V บทที่ 17 ไฟฟ าและแม เหล็ก (2) ฟ สิกส ... · ฟ...

Physics Online V http://www.pec9.com บทท 17 ไฟฟาและแมเหลก (2)

ฟสกส บทท 17 ไฟฟาและแม เหลก ( 2 )

ตอนท 1 กระแสเหนยวนา หากเราเคลอนลวดตวนา หรอ ขดลวดตวนา

ตดสนามแมเหลก หรอเคลอนฟลกซแมเหลกตด ขดลวดตวนาจะทาใหเกดกระแสไฟฟาไหลในตว นานน เรยกปรากฏการณนวาเปน การเหนยวนา ทางไฟฟา (electromagnetic induction)

กระแสไฟฟาทเกดเรยก กระแสเหนยวนา (induced current) แรงเคลอนไฟฟาทเกด เรยก แรงเคลอนไฟฟา เหนยวนา (induced electromotive force) กรณลวดเสนตรง เราหาแรงเคลอนไฟฟาไดจาก E = B L v เมอ L = ความยาวเสนลวด (m)

v = ความเรวในการเคลอนท (m/s) กรณใชขดลวดหมนตดสนามแมเหลกกระแสไฟ

ฟาทไหลออกมาจะมทศกลบไปมากลบมา เรยกวา กระแสไฟฟาสลบ

1. B� เปนสนามแมเหลก มทศพงตงฉากลงใน กระดาษมขนาด 1.0 เทสลา PQ เปนตวนาวาง อยบนรางโลหะ TS และ UR โดย PQ เคลอน ทไปทางซายดวยความเรว 8 เมตร/วนาท ระ หวาง S และ R มความตานทานตออย 5 โอหม แรงเคลอนไฟฟาเหนยวนาในตวนา PQ คา เทาใดในหนวยของโวลต

วธทา

ม

97

(3.2)


หากเราเคลอนฟลกซแมเหลกตดขดลวด กจะทาใหเกดกระแสไหลเวยนในขดลวดนน เชนกน เราสามารถหาทศการไหลวนของกระแสไฟฟาทเกดไดโดยใชกฏมอซาย ดงน 1) ใชมอซายกาขดลวดตวนา โดยใหนวหวแมมอชตามทศของสนามแมเหลก 2) หากฟลกซแมเหลกทไหลผานพนทขดลวดมปรมาณเพมขน กระแสเหนยวนาจะมทศ วนตามนวทง 4 ทเหลอ แตหากฟลกซมปรมาณลดลง กระแสเหนยวนาจะมทศ วนในทศตรงกนขามกบนวทง 4

2(มช 31) แทงแมเหลกเคลอนทเขาหาเรอออกจากขดลวดตวนา ทาใหมกระแสเหนยวนาเกดขน ในขดลวด อยากทราบวารปใดถกตอง (ขอ ง) ก. ข.

ค. ง. วธทา

98


99

3(มช 43) เมอมการเปลยนแปลงสนามแมเหลก β B จะทาใหเกดกระแสเหนยวนาในขดลวด ถา β B ชทศเดยวกบ B แสดงวาสนามแมเหลกเพมขน และถา β B ชทศตรงขามกบ B

แสดงวาสนามแมเหลกลดลง จงเลอกขอทถก (ขอ 1) 1. 2.

3. 4.

วธทา

แรงเคลอนไฟฟาดนกลบ ในกรณของมอเตอรกระแสตรงนน เราจะป อยกระแสไฟฟาไหลเขาไปในขดลวด ทอยในสนามแมเหลกจะทาใหมอเตอรเกดการหมน ในขณะเดยวกน การหมนนกทาใหเกดกระแสไฟฟา เหนยวนาและแรงเคลอนไฟฟาเหนยวนา ซงจะมทศ ตรงกนขามกบแรงเคลอนไฟฟาทเราใส (E) จงเรยก แรงเคลอนไฟฟาดนกลบ (e)

