1-แหล่งกำเนิดไฟฟ้าและอุปกรณ์

30000-1308 วิทยาศาสตรง์ านธุรกิจและบริการ หน่วยที่ 1 แหล่งกำเนิดไฟฟ้ำ และอุปกรณ์ โดย...ครูธญั พร พุม่ พวง

1. ความสาคญั ของเครื่องใชไ้ ฟฟ้า เคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าเป็นส่ิงจาเป็นท่ีมนุษยใ์ นยุคปจั จุบนั ขาดไมไ่ ด้ มนุษยต์ อ้ งเรียนรู้ การใชป้ ระโยชนจ์ ากเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าตอ้ งใชด้ ว้ ยความระมดั ระวงั ตอ้ งรูจ้ กั วิธีการใช้ งานเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าแตล่ ะชนิดใหถ้ ูกตอ้ ง รวมถึงวิธีการดูแลรักษาใหเ้ คร่ืองใชไ้ ฟฟ้าน้ัน สามารถใชง้ านไดอ้ ยา่ งตอ่ เน่ือง และปลอดภยั ตอ่ ผูใ้ ชง้ านเอง

2. อุปกรณไ์ ฟฟ้าภายในบา้ นและสานกั งาน 2.1 สะพานไฟ (Cut Out) เป็นอปุ กรณไ์ ฟฟ้าท่ีมีหนา้ ท่ีในการตดั วงจรไฟฟ้า ทง้ั หมดภายในบา้ น เม่ือเกิดไฟฟ้าลดั วงจร ปจั จุบนั มีใหเ้ ลือกใช้ 2 แบบ คือ - สะพานไฟฟ้าแบบคนั โยก - สะพานไฟฟ้าแบบอตั โนมตั ิ

2. อุปกรณไ์ ฟฟ้าภายในบา้ นและสานกั งาน 2.1 สะพานไฟ (Cut Out) 1) สะพานไฟฟา้ แบบคนั โยก เป็นสะพานไฟฟ้าท่ีไดร้ ับการนิยมอยา่ งแพร่หลาย เพราะมีราคาถูก ติดตงั้ งา่ ย มีสว่ นประกอบสาคญั คือ ฟิวส์ (Fuse) ท่ีเป็นอปุ กรณส์ าหรับติดกระแสไฟฟ้าออกจากวงจร

2. อุปกรณไ์ ฟฟ้าภายในบา้ นและสานกั งาน 2.1 สะพานไฟ (Cut Out) 2) สะพานไฟฟา้ แบบอตั โนมตั ิ เป็นสะพานไฟฟ้าท่ีไดร้ ับความนิยมเพ่ิมข้ึนเพราะสะดวกใน ในการใชง้ าน ส้ินเปลืองคา่ ใชจ้ า่ ยนอ้ ยกวา่ เม่ือเทียบกบั การท่ีตอ้ ง เปล่ียนฟิวส์ มีสว่ นประกอบสาคญั คือ เทอรโ์ มสตทั (Themostat) ท่ีใชเ้ ป็นอปุ กรณส์ าหรับตดั กระแสไฟฟ้าออกจากวงจร

2. อุปกรณไ์ ฟฟ้าภายในบา้ นและสานกั งาน 2.2 ฟิ วส์ (Fuse) เป็นอปุ กรณไ์ ฟฟ้าท่ีใชใ้ นการตดั กระแสไฟฟ้าออกจากวงจรไฟฟ้า ป้องกนั อนั ตรายท่ีอาจเกิดข้ึนกบั ผูใ้ ชง้ านได้ ปัจจุบนั ไดร้ ับการพฒั นา ใหม้ ีรูปร่างและความสามารถในการนาไฟฟ้าหลายแบบ เชน่ แบบเสน้ แบบกา้ มปู แบบหลอด แบบถว้ ย เป็นตน้ ทงั้ น้ี ข้ึนอยูก่ บั ปริมาณความตอ้ งการในการใชก้ ระแสไฟฟ้า ซ่ึงมีวิธีการคานวณ ขนาดของฟิวสใ์ หเ้ หมาะสมกบั ปริมาณกระแสไฟฟ้า ดงั น้ี เม่ือ I = กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็น แอมแปร์ I= P P = กาลงั ไฟฟ้า มีหน่วยเป็น วตั ต์ V V = แรงเคล่ือนไฟฟ้าหรือความตา่ งศกั ยไ์ ฟฟ้า มีหน่วยเป็น โวลต์ หมายเหตุ การคานวณขนาดของฟิ วสน์ นั้ ตอ้ งปัดข้ึนเล็กนอ้ ย เพ่ือไม่ใหฟ้ ิ วสข์ าดขณะใชง้ าน

