ห้องเรียนพื้นฐานการออกแบบแอมป์หลอด

[johnney_chivas]

สนุกเลยครับอาจารย์...

[akradech]

ลองเสี่ยงเข้ามาตอบครับ

R4 drop 50V =   R4 = 50/(13/1000)      3,846   Ohm   
         R4= 3.8kohm      
         เลือกใช้ 3.9   Kohm   10W

เพราะ   Pd R4 = I * V   = 13ma*500v   6.5   W   

R2 drop 197V@3mA =   R2 = 197/(3/1000)      65,667   Ohm   
         R2= 65.667kohm      
         เลือกใช้ 68   Kohm   5W

เพราะ   Pd R2 = I * V   = 3ma*450v   1.35   W   
 
ถูกหรือเปล่าครับ [confused-face]

[kakamax]

 [fb-smiling]โจทย์ของผม เริ่มต้นแบบนี้ถูกเปล่า จะได้ไปต่อครับ

[johnney_chivas]

ลองเสี่ยงเข้ามาตอบครับ

R4 drop 50V =   R4 = 50/(13/1000)      3,846   Ohm   
         R4= 3.8kohm      
         เลือกใช้ 3.9   Kohm   10W

เพราะ   Pd R4 = I * V   = 13ma*500v   6.5   W   

R2 drop 197V@3mA =   R2 = 197/(3/1000)      65,667   Ohm   
         R2= 65.667kohm      
         เลือกใช้ 68   Kohm   5W

เพราะ   Pd R2 = I * V   = 3ma*450v   1.35   W   
 
ถูกหรือเปล่าครับ [confused-face]

ตามความเห็นผมคิดว่า.....
 PR2 น่าจะเอาแรงดันคร่อม VR2  มาคูณกับ กระแสที่ไหลผ่านนะครับ   
 PR4 ก็เช่นเดียวกันครับ   

แต่ผมจะเผื่อกำลังไป 5 เท่า ครับ

[CreÃte_Lek ♫]

 อาจารย์เค้าให้พวกท่านคำนวณ Dissipation ที่เกิดขึ้นกับ R เท่านั้นนะครับเพื่อดูว่าคุณคิดกันเป็นมั้ย  ส่วน safety factor มันเป็นความพึงพอใจของแต่ละคนที่จะเผื่อเท่าไหร่ 

[johnney_chivas]

อาจารย์เค้าให้พวกท่านคำนวณ Dissipation ที่เกิดขึ้นกับ R เท่านั้นนะครับเพื่อดูว่าคุณคิดกันเป็นมั้ย  ส่วน safety factor มันเป็นความพึงพอใจของแต่ละคนที่จะเผื่อเท่าไหร่ 

ตายล่ะ ผมผิดซ่ะแล้ว.....

[akradech]

 ขอบคุณครับ น้า johnney_chivas


ผมว่าอยู่ ว่ามันแหม่งๆ ไงไม่รู้ 



R4 โวลต์ตกคร่อม 50V@13mA  ดังนั้น  Pd = I * V = 13mA * 50V = 0.65 W

R2 โวลต์ตกคร่อม 197V@3mA  ดังนั้น  Pd = I * V = 3mA * 197V = 0.591 W

ตามนี้พอได้มั้ยครับอาจารย์ 

[Cijtele52]

[fb-smiling]โจทย์ของผม เริ่มต้นแบบนี้ถูกเปล่า จะได้ไปต่อครับ

การคำนวนผิดแต่ตัวเลขกลับถูกครับ เพราะถ้าเอามิเตอร์มาวัดระหว่าง 25V กับ -15V จะได้ 40V
ซึ่งจริงๆแล้วมาจากวิธีคิดแบบนี้ครับ

25 - (-15) -> ถอดวงเล็บออก จะได้เป็น -> 25+15 =40

ที่เหลือเข้าใจถูกต้องแล้วครับ

[Cijtele52]

ลองเสี่ยงเข้ามาตอบครับ

R4 drop 50V =   R4 = 50/(13/1000)      3,846   Ohm   
         R4= 3.8kohm      
         เลือกใช้ 3.9   Kohm   10W

เพราะ   Pd R4 = I * V   = 13ma*500v   6.5   W   

R2 drop 197V@3mA =   R2 = 197/(3/1000)      65,667   Ohm   
         R2= 65.667kohm      
         เลือกใช้ 68   Kohm   5W

