บทท 8วงจร R, L, C เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

สาระสำาคญในวงจรไฟฟากระแสสลบทมโหลด ตวตานทาน, ตวเหนยวนำา และตว

เกบประจเพยงอยางเดยวนน จะมคณสมบตแตกตางกนไป คอ ตวตานทาน จะคณสมบตเหมอนในวงจรไฟฟากระแสตรง คอ จ ำากดการไหลของกระแสเหมอนเดม อมพแดนชของวงจรเทากบคาตวตานทานเลย Z = R กระแสและแรงดนไฟฟาตกครอมตวตานทานจะมเฟสตรงกน หรอความตางเฟสของปรมาณทงสองเปนศนย

ตวเหนยวนำา จะมคณสมบต ตานการไหลของกระแสไฟฟาเหมอนตวตานทาน โดยอมพแดนช (Z) ของวงจร กระแสไฟฟาจะมเฟสเกดขนลาหลงแรงดนอย 90

ตวเกบประจ จะมคณสมบตตานการไหลกระแสไฟฟา เหมอนตวตานทานเชนกน แตอมพแดนชของวงจร ซงกระแสไฟฟาจะมเฟสนำาหนาแรงดนอย 90 ซงคณสมบตในตวเกบประจน จะตรงกนขามกบคณสมบตของตวเหนยวนำาทกอยาง

เนอหาสาระ1. วงจร R เพยงอยางเดยว2. วงจร L เพยงอยางเดยว3. วงจร C เพยงอยางเดยว4. แบบฝกหด5. ใบงาน

5.1 ใบงานตวตานทานอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ5.2 ใบงานตวเหนยวนำาอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ5.3 ใบงานเกบประจอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

วงจร R, L, C เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

จดประสงคเชงพฤตกรรม1. คำานวณและวเคราะหวงจรในวงจร R เพยงอยางเดยวไดถกตอง2. คำานวณและวเคราะหวงจรในวงจร L เพยงอยางเดยวไดถกตอง3. คำานวณและวเคราะหวงจรในวงจร C เพยงอยางเดยวไดถกตอง4. ตอทดลองใบงานแลวสรปผลการทดลองไดถกตอง

1.วงจร R เพยงอยางเดยวเมอนำาตวตานทาน เพยงอยางเดยว มาประกอบในวงจรไฟฟากระแส

สลบ ปรากฏการณทเกดขน คอ จะเกดแรงดนตกครอมตวตานทาน และมคากระแสไฟฟาไหลในวงจร กระแสไฟฟาและแรงดนตกครอมดงกลาวจะม เฟสตรงกน (inphase) เสมอน การนำาตวตานทาน ไปประกอบในวงจรไฟฟากระแสตรง นนเอง

รปท 8.1 คณสมบตของตวตานทานในวงจรไฟฟากระแสสลบ

จากรป E = V = IR หรอ I = EG = VG

ลกษณะสมบตของวงจรมดงน1. กระแสไฟฟาและแรงด นตกครอมต วต านทานเฟสตรงก น

(inphase) และมมตางเฟสมคาเปนศนย ( = 0 )2. อมพแดนชของวงจรเทากบตวตานทาน ( Z = R)3. คาแอตมตแตนชของวงจรเทากบความนำา (Y = G)4. กำาลงไฟฟาทเกดขน เปนกำาลงไฟฟาเฉลย

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

188

ตวอยางท 1 จากวงจรดงรปท 8.2 จงหาคา กระแสทไหลในวงจร, แรงดนตกครอมตวตานทาน , กำาลงงาน

