งานไฟฟ้าnfile.snru.ac.th/download.aspx?NFILE=TEACHER_290... ·...

บทท 1 งานไฟฟา

1.1 ความรเบองตนเกยวกบไฟฟา

ไฟฟาเปนพลงงานชนดหนง เปนสวนประกอบอยในวตถ ธาตทกชนด ตามขอพสจนทางวทยาศาสตร ซงเปนททราบกนวา วตถธาตชนดตางๆทมอยในโลก ประกอบดวยอนภาคเลกๆทเรยกวา ”อะตอม” มากบางนอยบางแลวแตชนดของวตถนนๆ ในแตละอะตอมยงประกอบดวยโปรตอน นวตรอน และอเลคตรอนอยมากมาย ส าหรบโปรตอนกบนวตรอนนน อยนงไมเคลอนไหว แตอเลคตรอนนนสามารถเคลอนทจากอะตอมหนงไปยงอกอะตอมหนง การเคลอนทของอเลคตรอนจากอะตอมหนงไปยงอกอะตอมหนงนเองทเราเรยกวา "ไฟฟา"

ภาพท 1.1 แสดงโครงสรางของอะตอม ทมา : ชาล ลทธ และคณะ. 2527.

1.2 แหลงก าเนดไฟฟา ปจจบนจะเหนไดวาไฟฟามความจ าเปนตอชวตประจ าวน ไมวาจะเปนเครองอ านวยความสะดวกในบานหรอในส านกงาน อปกรณทางการแพทย อปกรณทางการศกษาทมใชอยท วประเทศ จ าเปนตองใชไฟฟาเปนแหลงใหพลงงาน ดงนนจงจ าเปนตองรแหลงทมาของไฟฟาชนดตางๆทน ามาใชงานในปจจบน ซงการเกดพลงงานไฟฟาเกดขนไดจากแหลงตางๆดงนคอ

งานไฟฟา 4

1.2.1 ไฟฟาจากการเหนยวน า เปนแรงดนไฟฟาทเกดในขดลวดขณะทเสนแรงของสนามแมเหลกเคลอนทตดขดลวด จะท าใหเกดแรงดนไฟฟาออกมาระหวางปลายทงสองของขดลวด

ภาพท 1.2 แสดงการเกดกระแสไฟฟาจากการเหนยวน า

ทมา : เดชา ภทรมล. 2547 หนา 19 1.2.2 ไฟฟาจากปฏกรยาเคม

ตนก าเนดไฟฟาจากปฏกรยาเคม เรยกวา เซลลไฟฟา ซงมใชอย 2 แบบ คอ เซลลปฐมภม และเซลลทตยภม เซลลไฟฟาอยางงายประกอบดวยแผนทองแดงกบแผนสงกะส แชในน ายาหรอ อเลกโทรไลต ซงเปนกรดเจอจางบรรจในถวยแกว เมอน าเครองวดกระแสไฟฟาตอระหวางแผนทองแดงกบแผนสงกะสแลว เขมของเครองวดจะเบนขน แสดงวามกระแสไฟฟาไหลผาน (ดงรป) แสดงวากระแสไฟฟาไหลครบวงจร

ภาพท 1.3 แสดงเซลลไฟฟาอยางงาย

ทมา : เดชา ภทรมล. 2547 หนา 22


การทมกระแสไหลครบวงจรผานเครองวดกระแสไดนน เปนผลมาจากการทแผนสงกะสกบแผนทองแดงท าปฏกรยาเคมกบกรดเจอจางหรออเลกโทรไลต แลวเกดการถายประจ แผนทองแดงจะเสยอเลกตรอนไป แผนสงกะสจะไดรบอเลกตรอนเพมขน เมอเทยบกนระหวางแผนสงกะสกบแผนทองแดง จะปรากฏกลมอเลกตรอนหรอแรงดนไฟฟาลบทแผนสงกะส และปรากฏกลมของโปรตอนหรอแรงดนไฟฟาบวกทแผนทองแดง ฉะนน จงไดเซลลอยางงายหรอตนก าเนดแรงดนไฟฟาอยางหนง เซลลไฟฟา หมายถงหนวยของตนก าเนดแรงดนไฟฟา สามารถจายแรงดนหรอระแสไฟฟาได เซลลไฟฟาทพบเหนทวไป ไดแก ถานไฟฉาย ซงจะจายแรงดนไฟฟาออกมา 1.5 Volt ซงถานไฟฉายมหลายขนาด ถานไฟฉายขนาดใหญเรยกวา size D กอนขนาดกลางเรยกวา size C กอนขนาดเลกเรยกวา size A ซงแบงเปน size AA และ size AAA เซลลไฟฟาทสรางมาเพอใชงานในนาฬกาขอมอ หรอเครองคดเลข จะมขนาดเลกมาก กอนถานจะแบนสน เรยกเซลลแบบนวา แบบกระดม ซงไดมการพฒนาใหมขนาดเลก ไมมการรวซม ใชงานไดทนไมมการผกรอน เซลลปฐมภม หมายถงเซลลไฟฟาทสรางขนมาแลวน าไปใชงานไดโดยตรง เมอใชไประยะหนงแลว แรงดนและกระแสไฟจะลดต าลงจนไมสามารถใชการไดตองทงไป

เซลลทตยภม หมายถงเซลลไฟฟาทสรางขนมาแลวตองน าไปประจไฟ (Charge) เสยกอนจงจะน าไปใชได เชน แบตเตอรทใชในรถยนต แบตเตอรทใชกบโทรศพทมอถอ เมอใชงานไประยะหนง แรงดนและกระแสออนลง กสามารถน าไปประจใหคนสภาพทใชไดเหมอนเดม เซลลไฟฟาทใชกบถานไฟฉายสวนใหญ ประกอบดวย แทงถานเปนขวบวก และแผนสงกะสเปนขวลบ สารเคมภายในกอนถานมลกษณะเปยก ถาสารเคมภายในเซลลแหง เซลลกอนนนจะเสอมสภาพไป ถานไฟฉายกอนเลกจะเสอมสภาพเรวกวาถานกอนใหญ เซลลแบบทตยภมโดยทวไป มขนาดใหญ ใหกระแสไดมาก เชน แบตเตอรรถยนต มขนาดใหญจายกระแสไดมาก โครงสรางภายในประกอบดวยแผนธาตท าดวยตะกว 2 ชด สอดสลบแผนและเชอมตอถงกน ชดหนงจายแรงดนไฟฟาบวก มขวตอเรยกวา ขวบวก อกชดหนงจายแรงดนไฟฟาลบ มขวตอเรยกวา ขวลบ เซลลหนงๆ จะมแรงดนไฟฟา 2 Volt แบตเตอรรถยนตทใชไฟ 12 Volt จงม 6 เซลลตอกนเปนแถวหรอตอแบบอนกรม แลวบรรจในถงยางรป 4 เหลยม แตละเซลลมชองเตมน ายาและมฝาปด ความสามารถของแบตเตอรเรยกวา ความจ มหนวยวดเปนแอมแปรตอชวโมง


ภาพท 1.4 แสดงโครงสรางถานไฟฉาย

ทมา : เดชา ภทรมล. 2547 หนา 27 จากรป มแทงคารบอนเปนแกนกลางและตวถงกลมเปนสงกะส โดยระหวางตวถงกบแทง

คารบอนจะเตมสารเคมซงเปนสารผสมระหวางสาลาโมเนยกและแมงกานสไดออกไซด และผงคารบอนกบน า เรยกสารผสมนวา พาส

1.2.3 พลงงานแสงอาทตย (Solar Cell)

เปนแหลงก าเนดพลงงานไฟฟา ทอาศยหลกการเปลยนแปลงพลงงานแสงใหเปนพลงงานไฟฟา โครงสรางของเซลลแสงอาทตยประกอบดวยสารกงตวน า 2 ชนด เชอมกนเพอใหเกดรอยตอ สารทนยมท าเปนโซลาเซลลไดแก ซลกอน (Si) หรอสารซลเนยม (Se) เมอผวของสารกงตวน าดานหนงถกแสง จะท าใหอเลกตรอนไดรบพลงงานเพยงพอจะท าใหอะตอมเคลอนทขามรอยตอท าใหเกดความตางศกยไฟฟา

โดยทวไปโซลาเซลล จะสามารถผลตแรงดนไฟฟาไดประมาณ 0.25-0.6 Volt และมกระแสไหลไดประมาณ 50 A


ภาพท 1.5 แสดงโครงสรางของ Solar Cell ทมา :

1.2.4 พลงงานไฟฟาจากแรงกดหรอยดตว สารพโซอเลกทรกซต ( Piezo electricity) เปนสารประเภททเมอเกดแรงกดหรออด จะเกด

กระแสไฟฟา พลงงานเหลานคอ ครสตลไมโครโฟน ผลกควอตซ และอนๆ


1.2.5 พลงงานไฟฟาทมาจากความรอน พลงงานความรอนสามารถน าไปตมน าใหกลายเปนไอและน ามาปนใหเกดกระแสไฟฟาได

