ไฟฟ้ากระแสสลับ
Download
1 / 108

.. Laser Surface Physics Laboratory - PowerPoint PPT Presentation


  • 122 Views
  • Uploaded on

ไฟฟ้ากระแสสลับ. ผศ.ดร.วราวุฒิ เถาลัดดา Laser & Surface Physics Laboratory ภาควิชาฟิสิกส์ประยุกต์ คณะวิทยาศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. เนื้อหา. - แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ. - อิมพีแดนซ์. - มุมเฟส. - อิมพีแดนซ์เชิงซ้อน (Complex impedance).

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about '.. Laser Surface Physics Laboratory ' - johana


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

ไฟฟ้ากระแสสลับ

ผศ.ดร.วราวุฒิ เถาลัดดา

Laser & Surface Physics Laboratory

ภาควิชาฟิสิกส์ประยุกต์ คณะวิทยาศาสตร์

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง


เนื้อหา

- แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

- อิมพีแดนซ์

- มุมเฟส

- อิมพีแดนซ์เชิงซ้อน (Complex impedance)

- เฟเซอร์ (Phasor)

- วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

- วงจรรีโซแนนซ์


ลักษณะของไฟฟ้ากระแสสลับลักษณะของไฟฟ้ากระแสสลับ

วงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่มีตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุหรือตัวเหนี่ยวนำเพียงอย่างใดอย่างหนึ่งเพื่อศึกษาลักษณะของกระแสและความต่างศักย์ในวงจร และความสัมพันธ์ของเฟส

วงจรผสมที่ประกอบด้วยตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำ ที่ต่อกันแบบอนุกรมและแบบขนาน


แหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

v(t) = v = vosin wt

w= 2pf = 2(p)(50 Hz)

= 314 rad/s


อุปกรณ์ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับอุปกรณ์ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

ตัวต้านทานResistor, R หน่วยเป็น ohm, W

ตัวเหนี่ยวนำ Inductor, Lหน่วยเป็น henry, H

ตัวเก็บประจุ Capacitor, C หน่วยเป็น farad, F


หน้าที่ของ อุปกรณ์ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับR L และ C ในวงจรไฟฟ้า

R L และ C ทำหน้าที่ลดปริมาณและเปลี่ยนเฟสของกระแสไฟฟ้าในวงจรให้มีค่าที่ต้องการ กล่าวคือ R L และ C แสดงการต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้ L และ C ยังสามารถเปลี่ยนเฟสของกระแสไฟฟ้าได้ด้วย


ความต้านทานของ R L อุปกรณ์ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับและ C เรียกต่างกัน ดังนี้

ตัวต้านทาน Resistance, R

ตัวเหนี่ยวนำ Inductive reactance, XL

ตัวเก็บประจุ Capacitive reactance, XC


ตัวเหนี่ยวนำ อุปกรณ์ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับL และตัวเก็บประจุ C ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ จะทำให้กระแสและโวลเตจมีค่าสูงสุดไม่พร้อมกัน กล่าวได้ว่ากระแสและโวลเตจมีเฟสต่างกัน โดยเฟสจะมีค่าต่างกันน้อยกว่าหรือเท่ากับ 90oเสมอ ขึ้นกับค่าของ R L และ C ในวงจร


ตัวเหนี่ยวนำ อุปกรณ์ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับL ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ทำให้กระแสมีเฟสตามโวลเตจอยู่ 90o

ตัวเก็บประจุ C ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ทำให้กระแสมีเฟสนำโวลเตจอยู่ 90o



Inductive reactance, X L = wL

Capacitive reactance, XC =

ไฟฟ้ากระแสตรงw= 0

XL = 0 Wและ XC = อนันต์


อิมพีแดนซ์ (impedance)

นิยาม

อิมพีแดนซ์ มีหน่วยเป็น โอห์ม


อิมพีแดนซ์ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับอิมพีแดนซ์ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


มุมเฟส (phase angle)อิมพีแดนซ์ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


มุมเฟส (phase angle)อิมพีแดนซ์ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


มุมเฟส (phase angle)อิมพีแดนซ์ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


มุมเฟส (phase angle)อิมพีแดนซ์ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


มุมเฟส (phase angle)อิมพีแดนซ์ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


อิมพีแดนซ์อิมพีแดนซ์ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


















เรียกว่า เฟเซอร์ (phasor) (เป็นเวคเตอร์)

Z คือขนาดของเฟเซอร์ (ขนาดของเวคเตอร์)

คือมุมของเฟเซอร์ (ทิศทางของเวคเตอร์)

