ในวิชาฟิสิกส์ วงจรแสดงถึงวิถีทางให้กระแสไฟฟ้าไหล ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับวงจรมีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ทำงานอย่างไร บทเรียนนี้จะแนะนำให้คุณรู้จักกับพื้นฐานของวงจร รวมถึงส่วนประกอบและวิธีการทำงานของวงจร
วงจรไฟฟ้าเป็นวงปิดที่ทำจากวัสดุนำไฟฟ้าซึ่งกระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้ วัตถุประสงค์ของวงจรคือเพื่อถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง เพื่อให้วงจรทำงานได้ จะต้องมี แหล่ง พลังงานไฟฟ้า (เช่น แบตเตอรี่) ตัวนำ (เช่น สายไฟ) และ โหลด (อุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น หลอดไฟหรือมอเตอร์) ที่ใช้พลังงานไฟฟ้า
วงจรมีสองประเภทหลัก:
หลักการสำคัญหลายประการช่วยให้เราเข้าใจวิธีการทำงานของวงจร:
ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน กระแส และความต้านทานถูกกำหนดโดย กฎของโอห์ม แสดงเป็น: \( V = I \times R \)
สามารถสร้างวงจรง่ายๆ ได้โดยใช้แบตเตอรี่ หลอดไฟขนาดเล็ก (เป็นโหลด) และสายไฟนำไฟฟ้าบางส่วน เชื่อมต่อปลายด้านหนึ่งของสายไฟเข้ากับขั้วบวกของแบตเตอรี่และปลายอีกด้านหนึ่งเข้ากับหลอดไฟ จากนั้นต่อสายไฟอีกเส้นจากขั้วที่สองของหลอดไฟกลับเข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่ หากเชื่อมต่อทุกอย่างถูกต้อง วงจรจะสมบูรณ์ และหลอดไฟจะสว่างขึ้นแสดงว่ากระแสไฟไหล
แผนภาพวงจรคือการแสดงแผนผังของวงจรโดยใช้สัญลักษณ์เพื่อแสดงส่วนประกอบต่างๆ ไดอะแกรมเหล่านี้เป็นวิธีง่ายๆ ในการแสดงภาพว่าวงจรเชื่อมต่อกันอย่างไร ต่อไปนี้เป็นสัญลักษณ์ทั่วไปที่ใช้ในแผนภาพวงจร:
เมื่อเรียนรู้สัญลักษณ์เหล่านี้ คุณจะสามารถอ่านและทำความเข้าใจแผนภาพวงจรได้ ทำให้ง่ายต่อการสร้างหรือวิเคราะห์วงจร
ใน วงจรอนุกรม ส่วนประกอบจะเชื่อมต่อกัน ตัวอย่างเช่น หากคุณเชื่อมต่อหลอดไฟสองหลอดแบบอนุกรมกับแบตเตอรี่ กระแสไฟเดียวกันจะไหลผ่านหลอดไฟทั้งสองดวง ถ้าหลอดหนึ่งขาด หลอดไฟอีกหลอดก็จะดับด้วยเนื่องจากวงจรขาด
ใน วงจรขนาน ส่วนประกอบต่างๆ จะเชื่อมต่อกันเป็นสาขาขนานกัน หากคุณเชื่อมต่อหลอดไฟสองหลอดขนานกับแบตเตอรี่หนึ่งหลอด แต่ละหลอดจะมีเส้นทางตรงไปยังแบตเตอรี่ของตัวเอง ซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถทำงานได้อย่างอิสระ หากหลอดไฟหลอดหนึ่งขาด หลอดไฟอีกหลอดจะยังคงสว่างอยู่เนื่องจากวงจรยังคงสมบูรณ์สำหรับเส้นทางนั้น
แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับจากแหล่งกำเนิดและความต้านทานภายในวงจรทำงานร่วมกันเพื่อกำหนดการไหลของกระแส คุณสามารถควบคุมกระแสได้โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าหรือความต้านทาน ตัวอย่างเช่น การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจะทำให้กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหากความต้านทานยังคงเท่าเดิม ในทางกลับกัน การเพิ่มความต้านทานจะทำให้กระแสไฟฟ้าลดลงหากแรงดันไฟฟ้าเท่าเดิม
ในการวัดแรงดัน กระแส และความต้านทานในวงจร เราใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า มัลติมิเตอร์ สามารถตั้งค่ามัลติมิเตอร์เพื่อวัดคุณสมบัติต่างๆ ได้:
การทำความเข้าใจเกี่ยวกับวงจรถือเป็นพื้นฐานในฟิสิกส์และจำเป็นสำหรับผู้ที่สนใจด้านอิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมไฟฟ้า ด้วยการเรียนรู้พื้นฐานของวงจร รวมถึงส่วนประกอบ ประเภทของวงจร และวิธีการทำงาน คุณก็พร้อมที่จะสำรวจระบบอิเล็กทรอนิกส์และนวัตกรรมที่ซับซ้อนมากขึ้น โปรดจำไว้ว่าการฝึกฝนในการสร้างและวิเคราะห์วงจรช่วยเพิ่มความเข้าใจและการพัฒนาทักษะในสาขาวิชาฟิสิกส์ที่น่าสนใจนี้
