ความต้านทานและกำลังงานไฟฟ้าในระบบรถยนต์

Posted on : 09-05-2013 | By : Author | In : ระบบต่าง ๆ ในรถยนต์

ความต้านทาน (resistance) คือ การต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้าหรืออิเล็กตรอน ความต้านทานจะมีมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความยาวพื้นที่หน้าตัด และคุณสมบัติความต้านทานจำเพาะของสาร ตัวนำนั้นๆ
หน่วยวัดความต้านทานมีค่าเป็นโอห์ม สัญลักษณ์คือ Ω (โอเมก้า) และใช้สัญลักษณ์ตัว R แสดงความต้านทานตัวมันเอง
ความต้านทาน 1 โอห์มหมายถึง ความต้านทานการไหลของกระแส 1 แอมแปร์ ที่แรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์
สารที่ใช้ในทางไฟฟ้าสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มใหญ่ๆ คือ
1.สารตัวนำ (conductors) คือสารที่ยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านได้ง่าย ได้แก่ เงิน ทองแดง อะลูมิเนียม เหล็ก คาร์บอน
2. สารที่ไม่เป็นตัวนำ (ฉนวน) (nonconductors) คือสารที่ไม่ยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านได้ง่าย หรือผ่านไม่ได้ เช่น แก้ว ยาง กระดาษ พลาสติก ไวนีล กระเบื้อง
3. สารกึ่งตัวนำ (semiconductors) คือสารที่ให้ไฟฟ้าไหลผ่านได้ แต่ไม่สามารถไหลผ่านได้ง่าย เช่น ซิลิคอน และเจอร์เมเนียม
กฎของโอห์ม
โอห์มได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน กระแส และความต้านทาน ซึ่งเราเรียกว่า กฎของ โอห์ม (Ohm’s law) คือความเข้มของกระแสซึ่งไหลภายในวงจร เป็นปฏิภาคโดยตรงกับแรงดันซึ่งจ่ายให้แก่วงจร และเป็นปฏิภาคโดยกลับกับความต้านทานซึ่งมันไหลผ่านไป
จากกฎของโอห์ม เราสามารถนำความสัมพันธ์นี้มาเขียนในรูปของสมการ
I =     V
R
โดยที่ I คือกระแสไฟฟ้ามีหน่วยเป็นแอมแปร์ (A)
V คือแรงดันไฟฟ้าหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโวลต์ (V)
R คือความต้านทานไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโอห์ม (Ω)
การต่อความต้านทาน
ในวงจรไฟฟ้าที่มีตัวความต้านทานมากกว่า 1 ตัว จะมีการต่อกัน 3 วิธีคือ
1. การต่อแบบอนุกรม (series connection) คือการเอาตัวความต้านทาน 2 ตัวหรือมากกว่ามาต่อเรียงกันไปในวงจรไฟฟ้าจนครบวงจรดังรูปที่ 1.8
ค่าความต้านทานรวมภายในวงจรเท่ากับผลรวมของตัวความต้านทานรวมกันดังสมการ
Rรวม = R1 + R2 + R3 + ………..


รูปที่ 1.8 การต่อตัวความต้านทานแบบอนุกรม
2. การต่อแบบขนาน (parallel connection) คือการนำเอาตัวความต้านทาน 2 ตัว หรือมากกว่ามาต่อกัน โดยปลายด้านหนึ่งของตัวความต้านทานทุกๆ ตัวต่อเข้ากับขั้วบวกและปลายอีกด้านหนึ่งของตัวความต้านทานต่อเข้ากับขั้วลบดังรูปที่ 1.9
ค่าความต้านทานรวมภายในวงจรหาได้ดังสูตร


รูปที่ 1.9 การต่อตัวความต้านทานแบบขนาน
3. การต่อแบบอนุกรมและขนานรวมกัน (series-parallel connection) ค่าความต้านทานรวมภายในวงจรหาได้โดยใช้สูตร 2 สูตรคือ ให้หาค่า R รวมในแบบขนานก่อน แล้วจึงนำค่า R รวมมารวมกับ R1 ในแบบอนุกรม (ถ้ามี R หลายตัวก็ให้บวกกัน)
ในรูปที่ 1.10 หา R รวมจาก R2 + R3 ในแบบขนานกันก่อน เสร็จแล้วนำ R รวมมาบวกกับ R1 ในแบบอนุกรม ก็จะได้ R รวมทั้งหมดในวงจร


รูปที่ 1.10 การต่อแบบอนุกรมและขนานรวมกัน
การต่อตัวความต้านทานในวงจรนั้น จะต่อแบบใดขึ้นอยู่กับความต้องการและการทำงานที่เหมาะสมของวงจรในรถยนต์ ซึ่งมีการต่อกันแบบอนุกรมและแบบขนาน แต่แบบขนานจะมีการต่อใช้งานมากที่สุด

กำลังงานไฟฟ้า
กำลังงานไฟฟ้า (electric power) คือ ปริมาณของงานที่ถูกกระทำโดยไฟฟ้าภายในหน่วยเวลาที่แน่นอน
กำลังไฟฟ้าใช้สัญลักษณ์คือ P หน่วยวัดเป็นวัตต์ (W)
สูตรการหาค่ากำลังงานไฟฟ้าคือ
P = V X I
โดยที่         P คือกำลังงานไฟฟ้า
V คือแรงเคลื่อนไฟฟ้า
I คือกระแสไฟฟ้า
กำลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน พลังงานแสง และพลังงานกลได้

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.