วงจรไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า (electric current)
กระแสไฟฟ้า (electric current) กระแสไฟฟ้าคืออะไร ” จากปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าต่างๆ ที่เกิดขึ้น จะพบว่ามีสาเหตุมาจากการไหลของไฟฟ้า ไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ได้จะมีคุณสมบัติตรงข้ามกับไฟฟ้าสถิตย์ เรียกว่า ไฟฟ้าเคลื่อนไหว สายไฟทั่วไปทำด้วยลวดตัวนำ คือ โลหะทองแดงและอะลูมิเนียม อะตอมของโลหะมีอิเล็กตรอนอิสระ ไม่ยึดแน่นกับอะตอม จึงเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ ถ้ามีประจุลบเพิ่มขึ้นในสายไฟ อิเล็กตรอนอิสระ 1 ตัวจะถูกดึงเข้าหาประจุไฟฟ้าบวก แล้วรวมตัวกับประจุไฟฟ้าบวกเพื่อเป็นกลาง ดังนั้น อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ เมื่อเกิดสภาพขาดอิเล็กตรอนจึงจ่ายประจุไฟฟ้าลบออกไปแทนที่ ทำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอนในสายไฟจนกว่าประจุไฟฟ้าบวกจะถูกทำให้เป็นกลาง หมด การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนหรือการไหลของอิเล็กตรอนในสายไฟนี้เรียกว่า กระแสไฟฟ้า (Electric Current)
กระแสไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของ อิเล็กตรอนกับโปรตอน โดยจะเคลื่อนที่เข้าหาขั้วไฟฟ้าที่มีประจุตรงข้าม
สำหรับ ในตัวนำที่เป็นของแข็ง กระแสไฟฟ้าเกิดจากการไหลของอิเล็กตรอน โดยอิเล็กตรอนจะไหลจากขั้วลบไปหาขั้วบวกเสมอ ในตัวนำที่เป็นของเหลวและก๊าซ
ถ้า จะเรียกว่า กระแสไฟฟ้าคือการไหลของอิเล็กตรอนก็ได้ แต่ทิศทางของกระแสไฟฟ้าจะตรงข้ามกับการไหลของอิเล็กตรอน ขนาดของกระแสไฟฟ้าที่ไหลในสายไฟฟ้านั้น กำหนดได้จากปริมาณของประจุไฟฟ้าที่ไหลผ่านจุดใดๆ ในเส้นลวดใน 1 วินาที มีหน่วยเป็น แอมแปร์ (Ampere ซึ่งแทนด้วย A) กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ คือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำไฟฟ้า 2 ตัวที่วางขนานกันโดยมีระยะห่าง 1 เมตร แล้วทำให้เกิดแรงในแต่ละตัวนำเท่ากับ 2 x 10 -7 นิวตันต่อเมตร หรือเท่ากับประจุไฟฟ้า 1 คูลอมบ์ ซึ่งเทียบได้กับอิเล็กตรอน 6.24 x 10 18 ตัววิ่งผ่านใน 1 วินาที
แรงดันไฟฟ้าคืออะไร กระแส ไฟฟ้าเกิดจากการที่มีอิเล็กตรอนไหลในสายไฟ ซึ่งการที่อิเล็กตรอนไหลหรือเคลื่อนที่ได้นั้นจะต้องมีแรงมากระทำต่อ อิเล็กตรอนทำให้เกิดกระแสไหล แรงดังกล่าวนี้เรียกว่า แรงดันไฟฟ้า (Voltage)
ศักย์ไฟฟ้า เป็นอีกคำหนึ่งที่คล้ายกับแรงดันไฟฟ้า จะหมายถึง ระดับไฟฟ้า เช่น ลูกกลมที่ 1 มีประจุไฟฟ้าบวกจะมีศักย์ไฟฟ้าสูง ส่วนลูกกลมที่ 2 มีประจุไฟฟ้าลบจะมีศักย์ไฟฟ้าต่ำ ดังนั้น ลูกกลมที่ 1 และ 2 จึงมีความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้า เรียกว่า ความต่างศักย์ไฟฟ้า