ไฟฟา และ เขยนเฟสเซอรไดอะแกรม

รปท 8.2

วธทำา

หรอ

หรอหรอ

เขยนเฟสเซอรไดอะแกรม ไดดงรป

รปท 8.3 เฟสเซอรไดอะแกรมของตวตานทานในวงจรไฟฟากระแสสลบ

2.วงจร L เพยงอยางเดยววงจรไฟฟากระแสสลบ ทประกอบดวย L เพยงอยางเดยว เมอตอ

แหลงจายไฟฟากระแสสลบใหกบวงจร จะเกดอมพแดนชของวงจร เรยกวา คารแอคแตนชของ L หรอ XL มคาเทากบ หรอ 2fL เกดแรงดนตกครอม L หรอ VL มคาเทากบ IXL สวนกระแสไฟฟาทไหลในวงจรจะมเฟสเกดขนลาหลงแรงดนตกครอม L อย 90

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

189

ลกษณะสมบตของวงจรมดงน1. กระแสและแรงดนจะมเฟสตางกน 90 หรอ โดยแรงดนจะ

นำาหนากระแสไฟฟาอย 90 หรอกระแสไฟฟาลาหลงแรงดนตกครอมอย 90 นนเอง

2. มมเฟสของวงจรลาหลงอย 90 หรอ -90 หรอ 3. คาอมพแดนชของวงจรมคาเทากบ คาอนดกทฟรแอคแตนช

4. คาแอตมตแตนชของวงจร มคาเทากบ คาอนดกทฟซชเซฟแตนช

5. ไมมกำาลงเฉลย เกดขนในวงจร

รปท 8.4 วงจร L เพยงอยางเดยว

จากรป เราใชกฎของโอหม ในการคำานวณ

อมพแดนชของวงจร (Z) มคาดงนZ = XL = = 2fL

แอตมตแตนชของวงจร (Y) มคาดงน

โดย BL คอ Inductive Susceptance มหนวยเปน Semen (S)

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

190

VL100V50Hz

L=1H

I

ตวอยางท 2 จากรปวงจรท 8.5 จงหาคาอนดกทฟรแอคแตนช , กระแสทไหลในวงจรม แรงดนตกครอม L กำาลงไฟฟาวงจร และเขยนเฟสเชอรไดอะแกรม

รปท 8. 5

วธทำา - หาคาอนดกทฟรแอคแตนช (XL)XL = 2fL = 2 x x 50 HZ x 0.1 H

= 31.42

- หาคากระแสไฟฟาทไหลในวงจร

- หาแรงดนตกครอมวงจรV = IXL = 3.18 A x 31.42 =

100 V- หากำาลงงานไฟฟาของวงจร (ft)

P = I2R = (3.18 A)2 x 0 = 0 W- เขยนเฟสเซอรไดอะแกรม

รปท 8. 63.วงจร C เพยงอยางเดยว

วงจรไฟฟากระแสสลบ ซงประกอบดวย C เพยงอยางเดยวเมอตอแหลงจายไฟฟากระแสสลบใหกบวงจร จะเกดคาอมพแดนชในวงจร เรยกวา คารแอคแตนชของ C หรอ XC ซงมคาเทากบ หรอ เกด

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

191

แรงดนตกครอม C หรอ VC มคาเทากบ IXC สวนคากระแสไฟฟาทไหลในวงจรจะมเฟสนำาหนาแรงดนตกครอม C อย 90ลกษณะสมบตของวงจรมดงน

1. กระแสและแรงดนจะมเฟสตางกน 90 หรอ โดยกระแสจะนำาหนาแรงดน อย 90 หรอแรงดนลาหลงกระแสไฟฟาอย 90 นนเอง

2. มมเฟสของวงจรนำาหนา 90 หรอ +90 หรอ 3. คาอมพแดนชของวงจรมคาเทากบ คาคาปาซทฟรแอคแตนช

