เครื่องมือวัดพื้นฐาน

เคร่ืองมือวดั พ้นื ฐาน นายสิทธิพจน์ นามวชิ ยั แผนกวชิ าช่างอิเลก็ ทรอนิกส์

40สัปดาห์ที่ 2 ใบเตรียมการสอน รหัสวชิ า 3105-2002เวลา 2 คาบ หน่วยที่ 2 เคร่ืองมือวดั พืน้ ฐาน 8 คาบช่ือบทเรียน2. เคร่ืองมือวดั พ้นื ฐาน 2.1 หลกั การของเคร่ืองมือวดั พน้ื ฐาน 2.1.1 กลั วานอมิเตอร์ 2.1.2 หลกั การของเครื่องมือวดั ชนิดขดลวดเคล่ือนที่ 2.2 แอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 2.2.1 ลกั ษณะของแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงจดุ ประสงค์การสอน 2.1 รู้หลกั การของเคร่ืองมือวดั พน้ื ฐาน 2.1.1 บอกหลกั การของกลั วานอมิเตอร์ 2.1.2 บอกหลกั การของเคร่ืองมือวดั อิเล็กทรอนิกส์ 2.2 คานวณวงจรแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 2.2.1 บอกลกั ษณะของแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

41 ใบเตรียมการสอน คร้ังที่ 2 เลขหน้า 1/63 เนื้อหา บทท่ี 2 เคร่ืองมือวดั พนื้ ฐาน ในบทน้ีจะกล่าวถึงหลกั การทางานของเครื่องมอื วดั พน้ื ฐานเพอ่ื วดั ประมาณทางไฟฟ้า โดยเร่ิมจากหลกั การของกลั วานอมิเตอร์ ซ่ึงเป็ นกลไกพ้นื ฐานของเคร่ืองมือวดั ไฟฟ้ากระแสตรงแบบขดลวดเคลื่อนที่ เคร่ืองวดั ไฟฟ้ากระแสตรงแบบน้ีเป็ นท่ีนิยมใชใ้ นการวดั กระแสอยา่ งกวา้ งขวางและยงั นาเอาไปประยกุ ตเ์ ป็นเครื่องมือวดั เพอื่ วดั ประมาณพน้ื ฐานทางไฟฟ้าอ่ืน ๆ อีกมาก ไดแ้ ก่ โวลตม์ ิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง โอหม์ มิเตอร์ โวลตม์ ิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลบั นอกจากน้ียงั นาเอาไปประยกุ ตใ์ ชท้ างอุตสาหกรรม เช่น ความดนั อุณหภมู ิ ความถี่ เป็ นตน้ เคร่ืองมือวัดไฟฟ้าถือได้ว่าเป็ นผลของการนาเอาหลักการของแม่เหล็กถาวร และแม่เหล็กไฟฟ้าไปใชง้ าน โดยที่โครงสร้างของมิเตอร์เบ้ืองตน้ จะประกอบดว้ ยแม่เหล็กถาวรข้วั เหนือ(N) และข้วั ใต้ (S) วางไวใ้ กล้กัน และมีขดลวดถูกพนั บนแกน ต่อปลายขดลวดออกมาเพ่ือไวจ้ ่ายกระแสไฟฟ้าเขา้ ไป ก็จะทาใหเ้ กิดการเคล่ือนท่ีของขดลวด รายละเอียดจะไดก้ ล่าวต่อไป2.1 หลกั การของเครื่องมือวัดพื้นฐาน 2.1.1 กลั วานอมิเตอร์ กลั วานอมิเตอร์ (Galvanometer) เป็ นอุปกรณ์ท่ีใชส้ าหรับวดั หรือเพ่อื ตรวจจบั (Detect)กระแสไฟฟ้าปริมาณน้อย ๆ อุปกรณ์วดั แบบน้ีนับได้ว่าเป็ นเคร่ืองมือวดั ท่ีมีความไวที่สุด และเป็ นพน้ื ฐานของเครื่องมือวดั แบบอื่น ๆ พ้นื ฐานของกลั วานอมิเตอร์มาจากอุปกรณ์การทดลองของ ฮานส์ คริสเตยี น เออร์สเตด(Han Christian Oersted) นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวเยอรมนั โดยใชเ้ ขม็ ทศิ ทีว่ างไวใ้ กลก้ บั ลวดตวั นา พบวา่ จะมีสนามแม่เหลก็ เกิดข้ึนรอบๆตวั นาไฟฟ้าได้ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นตวั นาสงั เกตจากการที่เข็มทิศเกิดการบา่ ยเบนไปจากตาแหน่งทศิ ทางปกติ เราสามารถทีจ่ ะทราบทิศทางของสนามแม่เหลก็ ที่เกิดข้ึนรอบตวันาไดจ้ าก กฎมือขวา (Light hand law) ของไมเคิล ฟาราเดย์ ดงั รูปที่ 2.2 การพฒั นาต่อมาโดย ลอร์ด เคลวนิ (Lord Kelvin) ไดใ้ ชม้ าพนั เป็ นขดวงกลมและวางใหเ้ ขม็อยตู่ รงกลางของขดลวด เพอ่ื เพม่ิ ความไวในการเคล่ือนที่ของเขม็ ทศิ ต่อกระแสไฟฟ้าทีไ่ หลผา่ นขดลวดตวั นาไดส้ ูงข้ึน