ดงนน แรงเคลอนไฟฟาลพธ = E – e และกระแสไฟฟาทไหลเขามอเตอร จะหาค

I = r R e EΙ

Κ

เมอ I = กระแสทไหลเขามอเตอร E = แรงเคลอนไฟฟาทใสเขาไป e = แรงเคลอนไฟฟาดนกลบ (โว r = ความตานทานภายในของแห R = ความตานทานภายนอกแหลง จากสมการน จะเหนวา ถามอเตอรฝด หร แรงเคลอนไฟฟาดนกลบ(e) จะมคานอยลง ด มาก ทาใหกระแสไฟฟา (I) ทไหลเขามอเตอ
าไดจาก
(โวลต ) ล ) ลกอ งนรม

ต

ล

งกาเนดไฟฟา (โอหม) าเนดไฟฟา ( ความตานทานของมอเตอร ) ไฟฟาตก จะทาใหมอเตอรหมนชาลงทาให น แรงเคลอนไฟฟาลพธ (E – e) จะมคา คามากกวาทควรอาจทาใหมอเตอรไหมได


100

4(มช 28) แบตเตอรขนาด 6 V มความตานทานภายใน 1 υ ตอเขากบมอเตอรกระแสตรง ซงมความตานทานของขดลวดของมอเตอรเทากบ 1υ ในขณะทมอเตอรหมนสามารถวด กระแสไฟฟา 0.5 A แรงเคลอนไฟฟาดนกลบมอเตอรมคา ก. 7.5 V ข. 5.5 V ค. 5.0 V ง. 4.5 V (ขอ ค) วธทา

5. มอเตอรเครองหนงใชกบแรงเคลอนไฟฟา 12 โวลต ขณะมอเตอรกาลงทางานจะเกดแรง เคลอนไฟฟาตานกลบ 10 โวลต และมกระแสผานมอเตอร 8 แอมแปร ขดลวดของมอเตอร มความตานทานเทาใด (0.25) วธทา 6(มช 38) ในขณะทมอเตอรหมนดวยอตราเรวคงท ขดลวดทอยภายในมอเตอรจะม 1. โมเมนตของแรงคควบเปนศนยคงท 2. ฟลกซแมเหลกเปนศนยคงท 3. กระแสไฟฟามากกวากระแสไฟฟาทผานมอเตอรในขณะเรมหมน 4. แรงเคลอนไฟฟาเหนยวนาเกดขนในทศตรงขามกบแรงเคลอนไฟฟาเดม (ขอ 4)

7(มช 30) ถามอเตอรตดขดจนทาใหมอเตอรหยดหมนเปนเวลานานจะทาใหมอเตอรไหมเพราะ ก. มความเสยดทานเกดขนตามจดหมนเปน ข. เกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวนาซงมทศตรงกนขามกบแรงเคลอนไฟฟาเดม ค. ไมมแรงเคลอนไฟฟาดนกลบเกดขน ง. ทาใหฟลกซแมเหลกทผานขดลวดมการเปลยนแปลง เกดกระแสเหนยวนาขนเปน

จานวนมาก (ขอ ค)


วงจรกรองกระแส วงจรกรองกระแสเปนวงจรทใชเปลยนกระแสไฟฟาตรงโดยการนาไดโอดไปตออนกรม กบแหลงกาเนดไฟฟาสลบ ไฟฟาทผานไดโอดออกมาจะเปนไฟฟากระแสตรงทมคาไมสมา เสมอวงจรกรองกระแสน อาจดดเปนประเภทครงคลนหรอเตมคลนได ไดโอดเปนอปกรณทางไฟฟา ซงยอมใหกระแสไฟฟาผานไดในทศทางเดยว

และเนองจากกระแสทไดจากเบองตนยงมคาไมสมาเสมอ ในวงจรกรองกระแสจงตอง เพมตวเกบประจเขาไปอกตวหนงดงรป เพอทาใหกระแสไฟฟาตรงทไดออกมามคาสมาเสมอ

