaw

Computer Science MJU

1

2

- กระแส (Current)- แรงดน (Voltage)- ความตานทาน (Resistance)- ก าลงงาน (Power)

- วงจร (Circuit)

องคประกอบส ำคญของวงจรอเลกทรอนกส

3

กระแสไฟฟำคออะไร ?

4

กระแสไฟฟำ

โครงสรางอะตอม version ลาสด

โครงสรางอะตอม version ของ Bohr

+

-

5

กระแสไฟฟำ

6

กระแสไฟฟำ

สมบตทำงกำยภำพ สำรประกอบโคเวเลนต

สถำนะ (ทอณหภมหอง) ของแขง, ของเหลว, แกส

กำรน ำไฟฟำ โดยปกตไมม

จดเดอดและจดหลอมเหลว มหลำยคำ โดยทวไปจะต ำกวำสำรประกอบไอออนก

กำรละลำยในน ำ มหลำยคำ โดยทวไปจะต ำกวำสำรประกอบไอออนก

กำรน ำควำมรอน โดยทวไปต ำ

พนธะโคเวเลนต

ไมมอเลกตรอนอสระ

7

กระแสไฟฟำ

พนธะโลหะ

มอเลกตรอนอสระ

มความส าคญตอคณสมบตทางฟสกสหลายอยางของโลหะ เชน•ความแขงแรง•ตแผเปนแผนได(malleability)

•ดงเปนเสนได (ductility)

•น าความรอนไดด•น าไฟฟาไดดและน าไดทกทศทาง•เนอเปนเงา (luster)

8

กระแสไฟฟำ

9

กระแสไฟฟำ

ความเรวของอเลกตรอน(ไมคดความถ)𝜗 =

4𝜋

𝜎𝑐𝜇0เมตร: วนำท

𝜇0= the permeability of free space = 4π x 10−7 H/m.

𝜎𝑐 = conductivity of annealed copper = 5.96 x 107 S/m

𝜗 = 0.41 เมตร: วนำท = 1.47 กม: ชม

10

กระแสไฟฟำ

𝜗 = 0.41 เมตร: วนำท = 1.47 กม: ชม

11

กระแสไฟฟำ

𝜀

เนองจากอะตอมอยใกลกนมาก อเลกตรอนจงไมเคยเคลอนท แตสงทเคลอนทคอพลงงานพลงงานเคลอนทเรวเกอบเทาความเรวแสง

12

กระแสไฟฟำ

--

-

-- --

--

+

++

+

+

+++

+

+

ฉนวน

โหลด

13

กระแสไฟฟำ

อเลกตรอนจ านวน 6.24x1018 เคลอนทผานต าแหนงหนงในเวลา 1 วนาทเรยกวากระแสไฟฟา 1 Ampere

หรอ I ขนาด 1 Aอเลกตรอนจ านวน 6.24x1018 เลขเยอะเรยกยากหลงจากนไปจะเรยกคานวา

1 คลอมบ (coulomb)1A คอใน 1 วนาทมประจอเลกตรอนไหลผาน 1 คลอมบ =1 คลอมบ/วนาท4A คอใน 1วนาทมประจอเลกตรอนไหลผาน 4 คลอมบ=4 คลอมบ/วนาท

14

กระแสไฟฟำPrefix Representations

Name Symbol Base 1000 Base 10 Value

yotta Y 10008 1024 1000000000000000000000000

zetta Z 10007 1021 1000000000000000000000

exa E 10006 1018 1000000000000000000

peta P 10005 1015 1000000000000000

tera T 10004 1012 1000000000000

giga G 10003 109 1000000000

mega M 10002 106 1000000

kilo k 10001 103 1000

10000 100 1

milli m 1000−1 10−3 0.001

micro μ 1000−2 10−6 0.000001

nano n 1000−3 10−9 0.000000001

pico p 1000−4 10−12 0.000000000001

femto f 1000−5 10−15 0.000000000000001

atto a 1000−6 10−18 0.000000000000000001

zepto z 1000−7 10−21 0.000000000000000000001

yocto y 1000−8 10−24 0.000000000000000000000001

SI Prefix

15

กระแสไฟฟำ

10100= googol10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000

10googol= googolplex

16

กระแสไฟฟำ

1𝜇𝐴 10𝑚𝐴

50𝑚𝐴 1𝐴

3𝐴 15𝐴

17

กระแสไฟฟำ

10,000𝐴

18

กระแสไฟฟำ

ครบวงจร มกระแสไหลเรยกวาวงจรปด (closed circuit)

