กำลังไฟฟ้า (Electrical Power)

    กำลังไฟฟ้าในทางไฟฟ้าใช้สัญลักษณ์ P มีหน่วยเป็นวัตต์  หมายถึง  ปริมาณไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าใช้ไปให้กับอุปกรณ์ มีค่าเท่ากับแรงดันไฟฟ้าคูณกับกระแสไฟฟ้า

    ความสัมพันธ์        P ~ E และ   P ~ I


    เพราะฉะนั้น    P  = E x I      มีหน่วยเป็นวัตต์ ( W)       แต่         I = E / R

    แทนค่า        P = E x  ( E / R )    เพราะฉะนั้น    P = E2 / R      แต่        E = I x  R

    แทนค่า        P = ( I x R ) x I        เพราะฉะนั้น    P = I 2 x  R

ในทางกลกำลังจะวัดเป็นหน่วยของ แรงม้า(HP,   Horse Power)      ,1 HP = 746 วัตต์

รวมสูตรแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า ความต้านทาน กำลังไฟฟ้า


พลังงานไฟฟ้า (Electric Energy),W  หมายถึง ปริมาณไฟฟ้าที่อุปกรณ์ไฟฟ้าใช้ไปทั้งหมด หรือ แหล่งจ่ายไฟฟ้าจ่ายให้ทั้งหมด คิดในช่วงระยะเวลาใดเวลาหนึ่ง มีหน่วยเป็น  วัตต์ – ชม.(Wh) วัดได้ด้วยเครื่องมือวัดพลังงานไฟฟ้าหรือ Kilowatt Hour Meter  ดังรูปที่ 1

รูปที่ 1     Kilowatt Hour Meter

สูตรการคำนวณหาพลังงานไฟฟ้า

W   = P x t      หน่วยวัดเป็น  W-h
การคิดค่ากระแสไฟฟ้าคิดจากหน่วยยูนิต (KW –h) จะได้

1,000 W – h

=

1 Unit

1 KW-h

=

1 Unit

    
หรือพลังงานไฟฟ้า อาจวัดเป็นหน่วย จูล (J)        เมื่อ 1 J     =    1 วัตต์ – วินาที

เพราะฉะนั้น    1Wh(1 วัตต์-ชั่วโมง) = 1 W x 3600 วินาที

3600 W – s (วัตต์ - วินาที)

=   3600 W –s

=   3600 J

     
W = P x t      เมื่อ   P = V • I            ดังนั้น   W = V • I x t

 


ตัวอย่างการคำนวณ

ตัวอย่างที่ 1 จากวงจรด้านล่าง จะมีกระแสไฟฟ้า และกำลังไฟฟ้าเกิดขึ้นเท่าใด

วิธีทำ
    จากกฎของโอห์ม           I = E / R
                 ดังนั้น            I  = 20 / 5   = 4 แอมป์
    เมื่อ          P =  E x I    = 4 x 20
                 ดังนั้น         P = 80 W 

ตอบ กำลังไฟฟ้า = 80 วัตต์


ตัวอย่างที่ 2 กำหนดให้วงจรไฟฟ้ามีกระแสไฟฟ้า 20 mA  ไหลผ่านความต้านทาน 500 โอห์ม จงหากำลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้นกับตัวต้านทานนี้

วิธีทำ

    จาก        P = I2x R   
    เมื่อ           I   =   20 mA
                   R    =    500 โอห์ม
    ดังนั้น     P    =    (0.02 A)2 x 500
                     =    0.2 W

ตอบ กำลังไฟฟ้า = 0.2 วัตต์


ตัวอย่างที่ 3 เตารีดไฟฟ้า ขนาด 750 วัตต์ ใช้งานวันละ 10 ชั่วโมง  จะเสียค่าไฟฟ้าเท่าใด ต่อเดือน (30 วัน)ถ้าคิดค่าไฟฟ้า ยูนิต ละ 1.50 บาท

วิธีทำ
    ใช้พลังงานไฟฟ้าไปวันละ     =     750 x 10
                    =    7,500 วัตต์ – ชั่วโมง
                    =    7.5 Kw – h
                    =    7.5 ยูนิต
    จะเสียค่าไฟฟ้าวันละ        =    1.50 x 7.50
                    =    11.25  บาท
     ดังนั้น เสียค่าไฟฟ้าต่อเดือน        =    11.25 x  30     =    337.50 บาท

ตอบ  เสียค่าไฟฟ้าต่อเดือน   = 337.50 บาท


ตัวอย่างที่ 4  ลวดความร้อนขนาด  220V ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนในอัตรา 1500 J/sจงหาค่ากระแสที่ไหลผ่านลวดนี้
วิธีทำ
   
จาก W  =  P x t        หรือ   W  =  V x I x t

∴   I = W/(V x t)
  = 1500 J / (220V x 1sec.)
  = 6.818 A

ตัวอย่างที่ 4 บ้านหลังหนึ่งมีเครื่องใช้ไฟฟ้าดังนี้
a.    มอเตอร์ปั๊มน้ำขนาด    1.5 แรงม้า      ใช้งานวันละ   2 ชม./วัน
b.    กาต้มน้ำร้อนขนาด    750 วัตต์    ใช้งานวันละ    5  ชม./วัน
c.    หม้อหุงข้าวไฟฟ้า     1000 วัตต์   ใช้งานวันละ   30 นาที  /วัน
d.    ตู้เย็นขนาด ขนาด    150 วัตต์    ใช้งานวันละ 15 ชม./วัน
e.    โทรทัศน์ ขนาด   70 วัตต์   ใช้งานวันละ   5 ชม./วัน

ใน 1 เดือน (30 วัน) จะเสียค่าไฟฟ้าเท่าใด เมื่อ 1 ยูนิต  เท่ากับ 1.75 บาท
วิธีทำ
    จาก     W     = P x t
            = (746 x 1.5 x 2) +(750 x 5)+(1000 x 0.5)+(150 x 15) +(70 x 5)
            =2,238 + 3,750 + 500 + 750 + 350
            =7,588 W-h
    1 วันใช้พลังงานวันละ    7, 588   W-h   
    คิดเป็น              7, 588 / 1,000    =  7.588 ยูนิต
    ใน   30 วัน  ใช้พลังงานไฟฟ้า  7.588  x  30  =  227.64  ยูนิต
    เมื่อค่าไฟฟ้า คิดยูนิต ละ 1.75 บาท
    ดังนั้น เสียค่าไฟฟ้า  227.64  x 1.75  =  398.37 บาท

ตอบ    เสียค่าไฟฟ้า   398.37  บาท