4. คาแอตมตแตนชของวงจร มคาเทากบคาคาปาซทฟ ซชเซฟแตนช

5. ไมมกำาลงเกดขนในวงจร

รปท 8. 7 วงจร C เพยงอยางเดยว

จากรป เราใชกฎของโอหม ในการคำานวณได

อมพแดนชของวงจร (Z) มคาดงนZ = XC = =

แอตมตแตนชของวงจร (Y) มคาดงน

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

192

I

C=10uF100V50Hz

VC

โ ด ย BC ค อ Capacitive Susceptance ม ห น ว ย เ ป น Semen

ตวอยางท 3 จากรปวงจรท 8.8 จงหาคา คาปาซทฟรแอคแตนช, กระแสไฟฟาทไหลในวงจร, กำาลง

ไฟฟาของวงจร และเขยนเฟสเซอรไดอะแกรม

รปท 8.8

วธทำา - หาคาคาปาซทฟรแอคแตนช (XC)

- หาคากระแสทไหลในวงจร

- หากำาลงไฟฟาของวงจรP = I2R = (0.314 A)2 x 0 = 0 W

- เขยนเฟสเซอรไดอะแกรม ดงรปท 8.9

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

193

รปท 8. 9 เฟสเซอรไดอะแกรม

แบบฝกหด บทท 8เรอง วงจร R, L, C เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแส

สลบ

จงเลอกคำาตอบทถกตองเพยงขอเดยว

รปท 8.10

1. จากรปท 8.10 จงหาคาความตานทานรวมของวงจร ก. 60 ข.60k

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

194

ค. 33.57 ง. 33.57k

2. จากรปท 8.10 จงหาคาความนำาของวงจร ก. 0.016S ข. 0.000016S ค. 0.03S ง. 0.00003S

3. จากวงจรรปท 8.10 จงหาคากระแสทไหลในวงจร ก. 2.98 A ข. 2.98 mA ค. 1.67 A ง. 1.67 mA

4. จากวงจรรปท 8.10 จงหาคากำาลงงานไฟฟาในวงจร ก. 167 mW ข. 167 W ค. 298 mA ง. 298 W

รปท 8.11

5. จากรปท 8.11 จงหาคาอนดกทฟรแอคแตนซ(XL) ก. 6.28 ข. 62.8 ค. 628 ง. 6.28k

6. จากวงจรรปท 8.11 จงหาคากระแสทไหลในวงจร ก. 3.5 mA ข. 35 mA ค. 3.5 A ง. 35 A

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

195

7. จากวงจรรปท 8.11 จงหาคากำาลงงานไฟฟาในวงจร ก. 7.7 W ข. 77W ค. 7.7mW ง. 77W

รปท 8.12

8. จากวงจรรปท 8.12 จงหาคาคาปาซทฟรแอดแตนซ (Xc) ก. 2.65 k ข. 26.5 K ค. 265k ง. 0.265k

9.จากวงจรรปท 8.12 จงหาคากระแสไฟฟาในวงจร ก. 41.5 A ข. 41.5 mA ค. 4.15A ง. 4.15 mA

10. จากวงจรรปท 8.12 จงหาคากำาลงไฟฟาของวงจร ก. 4565 W ข.4.565 W ค. 456.5 W ง. 45.65 W

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

196

ใบงานท 2เรอง ตวตานทานในวงจรไฟฟากระแสสลบ

วตถประสงค1. เพอศกษาคณสมบตของตวตานทานในวงจรไฟฟากระแสสลบ2. คำานวณหาคาตาง ๆ จากวงจรไดถกตอง3. เขยนรปคลนและแผนภาพเฟสเชอรไดถกตอง

เครองมอและอปกรณ1. ดจตอลมลตมเตอร 2 ตว 2. ดจตอลวตตมเตอร 1 ตว 3. มาตรวดตวประกอบกำาลง (power-factor meter ) 1 ตว 4. หมอแปลง 0V,6V,9V,12V,15V 3A 1 ตว 5. ตวตานทาน 10 โอหม/90w 1 ตว

หมายเหต ถามาตรวดตวประกอบกำาลงไมมใหขามการทดลองขอ 4 ไป

ขอควรระวง1. การใชดจตอลมลตมเตอร 2 ตว เพอทำาการวดแรงดนและกระแสเปนการแยกหนาททำาใหการทดลอง