101

⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦


ตอนท 2 หมอแปลงไฟฟา

หมอแปลงไฟฟา คอ เครองมอทใชเปลยนความตางศกย (หรอ แรงเคลอนไฟฟา) ใหมคาสงขน หรอตาลงตามตองการ หมอแปลงไฟฟาม 2 แบบใหญ ๆ คอ 1. หมอแปลงขน (Set up Tramformer)

ใชเปลยนความตางศกยจากตาเปนสง 2. หมอแปลงลง (Step down Tranformer)

ใชเปลยนความตางศกยจากสงเปนตา

สวนประกอบของหมอแปลงไฟฟา 1. แกนเหลกออน ทาดวยเหลกออ แผนบาง ๆ หลาย ๆ แผนวางซอนกน นยมตดเปน สเหลยมจตรสกลางกลวงหรอต 2. ขดลวดปฐมภม (Pimarycoil) เ ของแกนเหลก 3. ขดลวดทตยภม (Secondary) เป ขางหนงของแกนเหลก

หลกการทางานของหมอแปลงไฟฟา เมอใหแรงเคลอนไฟฟา (E1) ผานปฐมภม จะเกดสนามแมเหลกวนรอปฐมภมขน และฟลกซแมเหลกทเกดขนาใหเกดแรงเคลอนไฟฟา(E 2) ทขด

ความสมพนธ ของแรงเคลอนไฟฟ 2E1

E = 2N1N = 2V1

V

เมอ E1 , E2 = แรงเคลอนไฟฟา N1 , N2 = จานวนขดลวดปฐ V1 , V2 = ความตางศกยขอ ขอควรร 1. หมอแปลงลง จะมคา E

หมอแปลงขน จะมคา E

น
ดเปนรปตว E ทาหนาทรวมเสนแมเหลกจากขดลวด ปนขดลวดทปลอยใหกระแสเขา พนอยทขาขางหนง
นขดลวดทสงกระแสไฟฟาออก จะพนอยทปลายอก

ไปยงขดลวด บ ๆ ขดลวด น จะเหนยว ลวดทตยภม าท องคอ

ของมภงขด1 >1 <

งส

102

ขดลวดปฐมภม และทตยภม ตามลาดบ ม และทตยภม ตามลาดบ ลวดปฐมภม และ ทตยภม ตามลาดบ E2 และ V1 > V2 และ N1 > N2 E2 และ V1 < V2 และ N1 < N2


103

2. ถาหมอแปลง มประสทธภาพเตม 100% เราจะไดวา กาลงไฟฟาทขดลวดปฐมภม = กาลงไฟฟาทขดลวดทตยภม P1 = P2

I1 V1 = I2 V2

8(มช 27) กระแสไฟฟาสลบในขดทตยภมของหมอแปลงไฟฟาเกดขนไดเนองจาก ก. การเปลยนแปลงสนามไฟฟา ข. การเปลยนแปลงสนามแมเหลก ค. แกนเหลกของหมอแปลงไฟฟา ง. กระแสไฟฟาในขดปฐมภม (ขอ ข)

9(En 44/1) หมอแปลงไฟฟาซงใชไฟฟา 110 โวลต มขดลวดปฐมภม 80 รอบ ถาตองการให หมอแปลงนสามารถจายไฟฟาได 2200 โวลต ขดลวดทตยภมตองมจานวนรอบเทาไร 1. 8000 รอบ 2. 1600 รอบ 3. 2400 รอบ 4. 3200 รอบ (ขอ 2) วธทา 10(En 42/1) หมอแปลงไฟลงจาก 20000 โวลต เปน 220 โวลต เกดกาลงในขดลวดทตยภม 5.4 กโลวตต หมอแปลงมประสทธภาพรอยละ 90 กระแสไฟฟาทผานขดลวดปฐมภมมคาเทาใด 1. 0.24 A 2. 0.27 A 3. 0.30 A 4. 0.54 A (ขอ 3) วธทา