ไมครบวงจร ไมมกระแสไหลเรยกวาวงจรเปด(open circuit)

วงจร Circuit

19

กระแสไฟฟำ

เปดสวทช (switch on)ครบวงจร มกระแสไหล

เรยกวาวงจรปด

ปดสวทช (switch off)ไมครบวงจร ไมมกระแสไหล

เรยกวาวงจรเปด

หามงง หามสบสน

20

กระแสไฟฟำ

Schematic drawing

21

กระแสไฟฟำ

Conventional Current Flow

Actual Electron Flow

จะก าหนดใหกระแสไหลแบบไหนกได แตตองเปนแบบเดยวกนหมดตลอดการค านวณทงสองวธจะใหค าตอบคาเทากน ตางกนเพยงเครองหมาย (+, -)

เพอปองกนการสบสน วชานจะก าหนดใหกระแสไหลในรปแบบนตลอดทงเทอม !

22

แรงดนไฟฟำ

--

-

-- --

--

+

++

+

+

+++

+

+

ฉนวน

โหลดมนมพลงงานลกลบดนอเลกตรอนใหเคลอนท !

23

แรงดนไฟฟำ

--

-

-- --

--

+

++

+

+

+++

+

+

ฉนวน

มพลงงานลกลบ เพราะวา....

ถงไมเชอมวงจร พลงงานนกยงอยในแบตเตอร

24

แรงดนไฟฟำ

--

-

-- --

--

+

++

+

+

+++

+

+

ฉนวน

พลงงำนศกย (องกฤษ: Potential energy) คอ พลงงำนทมในวตถเนองดวยต ำแหนงในสนำมแรง หรอมในระบบน นเนองดวยกำรก ำหนดคำในสวนน น[1][2] ชนดของพลงงำนศกยทพบไดบอยคอ พลงงำนศกยโนมถวงของวตถทข นอยกบมวลและต ำแหนงแนวดง พลงงำนศกยยดหยน ของสปรงทยดหยน และพลงงำนศกยไฟฟำของประจในสนำมไฟฟำ หนวยเอสไอของพลงงำนน คอ จล (สญลกษณคอ J)

พลงงำน(energy) = ควำมสำมำรถในกำรท ำงำน เชน ยำยของ ท ำน ำใหเดอด

Potential = ทอำจเกดข น (แปลวำยงไมเกดข นในตอนน น)

พลงงำนศกย = ควำมสำมำรถทจะท ำใหเกดงำนpotential to do work

หรอแปลใหมไดวา

25

แรงดนไฟฟำ

--

-

-- --

--

+

++

+

+

+++

+

+

ฉนวน

แบตเตอรกอนน ไมสรำงงำนอะไรแตมนมควำมสำมำรถทจะท ำใหเกดงำนข นไดมนจงมพลงงำนศกด (potential energy)หนวยของพลงงำนน คอ จล (J)

26

แรงดนไฟฟำ

--

-

-- --

--

+

++

+

+

+++

+

+

ฉนวน

พลงงานศกย

1J

Heater

เกดเปนพลงงานความรอน 1 จล ตอคบอมบ

จะเรยกพลงงานศกยของวงจรนอยางไร ?

ความแตกตางของพลงงานศกยตอคลอมบระหวาง 2 จด

A

B

หรอเรยกสนๆวาโวลต (Voltage) หนวยเปน Vประจ 1คลอมบ มพลงงาน 2 จล เรยกวา 2 V

27

ควำมตำนทำน

ตวน าไฟฟาในอดมคตอะตอมเรยงเปนระเบยบ นง

ตวน าไฟฟาโดยทวไปอะตอมเรยงไมเปนระเบยบ สนเกดความตานทานไฟฟา

สญเสยเปนความรอน

28

ควำมตำนทำน

ความตานทานต า

ความตานทานสง

ไมมอเลกตรอนอสระ

29

ควำมตำนทำน

ความตานทาน Resistance (R) แปรผนตามตวน าความยาวเพม ความตานทานเพมพนทหนาตดเพม ความตานทานลด

𝑅 = 𝜌𝑙

𝐴หนวยคอ โอหม (𝜴)

𝜌 = คำควำมตำนทำน ( 𝜴:เมตร)𝑙 = ควำมยำว (เมตร)

