แถบบนตัวต้านทาน

ตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุ (capacitor) เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าที่ถูกจ่ายให้เก็บตัวประจุได้ ถูกนำมาใช้ประกอบในวงจรไฟฟ้าหลายชนิด เช่น วงจรกรองความถี่ วงจรเชื่อมโยงสัญญาณ วงจรกรองกระแสไฟฟ้า เป็นต้น ภาพ****

ตัวเก็บประจุมีอยู่ 2 แบบ คือ ตัวเก็บประจุแบบค่าคงที่และตัวเก็บประจุแบบปรับได้ แต่โดยทั่วไปตัวเก็บประจุแบบค่าคงที่จะมีความนิยมในการใช้งานมากกว่า ดังนั้น จึงเน้นทำความรู้จักกับตัวเก็บประจุชนิดค่าคงที่ใช้กันเป็นประจำในวงจีอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

ตัวเก็บประจุแบบค่าคงที่ สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิด คือ

 

1. ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กทรอไลต์ เป็นตัวเก็บประจุที่มีลักษณะเป็นทรงกระบอกและมีขั้ว มีขนาดความจุหลายขนาด โดยทั่วไปสามารถทนแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 6.3 โวลลต์ ถึง 450 โวลต์ ซึ่งจะกำกับไว้บนตัวเก็บประจุ การต่อตัวเก็บประจุเข้ากับวงจรจะต้องต่อให้ถูกขั้ว มิเช่นนั้นอาจจะทำให้เกิดความเสียหายกับตัวเก็บประจุได้
   
    

2. ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก เป็นตัวเก็บประจุที่ไม่มีขั้วในการต่อ ส่วนใหญ่ทนแรงดันไฟฟ้าได้ประมาณ 50 โวลต์ถึง 2,000 โวลต์
   
    

3. ตัวเก็บประจุชนิดไมลาร์ เป็นตัวเก็บประจุที่มีขั้วเหมือนตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก มีความทนทานสูงและทนความชื้นได้ดี มักไม่เปลี่ยนค่าความจุตามสภาพความชื้น

ในแผนภาพแสดงวงจรไฟฟ้าจะเขียนสัญลักษณ์ตัวเก็บประจุแทนด้วยรูปต่างๆ ดังนี้

 

เมื่อตัวเก็บประจุถูกต่อเข้ากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งในที่นี้คือ ถ่านไฟฉาย พลังงานไฟฟ้าในถ่านไฟฉายจะถูกถ่ายเทและไปสะสมอยู่ในตัวเก็บประจุ เมื่อนำถ่านไฟฉายออกไปและนำแอมมิเตอร์มาวัด ก็จะพบว่ามีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เนื่องจากตัวเก็บประจุจะค่อยๆ คายพลังงานไฟฟ้าออกสู่วงจรไฟฟ้า

ไดโอด

 

ไดโอด (diode) เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ผลิตมาจากสารกึ่งตัวนำชนิดต่างๆ เช่น ซิลิคอน เจอเมเนียม เป็นต้น สามารถใช้ในการกำหนดทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า และใช้ประกอบในวงจรแปลงไฟฟ้ากระแสสลับให้กลายเป็นไฟฟ้ากระแสตรง

สัญลักษณ์ที่ใช้เขียนแทนไดโอดแบทั่วๆ ไปในวงจรไฟฟ้า คือ

การใช้งานไดโอดนั้น จะต้องต่อไดโอดเข้ากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้าให้ถูกขั้ว คือ ไฟบวกป้อนเข้าที่ขาบวกหรือที่เรียกว่า ขาแอโนด (anode) ส่วนไฟลบป้อนเข้าที่ขาลบหรือที่เรียกว่า ขาแคโทด (cathode) เรียกการต่อไดโอดในวงจรแบบนี้ว่า ไบอัสตรง ซึ่งจะทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลได้ในวงจร ในทางกลับกันถ้าต่อไฟลบเข้ากับขาแอโนด และต่อไฟบวกเข้ากับขาแคโทด จะเรียกลักษณะต่อวงจรแบบนี้ว่า ไบอัสกลับ กระแสไฟฟ้าจะไม่สามารถไหลผ่านไดโอด

ทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์ (transistor) เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ผลิตมาจากสารกึ่งตัวนำ เป็นชิ้นส่วนที่มีความสำคัญและถูกนำมาประกอบในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ มากมาย

 

ทรานซิสเตอร์ เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขา 3 ขา แต่ละขาเรียกชื่อแตกต่างกันคือ ขาเบส (base : B) ขาอิมิตเตอร์ (emitter : E) และขาแลกเตอร์ (collector : C) โดยแต่ละขาก็จะมีหน้าที่และการทำงานแตกต่างกันออกไป

 

ประเภทของทรานซิสเตอร์ โดยทั่วไปจะแบ่งทรานซิสเตอร์ออกเป็น 2 ประเภทตามชนิดของสารที่นำมาผลิต คือ

 

1. ชนิด NPN เป็นทรานซิสเตอร์ที่ต้องจ่ายไฟเข้าที่ขาเบสให้มีความต่างศักย์สูงกว่าขาอิมิตเตอร์ ทรานซิสเตอร์จึงจะทำงานได้ เขียนสัญลักษณ์แทนได้เป็น
   
    

   
    

2. ชนิด PNP เป็นทรานซิสเตอร์ที่ต้องจ่ายไฟเข้าที่ขาเบสให้มีความต่างศักย์ต่ำกว่าขาอิมิตเตอร์ ทรานซิสเตอร์จึงจะทำงานได้ เขียนสัญลักษณ์แทนได้เป็น
   
    

การที่จะทำให้ทรานซิสเตอร์ทำงานได้ต้องจ่ายไฟให้ที่ขาเบส (B) ซึ่งเป็นขาที่มีหน้าที่ในการควบคุมกระแสไฟฟ้าที่ไหลจากขาคอลเลกเตอร์ไปสู่ขาอิมิตเตอร์ กล่าวคือ หากให้กระแสไหลที่ขาเบสมาก จะทำให้กระแสไหลผ่านขาคอลเลกเตอร์ไปสู่ขาอิมิตเตอร์มาก แต่ถ้าให้กระแสไหลที่ขาเบสน้อย กระแสที่ไหลผ่านขาคอลเลกเตอร์ไปสู่ขาอิมิตเตอร์น้อยลงไปด้วย

ดังนั้น ด้วยหลักการทำงานของทรานซิสเตอร์นี้ ก็จะสามารถนำทรานซิสเตอร์ไปประกอบในวงจรต่างๆ ได้มากมาย โดยเฉพาะในวงจรที่ต้องควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจร

วงจรอิเล็กทรอนิกส์

ก่อนที่น้องๆ จะศึกษาการต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เรามาทำความรู้จักกับสัญลักษณ์ที่ใช้แทนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กันก่อน (สัญลักษณ์พื้นฐานในวงจรอิเล็กทรอนิกส์)

นอกจากสัญลักษณ์ต่างๆ ที่ใช้ในวงจรแล้ว ผู้ประกอบอิเล็กทรอนิกส์จะต้องรู้จักอุปกรณ์ที่จำเป็นที่ต้องใช้ในการประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ดังนี้

 

การบัดกรี

การบัดกรี คือการใช้ความร้อนจากหัวแร้งหลอมตะกั่ว เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้เป็นวงจร

การบัดกรีเพื่อประกอบวงจรนั้น อาจแบ่งได้ 2 ลักษณะ คือ

 

1. การบัดกรีที่ไม่ต้องใช้แผงประกอบวงจร ซึ่งแบบนี้มักจะทำในกรณีที่มีอุปกรณ์ในการประกอบน้อย
   
    

2. การบัดกรีที่ต้องใช้แผงประกอบวงจร การบัดกรีแบบนี้มักทำในกรณีที่มีอุปกรณ์ประกอบในวงจรมาก