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

197

สะดวกรวดเรว กรณทมมลตมเตอรตวเดยว การวดคาแรงดนและกระแสสลบไปมา อาจลมเปลยนตำาแหนงขววดคอ ถาวดแรงดนใหเสยบทขววด V/ และ COM ถาวดกระแสใหเสยบทขววด mA หรอ 10A และ COM อกทงตองบดสวตชเลอกยานการวดใหถกตอง มฉะนนจะเกดปญหาเกยวกบฟวสในมลตมเตอรขาด ซงเกดจากการตงกระแสแตไปวดแรงดน ทำาใหการทดลองลาชา 2. การปอนแรงดนไฟฟากระแสสลบจากหมอแปลง หามปอนเกนคาทกำาหนดไว เพราะกระแสจะไหลผานโหลดมากขน โหลดอาจทนกำาลงงานทเกดขนไมไหว จะทำาให อปกรณชำารดเสยหายได

ขอเสนอแนะ1. การใชวตตมเตอรชนดแอนะลอกใหตอขว 1 A หรอ 5A เขากบขว V เปนอนพตของวตตมเตอร

ตอขว N เปนเอาตพตซงตอเขากบโหลด และขว N เปนกราวดหรอจดรวมของวงจร การปรบสวตตเลอกโวลต ใหมคาใกล เคยงกบแรงดนอนพต โดยมจดประสงคใหสามารถอานคาไดละเอยดคอหลก เลยงการวดทเขมเบยงเบนอยรมดานซายมอสด ยกเวนไดปรบไปทสเกลตำาสด แลว สวนการเลอกขว 1 A หรอ 5 A นนขนกบกระแสโหลด ถากระแสโหลดมากกวา 2 A ใหเลอกขว 5 A มฉะนนฟวสทอยในเครองวตตมเตอร จะขาดทำาใหวตตมเตอรใชงานไมได แอมปมเตอรในวงจร กวดคาไดศนยเพราะไมม กระแสไหลผานโหลด

2. การใชมลตมเตอรวดกระแสอยาลมกดปมเลอกไปทAC ถาเลอกไปท DC คาทวดไดจะเปนศนย

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

198

3. การทดลองวงจรตาง ๆ ควรทำาดวยความระมดระวงและรวดเรว โดยเฉพาะไมควรวดคาตาง ๆ ปลอยทงไวนาน อปกรณทเปนโหลด อาจรอนจดและเกดการเสยหายได 4. การใชโวลตมเตอรวดแรงดนอนพต สามารถวดไดกอนแอมปมเตอร หรอหลงแอมปมเตอร ถาตองการคาทใกลเคยงความจรงมากทสด จะตอครอมโหลด เพราะแรงดนอนพตบางสวนจะตกครอม แอมปมเตอรและวตตมเตอร กรณทดลองขณะแรงดนอนพตตำา ๆ คาความคลาดเคลอนจะสงกวาปกต ถาใชโวลตมเตอรวดกอนแอมปมเตอร 5. ตรวจสอบฟวสของมลตมเตอรและวตตมเตอร ถาสงสยไมมนใจ ลำาดบการทดลอง

รปท 2.1 วงจรตวตานทานในวงจรไฟฟากระแสสลบ

1. วดความตานทานโหลด RL ได........... โอหม จดประสงคการวดเพอใหมนใจวามตวตานทาน

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

คาจากการทดลองคาจากการคำานวณ

แรงดนอนพต(Vin) IL PL S Qคาท

กำาหนด(V)

คาทวดได(V) A W VI VAR

69

1215

199

ในชดฝกจรงและคาความตานทานถกตอง 2. ตอจรตามรปท 2.1 ทำาการทดลองตามตารางท 2.1 บนทกผลการทดลองทไดลงในตารางท 2.1

ตารางท 2.1 คาจากการทดลองและจากการคำานวณตามวงจรรปท 2.1

3. คำานวณคา S จาก S = Vin x IL ผลลพธมหนวยเปน Volt-Amp (VI) ในทางทฤษฎ COS =1 = 0 ๐ , Q = VIsin = 0 บนทกคาตาง ๆ ทคำานวณไดลงในตารางท 2.1