ภาพท 1.6 แสดงการเกดไฟฟาจากความรอน ทมา : เดชา ภทรมล. 2547 หนา 28

1.2.6 พลงงานไฟฟาทเกดจากแมเหลก โดยการท าใหขดลวดตวน าเคลอนทตดเสนแรงแมเหลก จะท าใหเกดกระแสไฟฟาขนในขดลวด

ภาพท 1.7 แสดงไฟฟาทเกดจากสนามแมเหลก ทมา : เดชา ภทรมล. 2547 หนา 29


ไฟฟา ไหลอยางไร ตามปกตไฟฟาจะไหลไปตามเสนลวด (ทเรยกวาตวน าไฟฟา) จะไหลตดตอครบรอบหรอ ครบวงจร โดยเรมตนจากเครองก าเนดไฟฟา แลวไหลไปตามสายจนถงหมอแปลงไฟฟา ซงจะ แปลงแรงดนไฟฟาใหสงขนหรอต าลง และไฟฟาจะไหลจากหมอแปลงเขาไปยงอาคารบานเรอน เพอใชประโยชนตางๆ จากนนจะไหลกลบตามสายอกเสนหนง ทเครองก าเนดและหมอแปลงไฟฟา จะมการตอสายลงดนไวส าหรบเปนทางใหไฟฟาไหลกลบไดครบวงจรไดในกรณทสายเสนใดเสน หนงถกท าใหขาด

1.3 ชนดของไฟฟา (Kind of Electricity) ไฟฟาแบงเปน 2 ชนด คอ 1.3.1 ไฟฟาสถต (Statics Electricity) เปนไฟฟาทอยในสภาพทไมเคลอนท เกดจากการน าเอาวตถสองสงมาถกน เชน แทงอ าพนถกบผาสกหลาด จะมประจไฟฟาเกดขน ไฟฟาสถตถายทอดประจจากทมความตางศกยสงไปยงทมความตางศกยต า เชน ฟาแลบ ฟารอง ฯลฯ 1.3.2 ไฟฟากระแส (Current Electricity) เปนไฟฟาชนดไหล คอ Electron จะเคลอนทไป และ Electron ตวตอๆไปจะเคลอนทมาแทน ท าใหเกดการไหลหมนเวยน เมอเกดการไหลจากทหนงไปยงอกทหนง เราเรยกการไหลของไฟฟานวา "กระแสไฟฟา" ในวงจรไฟฟา ( Electric Circuit) จะมองคประกอบส าคญทมความสมพนธกน คอ ก. แรงเคลอนไฟฟา ( Electromotive force) มหนวยวดเปน โวลท (Volt) ข. ความตานทาน (Resistance) มหนวยวดเปน โอหม (Ohm) ค. กระแสไฟฟา ( Electric Current ) มหนวยวดเปน แอมแปร (ampere) ไฟฟากระแส แบงไดเปน 2 ชนด คอ 1.3.2.1 ไฟฟากระแสตรง (Direct Current) ใชเรยกยอๆวา D.C. เปนกระแสไฟฟาทไหลหรอเดนทางเดยวตลอดเวลา คอไหลจากขวบวกไปยงขวลบ เชน กระแสไฟฟาทเกดจาก แบตเตอร เยนเนอเรเตอรชนดกระแสตรง ฯลฯ ไฟฟากระแสตรงมประโยชนในการเชอม การชบ การชารตแบตเตอร การแยกธาตทางเคม และอนๆ 1.3.2.2 ไฟฟากระแสสลบ(Alternating Current) เรยกยอๆวา A.C. คอไฟฟาทไหลกลบไปมาตลอดเวลา จงหวะการไหลสลบไหมาน เรยกวา ไซเกล (Cycle) อตราการ


เปลยนแปลงเรยกวา ความถ (Frequency) และวดความเรวเปน ไซเกลตอวนาท (Cycle/Second) เรยกยอๆวา C.P.S การไหลของกระแสไฟฟาสลบไปมา มความถ 50-60 ครงใน 1วนาท หรอเรยกอกอยาง วา 50-60 ไซเกลตอวนาท

ภาพท 1.8 แสดงการไหลของไฟฟากระแสตรงและกระแสสลบ ทมา : ชาล ลทธ และคณะ. 2527.

1.4 ความสมพนธของไฟฟา และการหาความสมพนธระหวาง Factor ตางๆ George Simon Ohm ชาวเยอรมนเปนผสรปปรากฏการณทางไฟฟา ซงตอมานยมเรยกวา กฏของโอหม ( Ohm’s law) โดยสามารถเขยนเปนสมการ ไดดงน

I = R

E

E = IR

R = I

E

E = EMF or Voltage แรงดนหรอแรงเคลอนไฟฟา มหนวยเปน Volt R = Resistance ความตานทานของวงจร มหนวยเปน Ohm I = Current or Ampere กระแสไฟฟา มหนวยเปน Ampere

R R R


หาแรงเคลอน หากระแส หาความตานทาน ภาพท 1.9 แสดงความสมพนธระหวางfactors ตามกฏของโอหม

ทมา : เดชา ภทรมล. 2547 หนา 54 ตวอยางท 1 จงค านวณหาปรมาณของกระแสในวงจร ซงมแหลงจายแรงดน จ านวน 120 โวลท มคาความตานทาน 12 โอหม

R=12 E 120V

I = R

E =12

120

= 10A

1.4.1 ก าลงไฟฟา (Electric Power) ก าลงไฟฟา หมายถง การปอนแรงดนไฟฟาเขาไปในโหลด เพอท าใหเกดพลงงานในรปแบบตางๆ เชน พลงงานแสงสวาง พลงงานความรอน พลงงานกล เปนตน ก าลงไฟฟามหนวยวดเปน Watt (W)

P = EI P = ก าลงไฟฟา E = แรงดนไฟฟา I = กระแสไฟฟา

ตวอยางท 2 รถยนตมแหลงจายแรงดนแบตเตอร 48 โวลท จายกระแสใหกบมอเตอร 10 แอมแปร ตองการทราบวามอเตอรใชก าลงเทาใด

P = E x I = 48 V x 10A = 480 W

ความสมพนธของการหาคาทางไฟฟา


การหาคากระแสไฟฟา แรงดน ความตานทาน และก าลงไฟฟา มความสมพนธกน การค านวณเพอหาคาจะตองทราบคาอยางนอย 2 คาจงจะหาคาทตองการได เชน ตองการทราบคาความตานทาน จะตองทราบคาแรงดนและกระแส หรอตองการทราบคาก าลงทางไฟฟา จะตองทราบคาของแรงดนและกระแส เปนตน ไฟฟาทใชอยตามบาน จะมมเตอรตดอยเพอแจงใหเจาของบานทราบวา ในแตละเดอนใชไฟฟาไปเทาใด มเตอรทตดตงไวมหนวยวดเปน กโลวตต-ชวโมง ซงหมายถง การใชไฟฟา 1000 วตตใน 1 ชวโมง เครองมอชนดนเรยกวา กโลวตต-ชวโมง มเตอร ( Kilowatt Hour Meter) โดยมการหาคาดงตอไปน พลงงานไฟฟาทใช (KWh) = ก าลงไฟฟา (KW) x (h) W = P x t เมอ W = พลงงานไฟฟา มหนวยเปนกโลวตตชวโมง P = ก าลงไฟฟามหนวยเปนวตต T = เวลา มหนวยเปนวนาท ตวอยางท 3 เตารดไฟฟาเครองหนงมก าลงไฟฟา 1000 วตต ใชรดผา 2 ชวโมง อยากทราบวาใชพลงงานไฟฟาไปเทาใด ( 1000 วตต มคาเทากบ 1 กโลวตต)

สตร พลงงานไฟฟาทใช ( KWh) = ก าลงไฟฟา ( KW) x เวลา(h) W = P x t = 1 กโลวตต x 2 ชวโมง = 2 กโลวตต-ชวโมง ตวอยางท 4 ในโรงงานแหงหนง ใชฮทเตอรทมก าลงไฟฟา 1.5 KW ตมน าเปนเวลา 45 นาท หลอดแสงสวางขนาด 100 วตต เปดทงไวเปนเวลา 12 ชวโมง โรงงานแหงนใชพลงงานไปทงหมดเทาใด ( 1.5 KW = 1500 วตต และ 45 นาท = 0.75 ชวโมง) W = P x t = (1500 W x 0.75) + (100 W x 12 h) = 2,325 Wh = 2.325 กโลวตต-ชวโมง


เครองไฟฟาบางอยางเขาไมไดบอกก าลงไฟฟาเปนวตตไว แตบอกเปนแอมแปร เชน เขยนวา 5A เรากสามารถน ามาคดเปนวตตได ถาทราบแรงเคลอนไฟฟาทใชกบอปกรณไฟฟาอนนน โดยคดดงน ก าลงไฟฟาเปนวตต = กระแสไฟฟา x แรงเคลอนไฟฟา W = I x E ถาเครองใช 5 A ใชกบแรงเคลอนไฟฟา 220 V. จะกนไฟ = 5 x 220 = 1100 วตต ฯลฯ ถาจะหาความตานทาน ในวงจรอนกรมหรออนดบ จะได R = R1 + R2 + R3 .........Rn ถาจะหาความตานทาน ในวงจรแบบขนาน จะได 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 .....1/Rn ถาจะหาความตานทานในวงจรไฟฟาแบบผสม กใช 2 วธดงกลาวมาแลวในการหา

