Post on 14-Jun-2015
1.1 Electric Fields and Gauss’s Law
• Coulomb’s law• The electric field and electric lines• Electric flux• Gauss’s law
1.2 Electric Potential
• Potential difference• Electric potential in a uniform electric field
• Potential energy due to point charge
1.3 Current and Resistance
• Electric current• Resistance and Ohm’s law• A model for electrical conduction• Resistance and temperature• Electrical energy and power
1.4 Direct current circuits
• Electromotive Force
• Resistors in series and parallel
• Kirchhoff’s rules
• RC circuits
1.5 Alternating Current Circuit and Basic Electronics
• Ac source and phasors
• Resistor in an AC circuit
• Inductance in an AC circuit
• Capacitor in and AC circuit
• The RLC series circuit
• Rectifiers and filters
1.6 Electromagnetic Waves
• Ampare’s law
• Faraday’s law and Lenz’s law
• Production of electromagnetic wave
by antenna
• The spectrum of electromagnetic wave
1.1.1 Coulomb's law
Coulomb’s law
• ชนิ�ดของประจุ�ไฟฟ�า
• แรงกระทำ�าระหว่�างประจุ�ไฟฟ�า
Coulomb’s law
• กฎของคู�ลอมบ์� “ แรงระหว่�างประจุ�ไฟฟ�า 2 ประจุ� เป!นิสั#ดสั�ว่นิโดยตรง ก#บ์ขนิาดของประจุ�ไฟฟ�าทำ#'งสัอง และเป!นิสั#ดสั�ว่นิผกผ#นิก#บ์ก�าล#งสัองของระยะทำางระหว่�างประจุ�ไฟฟ�าทำ#'งสัอง ”
2
2120
2
29
0
221
1085.8
1094
1
))((
mNcoulombtypermittivi
coulombmNk
r
qqkF
Coulomb’s law
formvectorrr
qqkF
formscalarr
qqkF
ˆ))((
))((
221
221
Coulomb’s law
Ex ประจุ�ไฟฟ�า q1=+7x10-5 คู�ลอมบ์� , q2=-4x10-5 คู�ลอมบ์� และ q3=-5x10-5 คู�ลอมบ์� ว่างอย��ทำ)*ม�มของร�ปสัามเหล)*ยม ทำ)*ม)ด+านิยาว่ 3,4และ 5 เซนิต�เมตร จุงหาขนิาดและทำ�ศทำางของแรงทำ)*กระทำ�าบ์นิประจุ� q3
q2q3
F1
F2
FR
3 cm
5 cm
4 cm
Coulomb’s lawSol.
o
R
R
F
F
NF
FFF
NF
NF
18
32.0tan
107.3
1025.11
1035
1
21
4
21
32
31
1.1.2 The electric field and electric lines
The electric field and electric lines
สันิามไฟฟ�าทำ)*จุ�ดๆหนิ/*งคู0อ แรงทำ)*กระทำ�าต�อประจุ� บ์ว่กหนิ/*งหนิ�ว่ย ณ จุ�ดนิ#'นิ
rr
dqkE
r
rqkE
r
rqqkF
i i
ii
i i
ii
ˆ
ˆ)(
ˆ))((
2
3
120
0
3
120
00
q0
q1q2
q3
r01r02
