กฎของโอห์ม

"เมื่ออุณหภูมิคงที่ อัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์กับกระแสไฟฟ้าของตัวนำอันหนึ่งย่อมคงที่เสมอ" ซึ่งเขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ว่า

ข้อควรรู้

วิธีการจำสูตรง่ายๆ ให้ใช้รูปต่อไปนี้

เมื่อ V คือ ความต่างศักย์ไฟฟ้า (โวลต์)
I คือ กระแสไฟฟ้า (แอมแปร์)
R คือ ความต้านทานไฟฟ้า (โอห์ม)

            ความสัมพันธ์ตามสมการนี้เรียกว่า กฎของโอห์ม นั่นคือ เราจะสามารถให้คำจำกัดความของความต้านทาน 1 โอห์ม คือ ความต้านทานที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ ในระหว่างขั้วไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์ 1 โวลต์

ข้อควรรู้

            จอร์จ ไซมอน โอห์ม (George Simon Ohm) นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน เป็นผู้ค้นพบกฎของโอห์มใน ปี พ.ศ. 2369 ชื่อของเขาได้รับเกียรติตั้งเป็นคำเรียกหน่วยของความต้านทานทางไฟฟ้า คือ โอห์ม หรือเขียนย่อด้วยสัญลักษณ์ V

การต่อวงจรไฟฟ้า

            วงจรไฟฟ้า (electric circuit) หมายถึง เส้นทางที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ครบรอบ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านอุปกรณ์ต่างๆ ก็จะมีความต้านทานเฉพาะตัวที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านมากหรือน้อยแตกต่างกัน
            - วงจรปิด (close circuit) คือ วงจรไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าไหลครบรอบ
            - วงจรเปิด (open circuit) คือ วงจรไฟฟ้าที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เนื่องจากส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรขาดหรือไม่เชื่อมต่อกันมีผลทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าไม่ทำงานเพระาไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเข้าไป
            องค์ประกอบที่สำคัญของวงจรไฟฟ้าที่จะทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าทำงานได้ คือ แหล่งกำเนิดไฟฟ้า สายไฟ อุปกรณ์ไฟฟ้า และเครื่องใช้ไฟฟ้า

ตารางแสดงสัญลักษณ์ที่ใช้ในการต่อวงจรไฟฟ้า

            การต่อวงจรไฟฟ้าโดยทั่วไปมี 3 แบบ ดังนี้
            1. การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม (series circuit) เป็นการต่อเรียงกันเป็นสายเดียว เช่น การต่อหลอดไฟฟ้าโดยการต่อปลายหลอดไฟฟ้าหลอดที่ 1 กับปลายหลอดไฟฟ้าหลอดที่ 2 และต่อปลายหลอดไฟฟ้าหลอดที่ 2 อีกอันหนึ่งกับหลอดไฟฟ้าหลอดอื่นไปเรื่อยๆ จนครบวงจร กระแสไฟฟ้าจะไหลในทิศทางเดียวกันตลอด โดยไม่แยกเป็นหลายสาย ดังรูป

รูปแสดงการต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม

            2. การต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนาน (parallel circuit) เป็นการต่อโดยที่กระแสไฟฟ้ามีการแยกไหลออกได้หลายทางและช่วงสุดท้ายจะไหลมารวมกัน เช่น ต่อหลอดไฟฟ้าแต่ละหลอดเข้าด้วยกัน และรวมปลายอีกด้านหนึ่งของหลอดไฟฟ้าทุกหลอดเข้าด้วยกัน

รูปแสดงการต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนาน

            3. การต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม (hybrid circuit) เป็นการต่อวงจรที่มีทั้งแบบอนุกรมและแบบขนานในวงจรเดียวกัน

รูปแสดงการต่อวงจรไฟฟ้าแบบผสม

ตารางแสดงการเปรียบเทียบผลการต่อหลอดไฟฟ้าแบบอนุกรมและแบบขนาน

แบบอนุกรม

แบบขนาน

1. กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านหลอดไฟฟ้าแต่ละหลอดมีค่าเท่ากัน และเท่ากับกระแสไฟฟ้าทั้งหมดที่ไหลในวงจร ดังสมการ

1. กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านหลอดไฟฟ้าแต่ละหลอดจะไม่เท่ากัน แต่ถ้าหลอดมีความต้านทานไม่เท่ากัน แต่กระแสไฟฟ้ารวมจะเท่ากับผลบวกของกระแสไฟฟ้าที่ผ่านแต่ละหลอด ดังสมการ

2. ความต้านทานรวม จะเพิ่มขึ้นตามจำนวนหลอดไฟฟ้าที่นำมาต่อกัน จึงทำให้ความต้านทานมีค่ามาก ดังสมการ

2. ความต้านทานรวมจะน้อยลง และน้อยกว่าความต้านทานที่น้อยที่สุดในวงจร ความต้านทานรวมจะมีค่า ดังสมการ

3. ความต่างศักย์รวม มีค่าเท่ากับผลบวกของความต่างศักย์ของ หลอดไฟแต่ละหลอด ดังสมการ

3. ความต่างศักย์รวม จะมีค่าเท่ากับความต่างศักย์ของหลอดไฟฟ้าแต่ละหลอด ดังสมการ

4. หลอดไฟทุกหลอดจะทำงานและหยุดทำงานพร้อมกัน ไม่สามารถเลือกเปิด-ปิด หลอดใดหลอดหนึ่งตามต้องการได้

4. หลอดไฟแต่ละหลอดจะทำงานและหยุดทำงานแยกกัน ดังนั้นจึงสามารถเลือกเปิด-ปิด หลอดใดหลอดหนึ่งได้ตามต้องการ

ข้อควรรู้

            1. การต่อหลอดไฟฟ้าแบบอนุกรม หลอดไฟฟ้าจะสว่างน้อยกว่าการต่อแบบขนาน เพราะการต่อแบบอนุกรมจะทำให้ความต้านทานรวมในวงจรมีค่ามากกระแสไฟฟ้าผ่านได้น้อย
            2. เครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดในบ้านจะต่อกันแบบขนานทั้งนี้เพื่อ
                 - ให้ความต้านทานรวมมีค่าน้อยลง ทำให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้มากพอที่จะให้เครื่องใช้ไฟฟ้าสามารถทำได้ดี
                 - ให้เครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละอย่างได้รับความต่างศักย์เท่ากันทั้งหมดตรงตามที่กำหนดไว้ที่เครื่องใช้ไฟฟ้านั้น
                 - สามารถเลือกเปิด-ปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละอย่างได้ตามต้องการ