เพราะ   Pd R2 = I * V   = 3ma*450v   1.35   W   
 
ถูกหรือเปล่าครับ [confused-face]

การคำนวน R ถูกต้องแล้วครับ
ส่วนการคำนวน dissipation ของ R มีสูตรให้อีก 2 สูตรครับ
จาก P = I x V ===> สูตร1
และเรารู้มาว่า R = V / I
ดังนั้น V = I xR
เอา V ไปแทนค่าใน สูตร1 จะได้
P = I x I x R
P = I²R

กลับมาที่ R = V / I
จะได้ I = V / R
เอาไปแทนค่าใน สูตร1
P = (V / R) x V
P = V²/R

สองสูตรนี้ช่วยให้เราหา P ได้เลยโดยใช้ค่า R กับ I หรือ V ก็ได้
สมมติว่า R4 ใช้ค่า 3.9K และมีกระแสไหล 13 mA
จะได้
P = 13 mA x 13 mA x 3900 = 0.65W

คำถามต่อไปคือควรใช้ R ที่มี rating กี่ W และทำไม?

[sw067362]

ขอบคุณครับ น้า johnney_chivas


ผมว่าอยู่ ว่ามันแหม่งๆ ไงไม่รู้ 



R4 โวลต์ตกคร่อม 50V@13mA  ดังนั้น  Pd = I * V = 13mA * 50V = 0.65 W

R2 โวลต์ตกคร่อม 197V@3mA  ดังนั้น  Pd = I * V = 3mA * 197V = 0.591 W

ตามนี้พอได้มั้ยครับอาจารย์ 

รบกวนน้าช่วยอธิบายการคำนวณ R2 ตกคร่อม 197 v หน่อยครับ ผมงงอยู่

[CreÃte_Lek ♫]

 นึกว่าจะไม่มีใครสงสัย หรือ สงสัยกัน แต่ไม่มีคนกล้าที่จะถาม 

[akradech]

ได้ครับ ขอเรียบเรียงนิดนึงครับ

[akradech]

จากรูปวงจร

เราจะเห็นว่าภาคจ่ายไฟ จ่ายเข้าวงจร ที่ 500V

และผ่านตัวต้านทาน R4 เพื่อลดไฟลงจาก 500 โวลต์ ในขั้นต้น
และผ่าน R10k ที่ กระแส 10 mA  ซึ่ง จะทำให้ไฟฟ้าถูกลดลงอีก
จนเหลือที่เราต้องการจ่ายให้เพลท ของหลอดขวา ที่ 350V

เมื่อคิดย้อนทาง และพิจารณาโวลต์ตกคร่อมที่ R10k

จะต้องใช้สูตร V = IR คิดออกมาได้ V = 10mA * 10k
ตัวเลขที่ต้องใช้ต้องแปลงหน่วยนิดหน่อย
โดยแปลง 10mA เป็นหน่วย Amp ต้องหารด้วย 1000

แปลง 10k เป็น โอห์ม จะต้องคูณ 10 ด้วย 1000

สูตรที่ผ่านการปรับแล้วก็จะได้ V = (10/1000) * (10*1000) = 100 โวลต์

ดังนั้นจะได้ค่าโวลต์ที่ตกคร่อม R10k ที่ 100 โวลต์

แต่เรายังต้องลดไฟลงอีก จาก 500 ลดเหลือ 350 โวลต์

เพราะฉะนั้น R4 จะต้อง ลดไฟได้ = 500 - (100+350)
                                       = 50 โวลต์

ในขณะที่กระแสไหลผ่าน R4 จะต้องพอจ่ายให้กับวงจรที่แยกไปสองเส้นทาง
โดยผลรวมกระแส เท่ากับ 10mA(กระแสเข้าหลอดขวา) + 3mA(กระแสเข้าหลอดซ้าย)

ดังนั้น R4 จะต้องมีค่าเท่ากับ R4 = V/I = 50V/13mA = 50/(13/1000) โอห์ม
                                                                  = 3,846 โอห์ม
 

[chiko]

ขอตอบตามที่ผมเข้าใจครับ
V=500, It=13 หาค่า R4,R5 และ W=?
R4=V/I =500/13= 3.85k
Pr4= I ยกกำลัง2×R4 =(13×13)×3.85k=650mW
R4=3.85 k, P=650mW
จากตรงนี้ผมคิดผิด ขอเวลาแก้ไขครับ