r03
The electric field and electric lines
คูว่ามสั#มพั#นิธ์�ระหว่�าง แรงก#บ์สันิามไฟฟ�า
F qE
The electric field
สันิามไฟฟ�าทำ)*จุ�ดๆหนิ/*งคู0อ แรงทำ)*กระทำ�าต�อประจุ� บ์ว่กหนิ/*งหนิ�ว่ย ณ จุ�ดนิ#'นิ
rr
dqkE ˆ
2
The electric field
• สันิามไฟฟ�าเป!นิปร�มาณเว่กเตอร�• ทำ�ศทำางของสันิามไฟฟ�าจุะเหม0อนิก#บ์ทำ�ศของ
แรงสั�าหร#บ์ประจุ�บ์ว่ก
• ทำ�ศทำางของสันิามไฟฟ�าจุะม)ทำ�ศตรงข+ามก#บ์ทำ�ศของแรงสั�าหร#บ์ประจุ�ลบ์
E
F
+q
E
F
-q
))(( EqF
))(( EqF
The electric field
• สันิามไฟฟ�าม)ทำ�ศพั� �งออกจุากประจุ�บ์ว่ก และพั� �งเข+าหาประจุ�ลบ์
The electric field
Ex จุงคู�านิว่ณหาคูว่ามเข+มสันิามไฟฟ�าทำ)*จุ�ดC ซ/*งเก�ดจุากประจุ� q1 และq2 ด#งร�ป ก�าหนิดให+ q1=+1.5x10-3 คู�ลอมบ์� q2=-0.5x10-3 คู�ลอมบ์� AC=1.2 m BC=0.5 m
A C
B
q1
q2
E1
E2E
The electric field
Sol
CNEEE
CN
r
qkE
CN
r
qkE
722
21
6202
22
6201
11
1003.2
100.18)(
1038.9)(
The electric field
Ex จุงคู�านิว่ณขนิาดคูว่ามเข+มสันิามไฟฟ�า ตรงจุ�ดทำ)*อย��ห�างจุากลว่ดตรงยาว่มากเป!นิระยะ yเมตร ลว่ดม)ประจุ�ไฟฟ�า +ג คู�ลอมบ์�ต�อหนิ�ว่ยคูว่ามยาว่
+ ++ + + + + + + + + + +
X
dx
X
r
y
dEy
dEx
dE
P
y
Ө
Ө
The electric field
Sol. 2
2 2 2
0
ˆ
( sin )
(cos )
0
2
x y
x
x x
x
x
y y
x
x
y
dqE k r
rdq dx
r x y
E E E
E dE dE
E dE dE
E
E Ey
1.1.3 Electric flux
Electric flux
• ฟล#กซ�ไฟฟ�า(Electric flux) คู0อ จุ�านิว่นิเสั+นิแรงไฟฟ�าทำ)*ผ�านิพั0'นิผ�ว่
cosE A E A E A
Electric flux
2
ˆ.
ˆ.
n
n
E e A
E e dA
NmElectrical flux C
Electric flux
Ex ผ�ว่ทำรงกระบ์อกด#งร�ปร#ศม) R อย��ในิสันิามไฟฟ�าทำ)*ม)ขนิาดสัม�*าเสัมอ E แกนิของทำรงกระบ์อกขนิานิก#บ์ทำ�ศของ E จุงหา
ฟล#กซ�สันิามไฟฟ�าทำ)*ผ�านิผ�ว่นิ)'
Sol
dA1
dA2
dA3
E1
E2
E3
dAeE nˆ.
Electric flux
00
)0cos(ˆ.
0)90cos(ˆ.
)180cos(ˆ.
ˆ.ˆ.ˆ.
22
233
22
211
332211
ERER
ERdAEdAEdAeE
dAEdAeE
ERdAEdAEdAeE
dAeEdAeEdAeE
o
o
o
1.1.4 Gauss’s law
Gauss’s law
• กฎของเกาสั� ใช+ก#บ์ผ�ว่ป5ดซ/*งเร)ยกว่�า "ผ�ว่เกาเซ)*ยนิ"
(Gaussian surface)• ฟล#กสั�สันิามไฟฟ�าทำ)*พั� �งผ�านิผ�ว่ป5ดใดๆม)คู�าเทำ�าก#บ์• ผลรว่มทำางพั�ชคูณ�ตของประจุ�ไฟฟ�าทำ)*อย��ภายในิผ�ว่ป5ดม)
คู�าเทำ�าก#บ์
0/q
0
q
qdAeE n
0
0 ˆ.
