ฟิสิกส์

บทความเกี่ยวกับค่าความต้านทาน

ในส่วนของกระแสไฟฟ้า ได้มีการกล่าวถึงความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าไปแล้ว รวมถึงสนามไฟฟ้าด้วย สนามไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในตัวนำก็ต่อเมื่อมีความต่างศักย์ในตัวนำนั้น ส่วนถ้าไม่มีความต่างศักย์ ก็จะไม่มีสนามไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นเช่นกัน

ในตัวนำโลหะเกือบทั้งหมด สนามไฟฟ้าจะแปรผันตรงกับความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า โดยที่อัตราส่วนของสนามไฟฟ้าต่อความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าจะมีค่าคงที่ ค่าที่ได้จากการเปรียบเทียบสนามไฟฟ้ากับความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าเรียกว่าค่าความต้านทานจำเพาะ ในทางคณิตศาสตร์ ความสัมพันธ์ระหว่างสนามไฟฟ้า ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า และความต้านทานจำเพาะ สามารถแสดงได้ด้วยสมการ:

อ่านเพิ่มเติม

บทความเกี่ยวกับรหัสสีของตัวต้านทาน

การขอ ตัวต้านทาน ตัวต้านทานเป็นส่วนประกอบหนึ่งของวงจรไฟฟ้าที่ทำหน้าที่ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้ว ตัวต้านทานมีสองประเภท ได้แก่ ตัวต้านทานแบบขดลวดและตัวต้านทานแบบคาร์บอน ตัวต้านทานแบบขดลวดมักใช้ในห้องปฏิบัติการ ทำโดยการพันลวดเส้นเล็กๆ บนพื้นผิวของท่อฉนวน ส่วนตัวต้านทานแบบคาร์บอนมักใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ มีรูปทรงกระบอก และมีลวดอยู่ที่ปลายทั้งสองข้าง ค่าความต้านทานของตัวต้านทานแบบคาร์บอนจะแสดงด้วยรหัสสีและแสดงอยู่บนพื้นผิวของตัวต้านทาน

ค่าความต้านทานของตัวต้านทานสามารถทราบได้จากการตีความรหัสสีของตัวต้านทาน เพื่อความเข้าใจนี้ ให้ดูตารางต่อไปนี้ก่อน จากนั้นศึกษาตัวอย่างโจทย์เพื่อหาค่าความต้านทานของตัวต้านทาน

อ่านเพิ่มเติม

บทความเกี่ยวกับตัวต้านทานแบบอนุกรม

หากต่อตัวต้านทานดังแสดงในรูป ตัวต้านทานเหล่านั้นจะต่อแบบอนุกรม ตัวต้านทานหรือความต้านทานไฟฟ้าในที่นี้ อาจอยู่ในรูปของชิ้นส่วนตัวต้านทาน หลอดไฟ หรืออุปกรณ์ต้านทานไฟฟ้าอื่นๆ

ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านความต้านทาน 1 (R)₁) = ค่าไฟฟ้า เคลื่อนที่ผ่านความต้านทาน 2 (R)₂) = ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านความต้านทาน 3 (R₃). กระแสไฟฟ้า (I) คือประจุไฟฟ้าที่ไหลในช่วงเวลาหนึ่ง (I = Q / t) ดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านความต้านทาน 1 (I)₁) = กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านความต้านทาน 2 (I₂) = กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านความต้านทาน 3 (I₃). ในทางคณิตศาสตร์ กระแสไฟฟ้าทั้งหมด (I) = I₁ = ฉัน₂ = ฉัน₃.

อ่านเพิ่มเติม

สมการความต้านทานไฟฟ้า

ในหัวข้อกฎของโอห์ม ซึ่งเป็นสูตรที่ระบุความสัมพันธ์ระหว่าง... แรงดันไฟฟ้า (วี) กระแสไฟฟ้า (ฉัน) และ ความต้านทานไฟฟ้า (R) ได้รับการหาค่าแล้ว โดยแสดงออกมาทางคณิตศาสตร์ผ่านสมการดังนี้:

สมการนี้แสดงให้เห็นว่าความต้านทานไฟฟ้า (R) แปรผันตรงกับแรงดันไฟฟ้า (V) และแปรผันผกผันกับกระแสไฟฟ้า (I) ถ้าแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าความต้านทานไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้าก็จะสูงขึ้น ในทางกลับกัน ถ้ากระแสไฟฟ้าสูงขึ้น ความต้านทานไฟฟ้าก็จะสูงขึ้น สมการนี้อธิบายกฎของโอห์มได้เฉพาะเมื่อความต้านทานไฟฟ้า (R) คงที่เท่านั้น ถ้าความต้านทานไฟฟ้าไม่คงที่ สมการนี้จะไม่สามารถอธิบายกฎของโอห์มได้ แต่จะอธิบายความต้านทานของตัวนำแทน

อ่านเพิ่มเติม

บทความเกี่ยวกับตัวต้านทานแบบขนาน

ถ้าต่อตัวต้านทานตามรูป ตัวต้านทานเหล่านั้นจะต่อแบบขนาน

การขอ กระแสไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า (กระแสไฟฟ้า = ประจุไฟฟ้าที่ไหลในช่วงเวลาหนึ่ง) ที่ไหลเข้าสู่จุดเชื่อมต่อจะเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากจุดเชื่อมต่อ มีจุดเชื่อมต่อหลายจุด ดังนั้นกระแสไฟฟ้ารวมทั้งหมดจะเท่ากับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลในแต่ละจุดเชื่อมต่อ ในทางคณิตศาสตร์ I = I₁ + ฉัน₂ + ฉัน₃ในขณะที่ความต่างศักย์ไฟฟ้าหรือ แรงดันไฟฟ้า ในแต่ละจุดเชื่อมต่อจะเหมือนกัน

I = V/R ดังนั้นสมการข้างต้นจึงเปลี่ยนเป็น I = V/R₁ + วี/อาร์₂ + วี/อาร์₃แรงดันไฟฟ้าเท่ากัน ดังนั้นสมการนี้จึงเปลี่ยนเป็น I = V (1/R₁ +1/R₂ +1/R₃ถ้าความต้านทานสมมูลคือ 1/R แล้ว I = V (1/R) ดังนั้น 1/R = 1/R₁ +1/R₂ +1/R₃.

