กฎของโอห์ม (Ohm's Law) ตอนที่ 1

วัตถุประสงค์ 
1. อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าและความต้านทาน ในวงจรไฟฟ้า
2. เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างกำลังไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้า และกฎของโอห์ม
3. คำนวณวงจรไฟฟ้าเบื้องต้นและกำลังไฟฟ้าได้ ด้วยกฎของโอห์ม

1.1 กฎของโอห์ม จอร์จ ไซมอน โอห์ม(George Simon Ohm) นักฟิสิกส์ ชาวเยอรมันได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณของ ไฟฟ้าทั้ง 3 ตัว คือ
- กระแสไฟฟ้า ( I )
- แรงดันไฟฟ้า ( E )
- ตัวต้านทาน ( R )
           และได้สรุปค่าความสัมพันธ์ ดังกล่าวไว้ว่า “กระแสไฟฟ้านั่นวงจรไฟฟ้านั้น จะแปรผัน ตรงกับ แรงดันของแหล่งจ่ายไฟฟ้าแต่จะแปรผกผันกับค่า ความต้านทานในวงจรไฟฟ้า” ดังสมการ

              จากกฎของโอห์มอธิบายได้ว่ากระแสไฟฟ้าในวงจรจะมีค่าเพิ่มขึ้นถ้าแรงดันที่แหล่งจ่าย มีค่าเพิ่มขึ้น และในทางกลับกันถ้าแหล่งจ่ายไฟฟ้ามีค่าคงที่ กระแสไฟฟ้าจะมีค่าลดลง เมื่อค่าความต้านทานในวงจรไฟฟ้ามีค่ามากขึ้น ความสัมพันธ์ตามกฎของโอห์มอาจเขียน ในรูปสามเหลี่ยม ดังรูป

รูปที่ 1.1 กฎของโอห์ม

ในการหาค่าความสัมพันธ์จากรูปที่ 1.1 ถ้าต้องการทราบค่าแรงดันไฟฟ้า ทำได้โดยใช้ นิ้วมือปิดที่ตัวอักษร E จะได้คำตอบคือ E เท่ากับ I คูณ R ทำนองเดียวกัน จะหาค่า ความต้านทาน จะได้ R เท่ากับ I หาร E เป็นต้น

ตัวอย่างที่ 1.3 หลอดไฟฟ้าหลอดหนึ่งเมื่อใช้กับแรงดันไฟฟ้า 12 V จะเกิดกระแสไฟฟ้า ไหลผ่านหลอดเท่ากับ 0.8 A จงหาค่าความต้านทานของหลอดไฟฟ้านี้

แบบฝึกหัดที่ 1 

1.

จากรูป จงแสดงวิธีการคำนวณหาค่าของความต้านทาน (R) เมื่อแรงดันไฟฟ้า  (E) = 20 โวลท์ , และกระแสไฟฟ้า (I) = 2 แอมป์แปร์

2. 

จากรูป จงแสดงวิธีการคำนวณหาค่าของกระแสไฟฟ้า (I) เมื่อแรงดันไฟฟ้า  (E)  = 12 โวลท์ , และความต้านทาน (R) = 120 โอห์ม

3. 

จากรูป จงแสดงวิธีการคำนวณหาค่าของแรงดันไฟฟ้า  เมื่อกระแสไฟฟ้า (I) = 3 แอมป์แปร์ ความต้านทาน (R) = 150 โอห์ม