1.4.2 สอหรอตวน าไฟฟา (Conductors) วตถใดๆทมความตานทานตอกระแสไฟฟานอยๆหรอนอยทสด ไฟฟายอมไหลผานไปไดสะดวกด เรยกสงนนวา สอไฟฟา ( Conductors) สอไฟฟามทงประเภททด และไมด สอทด จะยอม ใหไฟฟาไหลผานไดสะดวก สวนสอทไมด ไฟฟาจะไหลผานไมสะดวก ตวน าไฟฟาทด ไดแก เงน ทองแดง อลมเนยม สงกะส ตามล าดบ ดงนน นกวทยาศาสตรจงไดน าโลหะเหลานมาท าเปนตว น าไฟฟา

1.4.3 ฉนวน (Insulator) ฉนวนหรอเครองปองกนไฟฟา คอวตถใดๆทมความตานทานไฟฟามากๆ หรอมากทสด ไฟฟายอมไหลผานไมสะดวก หรอผานไมได เราเรยกสงนนวา ฉนวน หรอเครองกนไฟฟา ฉนวนมทง ด ปานกลาง และเลว ฉนวนทด ไมยอมใหไฟฟาไหลผาน หรอผานไดนอยทสด สวนฉนวนทเลว คอวตถทยอมใหไฟฟาไหลผานไดมาก ฉนวนทดไดแก ไมกา กระเบอง หนออน ยาง แกว ไมแหง ครง

1.5 วงจรไฟฟา ( Electrical Circuit) วงจรไฟฟา คอทางเดนของไฟฟาเปนวง คอไฟฟาจะไหลไปตามตวน า ไดแกสายไฟ จนกระทงไหลกลบตามสายมายงเครองก าเนดไฟฟาเปนวงครบรอบ คอออกจากเครองก าเนดไฟฟาแลวกลบมายงเครองก าเนดอกครงหนง จนครบ 1 เทยว เรยกวา 1 วงจร หรอ 1 Cycle

1.5.1 สวนประกอบของวงจรไฟฟา


วงจรไฟฟาโดยทวไปจะประกอบดวยอปกรณพนฐานอย 4 ชนด คอ 1.5.1.1 แหลงก าเนดไฟฟา (Sources) เปนตวก าเนดแรงเคลอนไฟฟาทจายใหแก

วงจร เพอผลกดนอเลกตรอนใหเคลอนทไปในเสนลวดตวน า ไดแก ถานไฟฉาย แบตเตอร เครองก าเนดไฟฟา

1.5.1.2 เสนลวดตวน า ( Wires) ใชเปนเสนทางเดนของอเลกตรอนใหเคลอนทจากขวลบของแหลงก าเนดผานไปยงโหลด แลวกลบมาทขวบวกของแหลงก าเนด ซงท าใหอเลกตรอนเคลอนทไดครบรอบ หรอมกระแสไฟฟาไหลครบวงจร

1.5.1.3 โหลด (Load) จะเปนภาระทางไฟฟาทใชในการแปลงพลงงานไฟฟาใหเปนพลงงานรปอนตามทตองการ เชน ตวตานทาน หลอดไฟฟา เตารด ฯลฯ

1.5.1.4 อปกรณควบคม ( Control Device) หรอสวตซ เปนอปกรณทใชในการควบคมการไหลของกระแสไฟฟา เชน เปด-ปดวงจร สวตซทใชตดตงในวงจร ควรจะตองทนทานตอปรมาณกระแสไฟฟาในสภาพปกตของวงจรได และมคณสมบตเปนฉนวนตลอดเวลาในขณะทวงจรเปด 1.5.2 วงจรปด (Closed Circuit) เมอวงจรไฟฟาปด กระแสไฟฟาไหล ออกจากแบตเตอร ผานไปตามสายไฟ แลว ผานสวตซไฟซงตดกน (ภาษาพดเรยกวาเปดไฟ) แลวกระแสไฟฟาไหลตอไปผานดวงไฟ แลวไหลจนถงแบตเตอร จะเหน ไดวา กระแสไฟฟาสามารถไหลผานได ครบวงจร หลอดไฟจงตด

ภาพท 1.10 วงจรปด ภาพท 1.11 วงจรเปด ทมา : ชาล ลทธ และคณะ. 2527. ทมา : ชาล ลทธ และคณะ. 2527.


1.5.3 วงจรเปด ( Open Circuit) เมอวงจรเปดไฟจะไมตด คอไฟออกจากแบตเตอรไหลไปตามสาย พอไปถงสวตซซงเปด หางออกจากกน (ภาษาพดเรยกวา ปดสวตซ) ไฟฟากจะไหลผานไปไมได กระแสไฟฟาไม สามารถจะไหลผานใหครบวงจรได

1.5.4 การตอวงจรไฟฟา การตอวงจรหรอการตออปกรณไฟฟา เครองใชไฟฟา ซงรวมเรยกวา โหลด (load) หรอความตานทานมาตอเขากบสายเมนนนเอง การตอวงจรไฟฟาม 3 แบบ คอ 1.5.4.1 การตอวงจรแบบขนาน (Parallel Circuit) การตอแบบขนาน เปนวธตอใชไฟทวๆไป ใชแสงสวาง ใชความรอน พดลม วทย โทรทศน เปนตน การตอ คอ เราตอจากสายเมนใหญเขามาในบาน (2 สาย) แลวจงตอจากสายเมนมาใชเปนคๆ ถาดใหดจะเหนวา สายคทตอมาใชนน จะตอมาจากสายเมนใหญเหมอนกน เราจงเรยกการตอชนดนวา "ตอแบบขนาน"

ภาพท 1.12 แสดงการตอวงจรแบบขนาน

ทมา : ชาล ลทธ และคณะ. 2527. จากรป ลองดวงจรจะเหนวา กระแสไฟฟาไหลออกจากเครองก าเนดไฟฟา หรอแบตเตอร

ไปตามสายไฟ ตามลกศรผานดวงไฟ ซงตอขนานไว แตละดวงเปนคนละวงจรกน สามารถปด เปด สวตซเปนเอกเทศแตละหลอดได หรอจะใชหลายๆหลอดตอไปใชสวตซตวเดยวกนกยอมท าได ขนอยกบการใช ซงไมจ าเปนตองปด เปดโดยใชสวตซอนเดยวกนตอไฟหลายๆหลอด


เหมอนกบการตอแบบอนกรม (Series) การตอวงจรไฟฟาแบบขนาน นยมตอตามบานและโรงงานอตสาหกรรม 1.5.4.2 การตอวงจรแบบอนกรม (Series Curcuit) การตอแบบอนกรม คอการน าเอาอปกรณไฟฟา หรอ โหลดตางๆ น ามาตอเรยงกน ค านวณใหแรงเคลอน (volts) เทากบเครองก าเนดไฟฟา แลวน าเอาปลายทงสองไปตอกบสายเมน ดงรปเปนการตอแบบอนกรม โดยใชหลอดไฟฟาหลายๆดวงมาตอเรยงกน จ านวนแรงเคลอน (volts) เทากบแรงเคลอนไฟฟาจากสายเมน ปลายทงสองตอเขากบสายเมน ภาพท 1.13 แสดงการตอวงจรแบบอนกรม ทมา : ชาล ลทธ และคณะ. 2527. การตอแบบนมผลเสย คอ ถาหากหลอดใดหลอดหนงเกดขาดหรอไฟดบ หลอดอนๆกจะดบไปดวย ดงนน การตอแบบนจงไมคอยใชกนโดยทวๆไป จะมใชกนอยในวงจรวทย โทรทศน 1.5.4.3 การตอวงจรแบบผสม (Parallel and Series) การตอแบบผสม คอการตอวงจรไฟฟาทงแบบขนานและอนกรมรวมกน การตอแบบน โดยทวไปไมนยมใชกน เพราะเกดความยงยาก จะใชกนแตในทางอเลคโทรนคจรงๆเทานน ภาพท 1.14 แสดงการตอวงจรแบบผสม ทมา : ชาล ลทธ และคณะ. 2527.


การตอวงจรไฟฟาสวตซ 2 ทาง

ภาพท 1.15 แสดงการตอวงจรสวทซ 2 ทาง ทมา : ชาล ลทธ และคณะ. 2527.

การตอวงจรไฟกระพรบอยางงาย

ภาพท 1.16 แสดงวงจรไฟกระพรบอยางงาย ทมา : ชาล ลทธ และคณะ. 2527.