ใบเตรียมการสอน 42 เนื้อหา คร้ังท่ี 2 เลขหน้า 2/63 (ก) (ข) (ค)รูปท่ี 2.1 การทดลองของ เออร์สเตด

ใบเตรียมการสอน 43 เนื้อหา คร้ังที่ 2 เลขหน้า 3/63 รูปท่ี 2.2 ทศิ ทางของเสน้ แรงแม่เหล็กจากกฎมือขวาของฟาราเดย์ ขดลวด เขม็ ทศิ I II รูปที่ 2.3 กลั วานอมิเตอร์ทไ่ี ดร้ ับการพฒั นาใหม้ ีความไวสูงข้นึ โดยเคลวนิ หลกั การของกลั วานอมิเตอร์ส่วนมากจะเป็ นชนิดขดลวดหมุนหรือขดลวดเคล่ือนที่ เริ่มจากเอาลวดตวั นามาพนั ขดลวด หรือเรียกวา่ คอยล์ (Coil) ใส่ไวบ้ ริเวณท่ีมีสนามแม่เหล็กอยรู่ อบๆ โดยจะแขวนขดลวดไวด้ ้วยแผ่นโลหะบางๆ ที่เรียกว่าริบบอน (Ribbon) ทาหน้าที่คล้ายสปริง เม่ือมีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นเขา้ มาที่ขดลวดก็จะทาให้ริบบอนเคลื่อนที่ไปดว้ ย โดยที่ริบบอนจะติดกระจกเงาเอาไวเ้ พื่อใชเ้ ป็ นตวั ช้ีระยะของการเบ่ียงเบนซ่ึงจะมีระยะกากับไวเ้ พ่ืออ่านค่าปริมาณกระแส เมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นแผน่ ริบบอนจะเคล่ือนทก่ี ลบั ตาแหน่งเดิม

44 ใบเตรียมการสอน คร้ังที่ 2 เลขหน้า 4/63 เนื้อหา 1 0 1 2 24 4 3 3(ก) สเกลทม่ี ีจุดศูนยก์ ลางเป็นศนู ย์ (ข) โครงสร้างของกลั วานอมิเตอร์ (ค) ลกั ษณะการใชง้ านกลั วานอมิเตอร์แบบซสั เพนชนั่ รูปที่ 2.4 กลั วานอมิเตอร์แบบซสั เพนชนั่ (Suspension )Galvanometer กลั วานอมิเตอร์ที่พบเห็นกนั โดยทวั่ ไปบ่อยๆอีกอย่าง ก็คือจะมีโครงสร้างเป็ นพานอลโดยจะมีเขม็ ข้ีที่ก่ึงกลางสเกลเป็นการช้ีค่าศนู ย์ ซ่ึงกลั วานอมิเตอร์แบบน้ีจะมีโครงสรา้ งของเคร่ืองวดั ชนิดขดลวดเคลื่อนท่ดี งั ที่จะกล่าวในหวั ขอ้ ต่อไป

