Lab 110 — ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดด้วยตัวเอง (3D)

🎯 สิ่งที่ต้องทำ: ต่อวงจรเองบนเบรดบอร์ดให้กระแสไหลครบวง · ใส่มัลติมิเตอร์ ① อนุกรมในทางเดินกระแส และมัลติมิเตอร์ ② คร่อมชิ้นที่ต้องการ · อ่าน V กับ I แล้วหา R = V/I — รายละเอียดอยู่ในแท็บ 📋 วิธีการทดลอง

🖐 แตะอุปกรณ์ในกล่อง (หรือกดปุ่มด้านล่าง) = หยิบ · แตะรูบนเบรดบอร์ด 2 รู = วางคร่อมสองรูนั้น · แตะชิ้นที่วางแล้ว = เลือก แล้วแตะวงแหวนปลายสายเพื่อย้ายไปรูอื่น · ลากปุ่มกลมบนแหล่งจ่าย = ปรับแรงดัน
🖱 ลากที่ว่าง = หมุนภาพ · ล้อ = ซูม · Shift+ลาก = เลื่อน
📱 1 นิ้ว = แตะ/หมุน · 2 นิ้ว = ซูม/เลื่อน

⚠️ โหลดไลบรารี 3D (three.js) ไม่สำเร็จ — แลปนี้ต้องใช้ภาพ 3D

📝 บันทึกผลการวัด — อ่านหน้าปัดตอนเข็มนิ่งแล้ว

① วัดอะไรอยู่ — บันทึกให้อัตโนมัติ ② ความต่างศักย์ V V ③ กระแส I A

โหมดการทดลอง

ตารางบันทึกผลและค่าปริศนาที่ซ่อนไว้ไม่เปลี่ยน

🧭 ตอนนี้ต้องทำอะไร

🧰 กล่องอุปกรณ์

ทุกการเชื่อมใช้ระบบเดียวกัน: กด 🔌 สายไฟ (หรือตัวต้านทาน) → แตะรูที่ 1 → แตะรูที่ 2 → สายปรากฏทันที · รูขั้วของเครื่องมือ (แหล่งจ่าย ขั้ว +/− · มิเตอร์ ① mA/COM · มิเตอร์ ② VΩ/COM) ก็เป็นรูแบบเดียวกัน แตะได้เหมือนรูบนเบรดบอร์ด · ย้ายจุดเชื่อม: แตะชิ้นที่วางแล้ว → แตะวงแหวนที่ปลายสาย (หรือกดปุ่ม "ย้าย" ในรายการด้านล่าง) → แตะรูใหม่ · รูในคอลัมน์เดียวกันฝั่งเดียวกัน (5 รู) ต่อถึงกันภายในเบรดบอร์ด · รางไฟบนล่างแต่ละราง (สีแดง/น้ำเงิน) ต่อถึงกันตลอดแนว
มิเตอร์ ① ต้องต่ออนุกรม — ถ้าเอาไปคร่อมตัวต้านทานจะกลายเป็นลัดวงจร · ตัวต้านทานเสียบได้เฉพาะรูบนเบรดบอร์ด

🔬 เครื่องมือวัด

ย่านวัดของมัลติมิเตอร์ ① (DCA)

🔌 ชิ้นที่วางอยู่บนเบรดบอร์ด

📊 ผลที่บันทึกล่าสุด

ยังไม่มีการบันทึก

📋 ตารางบันทึกผล

R = V / I ของสิ่งที่โวลต์มิเตอร์คร่อมอยู่

📈 กราฟ V – I

🎯 ตรวจคำตอบ

ความต้านทานของ ❓X = Ω

ถือว่าถูกเมื่อคลาดไม่เกิน 5% · โหมดวัดเองไม่แสดงค่าจริง

วัตถุประสงค์

เมื่อจบการทดลองนี้ นักเรียนสามารถ

ต่อวงจรไฟฟ้าบนเบรดบอร์ดจากอุปกรณ์จริง โดยเข้าใจว่ารูใดต่อถึงกันภายในเบรดบอร์ด
เลือกจุดต่อมิเตอร์ได้ถูกต้อง: แอมมิเตอร์ต่ออนุกรมในทางเดินกระแส · โวลต์มิเตอร์ต่อคร่อมสิ่งที่ต้องการวัด
หาความต้านทานจาก R = V/I และตรวจสอบกฎการต่ออนุกรม–ขนานด้วยวงจรที่ตัวเองต่อ
อธิบายผลของการต่อผิด เช่น เอาแอมมิเตอร์ไปคร่อมตัวต้านทาน (ลัดวงจร) หรือวงจรไม่ครบวง (ไม่มีกระแส)

อุปกรณ์ (เสมือนจริง)