11. เตารดไฟฟาเครองหนงมความตานทาน 20 โอหม ใชกบความตางศกย 110 โวลต แตไฟฟาท ใชกนตามบานมความตางศกย 220 โวลต จงตองใชหมอแปลงไฟฟาชวยเมอใชเตารดเครองน ถาหมอแปลงไฟฟามประสทธภาพ 75% จงหาคากระแสไฟฟาทไหลผานขดลวดปฐมภม

ก. 2.06 A ข. 3.7 A ค. 2.75 A ง. 11 A


วธทา 12(En 41/2) หมอแปลงเครองหนง มจานวนรอบของขดลวดปฐมภมตอจานวนรอบของขดลวด ทตยภมเปน 1 : 4 ถามกระแสและความตางศกยในขดลวดทตยภมเทากบ 10 แอมแปร และ 200 โวลต ตามลาดบ จงหากระแสและความตางศกยในขดลวดปฐมภม 1. 40 A และ 50 V 2. 50 A และ 40 V 3. 40 A และ 40 V 4. 50 A และ 50 V (ขอ 1) วธทา 13(En 38) หมอแปลงอดมคตตวหนงมจานวน รอบของขดลวดปฐมภมเปน 2000 รอบ และ จานวนรอบของขดลวดทตยภมเปน 1000 รอบ เมอนามาใชในวงจรดงรป ขนาด ของฟวสทใชตองมคาอยางนอยทสดเทาไร 1. 2 2. 3 A 3. 5 A 4. 11 A (ขอ 2)

วธทา

104


105

ตอนท 3 ลกษณะของไฟฟากระแสสลบ

เครองกาเนดไฟฟากระแสสลบซงหมนขดลวดตดสนามแมเหลกดวยอตราเรวเชงมม ขนาดหนง จะทาใหเกดความตางศกย (แรงเคลอนไฟฟา) และกระแสไฟฟาเปลยนแปลงตาม เวลาดวยอตราเรวเชงมมเดยวกบอตราเรวเชงมมการหมนขดลวด

เราสามารถหาคากระแสสลบ ณ. จดเวลาใด ๆ ไดจากสมการ it = im sin•t และ Vt = Vm sin•t เมอ it , Vt = กระแสไฟฟา , ความตางศกยไฟฟา ณ.เวลา t ใด ๆ im , Vm = กระแสไฟฟา , ความตางศกยไฟฟาสงสด • = อตราเรวเชงมมการหมนขดลวด • = 2° f f = ความถของไฟฟากระแสสลบ

14. เครองกาเนดไฟฟากระแสสลบเครองหนงผลตกระแสไฟฟาไดสงสด 20 แอมแปร ความ– ตางศกยสงสด 300 โวลต ความถกระแสไฟฟา 50 Hz จงหากระแสไฟฟา และความ ตางศกย ณ เวลา 6001 วนาท หลงจากเปดเครอง (10 A , 150 V) วธทา


106

คารากทสองของกาลงสองเฉลยของกระแสไฟฟาสลบ (Root Mean Square)

คา rms อาจหาไดจากการทดลอง และคา rms ทไดจากการทดลองอาจเรยกวา คายงผล อาจหาไดจากการใชมเตอรวด และคา rms ทไดจากการใชมเตอรวดอาจเรยกวา คามเตอร

โดยทวไปมเตอรทใชวดกระแสจะออกแบบมาเพอใชวดคา rms โดยตรง ดงนนคาทไดจากการใชมเตอรวด มกเปนคา rms

ความสมพนธ ระหวางคา rms และคาสงสด

Irms = 2mi และ Vrms = 2

mV

เมอ irms = กระแสไฟฟารากทสองของกาลงสองเฉลย im = กระแสไฟฟาสงสดของกระแสสลบ Vrms = ความตางศกยรากทสองของกาลงสองเฉลย vm = ความตางศกยสงสดของกระแสสลบ

15(มช 40) ถากลาววาไฟฟาในบานมความตางศกย 220 โวลต หมายความวาความตางศกยสง สดมคากโวลต (ขอ 4.)

