ปฏิบัติการที่ 1 การอ่านและการวัดค่าความต้านทาน และ ปฏิบัติการที่ 1.2 การวัดค่าความต้านทานการต่อแบบอนุกรมและขนาน
ปฏิบัติการที่ 1 การอ่านและการวัดค่าความต้านทาน
วัตถุประสงค์
1.
เพื่อฝึกทักษะการอ่านค่าความต้านทานจากแถบสีของตัวต้านทาน
2.
เพื่อฝึกทักษะการใช้มัลติมิเตอร์วัดค่าความต้านทาน
เครื่องมือและอุปกรณ์สำหรับการทดลอง
1.
มัลติมิตเตอร์แบบอนาล็อก 1 เครื่อง
2.
มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล 1 เครื่อง
3.
ตัวต้านทาน 3 ตัว (ค่าความต้านทานต่างกัน)
4.
โฟโตบอร์ด 1 อัน
ทฤษฏี
ตัวต้านทาน (resistor) เป็นอุปกรณ์ที่ผลิตขึ้นมามีค่าเฉพาะค่าค่าหนึ่งที่ใช้ในการต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีใช้มาก
วงจรอิเล็กทรอนิกส์มักเรียกสั้นๆ ว่า อาร์ “R” มีคุณสมบัติในการลดกระแสและแรงดันไฟฟ้า โดยสามารถนำไปใช้ได้ทั้ง แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง
และแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสัญลักษณ์ของความต้านทานค่าความต้านทานของตัวต้านทาน
ถูกกำหนดให้มีหน่วยเรียกเป็น โอห์ม (OHM) เขียนแทนด้วยเครื่องหมายอักษรกรีกโบราณ
คือ Ω (โอ เมก้า หรือ โอห์ม) ซึ่งได้จากค่ามาตรฐาน โดยการเอาแรงดันไฟฟ้า 1
โวลต์ ต่อกับความต้านทาน 1 โอห์ม
และทำให้มีกระแสไหลในวงจร 1 แอมแปร์
1. ชนิดของตัวความต้านทาน
เมื่อพิจารณาถึงตัวความต้านทานจะแบ่งตัวความต้านทานออกเป็น
2 ลักษณะ คือ
1.1
แบ่งตามชนิดของวัสดุที่ใช้ทำตัวความต้านทาน
1.2 แบ่งตามชนิดการใช้งานของตัวความต้านทาน
1.1 แบ่งตามชนิดของวัสดุที่ใช้ทำตัวความต้านทาน
ตัวความต้านทานที่แบ่งตามวัสดุที่ให้ทำนั้น
มีอยู่ 2 ชนิด คือ วัสดุประเภทโลหะ (Metallic) และวัสดุประเภทอโลหะ (No Metallic)
วัสดุประเภทโลหะ
ที่ใช้ทำตัวความต้านทานนี้ส่วนมากจะใช้เส้นลวดเล็ก ๆ หรือแถบลวด (Ribbon) พันบนฉนวนที่เป็นแกนของตัวความต้านทาน
และที่ปลายทั้งสองข้างของขดลวดจะต่อขาออกมาใช้งาน แล้วเคลือบด้วยฉนวนอีกทีหนึ่ง
อุปกรณ์ ตัวความต้านทาน
ที่ใช้เส้นลวดพันให้เกิดค่าความต้านทานนี้ส่วนมากจะเป็นพวกไวร์วาวด์รีซีสเตอร์
(Wire Wound Resistors) ตัวความต้านทานแบบนี้จะมีค่าความต้านทานที่แน่นอนและค่าความคลาดเคลื่อน
น้อย ที่สุด แต่จะเป็นตัวความต้านทานที่มีขนาดใหญ่ และอัตราทนกำลังไฟฟ้า
(วัตต์) ได้สูง
วัสดุประเภทอโลหะ ที่ใช้ทำตัวความต้านทานนี้ ได้แก่
ผงคาร์บอน (Carbon)
หรือ ผงการไฟต์ (Graphite) ที่อัดตัวกันแน่นเป็นแท่ง
และใช้ฉนวนหุ้มเพื่อป้องกันความชื้น
แล้วต่อขาออกมาใช้งานจากคุณสมบัติเฉพาะตัวของผลคาร์บอน และกราไฟต์ที่มีค่าความต้านทานสูงมาก ๆ
นี้จึงสามารถนำมาใช้ทำเป็นตัวความต้านทานที่มีค่าสูง ๆ ได้
แต่จะมีขนาดเล็กลง ตัวความต้านทานประเภทนี้ จะมีค่าความคลาดเคลื่อนของความต้านทานมาก
และอัตราทนกำลังไฟฟ้าได้ไม่สูงมากนัก
1.2 แบ่งตามชนิด การใช้งานของตัวความต้านทาน
ตัวความต้านทานในการใช้งานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ พอที่จะแบ่งเป็นชนิดต่าง ๆ
ดังรายละเอียดที่จะกล่าวถึงต่อไป โดยไม่ถือว่าตัวความต้านทานนั้น จะทำมาจากวัสดุประเภท
โลหะ หรือ อโลหะ ก็ตาม ซึ่งสามารถแบ่งได้ดังนี้
1.