[akradech]

อ้าว ผมดูผิด R1 = 27k  ขอคำนวณใหม่อีกทีครับ 

[CreÃte_Lek ♫]

ขอตอบตามที่ผมเข้าใจครับ
V=500, It=13 หาค่า R4,R5 และ W=?
R4=V/I =500/13= 3.85k   คิดให้ดูหน่อยครับว่าตัวเลขคำตอบมายังไง
Pr4= I ยกกำลัง2×R4 =(13×13)×3.85k=650mW
R4=3.85 k, P=650mW
หาแรงดันตกคล่อมที่R4 เมื่อ Iที่ R4=10ma
Vr4= I×R =10ma×3.85 k= 38.50 V
หา V2  เพื่อหา R2
V2 = Vin- Vr4 = 500-38.50 =461.50 v
 V2= 461.50, It= 13 ma R2=?
R2= V÷I = 461.50÷13 = 3.55K
Pr2= Iยกกำลัง2×R = (13×13)×3.55k = 599 mw
R2= 3.55k , P = 599 mw

   

[chiko]

ขอตอบตามที่ผมเข้าใจครับ
V=500, It=13 หาค่า R4,R5 และ W=?
R4=V/I =500/13= 3.85k   คิดให้ดูหน่อยครับว่าตัวเลขคำตอบมายังไง
Pr4= I ยกกำลัง2×R4 =(13×13)×3.85k=650mW
R4=3.85 k, P=650mW
หาแรงดันตกคล่อมที่R4 เมื่อ Iที่ R4=10ma
Vr4= I×R =10ma×3.85 k= 38.50 V
หา V2  เพื่อหา R2
V2 = Vin- Vr4 = 500-38.50 =461.50 v
 V2= 461.50, It= 13 ma R2=?
R2= V÷I = 461.50÷13 = 3.55K
Pr2= Iยกกำลัง2×R = (13×13)×3.55k = 599 mw
R2= 3.55k , P = 599 mw

   

[sw067362]

อ้าว ผมดูผิด R1 = 27k  ขอคำนวณใหม่อีกทีครับ 

ผมคำนวณ V ตกคร่อม R2มันได้ 119V  ได้จากหาไฟตกคร่อมที่ R1 ได้ 81V เมื่อบวกกับไฟที่เพลต 250V จะได้ไฟหลัง R2 เท่ากับ 331V ไฟหายไปเท่ากับ 450-331 เท่ากับตกคร่อมที่ R1 เท่ากับ 119V ไม่รู้ถูกหรือเปล่า

[johnney_chivas]

อ้าว ผมดูผิด R1 = 27k  ขอคำนวณใหม่อีกทีครับ 

ผมคำนวณ V ตกคร่อม R2มันได้ 119V  ได้จากหาไฟตกคร่อมที่ R1 ได้ 81V เมื่อบวกกับไฟที่เพลต 250V จะได้ไฟหลัง R2 เท่ากับ 331V ไฟหายไปเท่ากับ 450-331 เท่ากับตกคร่อมที่ R1 เท่ากับ 119V ไม่รู้ถูกหรือเปล่า

ถูกครับ 

[CreÃte_Lek ♫]

ขอตอบตามที่ผมเข้าใจครับ
V=500, It=13 หาค่า R4,R5 และ W=?
R4=V/I =500/13= 3.85k   คิดให้ดูหน่อยครับว่าตัวเลขคำตอบมายังไง
Pr4= I ยกกำลัง2×R4 =(13×13)×3.85k=650mW
R4=3.85 k, P=650mW
หาแรงดันตกคล่อมที่R4 เมื่อ Iที่ R4=10ma
Vr4= I×R =10ma×3.85 k= 38.50 V
หา V2  เพื่อหา R2
V2 = Vin- Vr4 = 500-38.50 =461.50 v
 V2= 461.50, It= 13 ma R2=?
R2= V÷I = 461.50÷13 = 3.55K
Pr2= Iยกกำลัง2×R = (13×13)×3.55k = 599 mw
R2= 3.55k , P = 599 mw

   

แรงดันตกคร่อม R₄ หาได้เท่าไหร่ครับ

[akradech]