1. 110 2. 220 3. 0.707 x 220 4. 220 2 วธทา 16. แอมมเตอรกระแสไฟฟาสลบตออนกรมกบหลอดไฟอานคาได 0.25 แอมแปร และโวลต มเตอรไฟสลบตอครอมหลอดไฟอานความตางศกย 110 โวลต จงหากระแสสงสด (i0) ทไหลผานหลอดไฟและความตางศกยมากสด (v0) ครอมหลอดไฟ (0.354 A, 155.56 V) วธทา


107

ตอนท 4 ตวตานทาน ตวเกบประจ และขดลวดเหนยวนาในวงจรกระแสสลบ

ตวตานทานในวงจรไฟฟากระแสสลบ เมอมกระแสไฟฟาสลบไหลผานตวตานทาน จะเกดความตางศกยครอมตวตานทานนน เราสามารถหาคาความตางศกยทเกดไดจาก V = i . R เมอ V คอ ความตางศกยครอมตวตานทาน i คอ กระแสไฟฟาทไหลผานตวตานทาน R คอ คาความตานทาน (υ) Vm = im⌡R Vrms = irms R และคากระแส ณ เวลาใดๆ หาคาไดจาก iR = im sin • t และ vR = vm sin • t

เมอ iR ,VR = กระแสทไหล และความตางศกยข im , Vm = กระแสทไหล และความตางศกยส

17(En 41/2) ในวงจรไฟฟากระแสสลบดงรป ถา โวลตมเตอร V อานคาความตางศกยได 200 โวลต จงหากระแสสงสดทผานความตานทาน R

1. 0.70 A 2. 1.41 A 3. 2.0 A 4. 4.8 A วธทา

องตวตานทาน ณ เวลา t ใด ๆ งสดของตวตานทาน

(ไมมคาตอบทถกตอง)

R = 100 υ V


108

ตวเกบประจในวงจรไฟฟากระแสสลบ

เมอมกระแสไฟฟาสลบไหลผานตวเกบประจ จะเกดความตางศกยครอมตวเกบประจนน เราสามารถหาคาความตางศกยทเกดไดจาก V = i . XC และ XC = C1• = fC2 1° เมอ V คอ ความตางศกยครอมตวเกบประจ i คอ กระแสไฟฟาทไหลผานตวเกบประจ Xc คอ คาความตานทานเชงความจ (υ) C คอ คาความจประจ (ฟารด) f คอ ความถกระแสไฟฟา (Hz) Vm = im⌡Xc Vrms = irms⌡Xc และคากระแส ณ เวลาใด ๆ หาคาไดจาก ic = im sin • t และ Vc =

เมอ ic ,Vc = กระแสทไหล และความตางศกยของ im , Vm = กระแสทไหล และความตางศกยสงส (• t – 90o) เปนมมเฟส

18. เมอตอตวเกบประจอนมคาความตานทานเชงความสลบ ปรากฏวาเกดความตางศกยครอมตวเกบประจทไหลผานตวเกบประจนน

วธทา

Vm sin (• t – 90o) ตวเกบประจ ณ เวลา t ใด ๆ ดของตวเกบประจ

จ 1000 υ เขากบวงจรไฟฟากระแส 3 โวลต จงหาปรมาณกระแสไฟฟา

(3 มลลแอมป)


109

19. ความตางศกยครอมตวเกบประจมคาเทาใด จงจะทาใหเกดกระแสไฟฟา 3.14 mA ในวงจร ตว เกบประจทมความจ 0.5 ↑F เมอความถของกระแสไฟฟาเปน 1 kHz (1 โวลต)

วธทา 20. ทความถเทาไรตวเกบประจทมคาความจ 5 มลลฟารด จงจะมคาความตานทานตวเกบ ประจ 227 υ (100 Hz)