ตัวความต้านทาน ชนิดค่าคงที่ (Fixed Resistors)
2.
ตัวความต้านทาน ชนิดเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistors)
3.
ตัวความต้านทาน ชนิดปรับแต่งค่าได้ (Adjustable Resistors)
4.
ตัวความต้านทาน ชนิดแบ่งค่าได้ (Tapped Resistors)
5.
ตัวความต้านทานชนิดพิเศษ (Special Resistors)
1. ตัวความต้านทาน ชนิดค่าคงที่ (Fixed
Resistors)
คือ
ตัวความต้านทานที่มีค่าแน่นอน
ไม่สามารถแปรเปลี่ยนค่าของตัวมันเองได้
โดยมากแล้วตัวต้านทานชนิดนี้จะมีชื่อเรียกตามวัสดุที่นำมาสร้าง เช่น คาร์บอน, ฟิล์มคาร์บอน, ฟิล์มโลหะ
หรือพวกเส้นลวดที่เป็นโลหะผสม ตัวต้านทานชนิดค่าคงที่มีหลายประเภท
ที่นิยมในการนำมาประกอบใช้ในวงจรทางด้านอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไปมีดังนี้
1.
ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม (Carbon Composition), (Carbon Resistor)
2.
ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ (Metal Film)
3.
ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน (Carbon Film)
4.
ตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ (Wire Wound)
5.
ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา (Thick Film Network)
6.
ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มบาง (Thin Film Network)
2. ตัวความต้านทานชนิดเปลี่ยนค่าได้
(Variable Resistors)
คือ ความต้านทานชนิดที่สามารถเปลี่ยนค่าได้ โดยการใช้แกนหมุน (แบบวงแหวน) หรือเลื่อนแกน
(แบบสไลด์) จะใช้ในงานที่ต้องการปรับค่าความต้านทานบ่อยๆ
ตัวต้านทานชนิดนี้จะมีหน้าคอนแท็คสำหรับใช้ในการหมุนเลื่อนหน้าคอนแท็คแสดง วัสดุ
ที่ใช้ทำตัวความต้านทานชนิดนี้ อาจจะเป็นวัสดุประเภทเดียวกับที่ช้ำตัวความต้านทานแบบคงที่
คือ ชนิดคาร์บอน (Carbon) หรือชนิดเส้นลวด (Wire-Wound) ซึ่งแล้วแต่ว่าจะต้องการควบคุมปริมาณของกระแสจำนวนมากน้อยเท่าไร ถ้าใช้กับวงจรที่กระแสสูง
วัสดุที่ใช้จะเป็นแบบเส้นลวด ถ้าใช้กับวงจรกระแสต่ำจะใช้กับวัสดุประเภทคาร์บอน
จะมี แกนสำหรับหมุน (แบบวงแหวน) หรือแกนสำหรับเลื่อน (แบบสไลด์)
วัสดุที่ใช้ทำตัวความต้านทานชนิดนี้
อาจจะเป็นวัสดุประเภทเดียวกับที่ใช้ทำตัวความต้านทานแบบคงที่ คือ ชนิดคาร์บอน (Carbon)
หรือชนิดเส้นลวด (Wire-Wound) ซึ่งแล้วแต่ว่าจะต้องการควบคุมปริมาณของกระแสจำนวนมากน้อยเท่าไร
ถ้าใช้กับวงจรที่กระแสสูง วัสดุที่ใช้จะเป็นแบบเส้นลวด
ถ้าใช้กับวงจรกระแสต่ำจะใช้กับวัสดุประเภทคาร์บอน
การใช้งานของตัวความต้านทานชนิดเปลี่ยนค่าได้ จะมีลักษณะการใช้งานอยู่ 2 ชนิด คือ
1. การใช้งานเป็นรีโอสะตาท (Rheostat) เพื่อควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจร
จะมีลักษณะการต่อวงจรอนุกรมกับโหลด (Load)
2. การใช้งานเป็นโพเทนทิโอมิเตอร์ (Potentionmeter) ใช้สำหรับควบ
คุมโวลต์เตจของวงจร หรือใช้สำหรับปรับสัญญาณต่าง ๆ ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น
วอลลุ่ม (Volume), เบส (Bass) และทรีเบิล
(Treble) หรือปุ่มปรับความสว่างของโทรทัศน์
(Brightness) และอื่น
ๆ ฯลฯ เรียก สั้นๆ ว่า พอท (POT) หรือที่นิยมเรียกกันว่า
วอลุ่ม (Volume) มีทั้งชนิดที่เป็นแกนหมุน (Rotary) และชนิดที่เป็นแกนเลื่อน (Slide) ทำจากคาร์บอน
