2. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
60
2. ถาประจุไฟฟาที่ผานลวดตัวนําหนึ่ง ภายในเวลา 2 นาที เทากับ 600 ไมโครคูลอมบ
กระแสไฟฟาที่ไหลผานลวดตัวนํานี้จะมีคากี่แอมแปร ( 5 x 10–6)
วิธีทํา
3. ถาปริมาณประจุไฟฟาที่ผานหลอดไฟใน 1 นาที เทากับ 120 ไมโครคูลอมบ กระแสไฟฟา
ผานหลอดไฟมีคากี่แอมแปร ( 2 x 10–6 )
วิธีทํา
กรณีที่โจทยไมบอกขนาดประจุไฟฟา (Q) มาใหนั้น เราอาจหาคาประจุไฟฟาไดจากสมการ
Q = n e
เมื่อ n = จํานวนอิเลคตรอนที่เคลื่อนที่ผานพื้นที่หนาตัดตัวนํา ณ.จุดหนึ่งๆ
e = 1.6 x 10 –19 C ( คือ ประจุอิเลคตรอน 1 ตัว )
4. หากจํานวนอิเลคตรอนที่เคลื่อนผานพื้นที่หนาตัดเสนลวดตัวนําหนึ่งเทากับ 5x1020 อนุภาค
ภายในเวลา 2 วินาที จงหาปริมาณกระแสไฟฟาที่เกิดขึ้น (40 แอมแปร)
วิธีทํา
5. ถาตอลวดโลหะเสนหนึ่งกับเซลลไฟฟา แลวพบวามีกระแสไฟฟา ผานลวดเสนนี้ 3.2 A
จงหาจํานวนอิเลคตรอนที่ผานพื้นที่ภาคตัดขวางลวดในเวลา 5 วินาที (1020 ตัว)
วิธีทํา
เราอาจคํานวณหาปริมาณกระแสไฟฟาไดจากอีกสมการหนึ่ง คือ
I = N ev A
เมื่อ N = ความหนาแนนอิเลคตรอน ( m–3 )
e = 1.6 x 10 –19 C ( คือ ประจุอิเลคตรอน 1 ตัว )
v = ความเร็วลอยเลื่อนของอิเลคตรอน (m /s )
A = พื้นที่หนาตัดของตัวนํา ( m2)
3. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
61
6. ลวดเสนหนึ่งมีพื้นที่หนาตัด 5 ต.ร.มม มี e 1x1028 อนุภาคตอ ล.บ เมตร ถา e เคลื่อนที่
ดวยความ เร็วลอยเลื่อน 1 มม/วินาที จงหากระแสที่ไหลในเสนลวด ( 8 A )
วิธีทํา
7(En 37) ลวดโลหะเสนหนึ่งมีพื้นที่ ภาคตัดขวาง 1 ตารางมิลลิเมตร ถามีกระแสไฟฟาจํานวน
หนึ่งไหลผานลวดนี้ ในเวลา 4 วินาที โดยขนาดความเร็วลอยเลื่อนของอิเล็กตรอนเทากับ
0.02 เซนติเมตรตอวินาที จงหาปริมาณประจุไฟฟาที่เคลื่อนที่ผานลวดนี้ในเวลาดังกลาว
( ใหความหนาแนนอิเลคตรอนอิสระของโลหะนี้เทากับ 1.0 x 1029 m–3 ) (ขอ 3)
1. 8.00 C 2. 10.2 C 3. 12.8 C 4. 16.0 C
วิธีทํา
ควรทราบเพิ่มเติมวา พื้นที่ใตกราฟกระแสไฟฟา ( I ) กับเวลา ( t ) จะมีขนาดเทากับปริมาณ
ประจุไฟฟา (Q) เสมอ
8(En 41/2) กระแสไฟฟา I ที่ผานเสนลวดโลหะเสนหนึ่ง
สัมพันธกับเวลา T ดังกราฟ จงหาปริมาณประจุไฟ
ฟาทั้งหมดที่ผานพื้นที่หนาตัดของเสนลวดโลหะนี้ ใน
ชวงเวลา 0 ถึง 10 วินาที
1. 5.0 C 2. 6.25 C
3. 7.5 C 4. 8.75 C (ขอ 3)
วิธีทํา
⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦
4. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
62
ตอนที่ 2 กฏของโอหม และความตานทาน
กฏของโอหม กลาววา
“ปริมาณกระแสไฟฟาที่ไหลผานตัวนําหนึ่ง ๆ จะแปรผันตรงกับความตางศักย”
เขียนความสัมพันธจะได I ϒ V
I = k V