45 ใบเตรียมการสอน คร้ังท่ี 2 เลขหน้า 5/63 เนื้อหา2.1.2 หลักการของเคร่ืองมือวัดชนิดขดลวดเคล่ือนที่หลกั การของเคร่ืองมือวดั แบบขดลวดเคล่ือนที่น้ีจะใชโ้ ครงสร้างของแม่เหล็กถาวรและแม่เหล็กไฟฟ้าเป็ นส่วนประกอบ โดยท่ีโครงสร้างของมิเตอร์เบ้ืองตน้ จะประกอบดว้ ยแม่เหล็กถาวรข้วัเหนือ ( N ) และข้วั ใต้ ( S ) วางไวใ้ กลก้ นั และมีขดลวดถูกพนั บนแกนต่อปลายขดลวดออกมาเพอื่ ไวจ้ า่ ยกระแสไฟฟ้าเขา้ ไป แกนขดลวดจะถูกวางอย่บู นเดือยแหลมและแกนขดลวดสามารถหมุนเคล่ือนที่ได้อยา่ งอิสระ เม่ือจา่ ยกระแสเขา้ ไปในขดลวดจะส่งผลให้ขดลวดเกิดเป็ นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า จะมีข้วั ตามการพันของขดลวดซ่ึงจะพนั ให้มีข้ัวแม่เหล็กเหมือนกับข้ัวแม่เหล็กถาวรท่ีวางอยู่ใกล้ๆ ผลคือสนามแม่เหล็กของท้งั แม่เหล็กถาวรและแม่เหล็กไฟฟ้าจะผลักดนั ทาให้ขดลวดหมุนเคลื่อนที่ไปจากตาแหน่งเดิม แสดงรูปท่ี 2.5แม่เหล็กถาวร แม่เหล็กไฟฟ้า แม่เหล็กถาวรNN SS e e - เดือย + (ก) รูปโครงสร้างมองดา้ นหนา้ N แม่เหล็กไฟฟ้าแม่เหลก็ ถาวร e แม่เหล็กถาวร N - S eS + (ข) รูปโครงสร้างมองดา้ นบน รูปท่ี 2.5 โครงสรา้ งของมิเตอร์ไฟฟ้าเบ้อื งตน้

