ชุดที่ 9 ไฟฟ้าพื้นฐาน: ทฤษฎี วงจร กำลังไฟฟ้า และเครื่องวัดไฟฟ้า
✍️ ฝึกทำ เห็นผลทันทีเมื่อส่ง
ชุดนี้สำหรับผู้ที่มีสิทธิ์ชุดข้อสอบนี้
ซื้อชุดตะลุยข้อสอบ หรือคอร์สติวที่รวมชุดนี้ไว้ เพื่อทำได้ไม่จำกัด
รายละเอียดชุดนี้
ชุดนี้ครอบคลุมปริมาณไฟฟ้าพื้นฐาน กฎของโอห์ม วงจรอนุกรม ขนาน และผสม กฎของเคอร์ชอฟฟ์ การแบ่งแรงดันและกระแส กำลังไฟฟ้า พลังงานและค่าไฟฟ้า แม่เหล็กไฟฟ้า มอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หม้อแปลง และการใช้เครื่องวัดไฟฟ้า
ซีรีส์ตะลุยข้อสอบครูผู้ช่วย เอกอุตสาหกรรมศิลป์ 2569 • exammvp.com
สรุปก่อนทำข้อสอบ
1. ปริมาณไฟฟ้าและหน่วย
| ปริมาณ | สัญลักษณ์ | หน่วย | ความสัมพันธ์ |
|---|---|---|---|
| ประจุ | Q | คูลอมบ์ (C) | Q = I × t |
| กระแส | I | แอมแปร์ (A) | I = Q ÷ t (t เป็นวินาที) |
| แรงดัน | V | โวลต์ (V) | V = I × R |
| ความต้านทาน | R | โอห์ม (Ω) | R = ρL/A |
| กำลัง | P | วัตต์ (W) | P = V × I = I²R = V²/R |
| พลังงาน | W | kWh (หน่วย) | W = P × t |
- R = ρL/A: ความยาวเพิ่ม R เพิ่มตาม; พื้นที่หน้าตัด A = πd²/4 จึงแปรตาม d² (เส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เท่า พื้นที่ 4 เท่า)
- โลหะ: ร้อนขึ้น ความต้านทานเพิ่ม; สารกึ่งตัวนำ (ซิลิคอน เจอร์เมเนียม) อยู่ระหว่างตัวนำกับฉนวน
- ไฟ AC 50 Hz: ครบ 50 รอบคลื่นต่อวินาที คาบ T = 1/f = 0.02 s (เปลี่ยนทิศ 100 ครั้งต่อวินาที)
- คลื่นไซน์: V(ยอด) = √2 × V(RMS) ตัวอย่าง 100 V RMS → ยอด ≈ 141 V; มิเตอร์ย่าน ACV แสดงค่า RMS
2. วงจรอนุกรม vs วงจรขนาน
| ประเด็น | อนุกรม | ขนาน |
|---|---|---|
| กระแส | เท่ากันทุกตัว | แยกไหล I(รวม) = I1 + I2 + … |
| แรงดัน | แบ่งกัน V = V1 + V2 + … | เท่ากันทุกกิ่ง |
| ความต้านทานรวม | R1 + R2 + … | 1/R = 1/R1 + 1/R2 + … (น้อยกว่าตัวที่น้อยที่สุด) |
| ตัวใดตัวหนึ่งขาด | ดับทั้งวงจร | กิ่งอื่นทำงานต่อ |
- สองตัวขนาน: R = (R1 × R2)/(R1 + R2); ตัวเท่ากัน n ตัวขนาน: R/n
- วงจรผสม: ยุบส่วนที่อยู่ "ในกิ่งเดียวกัน" ให้เป็นอนุกรมก่อน แล้วค่อยรวมขนาน ทำจากปลายวงจรเข้าหาแหล่งจ่าย
- ตัวอย่างสั้น: 2 Ω อนุกรมกับ (3 Ω ∥ 6 Ω) = 2 + 2 = 4 Ω; ที่ 12 V ได้กระแสรวม 3 A
- สวิตช์ที่ต่อคร่อมอุปกรณ์แล้วสับลง = ลัดอุปกรณ์นั้น (กระแสเลี่ยงผ่านทางที่ไม่มีความต้านทาน)
3. กฎของเคอร์ชอฟฟ์และการแบ่งแรงดัน
- KCL: ผลรวมกระแสเข้าจุดต่อ = ผลรวมกระแสออก
- KVL: ผลรวมแรงดันตกคร่อมรอบวงปิด = แรงดันแหล่งจ่าย