Gauss’s law
Ex ลว่ดโลหะยาว่มาก ม)ประจุ�กระจุายอย�างสัม�*าเสัมออย��บ์นิเสั+นิลว่ด ג ต�อหนิ�ว่ยคูว่ามยาว่ จุงคู�านิว่ณหาขนิาดคูว่ามเข+มสันิามไฟฟ�าตรงจุ�ดซ/*งอย��ห�างจุากลว่ดเทำ�าก#บ์ r
+ + + + + ++ ++ + + + +
E
r
L
Gauss’s law
Sol.
rE
LLrE
qdAeE n
0
0
0
2
))(2(
ˆ.
Gauss’s law
1.2 Electric Potential
Electric Potential
งานิทำ)*ใช+ในิการเคูล0*อนิทำ)*ประจุ�ไฟฟ�า
แรงทำ)*ใช+ในิการเคูล0*อนิทำ)*ประจุ� จุะม)ขนิาดเทำ�าก#บ์แรงคู�ลอมบ์�แต�ม)ทำ�ศตรงข+าม
Fext = -F
r12
r
dr
∞q1
q2 q2
FFext
Electric Potential
12
21
221
221
221
12
1212
).ˆ(.
)ˆ(
r
qkqW
r
drqkqW
rdrr
qkqrdFW
rr
qkqFF
r
r
r
r
r
r
ext
ext
Electric Potential
เนิ0*องจุาก แรงทำางไฟฟ�า (Coulomb forces)เป!นิแรงอนิ�ร#กษ์� ด#งนิ#'นิงานิทำ)*ใช+ในิ
การเคูล0*อนิม)*ประจุ�ไฟฟ�าจุ/งทำ)คู�าเทำ�าก#บ์พัล#งงานิศ#กย�W=EP
EnergyPotentialE
r
qqkE
P
P
12
21 )(
Electric Potential
Ex ประจุ�ไฟฟ�า q1=-1C, q2=+1C และq3=-1C ว่างอย��ห�างก#นิ a เมตรด#งร�ป ในิอากาศจุงหาพัล#งงานิศ#กย�ทำ)*เก�ดข/'นิทำ#'งหมดในิระบ์บ์
Sol
a m
q1 q2 q3
a m
Joulea
kE
a
CCk
a
CCk
a
CCkE
r
qkq
r
qkq
r
qkqE
EEEE
P
P
P
PPPP
2
3
)1)(1(
2
)1)(1()1)(1(23
32
13
31
12
21
321
Electric Potential
นิ�ยาม• ศ#กย�ไฟฟ�าณจุ�ดใดม)คู�าเทำ�าก#บ์งานิทำ)*ใช+ในิการ
เคูล0*อนิทำ)*ประจุ�ทำดสัอบ์จุาก มาย#งจุ�ดนิ#'นิ∞• ศ#กย�ไฟฟ�าทำ)*จุ�ดๆใดคู0อ งานิต�อหนิ/*งหนิ�ว่ยของ
ประจุ�ไฟฟ�า• ศ#กย�ไฟฟ�าทำ)*จุ�ดๆใดคู0อ พัล#งงานิศ#กย�ต�อหนิ/*ง
หนิ�ว่ยของประจุ�ไฟฟ�า• ศ#กย�ไฟฟ�าเป!นิปร�มาณสัเกลาร�
Electric Potential
ในิกรณ)ทำ)*ม)หลายประจุ�ด#งร�ป ศ#กย�ไฟฟ�ารว่มทำ)*จุ�ด q0 จุะม)คู�าเทำ�าก#บ์
ผลรว่มของศ#กย�ไฟฟ�าเนิ0*องจุากประจุ�ต�างๆ ด#งสัมการ
q0
q1q2
q3
r01r02
r03
i i
i
r
kqV
Electric Potential
ถ้+ากล��มประจุ�กระจุายอย��อย�างสัม�*าเสัมอด#งร�ป
r
dqkV
Electric Potential
Ex จุงคู�านิว่ณหาศ#กย�ไฟฟ�าทำ)*จุ�ดศ�นิย�กลางของร�ปสั)*เหล)*ยมจุต�ร#สัทำ)*ม)ด+านิยาว่ด+านิละ 1.0 เมตร เม0*อ q1=+1x10-8C, q2=+2x10-8C, q3=+3x10-8C และ q4=+1x10-8C