รปท 2.2 วงจรวดคาตวประกอบกำาลงของตวตานทาน

4. ตอวงจรตามรปท 8.14 ตอขว K, UR เขาอนพต AC 24V เอาตพต I ตอเขาโหลดขว UN ตอเขาขารวม บดตวเลอกแรงดนไฟท 100 V จากรปท 8.14 มการไหลของกระแส IL ใหดลพนจวาจะตออยางไร จากการทดลอง วดกระแสได………A, วด Vin ได ..........A วด P.F ได .............(เขมเบยงเบนมาทางดาน CAP)

(โดยทวไปมาตรวดตวประกอบกำาลงทใชมขนาดทวดกบโหลดตำาสดไดประมาณ 5 A แตในการ ทดลองควรทำาใหกระแสไหลผานโหลดตงแต 2-5 A จงจะทำาใหคาทวดไดใกลเคยงความจรง เพอพสจนเหตผลดงกลาว ใหเปลยนโหลดเปน 100/30 W )

วดกระแสได .............. A วด P. F ได ............(เขมเบยงเบนมาทางดาน CAP)

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

200

(การทดลองตามขอ 4 เปนการพสจนวากระแสโหลดทสงประมาณ 2-5 A จะทำาใหการอาน คา P.F ถกตองมากกวา และคาททดลองไดใกลเคยงกบทฤษฎ คอ P.F ของวงจรตวตานทานควรมคา =1) 5. พรอมเขยนรปคลนและแผนภาพเฟสเซอรทแรงดน 9 โวลต

รปท 2.3

6. ใหเขยนเฟสเซอรไดอะแกรมของกระแสและแรงดนทแรงดน 18 โวลต

รปท 2.4 7. ใหเขยนสามเหลยมกำาลงไฟฟา (Power Triangle) ทแรงดน 18 โวลต

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

201

รปท 2.5

คำาถามทายการทดลอง1. เหตใดวงจรไฟฟาทประกอบดวยคาความตานทานเพยงอยางเดยวจงไมมคาของกำาลงรแอกทฟ (Q)………………………………………………………………………………………………………...……………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………...……………………………………………………………………………………………………….2. ลกษณะคณสมบตของคาความตานทานของวงจรไฟฟากระแสสลบเปนอยางไร………………………………………………………………………………………………………...……………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………..

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

202

………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………...……………………………………………………………………………………………………….………………………………………………

3. จากตารางการทดลองท 2.1 ใหเขยนกราฟแสดงความสมพนธ I= E/R และอธบายผลของกราฟ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

สรปและวจารณผลการทดลอง

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

203

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ใบงานท 3

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

204

เรอง ตวเหนยวนำาในวงจรไฟฟากระแสสลบ วตถประสงค

1. เพอศกษาคณสมบตของตวเหนยวนำาในวงจรไฟฟากระแสสลบ2. คำานวณคาตาง ๆ ในวงจรไดถกตอง3. เขยนแผนภาพเฟสเชอรและสามเหลยมกำาลงไฟฟาไดถกตอง

เครองมอและอปกรณ1. ดจตอลมลตมเตอร 2 ตว2. ดจตอลวตตมเตอร 1

ตว3. มาตรวดตวประกอบกำาลง 1 ตว4. เครองวดคาความเหนยวนำาแบบดจตอล

1 ตว5. หมอแปลง 0V,9V,12V,15V,18 V 3A

1 ตว6. ตวเหนยวนำา 20 mH 1 ตว

หมายเหต ถามาตรวดตวประกอบกำาลงไมม ใหขามการทดลองขอ 6 ไป

ขอควรระวง1. การใชดจตอลมลตมเตอร 2 ตว เพอทำาการวดแรงดนและกระแสเปนการแยกหนาททำาใหการ

