ไฟฟ้ากระแสตรง

ไฟฟ้ากระแสตรง

ไฟฟ้ากระแสตรง หรือ DC (Direct Current) หมายถึง ไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลไปในทิศทางเดียวกันอย่างสม่ำเสมอ และเป็นเส้นตรง รูปแบบการเคลื่อนที่ของไฟฟ้ากระแสตรง สามารถอ้างอิงได้ตาม 2 ทฤษฎี คือไฟฟ้าจะวิ่งจากประจุบวกของแบตเตอรี่ หรือ เครื่องให้กำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ผ่านเข้าไปยังอุปกรณ์และกลับไปยังขั้วลบ โดยอิงตามทฤษฎี Conventional Current

แต่ถ้าอิงตามหลักวิทยาศาสตร์ที่ใหม่กว่าและยืนพื้นด้วยข้อเท็จจริงที่ว่า ไฟฟ้า คือ อิเล็กตรอน ตามหลัก Electron Current ประจุไฟฟ้าก็จะวิ่งจากประจุลบไปยังประจุบวกแทน แต่ไม่ว่าจะมองตามทฤษฎีไหน ผลลัพธ์ของการกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ก็ไม่ต่างกัน เราสามารถมองได้ 2 แบบ

ผู้คิดค้นไฟฟ้ากระแสตรง

ทอมัส เอดิสัน มักจะถูกเข้าใจผิดว่าเป็นผู้คิดค้นหลอดไฟ แต่ในความเป็นจริงเขาเป็นบุคคลแรกที่จดสิทธิบัตรในการประดิษฐ์หลอดไฟจากนักวิทยาศาสตร์กว่า 20 คนที่คิดค้นหลอดไฟ และสามารถนำมาทำเป็นธุรกิจได้ เอดิสันยังคงเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งบริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริก (General Electric) บริษัทเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ของโลก และก่อตั้งอีกหลายบริษัทในด้านไฟฟ้า หนึ่งในบริษัทของเอดิสันยังเป็นผู้คิดค้นเก้าอี้ไฟฟ้าสำหรับประหารชีวิตนักโทษอีกด้วย

เอดิสันยังคงเป็นบุคคลสำคัญในสงครามกระแสไฟฟ้า (War of Currents) โดยเอดิสันพยายามผลักดันระบบไฟฟ้ากระแสตรงของบริษัท แข่งกับระบบไฟฟ้ากระแสสลับของจอร์จ เวสติงเฮาส์ (George Westinghouse) โดยพนักงานในบริษัทของเขาได้โฆษณาชวนเชื่อความอันตรายของไฟฟ้ากระแสสลับโดยการฆ่าหมาแมวเป็นจำนวนหลายตัวอีกเช่นกัน

สูตรไฟฟ้ากระแสตรง

ความต้านทาน คืออะไร

กฎของโอห์มกล่าวว่า “เมื่ออุณหภูมิคงที่ ค่าของกระแสไฟฟ้าที่ผ่านโลหะตัวนำหนึ่งจะมีค่าแปรผันตรงกับความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างปลายทั้งสองของตัวนำนั้น โดยอัตราส่วนระหว่างความต่างศักย์ไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้าย่อมมีค่าคงที่ เรียกว่า ความต้านทาน”

ความต้านทาน (Resistance ; R) มีหน่วยเป็น โวลต์ต่อแอมแปร์ หรือ โอห์ม ซึ่งความต้านทาน 1 โอห์ม คือ ความต้านทานของตัวนำ ซึ่งเมื่อต่อปลายทั้งสองของ ตัวนำนั้นเข้ากับความต่างศักย์ไฟฟ้า 1 โวลต์ จะมีกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำนั้น 1 แอมแปร์

ความต้านทานไฟฟ้า (electrical resistance) เป็นการบอกคุณสมบัติของสารในการต้านกระแสไฟฟ้าที่จะผ่านได้ มากน้อยเพียงใด โดยสารที่มีความต้านทานมากกระแสผ่านได้น้อย ส่วนสารที่มีความต้านทานน้อยกระแสผ่านได้มาก

ตัวต้านทาน (resistor) เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยปรับความต้านทานให้กับวงจร เพื่อช่วยปรับให้กระแสไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ไฟฟ้าพอเหมาะกับวงจรนั้นๆ ชนิดของตัวต้านทาน แบ่งออกได้ 2 ชนิด

ตัวต้านทานค่าคงตัว (fixed resistor) เป็นตัวต้านทานที่มีค่าตัวต้านทานคงตัว พบในวงจรไฟฟ้าและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป

ตัวต้านทานแปรค่า (variable resistor) เป็นตัวต้านทานที่สามารถปรับค่าความต้านทานได้

วงจรไฟฟ้ากระแสตรง

วงจรอนุกรม คือ วงจรที่ประกอบด้วยความต้านทานตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปต่อเรียงกัน โดยมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านความต้านทานนั้น ๆ เพียงเส้นเดียว

วงจรขนาน คือ วงจรที่มีองค์ประกอบวงจรตั้งแต่สองตัวขึ้นไป โดยปลายทั้งสองข้างต่อคร่อมรวมกันที่ขั้วของแหล่งจ่าย

วงจรผสม คือ วงจรที่ประกอบไปด้วยคุณลักษณะของวงจรอนุกรม และคุณลักษณะของวงจรขนานรวมอยู่ในวงจรเดียวกัน ซึ่งวงจรในลักษณะนี้จะมีอยู่มากมายในวงจรที่ใช้งานจริง และในการแก้ปัญหาในวงจรผสมนี้ จะต้องใช้คุณสมบัติของวงจรอนุกรมแก้ปัญหาในวงจรย่อยที่มีลักษณะอนุกรม และใช้คุณสมบัติของวงจรขนานแก้ปัญหาวงจรย่อยที่มีลักษณะขนาน แล้วจึงนํามาหาผลรวมผลรวมสุดท้าย จึงจะได้ผลของวงจรรวมที่เรียกว่า วงจรผสม

วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า คือ วงจรที่มีการต่อแบบอนุกรม ซึ่งสามารถแบ่งแรงดันไฟฟ้าได้หลาย ๆ ค่าจากแหล่งกําเนิดเดียวกัน ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ได้จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานที่ต่อในวงจรนั้น ๆ

วงจรแบ่งกระแสไฟฟ้า คือ วงจรขนานนั่นเอง จากวงจรจะเห็นว่าเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรขนาน กระแสจะถูกแบ่งให้ไหลแยกไปในสาขาต่าง ๆ ของวงจร ค่าของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านในแต่ละสาขาจะขึ้นอยุ่กับค่าความต้านทานที่ต่ออยู่ในสาขานั้นๆ

ประโยชน์ของระบบไฟฟ้ากระแสตรง

   1.ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ และอุปกรณ์ไฟฟ้าง่าย ๆ

          2.ใช้ในการชาร์จประจุไฟฟ้าเข้าแบตเตอรี่

          3.ใช้ในงานเชื่อม งานชุบโลหะ และงานทดลองทางเคมีต่าง ๆ