𝐴 = พ นทหนำตด เมตร𝟐

30

ควำมตำนทำน

กฎของโอหม (Ohm’s law)

𝑉 = 𝐼 × 𝑅

𝑅 =𝑉

𝐼

𝐼 =𝑉

𝑅

สญลกษณของตวตานทานAmerican

สญลกษณของตวตานทานInternational Electrotechnical Commission

31

ควำมตำนทำน

32

ควำมตำนทำน

12V 4kΩ

I

จงหาวามกระแสไหลในวงจรนในปรมาณทาใด

𝐼 =𝑉

𝑅𝐼 =12

4000𝐼 = 0.003𝐴

𝐼 = 3𝑚𝐴

33

ควำมตำนทำน

24V 4Ω

3A

กำรตอหลอดไฟแบบน ถกตองหรอไม

𝐼 =𝑉

𝑅𝐼 =24

4𝐼 = 6𝐴

34

ควำมตำนทำน

9V

R

50mA

จงหาคา R ทเหมาะสมส าหรบวงจรน

𝑅 =𝑉

𝐼𝑅 =9

0.05𝑅 = 180Ω

35

ควำมตำนทำน

จงหาคา R ทเหมาะสมส าหรบวงจรน

𝑅 =𝑉

𝐼𝑅 =6.2

0.05𝑅 = 124Ω

9V

R

2.8V, 50mA2.8V

9 - 2.8= 6.2V

36

ตวตำนทำน

กำรอำนคำควำมตำนทำนของตวตำนทำน

Wire-Wound Carbon & Metal Film Surface-mount device(SMD)

37

ตวตำนทำน

Wire-Wound

คาความตานทานจะพมพเปนตวเลขอยบนตวตานทาน

38

ตวตำนทำน

Carbon & Metal Film

ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

39

ตวตำนทำน

ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

มวง ด า แดง ทอง7 0 x100 5%

7000= 7kΩ ±5%

40

ตวตำนทำน

ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

น าตาล ด า ด า ทอง1 0 x1 5%

10Ω ±5%

41

ตวตำนทำน

ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

น าตาล ด า ด า แดง น าตาล1 0 0 x100 1%

10000=10kΩ ±1%

42

ตวตำนทำน

ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

น าตาล ด า ด า ทอง น าตาล1 0 0 x0.1 1%

10Ω ±1%

43

ตวตำนทำน

ด า น าตาล แดง สม เหลอง เขยว น าเงน มวง เทา ขาว0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

น าตาล ด า ด า เงน น าตาล1 0 0 x0.01 1%

1Ω ±1%

44

กำรวดคำทำงไฟฟำกำรวดคำกระแส (I) ใช แอมปมเตอร

กำรวดคำแรงดน (V) ใช โวลตมเตอร

กำรวดคำควำมตำนทำน (R) ใช โอหมมเตอร

45

กำรวดคำทำงไฟฟำกำรวดคำกระแส (I) ใช แอมปมเตอร

ตออนกรมในต ำแหนงทตองกำรทรำบคำกระแส

50Ω12V

I=?

A

50Ω12V

46

กำรวดคำทำงไฟฟำกำรวดคำแรงดน (V) ใช โวลตมเตอร

ตอครอม(ขนำน)ในต ำแหนงทตองกำรทรำบคำแรงดน

50Ω12V

V=?

V50Ω12V

47

กำรวดคำทำงไฟฟำกำรวดควำมตำนทำน (R) ใช โอหมมเตอร

ตอครอม(ขนำน)ในต ำแหนงทตองกำรทรำบคำควำมตำนทำนตองถอดอปกรณออกมำจำกวงจรกอน

R=?

Ω

48

กำรวดคำทำงไฟฟำกระแส แรงดน และควำมตำนทำน สำมำรถใชมลตมเตอรวดไดแตตองต งโหมดกำรวดใหถก และตอมเตอรกบวงจรใหถกตอง

49

ก ำลงงำน

1C

9J

1C

12J

4C

1J

12C

1J

วงจรไหนเกดงำนมำกทสด ?