วธทา

ขดลวดเหนยวนาในวงจรไฟฟากระแสสลบ

เมอมกระแสไฟฟาสลบไหลผานขดลวดเหนยว นา จะเกดความตางศกยครอมขดลวดเหนยวนานน

เราสามารถหาคาความตางศกยทเกดไดจาก V = i . XL และ XL = •L = 2°fL เมอ V คอ ความตางศกยครอมขดลวดเหนยวนา i คอ กระแสไฟฟาทไหลผานขดลวดเหนยวนา XL คอ คาความตานทานเชงหนยวนา (υ) L คอ คาความเหนยวนาของขดลวด (เฮนร) f คอ ความถกระแสไฟฟา (Hz) Vm = im⌡XL Vrms = irms⌡XL


110

และคากระแส ณ เวลาใด ๆ หาคาไดจาก iL = im sin • t และ VL = Vm sin (• t + 90o)

เมอ iL ,VL = กระแสทไหล และความตางศกยของขดลวดเหนยวนา ณ เวลา t ใด ๆ im , Vm = กระแสทไหล และความตางศกยสงสดของขดลวดเหนยวนา (• t + 90o) เปนมมเฟส

21. ตวเหนยวนา 0.07 เฮนร ตอเปนวงจรกบแหลงกาเนดไฟฟาสลบ ความตางศกย 220 V 50 Hz จะเกดกระแสไหลในวงจรเทาไร (10 A)

วธทา 22(มช 42) วงจรไฟฟากระแสสลบความถ 50 เฮรตซ ประกอบดวยตวตานทาน 20 โอหม และตวเหนยวนา

°

20 มลลเฮนร มกระแสผาน 0.2 แอมแปร ความตางศกยระหวางปลาย ของตวเหนยวนาจะมคากโวลต (0.4) วธทา 23(มช 37) วงจรกระแสสลบความถ 50 เฮรตซ ทมตวตานทานตออนกรมกบตวเหนยวนา วดกระแสไฟฟาในวงจรได 0.1 แอมแปร ความตางศกยครอมตวเหนยวนา 22 โวลต คาความเหนยวนาจะเปน (ขอ 2.) 1. 14.4 ไมโครเฮนร 2. 0.7 เฮนร 3. 200 เฮนร 4. 2.2 เฮนร วธทา


111

24(มช 41) วงจรกระแสไฟฟาสลบดงรป มกระแส i เปน i = 5 sin 1000 t แอมแปร วดความตางศกยระหวางปลายของตวเหนยวนาได 70.7 โวลต จงหาคาความเหนยวนา ของตวเหนยวนาในหนวยเฮนร (ขอ 2.) 1. 12 x 10–3 2. 20 x 10–3 3. 28 x 10–3 4. 40 x 10–3 วธทา 25(En 41) สวนประกอบของวงจรไฟฟากระแสสลบตามรป (ก) มกระแสทผาน และความตาง ศกยระหวางปลายทงสองสมพนธกนตามรป (ข) จงวเคราะหวาสวนประกอบของวงจรไฟฟานคอ อะไร

1. ตวเกบประจ 2. ขดลวดเหนยวนา 3. ตวตานทาน 4. เปนวงจรผสมของขดลวดเหนยวนาและตวตานทาน (ขอ 1.) วธทา 26(มช 44) ตวเหนยวนา L = 50 มลลเฮนร มกระแสสลบเปน i เมอ i = 3 sin 60 t แอมแปร จงหาความตางศกยระหวางปลายของตวเหนยวนาน เมอเวลา t ใด ๆ 1. VL = sin 60 t 2. VL = 150 sin 60 t 3. VL = 150 cos (60t – 2° ) 4. VL = 9 sin (60t + 2° ) (ขอ 4.) วธทา


112

ตอนท 5 วงจร RCL และ กาลงไฟฟากระแสสลบ

การตอตวตานทาน (R) ขดลวดเหนยวนา (L) และตวเกบประจ (C) แบบอนกรม สงทควรทราบ 1) iR = iC = iL = iรวม 2) Z = 2)C X L(X 2R ΚΙ