Sol.q1 q2
q3q4
P
a
a
Electric Potential
VoultV
r
qqqqk
r
qkVV
maPSol
i i
in
ii
3
4321
1
1002.1
)(
71.02
Electric Potential
Ex จุงคู�านิว่ณศ#กย�ไฟฟ�า ณ.จุ�ดหนิ/*งบ์นิแกนิของแผ�นิจุานิว่งกลมทำ)*ม)ประจุ�ไฟฟ�กระจุายอย�างสัม�*าเสัมอและคูว่ามหนิาแนิ�นิประจุ�ตามผ�ว่คู0อ б ด#งร�ป
PX
r
dy
a
Electric Potential
rra
dyyryV
yxr
dyydqr
dqkdVVSol
a
22
0
0
2122
0
22
2
)(2
))(2(
.
Electric Potential
1.2.1 Potential difference
Potential difference
นิ�ยาม• คูว่ามต�างศ#กย�ไฟฟ�าระหว่�างจุ�ดสัองจุ�ดคู0อ ผล
ต�างของศ#กย�ไฟฟ�าระหว่�างจุ�ดทำ#'งสัอง• คูว่ามต�างศ#กย�ไฟฟ�าระหว่�างจุ�ดสัองจุ�ดคู0อ งานิ
ในิการเคูล0*อนิประจุ�ไฟฟ�าบ์ว่กหนิ/*งหนิ�ว่ยจุากจุ�ดหนิ/*งไปย#งอ)กจุ�ดหนิ/*ง
Potential difference
• คู�าของคูว่ามต�างศ#กย�ระหว่�างจุ�ดสัองจุ�ด ไม�ข/'นิ อย��ก#บ์ แนิว่ทำางทำ)*จุะเคูล0*อนิประจุ�ไฟฟ�า นิ#'นิคู0อ
การเคูล0*อนิประจุ�ไฟฟ�าระหว่�างสัองจุ�ดทำ)*ม)ศ#กย� ไฟฟ�าเทำ�าก#นิ ย�อมไม�เก�ดงานิ
Potential difference
Ex จุ�ดประจุ� q1(+80X10-9 C) ว่างอย�� ณ.จุ�ดต#ดแกนิ XและY
และประจุ� q2(-60X10-9 C) ว่างในิแนิว่แกนิ y โดยห�างจุาก q1
เทำ�าก#บ์ 0.2 m ด#งร�ป จุงหาก ) ศ#กย�ไฟฟ�า ณ.จุ�ด A และBข ) งานิทำ)*เก�ดข/'นิในิการนิ�าประจุ� +20X10-6C จุากจุ�ด B ไปย#ง A
Y
X
q1 q2A
B
0.1m
0.12m0.16m
Potential difference
JouleW
Cq
VVqVqW
q
WVB
VoultV
Voultr
q
r
qkV
VkVSol
BA
B
A
ii
036.0
1020
)()(
)
6
1800
.
6
2
2
1
1
Potential difference
Ex อนิ�ภาคูมว่ล 4X10-13
kg และม)ประจุ� +2.4X10-18 C หย�ดนิ�*งในิระหว่�างแผ�นิโลหะคู��ขนิานิ ทำ)*ม)ประจุ�ต�างชนิ�ดก#นิ ด#งร�ป แผ�นิโลหะว่างห�างก#นิ 2 cm. จุงคู�านิว่ณหาคูว่ามต�างศ#กย�ไฟฟ�าระหว่�างโลหะคู��นิ)'
mg
Eq
++++++++++++++++++++++++
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Potential difference
Voultq
mgrV
qrVEqFmgSol
4103.3
)(.