ทดลองสะดวกรวดเรว กรณทมมลตมเตอรตวเดยว การวดคาแรงดนและกระแสสลบไปมา อาจลมเปลยนตำาแหนงขววด คอ ถาวดแรงดนใหเสยบทขววด V/ และ COM ถาวดกระแสใหเสยบทขววด mA หรอ 10A และ COM อกทงตองบดสวตชเลอกยานการวดใหถกตอง มฉะนนจะเกด

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

205

ปญหาเกยวกบฟวสในมลตมเตอรขาด ซงเกดจากการตงกระแสแตไปวดแรงดน ทำาใหการทดลองลาชา 2. การปอนแรงดนไฟกระแสสลบจากหมอแปลง หามปอนเกนคาทกำาหนดไวเพราะกระแสจะไหล ผานโหลดมากขน โหลดอาจทนกำาลงงานทเกดขนไมไหว จะทำาใหอปกรณชำารดเสยหายได

ขอเสนอแนะ1. ตวเหนยวนำา 20 mH ไดจากคอยลจดระเบดรถยนต 12 V จำานาน 2 ตวตออนกรมโดยแตละตว

มคาความตานทานไฟตรง 1.8 โอหม คาความเหนยวนำา ประมาณ 9-10 mH สาเหตทใชคอยลจดระเบดรถยนตเพราะคาความเหนยวนำามคาคอนขางคงท ไมแปลผนตามปรมาณกระแสทไหลผานตวเหนยวนำาโดยมคาความผดพลาดไมเกน 10% แตถาใชคอยลทพนเองหรอใชหมอแปลงเปนตวหนยวนำาคาความผดพลาดจะสง

มากกวา 100% และมคณสมบตทไมเปนเชงเสน ดงนนคาความเหนยวนำาทแทจรงจะตองใชเครองวดคาความเหนยวนำา แตคาทวดไดไมใชคาความเหนยวนำาในอดมคตจงไมสามารถทำาให แรงดนนำาหนากระแส 90 องศาได ดงนนวงจรททดลองนจงมคณสมบตเหมอนวงจร R-L เพยงแตตวตานทานมคาคอนขางตำา

2. เมอมกระแสไหลผานตวเหนยวนำาในปรมาณมาก จนทำาใหขดลวดเกดความรอน จะมผล

ทำาใหคาความตานทานไฟตรง และคาความเหนยวนำาเพมขนเลกนอย แตมผลทำาใหคาทวดไดเปลยนแปลงกลาวคอ ขณะเรมตนการทดลองขดลวดจะเยน จะใหผลการทดลองตางจากเมอทดลองไปแลวสกคร คอเมอกลบมาทดลองทคาแรงดนเดมคาแรงดน, กระแส, กำาลงงานจะเปลยนไปเนองจากคาความเหนยวนำาสงขนลำาดบขนการทดลอง

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

206

รปท 3.1 วงจรตวเหนยวนำาในวงจรไฟฟากระแสสลบ 1. ใชดจตอลมลตมเตอรวดคาความตานทานไฟตรงได ...........โอหม

2. ใชเครองวดความเหนยวนำาแบบดจตอล วดคาความเหนยวนำา ของตวเหนยวนำา

ได ……….mH คำานาณคา XL = 2 fL = ………. โอหม 3. คำานวณคาอมพแดนซ Z = ได ............ โอหม คำานวณหา จากสตร = COS-1 R/Z ได ............ องศา

4. ตอวงจรตามรปท 3.1 ทำาการทดลองตามตารางท 3.1 บนทกผลการทดลองทไดลงในตารางท 8.2

ตารางท 8. 2 คาจากการทดลองและการคำานวณตามวงจรรปท 3.1

5. คำานวณหาคา S , P ,Q จากสตร S = VI , P = VIcos, Q = VIsin

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

คาจากการทดลอง คาจากการคำานวณแรงดนอนพต Vin IL P S P Qคาท

กำาหนดคาทวดได(V) A W VI W VAR

9121518

207

โดยใชขอมลจากขอ 3 , ตารางท 3.1 บนทกผลการคำานวณลงในตารางท 3.1

รปท 3.2 วงจรวดคาตวประกอบกำาลงของตวเหนยวนำา

6. ตอวงจรตามรปท 3.2 ตอขว K ,UR เขาอนพต AC 24 V เอาตพตขว I ตอเขาโหลด ขว UN ตอเขาขา