3) Vรวม = 2)C V L(V 2RV ΚΙ

4) Vรวม = iรวม Z เมอ Z คอ ความตานทานเชงซอน (ความตานทานรวมของวงจร)

27(En 41/2) ในวงจรไฟฟากระแสสลบความถ 50 เฮรตซ ดงรป ถาโวลตมเตอร V อานคาความตางศกยได 200 โวลต แอมมเตอร A จะอานคากระแสไดกแอมแปร วธทา (4 A) 28(En 42/2) ถาวงจรประกอบดวยตวตานทานขนาด 20 โอหม ขดลวดเหนยวนาทมคาความ ตานทานเชงเหนยวนา 30 โอหม และตวเกบประจทมคาความตานทานเชงประจ 15 โอหม ตอกนอยางอนกรมและตอเขากบแหลงกาเนดไฟฟากระแสสลบ 220 โวลต ความถ 50 เฮรตซ จงหากระแสในวงจร (ขอ 4.) 1. 2.2 A 2. 4.4 A 3. 6.6 A 4. 8.8 A วธทา

R = 30 υ V

A XC = 40 υ


113

29(En 38) ขดลวดเหนยวนา 0.2 เฮนร และ ตวเกบประจ 10 ไมโครฟารด ตออนกรมกบ แหลงกาเนดไฟฟากระแสสลบทใหความตางศกยสงสด 100 โวลต และความเรวเชงมม • = 1,000 เรเดยนตอวนาท จงหากระแสทอานไดจากแอมมเตอร (ขอ 4.) 1. 1 A 2. 1

3 A 3. 2 A 4. 21 A

วธทา 30(มช 43) จากวงจรไฟฟากระแสสลบดงรป คาความตาง ศกย VR ครอมตวตานทานมคาเปน VR = 0.15 sin500t

จงหาคาความตางศกยสงสดครอมตวเกบประจ (5 โวลต) วธทา

R=30υ C=2↑F

VR VC


114

31. จากวงจรไฟฟากระแสสลบดงรป แหลงกาเนดไฟ ฟากระแสสลบมความถ 50 เฮรตซ ใหคายงผล ของแรงเคลอนไฟฟา (Vrms) 100 โวลต เมอนา โวลตมเตอรวดคายงผลของความตางศกยระหวาง ปลายของความตานทาน (VR) และ ระหวางปลาย ของตวเหนยวนา (VL) ไดคาเทากน โวลตมเตอรจะอานไดกโวลต (ขอ 3) 1. 50 2. 100 3. 50 2 4. 100 2

วธทา

ความถเรโซแนนซ พจารณาสมการ Z = 2)C X L(X 2R ΚΙ จะเหนวา เมอ XL = XC คาความตานทานเชงซอนจะมคาตาสด ทาใหกระแสไฟฟามคาสงสด จาก XL = XC 2°fL = fC 2 1° (2°f)2 = LC1 2°f = LC

1 f =

LC 21

°

ความถททาใหกระแสไฟฟาในวงจรมคามากทสดนเรยก ความถเรโซแนนซ

VR VL


11

การตอตวตานทาน (R) ขดลวดเหนยวนา (L) และตวเกบประจ (C) แบบขนาน สงทควรทราบ 1) VR = VC = VL = Vรวม

2) iรวม = 2)Ci L(i 2Ri ΚΙ

3) Z1 = 2)CX1LX1(2)R1( ΚΙ

4) Vรวม = iรวม Z เมอ Z คอ ความตานทานเชงซอน (ความต

32. ตวเกบประจความตานทาน 100 โอหม ตวเ 200 โอหม และตวตานทานขนาด 50 โอหมแลวตอกบแหลงกาเนดไฟสลบ 200 โวลต ,แสไหลในวงจรเทาไร

1. 4 A 2. 17 A 3. 5 A วธทา

การหากาลงไฟฟากระแสสลบ P = i V cos เมอ P = กาลงไฟฟาของวงจร (วตต) i = กระแสรวมในวงจร (แอมแป V = ความตางศกยรวมในวงจร (โว

cos = ZR ( เรยก ตวประกอบกาล

5

านทานรวมของวงจร)

หนยวนาความตานทาน ตอกนอยางขนานกน

50 เฮรตซ จะเกดกระ 4. 7 A (ขอ 2.)