V = k
1 I
V = I R
เมื่อ V = ความตางศักย (โวลต)
I = ปริมาณกระแสไฟฟา (แอมแปร)
R = ความตานทาน (โอหม)
9. จะตองใชความตางศักยเทาใดตอกับตัวตานทาน 1 เมกะโอหม (106 υ) เพื่อใหมีกระแส
ไฟฟาผานตัวตานทาน 1 mA (100 โวลต )
วิธีทํา
10. ลวดความตานทานเสนหนึ่ง เมื่อตอระหวางความตางศักย 4.0x10–3 โวลต มีกระแสไหล
ผาน 1.0 มิลลิแอมแปร ถาตอระหวางความตางศักย 1.2 โวลต จะมีกระแสผานกี่แอมแปร
ก. 0.3 x 10–3 ข. 3.3 x 10–3 ค. 4.8 x 10–3 A ง. 0.3 ( ขอ ง )
วิธีทํา
จาก V = I R
จะได R
V = I
จะเห็นวา หาก R มาก I จะนอย
หาก R นอย I จะมาก
และเกี่ยวกับความตานทานของตัวนําใด ๆ
R ϒ A
L
R = ″ A
L
7. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
65
18. ลวดเสนหนึ่งมีความตานทาน 6.0 โอหม เมื่อนํามารีดใหเสนลวดมีขนาดเล็กลงจนมีความ
ยาวเปนสามเทาของตอนเริ่มตน ถาคุณสมบัติตางๆ ของสารที่ทําเสนลวดไมเปลี่ยน ความ
ตานทานของเสนลวดตอนสุดทายจะเปนกี่โอหม ( ขอ ง. )
ก. 18 ข. 24 ค. 36 ง. 54
วิธีทํา
⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦
ตอนที่ 3 พลังงานไฟฟา และ กําลังไฟฟา
สมการที่ใชหาพลังงานไฟฟา
W = Q V
W = I t V จาก Q = I t
W = I t I R จาก V = IR
W = I2Rt
W = R
V t V จาก I = R
V
W = R
2V t
เมื่อ W = พลังงานไฟฟา (จูล) Q = ประจุไฟฟา (คูลอมบ)
V = ความตางศักย (โวลต) I = กระแสไฟฟา (แอมแปร)
t = เวลา (วินาที) R = ความตานทาน (โอหม)
8. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
66
สมการที่ใชหากําลังไฟฟา
P = t
W
P = t
QV
P = I V
P = I2 R
P = R
2V
เมื่อ P = กําลังไฟฟา (วัตต)
19. ตอหลอดไฟกับความตางศักย 220 V แอมมิเตอรอานกระแสไฟฟาได 0.1 A จงหาพลัง
งานไฟฟาที่สูญเสียไฟเมื่อเปดหลอดไฟนี้ 1 นาที ( 1320 จูล)
วิธีทํา
20(มช 28) เตาไฟฟาเตาหนึ่งประกอบดวยลวดใหความรอนซึ่งมีความทาน 48.4 υ เมื่อตอเขา
กับความตางศักยไฟฟา 220 V เปนเวลา 10 นาที จงหาปริมาณความรอนที่เกิดขึ้น
ก. 6 x 105 J ข. 6 x 104 J ค. 104 J ง. 103 J (ขอ ก)
วิธีทํา
21. ตอหลอดไฟกับความตางศักย 220 V แอมมิเตอรอานกระแสไฟฟาได 0.1 A จงหากําลังไฟ
ฟาของหลอดไฟนี้ ( 22 วัตต)
วิธีทํา
20. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
78
56. วงจรดังรูป จงหาความตางศักยระหวางจุด a และ b (ก. 6V ข. 4.5 V ค. 6 V)
ก. เมื่อไมมีตัวตานทาน ข. เมื่อมีตัวตานทาน 2 k♠ ค. เมื่อมีตัวตานทาน 1 M♠
วิธีทํา
4.3 วงจรที่มีบางจุดยุบรวมกันได
57. จากรูปตอไปนี้จงหาความตานทานรวม
ระหวางจุด A กับ B (1.5 โอหม)
วิธีทํา
R1=1k♠
R2=2k♠
Vin 9V a
b
Vout
ก
R1=1k♠
R2=2k♠
9V
2 k♠
ข.
a
R1=1k♠
R2=2k♠
9V
1 M♠
b
a
b
ค.