เบรดบอร์ด: รางไฟบน (+, แดง) และล่าง (−, น้ำเงิน) ต่อถึงกันตลอดแนว · ช่องกลางแบ่งเป็นคอลัมน์ แต่ละคอลัมน์ฝั่งบน 5 รู และฝั่งล่าง 5 รู ต่อถึงกันเฉพาะภายในฝั่งเดียวกัน
แหล่งจ่ายไฟตรง 0–10 V (ลากปุ่มกลม) มีรูขั้ว + และ − ให้ต่อสายเองเหมือนกัน
ตัวต้านทาน R_A 22 Ω · R_B 47 Ω · ❓R_X (ไม่บอกค่า) · สายไฟ 8 เส้น (ใช้ต่อรูใดกับรูใดก็ได้ รวมถึงรูขั้วของเครื่องมือ)
มัลติมิเตอร์ 2 ตัววางอยู่ด้านบนโต๊ะ: ① ตั้ง DCA (2 ย่าน) และ ② ตั้ง DCV · แต่ละตัวมีรูขั้ว 2 รู (COM กับ mA/VΩ) ที่แตะต่อสายได้เหมือนรูบนเบรดบอร์ด · หน้าปัดสลับเข็ม/ดิจิทัลได้

ขั้นตอน

กด 🔌 สายไฟ แล้วต่อจากรูขั้ว + ของแหล่งจ่ายไปรางไฟ + ของเบรดบอร์ด · อีกเส้นจากรูขั้ว − ไปรางไฟ −
กด R_A วางคร่อมสองคอลัมน์ · ใช้ สายไฟ ต่อจากรางไฟมาที่ขาตัวต้านทานให้ครบวง
ต่อ มิเตอร์ ① แบบอนุกรม: สายจากรางไฟ + ไปรู mA และจากรู COM ไปขาตัวต้านทาน (กระแสจึงไหลผ่านมิเตอร์) · ต่อ มิเตอร์ ② แบบคร่อม: สายจากรู VΩ และ COM ไปที่ปลายทั้งสองของตัวต้านทาน
ปรับแรงดัน อ่าน V และ I บันทึก แล้วเปลี่ยนแรงดันอีก 3–4 ค่า · หา R จากความชันกราฟ
ทำซ้ำกับ R_B และ ❓R_X · ลองต่ออนุกรมและขนานด้วยตัวเอง แล้วตรวจว่าค่ารวมตรงกับสูตรหรือไม่

⚠️ ลองผิดได้ ระบบไม่ตัดคะแนน — ถ้าวงจรไม่ครบวงจะไม่มีกระแส ถ้าเอามิเตอร์ ① ไปคร่อมตัวต้านทานจะลัดวงจรและมีคำเตือน · อ่านค่าจากหน้าปัดเอง (โหมดวัดค่าเองไม่บอกตัวเลข)

คำถามท้ายการทดลอง

รูใดบนเบรดบอร์ดที่ต่อถึงกัน และรู้ได้อย่างไร
ทำไมแอมมิเตอร์จึงต้องต่ออนุกรม ไม่ใช่คร่อม
ถ้าเสียบตัวต้านทานทั้งสองขาในคอลัมน์เดียวกัน (ฝั่งเดียวกัน) จะเกิดอะไรขึ้น เพราะเหตุใด
ถ้าต้องการวัดกระแสที่ผ่านตัวต้านทานเพียงตัวเดียวในวงจรขนาน ต้องวางแอมมิเตอร์ตรงไหน

1. เบรดบอร์ดต่อถึงกันอย่างไร

ภายในเบรดบอร์ดมีแถบโลหะซ่อนอยู่: รางไฟบนและล่างเป็นแถบยาวตลอดแนว ส่วนช่องกลางแยกเป็นคอลัมน์ คอลัมน์หนึ่งฝั่งบนมี 5 รูที่ต่อถึงกัน และฝั่งล่างอีก 5 รูที่ต่อถึงกัน แต่สองฝั่งไม่ต่อถึงกัน (มีร่องกลางคั่น)

รูที่ต่อถึงกัน = จุดต่อ (node) เดียวกัน · ความต่างศักย์ระหว่างรูในโหนดเดียวกัน = 0
ขาอุปกรณ์ 2 ขาที่เสียบในโหนดเดียวกัน = ลัดวงจรอุปกรณ์นั้น (กระแสไหลผ่านแถบโลหะแทน)

2. การต่อมิเตอร์

แอมมิเตอร์: ต่ออนุกรม — ตัดทางเดินกระแสแล้วให้กระแสไหลผ่านมิเตอร์ (ความต้านทานต่ำมาก)
โวลต์มิเตอร์: ต่อคร่อม — วางขนานกับสิ่งที่ต้องการวัด (ความต้านทานสูงมาก)

3. โปรแกรมคำนวณวงจรอย่างไร

ทุกครั้งที่วางหรือถอดอุปกรณ์ โปรแกรมจะไล่ว่ารูใดเป็นโหนดเดียวกัน แล้วแก้สมการของวงจรด้วยวิธีวิเคราะห์โหนด (กฎกระแสของเคอร์ชอฟฟ์ที่ทุกโหนด + กฎของโอห์มของทุกกิ่ง) จึงได้ความต่างศักย์ของทุกโหนดและกระแสในทุกกิ่ง

Σ I_เข้า = Σ I_ออก ที่ทุกโหนด · I_กิ่ง = ΔV / R

💡 แบบจำลอง: แหล่งจ่ายมีความต้านทานภายในและสายไฟรวม ~1 Ω · มิเตอร์ ① มีความต้านทาน 0.05 Ω (เหมือนแอมมิเตอร์จริงที่ต่ำมาก) · มิเตอร์ ② มีความต้านทาน 1 MΩ · แหล่งจ่ายจำกัดกระแสที่ 2 A เมื่อลัดวงจร · ค่า R_X สุ่มต่อการเปิดหน้า