กฎของโอห์มสําหรับกระแสตรงและกระแสสลับ

ในการเปลี่ยนอากาศอัดให้เป็นอากาศอัด คุณจําเป็นต้องใช้พลังงาน และพลังงานนั้นมาจากไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็นกระแสสลับ (AC) หรือกระแสตรง (DC) หากต้องการทําความเข้าใจว่ากระแสไฟฟ้าไหลผ่านระบบเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมอย่างไร จะช่วยเริ่มต้นด้วยข้อมูลพื้นฐาน กฎของโอห์มอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความต้านทาน ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกแนวคิดหลักเหล่านี้และวิธีการนําไปใช้กับระบบ AC และ DC ที่จ่ายอากาศอัด

กฎของโอห์มคืออะไร

กฎของโอห์มอธิบายว่าแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความต้านทานมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรในวงจรไฟฟ้า ซึ่งระบุว่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนําจะเพิ่มขึ้นตามแรงดันไฟฟ้าและลดลงตามความต้านทาน ตราบใดที่อุณหภูมิและสภาวะทางกายภาพอื่นๆ ยังคงเหมือนเดิม

ข้อเท็จจริง: กฎของโอห์มตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน Georg Simon Ohm (1789-1854)

แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความต้านทาน

แรงดันไฟฟ้า (V)
แรงดันไฟฟ้าคือแรงดันไฟฟ้าที่ผลักกระแสไฟฟ้าผ่านวงจร ค่านี้วัดเป็นโวลต์ (V) และมักถูกอธิบายว่าเป็น "แรง" ที่ขับเคลื่อนไฟฟ้าจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง หากไม่มีแรงดันไฟฟ้า จะไม่มีการเคลื่อนไหวของประจุไฟฟ้า เช่นเดียวกับที่น้ำจะไม่ไหลผ่านท่อโดยไม่มีแรงดัน

กระแสไฟฟ้า (I)
กระแสไฟฟ้าคือการไหลของประจุไฟฟ้าและวัดเป็นแอมแปร์ (A) ค่านี้แสดงถึงปริมาณไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ผ่านวงจรในเวลาใดเวลาหนึ่ง คุณสามารถนึกภาพได้ว่าปริมาณน้ำที่ไหลผ่านสายยาง ยิ่งกระแสไฟฟ้าแรงเท่าใด ก็ยิ่งมีกระแสไฟฟ้าไหลมากขึ้นเท่านั้น

ความต้านทาน (R)
ความต้านทานคือความต้านทานต่อการไหลของกระแสไฟฟ้าภายในวัสดุหรือวงจร ค่านี้วัดในหน่วยโอห์ม (Ω) ยิ่งความต้านทานสูงเท่าไร กระแสไฟฟ้าก็จะช้าลงมากเท่านั้น ลองจินตนาการถึงแรงเสียดทานหรือการแคบลงในท่อที่จํากัดความสามารถของน้ำ หรือในกรณีนี้คือไฟฟ้าในการไหลผ่านได้ง่ายเพียงใด

กฎของโอห์มสําหรับกระแสตรง (DC) คืออะไร

กฎของโอห์มระบุว่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนําระหว่างสองจุดมีสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งสองจุด ด้วยการนําเสนอค่าคงที่ของสัดส่วน ความต้านทาน เป็นหนึ่งในสมการทางคณิตศาสตร์ปกติที่อธิบายความสัมพันธ์นี้ ในระบบกระแสตรง กฎของโอห์มถูกเขียนเป็น:

โดยที่ I คือกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนําในหน่วยแอมแปร์ V คือแรงดันไฟฟ้าที่วัดข้ามตัวนําในหน่วยโวลต์ และ R คือความต้านทานของตัวนําในหน่วยโอห์ม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กฎของโอห์มระบุว่า R ในความสัมพันธ์นี้จะคงที่โดยไม่ขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้า

มอเตอร์เครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมใช้กระแสไฟ 15 A และมีความต้านทาน 8 Ω โดยใช้กฎของโอห์ม: V = I × R
V = 15 A × 8 Ω
V = 120 โวลต์

หากแหล่งจ่ายไฟต่ำกว่า 120 V มอเตอร์อาจทํางานไม่ถูกต้อง การตรวจสอบอย่างรวดเร็วนี้จะช่วยตรวจจับปัญหาทางไฟฟ้าก่อนที่จะทําให้เกิดการหยุดทํางาน

แผนผังวงจร DC

นี่คือแผนภาพที่เรียบง่ายที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่าง (I)แรงเคลื่อนไฟฟ้า (V)และความต้านทาน (R) ในวงจร ด้วยกฎของโอห์ม คุณสามารถคํานวณค่าใดค่าหนึ่งเหล่านี้ได้อย่างง่ายดาย ตราบใดที่คุณทราบค่าอีกสองค่า

สามเหลี่ยมของ Ohm

หากคุณต้องการวิธีที่รวดเร็วในการจดจํารูปแบบกฎของโอห์มที่แตกต่างกัน สามเหลี่ยมด้านล่างคือเครื่องมือที่มีประโยชน์ ช่วยให้คุณแก้ปัญหาแรงดันไฟฟ้าได้อย่างง่ายดาย (V)กระแสไฟฟ้า (I)หรือความต้านทาน (R) ขึ้นอยู่กับค่าที่คุณมี

วิธีใช้สามเหลี่ยมของโอห์ม:

ครอบคลุมสิ่งที่ไม่รู้จัก: วางนิ้วหรือมือของคุณเหนือตัวแปรที่คุณต้องการค้นหา (V, I หรือ R)
กระบวนการผลิต:
- V (แรงดันไฟฟ้า): หากคุณครอบคลุม V, I และ R จะอยู่ติดกัน ซึ่งหมายความว่า V = I \* R
- I (ปัจจุบัน): หากคุณครอบคลุม I V จะสูงกว่า R ซึ่งหมายความว่า I = V / R
- R (ความต้านทาน): หากคุณครอบคลุม R V จะสูงกว่า I ซึ่งหมายความว่า R = V / I

กฎของโอห์มสําหรับกระแสสลับ (AC) คืออะไร

กระแสไฟฟ้ากระแสสลับที่ไหลผ่านคอยล์ทําให้เกิดการไหลของแม่เหล็ก การไหลนี้จะเปลี่ยนขนาดและทิศทาง เช่นเดียวกับกระแสไฟฟ้า

เมื่อการไหลเปลี่ยนแปลง EMF (แรงขับเคลื่อนไฟฟ้า) จะเกิดขึ้นในคอยล์ตามกฎการเหนี่ยวนํา EMF นี้ทําหน้าที่ในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงดันขั้วที่เชื่อมต่อ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการเหนี่ยวนําด้วยตนเอง

การเหนี่ยวนําด้วยตนเองในวงจรกระแสสลับทําให้เกิด:

การเปลี่ยนเฟสระหว่างกระแสและแรงดันไฟฟ้า
การตกของแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนํา

ดังนั้น ความต้านทานของเครื่องต่อกระแสสลับ (AC) จึงดูเหมือนจะมากกว่าที่วัดได้ในวงจรกระแสตรง (DC)

ความต้านทานในวงจร AC

สูตรความต้านทาน Z, ความต้านทานที่เห็นได้ชัด (Z) สัมพันธ์กับความต้านทาน (R) และความต้านทานเหนี่ยวนํา (X)

การเปลี่ยนเฟสแสดงด้วยมุม φ อิมพีแดนซ์ ซึ่งรวมความต้านทานและรีแอคแตนซ์เข้าด้วยกัน แสดงด้วยสูตร:

สถานที่:

Z = อิมพีแดนซ์ (Ω) หรือความต้านทานรวมกับกระแสไฟฟ้า
R = ความต้านทาน ส่วนประกอบที่แท้จริง
X = รีแอกแตนซ์ ส่วนประกอบแบบเหนี่ยวนําหรือแบบคาพาซิทีฟ

ความสัมพันธ์ระหว่าง Teactance (X) - ความต้านทาน (R) - ความต้านทาน (Z) - การเปลี่ยนเฟส (φ)

กฎของโอห์มในวงจร AC

ในระบบ AC กฎของโอห์มถูกเขียนเป็น:

สถานที่:

V = แรงดันไฟฟ้า (V)
I = กระแส (A)
Z = อิมพีแดนซ์ (Ω)

การประยุกต์ใช้กฎของโอห์ม

ในชีวิตประจําวัน: การใช้อุปกรณ์ชาร์จโทรศัพท์

basic theory illustration mobile charger

กฎของโอห์มช่วยให้เราเข้าใจว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตประจําวันของเราทํางานอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพอย่างไร ยกตัวอย่างเช่น เครื่องชาร์จโทรศัพท์ เมื่อคุณเสียบปลั๊ก จะส่งแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งค่าไว้ ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 5 โวลต์ (V)ไปยังโทรศัพท์ของคุณ โทรศัพท์จะดึงกระแสไฟฟ้าในปริมาณหนึ่งขึ้นอยู่กับความต้านทานภายในและความต้องการในการชาร์จ

สมมติว่าโทรศัพท์ของคุณใช้กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ (A)
การใช้กฎของโอห์ม: R = V ÷ I

R = 5 V ÷ 1 A

R = 5 Ω

ดังนั้น ความต้านทานของวงจรชาร์จคือ 5 โอห์ม

โดยพื้นฐานแล้ว กฎของโอห์มช่วยให้วิศวกรและช่างเทคนิคสามารถออกแบบ แก้ไขปัญหา และเพิ่มประสิทธิภาพแม้แต่ระบบที่เล็กที่สุด เช่น ระบบที่ขับเคลื่อนโทรศัพท์ของคุณ

ในเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมอุตสาหกรรม: การตรวจสอบกระแสคอยล์มอเตอร์

an illustration about a basic theory article in the atlas copco air wiki

คุณกําลังตรวจสอบมอเตอร์เครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมที่ทํางานด้วยแรงดันไฟฟ้า 230 โวลต์ (V). ใช้มัลติมิเตอร์เพื่อวัดความต้านทานของคอยล์ที่ 10 โอห์ม (Ω)

การใช้กฎของโอห์ม: I = V ÷ R

I = 230 V ÷ 10 Ω

I = 23 A

ดังนั้น มอเตอร์ควรใช้กระแส 23 แอมแปร์

ซึ่งจะมีประโยชน์ในระหว่างการบํารุงรักษาหรือการแก้ไขปัญหา หากกระแสที่วัดได้สูงกว่าอย่างมีนัยสําคัญ อาจบ่งชี้ถึงความเสียหายหรือความร้อนสูงเกินในคอยล์มอเตอร์ ซึ่งช่วยป้องกันความล้มเหลวหรือประสิทธิภาพต่ำเพิ่มเติม

กฎของโอห์มสําหรับกระแสตรงและกระแสสลับ

กฎของโอห์มคืออะไร

แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความต้านทาน