1.5.5 วงจรลด (Short circuit) หมายถงกระแสไฟฟาไมไหลผานโหลด เพราะเกดการลดวงจรขน หรอเรยกตามภาษาพด

วา “ไฟชอต” สาเหตเกดจากสายไฟช ารดหรอเกาเกนไป ฉนวนหมสายไฟเปอย สายไฟทงสองเสนแตะกน นอกจากนแลว สายไฟแรงสงซงเปนสายเปลอย (สายไมมฉนวนหม) อาจจะมวตถซงเปนสอไฟฟาวางพาดระหวางสายทงสองเสน หรอไมอาจเปนเพราะสายอาจชอตกนภายในเครองใช


หรอเดนวงจรไฟฟาผด

1.6 อปกรณไฟฟา 1.6.1 อปกรณใหแสงสวาง อปกรณไฟฟาทใหแสงสวาง หรอทเรยกวาหลอดไฟฟา ปจจบน

ทพบเหนกนมากจะเปนหลอดประหยดไฟ ซงมอยหลากหลายรปแบบ ขนอยกบบรษทตาง ๆ ทแขงกนผลตออกมาเพอแขงขนกนทางดานตลาด จะเลอกใชหลอดไฟฟาแบบไหน กควรพจารณาถงคณภาพ และราคาตามความพอใจ อปกรณไฟฟาทใหแสงสวาง กคอ หลอดไฟ หลอดไฟฟาทใชงานทว ๆ ไป อาจแบงได 3 แบบ คอ 1.6.1.1 หลอดมไส (Incandescent Tube) เรยกตามภาษาตลาดวา หลอดกลม หลอดแบบนใหความสวางไดโดยจายกระแสไฟฟาผานไสหลอด (Filament) ซงท ามาจากโลหะ ทงสะเตน (Tungsten) เมอกระแสไฟฟาผานไสหลอดท าใหเกดความรอนและเปลงแสงสคอนขางแดงออกมา ซงขนาดของความสวางขนอยกบปรมาณกระแสไฟฟาทใสเขาไป เชน หลอดมไสขนาด 10 วตต กจะใหความสวางต ากวาหลอดขนาด 40 วตต เพราะกนกระแสไฟฟานอยกวาเปนตน โครงสรางของหลอดมไส ในโครงสรางจะประกอบไปดวยสวนหลก คอ ไสหลอดทงสเตน ขายดไวหลอด แทงแกว ยดไสหลอด ฐานหลอด ขวหลอด และกระเปาะแกว ภายในกระเปาะแกวนนบรรจกาซจ าพวก กาซเฉอย เชน อารกอน หรอไนโตรเจน เอาไวเพอไมใหไสหลอดทรอนแดง (เมอกระแสไฟฟาไหลผาน) ท าปฏกรยาเผาไหมกบอากาศภายในกระเปาะแกว ซงจะท าใหไสหลอดขาดเรวขน

ภาพท 1.17 แสดงโครงสรางของหลอดมไส ทมา : ชาล ลทธ และคณะ. 2527.


การท างานของหลอดมไส เมอจายกระแสไฟฟาเขาไปทขวทงสองของหลอดมไส กระแสไฟฟาจะไหลผานไสหลอดท าใหเกดความรอนสงและจะรอนจด อณหภมประมาณ 3,000 C และเปลงแสงออกมา ดงนน ความสองสวางของหลอดไฟฟา จงเกดจากพลงงานไฟฟา เปลยนรปเปนพลงงานความรอน แลวเปลยนเปนพลงงานแสงอกทหนง ความสวางทเปลงออกมานนขนอยกบปรมาณกระแสทจายเขาไป ปกตเมอไสหลอดลกแดงนนในบรรยากาศปกตมนจะลกไหมไดโดยอาศยออกซเจนในอากาศ ดงน น จงจ าเปนตองบรรจกาซเฉอยไวในกระเปาะแกว เพอไมใหไสหลอดทลกแดงเกดปฏกรยาเผาไหมได ท าใหอายของไสหลอดยาวนานขน คณสมบตของหลอดมไส 1. แสงทไดรบจะมสคอนขางแดง ใหผลทางดานการมองเหนวตถอน ๆ คอนขางต า 2. ขนาดก าลงไฟฟาของหลอดมตงแต 1-1,500 วตต 3. อายการใชงานของหลอดขนาด 1-300 วตต ประมาณ 750 ชวโมง และหลอด 300-1,500 วตต ประมาณ 1,000 ชวโมง 4. คาใชจายในการตดตงหลอดมไสถกกวาหลอดไฟฟาแบบอน ๆ 5. เหมาะน าไปใชงานทตองการความสวางนอยเปนจด ๆ เชน หองเกบของขนาด 6. เลกหรอไฟแสดง และไฟประดบ หรอในงานทตองการรงสความรอน เนองจากไสหลอดเมอจดตดแลวจะใหความรอนคอนขางสง ถามก าลงไฟฟาสง ๆ เชน ใชในหองอบส เปนตน ขอดเสยของหลอดมไส ขอด 1. มราคาถก 2. สามารถปรบความสวางไดโดยวธงาย ๆ เชน ใชเครองหรไฟ (Dimmer) 3. มขนาดเลก แตใหความสวางมาก ขอเสย 1. ตองเปลยนหลอดบอย ๆ เพราะมอายการใชงานสนกวาหลอดแบบอน ๆ 2. ใหความสวางต า เมอเทยบกบหลอดแบบอน ๆ ทกนก าลงไฟฟาเทากน (ยกเวนหลอดฮาโลเจน)


1.6.1.2 หลอดเรองแสงหรอหลอดฟลออเรสเซนต (Fluorescent Lamp) หลอดฟลออเรสเซนต หรอทนยมเรยกกนวา หลอดนออน ใชกนมากในอาคารบานเรอนเพราะใหแสงสขาวนวลเยนตามอายการใชงานยาวนานกวาและใหความสวางมากกวาหลอดมไส ประมาณ 6-7 เทา เมอกนก าลงไฟฟาเทา ๆ กน มขนาดมาตรฐานตงแต 10 20 32 40 65 วตต มทงรปทรงกระบอกยาว รปวงกลม และรปตวย โครงสรางของหลอดเรองแสง ลกษณะภายนอกทพบเหนทว ๆ ไปม 2 แบบ คอ 1. แบบทเปนแทงกระบอกสขาวมเสนผาศนยกลาง 1-2 นว ยาว 1, 2, 4 และ 8 ฟตตามขนาดก าลงไฟฟา คอ ขนาด 10 วตต ยาว 1 ฟต, 40 วตต ยาว 4 ฟต เปนตน ทปลายทงสองขางของหลอดมขวหลอดขางละ 2 ขว เรยกวา อเลกโทรด (Electrode) 2. แบบทเปนรปวงกลมสขาว ขวหลอดทงสองขางจะอยตดกนรวมเปน 4 ขว เวลาใชงานตองใสในโคมพเศษ มซอคเกตตอขวหลอดแบบเฉพาะ โครงสรางภายในทปลายหลอดทงสองขาง จะมไสหลอดท าดวยทงสเตน และเคลอบสารเคมทชวยในก าเนดอเลกตรอนไดมาก ๆ เมอไดรบกระแสไฟฟาเขาไปภายในหลอดแกวบรรจกาซอารกอน และหยดของปรอทเอาไวดวยและทผนงดานในของหลอด เคลอบสารฟอสเฟอร เอาไว (มองเหนจากภายนอกเปนสขาว) เพอปรบแสงอลตราไวโอเลตทเกดขนจากการจดไสหลอดใหท าปฏกรยากบฟอสเฟอรแลวเปลงแสงสขาวนวลออกมา

ภาพท 1.18 แสดงโครงสรางภายในหลอดฟลออเรสเซนต ทมา : ชาล ลทธ และคณะ. 2527.


สวนประกอบของวงจรหลอดเรองแสง ประกอบดวย ก. หลอดเรองแสง เปนหลอดแกวกลมยาว และเปนหลอดสญญากาศ มขวไฟฟาทงสองขาง ภายในหลอดเคลอบดวยวตถเคม เรยกวา ฟอสเฟอร (Phosphor) มปรอทหยดอยภายใน รวมทงอารกอนเลกนอย เมอถกความรอนปรอทกจะขยายตวไปทวหลอด กลายเปนสอไฟฟา ท าใหขวทงสองถงกน เมอน าหลอดไฟฟานไปตอกบวงจรไฟฟาทมแรงเคลอนพอเหมาะ กจะมกระแสไฟไหลในวงจร หรอมอเลคตรอนเคลอนทระหวางขวทงสอง การเคลอนทของอเลคตรอนน ท าใหเกดแสงคลนสนหรออลตราไวโอเลตซงตามองไมเหน สวนฟอสเฟอรทเคลอบอยในหลอดจะเปลยนคลนแสงใหเปนแสงสวางทเรามองเหน ข. สตารทเตอร (Starter) เมอหลอดท างานแลว ความตานทานภายในหลอดจะต าลง กระแสไฟฟาจะไหลจากไสหลอดขางหนงไปยงหลอดอกขางหนงโดยตรง หลงจากนนแลว กระแสไฟฟาในหลอดจะต าลงซงตองการกระแสเพยงเลกนอยเทานน เพอปอนใหหลอดท างานตอไป ดวยเหตนเขาจงใชสวตซอตโนมตเพอชวยในการตดกระแสไฟไมใหผานไสหลอด เมอหลอดท างานปลอยแสงไดแลว สวตซอตโนมตนคอ สตารทเตอร (starter) สตารทเตอร จะปลอยใหกระแสไฟฟาไหลเขาไปทไสหลอดเพอท าใหรอนแดง พอหลอดเรมท างานแลว สตารทเตอรจะหยดท างาน แตไสหลอดยงคงไดรบกระแสไฟใหอาศยเดนผานจากขวหนงไปยงอกขวหนง โดยวธกระโดดไปตามกระแสอเลคตรอนเมอหลอดไฟตดแลว ภายหลงกไมตองใชแรงเคลอนสงนก หลอดกจะสวางตลอดเวลา