รวม บดตวเลอกแรงดนไฟไปท 100 V

ทำาการทดลอง วดแรงดนอนพตได ……….V , IL = ………A cos = …….. (เขมเบยงเบนมาทางดาน IND)

= …….. องศา

ทำาการเปลยนแปลงแรงดนอนพต ไปทคา 9 VAC วดแรงดนอนพตได …….V , IL = ……. A

cos = ……….(เขมเบยงเบนมาทางดาน IND)

= ……….องศา

การทดลองตามขอ 6 เปนการพสจนวากระแสโหลดทสงประมาณ 2-5 A จะ ทำาใหการอานคา P.F ถกตองมากกวา และคาททดลองได ใกลเคยงกบคาทคำานวณในขอ 3

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

208

7. จากผลการทดลองจงเขยนแผนภาพเฟสเชอรของกระแสและแรงดนทแรงดน 18 V

รปท 3.3

8. จากผลการทดลองจงเขยนสามเหลยมกำาลงไฟฟาทแรงดน 18 V

รปท 3.4

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

209

คำาถามทายการทดลอง1. เหตใดคามมของตวเหนยวนำาในวงจรททำาการทดลองจงมคามมไมเทากบ –90 องศา………………………………………………………………………………………………………...……………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………...……………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………2. คากำาลงไฟฟาจรงทเกดขนเปนผลมาจากอะไร ใหทำาการพสจนใหด………………………………………………………………………………………………………...……………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………...……………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

210

3. จากการทดลอง จงเขยนวงจรเทยบเทาของตวเหนยวนำาทใช………………………………………………………………………………………………………...……………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………...……………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………

สรปและวจารณผลการทดลอง……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

211

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ใบงานท 4เรอง ตวเกบประจในวงจรไฟฟากระแสสลบ

วตถประสงค 1. เพอศกษาคณสมบตของตวเกบประจในวงจรไฟฟากระแสสลบ 2. คำานวณคาตาง ๆ จากวงจรไดถกตอง

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

212

3. เขยนแผนภาพเฟสเชอรและสามเหลยมกำาลงไฟฟาไดถกตอง

เครองมอและอปกรณ 1. ดจตอลมลตมเตอร 2

ตว 2. ดจตอลวตตมเตอร 1

ตว 3. มาตรวดตวประกอบกำาลง 1

ตว 4. เครองวดคาความจแบบดจตอล 1

ตว 5. เครองวดคาความเหนยวนำาแบบดจตอล 1

ตว 6. หมอแปลง 0V,15V, 18V,21V, 24V 3A 1

ตว 7.ตวเกบประจ 250 / 200 V DC

1 ตวหมายเหต ถามาตรวดตวประกอบกำาลงไมมใหขามการทดลองขอ 6 ไป ขอควรระวง

1. การใชดจตอลมลตมเตอร 2 ตวเพอทำาการวดแรงดนและกระแสเปนการแยกหนาททำาใหการทดลอง

สะดวกรวดเรว กรณทมมลตมเตอรตวเดยว การวดคาแรงดนและกระแส สลบไปมา อาจลมเปลยนตำาแหนงขววดคอ ถาวดแรงดนใหเสยบทขววด V/

และ COM ถาวดกระแสใหเสยบทขววด mA หรอ 10A และ COM อกทงตองบดสวตชเลอกยานการวดใหถกตอง มฉะนนจะเกดปญหาเกยวกบฟวสในมลตมเตอรขาด ซงเกดจากการตงกระแส แตไปวดแรงดน ทำาใหการทดลองลาชา