อ่านเพิ่มเติม

บทความเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) ความต้านทานภายใน แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต่อ

กระแสไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าไหลในวงจรปิด จากศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังศักย์ไฟฟ้าต่ำ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านส่วนประกอบที่มีความต้านทานไฟฟ้า จะเกิดการลดลงของศักย์ไฟฟ้า พลังงานศักย์ไฟฟ้า เนื่องจากมีการใช้พลังงานไฟฟ้ากับความต้านทานนี้ เพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลต่อเนื่องจากศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังศักย์ไฟฟ้าต่ำได้

จำเป็นต้องมีอุปกรณ์สำหรับเพิ่มพลังงานศักย์ไฟฟ้า อุปกรณ์นั้นคือแรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) หรือที่เรียกให้ถูกต้องกว่าคือแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้าหรือแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบที่แปลงพลังงานประเภทหนึ่งให้เป็นพลังงานไฟฟ้า เช่น แบตเตอรี่ เซลล์แสงอาทิตย์ หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

อ่านเพิ่มเติม

แรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบอนุกรมและแบบขนาน

หากมีแหล่งกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) สองแหล่งขึ้นไปต่อกันดังแสดงในรูป แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหล่านั้นจะถูกต่อแบบอนุกรม

เทียบเท่า แรงดันไฟฟ้า แหล่งกำเนิด (ε) คือ:

ε = ε₁ + ε₂ + ε_n

ความต้านทานภายในเทียบเท่า (r) คือ:

r = r₁ + ร₂ + ร_n

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านความต้านทานภายนอก (R) คือ:

อ่านเพิ่มเติม

กฎข้อแรกของเคิร์ชฮอฟฟ์ หรือที่เรียกว่ากฎจุดเชื่อมต่อ กล่าวว่า กระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าจุดเชื่อมต่อจะเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากจุดเชื่อมต่อนั้น จุดเชื่อมต่อในวงจรไฟฟ้าคือจุดที่ตัวนำสองตัวขึ้นไปมาบรรจบกัน เช่น จุด a ในรูปด้านข้าง

I คือกระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าสู่จุดเชื่อมต่อ ในขณะที่ I₁ และฉัน₂ กระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากจุดเชื่อมต่อคือ I = I₁ + ฉัน₂อีกตัวอย่างหนึ่ง โปรดสังเกตภาพด้านล่าง

อ่านเพิ่มเติม

กฎข้อที่สองของเคิร์ชฮอฟฟ์กล่าวว่า การเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าบนเส้นรอบวงของวงจรปิดมีค่าเป็นศูนย์ กฎข้อที่สองของเคิร์ชฮอฟฟ์นั้นอิงตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน ซึ่งกล่าวว่าพลังงานนั้นไม่มีวันหมด

เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้น ลองนึกภาพประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ในวงจรปิด ดังแสดงในรูป เมื่อประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่าน... ความต้านทานไฟฟ้า (R) พลังงานศักย์ไฟฟ้า พลังงานศักย์ไฟฟ้าจะลดลงเนื่องจากถูกใช้ไปกับความต้านทานเหล่านี้ หากประจุไฟฟ้าไหลผ่านความต้านทานไฟฟ้าอื่น พลังงานศักย์ไฟฟ้าจะลดลงอีกครั้งเนื่องจากถูกใช้ไปกับความต้านทานนั้นอีกครั้ง นอกจากนี้ เมื่อประจุไฟฟ้าไหลผ่านแหล่งจ่ายแรงดันจากศักย์ต่ำไปยังศักย์สูง พลังงานศักย์ไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น เมื่อกลับมายังจุดเดิม พลังงานศักย์ไฟฟ้าจะเท่าเดิม ซึ่งการเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์ เมื่อนำไปใช้ เคิร์ชฮอฟฟ์กฎข้อที่สองของวงจรไฟฟ้าคือ เราใช้การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์ไฟฟ้า

อ่านเพิ่มเติม

นิยามของพลังงานไฟฟ้า

พลังงานและกำลังงานนั้น สามารถอธิบายได้ว่าคือปริมาณงานที่ทำในช่วงเวลาหนึ่งๆ งานเป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงพลังงาน ดังนั้น กำลังงานจึงสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งๆ

กำลังไฟฟ้าคือการเปลี่ยนแปลงของพลังงานไฟฟ้าในช่วงเวลาหนึ่ง ในการทบทวนเรื่องศักย์ไฟฟ้าได้อธิบายไว้ว่า การเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์ไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านบริเวณใดบริเวณหนึ่ง ศักย์ไฟฟ้า เพื่อที่จะหาความแตกต่างได้

อ่านเพิ่มเติม