การเขียนอิมพีแดนซ์เชิงซ้อน








วงจรที่มีตัวต้านทานอย่างเดียววงจรที่มีตัวต้านทานอย่างเดียว

และ

หรือ

วงจรที่มีตัวเหนี่ยวนำอย่างเดียว

และ

หรือ

วงจรที่มีตัวเก็บประจุอย่างเดียว

หรือ

และ


เฟเซอร์ของโวลเตจและกระแสเฟเซอร์ของโวลเตจและกระแส

ขนาดของ V ที่เวลาใด ๆ คือเงาของเวคเตอร์บนแกน j






ตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


ตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


ในวงจรที่มีเฉพาะ ตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับRกระแสและโวลเตจมีเฟสตรงกัน


Simple AC Circuitsตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


ตัวเหนี่ยวนำในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับตัวเหนี่ยวนำในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


วงจรที่มีเฉพาะ ตัวเหนี่ยวนำในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับL

กระแสมีเฟสตามโวลเตจอยู่ p/2rad หรือ 90ฐ


Simple AC Circuitsตัวเหนี่ยวนำในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


ตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


วงจรที่มีเฉพาะ ตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับC

กระแสมีเฟสนำโวลเตจอยู่p/2 rad หรือ 90ฐ


Simple AC Circuitsตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ


วงจรอนุกรม ตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับRL



ตัวอย่างที่ 1 วงจรอนุกรม RL มี R = 5 W และ L = 2 mH มีโวลเตจ โวลต์

1. จงหาค่าอิมพีแดนซ์ของวงจร

2. จงหากระแสในวงจร

3. จงหาโวลเตจที่ R และ L


1. XL =wL = (5000)(2x10-3) = 10W



โวลเตจที่ตัวเหนี่ยวนำโวลเตจที่ตัวเหนี่ยวนำ

3. โวลเตจที่ตัวต้านทาน


สรุปวงจรอนุกรม โวลเตจที่ตัวเหนี่ยวนำRL

1. กระแสมีเฟสตามโวลเตจตกคร่อม L อยู่ 90o เสมอ

2. โวลเตจตกคร่อม R มีเฟสตรงกับกระแสเสมอ ดังนั้น โวลเตจตกคร่อม R จึงมีเฟสตาม โวลเตจตกคร่อม L อยู่ 90o ด้วย

3. VR + VL(บวกแบบเวคเตอร์) มีค่าเท่ากับ V เสมอ


วงจรอนุกรม โวลเตจที่ตัวเหนี่ยวนำRC



ตัวอย่างที่ 2 วงจรอนุกรม RC มี R = 20 W และ C = 5 mF มีโวลเตจ โวลต์

1. จงหาค่าอิมพีแดนซ์ของวงจร

2. จงหากระแสในวงจร

3. จงหาโวลเตจที่ R และ L




3. โวลเตจที่ตัวต้านทาน

โวลเตจที่ตัวเก็บประจุ


สรุปวงจรอนุกรม โวลเตจที่ตัวต้านทาน RC

1. กระแสมีเฟสนำโวลเตจตกคร่อม C อยู่ 90o เสมอ

2. โวลเตจตกคร่อม R มีเฟสตรงกับกระแส เสมอ ดังนั้น โวลเตจตกคร่อม R จึงมีเฟสนำโวลเตจตกคร่อม C อยู่ 90o ด้วย

3. VR + VC(บวกแบบเวคเตอร์) มีค่าเท่ากับ V เสมอ


วงจรอนุกรม โวลเตจที่ตัวต้านทาน RLC








R = 4 W, XL = j3 W และ XC = -j6 W


เรโซแนนซ์แบบอนุกรม ( z มีค่าต่ำสุด)


เรโซแนนซ์แบบอนุกรม

  • z มีค่าต่ำสุดเท่ากับ R

  • กระแสในวงจรมีค่าสูงสุด

  • โวลเตจตกคร่อม R มีค่าสูงสุด



เรโซแนนซ์แบบขนาน

  • Z มีค่าเป็นอนันต์

  • กระแสในวงจรมีค่าเป็นศูนย์

  • โวลเตจตกคร่อม R มีค่าเป็นศูนย์

โวลเตจตกคร่อม LC มีค่าเท่าไร?



Lenz’s Law

ทำไมตัวเหนี่ยวนำ L จึงทำให้กระแสมีเฟสตามโวลเตจ ?


ทำไมตัวเก็บประจุ C จึงทำให้กระแสมีเฟสนำโวลเตจ ?

เนื่องจากกระแสที่ไหลผ่านตัวเก็บประจุจะทำให้เกิดประจุสะสมที่เพลทของตัวเก็บประจุ เป็นผลให้เกิดโวลเตจตกคร่อมตัวเก็บประจุซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับประจุที่สะสม (V = q/C) และกระแสจะไหลได้น้อยลงเมื่อมีประจุสะสมมากขึ้น


ad