A
C
D
B
6♠ 3♠ 6♠
21. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
79
58. จากรูปตอไปนี้จงหาความตานทานรวม
ระหวางจุด A กับ B (3.75 โอหม)
วิธีทํา
59. จากรูปตอไปนี้จงหาความตานทานรวม
ระหวางจุด A กับ B (3 โอหม)
วิธีทํา
60. จากรูปตอไปนี้จงหาความตานทานรวม
ระหวางจุด A กับ B (1.5 โอหม)
วิธีทํา
A
CD
B
2♠
3♠
4♠
4♠ 2♠
A
C
D
B
6♠ 3♠ 6♠
8♠
A
B
2♠
1♠
1♠
C
D
22. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
80
61. จากรูปตอไปนี้จงหาความตานทานรวม
ระหวางจุด A กับ B (6 โอหม)
วิธีทํา
62. จากรูปที่กําหนดใหจงหาความตานทาน
รวมระหวางจุด A กับ B (1 โอหม)
วิธีทํา
A C D
B
1.2 ♠ 5.6 ♠
6 ♠
EF
4 ♠
12 ♠
A
b
d
B
f e
a
c
1♠
1♠
1♠
1♠ 1♠
1♠
1♠
1♠
1♠
1♠1♠1♠
23. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
81
4.4 วงจรแบบสมมาตร
63. จงหาความตานทานรวมระหวางจุด
A กับ B ถาตัวตานทานแตละตัว
มีความตานทาน 2 ♠ ( 3 ♠)
วิธีทํา
64. จากวงจรที่กําหนดใหจงหาความตานทานรวมระหวางจุด x , y (2 R)
วิธีทํา
A B
2♠
2♠
2♠
2♠
2♠
2♠
2♠
2♠
2♠
2♠
2♠
2♠
2♠
2♠
R
y
R
R
2R
2R
R
R
R
R
R
R
2R
R
2R
R R
x
24. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
82
65. จากรูป จงหาความตานทานรวมระ
หวางจุด x และ y (10 ♠)
วิธีทํา
4.5 วงจร WHEATSTONE BRIDGE
66. จงหาความตานทานรวมระหวางจุด
A กับ B (100 โอหม)
วิธีทํา
y
6♠
4♠
5♠
6♠
5♠
6♠
6♠
20♠
5♠
5♠
20♠
x
B
100♠
100♠
100♠
100♠
100♠
A
25. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
83
67. จงหาความตานทานรวมระหวางจุด
A กับ B (2.5 โอหม)
วิธีทํา
68. จงหาความตานทานรวมระหวางจุด
A กับ B ( 3
40 โอหม)
วิธีทํา
69. จากรูปจงหาความตานทานรวมระหวางจุด x กับ y (200 โอหม)
วิธีทํา
B
1♠
10♠
6♠
5♠
2♠
A
A
C
D
B
20♠
10♠
10♠
20♠
y500♠100♠
200♠
50♠
200♠
500♠
500♠
x
26. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
84
70. จากวงจรในรูป โวลมิเตอรอานคาไดศูนย
จงหาตัวตานทาน R ในวงจรมีคากี่โอหม
วิธีทํา (6 โอหม)
4.6 วงจร Delta , Wye
71. จงหาความตานทานรวมระหวางจุด A และ B
จากรูปวงจรที่กําหนดให (2.6 โอหม)
วิธีทํา
A
C R
B
E
20♠
30♠40♠
V
10♠
D
B
3♠
5♠
3♠
2.5♠
2♠
A
D
C
27. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
85
72. จากวงจรดังรูปตัวตานทานทุกตัวมีความตาน
ทานตัวละ 30 โอหม จงหาความตานทานรวม
ระหวางจุด A และ B ( 3
100 โอหม)
วิธีทํา
⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦
ตอนที่ 5 แรงเคลื่อนไฟฟา
แรงเคลื่อนไฟฟา (E) คือ พลังงานที่ประจุ 1 คูลอมบใชในการเคลื่อนที่จนครบ 1 รอบวงจร
E = I(R+r)
เมื่อ E คือ แรงเคลื่อนไฟฟา (โวลต)
I คือ ปริมาณกระแสไฟฟา (แอมแปร)
R คือ ความตานทานภายนอกเซลลไฟฟา (โอหม)
r คือ ความตานทานภายในเซลลไฟฟา(โอหม)
A
F
30♠
B
30♠
30♠
30♠
30♠30♠
C
30♠
30♠ 30♠
33. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
91
86. จากวงจรที่แสดงตามรูป จงหากระแสในวงจร (ขอ ค)
ก. 0.25 A ข. 0.50 A
ค. 1.00 A ง. 1.50 A
วิธีทํา
87. จากรูป จงหากระแสที่ไหลในวงจร (4 แอมแปร)
วิธีทํา
88(En 40) พิจารณาวงจรไฟฟาดังรูป จงหาคา
กระแสไฟฟาที่ไหลในวงจร (ขอ 2)
1. 0.25 A 2. 0.50 A
3. 0.75 A 4. 1.00 A
วิธีทํา
34. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
92
2) การตอแบบขนาน คือ การตอเซลลไฟฟาแบบแยกอยูคนละสาย
Eรวม = E และ รวมr 1 =
1r1 +
2r1
89. จงหา I ที่ผานความตานทาน 2♠ จากรูป (2 A)
วิธีทํา
90. จงหา I ที่ผานความตานทาน 4 ♠
จากรูป (1 A)
วิธีทํา
91. จงหากระแสไฟฟาผานตัวตานทาน a , b และ c
ในวงจรไฟฟา ดังรูป
ให E1 = 3 V Ra = 7 ♠
E2 = 3 V Rb = 4 ♠
r1 = 1 ♠ Rc = 12 ♠
r2 = 1 ♠ (0.5 ,0.375 , 0.125 A)
วิธีทํา
a
b
c
r1 E1 r2 E2
35. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
93
92. ไดโอดเปลงแสงตัวหนึ่งจะเปลงแสงเมื่อมีกระแสไฟฟา 20 มิลลิแอมแปร ผานขณะตอไบ
แอสตรง และความตางศักยระหวางขั้ว 1.7 โวลต ถานําไดโอดตัวนี้ไปตอกับแบตเตอรี่ 6
โวลต ที่มีความตานทานภายในนอยมาก จะตองนําตัวตานทานคาเทาใดมาตออยางไรกับ
วงจรเพื่อไมใหไดโอดเสียหาย ( นําความตานทาน 215 โอหม ตออนุกรมกับไดโอด)
วิธีทํา
⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦
ตอนที่ 6 การหาความตางศักยระหวางเซลล
เราสามารถหาความตางศักยระหวางเซลลไฟฟาใด ๆ ไดจากสมการ
Vab = ϒϒϒϒIR – ϒϒϒϒE
เมื่อ Vab คือ ความตางศักยระหวางจุด a กับจุด b
I คือ กระแสไฟฟาในวงจร
R คือ ความตานทานระหวางจุด a กับ b
E คือ แรงเคลื่อนไฟฟาระหวางจุด a กับ b
ตองทราบเพิ่มเติม
1. ตองคิดจากจุด a ไปจุด b ตามทิศการไหลของกระแสไฟฟา
2. หาก E มีทิศตานกระแสไฟฟา I (คือกระแสเขาขั้วบวกของเซลล) ตองใช E เปนลบ
หาก E มีทิศเดียวกับกระแสไฟฟา I (คือกระแสเขาขั้วลบของเซลล) ตองใช E เปนบวก
3. Vab = Va – Vb
Vab = –Vba
4. หากเราคิดจนครบรอบวงจร จะไดวา V = 0 จะไดออกมาวา
0 = θIR – θE
ϒϒϒϒE = ϒϒϒϒIR
36. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
94
