การฝ กท กษะการต อวงจรโดยการสอนเร ม ว จ ย

กฎของโอห์มเพียงอย่างเดียว ไม่สามารถทำการวิเคราะห์วงจรได้อย่างสะดวกนัก ในบางครั้งวงจรไฟฟ้าอาจมีความซับซ้อน ซึ่งการใช้กฎของโอห์มแต่อย่างเดียวอาจจะทำได้ยุ่งยากมาก ในปี ค.ศ. 1845 นักศึกษา ภาควิชาฟิสิกส์ ในเยอร์มัน ชื่อ กุสสตาฟ เคอร์ชอฟฟ์ ได้ทำวิทยานิพนธ์ปริญญาเอก ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นกฎพื้นฐานทางฟิสิกส์อิเล็กโทรนิกส์

กฎของ เคอร์ชอฟฟ์ นั้นสามารถแยกได้เป็นสองข้อหลักๆ คือ

กฎทางด้านกระแสไฟฟ้า (Kirchhoff’s Current Law, KCL) และ

กฎในเรื่องแรงดันไฟฟ้า (Kirchhoff’s Voltage Law, KVL) กฎทั้งสองนั้นมีสาระสำคัญคือ

1. กฎกระแสไฟฟ้าของเคอร์ชอฟฟ์ กล่าวว่า “ กระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าจุดใดจุดหนึ่งใน วงจรไฟฟ้าจะเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากจุดนั้น”
2. กฎแรงดันไฟฟ้าของเคอร์ชอฟฟ์ กล่าวว่า “ ผลบวกของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้ในวงจรไฟฟ้าปิดจะมีค่าเท่ากับผลบวกของแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมความต้านทานในวงจรไฟฟ้าปิดนั้น”

กฎกระแสไฟฟ้าของเคอร์ชอฟฟ์ (Kirchoff’s current Law)

กล่าวว่า “ กระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าจุดใดจุดหนึ่งในวงจรไฟฟ้าจะเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากจุดนั้น”

ในทางไฟฟ้าเรานิยมให้ปริมาณไฟฟ้าที่ไหลเข้ามายังจุดที่สนใจเป็น + และไหลออกจากจุดที่สนใจเป็น – ดังนั้น กฎกระแสของเคอร์ชอฟฟ์ (KCL) จึงสามารถเขียนในรูปทั่วไปได้

ตัวอย่างที่1จากรูปให้คำนวณค่าI1,I2,I3,I4

วิธีทำหาค่าความต้านทานรวมของวงจร

กฎแรงดันไฟฟ้าของเคอร์ชอฟฟ์ (Kirchoff’s voltage Law)

กล่าวว่า “ผลรวมทางพีชคณิตของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับวงจร มีค่าเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าค่าเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคล่อมความต้านทานในวงจรไฟฟ้านั้น”

ลูป (Loop) ของวงจรไฟฟ้า หมายถึงเส้นทางใด ๆ ก็ตามในวงจรไฟฟ้า ถ้าหากเริ่มจากจุดหนึ่งไปตามเส้นทางนั้นแล้วสามารถกลับมายังจุดนั้นได้อีกเรียกว่า ลูป (Loop) เช่น

จากนิยามกฎแรงดันไฟฟ้าของเคอร์ชอฟฟ์จะได้ว่า

แรงดันตกคร่อม R หรือ Vr = -V

เราสามารถเขียนสมการแรงดันได้ในรูปสมการ KVL

เครื่องหมายของ แรงดันในสมการ KVL จะมีค่าไปตามเครื่องหมายที่ กระแสเดินทางไปเจอ

จากสมการ KVL

จากนิยามกฎแรงดันไฟฟ้าของเคอร์ชอฟฟ์จะได้ว่า

-V1 + Vr1 + V2 = 0 สมการที่ 1

-V2 + Vr2 = 0 สมการที่ 2

จากสมการสรุปกฎแรงดันไฟฟ้าของเคอร์ชอฟฟ์ได้อีกอย่างหนึ่งว่า “ผลรวมของแรงดัน -ไฟฟ้าทั้งหมดในวงจรไฟฟ้าปิดใด ๆ จะเท่ากับศูนย์”

โครงการสอน รหัสวิชา 20105-2002 ชื่อวิชา วงจรไฟฟŜากระแสตรง ระดับชั้น ปวช. 1 สาขาวิชา อิเล็กทรอนิกสŤ ทฤษฎี-ปฏิบัติ-จำนวนหนŠวยกิต 1-3-2 ภาคเรียนที่ 1 ครูผูšสอน นายสิทธิศักดิ์ ในทอง จุดประสงคŤรายวิชา 1. เขšาใจกฎและทฤษฎีวงจรไฟฟŜากระแสตรง 2. มีทักษะในการวิเคราะหŤวงจรไฟฟŜากระแสตรง 3. มีทักษะในการประกอบวงจร และใชšเครื่องมือวัดและทดสอบวงจรไฟฟŜากระแสตรง 4. มีกิจนิสัยในการปฏิบัติงานดšวยความละเอียดรอบคอบ ถูกตšองและปลอดภัย สมรรถนะรายวิชา 1. แสดงความรูšเกี่ยวกับความสัมพันธŤของคŠาพารามิเตอรŤตŠางๆ ในวงจรไฟฟŜากระแสตรง 2. ประกอบและทดสอบวงจรไฟฟŜากระแสตรง คำอธิบายรายวิชา ศึกษาและปฏิบัติงานเกี่ยวกับแหลŠงกำเนิดไฟฟŜากระแสตรง แรงดันไฟฟŜา กระแสไฟฟŜา กำลังและพลังงานไฟฟŜา การอŠานคŠาตัวตšานทาน การตŠอวงจรตัวตšานทานและเซลลŤไฟฟŜาแบบอนุกรม แบบขนาน และแบบผสม การคำนวณหาคŠาความตšานทาน กระแสไฟฟŜา แรงดนัไฟฟŜาและกำลังไฟฟŜา โดยใชšกฎของโอหŤม วงจรแบŠงแรงดนัและกระแสไฟฟŜา วงจรบริดจŤ กฎของเคอรŤชอฟฟşทฤษฎีของเทวินนิและนอรŤตัน โนดโวลเตจ เมชเคอรŤเรน ทฤษฎีการวางซšอน การสŠงถŠายกำลังไฟฟŜาสูงสุดในวงจรไฟฟŜากระแสตรง การประกอบวงจรและวัดหาความสัมพันธŤของแรงดันไฟฟŜา กระแสไฟฟŜาและความตšานทานตามทฤษฎีวงจรไฟฟŜากระแสตรง

