จอร์จ ไซมอน โอห์ม(George Simon Ohm) นักฟิสิกส์ ชาวเยอรมันได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณของ ไฟฟ้าทั้ง 3 ตัว คือ ระหว่างกระแสไฟฟ้า ( I ) แรงดันไฟฟ้า (E) และตัวต้านทาน (R)และได้สรุปค่าความสัมพันธ์ ดังกล่าวไว้ว่า “กระแสไฟฟ้านั่นวงจรไฟฟ้านั้น จะแปรผัน ตรงกับ แรงดันของแหล่งจ่ายไฟฟ้าแต่จะแปรผกผันกับค่า ความต้านทานในวงจรไฟฟ้า” ดังสมการ I = E / R เมื่อ I = กระแสไฟฟ้ามีหน่วยเป็น
แอมป์แปร์ (A) จากกฎของโอห์มอธิบายได้ว่า กระแสไฟฟ้าในวงจรจะมีค่าเพิ่มขึ้น ถ้าแรงดันท่ีแหล่งจ่าย มีค่าเพิ่มขึ้น และในทางกลับกันถ้าแหล่งจ่ายไฟฟ้ามีค่าคงที่ กระแสไฟฟ้าจะมีค่าลดลง เมื่อค่าความต้านทานในวงจรไฟฟ้ามีค่ามากขึ้น ความสัมพันธ์ตามกฎของโอห์มอาจเขียน ในรูปสามเหลี่ยม ดังรูปที่ 1.1 ในการหาค่าความสัมพันธ์จากรูปที่ 1.1 ถ้าต้องการทราบค่าแรงดันไฟฟ้า ทำได้โดยใช้ นิ้วมือปิดที่ตัวอักษร E จะได้คาตอบคือ E เท่ากับ i คูณ R ทำนองเดียวกัน จะหาค่า ความต้านทาน จะได้ R เท่ากับ I หาร E เป็นต้น กำลังไฟฟ้ากำลังไฟฟ้า (Electrical Power) หมายถึง พลังงานไฟฟ้าที่เครื่องใช้ไฟฟ้า ได้ใช้ไปในเวลา 1 วินาที เครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิด เช่น หม้อหุงข้าว เตารีด เครื่องซักผ้า พัดลม ฯลฯ จะมีป้ายบอก ตัวเลขกำกับไว้ที่เครื่องใช้ไฟฟ้า เช่น พัดลม มีตัวเลขกำกับว่า 220V 100W มีความหมายดังนี้ พัดลม เครื่องน้ี ใช้กับแรงดันไฟฟ้า 220 V พัดลมเครื่องนี้ ใช้กำลังไฟฟ้า 100 วัตต์ หรือ หมายความว่า พัดลมเครื่องน้ี จะใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวน 1000 J (Joule, จูล) ในเวลา 1 S (Second,วินาที) กำลังไฟฟ้า คำนวณได้จาก พลังงานไฟฟ้าท่ีเครื่องใช้ไฟฟ้าใช้ไปในเวลา 1 วินาที กําลังไฟฟ้า x เวลา = พลังงานไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า คำนวณได้จากปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้า ถ้ามีกระแส ไฟฟ้า ไหลผ่านมาก แสดงว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าน้ันใช้พลังงานไฟฟ้ามาก นั่นคือ ได้ใช้กำลังไฟฟ้ามากไปด้วย กำลังไฟฟ้า จะแปรผันตรงกับค่าของกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะเปลี่ยนไปตามความสัมพันธ์ จากกฎของโอห์มด้วย เมื่อสมการกำลังไฟฟ้าแสดง ดังสมการที่ 2 P = E x I (watt, w) จากกฎของโอห์มเมื่อ I = E / R นำค่า I ไปแทนค่าใน สมการที่ 2 จะได้ P = E x (E / R) ดังนั้น P = ( E x E ) / R จากกฎของโอห์มเมื่อ E = I x R แทนค่า E ใน สมการท่ี 2 จะได้ ดังนั้น P = I x ( I x R ) พลังงานไฟฟ้าพลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy) คือพลังงานที่ใช้ไป หรือ สร้างขึ้นมาใหม่จากกำลังไฟฟ้าที่ส่งเข้ามาหรือส่งออกไป โดย มีความสัมพันธ์กับเวลา มีหน่วยวัดค่าพลังงานเป็นจุล (J) พลังงานไฟฟ้าใช้สัญลักษณ์ W สามารถเขียนสมการได้ดังนี้ W = Pt เมื่อ W = พลังงานไฟฟ้า หน่วยจูล
(J) ไฟฟ้ากระแสสลับที่ถูกนามาใช้งานในชีวิตประจาวัน เราต้องซื้อมาจากหน่วยงานท่ีผลิต กระแสไฟฟ้าออกจาหน่าย เช่น การไฟฟ้าฝ่ายผลิต การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค และการไฟฟ้านคร หลวง เป็นต้น พลังงานไฟฟ้าเหล่านี้มิได้ถูกคิดออกมาเป็นหน่วยจูล (J) แต่จะคิดออกมาเป็น หน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมง (Kilowatt-hour,kWh) หรือเรียกว่า หน่วยไฟฟ้า(UNIT,ยูนิต) โดย คิดค่ากาลังไฟฟ้าที่ใช้เป็นกิโลวัตต์ (kW) คิดในเวลาเป็นชั่วโมง(h) เขียนสมการออกมาได้ ดังน้ี W (kWh) = P (kW) x t (h) จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี ภาพแสดงความต่างศักย์ (V) ตกคร่อมตัวนำใด ๆ ที่มีค่าความต้านทาน (R)ทำให้เกิดกระแส (I)ไหลผ่านต้วนำนั้น กฎของโอห์ม ใช้อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้ากับความต่างศักย์ไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้ากับความต้านทาน กล่าวคือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำใด ๆ แปรผันโดยตรงกับความต่างศักย์ (แรงดันไฟฟ้าหรือแรงดันตกคร่อม คือกระแสมีค่ามากหรือน้อยตามความต่างศักย์นั้น) เขียนเป็นสมการได้ว่า ∝ และกระแสไฟฟ้าจะแปรผกผันกับความต้านทานระหว่างสองจุดนั้น(คือถ้าความต้านทานมากจะทำให้กระแสไหลผ่านน้อย, ถ้าความต้านทานน้อยจะทำให้มีกระแสมาก) เขียนเป็นสมการได้ว่า ∝ นำสูตรสมการทางคณิตศาสตร์ทั้งสองมารวมกัน, เขียนได้ดังนี้: โดยที่ คือความต่างศักย์ มีหน่วยเป็น โวลต์, คือกระแสในวงจร หน่วยเป็น แอมแปร์ และ คือความต้านทานในวงจร หน่วยเป็น โอห์ม กฎดังกล่าวตั้งชื่อเป็นเกียรติแก่เกออร์ค ซีม็อน โอห์ม นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ผู้ที่ตีพิมพ์ผลงานใน ค.ศ. 1827 บรรยายการทดลองวัดค่าแรงดันและกระแสผ่านลวดความยาวต่าง ๆ กัน และอธิบายผลด้วยสมการ (ซึ่งซับซ้อนกว่าสมการบนเล็กน้อย) อ้างอิง[แก้]William F. Smith,1993, Foundation of Materials Science and Engineering |