ตวั อยา่ ง บา้ นของสุพตั รามีเคร่ืองใชไ้ ฟฟา้ ท่ีใชก้ บั แรงเคล่ือนไฟฟ้า 220 โวลต์ ดงั น้ี 1. เตาไฟฟ้า ขนาด 750 วตั ต์ 1 เตา 2. หมอ้ หุงขา้ ว ขนาด 1,000 วตั ต์ 1 ใบ 3. ตูเ้ ย็น ขนาด 200 วตั ต์ 1 เคร่ือง วิธีทา จากสูตร I = P V 1. หาปริมาณการใชก้ ระแสไฟฟ้าผา่ นเตาไฟฟา้ I = 750 = 3.40 A 220 2. หาปริมาณการใชก้ ระแสไฟฟ้าผา่ นหมอ้ หุงขา้ ว I= 1,000 = 4.54 A 220 3. หาปริมาณการใชก้ ระแสไฟฟ้าผา่ นตูเ้ ย็น I = 200 = 0.90 A 220 รวมกระแสไฟฟ้าทง้ั หมด 3.40 + 4.54 + 0.90 = 8.84 A บา้ นสพุ ตั ราควรใชฟ้ ิ วสข์ นาด 8.84 5%

2. อุปกรณไ์ ฟฟ้าภายในบา้ นและสานกั งาน 2.3 สวิตซ์ เป็นอปุ กรณไ์ ฟฟ้าสาหรับ ปิด-เปิด วงจรไฟฟ้าเวลาติดตง้ั ตอ้ งตอ่ อนุกรมกบั เคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าน้ันๆ มี 3 ชนิด คือ 1) สวิตซท์ างเดียว เป็นสวิตซท์ ่ีเวลาใชง้ านตอ้ งมาปิดเปิดท่ีตาแหน่งเดิม 2) สวิตซส์ องทาง เป็นสวิตซท์ ่ีใชใ้ นกรณีพิเศษ เพ่ือเพ่ิมความสะดวกสบาย เชน่ หลอดไฟฟ้าในหอ้ งน้าหรือโรงรถ เวลาเปิดปิดจาก ชน้ั บนหรือชนั้ ลา่ งก็ได้ 3) สวิตซอ์ ตั โนมตั ิ ปัจจุบนั นิยมใชแ้ ทนสะพานไฟฟ้า เม่ือมีกระแสไฟฟ้า ไหลผา่ นเกินกวา่ ท่ีกาหนดจะตดั วงจรทนั ที

2. อปุ กรณไ์ ฟฟ้าภายในบา้ นและสานกั งาน 2.4 เตา้ เสียบและเตา้ รบั หรือ “ปลกั๊ ไฟฟ้า” เป็นอปุ กรณใ์ นการเช่ือมตอ่ วงจรไฟฟ้ากบั เคร่ืองไฟฟ้า เตา้ เสียบและเตา้ รับท่ีทีควรทาจากโลหะท่ีไมเ่ ป็นสนิมงา่ ย มีพ้ืนท่ีสมั ผสั มาก นาไฟฟ้าไดด้ ี มีฉนวนหุม้ เพ่ือป้องกนั อนั ตรายจากกระแสไฟฟ้า เตา้ เสียบและเตา้ รับ มี 2 ชนิด คือ 1) เตา้ เสียบและเตา้ รบั ชนิด 2 ขา โดยขาหน่ึงเป็นสายกลางไมม่ ีศกั ย์ ไฟฟา้ สว่ นอีกขาหน่ึงจะมีศกั ยไ์ ฟฟ้า 2) เตา้ เสียบและเตา้ รบั ชนิด 3ขา จะมีขาเพ่ิมมาอีก 1 ขา ซ่ึงทาหนา้ ท่ี เป็นสายดิน ในกรณีท่ีเกิดไฟฟา้ ร่วั กระแสไฟฟ้าก็จะไหลลงดินทนั ที จะไมไ่ หลผา่ นร่างกายของเรา เป็นการป้องกนั อนั ตรายจากกระแส ไฟฟา้ ดูดได้