1.2.2 Electric potential in a uniform electric field
1.2.3 Potential energy due to point charge
1.3 Current and resistances
Current and resistances
• กระแสัไฟฟ�า เก�ดจุากการไหลของประจุ�ไฟฟ�า• กระแสัไฟฟ�า ม)ทำ�ศตามการเคูล0*อนิทำ)*ของประจุ�บ์ว่ก
ม)ทำ�ศตรงข+ามก#บ์การเคูล0*อนิทำ)*ของประจุ�ลบ์
• ด#งนิ#'นิกระแสัไฟฟ�า อ#ตราการไหลหร0อการเปล)*ยนิแปลงของ ประจุ�ไฟฟ�า
• กระแสัไฟฟ�าจุ/งเข)ยนิอย��ในิร�ปของสัมการอนิ�พั#นิธ์�ได+เป!นิ
dt
dqI
Current and resistances
1.3.1 Electric current
1.3.2 Resistance and Ohm’s law
Resistance and Ohm’s law
• กฎของโอห�ม นิ#กฟ5สั�กสั�ชาว่เยอรม#นิ Georg Simon
ohm พั.ศ. 2369
• “ ในิโลหะต#ว่นิ�าทำ)*อ�ณหภ�ม�คูงทำ)* อ#ตราสั�ว่นิของคูว่ามต�างศ#กย�ไฟฟ�าระหว่�างสัองจุ�ดในิต#ว่นิ�า ต�อกระแสัไฟฟ�าทำ)*ไหลผ�านิต#ว่นิ�านิ#'นิม)คู�าคูงทำ)* ”
Vconst
I
Resistance and Ohm’s law
tan
VR
IR electric resis ce
I
V
R
0
Resistance and Ohm’s law
• คูว่ามช#นิของกราฟคู0อ คู�าคูว่ามต+านิทำานิ (R)• คูว่ามต+านิทำานิม)หนิ�ว่ยเป!นิ V/A เร)ยกว่�า
โอห�ม• คูว่ามต+านิทำานิ 1 โอห�ม คู0อคูว่ามต+านิทำานิ
กระแสัไฟฟ�าของต#ว่นิ�าซ/*งม)กระแสัไหลผ�านิ 1 แอมแปร� เม0*อให+คูว่ามต�างศ#กย� 1 โว่ลต� ทำ)*ปลายทำ#'งสัองของต#ว่นิ�า
( )
A B
V
I
A BR
Resistance and Ohm’s law
• จุากกฎของโอห�มจุะเห9นิว่�า กระแสัไฟฟ�าทำ)*ไหลผ�านิต#ว่นิ�าจุะเป!นิปฏิ�ภาคูโดยตรงก#บ์คูว่ามต�างศ#กดาไฟฟ�า
• ม)สัารบ์างชนิ�ดทำ)*กระแสัไฟฟ�าสัามารถ้ไหลผ�านิได+ แต�กระแสัทำ)*ไหลไม�เป!นิปฏิ�ภาคูโดยตรงก#บ์คูว่ามต�างศ#กดาไฟฟ�า ด#งนิ#'นิสัารชนิ�ดนิ)'จุ/งไม�ม)คู�ณสัมบ์#ต�เป!นิต#ว่นิ�าไฟฟ�าตามกฎของโอมห� เช�นิ การนิ�าไฟฟ�าของไดโอด
• สั�ว่นิกล#บ์ของคูว่ามต+านิทำานิไฟฟ�าเร)ยกว่�า “คูว่ามนิ�าไฟฟ�า” ม)หนิ�ว่ยเป!นิ ซ)เมนิสั� (siemens)
Resistance and Ohm’s law
1
tan ( )
tan ( )
GR
G Electric conduc ce siemens
R Electric resis ce Ohm
Resistance and Ohm’s law
• คูว่ามต+านิทำานิของลว่ดต#ว่นิ�า
2
_ _( / )
_ _ _( )
_ sec _ _( )
lR
aElectrical resistivity Ohm m
l Length of conductor m
a Cross tion area m
Resistance and Ohm’s law
• คูว่ามต+านิทำานิไฟฟ�าในิลว่ดต#ว่นิ�า เป!นิสั#ดสั�ว่นิโดยตรงก#บ์คูว่ามยาว่และเป!นิสั#ดสั�ว่นิผกผ#นิก#บ์พั0'นิทำ)*หนิ+าต#ดของเสั+นิลว่ด
1 1
1
_electricalconductivity m
Resistance and Ohm’s law
EX ลว่ดทำองแดงยาว่ 2 ก�โลเมตร ม)พั0'นิทำ)*หนิ+าต#ด 6 ตารางม�ลล�เมตร จุงหาคูว่ามต+านิทำานิของลว่ดต#ว่นิ�านิ)' ก�าหนิดให+
7 1 15.81 10 _ m
3
7 6 1 1 2
.