46 ใบเตรียมการสอน คร้ังที่ 2 เลขหน้า 6/63 เนื้อหา  จากรูปที่ 2.5 (ก) เป็ นโครงสรา้ งของมิเตอร์ไฟฟ้าเบ้ืองตน้ ทีม่ องจากดา้ นหนา้ ของมิเตอร์ขดลวดท่ีพนั บนแกนจะมีข้วั กากบั การจ่ายแรงดนั ไฟฟ้าใหต้ ายตวั คอื ดา้ นซ้ายเป็ นข้วั ลบ (-) ดา้ นขวาเป็ นข้วั บวก (+) สาเหตทุ ี่เป็ นเช่นน้ีเพราะตอ้ งการให้เมื่อจ่ายแรงดนั ไฟฟ้าเขา้ ไป จะทาใหข้ ้วั แม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดข้ึน มีข้ัวเหมือนกับข้ัวแม่เหล็กถาวรท่ีวางอยู่ด้านข้างทาให้เกิดอานาจการผลักดันกันของสนามแม่เหลก็ ถา้ จา่ ยแรงดนั ไฟฟ้าผดิ ข้วั สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะเกิดข้วั ตรงขา้ มกบั ข้วั แม่เหล็กถาวรทาใหเ้ กิดอานาจการดึงดูดกนั จะไม่เกิดการบา่ ยเบนของแม่เหล็กไฟฟ้า ส่วนรูปที่ 2.5 (ข) เป็ นโครงสรา้ งของมิเตอร์ไฟฟ้าเบ้ืองตน้ ท่ีมองทางดา้ นบนลงไปจะเห็นการบา่ ยเบนของแม่เหล็กไฟฟ้าไปจากแนวปกติ เน่ืองจากอานาจการผลกั ดนั กนั ของสนามแม่เหล็กท้งัสองทีม่ ีข้วั เหมือนกนั  การบ่ายเบนของแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าวจะมากหรือน้อย ข้ึนอยกู่ ับอานาจแม่เหล็กของแม่เหล็กไฟฟ้า อานาจแม่เหล็กไฟฟ้ามากจะบา่ ยเบนมาก อานาจแม่เหล็กไฟฟ้านอ้ ยจะบ่ายเบนนอ้ ยน้นั คอืจะข้ึนอยกู่ บั ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผา่ นเขา้ ไปยงั ขดลวดของแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าไหลมากอานาจแม่เหลก็ ไฟฟ้าเกิดมาก แม่เหลก็ ไฟฟ้าจะบ่ายเบนมาก กระแสไฟฟ้าไหลนอ้ ยอานาจแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดนอ้ ย แม่เหล็กไฟฟ้าจะบ่ายเบนนอ้ ย ทิศทางของการบา่ ยเบนของแม่เหลก็ ไฟฟ้า จะหาไดจ้ ากกฎมือซา้ ยของเฟรมม่ิง ซ่ึงกล่าวไว้ดังน้ี ให้กางน้ิวหัวแม่มือ น้ิวช้ี น้ิวกลาง ของมือซ้ายออก โดยใช้น้ิวท้งั สามต้ังฉากซ่ึงกันและกันน้ิวหวั แม่มือจะช้ีไปในทศิ ทางการเคล่ือนท่ขี องแม่เหล็กไฟฟ้า น้ิวช้ีจะช้ีไปในทศิ ทางการเคลื่อนท่ีของเสน้แรงแม่เหล็ก นิ้วกลางจะช้ีไปในทิศทางการเคล่ือนที่ของกระแสอิเล็กตรอน เมื่อใชน้ ้ิวท้งั สามวางในทิศทางทีถ่ ูกตอ้ ง จะสามารถหาทศิ ทางการเคล่ือนที่ของแม่เหลก็ ไฟฟ้าได้ ทศิ ทางการเคลื่อนที่แม่เหลก็ ถาวร แม่เหล็กไฟฟ้า แม่เหล็กถาวร N N SSเสน้ แรงแม่เหล็ก e eทศิ ทางกระแสอิเล็กตรอนไหลเขา้ - + ทศิ ทางกระแสอิเล็กตรอนไหลออก  (ก) ทิศทางของการเคล่ือนท่ขี องมิเตอร์