แรง ขับเคลื่อนทางไฟฟ้า หมายถึง แรงที่สร้างให้เกิดแรงดันไฟฟ้าซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน อิสระตลอดเวลา กระแสไฟฟ้าจึงไหลตลอดเวลา แรงเคลื่อนไฟฟ้านี้อาจเกิดจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า , แบตเตอรี่ , ถ่านไฟฉาย และเซลล์เชื้อเพลิง ฯลฯ
หน่วยของแรงดันไฟฟ้า , ความต่างศักย์ไฟฟ้า หรือแรงขับเคลื่อนทางไฟฟ้า มีหน่วยเดียวกัน คือ โวลต์ (Voltage ซึ่งแทนด้วย V) แรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์ คือ แรงดันที่ทำให้กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ไหลผ่านเข้าไปในความต้านทาน 1 โอห์ม
ความต้านทาน ไฟฟ้าคือ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลย่อมหมายถึงมีการเคลื่อนไหว ของอิเล็กตรอนในสายไฟ และอิเล็กตรอนจะวิ่งชนกับอะตอมของเส้นลวด เกิดการต้านทานการไหลของอิเล็กตรอนขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ไหลในสายไฟมีคุณสมบัติการไหลต่างกันเพราะมี ความต้านทานไฟฟ้า (Resistance) ความต้านทานไฟฟ้าเป็นสมบัติเฉพาะของวัตถุในการที่จะขวางหรือต้านทานการไหล ของกระแสไฟฟ้าที่จะไหลผ่านวัตถุนั้นๆ ไป
หน่วยของความต้านทานไฟฟ้าเป็น โอห์ม (Ohm แทนด้วยสัญลักษณ์ ? )
ความต้านทาน 1 โอห์ม คือ ความต้านทานของเส้นลวดที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ 1 แอมแปร์ เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์
วัตถุแต่ละชนิดยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ แตกต่างกัน วัตถุที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ง่าย เรียกว่า ตัวนำไฟฟ้า (Conductor) เช่น ทองแดง , เงิน , อะลูมิเนียม , สารละลายของกรดเกลือ , กรดกำมะถัน และน้ำเกลือ ฯลฯ สำหรับวัตถุที่ไม่ยอมให้กระแสไหลผ่านได้หรือไหลผ่านได้ยาก เรียกว่า ฉนวนไฟฟ้า (Insulator) เช่น พลาสติก , ยาง , แก้ว และกระดาษแห้ง ฯลฯ นอกจากนี้ยังมีวัตถุอีกชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติระหว่างตัวนำไฟฟ้าและฉนวน ไฟฟ้า เรียกว่า สารกึ่งตัวนำ (Semiconductor) เป็นวัตถุที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้และสามารถควบคุมการไหลผ่านได้ เช่น คาร์บอน , ซิลิคอน และเยอรมันเนียม ฯลฯ
ความต้านทานของตัวนำ ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับปัจจัยที่สำคัญ คือ
1 ชนิดของวัตถุ วัตถุที่ต่างชนิดกันจะมีความต้านทานต่างกัน
2 อุณหภูมิของวัตถุ เมื่ออุณหภูมิของตัวนำไฟฟ้าหนึ่งๆ เปลี่ยนไป จะมีผลให้ความต้านทานของตัวนำนั้นเปลี่ยนตามไปด้วย
ไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ ไฟฟ้าสถิตและไฟฟ้ากระแส
1. ไฟฟ้าสถิต (Static Electricity) เป็นไฟฟ้าที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติ ไม่สามารถที่จะนำมายังประโยชน์แก่มนุษย์ได้โดยตรง เช่นไฟฟ้าสถิตย์ที่เกิดจากการเสียดสีของวัตถุ ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า ฯลฯ เมื่อวัตถุ 2 อย่างสะสมประจุเอาไว้เยอะ ๆ โดยประจุที่สะสมนั้นเป็นประจุที่แตกต่างกัน จะมีการถ่ายเทประจุเข้าหากันได้ เพราะหลักการของประจุไฟฟ้ากล่าวไว้ว่า ประจุเหมือนกันจะผลักกัน ประจุต่างกันจะวิ่งเข้าหากันหรือดูดกัน
2. ไฟฟ้ากระแส (Current Electricity) เป็นไฟฟ้าที่มนุษย์สร้างขึ้นมาเพื่อใช้งานตามวัตถุประสงค์ โดยผลิตแรงเคลื่อนไฟฟ้าแล้วส่งกระแสไฟฟ้า ไปตามสายลวดตัวนำ วิธีการนี้แม้ว่าอุปกรณ์ที่สร้างไฟฟ้าจะอยู่คนละที่กับอุปกรณ์ที่ใช้กระแส ไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์นั้น ๆ ได้ ไฟฟ้ากระแสแบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ
ไฟฟ้า กระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ
ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct current) เป็นกระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลหรือขั้วของแหล่งจ่ายออกมาอย่างแน่นอน ไม่มีการสลับขั้วบวกลบแต่อย่างใด เช่นกระแสไฟฟ้าที่ออกมาจากถ่านไฟฉาย หรือแบตเตอรี่รถยนต์ เป็นต้น
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating current) เป็นกระแสไฟฟ้าที่ได้จากเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้า อย่างเช่นเครื่องปั่นไฟ เป็นต้น ไฟฟ้าประเภทนี้มีการเปลี่ยนทิศทางการไหลอยู่ตลอดเวลา โดยขั้วหรือประจุทางไฟฟ้าจะสลับบวก-ลบ อยู่ตลอดเวลา
กระแสไฟฟ้า (Current) กระแสไฟฟ้าคือปริมาณของอิเล็กตรอนซึ่งเคลื่อนที่ผ่านจุดที่กำหนดให้ภายใน ช่วงเวลา 1 วินาที หน่วยวัดกระแสเป็นแอมแปร์ (Ampare) หรือย่อว่า A หนึ่งแอมแปร์มีค่าเท่ากับจำนวน 6,250,000,000,000,000,000 หรือ 6.25 X 10 16 อิเล็กตรอนที่ผ่านจุด ๆ หนึ่งใน 1 วินาที
แรงเคลื่อนไฟฟ้า (Voltage) แรงเคลื่อนไฟฟ้าหรือเขียนย่อว่า V เป็นความดัน (Pressure ) หรือแรง (Force) แรงเคลื่อนไฟฟ้าบางครั้งอ้างอิงเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าตกคร่อม (Potential Voltage Drop)ซึ่งเป็นความแตกต่างของแรงเคลื่อนไฟฟ้า ระหว่างปลายทั้งสองของตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ถ้าเราเปรียบเทียบกระแสไฟฟ้าเป็นปริมาณน้ำที่ไหลผ่านท่อ แรงเคลื่อนไฟฟ้าคือความดันของน้ำ ( Water Pressure)