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า ถูกประดิษฐค์ รั้งแรกโดย โทมสั อลั วา เอดิสนั ในปี ค.ศ. 1879 เพ่ือเป็นอปุ กรณไ์ ฟฟ้าท่ีใหแ้ สง สวา่ งในเวลากลางคืน จากนั้นเป็นตน้ มา ไดม้ ีการพฒั นาหลอดไฟฟ้ามาเป็นลาดบั จนถึงปัจจุบนั หลอดไฟฟ้าท่ียงั ไดร้ บั ความนิยมและใชง้ านอยูใ่ นปัจจุบนั มี 4 ชนิด คือ 1) หลอดไฟฟ้าแบบธรรมดา 2) หลอดเรืองแสง 3) หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนด์ 4) หลอดไดโอดเปลง่ แสง (LED)

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 1) หลอดไฟฟ้าแบบธรรมดา มีองคป์ ระกอบสาคญั คือ ไสห้ ลอดท่ีทามาจากโลหะทงั สเตน ซ่ึงมีจุดหลอมเหลวสูง เม่ือไดร้ ับความรอ้ นจะรอ้ นแดงและใหแ้ สง สวา่ งออกมา แตม่ ีขอ้ เสียคือ ตอ้ งจา่ ยกระแสไฟฟา้ ใหต้ ลอดเวลา จึงเป็นผลใหส้ ้ินเปลืองกระแสไฟฟา้ และตอ้ งจา่ ยคา่ ไฟฟา้ เพ่ ิมข้ึน และเน่ืองจากทงั สเตนเป็นโลหะ จึงทาปฏิกิริยาไดด้ ีกบั กา๊ ซออกซิเจน ทาใหเ้ กิดออกไซดข์ องโลหะ “สนิม” ทาใหไ้ สห้ ลอดขาดเร็วข้ึน ดงั น้ัน หลอดไฟฟ้าแบบธรรมดาจึงตอ้ งทาใหห้ ลอดเป็นสุญญากาศและ บรรจุกา๊ ซเฉ่ือยเขา้ ไป เพ่ือป้องกนั สนิมของไสห้ ลอด และชว่ ยยืดอายุ การใชง้ านใหย้ าวนานข้ึน

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเครื่องใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 2) หลอดเรืองแสง หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ มีองคป์ ระกอบท่ีสาคญั คือ ตวั หลอด สตารต์ เตอร์ และบลั ลาสต์ ตวั หลอด มีลกั ษณะคลา้ ยกบั หลอดไฟฟ้าธรรมดา คือ เป็นหลอด สุญญากาศ แตม่ ีหลกั หลกั การทางานตา่ งออกไป สีและแสงสวา่ งท่ีเห็นเกิดจากกา๊ ซ ท่ีบรรจุเขา้ ไปในหลอด ดงั ตาราง

2) หลอดเรืองแสง หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ ตวั หลอด กา๊ ซภายในหลอด สีของแสง คาร์บอนไดออดไซด์ ขาว ซีนอน ฟ้า นีออน สม้ ฮีเลียม ชมพู คริ ปทอน มว่ งออ่ น อาร์กอน มว่ งแก่ มว่ งแก่ ไนโตรเจน ไสห้ ลอดเรืองแสง ทาหนา้ ท่ีเพียงกระตุน้ ใหอ้ ิเล็กตรอนของกา๊ ซเฉ่ือย เคล่ือนท่ีขนสารท่ีเคลือบหลอด ทาใหเ้ กิดแสงสวา่ ง เม่ือหลอดเปลง่ แสงแลว้ ไสห้ ลอดตอ้ งการ กระแสไฟฟ้าเพียงเล็กนอ้ ยเทา่ น้ัน จึงประหยดั ไฟมากกวา่ หลอดไฟฟ้าแบบธรรมดา