ค. บลลาสท (Ballast) ใชส าหรบถวงใหแรงเคลอนไฟฟาต าลง คณสมบตของบลลาสทน เมอกระแสไฟตรงไหลผานมนจะไมท างาน ถากระแสไฟสลบไหลผานขดลวด จะท าใหเกดเสนแรง แมเหลกในแกนเหลกนน และเสนแรงแมเหลกน จะเปลยนแปลงตลอดเวลา การเปลยนแปลงนจะ


ท าใหเกดการเหนยวน าขน กระแสไฟฟาจะไหลยอนกลบทางเดม จงท าใหเกดการตอตานกบกระ แสไฟฟาเดมจนลดนอยลงไป การลดกระแสไฟฟาเชนน จะท าใหแรงเคลอนลดลงดวย (ตามกฏ ของโอหม) เมอลดทงงกระแสและแรงเคลอนไฟฟาลงเชนน จงท าใหหลอดเรองแสงกนไฟนอย คาไฟฟากจะลดลงตามสวน ซงเปนผลดในทางเศรษฐกจ

การท างานของหลอดเรองแสง เมอเปดสวตซ จะมกระแสไหลผานบลลาสต และมการสะสมพลงงานในตวบลลาสตและแรงดนทจายเขามา 220 โวลท จะตกครอมสตารทเตอรทงหมด ท าใหสตารทเตอรรอนและเปลงแสงสมวง-แดง ออกมา ชวงเวลาทปดสวตซ จนกระทงสตารทเตอรเปลงแสงออกมานน ไสหลอดทงสองขางถกอนใหรอนขน (ดวยเหตนเองหลอดเรองแสงทอาศยหลกการท างานโดยการอนไสหลอด จงเรยกวา หลอดปรฮท (Preheat) เมอเวลาผานไป 1-2 วนาท โลหะไบเมตอลในสตารทเตอร จะเรมขยายตวเนองจากความรอนสงขน ท าใหหนาสมผสของสตารทเตอรแตะกน ตอวงจรไสหลอด ท าใหบลลาสตจายแรงดนไฟฟาสงชวขณะ เนองมาจากบลลาสตทสะสมพลงงานเอาไวหนาน จะเหนยวน าแรงดนดงกลาวออกมาเพอจดไสหลอดทถกอนมาแลวใหท างาน โดยปลอยกอนอเลกตรอนออกมาจ านวนมากทงสองขางพงเขาหากนโดยผานกาซอารกอนและไอของปรอท ท าใหเกดแสงสเหนอมวง (รงสอลตราไวโอเลต) ออกมาและเมอท าปฏกรยากบสารทเคลอบภายในหลอดกจะมแสงสตาง ๆ ออกมา คณสมบตของหลอดเรองแสง 1. ถาหลอดแบบ สแสงสขาวนวล (Day Light) จะใหคณสมบตในการมองเหนวตถตาง ๆ ไดดกวาหลอดมไสแบบอนแคนเดสเซนตประมาณ 6-7 เทา เมอหลอดมก าลงไฟฟาเทา ๆ กน 2. ขนาดของก าลงไฟฟามตงแต 10 20 32 40 และ 65 วตต ทงรปทรงกระบอกยาวและรปทรงวงกลม 3. อายการใชงานประมาณ 8,000-12,000 ชม. ส าหรบหลอดเรองแสงแบบอนไสหลอด 4. คาใชจายในการตดตงคอนขางสงเพราะตองจายคาบลลาสต และสตารทเตอรดวย


5. เหมาะทจะน าไปใชงาน ในททตองการการมองเหนอยางชดเจน เชน หองเรยน และหองปฏบตการตาง ๆ ทตองการแสงสวางมาก ๆ รวมทงทางเดน ถนน ฯลฯ ขอด ขอเสย ของหลอดเรองแสง ขอด 1. ใหแสงสวางนวลงาม 2. มใหเลอกหลายสตามความตองการของผใช 3. แสงสวางกระจายทวกน ผดกบหลอดธรรมดาซงสวางจาแสบตา 4. ใหแสงสวางมากกวาหลอดธรรมดาทกนไฟเทาๆกน 5. มอายทนทานนานกวาหลอดธรรมดา (ประมาณ 2500-4000 ชวโมง) 6. ราคาไมสงเกนไป 7. มใหเลอกหลายแบบ เหมาะในการตกแตงอาคาร รานคา ขอเสย 1. ราคาคาตดตงสงกวาหลอดมไส เพราะมอปกรณประกอบมากกวา 2. บ ารงรกษา และตรวจซอมไดยากกวา เพราะมอปกรณหลายตว อณหภมและการเปลยนแปลงของแรงดนไฟฟา มผลตอการท างาน และอายการใชงานของหลอด

การเสอมของหลอดเรองแสง มลกษณะอยางใดอยางหนง ดงน 1. จดตดยาก เพราะไฟตกหรอแรงโวลทต า หรอสตารทเตอรเสย 2. อยาเปด-ปดบอยๆ โดยไมจ าเปน จะท าใหอายของหลอดสนกวาทควร 3. อยาใชบลลาสทใหผดขนาด จะท าใหหลอดเสยได 4. อยาตอวงจรใหผด (ตามปกตในบลลาสทใหมๆจะมวงจรบอกไว) 5. ถาหลอดใหมกระพรบ สตารทเตอรอาจจะเสยหรอหลอดไมด รบเปลยนเสยใหม 6. ปลายหลอดด า แสดงวาหลอดเสอมแลว


ภาพท 1.19 การตอหลอดเรองแสง ทมา : ชาล ลทธ และคณะ , 2527 หนา 23

1.6.1.3หลอดแสงจนทร (Mercury Lamp) เปนหลอดไฟฟาชนดทออกแบบมาเพอใหมก าลงไฟฟาสงกวาหลอดแบบอน ๆ มขนาดตงแต 40-3,000 วตต ใชกบงานภายนอกอาคารไดดมาก เชน ไฟถนนไฮเวย ไฟโรงงานอตสาหกรรมอาคารทมเพดานสง ๆ ทจอดรถ อโมงค สะพาน สนามกฬา และททไมตองการคณภาพสของแสงมากนก เพราะแสงทไดจากหลอดแสงจนทรทว ๆ ไปจะมส สม-แดง เหลอง-เขยว น าเงน-เขยว และน าเงน-มวง ซงกขนอยกบสารทใชฉาบภายในครอบแกวชนนอกของหลอด และยงมหลอดแสงจนทรแบบทใหแสงสขาวนวลคลายแสงของหลอดเรองแสงดวย ดงนนหลอดแบบนจงใชงานไดกวางขวางกวาแบบอน ๆ


โครงสรางของหลอดแสงจนทร

การท างานของหลอดแสงจนทร อาศยหลกการผานกระแสไฟฟาเขาไปในหลอดบรรจกาซจ าพวกกาซเฉอยผสมไอปรอทความดนสง ท าใหเปลงแสงออกมา เมอกาซความดนสงแตกตวโดยอาศยการอารค (ARC) ของขวหลอด ดงนนจงตองการแรงดนสงมาในการจดหลอด ปกตจะใชบลลาสตชวย ซงตองเปน บลลาสตทใชเฉพาะกบหลอดแสงจนทรเทานน แตมหลอดแสงจนทรทออกแบบพเศษขนมา สามารถจดหลอดไดโดยไมตองใชบลลาสตใชงานไดโดยตอกบแหลงจายไฟฟาไดโดยตรงเหมอน กบหลอดมไสแบบอนแคนเดสเซนต แตกมประสทธภาพต ากวาหลอดแสงจนทรแบบมบลลาสต

ตารางท 1.1 ขอเปรยบเทยบระหวางหลอดแสงจนทรทงสองแบบ หลอดแสงจนทรแบบทตองใชบลลาสต หลอดแสงจนทรแบบไมตองใชบลลาสต 1. ตองตอบลลาสตพวงในการใชงาน 2. อายการใชงานประมาณ 24,000 ชม.