กำลังไฟฟ้า (Power) กำลังไฟฟ้า เขียนย่อว่า P เป็นงานที่เกิดจากการกระทำของกระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็น วัตต์(Watt) กำลังของไฟฟ้ากระแสตรงได้จาก
แรงเคลื่อน ไฟฟ้า X กระแสไฟฟ้า (V x 1 = P)
ความต้านทาน (Resistance) ความต้านทางไฟฟ้าเขียนย่อว่า R มีหน่วยเป็นโอห์ม ซึ่งความต้านทาน
1 โอห์ม ได้จากแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1 โวลท์ จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ไหลผ่าน
ค่าความต้านทาน 1 โอห์ม
กฏของโอห์ม (Ohm,s Law) จากคำจำกัดความข้างต้น เราจะได้สูตรที่เรียกว่า “กฏของโอห์ม” ดังนี้
V = I x R
หรือ I = V/R
หรือ R = V/I
P = V x I
หรือ P = I2 R
รูปแบบของวงจรไฟฟ้าภายในบ้าน
วงจรไฟฟ้าภายในบ้าน หมายถึง ทางเดินของกระแสไฟฟ้าที่จะไหลไปตามส่วนต่าง ๆ ของวงจรที่เป็นตัวนำ
การต่อวงจรไฟฟ้าในบ้าน หมายถึง การต่อความต้านทาน ซึ่งมีอยู่ 3 แบบ คือ
1.1 การต่อความต้านทานแบบอันดับ หรือแบบอนุกรม
เป็นการต่อความต้านทานเรียงกันไปตามลำดับ โดยที่ปลายสายของความต้านทานหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า (หลอด) ของตัวที่หนึ่งต่อกับต้นสายของ
ความต้านทานหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า (หลอด) ของตัวที่สอง และอีกปลายหนึ่งของความต้านทานหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าตัวที่สองต่อกับต้นสายของความต้านทาน หรือ
อุปกรณ์ตัวที่สามเรียงต่อกันไปอย่างนี้จนครบวงจร
1.3 การต่อความต้านทานแบบผสม เป็นการต่อความต้านทานที่มีทั้ง 2 แบบในวงจรเดียวกัน
2.อุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านที่จำเป็น
2.1 อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ภายในบ้าน
2.1.1 เต้าเสียบ หรือเต้ารองรับ เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้เป็นจุดต่อของวงจรอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน เพื่อความสะดวกในการใช้งาน
เต้าเสียบที่ใช้ในบ้านเราจะมี 2 ช่อง แต่เต้าเสียบที่จะช่วยให้เกิดความปลอดภัยมากคือ เต้าเสียบแบบ 3 ช่อง เพราะช่องที่ 3 จะต่อกับสายดิน ซึ่งจะช่วย
ให้เกิดความปลอดภัยในการใช้งาน
ลูกเสียบนี้จะต่อกับปลายสายไฟฟ้าที่ต่อเข้าอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ จะต้องต่อสายไฟเข้าขั้วต่อสายอย่างแข็งแรงและถูกต้องตามวิธี คือ ภายใน
จะต้องผูกปมอย่างถูกวิธี
2.1.3 สวิตช์ไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์สำหรับปิด-เปิดวงจรไฟฟ้า สวิตช์ไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้านมีหลายแบบ ขึ้นอยู่กับบริษัทที่ผลิต
แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ แบบฝัง (ใช้ฝังในผนัง) แบบที่ 2 แบบไม่ฝัง หรือเรียกว่า แบบลอย (Surface Switches) คือ ติดตั้งบนผนัง นิยม
ใช้ในอาคาร ตามชนบททั่วไป เพราะราคาถูกและติดตั้งง่ายกว่าแบบฝัง
คุณสมบัติของวงจรแบบอันดับหรืออนุกรม
1. กระแสไฟฟ้าไหลผ่านความต้านทานแต่ละตัวมีค่าเท่ากัน
2. แรงดันกระแสไฟฟ้าของวงจรทั้งหมดเท่ากัน แรงดันกระแสไฟฟ้าตกคร่อมของแต่ละความต้านทานรวมกัน
1.2 การต่อความต้านทานแบบขนาน
การต่อความต้านทานแบบขนาน เป็นการต่อสายของความต้านทานแต่ละตัวไว้ที่เดียวกัน และปลายสายอีกด้านหนึ่งต่อร่วมกันไว้ที่เดียวกัน
คุณสมบัติของการต่อวงจรแบบขนาน
1. ความต้านทานแต่ละตัวได้รับแรงดันกระแสไฟฟ้าเท่ากัน
2. กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านความต้านทานแต่ละตัวมีค่าไม่เท่ากัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความต้านทานนั้น ๆ คือ ถ้ามีความต้านทานมาก
กระแสไฟฟ้าจะไหลได้น้อย ถ้ามีความต้านทานน้อยกระแสไฟฟ้าจะไหลได้มาก
3. ผลรวมของกระแสไฟฟ้าที่แยกไหลผ่านแต่ละความต้าน เมื่อรวมกันแล้วจะเท่ากับกระแสไฟฟ้าของวงจร
4. ความต่างศักย์ไฟฟ้าบนความต้านทานแต่ละเส้น จะมีค่าเท่ากัน และเท่ากับความต่างศักย์ไฟฟ้ารวมทั้งวงจร
วงจรไฟฟ้าภายในบ้านนิยมแบบขนาน เนื่องจากถ้ามีอุปกรณ์ไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งขาด อุปกรณ์ไฟฟ้าที่เหลือก็จะใช้งานได้
1.4 แผนผังการต่อวงจรไฟฟ้าในบ้าน การต่อไฟฟ้าในบ้านเริ่มต้นจากสายไฟฟ้าใหญ่ลงมาที่มาตรไฟฟ้าจากมาตรไฟฟ้าต่อเข้า
คัตเอาท์และฟิวส์ สายที่ต่อจากฟิวส์เป็นสายประธาน ซึ่งสามารถต่อแยกไปยังส่วนต่าง ๆ ของอาคารได้
.2.1.2 ลูกเสียบ (ปลั๊กเสียบ)…. เป็นอุปกรณ์ที่ต่อกับสายของเครื่องใช้ไฟฟ้า มี 2 แบบ คือ ลูกเสียบแบบ 2 ขา ซึ่งจะใช้กับเต้าเสียบ 2 ช่อง
กับลูกเสียบแบบ 3 ขา ซึ่งจะใช้กับเต้าเสียบที่มี 3 ช่อง
การต่อสวิตช์ไฟฟ้าจำเป็นต้องต่อให้ถูกวิธี คือ จะต้องต่อสายมีไฟเข้าสวิตช์ เพราะเมื่อปิดไฟ (Close switch) แล้วสามารถซ่อมหรือแก้ไขหลอดไฟ
ได้อย่างปลอดภัย
2.2 เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน
เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านมีหลายประเภททั้งที่ให้แสงสว่าง ความร้อน และประเภทที่ใช้มอเตอร์ อุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละอย่างจะมีวิธีใช้และการบำรุง
รักษาที่แตกต่างกัน ดังนั้น ผู้ใช้จะต้องรู้จักวิธีใช้อย่างถูกต้องปลอดภัย ประเภทของเครื่องใช้ไฟฟ้า มีดังนี้
2.2.1 เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทให้ความร้อนที่ควรรู้จัก คือ
1) เตารีดไฟฟ้า เตารีดไฟฟ้ามีหลายแบบ แบบที่นิยมใช้คือ แบบปรับความร้อนโดยอัตโนมัติธรรมดา และแบบปรับความร้อน