2 10
(5.81 10 )(6 10 ) _
5.74 _
lSol R
a
l mR
a m m
R
1.3.3 A model for electrical conduction
A model for electrical conduction
• ต#ว่นิ�าไฟฟ�าคู0อ ว่#ตถ้�ทำ)*ยอมให+กระแสัไฟฟ�าไหลผ�านิได+
• ต#ว่นิ�าได+แก� โลหะชนิ�ดต�างๆสัารละลายทำ)*ม)ประจุ�ไฟฟ�าก;าซทำ)*แตกต#ว่เป!นิไอออนิ
• การเคูล0*อนิทำ)*ของประจุ�ในิสันิามไฟฟ�าE
+q
-q
A model for electrical conduction
- -- -
-
++++++++
+++
++
++ -- - - - -
-
-
--
--
-
-
---
-
-
-
- -
- -----
---
AI
L
- คูว่ามต�างศ#กดาไฟฟ�าทำ)*ปลายทำ#'งสัองของลว่ดต#ว่นิ�า ทำ�าให+เก�ดสันิามไฟฟ�าภายในิลว่ดต#ว่นิ�า- สันิามไฟฟ�านิ)'ทำ�าให+เก�ดแรงกระทำ�าต�ออ�เล9กตรอนิภายในิต#ว่นิ�าแต�ไม�ได+ทำ�าให+อ�เล9กตรอนิเคูล0*อนิทำ)*ด+ว่ยคูว่ามเร�ง- เพัราะว่�าอ�เล9กตรอนิอ�สัระนิ)'ว่�*งชนิก#บ์อะตอมซ/*งประกอบ์เป!นิต#ว่นิ�าผลของการชนิทำ�าให+เก�ดการถ้�ายเทำพัล#งงานิจุลของอ�เล9กตรอนิไปเป!นิ
พัล#งงานิในิการสั#*นิของอะตอม
A model for electrical conduction
- ด#งนิ#'นิจุ/งว่�*งด+ว่ยอ#ตราเร9ว่เฉล)*ยทำ)*คูงทำ)* เร)ยกว่�า drift velocity
_
_ _ _ _ arg
_ arg
drift
Jv
nq
J current density
n total number of electric ch e
q electric ch e
A model for electrical conduction
A model for electrical conductionEx. โลหะชนิ�ดหนิ/*งม)จุ�านิว่นิอ�เล9กตรอนิอ�สัระ 1028 ต#ว่ต�อล�กบ์าศก�เมตรประจุ�อ�เล9กตรอนิม)ขนิาด 16 x10-19 คู�ลอมบ์� อ�เล9กตรอนิจุะเคูล0*อนิทำ)*ด+ว่ยอ#ตราเร9ว่เฉล)*ยเทำ�าใด จุ/งจุะม)คูว่ามหนิาแนินิกระแสัไฟฟ�า 10 4แอมแปร�ต�อตารางเมตรSol.คูว่ามเร9ว่เฉล)*ย
4
19 28
6
10
(1.6 10 )(10 )
6.25 10 / sec
drift
Jv
nq
m
A model for electrical conduction
• ด#งนิ#'นิถ้+าว่างต#ว่นิ�าในิสันิามไฟฟ�า อ�เลคูตรอนิอ�สัระในิต#ว่นิ�าจุะเคูล0*อนิทำ)*ด#งร�ป ทำ�าให+เก�ดสัภาว่ะสัมด�ลข/'นิในิต#ว่นิ�า
E0=0
---
-
+++
+
E
fieldelectricInternalE
fieldelectricExternalE
EE
0
0