(เมอใชงานอยางตอเนอง) 3. ใหความสวางมากกวาหลอดมไส

แบบอนแคนเดสเซนตประมาณ 4 เทา อายการใชงานนานกวา ประมาณ 10-20 เทา

1. ท างานไดโดยตอกบแหลงจายไฟสลบโดยตรง 2. อายการใชงานประมาณ 10,000-16,000 ชม. 3. ใหความสวางมากกวาหลอดมไสแบบอนแคน

เดสเซนต 2 เทา อายการใชงานนานกวาประมาณ 10-16 เทา

ขอด ขอเสย ของหลอดแสงจนทร ขอด 1. ใหความสวางสงมากกวาหลอดแบบอน ๆ 2. เหมาะสมมากกบงานภายนอกอาคารทกชนด


3. มอายการใชงานประมาณ 6,000-24,000 ชวโมง ขอเสย ใชเวลาจดตดนานมากประมาณ 4-7 นาท และเมอหลอดดบแลว ถาตองการตดใหมตองทงเวลาไวใหหลอดเยนตวลงเสยกอน

1.7 อปกรณในการเดนสายไฟฟา อปกรณตางๆทใชประกอบในการเดนสายไฟฟา ทส าคญและจ าเปนมอยมากมายหลายอยาง แตจะยกมากลาวเพยงบางอยางดงน 1.7.1 สายไฟฟา สายไฟฟาเปนสงจ าเปนอยางยง เพราะเปนตวน าทจะท าใหกระแสไฟไหลผานไปตามสาย จากแหงหนงไกยงอกแหงหนงตามความตองการ สายไฟฟาทนยมใชงานทวๆไป มหลายขนาดทควรทราบดงน 1.7.1.1 สายเปลอย เปนสายทไมหมฉนวน ใชส าหรบกระแสไฟมากๆ เชน ใชกบพวกสายไฟแรงสง สวนมากเปนพวกทองแดง หรออลมเนยม ใชเดนในระบบสง เพราะอนตรายจากสายไฟแรงสงมมาก 1.7.1.2 สายหมฉนวน ก. สายหมยาง ท าดวยลวดทองแดง จะเปนเสนเดยวหรอหลายเสน ขนอยกบชนดของงานทน ามาใช ภายนอกหมดวยฉนวนทเปนยาง แบบนนยมใชกนมาก ข. สายหมพลาสตก สวนมากมกท าเปนสายหลายๆเสน หมดวยพลาสตกเพอใหออนตวไดงาย ผผลตมกท าเปนสายคตดกน ค. สายไหม ภายในท าเปนลวดทองแดงหลายเสนหมดวยยาง แลวหมทบดวยไหมอกทหนง มกท าเปนเสนคบดเปนเกลยว ง. สายเดยวและสายค P.V.C. (Poly Vinyl Chloride) เปนสายไฟท าดวยลวดทองแดง หมดวยฉนวนหลายชน ภายนอกสดมกเปนฉนวนสขาว สายไฟชนดนมฉนวนหมแขงแรงมาก มทงชนดคและเดยว นยมใชกนแพรหลาย 1.7.1.3 สายอบหรออาบน ายาเปนฉนวน สวนมากเปนลวดทองแดงเสนเลกๆ ใชน ายาเคมเคลอบเปนฉนวนตลอดสาย ใชในงานพนมอเตอร สายไฟทนยมใชทวๆไป คอสายทองแดง ซงใชในงานประมาณ 98 สวน ใน 100 สวน และหมฉนวนไวส าหรบรบแรงดนไมต ากวา 250 โวลท สายไฟทใชมอณหภมไมเกน 40 C และ ตองมขนาดไมเลกกวาขนาดตามตาราง


ตารางท 1.3 ขนาดของสายไฟกบกระแสสงสด ขนาดพนท ตอ มม2

กระแสสงสดในสาย (แอมแปร)

ขนาดพนท ตอ มม2

กระแสสงสดในสาย(แอมแปร)

0.5 1.0 1.5 2.5 4 6

3 6 8

12 16 22

10 16 25 35 50 70

30 42 48 70 88

105

เครองมอส าหรบวดสายไฟฟา เรยกวา Wire Gauge

1.7.2 การตอสายไฟฟา จดประสงคของการตอสายไฟ ตองการใหแนน แขงแรง ตรงรอยตอสมผสกนมากทสด และ แลดสวยงาม การตอสายไฟฟา แบงเปนพวกใหญๆ ได 2 ประเภท


1.7.2.1 การตอสายเดยว การตอธรรมดา ท าดงน คอ

1. ปอกสายทหมฉนวนออกเสนละประมาณ 3 นว 2. ขดท าความสะอาดสาย 3. เอาปลายทงสองบดเขาหากนเปนเกลยว 4. ใชคมบบใหแนน

การตอแบบหางเปย เปนการตอทไมตองการใชแรงดง วธตอคอ

1. ปอกฉนวนปลายสายขางละประมาณ 3 นว 2. ขดท าความสะอาดสาย 3. เอาปลายทงสองขางมาชดกนแลวบดเปนเกลยวใหแนน

การตอแยกสาย คอการตอแยกสายออกเปน 3 ทาง หรอ 4 ทาง 1. ปอกสายไฟเสนทตองการแยกประมาณ 1 นว 2. ปอกสายทจะแยกออกประมาณ 3 นว 3. วางปลายสายทจะแยกลงบนเสนทไมแยกตรงทปอกแลว 4. ใชคมดงและบดเปนเกลยวใหแนน


1.7.2.2 การตอสายแขงกบสายออน ปอกฉนวนปลายสายทงสองเสนออกขางละประมาณ 3 นว แลวใชสายออนพนรอบๆสายแขงใหเปนเกลยว เสรจแลวพบหรองอปลายสายแขงใหเปนขอ เพอปองกนไมใหสายหลดไดงาย

1.7.2.3 การตอสายเขากบขวหลอด สายทตองรบน าเหนกหรอแรงดงมาก เชน ขวหลอด ปลกสวตซ ตองผกสายไฟใหเปนปม เสยกอน สายจงจะรบน าหนกไดมาก

1.7.3 เขมขดรดสาย

ในปจจบนน การเดนสายไฟตามอาคารตางๆ จะเปนตกหรอไมกด นยมใชเขมขดรดสายเดนเปนสวนมาก เพราะเรยบสนท เปนระเบยบสวยงามด เขมขดรดสายท าดวยอลมเนยม ตรง กลางมร อาจจะม ก1-2 ร แลวแตขนาด เขมขดรดสายมขนาดเปนเบอรตางๆตงแตเบอร 0 จนถงเบอร 6


วธใชเขมขดรดสาย

1. ใชดนสอท าเครองหมายไวใหมระยะหางกนประมาณ 10 ซม. 2. ใชตะปเหลกตอกยดรตรงกลางของเขมขดรดสายกบผนงไว การตอกใหไดแนวเดยวกน จนตลอด 3. ดงสายไฟใหตรงเสยกอนจงวางบนเขมขดรดสายแลวรดใหแนน 4. สายไฟค พยายามอยาใหทบกน 5. สายไฟทไมมฉนวนหม หามใชเขมขดรดสายโดยเดดขาด

1.7.4 สะพานไฟ (Cut Out)

สะพานไฟท าดวยกระเบองทนไฟเปนฉนวน ท าหนาทเชอมหรอเปนสะพานระหวางไฟภายในบานกบหมอไฟฟาทขางนอกบาน มฟวสตอไว เมอเราตองการตดกระแสไฟไมใหเขาบาน เพอเราจะเดนสายไฟหรอซอมแซมตอเตมอปกรณไฟฟา กจะท างานโดยปลอดภย สวนขนาดตางๆของแอมแปรนน ผผลตจะเขยนบอกไวทตวคทเอาท


1.7.5 ฟวส (Fuses) ฟวส เปนอปกรณไฟฟาชนดหนงทจ าเปนมาก เปนเครองปองกนอนตรายอนเกดจากกระแสไฟฟาลดวงจร หรอเมอกระแสไฟฟาไหลผานวงจรมากเกนไป เมอเกดผดปกตหรอจะเกดอนตราย ฟวสกจะขาเสยกอน คอตดวงจรไมใหกระแสไฟฟาเดนไดอกตอไป ฟวสทใชมอยหลายแบบหลายขนาด ซงแลวแตความเหมาะสมตามประเภทของงาน จดประสงคใหญคอ เมอจะเกดอนตราย คอกระแสไฟมากเกนไป หรอเกดวงจรลด ฟวสกจะขาดทนท ชนดของฟวส 1. ฟวสเสนลวด ท าเปนเสนลวดกลมยาว มหลายขนาดแลวแตกระแสไฟทจะใช ฟวสเสนลวดท าดวยโลหะตางๆ เชน เงน ทองแดง ตะกว ดบก แตทนยมมาก คอโลหะผสมระหวางตะกวและดบก เพราะมจดหลอมตวต าและราคาถก 2. ฟวสกระบอก เปนฟวสขนาดเลก อยในหลอดแกวเลกๆ ฟวสประเภทนสวนมากใชในอปกรณไฟฟา เชน วทย โทรทศน เครองขยายเสยง เปนตน 3. ปลกฟวส เปนฟวสแบบปลก เปนเกลยวหมนเขาออกได ภายในบรรจดวยเสนฟวสขนาดเลก เมอฟวสขาดสามารถถอดเปลยนไดงาย สะดวก แตราคาคอนขางแพงเมอเทยบกบฟวสเสนลวด


ตารางท 1.3 เบอรสายไฟและ ขนาดของฟวส เบอรสายไฟ ขนาดของฟวส (แอมแปร)

20 18 16 14 12 10

3 5 10 15 20 25

1.7.6 สวตซไฟฟา (Switch)