จะมีค่าความต้านทาน ตั้งแต่ 1 KW ถึง 5 MW อัตราการทนกำลังงานต่ำได้ประมาณ 1/2 –2 วัตต์
ถ้าเป็นชนิดไวร์วาวด์
จะมีอัตราการทนกำลังงานได้สูงและมีการเปลี่ยนแปลงค่าได้ละเอียดกว่าชนิดผงคาร์บอน
ทริม
พอท (Trim
pot) หรือที่เรียกว่า วอลุ่มเกือกม้า
เป็นวอลุ่มขนาดเล็กไม่มีแกนปรับส่วนมากจะถูกออกแบบให้ยึดติดแผ่นวงจร
ภายในของเครื่องโดยมากจะเป็นชนิดผงคาร์บอน เขียนค่าความต้านทานไว้เป็นตัวเลข
ถ้าต้องการปรับค่าจะต้องใช้อุปกรณ์ช่วย
เช่น ไขควงเล็ก
ในการทดลองสำหรับบทนี้จะเป็นการอ่านค่า
และวัดความต้านทานของตัวต้านทาน ชนิดค่าคงที่ และเป็นตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน (Carbon film Resistors)
ตารางแสดงค่าของแถบสีของตัวต้านทานชนิด 4 แถบสี
แถบสี
|
แถบสีที่ 1
(หลักที่
1)
|
แถบสีที่ 2
(หลักที่
2)
|
แถบสีที่ 3
(ตัวคูณ)
|
แถบสีที่ 4
เปอร์เซ็นผิดพลาด
|
ดำ
|
0
|
0
|
100
|
20% (M)
|
น้ำตาล
|
1
|
1
|
101
|
1% (F)
|
แดง
|
2
|
2
|
102
|
2%
|
ส้ม
|
3
|
3
|
103
|
-
|
เหลือง
|
4
|
4
|
104
|
-
|
เขียว
|
5
|
5
|
105
|
0.5%
|
น้ำเงิน
|
6
|
6
|
106
|
0.25%
|
ม่วง
|
7
|
7
|
-
|
0.1%
|
เทา
|
8
|
8
|
-
|
0.05%
|
ขาว
|
9
|
9
|
-
|
-
|
ทอง
|
-
|
-
|
0.1
|
5% (J)
|
เงิน
|
-
|
-
|
0.01
|
10% (K)
|
ตัวอย่างการอ่านค่าความต้านทานจากแถบสี
แถบที่ 1
หลักที่ 1
|
แถบที่ 2
หลักที่ 2
|
แถบที่ 3
ตัวคูณ
|
แถบที่ 4
ความผิดพลาด
|
ค่าที่อ่านได้
(โอห์ม)
|
เขียว
|
น้ำตาล
|
ดำ
|
ทอง
|
|
5
|
1
|
100 =1
|
5%
|
51x1
 5% |
บันทึกผลการทดลอง ปฏิบัติการที่ 2 การใช้มิเตอร์วัดค่ากระแสและความต่างศักย์
ชื่อ-นามสกุล............................................................. รหัส.............................................. กลุ่มเรียนที่..........
สาขาวิชา................................................... คณะ.................................................วันที่ ...............................
ทฤษฎี
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
วัตถุประสงค์
1. ...............................................................................................................................................................
2. ...............................................................................................................................................................
เครื่องมือและอุปกรณ์
1. ................................................................................................................................................................
2. ................................................................................................................................................................
3. ................................................................................................................................................................
4. ................................................................................................................................................................