50

ก ำลงงำน

1C

9J

1C

12J

พลงงำนทมำกบประจ 1 คลอมบ = โวลต (V)จ ำนวนประจ 1 คลอมบทวงผำนใน 1 วนำท = แอมป (I)

𝑃 = 𝑉 × 𝐼ก ำลงงำนทเกดข น P จงเทำกบ

ก าลงงาน (power) คออตราการใชพลงงานในหนงวนาท

51

ก ำลงงำน

𝑃 = 𝑉 × 𝐼ก ำลงงำนทเกดข น P จงเทำกบ

2C

12J

2A

12V

หนวยของก ำลงงำนทค ำนวณดวยสมกำรน คอวตต (Watt)

จากนไปเราจะไมยงกบหนวย จล และ คลอมบแตจะใช Volt , Amp ,Watt เทานน

เพราะค านวณงาย

52

ก ำลงงำน

𝑃 = 𝑉 × 𝐼 𝑉 =𝑃

𝐼

𝐼 =𝑃

𝑉

𝑃 =𝑉2

𝑅𝑃 = 𝐼2𝑅

53

ก ำลงงำน

9V50mA

หลอดไฟหลอดน ใชพลงงำนเทำใด

𝑃 = 𝑉 × 𝐼

𝑃 = 9 × 0.05

𝑃 = 0.45𝑊 = 450𝑚𝑊

หลอดไฟจะใหพลงงานแสงและความรอนออกมา 0.45J

54

ก ำลงงำน

จะเกดพลงงำนทตวตำนทำนเทำใด

หลอดไฟจะใหพลงงานแสงและความรอนออกมา 0.45J

50Ω12V

𝑃 =𝑉2

𝑅

𝑃 =122

50= 2.88W

55

ก ำลงงำน

หลอดจะสวำงเตมก ำลงไดกชวโมง8Ah = จายกระแส 8 Amp ไดตอเนองนาน 1 ชวโมงP=VI=12 x 8 = 96Watt

𝒕 =𝑷แบตเตอร𝑷หลอด

=𝟗𝟔

𝟏𝟎= 𝟗. 𝟔 ชวโมง

56

ก ำลงงำน

ลองสงเกตด 𝐼 =𝑃

𝑉ทก ำลงเทำกนหำกใช แรงดนสงจะใชกระแสต ำ

กระแสต ำ ใชสำยไฟเสนเลกกระแสสง ใชสำยไฟเสนใหญ

12V 220V

57

ก ำลงงำน

220V

R

2.8V, 50mA

จงหำคำ R ส ำหรบวงจรน

VR=220-2.8 = 217.2VR=V / I = 217.2/0.05 =4344= 4.344kohm

เกดพลงงำนทหลอดไฟเทำไหร ?

P= V I = 2.8 x 0.05 = 0.14W =140mWเกดพลงงำนทตวตำนทำนเทำไหร ?

P= V I = 217.2 x 0.05 = 10.86W

58

ก ำลงงำน

220V

R

2.8V, 50mA

140mW บนหลอดไฟ หำยไปไหน ?

กลำยเปนควำมรอน เรยกคำน วำ Power Dispersionหรอ Power Rating

กลำยเปนแสงสวำง

10.86W บนตวตำนทำน หำยไปไหน ?

¼ Watt Power Dispersion

59

ก ำลงงำน

60

ตวตำนทำนปรบคำได

61

ตวตำนทำนปรบคำได

A B

C

VR 100kΩ100kΩ

𝑅𝐴𝐵 = 100𝑘Ω

𝑅𝐵𝐴 = 100𝑘Ω

62

ตวตำนทำนปรบคำได

A B

C

VR 100kΩ100kΩ

𝑅𝐴𝐵 = 100𝑘Ω

𝑅𝐵𝐴 = 100𝑘Ω

𝑅𝐴𝐶 = 0Ω

𝑅𝐵𝐶 = 100𝑘Ω

63

ตวตำนทำนปรบคำได

A B

C

VR 100kΩ100kΩ

𝑅𝐴𝐵 = 100𝑘Ω

𝑅𝐵𝐴 = 100𝑘Ω

𝑅𝐴𝐶 = 50Ω

𝑅𝐵𝐶 = 50𝑘Ω

64

ตวตำนทำนปรบคำได

A B

C

VR 100kΩ100kΩ

𝑅𝐴𝐵 = 100𝑘Ω

𝑅𝐵𝐴 = 100𝑘Ω

𝑅𝐴𝐶 = 1000Ω

𝑅𝐵𝐶 = 0𝑘Ω

65

ตวตำนทำนปรบคำได

A B

C

VR 100kΩ100kΩ

A

BC A

B

CA

BC

66

ตวตำนทำนปรบคำได

A B

CB-Law มความสมพนธของความตานทานเปนเชงเสนเรยกสนๆวา ตวตานทานปรบคาไดแบบ B (type B)

67

ตวตำนทำนปรบคำได

A B

CA-Law มความสมพนธของความตานทานเปนลอการทมเรยกสนๆวา ตวตานทานปรบคาไดแบบ A (type A)

วชานจะไมใชตวตานทานปรบคาไดชนดนหนาตาจะคลายกน ดใหดๆ อยาเลอกผด!