สวตซไฟฟาท าหนาทเปดปดวงจรไฟฟาใหกระแสไฟฟาผาน สวตซมหลายแบบหลายนาด หลกในการตอสวตซ ตามปกตทสวตซจะมปมหรอขาโผลออกมาส าหรบตอสายไฟอย 2 อน เรากน าสายไฟ(เมน) เสนเดยวมาตดตรงกลางเปน 2 ขาง สายไฟทเราตดออกแลวทงสองขาง กน ามาตอกบขาสวตซทงสองอน ดวยสกรหรอตะปควงแลวแตแบบของสวตซ

1.7.7 ปลกไฟฟา (Plug) ปลกไฟฟามอย 2 พวก คอ ปลกตวผ และปลกตวเมย 1.7.7.1 ปลกตวผ มรปรางหลายแบบ แตทเหมอนกนคอ จะมเดอยยนออกมา 2 ขา ส าหรบเสยบทปลกตวเมยเพอใหกระแสไฟฟาเดนผานถงกนได ตวปลกท าดวยวตถทเปนฉนวนหรอพลาสตก วธตอสายไฟกบปลกคอ น าสายไฟทงคมาปอกปลายสายออกประมาณเสนละ 1 นว แลวน ามาตอกบเดอยทงค ยดดวยสกรหรอตาปเกลยว 1.7.7.2 ปลกตวเมย ท าดวยพลาสตกหรอฉนวน มรปรางกลมหรอสเหลยมแลวแตผผลต สวนมากตรงตดแนนอยกบท มร 2 ร ส าหรบรองปลกเสยบ (ตวผ) เพอใหกระแสไฟฟาเดนผานถงกนได ทรเสยบทงคจะมโลหะอยภายใน มแกนส าหรบตอสายไฟทงค เวลาตอสายไฟฟากตอกบแกนคน ยดดวยสกรหรอตาปเกลยว

ขอควรระวงเกยวกบปลกไฟฟา 1. อยาจบสายไฟทปลกตวผดง จะท าใหสายไฟหลดไดงาย 2. เวลาตอสายตองตรวจใหดอยาใหปลายทงสองสมผสกนอยางเดดขาด


3. ขนนอตสกรหรอตาปควงใหแนน ปองกนสายหลด

ปลกตวผและปลกตวเมย 1.7.8 ผาพนสาย

เมอตอสายไฟเสรจแลว ตองพนสายดวยผาพนสายใหมดชดเรยบรอย เพอปองกนไฟฟารว เพราะอาจเกดอนตรายไดงาย ส าหรบผาพนสายไฟ เปนฉนวน มหลายอยาง เชน ท าดวยยาง ผา สกอตเทป


ภาพท 1.22 แสดงสญลกษณเกยวกบไฟฟา ทมา : ชาล ลทธ และคณะ , 2527 หนา 25


ภาพท 1.23 แสดงสญลกษณเกยวกบไฟฟา ทมา : ชาล ลทธ และคณะ , 2527 หนา26


1.8 อนตรายทเกดจากไฟฟา เมอรางกายบงเอญเขาไปแตะหรอตอกบสวนใดสวนหนงในวงจรไฟฟา ท าใหไฟฟาไหลผานรางกาย และการทรางกายกลายเปนสวนหนงในวงจรไฟฟา หากขณะนนรางกายสวนหนงสวนใดแตะอยกบพนดน หรอแตะกบตวน าอนทตอถงพนดน กจะท าใหรางกายถกกระแสไฟไหลผาน ถากระแสไฟฟาไหลผานรางกายเปนปรมาณมาก จะไดรบอนตรายอยางสาหส และรางกายมนษยไมสามารถจะทนกระแสไฟฟาไดมากนก เพยงปรมาณทใชจดหลอดไฟเลกทสดทใชกนอยในบาน กมากพอทจะท าใหเปนอนตรายถงชวตได ดงตาราง ตารางท 1.4 ปรมาณกระแสไฟและปฏกรยาทเกดขนกบมนษย ปรมาณกระแสไฟฟาทไหลผานรางกาย

มนษยเปนมลแอมป ปฎกรยาทเกดขน

- นอยกวา 0.5 - 0.5 – 2 - 2 – 10 - 10 – 25 - มากกวา 25 - 50 – 100 - มากกวา 100

ไมรสกอะไรเลย รสกกระตกเลกนอย กลามเนอหดตว กระตกปานกลางถงรนแรง เจบปวดกลามเนอเกรง ไมสามารถปลอยใหหลดออกมาได กลามเนอเกรงกระตกรนแรง หวใจเตนผดปกต หวใจหยดเตน

1.8.1 ความสมพนธของกระแสไฟฟากบเวลาและปฎกรยาของมนษย

ปรมาณกระแส (mA) ระยะเวลา (วนาท) ปฎกรยาทเกดขน

100 500 1000

นานกวา 3 นานกวา 0.11 นานกวา 0.03

เสยชวต เสยชวต เสยชวต

1.8.2 ขอควรระวงในขณะชวยเหลอผถกกระแสไฟฟาดด

1 ตดกระแสไฟฟา โดยปลดสวตซ หรอคตเอาท หรอเตาเสยบออก 2 ใหใชผาแหงหรอวสดทเปนฉนวนไฟฟาเขยสงทมกระแสไฟฟาออกไป


3 ใหใชผาแหงหรอเชอกแหงคลองแขน ขา หรอล าตวผถกไฟดดไปใหพนสงทมกระแสไฟฟา

1.8.3 การปฎบตเพอความปลอดภยในการตดตงไฟฟา 1. อปกรณควรไดรบมาตรฐาน มอก. 2. ตองมปายแจงเขตพนทอนตราย 3. ควรใชไฟฟาแบบมาตรฐาน 4. ไมควรตดตงมอเตอรไวบรเวณทางเดน 5. ตสวตชควรตดตงไวใหสะดวกตอการใช 6. ระยะของตสวตชควรอยหางผนงพอสมควร 7. ควรมไฟสวางเพยงพอบรเวณตสวตช 8. ตสวตชควรมประต เปด – ปด 9. เตาเสยบควรใชแบบ 3 ขว 10. สายไฟของเครองมอ ควรเปนประเภททท าดวย PVC 11. อปกรณทใหความรอนควรเปนสายแบบกนความรอน 12. แผงสวตชควรยกใหสงเหนอพน 13. ควรใหชางไฟฟาเปนผเดนสายไฟ 14. อปกรณภายนอกอาคารควรเปนแบบกนน าได 15. ควรตอสายดนทครอบโลหะของเครองใชไฟฟาทกชนด 16. อยาเดนสายไฟแบบลวกๆ 17. อยาใชลวดท าราวตากผา 18. อยาเดนสายไฟตดรวสงกะส 19. ควรตดตงเสาทวใหหางจากสายไฟอยางนอย 8 ฟต 20. อยาตงปนจนใกลสายไฟ

1.8.4 การปองกนอบตภยทางดานการปฏบตงานไฟฟา

1. ควรสวมถงมอทเปนฉนวนทกครง 2. ควรตรวจสอบจนแนใจวาอปกรณเหลานนไมมไฟแลว 3. อยาปฏบตงานขณะตวเปยก 4. ไมควรน าอปกรณทช ารดมาปฏบตงาน 5. จะตองมความรและความเขาใจในเรองนนกอนปฏบตงาน


6. ควรมผปฏบตงานอยางนอย 2 คน 7. ตองแขวนปายบอกการงดใชไฟฟาไวใหมองเหนชดเจน

1.8.5 การตดตงระบบสายดน สายดน คอสายไฟเสนทมไวเพอ ความปลอดภยตอการใชไฟฟา โดยจะตอเขากบวตถหรอ

สวนโครงภายนอกของเครองใชไฟฟาเปนศนยเทากบพนดน การตอลงดนคออะไร คอการใชสายดนเปนตวน าท าใหเกดการถายเทประจไฟฟา ระหวาง วตถกบพนดน และมผลท าใหวตถนนมศกดไฟฟาเทากบพนดน ท าไมตองตอลงดนและมสายดน

เพอปองกนไมใหมผถกไฟฟาดดกรณมกระแสไฟฟารวจากเครองใชไฟฟา เพอปองกนเครองใชไฟฟาบางประเภทเชน คอมพวเตอร อปกรณอเลกทรอนคส เปนตน ไมใหช ารดและเสยหายไดงาย สายดนปองกนไฟฟาดดไดอยางไร กระแสไฟฟารวจากเครองใชไฟฟาจะไหลลงดนทางสายดนโดยไมผานรางกายผสมผสเครองใชไฟฟานน อปกรณปองกนไฟฟาชอต และ/หรอไฟฟารวจะตวกระแสไฟฟาออกทนทเครองใชไฟฟาอะไรบางทตองมสายดน เครองใชไฟฟาทกชนดรวมทงอปกรณตงทางไฟฟาทมโครงหรอเปลอกหมทเปนโลหะซงบคคลมโอกาสสมผสได สญลกษณของการตอสายดน เครองใชไฟฟาทมเครองหมาย แสดงวาตองมสายดนโดยมกจะแสดงไวในต าแหนงหรอจดทจะตองตอสายดน สของสายไฟเสนทตองแสดงวาเปนสายดน คอ สเขยวหรอสเขยวสลบเหลอง