- แบ่งแรงดัน: V2 = V × R2/(R1 + R2); แบ่งกระแสสองกิ่ง: I1 = I × R2/(R1 + R2)
4. กำลังไฟฟ้า พลังงาน และค่าไฟฟ้า
- 1 หน่วย = 1 kWh = วัตต์ × ชั่วโมง ÷ 1,000
- ขั้นตอน: แปลง W → kW, นาที → ชั่วโมง, คูณจำนวนเครื่องและจำนวนวัน แล้วคูณอัตราที่โจทย์กำหนด
- ตัวอย่าง: 1,500 W ใช้วันละ 2 ชั่วโมง 30 วัน = 1.5 × 2 × 30 = 90 หน่วย ถ้าคิดหน่วยละ 4 บาท = 360 บาท
- ใช้แรงดันต่ำกว่าพิกัด (R คงที่) กำลังลดตาม V²: แรงดันเหลือ 1/3 กำลังเหลือ 1/9
- หลอดพิกัดแรงดันเท่ากัน: วัตต์น้อยความต้านทานมาก → ต่ออนุกรมกันหลอดวัตต์น้อยกลับสว่างกว่า
- เครื่องใช้ในบ้านต่อขนาน: กระแสรวม = ผลรวมกำลัง ÷ แรงดัน
5. แม่เหล็กไฟฟ้าและหม้อแปลง
| กฎ/อุปกรณ์ | สาระสำคัญ |
|---|---|
| กฎมือขวา (กำลวด) | หัวแม่มือ = ทิศกระแส, นิ้วที่กำ = ทิศสนามแม่เหล็ก |
| กฎมือซ้ายเฟลมมิง (มอเตอร์) | นิ้วชี้ = สนาม, นิ้วกลาง = กระแส, หัวแม่มือ = แรง |
| เครื่องกำเนิดไฟฟ้า | แรงดันเหนี่ยวนำเกิดเมื่อฟลักซ์เปลี่ยน — หมุนเร็วขึ้น/รอบมากขึ้น/แม่เหล็กแรงขึ้น แรงดันเพิ่ม |
| หม้อแปลงอุดมคติ | V1/V2 = N1/N2 = I2/I1; ทำงานกับ AC เท่านั้น; แกนแผ่นบางเคลือบฉนวนลดกระแสไหลวน |
6. เครื่องวัดไฟฟ้า
- แอมมิเตอร์ต่ออนุกรม (ความต้านทานภายในต่ำมาก) / โวลต์มิเตอร์ต่อขนาน (ความต้านทานภายในสูงมาก)
- ไม่ทราบค่า → ตั้งย่านสูงสุดก่อนแล้วลดลง; วัดโอห์มต้องตัดไฟและควรยกขาอุปกรณ์ข้างหนึ่งออก
- โอห์มมิเตอร์แบบเข็ม: ค่าที่อ่าน × ตัวคูณย่าน (R×1, R×10, R×100 …) และต้องปรับศูนย์ทุกครั้งที่เปลี่ยนย่าน
- แคลมป์มิเตอร์: คล้องสายเพียงเส้นเดียว; เมกะโอห์มมิเตอร์: วัดความต้านทานฉนวนด้วยแรงดันทดสอบสูง; วัตต์มิเตอร์: ขดกระแสอนุกรม ขดแรงดันขนาน
- โวลต์มิเตอร์ที่ความต้านทานภายในไม่สูงพอจะ "ดึง" วงจรความต้านทานสูง ทำให้อ่านได้ต่ำกว่าจริง (loading effect)
กับดักที่ออกสอบบ่อย
- รวมตัวต้านทานขนานด้วยการบวกตรง ๆ หรือหา 1/R แล้วลืมกลับเศษเป็นส่วน
- จำสูตรกลับเป็น I = V ÷ P (ที่ถูกคือ I = P ÷ V)
- ลืมแปลง W → kW หรือ นาที → ชั่วโมง เวลาคิดค่าไฟฟ้า (ค่าที่ได้คลาดไป 1,000 เท่า หรือ 60 เท่า)
- คิดว่าเส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่ม 2 เท่า ความต้านทานลดครึ่งเดียว (จริง ๆ ลดเหลือ 1/4 เพราะพื้นที่แปรตาม d²)
- สับสนกฎมือขวากับกฎมือซ้าย และสลับหน้าที่ของนิ้วชี้กับนิ้วกลาง
- กลับอัตราส่วนหม้อแปลง: ด้านแรงดันต่ำมีกระแสมาก ไม่ใช่กระแสน้อย
- ต่อแอมมิเตอร์ขนานกับโหลด = ลัดวงจรผ่านมิเตอร์ ฟิวส์ในมิเตอร์ขาดหรือมิเตอร์เสีย