68

ตวตำนทำนปรบคำไดตวตานทานปรบคาได มชอเรยกตามการใชงาน

ใชจ ากดแรงดน (V) ไมเนนใหกระแสไหลผานตวมนมากเรยกวา โพเทนชโอมเตอร (potentiometer)

ใชจ ากดกระแส (I) กระแสไหลผานตวมนมากเรยกวา รโอสแตต (rheostat)

69

ตวตำนทำนปรบคำตำมสงแวดลอม

Thermistor : ความตานทานเปลยนตามความรอน

70

ตวตำนทำนปรบคำตำมสงแวดลอม

Varister : ความตานทานเปลยนตาม 𝝏𝒗

𝝏𝒕

71

ตวตำนทำนปรบคำตำมสงแวดลอม

Light Dependent Resistors: ความตานทานเปลยนตามความเขมแสง

72

วงจรขนำนและวงจรอนกรม

73

วงจรขนำนและวงจรอนกรมกฎของ เคอรชอฟฟ (Kirchhoff's circuit laws)

1.กฎกระแสไฟฟำของเคอรชอฟฟ กลำววำ “ กระแสไฟฟำทไหลเขำจดใดจดหนงใน วงจรไฟฟำจะเทำกบกระแสไฟฟำทไหลออกจำกจดน น”(Kirchhoff’s Current Law, KCL)

2.กฎแรงดนไฟฟำของเคอรชอฟฟ กลำววำ “ ผลบวกของแรงดนไฟฟำทจำยใหในวงจรไฟฟำปดจะมคำเทำกบผลบวกของแรงดนไฟฟำตกครอมควำมตำนทำนในวงจรไฟฟำปดน น” (Kirchhoff’s Voltage Law, KVL)

74

วงจรขนำนและวงจรอนกรมกฎของ เคอรชอฟฟ (Kirchhoff's circuit laws)

กฎกระแสไฟฟำของเคอรชอฟฟ กลำววำ “ กระแสไฟฟำทไหลเขำจดใดจดหนงใน วงจรไฟฟำจะเทำกบกระแสไฟฟำทไหลออกจำกจดน น”(Kirchhoff’s Current Law, KCL)

75

วงจรขนำนและวงจรอนกรมกฎของ เคอรชอฟฟ (Kirchhoff's circuit laws)

กฎแรงดนไฟฟำของเคอรชอฟฟ กลำววำ “ ผลบวกของแรงดนไฟฟำทจำยใหในวงจรไฟฟำปดจะมคำเทำกบผลบวกของแรงดนไฟฟำตกครอมควำมตำนทำนในวงจรไฟฟำปดน น” (Kirchhoff’s Voltage Law, KVL)

