ความสัมพันธ์ระหว่าง กระแส แรงดัน และความต้านทาน

ผู้สนใจอิล็กทรอนิกส์ ท่านเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่าง กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และความต้านทานหรือไม่  ผมขอแนะนำอย่างง่ายๆ เมื่อเปรียบเทียบน้ำในแท้งสูง

Relationship between voltage current and resistance

  1. กระแสไฟฟ้า(Current) เปรียบเสมือนน้ำในถัง และน้ำออกจากถัง
  2. แรงดันไฟฟ้า(voltage) เปรียบเสมือนระดับความสูงของน้ำ
  3. ความต้านทาน(Resistance) เปรียบเสมือน ขนาดของท่อน้ำออก

กระแสไฟฟ้า
หากน้ำในถังมีปริมาณมาก เราก็สามารถใช้น้ำได้นานและเยอะ ตามสิ่งที่ต้องการใช้ เช่น หากใช้น้ำตอนอาบน้ำก็ย่อมใช้น้ำมากกว่าแปรงฟัน ซึ่งก็เป็นลักษณะเดียวกับกระแสไฟฟ้าและโหลด ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ขนาด 12V หากท่านใช้โหลดเป็นหลอดไฟไส้ธรรมดา ย่อมใช้พลังงานไฟฟ้ามากกว่าหลอด LED เป็นต้น

แรงดันไฟฟ้า
ระดับน้ำต่ำ ย่อมมีแรงส่งน้ำน้อยกว่าระดับน้ำที่สูง สังเกตุจากระยะที่น้าไหลออกมา ในกรณีของแรงดันไฟฟ้าก็เช่นกัน เมื่อท่านมีกระแสไฟฟ้เท่ากัน แหล่งจ่ายไฟที่มีระดับแรงดันสูงกว่า ย่อมไหลผ่านโหลดได้ดีกว่า เช่น โหลดของท่านคือ หลอดไฟแบบไส้ มันต้องการแรงดัน 12V แต่ท่านมีแหล่งจ่ายไฟฟ้าแค่ 6V หลอดไฟจึงสว่างเพียงครึ่งเดียว หรือเล็กน้อย ท่านจำเป็นต้องเพิ่มแรงดันเป็น 12V ตามที่โหลดต้องการ

ค่าความต้านทาน
ขนาดของท่อน้ำ ก็มีผลต่อปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกมา สมมุติท่านมีถังน้ำ 2 ถัง ขนาดถังเท่ากัน ปริมาณน้ำในถังเท่ากัน และระดับน้ำเท่ากัน แต่ขนาดท่อ ใบแรกเล็ก ใบที่สองใหญ่ ปริมาณน้ำที่ไหลออกมาของถังใบที่สองย่อมมากกว่า และน้ำหมดเร็วกว่าด้วยครับ

กฏของโอห์ม Ohms Law
ความสัมพันธ์ระหว่าง กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และ ค่าความต้านทาน ทำให้เกิดกฏทางวิทยาศาสตร์อย่างหนึ่ง คือ กฏของโอห์ม เมื่อกระแสไฟฟ้าขนาด 1A ไหลผ่านโหลดที่มีความต้านทาน 1Ω ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวมันเป็น 1V พอดี.

Ohms-Law-Triangle

หรือ เทียบเป็นสูตรทางคณิตศาสตร์ว่า
V = I / R
หรือ แรงดัน เท่ากับ กระแสไฟฟ้า ถูกหารด้วย ค่าความต้านทาน

ในทางอื่นๆ หากท่านต้องการทราบกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านโหลด เมื่อท่านทราบระดับแรงดัน และค่าความต้านทานแล้ว  ท่านก็ทำได้ง่ายๆ  คือ

I = V/R
หรือ กระแสไฟฟ้า เท่ากับ แรงดันไฟฟ้า ถูกหารด้วย ค่าความต้านทาน

ยกตัวอย่าง

ท่านมีแหล่งจ่ายไฟขนาด 12V  และโหลดคือ ตัวต้านทาน ที่มีค่าความต้านทาน ประมาณ 10Ω
กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านโหลดนี้ คือ 12V/10Ω = 0.12A

กำลังไฟฟ้า (power)
พลังงานไฟฟ้าที่โหลดใช้  ท่านคงคุ้นตา กับ คำว่า วัตต์ (W)  เช่น หลอดไฟในรถยนต์ 12V 50W
มันคืออะไร  ง่ายๆ คือ พลังงานที่ใช้
มันมีความสัมพันธ์กันระหว่าง กระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าที่โหลดใช้งาน   เขียนเป็นสูตรในวิชาเลข ง่ายๆ คือ

Power = Voltage x current
กำลังไฟฟ้า เท่ากับ แรงดันไฟฟ้า คูณด้วย กระแสไฟฟ้า

จากตัวอย่างข้างต้น หลอดไฟนั้น ใช้กระแสเท่าไหร่ ท่านคิดหาคำตอบได้หรือไม่ หยิบเครื่องคิดเลข กดดูครับ

50 ÷ 12 = 4.166A

ถูกต้องครับ

🙂

ผมหวังว่า นักเรียนปกติ,โฮมสคูล และผู้สนใจ คงได้รับประโยชน์จากบทความนี้ ครับ

ท่านสามารถอ่านเพิ่มเติม ความสัมพันธ์ระหว่าง กระแส แรงดัน และความต้านทาน และกฎของโอห์ม