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

213

2. การปอนแรงดนไฟกระแสสลบจากหมอแปลง หามปอนเกนคาทกำาหนดไว เพราะกระแสจะไหล

ผานโหลดมากขน โหลดอาจทนกำาลงงานทเกดขนไมไหว จะทำาใหอปกรณชำารดเสยหายได

ขอเสนอแนะ1. ตวเกบประจ 250 ไดจากการนำาเอาตวเกบประจ 1,000

/ 50 V 4 ตวตอนกรมกน เพอเพมคาทนแรงดนลดคาความจ และเพมคาความตานทานพลงงานสญเสย

2. มาตรวดตวประกอบกำาลงแบบแอนะลอก สามารถวดคา P.F ได 0.4 – 1 คอสามารถวดมมได

ตงแต 0–66.4 องศา ทงวงจรมผลของโหลดเปนคาความจและคาความเหนยวนำา สำาหรบใบงานท 3 ผลการวดคา P. F ได 0.5 หรอไดมม 60 องศา เนองจากวงจรนเปรยบเสมอนเปนวงจร R–L แตในใบงานท 4 น จะวดคา P. F ไดนอยกวา 0.4 คอมมจะสงกวา 66.4 องศา เนองจากตวเกบประจมคาความตานทานภายในนอยมาก

ลำาดบขนการทดลอง

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

214

รปท 4.1 วงจรตวเกบประจในวงจรไฟฟากระแสสลบ

1. ใชเครองวดความจของตวเกบประจวดตวเกบประจ 250

อานไดคา ……. คำานวณ XC = 1/2fC ได = ……….โอหม

2. ใชเครองวดคาความจแบบดจตอลวดคาความจของตว เกบประจโดยการคายประจตวเกบประจ

กอนทำาการวด จากการวดได คา ……….F ความตานทานภายในไฟตรงของตวเกบประจได R = 0.5 โอหม คำานวณหาคาความตานทาน XL = 2 fL = ………..โอหม

3. คำานวณหามมจากสตร = cos-1 R /Zt = ………. องศา

4. ตอ

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

คาจากการทดลอง คาจากการคำานวณแรงดนอนพต Vin IL P S P Qคาท

กำาหนด

คาทวดได(V) A W VI W VAR

15122124

215

วงจรรปท 4.1 ทำาการทดลองตามตารางท 4.1 บนทกผลการทดลองทไดลงในตารางท 4.1

ตารางท 4.1 คาจากการทดลองและจากการคำานวณตามวงจรรปท 4.1

หมายเหต ใชเครองมอวดคณสมบตของตวเกบประจจะไดคา R = 0.5 โอหม ดงนน XC ทถกตองจะมคา = คาทคำานวณได+ 0.5 โอหม

5. คำานวณหาคา S,P,Q จากสตร S = VI , P = VICOS , Q = VISIN โดยใชขอมล จากขอ 3 ตารางท 4.1 บนทกผลการคำานวณลงในตารางท 4.1

รปท 4.2 วงจรวดคาตวประกอบกำาลงของตวเกบประจ

6. ตอวงจรตามรปท 4.2 ทำาการทดลองวดแรงดนอนพตได ………… v,

IL = …….. A COS = < …….

= < …….. องศา

หมายเหต การทดลองครงนยงไมไดมมทแนนอน กรณทใชเครองวดตวปรกอบกำาลงทวดคาไดตำาสด 0.4

แตถาใชเครองวดทมตวประกอบกำาลงทวดคาไดตงแต 0 จะไดคาโดยประมาณ

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

216

7. จากผลการทดลอง จงเขยนแผนภาพเฟสเชอรของกระแสและแรงดนทแรงดน 24 V

รปท 4.3

8. จากการทดลองจงเขยนสามเหลยมกำาลงไฟฟาทแรงดน 24 V.

รปท 4.4

สรปและวจารณผลการทดลอง

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

217

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

218

วงจรอาร,แอล,ซ เพยงอยางเดยวในวงจรไฟฟากระแสสลบ

219