รายละเอยีดการสอน สัปดาหŤที่ สอนครั้งที่ ชั่วโมงที่ ชื่อหนŠวย จำนวนชั่วโมง 1-2 1-2 1–8 ตัวตšานทาน 8 3-5 3-5 9–20 การตŠอตัวตšานทาน 12 6 6 21–24 ความรูšเบื้องตšนเกี่ยวกับไฟฟŜา 4 7–8 7–8 25–32 กฎของโอหŤม 8 9 9 33-36 ทดสอบประมวลความรูš (กลางภาค) 4 10–11 10-11 37–44 วงจรไฟฟŜา 8 12-13 12-13 45–52 ประกอบวงจรไฟฟŜาบูรณาการหลักปรัชญาของเศรษฐกิจ พอเพียง 8 14 14 53–56 วงจรแบŠงแรงดันและแบŠงกระแส 4 15-17 15-17 57–68 ทฤษฎีโครงขŠายวงจรไฟฟŜากระแสตรง 12 18 18 69–72 ทดสอบประมวลความรูš(ปลายภาค) 4 รวมทั้งหมด 72 กิจกรรมการเรียนการสอน สอนครั้งที่ ชื่อหนŠวย จำนวนชั่วโมง กิจกรรมการเรียนการสอน 1-2 ตัวตšานทาน 8 บรรยาย, สรุป , ฝřกปฏิบัติ 3-5 การตŠอตัวตšานทาน 12 บรรยาย, สรุป , ฝřกปฏิบัติ 6 ความรูšเบื้องตšนเกี่ยวกับไฟฟŜา 4 บรรยาย, สรุป , ฝřกปฏิบัติ 7–8 กฎของโอหŤม 8 บรรยาย, สรุป , ฝřกปฏิบัติ 9 ทดสอบประมวลความรูš (กลางภาค) 4 ทดสอบประมวลความรูš 10-11 วงจรไฟฟŜา 8 บรรยาย, สรุป , ฝřกปฏิบัติ 12-13 ประกอบวงจรไฟฟŜาบูรณาการหลักปรัชญาของเ ศรษฐกิจพอเพียง 8 บรรยาย, ฝřกปฏิบัติ 14 วงจรแบŠงแรงดนัและแบŠงกระแส 4 บรรยาย, สรุป , ฝřกปฏิบัติ 15-17 ทฤษฎีโครงขŠายวงจรไฟฟŜากระแสตรง 12 บรรยาย, สรุป , ฝřกปฏิบัติ

18 ทดสอบประมวลความรูš(ปลายภาค) 4 ทดสอบประมวลความรูš รวมทั้งหมด 72 สื่อการเรียนการสอน 1. เอกสารประกอบการเรียนการสอน 2. สื่อคอมพิวเตอรŤ (โปรแกรมนำเสนอ : PowerPoint) 3. หนังสือเกี่ยวกับรายวิชาที่เรยีน 4. ชุดทดลอง 5. ชุดคิทประกอบวงจร การวัดและประเมินผล การวัดผล 1. งานที่ไดšมอบหมาย 2. การทดสอบ ประจำหนŠวย 3. สังเกตพฤติกรรมระหวŠางปฏิบัติงาน/ในชั้นเรียน (รายบุคคล) 3.1 การแตŠงกาย 3,2 การตรงตŠอเวลา 3.3 ความรบัผิดชอบ/ความตั้งใจ การประเมินผล 1. การใหšคะแนน 1.1 ทดสอบ 40 % 1.2 ใบงาน / แบบฝřกหัด 20 % 1.3 ประกอบวงจรอิเล็กทรอนิกสŤ 10 % 1.4 ประเมินคุณธรรม จริยธรรม 10 % 1.5 สอบประมวลความรูš 20 % รวม 100 % 2. การประเมินผล ประเมินตามเกณฑŤ ดังนี้ 80 – 100 คะแนน มีผลการเรยีน 4 75 – 79 คะแนน มีผลการเรียน 3.5 70 – 74 คะแนน มีผลการเรียน 3 65 – 69 คะแนน มีผลการเรียน 2.5 60 – 64 คะแนน มีผลการเรียน 2 55 – 59 คะแนน มีผลการเรียน 1.5 50 – 54 คะแนน มีผลการเรียน 1