V – Vr =0

76

วงจรขนำน Parallel Circuit

V1 R1 R2 R3 R4

V ครอม R ทกตวเทำกนหมด คอ V1

I4I1 I2 I3It

It IBIA

IBIA

It=I1+I2+I3+I4 Ia=I2+I3+I4Ib=I3+I4 It=I1+Ia

ใช KCL

77

วงจรขนำน Parallel Circuit

จงหำคำกระแสทกตว

I4I1 I2 I3It

It IBIA

IBIA

𝐼1 =𝑉𝑅1𝑅1=24

100= 0.24𝐴

24V 100Ω 220Ω 1kΩ 500Ω

𝐼2 =𝑉𝑅2𝑅2=24

220= 0.1𝐴

𝐼3 =𝑉𝑅3𝑅3=24

1000= 0.024𝐴 𝐼4 =

𝑉𝑅4𝑅4=24

500= 0.048𝐴

𝐼𝑡 = 0.24 + 0.1 + 0.024 + 0.048 = 0.412𝐴

78

วงจรขนำน Parallel Circuit

จงหำคำกระแสทกตว

I4I1 I2 I3It

It IBIA

IBIA

𝐼1 =𝑉𝑅1𝑅1=24

100= 0.24𝐴

24V 100Ω 220Ω 1kΩ 500Ω

𝐼2 =𝑉𝑅2𝑅2=24

220= 0.1𝐴

𝐼3 =𝑉𝑅3𝑅3=24

1000= 0.024𝐴 𝐼4 =

𝑉𝑅4𝑅4=24

500= 0.048𝐴

𝐼𝑎 = 0.1 + 0.024 + 0.048 = 0.172𝐴

79

วงจรขนำน Parallel Circuit

จงหำคำกระแสทกตว

I4I1 I2 I3It

It IBIA

IBIA

𝐼1 =𝑉𝑅1𝑅1=24

100= 0.24𝐴

24V 100Ω 220Ω 1kΩ 500Ω

𝐼2 =𝑉𝑅2𝑅2=24

220= 0.1𝐴

𝐼3 =𝑉𝑅3𝑅3=24

1000= 0.024𝐴 𝐼4 =

𝑉𝑅4𝑅4=24

500= 0.048𝐴

𝐼𝑏 = 0.024 + 0.048 = 0.072𝐴

80

วงจรขนำน Parallel Circuit

กำรรวมคำตวตำนทำนในวงจรขนำน

V1 R1 R2 R3 R4Rt

1

𝑅𝑡=

𝑘=1

𝑛1

𝑅𝑘1

𝑅𝑡=1

𝑅1+1

𝑅2+1

𝑅3+⋯+

1

𝑅𝑛

81

วงจรขนำน Parallel Circuit

1

𝑅𝑡=1

𝑅1+1

𝑅2+1

𝑅3+1

𝑅4

24V 100Ω 220Ω 1kΩ 500Ω

1

𝑅𝑡=1

100+1

220+1

1000+1

500= 0.0175

𝑅𝑡 =1

0.0175= 56.9Ω

82

วงจรขนำน Parallel Circuit

24V 100Ω 220Ω 1kΩ 500Ω

56.9Ω24V𝐼𝑡 =𝑉

𝑅=24

56.9= 0.421𝐴

83

วงจรอนรม Series Circuit

V1

R1 R2 R3 R4

I

V1

R1 R2 R3 R4

V1

จะหา I ไดอยางไร ?

84

วงจรอนรม Series CircuitR

R1R2

R3

R4

R5

R1+R2+R3+R4+R5

85

วงจรอนรม Series Circuit

V1

R1 R2 R3 R4

RtV1 𝑅𝑡 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + 𝑅4

I

I

𝐼 =𝑉1

𝑅𝑡

86

วงจรอนรม Series Circuit

24V

20Ω 100Ω 64Ω 100Ω

จงหาคาแรงดนตกครอมตวตานทานทกตว

VR1 VR2 VR3 VR4

V1

I

ถำหำคำ I ได วงจรน จะค ำนวณงำยมำก

87

วงจรอนรม Series Circuit

24V

20Ω 100Ω 64Ω 100Ω

รวมคาความตานทานเพอหากระแส

RtV1

Rt=20+100+64+100=284Ω

I=V1/Rt=24/284=0.084=84mA

88

วงจรอนรม Series Circuit

24V

20Ω 100Ω 64Ω 100Ω

I=84mA

VR1 VR2 VR3 VR4

VR1=I x R=0.084x20= 1.68 VVR2=I x R=0.084x100= 8.4 VVR3=I x R=0.084x64= 5.376 VVR4=I x R=0.084x100= 8.4 VVR1+VR2+VR3+VR4=1.68+8.4+5.376+8.4=23.856

ค าตอบไมเทากบ 24V เพราะมการปดเลขหลายรอบแตคาจะใกลเคยงมาก

89

วงจรผสม

V1

R1 R3

R2

จงหาคาแรงดนตกครอมตวตานทานทกตว

VR1 VR2

VR3

90

วงจรผสม

V1

R1 R3

R2

ก าหนดกระแสไหลวนในวงจร จนตนาการเอาเอง ไหลทางไหนกได แตตองครบลป และเปนแบบเดยวกนนยมใหวนจากขว + ไปยงขว -และผานตวตานทานทกตว

I1 I2

91

วงจรผสม

จาก KVL ผลรวมของแรงดนในวงจรจะเทากบ 0 เสมอ

VR1 + VR2 +VR3 =V1 แต แรงดนตกครอมตวตานทานเกดจากกระแสมากกวา 1ตว

วธค านวณนนไมยาก เพราะเปนระบบเชงเสน ดงนนแกไดดวยพชคณตเชงเสน

I1R1+ I1R2 – I2R2 -V1=0 I1(R1+R2) + I2R2 =V1 -------(1)I2R2 - I1R2 + I2R3 =0I1R2 + I2(R2+R3) =0 -------(2)

I1= ?I2= ?