ร) ลต) ง )


116

33(En 44/2) ถาเฟสของกระแสยงผลและความตางศกยยงผลของวงจรไฟ ฟากระแสสลบเปนดงรป กาลงไฟฟาเฉลยทสญเสยในวงจรนมคาเทาใด

1. 1.8 kW 2. 2.4 kW 3. 3.0 kW 4. 3.5 kW (ขอ 4.)

วธทา 34. แรงดนไฟฟา e = 100sin± โวลต และ กระแสไฟฟา i = 10sin (±–60o) แอมแปร กาลงไฟฟา P เทากบผลคณของ e และ i กาลงไฟฟาสงสดจะมคาเทาใด (ขอ 3) 1. 750 วตต 2. 1000 วตต 3. 500 วตต 4. 250 วตต

วธทา 35. จากรปวงจรตอไปน กาหนดให V = 2 sin 500t จงหาความตางเฟสระหวางกระแสไฟฟารวม I กบ ความตางศกยไฟฟารวม V

1. 30o 2. 45o 3. 60o 4. 90o (ขอ 2) วธทา

พจารณา P = i V ZR P = i i Z ZR เนองจาก V = i Z P = i2R เนองจาก i = ZV P = Φ Γ2ZV R

I R

V2 υ C 1,000 ↑F


117

36. ขดลวดเหนยวนา 0.03 เฮนร และตวตานทาน 40 โอหม ตออนกรมกบแหลงกาเนดไฟฟา กระแสสลบ กระแสไฟฟาของวงจร( i ) มคาดงสมการ i = 5 sin ( 1000t ) แอมแปร จงหา กาลงเฉลยของวงจร (500 W)

วธทา 37. ตวเหนยวนาและตวตานทานตออนกรมกนและตอกบแหลงกาเนดไฟฟากระแสสลบทมกระ แสไฟฟาทเวลา t (วนาท) ใดๆ i = 4 sin 100 °t ถาวงจรมความตานทานเชงเหนยวนา 20 โอหม และมความตานทานเชงซอนของวงจร 25 โอหม กาลงเฉลยของวงจรเปนกวตต

1. 120 2. 160 3. 200 4. 240 (ขอ 1) วธทา


118

38. ขดลวดเหนยวนา 0.03 เฮนร และตวตานทาน 40 โอหม ตออนกรมกบแหลงกาเนดไฟฟา กระแสสลบ ความตางศกยของวงจร( i ) มคาดงสมการ V = 100 sin (1000t ) โวลต จงหา กาลงสงสดของวงจร (160 ว ตต)

วธทา 39(En 39) ขดลวดเหนยวนา 0.03 เฮนร และตวตานทาน 40 โอหม ตออนกรมกบแหลงกาเนด ไฟฟากระแสสลบ กระแสไฟฟาของวงจร ( i ) เปลยนแปลงตามเวลา ( t ) ดงสมการ i = 5 sin (1000 t) แอมแปร จงหากาลงเฉลยของวงจรและความตางศกยสงสดของวงจร เปนดงขอใด 1. 500 W , 250 V 2. 875 W , 350 V 3. 1000 W , 220 V 4. 1250 W , 250 V (ขอ 1) วธทา

⌫⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌫⌦⌦

V บทที่ 17 ไฟฟ าและแม เหล็ก (2) ฟ สิกส ... · ฟ...

Documents

Transcript of V บทที่ 17 ไฟฟ าและแม เหล็ก (2) ฟ สิกส ... · ฟ...