93. จากวงจรดังรูป จงหาความตางศักย
ไฟฟาระหวางจุด b กับ c และระ-
หวางจุด d กับ a (12 , 7.5 โวลต )
วิธีทํา
94. จากวงจรดังรูป จงหาศักยไฟฟาที่จุด
a , b , c (2.5 , 11 , 9)
วิธีทํา
⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦
12V
8V
6V
6υ
2υ
5υ
2υ
4υ
1υ
a b
cd
6V
2V
6V 6υ
1υ
2υ
1υ
1υ
a b
cd
12V
3υ
2υ
4υ
54. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
112
แรงกระทําระหวางลวดตัวนํา 2 เสนที่ขนานกันและมีกระแสไฟฟาไหลผาน
กรณีที่มีลวดตัวนํา 2 เสน ขนานกัน
หากมีกระแสไฟฟาไหลไปในทางตรงกันขาม
ลวดทั้ง 2 จะเกิดแรงผลักกัน
หากมีกระแสไฟฟาไหลไปทางเดียวกัน
ลวดทั้ง 2 จะเกิดแรงดูดกัน
134(En 44/1) สายไฟที่เดินในอาคารประกอบขึ้นดวยลวดทองแดง 2 เสน หุมฉนวนและมี
เปลือกหุมให 2 เสน รวมอยูดวยกันอีกชั้นหนึ่ง เมื่อมีการใชเครื่องไฟฟาในบาน ลวด 2 เสน
จะมีแรงกระทําตอกันหรือไม และอยางไร
1. ไมมีแรงกระทําตอกัน เพราะมีฉนวนหุมแยกจากกันไมได
2. มีแรงกระทําตอกัน โดยผลักและดูดสลับกันเพราะเปนไฟฟากระแสสลับ
3. มีแรงกระทําตอกันและเปนแรงดูดเขาหากัน
4. มีแรงกระทําตอกันและเปนแรงผลักซึ่งกันและกัน (ขอ 4)
แรงกระทําตอขดลวดที่อยูในสนามแมเหล็ก และมีกระแสไฟฟาไหลผาน
หากเรานําขดลวดไปไวในสนามแมเหล็ก แลวปลอย
กระแสไฟฟาใหเขาไปไหลวนดังรูป จะพบวาแรง
กระทําตอขดลวด 2 ขางจะมีทิศตรงกันขาม จะสง
ผลทําใหขดลวดนั้นเกิดการหมุนตัวเราสามารถหา
โมเมนตการหมุนของขดลวดนี้ไดจากสมการ
M = N I A B cos ±±±±
เมื่อ M = โมเมนตของแรงคูควบ (N.m)
N = จํานวนรอบของขดลวด
A = พื้นที่ของขดลวด (m2)
B = ความเขมสนามแมเหล็ก (เทสลา)
± = มุมระหวางระนาบพื้นที่ (A) กับ
สนามแมเหล็ก (B)
55. Physics Online V http://www.pec9.com บทที่ 16 ไฟฟาและแมเหล็ก (1)
113
ควรจํา 1) โมเมนตสูงสุดเกิดเมื่อ A ขนานกับ B คือ ± = 0o
2) โมเมนตต่ําสุดเกิดเมื่อ A ตั้งฉากกับ B คือ ± = 90o
เพราะ M = N I A B cos ±
M = N I A B cos 90o
M = N I A B (0)
M = 0
135. ขดลวดตัวนํารูป พื้นที่ 10 cm2 วางอยูในบริเวณที่มีสนามแมเหล็ก 5 เทสลา ถาจํานวน
ขดลวดตัวนําเทากับ 400 รอบ จงหาโมเมนตของแรงคูควบที่เกิดขึ้น เมื่อระนาบ ขดลวดทํา
มุม 60o กับแนวสนามแมเหล็ก คาของกระแสที่ผานขดลวดเทากับ 6 แอมแปร (6 N.m)
วิธีทํา
136(มช 36) ขดลวดวงกลมมีพื้นที่หนาตัด 60 ตารางเซนติเมตร มีขดลวดพันอยู 600 รอบ และ
มีกระแสไหลผาน 1 แอมแปร วางไวในสนามแมเหล็กที่มีความเขม 1 เทสลา โมเมนต
สูงสุดของขดลวดจะมีคากี่นิวตันเมตร (3.6 N.m)
วิธีทํา