1.9 เรองนารเกยวกบแบตเตอร แบตเตอร หรอถานไฟฉาย เปนอปกรณไฟฟาชนดหนงทสามารถเกดพลงงานไฟฟาใน

ตวเอง เนองจากปฏกรยาเคมทบรรจอยภายในตวแบตเตอรนน ๆ พลงงานไฟฟาทไดคอ ไฟฟากระแสตรง

1.9.1 ชนดของแบตเตอร 1.9.1.1 ชนดคารบอน-สงกะส ใชกนมาตงแตป 2443 ใหกระแสไฟฟาโดยปฏกรยาเคม

ซงม สงกะสเปนขวลบ สวนขวบวกเปนผลผสมของแมงกานสไดออกไซดกบวสดอน ๆ เปน


ถานไฟฉายทมอายการใชงานสน และใหกระแสไฟฟานอย มกจะเสอมสภาพไดโดยงายระหวางรอการจ าหนาย

1.9.1.2 แบตเตอรชนดอลคาไลน ถกพฒนาเพอใชกบงานทตองการกระแสไฟฟาสงทเปนถานไฟฉายธรรมดา ไมอาจน ามาใชได เมอตองจายกระแสไฟฟาสง ถานไฟฉายชนดนจะมอายการใชงานเปน 10 เทาของถานไฟฉายธรรมดา

1.9.1.3 แบตเตอรชนดปรอทออกไซด แบตเตอรชนดสงกะสกบปรอทออกไซดใหระดบพลงงาน สงกวาแบตเตอร แบบคารบอน-สงกะส และแบตเตอรแบบอลคาไลด นอกจากนรอยละ 80-90 ของสารตาง ๆ ทบรรจในแบเตอรชนดน จะท าปฏกรยาใหพลงงานไฟฟาไดตลอดอายขยของแบตเตอร

1.9.1.4 แบตเตอรชนดเงนออกไซด มคณสมบตเหมอนแบตเตอรชนดปรอทออกไซด แตท างานในอณภมต าไดดกวา และใหคาความตางศกยสงถง 1.5 โวลต (ปรอทออกไซดให 1.35 โวลต) เนองจากมราคาคอนขางแพง จงมผลตเปนแบบเมดกระดมเทานน

1.9.1.5 แบตเตอรชนดลเทยม โดยทางทฤษฎธาตลเทยม มระดบพลงงานสงทสด เมอเทยบกบโลหะอน ๆ ดงนนแบตเตอรทใชกระแสไฟฟา โดยปฏกรยาเคมระหวางขวคาโทดทเปนลเทยม กบคาโทดอะไรกตามจะเปนแบตเตอรทมอายการใชงานนานทสด

1.9.1.6 แบตเตอรชนดอดไฟซ าได (ชนดนเกล-แคดเมยม) ผลตออกมาเหมอนถานไฟฉายทวไป แตสามารถอดไฟใหมไดสงถง 500 ครง

1.9.2 ปรมาณการผลตและการใช ประมาณกนวาในแตละป ประเทศมการผลตแบตเตอรในรปของถานไฟฉาย ประมาณ 400

ลานกอน และประมาณรอยละ 95 ของถานไฟฉายเหลานถกใชในประเทศ 1.9.3 ประสทธภาพพลงงานและแบตเตอร การผลตถานไฟฉาย จ าเปนตองอาศยวตถดบจากตางประเทศเปนจ านวนมาก และยงใช

พลงงานในขนตอนการผลตสงอกดวย ประมาณกนวา ถานไฟฉาย 1 กอนจะใชพลงงานในการผลต ถง 50 เทาของพลงงานทสามารถจายได ในขณะทอตราสวนแอมแปร-ชวโมง ทใชงานตอแอมแปร-ชวโมงทบรรจเขาไปจะมประมาณ 0.7-0.9 เทานน ดงนนการใชแบตเตอรหรอถานไฟฉาย จงควรทจะมการพจารณากอนใชดงน

1.9.3.1 ใชไฟฟาแทนการใชแบตเตอรในทกโอกาสเทาทจะท าได 1.9.3.2 เลอกใชแบตเตอรชนดทอดไฟซ าได 1.9.3.3 เลอกใชแบตเตอรชนดลเทยม แทนการใชแบตเตอรชนดอน เพราะแบตเตอร

ชนดนอายการใชงานนานถง 10 เทาของแบตเตอรชนดธรรมดา


สรป

ไฟฟา หมายถงไฟฟาเปนพลงงานชนดหนง เปนสวนประกอบอยในวตถ ธาตทกชนด วตถธาตชนดตางๆทมอยในโลก ประกอบดวยอนภาคเลกๆทเรยกวา อะตอม ในแตละอะตอมยงประกอบดวยโปรตอน นวตรอน และอเลคตรอนอยมากมาย ส าหรบโปรตอนกบนวตรอนนน อยนงไมเคลอนไหว แตอเลคตรอนนนสามารถเคลอนทจากอะตอมหนงไปยงอกอะตอมหนง การเคลอนทของอเลคตรอนจากอะตอมหนงไปยงอกอะตอมหนงนเองทเราเรยกวา "ไฟฟา"

แหลงก าเนดไฟฟา ไฟฟามแหลงก าเนดไดหลายแบบ ไดแก ไฟฟาจากการเหนยวน า ไฟฟาจากปฏกรยาทางเคม ไฟฟาจากแสงอาทตย ไฟฟาจากความรอน เปนตน

ไฟฟาแบงเปน 2 ชนด คอ ไฟฟาสถต เปนไฟฟาทอยในสภาพทไมเคลอนท และไฟฟากระแส เปนไฟฟาชนดไหลทเกดจากการเคลอนทของอเลคตรอน ไฟฟากระแสยงแบงออกเปน ไฟฟากระแสตรง และไฟฟากระแสสลบ

กฎของโอหม เปนการหาความสมพนธระหวาง factors ตางๆทเกยวกบไฟฟา ไดแก แรงเคลอนไฟฟา กระแสไฟฟา และความตานทาน

วงจรไฟฟา คอทางเดนของไฟฟาเปนวง คอไฟฟาจะไหลไปตามตวน า ไดแกสายไฟ จนกระทงไหลกลบตามสายมายงเครองก าเนดไฟฟาเปนวงครบรอบ คอออกจากเครองก าเนดไฟฟาแลวกลบมายงเครองก าเนดอกครงหนง จนครบ 1 เทยว เรยกวา 1 วงจร หรอ 1 Cycle การตอวงจรไฟฟาแบงออกเปน 3 แบบ คอ การตอแบบขนาน การตอแบบอนกรม และการตอแบบผสม

อปกรณไฟฟาทใหแสงสวาง ไดแกหลอดไฟ ซงแบงออกเปน หลอดมไส (Incandescent) หลอดเรองแสง ( Fluorescent) และหลอดแสงจนทร (Mercury Lamp)

อปกรณในการเดนสายไฟฟา ประกอบดวย สายไฟ สะพานไฟ ฟวส สวตซไฟ ปลก เทปพนสายและเขมขดรดสาย


ค าถามทบทวน

1. เซลลไฟฟามกชนด ตางกนอยางไร 2. ไฟฟาแบงเปนกชนด อธบาย 3. จงบอกความแตกตางระหวางไฟฟากระแสตรงและไฟฟากระแสสลบ 4. จงเขยนสมการตามกฎของโอหม ในการหาแรงเคลอนไฟฟา กระแส และความตานทาน 5. จงค านวณหาคาใชไฟฟาใน 1 เดอน จากอปกรณตอไปน เตารด 1500 วตต ใชวนละ1 ชวโมง หลอดไฟฟา 60 วตต 3 ดวง ใชวนละ 6 ชวโมง กาตมน า 600 วตต ใชงานวนละ 1 ชวโมง 30 นาท 6. การตอวงจรไฟฟา ตอไดกแบบ อธบาย 7. จงอธบายสวนประกอบของหลอดกลม 8. จงอธบายสวนประกอบของ หลอดฟลออเรสเซนต 9. จงบอกหนาทของสตารตเตอร และบลลาสต 10. ฟวส ท าจากอะไร มหนาทอยางไรในวงจรไฟฟา


เอกสารอางอง เดชา ภทรมล.2547. งานไฟฟาและอลกทรอนกสเบองตน. บรษท สกายบกส จ ากด กรงเทพ. ชาล ลทธ,วรพงษ ลพรหมมา, ชวน เปาอารย และ สรเดช สทธาวาทน. 2527. ชางทวไป กรม

อาชวศกษา. รตนาภรณ อทธไพสฐพนธ และคณะ . 2543 สมดเสรมความร ทกษะปฏบต และแบบทดสอบตาม

จดประสงค วทยาศาสตร . หนา 130.

Available :http://online.benchama.ac.th/science/learning/sci/pra_website2/pan1.htm (31,12,2007)

งานไฟฟ้าnfile.snru.ac.th/download.aspx?NFILE=TEACHER_290... ·...

Documents

Transcript of งานไฟฟ้าnfile.snru.ac.th/download.aspx?NFILE=TEACHER_290... ·...