อัตโนมัติมีไอน้ำ
ส่วนประกอบของเตารีดไฟฟ้า แบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ
1. ส่วนที่ให้ความร้อน ประกอบด้วย ลวดนิโครม ซึ่งเป็นโลหะผสมระหว่างนิกเกิลกับโครเมียม ซึ่งเป็นโลหะที่มี
2. ส่วนที่ควบคุมความร้อน หรือที่เราเรียกว่า เทอร์โมสตาร์ต ประกอบด้วยโลหะที่มีความจุความร้อนต่างกัน 2 แผ่น ประกบ
ติดกัน เมื่อได้รับความร้อนเท่ากัน การขยายตัวจะต่างกัน ทำให้แผ่นโลหะโค้งขึ้น วงจรปิด กระแสไฟฟ้าไม่ไหลผ่าน เมื่ออุณหภูมิลดลง
แผ่นโลหะก็จะกลับเหมือนเดิม วงจรเปิด กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ ซึ่งการทำงานจะเป็นดังนี้ตลอดการใช้งาน
2.2.2 หม้อหุงข้าวไฟฟ้า มีหลายแบบแตกต่างกันไปตามบริษัทผู้ผลิต ส่วนประกอบของหม้อหุงข้าวไฟฟ้า มีดังนี้
หลักในการทำงาน
หม้อหุงข้าวไฟฟ้าประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือ
– ส่วนที่ให้ความร้อน ประกอบไปด้วยแผ่นโลหะที่มีความต้านทานสูง และจุดหลอมเหลวสูง
– ส่วนควบคุมอุณหภูมิหรือเทอร์โมสตาร์ต ประกอบด้วยโลหะที่มีความจุความร้อนต่างกัน 2 แผ่นประกบติดกันอยู่
การทำงานเมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านเข้าไปในหม้อหุงข้าว ไฟฟ้าจะทำให้แผ่นความร้อนส่งผ่านพลังงานความร้อนไปยังหม้อใน และเมื่อ
อุณหภูมิสูงจนถึงที่กำหนดไว้ เทอร์โมสตาร์ตก็จะตัดวงจร ทำให้ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรที่ผ่านแผ่นความร้อน
2.3 เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทใช้มอเตอร์
2.3.1 พัดลมไฟฟ้า พัดลมไฟฟ้ามีหลายแบบ หลายบริษัทผู้ผลิต เช่น แบบตั้งโค๊ะ แบบตั้งพื้น แบบโคจร เป็นต้น
2.4 เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทให้แสงสว่าง ไฟฟ้าแสงสว่างที่นิยมใช้ในบ้านพักอาศัยมีอยู่ 2 แบบ คือ
2.4.1 หลอดชนิดไส้ (Incandescent Lamp) หมายถึง หลอดไฟฟ้าที่ไส้หลอดทำด้วยโลหะทังสเตนภายในเป็นสูญญากาศ การใช้
จะต้องเสียบลงในขั้วหลอด ซึ่งมีทั้งแบบเกลียว และแบบเขี้ยว หลอดไฟฟ้าขนาดต่าง ๆ บอกกำลังไฟฟ้าเป็นวัตต์
2.4.2 หลอดวาวแสงหรือหลอดฟลูออเรสเซนต์ เป็นหลอดมีไส้อีกชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยส่วนสำคัญ คือ รางหลอด ขั้วหลอด
บัลลาสต์ และสตาร์ตเตอร์สวิตช์ ซึ่งต่อเป็นวงจร
1) บัลลาสต์ เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของหลอดวาวแสง เพราะเป็นตัวจำกัดกระแสไฟฟ้า ทำให้หลอดมีอายุยืน มีขนาด
40 วัตต์ 32 วัตต์ (สำหรับหลอดกลม) และ 20 วัตต์ ปัจจุบันมีนโยบายประหยัดพลังงาน บริษัทได้ผลิตบัลลาสต์ชนิดประหยัด
พลังงานไฟฟ้า เรียกว่า “โลลอสบัลลาสต์” (Low Loss Ballast) เป็นบัลลาสต์ที่มีการสูญเสียกำลังงานไฟฟ้าต่ำกว่าบัลลาสต์