1.3.4 Resistance and temperature
Resistance and temperature- เม0*อม)กระแสัไฟฟ�าไหลผ�านิต#ว่นิ�า จุะทำ�าให+เก�ดคูว่ามร+อนิข/'นิในิต#ว่นิ�า (เก�ดจุากการสั#*นิของอะตอมมากข/'นิ ) เป!นิผลให+คูว่ามต+านิทำานิของต#ว่นิ�าเพั�*มข/'นิ
R0
(c)0-273
Slope = tanΘ
tRR
tR
R
tRR
t
t
1
tan1
tan
0
00
0
tcoefficienetemperatur
R
_
tan
0
Resistance and temperature
เม0*อ = คูว่ามต+านิทำานิทำ)*อ�ณหภ�ม� 0 = คูว่ามต+านิทำานิทำ)*อ�ณหภ�ม� t
= สั#มประสั�ทำธ์�>ของอ�ณหภ�ม� ( Temperature coefficient )
0RoC
tRoC
Resistance and temperature
Ex. ลว่ดทำองแดงยาว่ 30 เมตร ม)คูว่ามต+านิทำานิ 20 โอห�ม ทำ)*อ�ณหภ�ม� 20 จุะม)พั0'นิทำ)*หนิ+าต#ดเทำ�าไร และม)คูว่ามต+านิทำานิเทำ�าไร ทำ)*อ�ณหภ�ม� 100 ก�าหนิดสัภาพัคูว่ามต+านิทำานิของทำองแดงทำ)* 20 ม)คู�า โอห�มเมตร
oCoC
oC 81.7 10
8 2
0
20 0
100 0
100
.
2.55 10
1
1 20 ..............(1)
1 100 ..............(2)
25.79 _
t
Sol
lR A m
AR R t
R R
R R
R ohm
1.3.5 Electrical energy and power
Electrical energy and power
1.4 Direct Current circuit
1.4.1 Electromotive force
Electromotive force
• ในิว่งจุรไฟฟ�าป5ดใดๆ งานิทำ#'งหมดทำ)*ใช+ในิการเคูล0*อนิทำ)*ประจุ�หนิ/*งหนิ�ว่ยรอบ์ว่งจุรไฟฟ�าเร)ยกว่�า “ แรงเคูล0*อนิไฟฟ�า (Electromotive Force)
+ -
Re
Ri
I
( )e i
e i
E IR
R R R
E I R R
1.4.2 Resistors in series and parallel
1.4.3 Kirchhoff’s law
Kirchhoff’s law
-ใช+ก#บ์ว่งจุรไฟฟ�าทำ)*ซ#บ์ซ+อนิ-เป!นิกฎการอนิ�ร#กษ์�ทำางไฟฟ�า แบ์�งออกเป!นิ 2 ข+อ
1. กฎการอนิ�ร#กษ์�ประจุ�ไฟฟ�า (Kirchhoff’s Current law)
2. กฎการอนิ�ร#กษ์�พัล#งงานิ (อนิ�ร#กษ์�พัล#งงานิในิแหล�งก�าเนิ�ด ไฟฟ�า ) Kirchhoff’s Voltage law “ เม0*อกระแสัไฟฟ�าเคูล0*อนิทำ)*ในิว่งจุรไฟฟ�า พัล#งงานิจุะม)คู�าคูงทำ)* ด#งนิ#'นิพัล#งงานิทำ)*ได+ร#บ์จุากแหล�งก�าเนิ�ดแรงเคูล0*อนิไฟฟ�า จุะม)คู�าเทำ�าก#บ์พัล#งงานิทำ)*สั�ญเสั)ยไปในิสั�ว่นิต�างๆ ของว่งจุรไฟฟ�า ”