มาแก้ไขที่ดูค่า R1 ผิดไปครับ

เมื่อกี้ ค่าโวลต์หลังผ่าน R4 จะลดลงจาก 500 โวลต์ เหลือ 450 โวลต์

ก็จะวิ่งมาผ่าน R2 และ R1(27k)

และมีกระแสวิ่งผ่าน R1 ที่ 3 mA

คิดแรงดันตกคร่อม R1 คือ  V = I1(3 mA)*R1(27,000 โอห์ม) = 81 V

แต่เราต้องการให้ไฟฟ้าที่เข้าเพลทหลอดซ้าย ที่ 250 V

ดังนั้น R2 จะมีโวลต์ตกคร่อมอยู่ที่ = 450 - (81+250) = 119 V


ดังนั้นค่าความต้านทาน R2  = V/I = 119/(3/1000) = 39,667 โอห์ม


Pd สำหรับ R2 คิดจาก กระแสไหลผ่านและโวลต์ตกคร่อมคูณกัน = 3mA*119V = 0.36W

Pd สำหรับ R4 คิดเช่นเดียวกัน = 13mA*50V = 0.65W

[CreÃte_Lek ♫]

อ้าว ผมดูผิด R1 = 27k  ขอคำนวณใหม่อีกทีครับ 

ผมคำนวณ V ตกคร่อม R2มันได้ 119V  ได้จากหาไฟตกคร่อมที่ R1 ได้ 81V เมื่อบวกกับไฟที่เพลต 250V จะได้ไฟหลัง R2 เท่ากับ 331V ไฟหายไปเท่ากับ 450-331 เท่ากับตกคร่อมที่ R1 เท่ากับ 119V ไม่รู้ถูกหรือเปล่า

พี่นี่ถือเป็นเซอร์ไพรส์สำหรับผมเลย  จากที่ผมคาดไว้แต่แรกว่าพี่จะตามหลังคนอื่น เพราะทำน้อย กว่าคนอื่นๆเค้า เยี่ยมเลยครับ

[CreÃte_Lek ♫]

คำถามต่อไปคือควรใช้ R ที่มี rating กี่ W และทำไม?

     อาจารย์เค้าถามไว้ยังไม่เห็นมีคนตอบครับ

[johnney_chivas]

การคำนวน R ถูกต้องแล้วครับ
ส่วนการคำนวน dissipation ของ R มีสูตรให้อีก 2 สูตรครับ
จาก P = I x V ===> สูตร1
และเรารู้มาว่า R = V / I
ดังนั้น V = I xR
เอา V ไปแทนค่าใน สูตร1 จะได้
P = I x I x R
P = I²R

กลับมาที่ R = V / I
จะได้ I = V / R
เอาไปแทนค่าใน สูตร1
P = (V / R) x V
P = V²/R

สองสูตรนี้ช่วยให้เราหา P ได้เลยโดยใช้ค่า R กับ I หรือ V ก็ได้
สมมติว่า R4 ใช้ค่า 3.9K และมีกระแสไหล 13 mA
จะได้
P = 13 mA x 13 mA x 3900 = 0.65W

คำถามต่อไปคือควรใช้ R ที่มี rating กี่ W และทำไม?

จากการคำนวณที่ได้ PR4 = 0.65w  , PR2 = 0.357W
ตามประสพการณ์ที่ผมได้ทดลองทำมา การเลือกค่ากำลังเพียง 1 W จะทำให้เกิดความร้อนที่ตัวต้านทานเป็นอย่างมาก
เพราะมีพลังงานไหลผ่านตัวมันมาก และเมื่อตัวต้านทานเกิดความร้อนขึ้นอย่างแรกคือค่าความต้านทานเปลี่ยนซึ่งจะส่งผลต่อระดับแรงดันทุกจุดในวงจรแน่นอนทำให้วงจรทำงานไม่สเถียร และอย่างที่สองที่ตามมา คือในระยะยาวค่าความต้านทานของ R2 และ R4 เปลี่ยนแปลงแบบถาวรแน่นอนครับและทำให้ทำให้อุปกรณ์และวงจรเกิดความเสียหาย

ผมจึงมักจะเผื่อกำลังไปเป็นที่ 5 เท่า หรือ 3 เท่าเป็นอย่างน้อย เพราะเมื่อเผื่อกำลังแล้วจะทำให้ตัวต้านทานไม่ร้อน ค่าความต้านทานก็แทบจะไม่เปลี่ยนแปลง วงจรมีประสิทธิภาพมากขึ้นครับ

สรุปผมเลือกใช้ที่ PR4 = 4W  , PR2 = 2W  ครับ

[CreÃte_Lek ♫]

โห 4w

R4 = 3.9K ผ่านกระแส 13 mA.   จาก power rating ที่น้า ป๋อ เลือกคือ 4w.