วิธีการทดลอง
1. ................................................................................................................................................................
2. ................................................................................................................................................................
3. ................................................................................................................................................................
4. ................................................................................................................................................................
5. ................................................................................................................................................................
6. ................................................................................................................................................................
ตารางที่ 1 บันทึกค่าความต้านทานที่อ่านจากแถบสี
ตัวต้านทาน
|
แถบที่ 1
(หลักที่ 1)
|
สีแถบที่ 2
(หลักที่ 2)
|
แถบที่ 3
(ตัวคูณ)
|
แถบที่ 4
(ความผิดพลาด)
|
ค่าความต้านทานที่อ่านค่าได้จากแถบสี (โอห์ม)
|
|
R1
|
สี
|
|||||
ตัวเลข
|
||||||
R2
|
สี
|
|||||
ตัวเลข
|
||||||
R3
|
สี
|
|||||
ตัวเลข
|
||||||
สรุปและอภิปรายผล
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
ปฏิบัติการที่ 1.2 การวัดค่าความต้านทานการต่อแบบอนุกรมและขนาน
วัตถุประสงค์
1.
เพื่อฝึกทักษะการวัดค่าความต้านทานจากวงจรอนุกรมและขนาน
2.
เพื่อฝึกทักษะการใช้มัลติมิเตอร์วัดค่าความต้านทาน
เครื่องมือและอุปกรณ์สำหรับการทดลอง
1.
มัลติมิตเตอร์แบบอนาล็อก 1 เครื่อง
2.
มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล 1 เครื่อง
3.
ตัวต้านทาน 3 ตัว (ค่าความต้านทานต่างกัน)
4.
โฟโตบอร์ด 1 อัน
ทฤษฏี
วงจรไฟฟ้า คือ
การนำเอาแหล่งจ่ายไฟฟ้ามาจ่ายแรงดันและกระแสให้กับโหลด โดยผ่านลวดตัวนำ
และใช้สวิตช์ในการเปิดปิดวงจรเพื่อตัดหรือต่อกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโหลด
ในทางปฏิบัติจะมีฟิวส์ในวงจรเพื่อป้องกันปัญหาข้อผิดพลาดที่จะเกิดกับวงจร
และอุปกรณ์ เช่น โหลดเกิน
หรือไฟฟ้าลัดวงจร วงจรไฟฟ้าเบื้องต้นที่ควรศึกษามีอยู่ 3 ลักษณะคือ วงจรอนุกรม, วงจรขนาน และวงจรผสม
วงจรอนุกรม
การต่อวงจรอนุกรมจะใช้หลอดไฟฟ้าหรือความต้านทานหรืออุปกรณ์ไฟฟ้ามาต่อกันเข้าแบบอนุกรมแล้วต่อเข้ากับขั้วแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า
หรือแบตเตอรี่ เพื่อให้เกิดการไหลของกระแสในทิศทางเดียว
อุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต่อแบบอนุกรม
เช่นวงจรจุดไส้หลอดวิทยุซึ่งเมื่อไส้หลอดใดหลอดหนึ่งดับ อุปกรณ์จะไม่ทำงาน
และเตารีดไฟฟ้า ซึ่งมีฟิวส์ สวิตช์และ Thermostat ต่อกันแบบอนุกรม
เป็นต้น
การต่อวงจรอนุกรมทำได้โดยนำขั้วต่อสายข้างหนึ่งของเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวที่
1 ไปต่อเข้ากับขั้วต่อของเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวที่ 2 นำขั้วต่ออีกข้างหนึ่งของตัวที่
2 ไปต่อเข้ากับขั้วต่อสายตัวที่ 3 ต่ออย่างนี้ไปเรื่อย
ๆจนกว่าจะครบเสร็จแล้วนำขั้วต่อสายที่เหลือของเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวสุดท้ายมาต่อเข้ากับปุ่มหนึ่งของแหล่งกำเนิด
เราก็ได้วงจรครบเพื่อใช้งาน เป็นการนำเอาเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลดหลายๆ
อันมาต่อเรียงกันไปเหมือนลูกโซ่ กล่าวคือ ปลายของเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวที่ 1
นำไปต่อกับต้นของเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวที่ 2 และต่อเรียงกันไปเรื่อยๆ จนหมด
แล้วนำไปต่อเข้ากับแหล่งกำเนิด
การต่อวงจรแบบอนุกรมจะมีทางเดินของกระแสไฟฟ้าได้ทางเดียวเท่านั้น
ถ้าเกิดเครื่องใช้ไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งเปิดวงจรหรือขาด จะทำให้วงจรทั้งหมดไม่ทำงาน
คุณสมบัติที่สำคัญของวงจรอนุกรม
1. กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านเท่ากันและมีทิศทางเดียวกันตลอดทั้งวงจร
2. ความต้านทานรวมของวงจรจะมีค่าเท่ากับผลรวมของความต้านทานแต่ละตัวในวงจรรวมกัน
3. แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมส่วนต่างๆ
ของวงจร เมื่อนำมารวมกันแล้วจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งกำเนิด
วงจรขนาน
วงจรขนาน
เป็นวงจรไฟฟ้าที่ต่อความต้านทานหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ
แต่ละตัวคร่อมกับแหล่งกำเนิดของวงจร
รูปแบบการต่อวงจรขนาน
ทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าหลายทาง
ผลรวมของกระแสที่จ่ายออกไปจะเท่ากับผลรวมของกระแสที่ไหลในแต่ละส่วนของวงจรรวมกัน
และแรงดันที่ตกคร่อมอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกตัวจะเท่ากัน
แม้ว่าอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านั้นจะมีขนาดไม่เท่ากันก็ตาม
วงจรผสม
วงจรเป็นวงจรที่นำเอาวิธีการต่อแบบอนุกรม
และวิธีการต่อแบบขนานมารวมให้เป็นวงจรเดียวกัน
ซึ่งสามารถแบ่งตามลักษณะของการต่อได้ 2 ลักษณะดังนี้