ใบเตรียมการสอน 47 เนื้อหา คร้ังที่ 2 เลขหน้า 7/63ทศิ ทางการเคล่ือนท่ี ทศิ ทางเสน้ แรงแม่เหล็ก ทศิ ทางกระแสอิเล็กตรอน (ข) ทิศทางของการบา่ ยเบนของแม่เหล็กไฟฟ้าตามกฎมือซา้ ย รูปท่ี 2.6 การหาทิศทางการเคล่ือนท่ขี องมิเตอร์เบ้อื งตน้ โดยใชก้ ฏมือซา้ ยของเฟรมมิ่ง มิเตอร์ไฟฟ้าชนิดเขม็ ช้ีนิยมใชง้ าน จะอาศยั หลกั การหมุนตวั ของขดลวด (Coil) ทีว่ างอยู่ในสนามแม่เหลก็ ของแม่เหลก็ ถาวร ขณะทม่ี ีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นขดลวด เรียกมิเตอร์ไฟฟ้าชนิดน้ีวา่มิเตอร์ชนิดขดลวดเคล่ือนที่ (Moving Coil) เบ้อื งตน้ ของมิเตอร์ชนิดขดลวดเคลอื่ นที่ จะเป็ นมิเตอร์วดักระแสไฟฟ้าตรง เพราะจะตอ้ งใหม้ ีกระแสไฟฟ้าตรงไหลผา่ นขดลวด จึงเกิดสนามแม่เหลก็ ข้ึนทขี่ ดลวดมิเตอร์ชนิดน้ีจะเรียกชื่อวา่ ดาร์สนั วาลม์ ิเตอร์ ( D ’ A R S O N V A L m e t e r ) จะมีโครงสร้างดงั รูปที่ 2 . 7

ใบเตรียมการสอน 48 เนื้อหา คร้ังท่ี 2 เลขหน้า 8/63 รูปที่ 2.7 โครงสร้างของมิเตอร์แบบขดลวดเคล่ือนทหี่ รือดาร์สนั วาลม์ ิเตอร์ จากรูปที่ 2.7 เป็ นโครงสรา้ งของมิเตอร์ชนิดขดลวดเคลื่อนที่หรือการ์สันวาล์มิเตอร์น้ันมีการทางาน โดยแม่เหลก็ ถาวรรูปเกือกมา้ จะส่งเสน้ แรงแม่เหล็กออกมาวิง่ เคล่ือนที่จากข้วั เหนือ (N) ไปข้วัใต้ (S) โดยมีแกนเหล็กอ่อนทรงกระบอก และขดลวดเคล่ือนที่ท่ีอยรู่ อบแกนเหล็กอ่อนทรงกระบอก ถูกวางอยใู่ นสนามแม่เหลก็ ถาวร ส่วนบนล่างของขดลวดเคลื่อนท่ีจะมีเดือยแหลมวางอยบู่ นรองเดือยเพือ่ ทาใหข้ ดลวดเคลื่อนท่ีสามารถเคลื่อนทีไ่ ดอ้ ยา่ งอิสระ รูปที่ 2.8 โครงสรา้ งของเดือยและรองเดือยสามารถปรับได้

49ใบเตรียมการสอน คร้ังที่ 2 เลขหน้า 9/63 เนื้อหา ส่วนบนล่างของขดลวดเคลื่อนที่ตรงบริเวณเดือย จะมีสปริงกน้ หอยติดอยเู่ ป็ นตวั บงั คบัการเคล่ือนทขี่ องขดลวดเคลื่อนท่ี ให้อยใู่ นตาแหน่งท่ีถูกตอ้ งและส่วนบนของขดลวดเคล่ือนท่ีจะมีเขม็ ช้ีตดิ อยู่ เพอื่ ช้ีสเกลของการวดั ค่า เขม็ ช้ีจะเคล่ือนที่ไปตามการเคลื่อนท่ขี องขดลวดเคล่ือนที่ รูปท่ี 2.9 โครงสรา้ งของขดลวดเคล่ือนที่ สปริงกน้ หอย และเขม้ ช้ี เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าตรงเขา้ มาที่ขดลวดเคลื่อนท่ี จะทาให้ขดลวดเคลื่อนที่เกิดอานาจแม่เหล็กไฟฟ้าข้ึน การจ่ายแรงดนั ไฟฟ้าที่ทาให้เกิดกระแสไฟฟ้าข้ึนมาน้ัน แรงดนั ไฟฟ้าที่ถูกจ่ายเขา้ มาหรือกระแสไฟฟ้าท่ีถูกจ่ายเขา้ มา จะถูกกาหนดข้วั ไวต้ ายตวั เพอื่ ทาให้ขดลวดเคล่ือนท่ีบ่ายเบนไปในทิศทางทต่ี อ้ งการ ข้วั แม่เหลก็ ไฟฟ้าทีเ่ กิดข้นึ บนขดลวดเคล่ือนท่ี จะมีข้วั เหมือนกบั ข้วั ของแม่เหล็กถาวรคือดา้ นซา้ ยมือข้วั แม่เหลก็ ไฟฟ้าจะเป็ นข้วั เหนือ (N) และดา้ นขวามือของข้วั แม่เหล็กไฟฟ้าจะเป็ นข้วั ใต้ (S)เกิดการผลกั ดนั กนั ของสนามแม่เหล็กท้งั สองทาใหข้ ดลวดเคล่ือนท่ีบ่ายเบนไปเข็มช้ีก็จะช้ีไปบนสเกลแสดงคา่ การวดั สปริงกน้ หอยจะถูกดนั ใหค้ ลายตวั ออก การบ่ายเบนของขดลวดเคล่ือนท่ี จะบ่ายเบนมากน้อยข้ึนอยู่กับปริมาณของกระแสท่ีจ่ายเข้ามาที่ขดลวดเคลื่อนท่ี ถ้าจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้ามาน้อยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดน้อย อานาจการผลกั ดนั ก็น้อยถา้ จ่ายกระแสเขา้ มามากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดมาก อานาจการผลกั ดนั กม็ าก จะเกิดการบ่ายเบนมาก