ธรรมดา เป็นการประหยัดไฟฟ้าได้ 4 – 6 วัตต์ต่อ 1 หลอด คิดเป็น 40 เปอร์เซนต์ของบัลลาสต์แบบเดิม
2) สตาร์ตเตอร์ เป็นอุปกรณ์ประกอบวงจรหลอดวาวแสง ขาหลอดจะออกแบบไว้ใส่สตาร์ตเตอร์ โดยเฉพาะสตาร์ตเตอร์มี
หน้าที่ต่อวงจร เพื่ออุ่นไส้หลอดเกิดอิเล็กตรอนไหลในหลอด แล้วสตาร์ตเตอร์จะตัดวงจรโดยอัตโนมัติโดยอาศัยหลักการขยายตัวของ
โลหะต่างชนิดกัน เรียกว่า แผ่นไบเมทอล (Bimetallic strip)
การทำงานของหลอดไฟฟ้า
ภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์ สูบอากาศออกให้เหลือความดันประมาณ 1/6 ของบรรยากาศ แล้วหยดไอปรอทลงไป ผนังหลอด
ฉาบสารเรืองแสง (ฟลูออ) เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจรผ่านบัลลาสต์ จะทำให้เกิดแรงดันกระแสไฟฟ้าสูง อิเล็กตรอนจะหลุดออกจาก
ไส้หลอดด้านหนึ่งผ่านหลอดไปยังอีกขั้วหลอดที่อยู่ตรงข้าม ซึ่งช่วงนี้บัลลาสต์จะลดแรงดันกระแสไฟฟ้าลง สตาร์ตเตอร์สวิตช์ก็เปิดวงจร
ไฟฟ้า ขณะที่อิเล็กตรอนผ่านและชนโมเลกุลของไอปรอท ทำให้เกิดแสงอัลตราไวโอเลต ซึ่งทำให้เกิดการเรืองแสงในหลอด
หลอดวาวแสงหรือหลอดฟลูออเรสเซนต์
มีขนาดต่าง ๆ เช่น 20 วัตต์ 32 วัตต์ และ 40 วัตต์ ปัจจุบันบริษัทผู้ผลิตได้คิดประดิษฐ์หลอดไฟฟ้าแบบประหยัดขึ้นเพื่อโครงการ
ประหยัดพลังงานคือ
1. หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ (หลอดตะเกียบ)
2. หลอดประหยัดไฟฟ้า (แบบผอม) ขนาด 18 วัตต์ แทนหลอดไฟฟ้าขนาด 20 วัตต์ (แบบอ้วน) ซึ่งประหยัดไฟฟ้า 2 วัตต์ คิดเป็น
10 เปอร์เซนต์ของหลอดอ้วน (20 วัตต์) ซึ่งให้แสงสว่างเท่ากัน
3. หลอดประหยัดไฟ 36 วัตต์ (หลอดผอม) แทนหลอดไฟฟ้าแบบอ้วน (40 วัตต์) ประหยัดไฟฟ้า 4 วัตต์ คิดเป็น 40 เปอร์เซนต์
ของหลอดอ้วน (40 วัตต์) ซึ่งให้แสงสว่างเท่ากัน
การใช้ไฟฟ้าอย่างประหยัด
การประหยัดพลังงานไฟฟ้าอาจจะทำได้ดังนี้
1. ใช้หลอดวาวแสงแบบประหยัด (หลอดผอม)
2. ปิดไฟฟ้าเมื่อไม่ใช้งาน ก่อนถอดปลั๊กไฟต้องปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าก่อนเสมอ
3. ใช้แสงสว่างเท่าที่จำเป็น
4. ใช้หลอดไฟฟ้าวัตต์ต่ำ
5. ออกแบบโคมไฟฟ้าที่มีกำลังสะท้อนแสงสูง
6. หมั่นทำความสะอาดโคมไฟฟ้า
7. หลีกเลี่ยงใช้สีทึบแสงในอาคารต่าง ๆ
8. ประหยัดไฟฟ้าในระบบทำความเย็น
– เลือกใช้ตู้เย็นขนาดต่ำพอเหมาะหรือเลือกใช้ตู้เย็นแบบประหยัดไฟฟ้า
– ลดภาระความร้อนของเครื่องปรับอากาศ เช่น ความร้อนจากภายนอกห้องและความร้อนภายในห้อง
– เลือกใช้เครื่องปรับอากาศที่เหมาะสม
9. เลือกใช้โทรทัศน์ขนาดเหมาะสม
ศักย์ไฟฟ้า
ศักย์ไฟฟ้า
ศักย์ไฟฟ้า คือ ขนาดของงานที่สูญเสียไปในการเคลื่อน 1 หน่วยประจุจากระยะอนันต์ (Infinity) มาจนถึงจุดนั้น