วงจรผสมแบบอนุกรม-ขนาน
เป็นการนำเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลดไปต่อกันอย่างอนุกรมก่อน
แล้วจึงนำไปต่อกันแบบขนานอีกครั้งหนึ่ง
วงจรผสมแบบขนาน-อนุกรม
เป็นการนำเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลดไปต่อกันอย่างขนานก่อน
แล้วจึงนำไปต่อกันแบบอนุกรมอีกครั้งหนึ่ง
คุณสมบัติที่สำคัญของวงจรผสม
เป็นการนำเอาคุณสมบัติของวงจรอนุกรม และคุณสมบัติของวงจรขนานมารวมกัน
ซึ่งหมายความว่าถ้าตำแหน่งที่มีการต่อแบบอนุกรม ก็เอาคุณสมบัติ
ของวงจรการต่ออนุกรมมาพิจารณา ตำแหน่งใดที่มีการต่อแบบขนาน
ก็เอาคุณสมบัติของวงจรการต่อขนานมาพิจารณาไปทีละขั้นตอน
ขอขอบคุณข้อมูลจาก
http://phanita10aoo1.blogspot.com/2011/01/blog-post_6447.html
บันทึกผลการทดลอง ปฏิบัติการที่ 1.2 การวัดค่าความต้านทานการต่อแบบอนุกรมและขนาน
ชื่อ-นามสกุล............................................................. รหัส.............................................. กลุ่มเรียนที่..........
สาขาวิชา................................................... คณะ.................................................วันที่ ...............................
ทฤษฎี
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
วัตถุประสงค์
1. ...............................................................................................................................................................
2. ...............................................................................................................................................................
เครื่องมือและอุปกรณ์
1. ................................................................................................................................................................
2. ................................................................................................................................................................
3. ................................................................................................................................................................
4. ................................................................................................................................................................
วิธีการทดลอง
1. ................................................................................................................................................................
2. ................................................................................................................................................................
3. ................................................................................................................................................................
4. ................................................................................................................................................................
5. ................................................................................................................................................................
6. ................................................................................................................................................................
วิธีการทดลอง
1. ................................................................................................................................................................
2. ................................................................................................................................................................
3. ................................................................................................................................................................
4. ................................................................................................................................................................
5. ................................................................................................................................................................
6. ................................................................................................................................................................
ตารางที่ 1.2 การอ่านค่าตัวต้านทานจากการต่อแบบอนุกรมและต่อแบบขนาน
ชนิด
มัลติมิเตอร์
|
ตัวต้านทาน
|
ค่าที่อ่านได้จากมัลติมิเตอร์ (โอห์ม)
|
ความต้านทานค่าเฉลี่ย
|
ครั้งที่ 1
| |||
ดิจจิตอล
|
อนุกรม
| ||
ขนาน
| |||
คำนวณทาง
ทฤษฎี
|
อนุกรม
| ||
ขนาน
|
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................................
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น