แผงประกอบวงจร หรือที่ใช้เรียกกันว่า แผ่นปริ้นต์ เป็นแผ่นที่ทำหน้าที่ในการยึดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เข้าด้วยกัน โดยจะมีตัวนำไฟฟ้าเป็นตัวเชื่อมขาของอุปกรณ์ต่างๆ ที่ต่อกัน อาจแบ่งเป็น 2 แบบ คือ

 

1. แผงประกอบวงจรแบบทั่วไป ซึ่งแบบนี้เป็นแบบที่พบเห็นกันมาก หรือหากลองแกะเครื่องใช้ไฟฟ้าบางชนิดดูก็จะพบแผงประกอบวงจรแบบนี้เสมอๆ
   
    

2. แผงประกอบวงจรอเนกประสงค์ ซึ่งเป็นแบบที่นิยมใช้มากในห้องทดลองอิเล็กทรอนิกส์ เพราะผู้ใช้สามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบการต่อวงจรได้ตามต้องการโดยสะดวก

โดยทั่วไปการบัดกรีนั้นเป็นงานที่อาศัยทักษะและความชำนาญเป็นหลัก ผู้ที่ได้ทำการบัดกรีบ่อยๆ จะเกิดทักษะที่ทำให้งานบัดกรีนั้นสำเร็จและสวยงามได้อย่างไม่ยาก ซึ่งอาจสรุปวิธีการกว้างๆ ดังนี้

 

1. จัดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องมือที่ใช้ในการบัดกรีให้ครบก่อนลงมือทำ รวมทั้งตรวจสอบสภาพอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้ดีก่อนทำการบัดกรี เพื่อที่จะได้ไม่เสียเวลามาแก้ไขภายหลัง
   
    

2. นำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ มาเสียบลงในแผงประกอบวงจรตามแผนผังวงจรที่ออกแบบไว้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางชนิดขณะทำงานจะมีความร้อนออกมา เช่น ทรานซิสเตอร์ เป็นต้น ดังนั้นจึงไม่ควรเสียบขาของอุปกรณ์ลึกจนตัวอุปกรณ์ติดกับแผงประกอบวงจร
   
    

3. ทำความสะอาดจุดที่จะบัดกรีให้สะอาด โดยอาจใช้ปลายมีดหรือกระดาษทรายขูดออก ให้บริเวณนั้นสะอาดปราศจากฝุ่นและคราบน้ำมัน
   
    

4. เตรียมหัวแร้ง โดยเสียบปลั๊กทิ้งไว้ให้หัวแร้งร้อนพอสมควร จากนั้นนำปลายหัวแร้งมาจี้ที่จุดบัดกรีนานประมาณ 2-4 วินาที ตามขนาดของจุดที่จะบัดกรี เพื่อให้ขาโลหะของอุปกรณ์เกิดความร้อน ข้อสำคัญคือ อย่าจี้นานเกินไป เพราะอาจทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางชนิดเสียหายได้ โดยเฉพาะอุปกรณ์ประเภทไดโอด ทรานซิสเตอร์ และไอซี
   
    

5. นำตะกั่วมาจี้ที่จุดบัดกรีทันที จนตะกั่วบัดกรีละลายประสานขาอุปกรณ์เข้ากับแผงประกอบวงจร โดยแช่หัวแร้งไว้ราว 2 วินาทีก่อนนำออก งานบัดกรีที่ดีสีของตะกั่วจะดูแวววาว แต่หากพบว่าสีของตะกั่วที่จุดบัดกรีมีสีขุ่น ควรทำการบัดกรีใหม่ เพราะจะทำให้วงจรไม่แข็งแรง และอาจเกิดความเสียหายขณะใช้งานได้ง่าย

ที่มาข้อมูล : คู่มือครูสาระการเรียนรู้พื้นฐาน กลุ่มสาระการเรียนรู้พื้นฐานวิทยาศาสตร์ สสวท. 2544
กุณฑรี เพ็ชรทวีพรเดช, สุริยา บังใบ คู่มือครูและแผนการจัดการเรียนรู้ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ม.3
ประดับ นาคแก้ว และคณะ หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐาน กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ม.3 ช่วงชั้นที่ 3