ที่นี้ Q คือ ประจุต้นเหตุ (หรือประจุเจ้าของสนามไฟฟ้า) (คูลอมบ์)
q คือ ประจุทดสอบ (หรือประจุที่นำไปวางในสนามไฟฟ้า) (คูลอมบ์)
K คือ ค่าคงที่ (ในอากาศหรือสุญญากาศ K = 9 × 109 N · m2/C2)
rA ,rB คือ ระยะที่วัดจากศูนย์กลางของประจุต้นเหตุถึงจุด A และจุด B ตามลำดับ
W คือ งานที่สูญเสียไปในการเคลื่อนประจุทดสอบในระหว่าง 2 จุดใดๆ
VA , VB คือ ศักย์ไฟฟ้าที่จุด A และ B ตามลำดับ (จูล/คูลอมบ์ หรือ โวลต์)
VAB คือ ความต่างศักย์ระหว่างจุด A กับจุด B (จูล/คูลอมบ์ หรือ โวลต์)
ข้อควรทราบเกี่ยวกับศักย์ไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า
1. ถ้าประจุต้นเหตุ Q เป็นประจุชนิดบวก ตำแหน่งที่อยู่ใกล้ Q จะมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าจุดที่อยู่ไกลกว่าเสมอ
2. ถ้าประจุต้นเหตุ Q เป็นประจุชนิดลบ ตำแหน่งที่อยู่ใกล้ Q จะมีศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่าจุดที่อยู่ไกลกว่าเสมอ
3. โดยทั่วไปแล้วความต่างศักย์ระหว่าง 2 จุดใดๆ เป็นบวกเสมอ (คือเอาศักย์สูง ลบศักย์ต่ำ) แต่บางครั้งจะเป็นค่าติดลบก็ได้ (เพราะเอาศักย์ต่ำลบศักย์สูง)
ดังนั้น ค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าจึงต้องระบุเครื่องหมายว่าเป็นบวก หรือ ลบ ไว้ด้วย
4. สำหรับศักย์ไฟฟ้าที่จุดใดๆ นั้น อาจเป็นได้ทั้งศักย์บวกและลบ ทั้งนี้ย่อมขึ้นอยู่กับประจุต้นเหตุ Q เป็นสำคัญ กล่าวคื
อ ถ้าเป็นบวก +Q ศักย์จะเป็น บวก และ –Q ศักย์จะเป็นลบ ดังนั้น ในการใช้สูตร V = kQ / r นั้น จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใส่เครื่องหมาย ± บ่งบอกชนิดของประจุ Q เอาไว้ด้วย
5. ตำแหน่งที่ถือว่ามีศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์ มี 2 ตำแหน่ง คือ
ก. จุดที่อยู่ไกลจากประจุต้นเหตุมากๆ (ระยะอนันต์)
ข. จุดต่างๆ บนพื้นโลก (หรือจุดที่ต่างๆ ที่ต่อลงดินนั่นเอง)
6. เส้นที่ลากต่อเชื่อมจุดต่างๆ ในสนามไฟฟ้าที่มีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน เราเรียกว่า เส้นสมศักย์ (Equipotential Line)
ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด 2 จุดใดๆ
ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุด 2 จุดใดๆ หมายถึง “งานต่อหนึ่งหน่วยประจุ ในการเคลื่อนประจุระหว่างจุดทั้งสอง”
ถ้า q เป็นประจุบวก จะพบว่า
W เป็น + เมื่อศักย์ที่ B สูงกว่าที่ A (ได้งาน)
W เป็น – เมื่อศักย์ที่ B ต่ำกว่าที่ A (ได้งาน)
W เป็นศูนย์ เมื่อศักย์ที่ B เท่ากับศักย์ที่ A (ไม่มีงาน)
W = qV
W = พลังงาน ในการเคลื่อนที่ประจุqหน่วย Joule
q = ประจุไฟฟ้าหน่วย coulomb
V = ความต่างศักย์ระหว่าง 2 จุดหน่วย (J/CหรือVolt)