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 2) หลอดเรืองแสง หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ มีองคป์ ระกอบท่ีสาคญั คือ ตวั หลอด สตารต์ เตอร์ และบลั ลาสต์ สตารต์ เตอร์ เป็นอปุ กรณใ์ นการจุดไสห้ ลอดใหร้ อ้ น เพ่ือใหอ้ ิเล็กตรอนว่ิงชนกา๊ ซเฉ่ือย หลงั จากทาหนา้ ท่ีจุดไสห้ ลอดแลว้ ก็จะตดั การทางานสามารถถอดออกได้ หลกั การทางาน อาศยั หลกั การขยายตวั ของโลหะคูเ่ หมือนกบั สวิตซอ์ ตั โนมตั ิ

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเครื่องใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 2) หลอดเรืองแสง หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ มีองคป์ ระกอบท่ีสาคญั คือ ตวั หลอด สตาร์ตเตอร์ และบลั ลาสต์ บลั ลาสต์ หรือ Coke Coil ประกอบดว้ ยขดลวดทองแดงพนั รอบแกน เหล็กแผน่ บางๆ วางเรียงซอ้ นกนั หลายแผน่ จะทาใหเ้ กิดการเหน่ียวนา เม่ือมีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ น หนา้ ท่ ี เพ่ิมแรงเคล่ือนไฟฟ้าขณะจุดไสห้ ลอด และลดแรงเคล่ือนไฟฟ้า ไหลผา่ น และกนั ไมใ่ หก้ ระแสไฟฟ้าไหลผา่ นมากเกินไป และทาใหก้ ระแสไฟฟ้า ไหลคงท่ ี การเลือกซ้ือ ตอ้ งซ้ือใหม้ ีขนาดเหมาะสม (เทา่ กบั กาลงั วตั ต)์ กบั หลอดท่ีใช้

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเครื่องใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 2) หลอดเรืองแสง หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ ชนิดของหลอดเรืองแสง แบง่ ได้ 6 ชนิด 2.1) Preheat Lamp (PL) นิยมใชก้ นั อยูใ่ นปัจจุบนั โดยมีอปุ กรณร์ ่วมอยูใ่ นวงจร คือ บลั ลาสตแ์ ละสตาร์ตเตอร์ เป็นตวั ชว่ ยใหไ้ สห้ ลอดรอ้ นข้ึน เพ่ือใหอ้ ิเล็กตรอนว่ิงไปมา ระหวา่ งอิเล็กโทรดหวั ทา้ ย ทาใหส้ ารท่ีเคลือบหลอดไวเ้ กิดการเรืองแสง หลอดแบบน้ีมี อายุการทางานนานกวา่ หลอดธรรมดา

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเครื่องใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 2) หลอดเรืองแสง หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ ชนิดของหลอดเรืองแสง แบง่ ได้ 6 ชนิด 2.2) Trigger Staring Lamp (TSL) เป็นหลอดฟลูออเรสเซนตก์ ลม (CirLine Lamp) เป็นหลอดท่ีไมม่ ีสตารต์ เตอร์ ทาหนา้ ท่ีจุดไสห้ ลอด ใหร้ อ้ น แตอ่ าศยั บลั ลาสตใ์ นการเหน่ียวนากระแสไฟฟ้าใหส้ ูงข้ึนเพ่ือ ใหเ้ กิดแสงสวา่ ง เป็นหลอดท่ีใชก้ าลงั ไฟฟ้าเพียง 15-20 วตั ต์ เทา่ น้ัน

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 2) หลอดเรืองแสง หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ ชนิดของหลอดเรืองแสง แบง่ ได้ 6 ชนิด 2.3) Rapid Staring Lamp (RSL) เป็นหลอดท่ีมีลกั ษณะคลา้ ย TSL แตม่ ีคุณภาพดีกวา่ ไมม่ ี สตารต์ เตอร์ทาหนา้ ท่ีจุดไสห้ ลอดใหร้ อ้ น แตอ่ าศยั บลั ลาสตใ์ นการเหน่ียวนาใหเ้ กิดกระแสไฟฟ้าข้ึน และเพ่ิมอปุ กรณพ์ ิเศษ คือ Heating Coil อยูใ่ นตวั เพ่ือเพ่ิมกระแสไฟฟ้าในการเร่ิมทางานในคร้ังแรก