ใบเตรียมการสอน 50 เนื้อหา คร้ังท่ี 2 เลขหน้า 10/63(ก) ขณะท่ีไมม่ ีกระแสไหลเขา้ ขดลวด (ข) ขณะทม่ี ีกระแสไหลเขา้ ขดลวดรูปที่ 2.10 แสดงการเกิดการบ่ายเบนของเขม็ ช้ีเมื่อจ่ายกระแสเขา้ มา

51 ใบเตรียมการสอน คร้ังท่ี 2 เลขหน้า 11/63 เนื้อหา แรงที่เกิดจากการผลกั ดนั กบั สนามแม่เหล็กสองสนาม ในมิเตอร์แบบดาร์สนั วาลม์ ิเตอร์สามารถหาไดจ้ ากสมการดงั น้ี F  NBIL (2.1)เม่ือ F  แรงทเี่ กิดข้นึ หน่วยนิวตนั N  จานวนรอบของขดลวดเคล่ือนที่ B  ความหนาแน่นของเสน้ แรงแม่เหล็ก เวเบอร์ / ตารางเมตร I  กระแสทไี่ หลผา่ นขดลวดเคลื่อนท่ี หน่วยแอมแปร์ L  ดา้ นยาวของกรอบพนั ขดลวดเคลื่อนที่ หน่วยเมตรแรงบิด ( Torque ) ท่เี กิดข้ึน = แรง  ระยะทางทีต่ ้งั ฉาก (2.2) T  F.b T  NBILb T  NBIA T  แรงบิด หน่วยนิวตนั -เมตร A  พน้ื ท่ีในกรอบขดลวดเคล่ือนท่ี = L . b หน่วยตารางเมตร รูปที่ 2.11 แสดงดา้ นกวา้ งและดา้ นยาวของขดลวดเคลื่อนที่

ใบเตรียมการสอน 52 เนื้อหา คร้ังท่ี 2 เลขหน้า 12/63รูปท่ี 2.12 แสดงโครงสร้างท้งั หมดของมิเตอร์แบบขดลวดเคล่ือนที่รูปท่ี 2.13 ตวั อยา่ งของมิเตอร์ชนิดขดลวดเคลื่อนท่ี ท่พี บไดโ้ ดยทวั่ ไป