V1

R1 R3

R2I1 I2

92

วงจรผสม

12V

20Ω 60Ω

5Ω

20I1+5I1-5I2-12=025I1 -5I2 =12 ---(1)

5I2-5I1+60I2=0-5I1+65I2=0 ---(2)

I1 I2

แกสมการ หา I1 และ I2

93

วงจรผสม25I1 -5I2 =12 ---(1) -5I1+65I2=0 ---(2)

จาก(2)-5I1 = -65I2

I1 = 13I2แทนใน (1)

25(13I2) – 5I2 =12325I2 -5I2=12

I2=0.0375 Aแทนใน (2)

-5I1+65(0.0375)=0 I1=0.487 A

94

วงจรผสม

12V

20Ω 60Ω

5Ω0.487 0.0375

VR1= 0.487 x 20= 9.74 V

VR1 VR2

VR3

VR2= 0.0375 x 60= 2.25 V

VR3= (0.487-0.0375) x 5= 2.224 V

ตรวจทานค าตอบ VR1+VR2 = 9.74 + 2.25 = 11.99

95

วงจรผสม

I1I2

(20+5)I1 – 5I2 =525I1 – 5I2 = 5 –(1)

(60+5)I2 – 5I1 =3.365I2 – 5I1 = 3.3 –(2)

5V

20Ω 60Ω

5Ω3.3V

แกสมการหากระแสใหครบ

96

วงจรผสม

I1

I3

(20+5)I1 – 5I2 =525I1 – 5I2 = 5 –(1)

(60+5)I2 – 5I1 =3.365I2 – 5I1 = 3.3 –(2)

แกสมการหากระแสใหครบ

5V

20Ω 60Ω

5Ω3.3V

220Ω

I2

220I3 =3.3 –(3)

97

ลดวงจรลดวงจร (Shot circuit)ค ำกรยำ(ไฟฟา) ลกษณะทวงจรไฟฟาซงมกระแสไฟฟาไหลผาน มตวน าซงมความตานทานต ากวาความตานทานของวงจรไฟฟานนมากมาแตะพาด เปนเหตใหมกระแสไฟฟาปรมาณมากไหลผานตวน าทมาแตะพาดนน ท าใหเกดความรอนสงมากจนเกดไฟไหมได, ภาษาปาก เรยกวา ไฟชอรต

ลดวงจร = วงจรลด

ตอนค ำนวณจะมองวำ กำรลดวงจร คอกำรใสตวตำนทำน 0Ω ลงไปในวงจร

98

ลดวงจร

5V

20Ω 60Ω

5Ω 220Ω

5V

20Ω

99

ลดวงจร

5V

20Ω 60Ω

5Ω 220Ω

5V

20Ω

5Ω 220Ω

100

ลดวงจร

5V

20Ω 60Ω

5Ω 220Ω

5V

0Ω

101

กรำวด

กราวด (Ground) คอต าแหนงอางองทมคา 0 Volt นยมใชขว – ของแบตเตอร เปนจด 0 Volt

102

กรำวด

5V

20Ω

5Ω 220Ω

5V

20Ω

5Ω 220Ω

20Ω

5Ω 220Ω

5 V

วงจรเดยวกนอาจเขยนไดหลายแบบ

103

กำรบำน 1ใหท าการออกแบบวธการตอสวตชไฟแบบ 3 ทางจ านวน 2 ตวเพอเปดปดไฟจ านวน 1 หลอด โดยก าหนดให

สวตชทง 2 ตวสามารถใชเปดและปดหลอดไฟไดเหมอนกน

A B C

AB

C

ใหเขยน Schematic ของวงจรลงบนกระดาษ A4 จ านวน 1 หนา ในแนวนอนดวยดนสอ 2B ลายเสนคมชด

คพ 121 ตรรกศาสตรเชงดจทลและอปกรณอจฉรยะ

การบานท: เขยนโดย:

วนท: / / รหสนกศกษา: กลม: หนา: /

ก าหนดใหวาง TITLE BLOCK ลงบนมมลางขวาของกระดาษโดยมรปแบบดงน