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 2) หลอดเรืองแสง หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ ชนิดของหลอดเรืองแสง แบง่ ได้ 6 ชนิด 2.4) Instant Staring Lamp (ISL) เป็นหลอดท่ีไมม่ ีสตารต์ เตอร์ในการจุดไสห้ ลอด แตม่ ีบลั ลาสตท์ ่ีมีขดลวดสองชุดเหน่ียวนา ทาใหเ้ กิดกระแสไฟฟ้าข้ึนเม่ือไสห้ ลอดรอ้ น อิเล็กตรอน ก็จะว่ิงไปยงั ขวั้ อกี ดา้ นหน่ึงโดยอาศยั กา๊ ซเฉ่ือยเป็นตวั นา จากนั้นหลอดจะติดสวา่ งโดย สารเรืองแสงท่ีฉาบอยูบ่ นผิวหลอด

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 2) หลอดเรืองแสง หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ ชนิดของหลอดเรืองแสง แบง่ ได้ 6 ชนิด 2.5) Slimline Lamp (SL) เป็นหลอดท่ีรวมขอ้ ดีของหลอด ISL และ PL มารวมกนั เพ่ือใหเ้ กิด ความสะดวกสบายในการใชง้ านเพ่ิมข้ึน โดยการทาหลอดแกว้ ใหย้ าวบางขนาดเล็ก มีลกั ษณะเป็น รูปตวั U โดยจะบรรจุอยูใ่ นภายในหลอดแกว้ อีกชน้ั หน่ึง ภายในประกอบดว้ ยบลั ลาสต์ และ สตาร์ตเตอร์ หลอดแบบน้ีใหแ้ สงสวา่ งสูงกวา่ หลอดไสท้ ่ีมีขนาดวตั ตเ์ ทา่ กนั เหมาะสาหรับงาน ประดบั ตกแตง่ หรือโชวส์ ินคา้

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเครื่องใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 2) หลอดเรืองแสง หรือ หลอดฟลูออเรสเซนต์ ชนิดของหลอดเรืองแสง แบง่ ได้ 6 ชนิด 2.6) Compact Fluorescent Lamp (CFL) เป็นหลอดฟลูออเรสเซ็นตท์ ่ีมีรูปทรงแบบ ตวั U ใชบ้ ลั ลาสตใ์ นการจุดไสห้ ลอดใหร้ อ้ น แตไ่ มม่ ีสตารต์ เตอร์ นิยมนามาใชป้ ระดบั ตูโ้ ชวส์ ินค้ า้ โคมไฟฝงั เพดาน โคมไฟก่ิงในซอย

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 3) หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ Compact Fluorescent Lamp (CFL) เป็นหลอดฟลูออเรสเซ็นตท์ ่ีมีรูปทรงแบบ ตวั U ใชบ้ ลั ลาสตใ์ นการจุดไสห้ ลอดใหร้ อ้ น แตไ่ มม่ ีสตาร์ตเตอร์ นิยมนามาใชป้ ระดบั ตูโ้ ชวส์ ินค้ า้ โคมไฟฝงั เพดาน โคมไฟก่ิงในซอย

3. ส่วนประกอบและการดแู ลรกั ษาเครื่องใชไ้ ฟฟ้าภายในบา้ น 3.1 หลอดไฟฟ้า 4) หลอดไดโอดเปลง่ แสง (LED) เป็นผลผลิตจากการพฒั นาเทคโนโลยีเซมิคอนดกั เตอร์ เพ่ือใชไ้ ฟฟ้าขนาดเล็ก โดยทว่ั ไป มี 2 ชนิด คือ 1) หลอด LED ท่ีใหช้ ว่ งแสงท่ีตามองเห็นได้ 2) หลอด LED ท่ีใหช้ ว่ งแสงท่ีตาไมส่ ามารถเห็น หลอดชนิดน้ีไมม่ ีการปลอ่ ยรงั สียูวีหรือกา๊ ซอนั ตรายตอ่ มนุษย์ ใหแ้ สงท่ีสบายตากวา่ หลอดไฟฟ้าชนิดอ่ืน ทนทานตอ่ สภาวะอากาศ การสน่ั สะเทือน และมีอายุการใชง้ านประมาณ 50,000 – 100,000 ชว่ั โมง ท่ีสาคญั ชว่ ยประหยดั พลงั งานไฟฟ้าไดถ้ ึง 70% เม่ือเทียบกบั หลอดไสแ้ บบเดิม

จบหน่วย....