53ใบเตรียมการสอน คร้ังท่ี 2 เลขหน้า 13/63 เนื้อหาข้อดขี ้อเสียของมเิ ตอร์ชนิดขดลวดเคล่ือนท่ี ขอ้ ดี 1) กาลงั ไฟฟ้าสูญเสียนอ้ ย 2) สเกลบนหนา้ ปัทมม์ ีขนาดเทา่ กนั โดยสม่าเสมอ 3) มีอตั ราส่วนของแรงบิดตอ่ น้าหนกั สูง 4) สามารถท่จี ะขยายยา่ นการวดั ได้ เมื่อนาไปทาเป็ นแอมมิเตอร์หรือโวลตม์ ิเตอร์ 5) ไม่มีการสูญเสียพลงั งานแม่เหล็ก 6) ความเขม้ ของสนามแม่เหลก็ สูงมาก สนามแม่เหล็กภายนอกไม่มีผลตอ่ การรบกวน 7) กระแสไหลวนในมิเตอร์ส่งผลใหเ้ กิดแรงบิดเพม่ิ ข้ึนขอ้ เสีย 1 ) เน่ืองจากมีโครงสร้างท่บี อบบาง จึงตอ้ งใชเ้ คร่ืองมือในการประกอบมิเตอร์ท่มี ี ประสิทธิภาพสูง ทาใหเ้ ครื่องมือวดั ชนิดน้ีมีราคาสูงกวา่ มิเตอร์ชนิดเหล็กอ่อน เคลื่อนท่ี 2 ) เกิดความคลาดเคล่ือนข้นึ ได้ จากอายกุ ารใชง้ านสปริงกน้ หอยและแม่เหลก็ ถาวร 3 ) กระทบกระเทอื นมากๆ ไมไ่ ด้ เพราะจะทาใหเ้ กิดการขดงอของเดือย และแตกหกั ของรองเดือย

54 ใบเตรียมการสอน คร้ังที่ 2 เลขหน้า 14/63 เนื้อหา2.2 แอมมเิ ตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 2.2.1 ลกั ษณะของแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง แอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงหรือดีซีแอมมิเตอร์ (DC ammeter) เป็ นเคร่ืองมือท่ใี ชว้ ดัปริมาณกระแสไฟฟ้าในวงจร หลกั การของเครื่องมือวดั ชนิดขดลวดเคลื่อนที่ (Permanent magmetmoving coil) หรือ PMMC ไดถ้ ูกนามาใชใ้ นการวดั กระแสไฟฟ้า แตม่ นั มีขีดจากดั ในเร่ืองของกระแสไฟฟ้าทีไ่ หลผา่ นขดลวดเคลื่อนที่ จะมีขนาดเล็กมากไม่สามารถทนปริมาณค่ากระแสไฟฟ้าจานวนสูงได้ เม่ือตอ้ งการนาเอาเคร่ืองวดั น้ีไปวดั กระแสไฟฟ้าท่ีสูงข้นึ สามารถทาไดโ้ ดยใชต้ วั ตา้ นทานช้นั(Rsh) ทีม่ ีคา่ ต่าตอ่ ขนานกบั ขดลวดเคล่ือนท่ี ที่มีค่าความตา้ นทานภายใน (Rm) คงทีด่ งั รูป 2.14 - Rm Im + Rsh Ish II - +(ก) การตอ่ ตวั ตา้ นทานขนานกบั PMMC (ข) วงจรแอมมิเตอร์ข้นั พ้นื ฐานรูปที่ 2.14 ลกั ษณะของแอมมิเตอร์ จากรูป 2.14 ตวั ความตา้ นทานช้นั ท์ (Rsh) ทต่ี ่อขนานกบั ความตา้ นทานภายใน (Rm) ของมิเตอร์ จะเป็นตวั ที่ทาหน้าท่ีช่วยลดค่ากระแสไฟฟ้าใหไ้ หลผา่ นขดลวดเคล่ือนท่ี ไม่เกินค่าสเกลกระแสสูงสุด (Im) ของมิเตอร์ โดยมากคา่ กระแสไฟฟ้าขนาน (Ish) ท่ีไหลผา่ นตวั ตา้ นทานช้นั ท์ จะตอ้ งมีค่ามากกวา่ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผา่ นมิเตอร์ คา่ ความตา้ นทานช้นั ทส์ ามารถคานวณหาไดจ้ ากกฎของโอหม์

