ความแตกต่างของวงจรไฟ้าอนุกรม ขนาน และ แบบผสม

     ระบบไฟฟ้าเป็นงานระบบที่มีความสำคัญมากในชีวิตประจำวัน เป็นระบบงานพื้นฐานที่เหล่าช่างติดตั้งงานระบบอื่นจำเป็นจะต้องมีความรู้ เพราะในบทความนี้จึงขอนำเสนอเกร็ดความรู้เล็กๆ น้อยๆ เกี่ยวกับเรื่องวงจรในระบบไฟฟ้า ว่าในการติดตั้งระบบไฟฟ้า มีรูปแบบการต่อวงจรไฟฟ้าแบบใดบ้าง และในแต่ละแบบมีข้อดีหรือคุณสมบัติพิเศษอย่างไรบ้าง

การต่อวงจรไฟฟ้า

     ตามปกติวงจรไฟฟ้าใด ๆ จะมีความเปลี่ยนแปลงและคุณสมบัติต่อกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าแตกต่างกันไป ตามแต่ วิธีการต่อวงจรนั้น ๆ และตามการเปลี่ยนแปลงตัวต้านทานหรืออุปกรณ์ไฟฟ้านั้นด้วย ซึ่งเรามีวิธีการต่อวงจรไฟฟ้าได้ 3 แบบ คือ

     1. การต่อแบบอนุกรม (Series Circuit) 
     2. การต่อแบบขนาน (Parallel Circuit) 
     3. การต่อแบบผสม (Compound Circuit)

1. วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม หมายถึง การนำอุปกรณ์ไฟฟ้ามาต่อเรียงลำดับกันไป โดยนำปลายด้านใดด้านหนึ่งของอุปกรณ์ตัวที่หนึ่งมาต่อกับอุปกรณ์ตัวที่สอง จากนั้นนำปลายที่เหลือของอุปกรณ์ที่สอง ไปต่อกับอุปกรณ์ตัวที่สาม และต่อในลักษณะที่เรียงกันไปเรื่อย ๆ จนถึงอุปกรณ์ตัวสุดท้ายให้ต่อปลายที่เหลือเข้ากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า

2. วงจรไฟฟ้าแบบขนาน หมายถึง การนำอุปกรณ์ไฟฟ้าตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปมาต่อเรียงแบบขนานกัน โดยนำปลายด้านเดียวกันของอุปกรณ์แต่ละตัวมาต่อเข้าด้วยกัน แล้วต่อปลายของอุปกรณ์แต่ละตัวที่ต่อกันแล้วนั้นเข้ากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า

     จากตัวอย่างการต่อวงจรไฟฟ้าข้างต้น พบว่าหลอดไฟสองดวงที่เชื่อมต่อกันแบบขนานจะให้แสงสว่างรวมทุกหลอดมากกว่า เพราะกระแสไฟฟ้าในวงจรมีปริมาณมากกว่า และถ้าหลอดไฟหลอดใดหลอดหนึ่งชำรุด หลอดไฟที่เหลือก็ยังคงสามารถใช้งานได้ เนื่องจากยังคงมีตัวนำไฟฟ้าหรือสายไฟฟ้าที่สามารถนำกระแสไฟฟ้าให้ ไหลผ่านหลอดไฟดวงอื่นได้ครบวงจร แตกต่างจากการต่อหลอดไฟแบบอนุกรม ซึ่งหากมีหลอดไฟดวงใดดวงหนึ่งใช้งานไม่ได้ ก็จะทำให้หลอดไฟที่เหลือไม่สามารถใช้งานได้ทั้งหมด เนื่องจากกระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลผ่านวงจร เพราะมีตัวนำไฟฟ้าหรือสายไฟเส้นเดียวกัน

ดังนั้นข้อแตกต่างระหว่างการต่อวงจรไฟฟ้า แบบอนุกรม กับ แบบขนาน จึงได้ผลสรุปดังนี้

แบบอนุกรม อุปกรณ์ทุกตัวต่อทอดยาวเรียงกัน หากตัวใดตัวหนึ่งชำรุด อุปกรณ์ตัวอื่นไม่สามารถใช้งานได้

แบบขนาน อุปกรณ์ทุกตัวต่อแยกขนานกัน หากตัวใดตัวหนึ่งชำรุด อุปกรณ์ตัวอื่นยังสามารถใช้งานได้ปกติ

     นอกจากนี้การนำอุปกรณ์ไฟฟ้ามาต่อแบบอนุกรมและขนานแล้ว ก็ยังสามารถนำเซลล์ไฟฟ้ามาต่อแบบอนุกรมและขนานได้เช่นกัน การนำเซลล์ไฟฟ้ามาต่อกันแบบอนุกรมหรือต่อแบบขนานนั้น จะทำให้เรามองเซลล์ไฟฟ้าทั้งหมดรวมกันเป็นแหล่งจ่ายพลังงานแหล่งหนึ่งได้

     การนำเซลล์ไฟฟ้ามาต่อกันแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าเพียงเซลล์เดียว แต่จะทำให้จ่ายไฟฟ้าได้มากหรือจ่ายได้นานกว่าการใช้เซลล์ไฟฟ้าเพียงเซลล์เดียว

     ส่วนการนำเซลล์ไฟฟ้ามาต่อกันแบบอนุกรมนั้น จะทำให้พลังงานหรือแรงดันไฟฟ้ารวม หาได้จากผลรวมของแรงดันไฟฟ้าแต่ละเซลล์ เมื่อแรงดันมากขึ้นจะทำให้กระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรมีค่ามากขึ้น

     ดังนั้นหากนำเซลล์ไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าแต่ละเซลล์เท่ากันมาต่อกันแบบอนุกรม จะทำให้ได้ผลรวมของแรงดันไฟฟ้ามากกว่าการต่อแบบขนาน หรือหากต่อในวงจรไฟฟ้าของหลอดไฟ ก็จะทำให้หลอดไฟของวงจรที่ต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบอนุกรมสว่างมากกว่าวงจรที่ต่อเซลล์ไฟฟ้าแบบขนานนั่นเอง

     สรุปได้ว่า การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมหรือขนานนั้น มีข้อดี – ข้อเสียแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้งาน หรือบางครั้งต้องต่อวงจรแบบผสม คือมีทั้งแบบอนุกรมและขนาน

การต่อแบบผสม (Compound Circuit)

     การต่อแบบผสม คือ การต่อวงจรทั้งแบบอนุกรมและแบบขนานเข้าไปในวงจรเดียว การต่อแบบนี้ โดยทั่วไปไม่นิยมใช้กัน เพราะเกิดความยุ่งยาก จะใช้กันแต่ในทางด้านอิเล็กทรอนิกส์เป็นส่วนใหญ่ เช่น ตัวต้านทานตัวหนึ่ง ต่ออนุกรมกับตัวต้านทานอีกตัวหนึ่ง แล้วนำตัวต้านทานทั้งสองไปต่อขนานกับตัวต้านทานอีกชุดหนึ่ง ดังในรูป 

     จะสังเกตเห็นได้ว่าลักษณะการต่อวงจรแบบผสมนี้เป็นการนำเอาวงจรอนุกรมกับขนานมารวมกัน และสามารถประยุกต์เป็นรูปแบบอื่น ๆ ได้ ขึ้นอยู่กับการนำไปใช้งานให้เหมาะสม เพราะการต่อแบบผสมนี้ไม่มีกฎเกณฑ์ตายตัว เป็นการต่อเพื่อนำค่าที่ได้ไปใช้กับงานอย่างใดอย่างหนึ่ง เช่น ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เป็นต้น