Kirchhoff’s law
1. Kirchhoff’s Current law “ ผลรว่มทำางพั)ชคูณ�ตของกระแสัไฟฟ�า ณ.จุ�ดร�ว่มใดๆ ม)คู�าเทำ�าก#บ์ ศ�นิย� ”
0I
-I2
+I3
+I4
P
-I1
1 2 3 4 0I I I I 1 2 3 0I I I
E2E1
R1 R2 R3I1 I2 I3
P
Kirchhoff’s law
2. ผลรว่มทำางพั)ชคูณ�ตของแรงเคูล0*อนิไฟฟ�าในิว่งจุรป5ดใดๆ จุะม)คู�าเทำ�าก#บ์ผลรว่มทำางพั)ชคูณ�ตคูว่ามต�างศ#กดาไฟฟ�า
IRE
Kirchhoff’s law
การใช+กฎเคูอร�ชอฟ1 .ก�าหนิดทำ�ศของกระแสั และแรงเคูล0*อนิไฟฟ�า ตาม
คูว่ามเหมาะสัมก�าหนิด ผ�ดผลคู�านิว่ณจุะต�ดลบ์2. ก�าหนิดทำ�ศของ loop ถ้+าม)หลาย loop คูว่รก�าหนิด
ทำ�ศเด)ยว่ก#นิ3. ทำ�ศของกระแสั และแรงเคูล0*อนิไฟฟ�าทำ)*สัว่นิทำางก#บ์ทำ�ศ
ของ loop ม)คู�า ”-” “--------------------”------------------------” ทำ)*ม)ทำ�ศเด)ยว่ก#บ์ทำ�ศของ loop ม)คู�า “+”
Kirchhoff’s law
Ex. ว่งจุรไฟฟ�าด#งร�ป ก�าหนิดให+ E1=2 โว่ลต� ,E2=1 โว่ลต� และ R1=10 โอห�ม R2=R3= 20 โอห�ม จุงหากระแสัไฟฟ�า I1 ,I2 ,I3
E2E1
R1 R3 R2
I1 I3
I2
PLoop 1 Loop 2
Kirchhoff’s law Sol. 1. ม) 3 ต#ว่แปร I1, I2, I3 สัร+าง 3 สัมการ
2. จุาก KCL ทำ)* node P I2 –I1 –I3 = 0 ………………(1)
3. จุาก KVL Loop 1 -E1 = -I1R1 +I3R3
E1 -I1R1 +I3R3 = 0 ………………(2) Loop2 E2 = -I2R2 –I3R3 E2 +I2R2 +I3R3 = 0 ………………(3)
4. I1 = 3/40 amp ,I2 = 1/80 amp ,I3 = -1/60 amp
0I
IRE
Kirchhoff’s law
1.4.4 RC Circuit
1.5 Alternating Current Circuit and Basic Electronics
1.5.1 AC sources and phasors
1.5.2 Resistor in an AC circuit
1.5.3 Inductor in an AC circuit
1.5.4 Capacitor in an AC circuit
1.5.5 The RLC series circuit
1.5.6 Rectifiers and filters
1.6 Electromagetic Waves
1.6.1 Ampere’s law
1.6.2 Faraday’s law and Lenz’s law
1.6.3 Production of electromagnetic wave by an antenna
1.6.4 The spectrum of electromagnetic wave