  I = Sqrt (P/R)

  I = Sqrt (4/3900) = 0.032A = 32 mA.  นั่นแสดงว่าน้าป๋อเผื่อ power rating ถึง 2.5 เท่า หรือ 250% เลยทีเดียวครับ  Pro เค้าแนะนำ safety factor for resistor ไว้ที่ 50%  ดังนั้นจะเลือกใช้ R₄  ที่ power rating 2W 

[CreÃte_Lek ♫]

Sqrt   คือ รากที่สอง หรือ square root of 2

ใครพิมพ์สัญลักษณ์ square root เป็นสอนผมหน่อยครับ

[RuNgPuEnGⓇ]

Sqrt   คือ รากที่สอง หรือ square root of 2

ใครพิมพ์สัญลักษณ์ square root เป็นสอนผมหน่อยครับ

I=√(P/R)   

[johnney_chivas]

โห 4w

R4 = 3.9K ผ่านกระแส 13 mA.   จาก power rating ที่น้า ป๋อ เลือกคือ 4w.

  I = Sqrt (P/R)

  I = Sqrt (4/3900) = 0.032A = 32 mA.  นั่นแสดงว่าน้าป๋อเผื่อ power rating ถึง 2.5 เท่า หรือ 250% เลยทีเดียวครับ  Pro เค้าแนะนำ safety factor for resistor ไว้ที่ 50%  ดังนั้นจะเลือกใช้ R₄  ที่ power rating 2W 

ผมก็ไม่ได้อิงหลักการอะไรเลยครับน้าเล็ก เลือกเอาง่าย ๆ จากค่าที่คำนวณได้ 5 เท่า หรือกะว่าไม่ร้อนขณะใช้งานน่ะครับ
ได้มารู้หลักการก็เป็นสิ่งที่ดีครับ จะได้เป็นแหล่งอ้างอิงครับ 

[Cijtele52]

การเลือก power rating โดยเฉพาะ power resister ที่ใช้กับ cathode ที่ dissipate ความร้อนมากๆ ให้ดู derating spec ของ resistor ชนิดต่างกันด้วยนะครับ ผมมีตัวอย่าง spec สำหรับ R 3 แบบให้ดู

R กระเบื้อง


R sink


R Power film


กราฟที่เห็นบอกได้ว่าเมื่ออุณหภูมิของ R ต่างกัน การทนวัตต์ก็ต่างกันด้วย เช่น R film ของ Caddock รุ่น MP915, MP916(รูปล่างสุด) power ลดลงเหลือ 60% เมื่ออุณหภูมิตัวมันสูงขึ้น 75C ส่วน R กระเบื้องอึดสุดเพราะที่ 100C rating ของมันอยู่ที่ประมาณ 85% แต่ตัวมันก็ไม่ค่อยเหมาะกับงานที่มีสัญญาณผ่านเท่าไหร่ เพราะมันมีค่าความเนี่ยวนำแฝง (inductance) สูง ผมใช้ R พวกนี้กับ power supply

ผมเองใช้ประมาณเอาครับ 50% ที่คุณเล็กแนะนำก็ใช้ได้ดีครับ ถ้าใครมีเครื่องวันอุณหภูมิแบบ infrared จะช่วยได้มากเลย แต่เครื่องมือวัดเองที่เชื่อถือได้ราคาก็แพงพอสมควรครับ

[CreÃte_Lek ♫]

 บ้านเราสภาพอากาศร้อน ทำให้ระยะยาว ความร้อนแฝงสะสมจะเพิ่มขึ้น ร้อนมากก็เพี้ยน ทั้งนี้จะขึ้นอยู่กับชนิด และ คุณภาพของ R ที่ใช้ด้วยครับ เผื่อไว้หน่อยก็ดี แต่เผื่อเยอะจะหายากและเปลืองกะตังค์ครับ