จอร์จ ไซมอน โอห์ม(George Simon Ohm) นักฟิสิกส์ ชาวเยอรมันได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณของ ไฟฟ้าทั้ง 3 ตัว คือ ระหว่างกระแสไฟฟ้า ( I ) แรงดันไฟฟ้า (E) และตัวต้านทาน (R)และได้สรุปค่าความสัมพันธ์ ดังกล่าวไว้ว่า “กระแสไฟฟ้านั่นวงจรไฟฟ้านั้น จะแปรผัน ตรงกับ แรงดันของแหล่งจ่ายไฟฟ้าแต่จะแปรผกผันกับค่า ความต้านทานในวงจรไฟฟ้า” ดังสมการ Show
I = E / R เมื่อ I = กระแสไฟฟ้ามีหน่วยเป็น แอมป์แปร์ (A) จากกฎของโอห์มอธิบายได้ว่า กระแสไฟฟ้าในวงจรจะมีค่าเพิ่มขึ้น ถ้าแรงดันท่ีแหล่งจ่าย มีค่าเพิ่มขึ้น และในทางกลับกันถ้าแหล่งจ่ายไฟฟ้ามีค่าคงที่ กระแสไฟฟ้าจะมีค่าลดลง เมื่อค่าความต้านทานในวงจรไฟฟ้ามีค่ามากขึ้น ความสัมพันธ์ตามกฎของโอห์มอาจเขียน ในรูปสามเหลี่ยม ดังรูปที่ 1.1 ในการหาค่าความสัมพันธ์จากรูปที่ 1.1 ถ้าต้องการทราบค่าแรงดันไฟฟ้า ทำได้โดยใช้ นิ้วมือปิดที่ตัวอักษร E จะได้คาตอบคือ E เท่ากับ i คูณ R ทำนองเดียวกัน จะหาค่า ความต้านทาน จะได้ R เท่ากับ I หาร E เป็นต้น กำลังไฟฟ้ากำลังไฟฟ้า (Electrical Power) หมายถึง พลังงานไฟฟ้าที่เครื่องใช้ไฟฟ้า ได้ใช้ไปในเวลา 1 วินาที เครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิด เช่น หม้อหุงข้าว เตารีด เครื่องซักผ้า พัดลม ฯลฯ จะมีป้ายบอก ตัวเลขกำกับไว้ที่เครื่องใช้ไฟฟ้า เช่น พัดลม มีตัวเลขกำกับว่า 220V 100W มีความหมายดังนี้ พัดลม เครื่องน้ี ใช้กับแรงดันไฟฟ้า 220 V พัดลมเครื่องนี้ ใช้กำลังไฟฟ้า 100 วัตต์ หรือ หมายความว่า พัดลมเครื่องน้ี จะใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวน 1000 J (Joule, จูล) ในเวลา 1 S (Second,วินาที) กำลังไฟฟ้า คำนวณได้จาก พลังงานไฟฟ้าท่ีเครื่องใช้ไฟฟ้าใช้ไปในเวลา 1 วินาที กําลังไฟฟ้า x เวลา = พลังงานไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า คำนวณได้จากปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้า ถ้ามีกระแส ไฟฟ้า ไหลผ่านมาก แสดงว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าน้ันใช้พลังงานไฟฟ้ามาก นั่นคือ ได้ใช้กำลังไฟฟ้ามากไปด้วย กำลังไฟฟ้า จะแปรผันตรงกับค่าของกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะเปลี่ยนไปตามความสัมพันธ์ จากกฎของโอห์มด้วย เมื่อสมการกำลังไฟฟ้าแสดง ดังสมการที่ 2 P = E x I (watt, w) จากกฎของโอห์มเมื่อ I = E / R นำค่า I ไปแทนค่าใน สมการที่ 2 จะได้ P = E x (E / R) ดังนั้น P = ( E x E ) / R จากกฎของโอห์มเมื่อ E = I x R แทนค่า E ใน สมการท่ี 2 จะได้ ดังนั้น P = I x ( I x R ) พลังงานไฟฟ้าพลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy) คือพลังงานที่ใช้ไป หรือ สร้างขึ้นมาใหม่จากกำลังไฟฟ้าที่ส่งเข้ามาหรือส่งออกไป โดย มีความสัมพันธ์กับเวลา มีหน่วยวัดค่าพลังงานเป็นจุล (J) พลังงานไฟฟ้าใช้สัญลักษณ์ W สามารถเขียนสมการได้ดังนี้ W = Pt เมื่อ W = พลังงานไฟฟ้า หน่วยจูล (J) ไฟฟ้ากระแสสลับที่ถูกนามาใช้งานในชีวิตประจาวัน เราต้องซื้อมาจากหน่วยงานท่ีผลิต กระแสไฟฟ้าออกจาหน่าย เช่น การไฟฟ้าฝ่ายผลิต การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค และการไฟฟ้านคร หลวง เป็นต้น พลังงานไฟฟ้าเหล่านี้มิได้ถูกคิดออกมาเป็นหน่วยจูล (J) แต่จะคิดออกมาเป็น หน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมง (Kilowatt-hour,kWh) หรือเรียกว่า หน่วยไฟฟ้า(UNIT,ยูนิต) โดย คิดค่ากาลังไฟฟ้าที่ใช้เป็นกิโลวัตต์ (kW) คิดในเวลาเป็นชั่วโมง(h) เขียนสมการออกมาได้ ดังน้ี ช่างไฟฟ้าทุกคนจะต้องเข้าใจคำจำกัดความทั่วไปของคำศัพท์ที่ใช้ในทางช่างไฟฟ้า เพื่อให้การสั่งวัสดุอุปกรณ์ และการอ่านรายละเอียดของวัสดุอุปกรณ์ของบริษัทผู้ผลิตอย่างมีประสิทธิภาพ ผู้สั่งและผู้อ่านจะต้องมีความคุ้นเคยกับภาษาที่ใช้ในทางช่างไฟฟ้าด้วย ดังนั้นจึงควรอ่านคำจำกัดความแต่ละคำอย่างระเอียดให้เข้าใจ และควรพลิกดูคำเหล่านี้ทุกครั่งเมื่อมีความจำเป็น นอกจากนี้ยังมีรายละเอียดเกี่ยวกับคำนิยามของคำศัพท์เหล่านี้เพิ่มเติมในท้ายเล่มของหนังสือเล่มนี้ด้วย
วงจรเปิด (open circuit) : สภาวการณ์ที่ทางเดินไฟฟ้าเกิดขาดวงจร เกิดวงจร หรือไม่ตลบวงจรทำให้กระแสไฟฟ้าไหลไม่ได้ โวลต์ (volt) : หน่วยวัดแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าหรือแรงดันที่ทำให้เกิดมีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายในตัวนำไฟฟ้า เราใช้ตัวย่อแทนแรงดันไฟฟ้าด้วย V, E หรือ EMF ปกติจะใช้ E และ EMF แทนแรงดันที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าหรือ electromotive force (ซึ่งเป็นอีกนิยามหนึ่งของคำว่า โวลต์) เช่นเดียวกับคำว่า แอมแปร์แรงดันซึ่งระบุไว้ที่ตัวอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าจะเป็นตัวกำหนดขอบเขตการใช้แรงดันไฟฟ้าขณะทำงานได้โดยปลอดภัย เช่น มอเตอร์ 220 โวลต์ เครื่องเป่าผม 110 โวลต์ เราจะต้องใช้อุปกรณ์ไฟฟ้ากับแรงดันไฟฟ้าตามที่ระบุไว้เท่านั้น
พลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนเป็นพลังงานใดบ้างพลังงานไฟฟ้า (Electric Energy)
เป็นพลังงานที่นิยมใช้มากที่สุดในปัจจุบัน โดยพลังงานไฟฟ้าจะเป็นพลังงานที่มีการเปลี่ยนรูปมาจากพลังงานอื่น และสามารถเปลี่ยนให้อยู่ในรูปพลังงานอื่นได้ง่ายเช่นกัน เช่น การหมุนของพัดลมที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล เป็นต้น
ข้อใดคือสัญลักษณ์ของกำลังไฟฟ้ากำลังไฟฟ้า (Electric Power) เป็นค่าที่แสดงถึงอัตราการใช้พลังงานในการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ โดยที่ทุกอุปกรณ์ไฟฟ้ามักจะมีระบุ โดยใช้สัญลักษณ์ตัว “P” และมีหน่วยวัดเป็น วัตต์ ใช้สัญลักษณ์แทนด้วยตัว “W”
กระแสไฟฟ้าแทนด้วยสัญลักษณ์ใดกระแสไฟฟ้า (Current)
- สัญลักษณ์ที่ใช้แทนกระแสไฟฟ้า คือ I. - กระแสไฟฟ้ามีหน่วยวัดเป็นแอมแปร์ (Ampere) ใช้สัญลักษณ์เป็น A. 1,000 ไมโครแอมแปร์ (µA) = 1 มิลลิแอมแปร์ (mA)
พลังงานไฟฟ้ามีตัวย่อ คือ และใช้หน่วยใดพลังงานไฟฟ้า คือ กำลังไฟฟ้าที่นำไปใช้ในระยะเวลาหนึ่ง พลังงานไฟฟ้ามีหน่วยเป็น วัตต์ชั่วโมง หรือยูนิต พลังงานไฟฟ้าวัดได้ด้วยวัตต์เอาร์มิเตอร์ หรือ กิโลวัตต์เอาร์มิเตอร์ (KWh Meter) ซึ่งเป็นมิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้าน 1,000 วัตต์-ชั่วโมง = 1 กิโลวัตต์-ชั่วโมง
|