55 ใบเตรียมการสอน คร้ังที่ 2 เลขหน้า 15/63 เนื้อหาเม่ือ Rsh = ความตา้ นทานทต่ี อ่ ขนาน หน่วยเป็ น โอหม์ (Ω) Rm = ความตา้ นทานภายในของขดลวดเคลอื่ นท่ี หน่วยเป็ น โอหม์ (Ω) I = คา่ กระแสไฟฟ้าที่ตอ้ งการวดั หน่วยเป็ น แอมป์ แปร์ (A) Ish = คา่ กระแสไฟฟ้าทไ่ี หลผา่ นตวั ตา้ นทานขนาน หน่วยเป็ น แอมแปร์ (A) Im = คา่ กระแสไฟฟ้าสูงสุดทไ่ี หลผา่ นขดลวดเคล่ือนที่ หน่วยเป็ นแอมป์ แปร์ (A)จากรูป 2.14 (ข) แรงดนั ที่ตกคร่อมขดลวดเคลือ่ นทขี่ องมิเตอร์คือ Vm  I m  R m (2.3)เม่ือมิเตอร์มีการต่อวงจรแบบขนาน ดงั น้นั แรงดนั ทตี่ กคร่อมวงจรจะมีคา่ เท่าเทียมกนั Vsh  Vm (2.4)จากกฎของโอหม์ R sh  I sh  I m  R m (2.5)จากกฎกระแสไฟฟ้าของเคอร์ชอฟท์ I  I sh  I m (2.6)หรือ I sh  I  I mแทนสมการ (2.6) ในสมการ (2.5) R sh  Im  Rm  I Im  Rm (2.7) I sh  Im

56วิธีสอนและ 1. การสอนแบบบรรยายเน้ือหาโดยใชก้ ระดาน แผน่ โปร่งใส หรือสื่อการสอน กิจกรรม คอมพวิ เตอร์ 2. ใหน้ กั ศึกษามีส่วนร่วมในการเรียนการสอนโดยใชว้ ธิ ีถาม- ตอบส่ือการสอน หนังสืออ้างองิ หนงั สืออา้ งอิงเล่มที่ 1 หนา้ 17, เล่มที่ 2 หนา้ ท่ี 51, เอกสารประกอบ เล่มที่ 3 หนา้ ท่ี 47, เล่มที่ 4 หนา้ ที่ 30. ใบเน้ือหา แบบทดสอบหลงั เรียน ใบมอบหมายงาน วัสดุโสตทศั น์ แผน่ โปร่งใส ส่ือการสอนคอมพวิ เตอร์ เครื่องฉายภาพวดิ ีโอ เครื่องฉายภาพขา้ มศีรษะ ฉากรบั ภาพ 1. ใหน้ กั ศกึ ษาปฏบิ ตั ติ ามคาสง่ั ท่ีไดร้ ะบไุ วใ้ นใบมอบหมายงาน งานที่มอบหมายการวดั ผล 1. สงั เกตจากพฤติกรรม และบรรยากาศในหอ้ งเรียน 2. ถาม-ตอบ 3. แบบทดสอบหลงั เรียน และงานทีม่ อบหมาย สปั ดาห์ที่ วนั /เดือน/ปี คาบท่ี รายการ ห้อง หมายเหตุหมายเหตุ

57 บนั ทกึ ข้อคดิ เห็นช่ือผสู้ อน........................................................ วชิ า 04-221-101 เคร่ืองมือและการวดั อิเลก็ ทรอนิกส์หอ้ งเรียน วนั ที่ เวลา รายการบนั ทึกขอ้ คดิ เห็น หมายเหตุ ผบู้ นั ทึก................................................... (.................................................) วนั ที่................./....................../..................