วงจรไฟฟ้าเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน

วงจรไฟฟ้าเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าใน บา้ นและการใชไ้ ฟฟ้าอยา่ ง ปลอดภัย เรียบเรยี งโดย นาย สายธาร อม่ิ ทอง สาขาวชิ าไฟฟ้ากาลัง วิทยาลยั เทคนิคสโุ ขทยั

วงจรไฟฟ้าเครื่องใชไ้ ฟฟ้าในบา้ นและการใชไ้ ฟฟ้าอยา่ งปลอดภยั การจา่ ยไฟฟ้าเขา้ บ้านจะต้องใช้สายไฟ 2 สาย คือ สายหน่ึงมีศกั ย์ไฟฟา้ เป็นศนู ยเ์ ม่ือเทยี บกับพน้ื ดนิ เรยี กวา่ สายกลาง หรือ สาย N ส่วนอกี สายหนึ่งมีศักย์ไฟฟา้ ไม่เป็นศูนย์ เมื่อเทียบกับพืน้ ดนิเรยี กว่า สายมีศกั ย์ หรือ สาย L สายสง่ ไฟฟา้ เข้าบ้าน และ ไขควงไฟฟ้า สายสง่ ไฟฟ้านกี้ ่อนจะเขา้ บา้ นต้องผ่านมาตรกิโลวตั ตช์ ัว่ โมง แต่เมือ่ เข้าบา้ นแลว้ จะตอ้ งต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าอะไรบ้านและอยา่ งไร เพื่อใหว้ งจรไฟฟ้าในบา้ นมีความถูกตอ้ งและปลอดภัยวงจรไฟฟ้าในบา้ น แผงควบคมุ ไฟฟา้ โดยปกติสาย L และสาย N ท่ตี ่อเขา้ บ้านจะต่อกบั แผงควบคมุ ไฟฟ้าซงึ่ เป็นที่ควบคุมการจา่ ยพลงั งานไฟฟา้ ทง้ั หมดในบา้ น จากนัน้ จึงมสี ายไฟไปตามสว่ นตา่ งๆ ของบา้ นอยา่ งมรี ะบบ แผงควบคุมไฟฟา้ ท่ตี ิดตั้งภายในบา้ นควรอยใู่ นบรเิ วณท่ีมองเหน็ ได้ง่าย และอย่สู งู จากพน้ื พอประมาณ และโดยปกตินั้นแผงควบคุมไฟฟ้ามักประกอบด้วยฟวิ สร์ วม สะพานไฟรวม และสะพานไฟย่อยดว้ ย ตามลาดับ

การทีแ่ ผงควบคุมไฟฟา้ มสี ะพานไฟย่อยไว้เพอ่ื แยกและควบคมุ การส่งพลังงานไฟฟา้ ไปยงั วงจรไฟฟ้ายอ่ ยตามสว่ นต่างๆ ของบ้าน เชน่ วงจรชนั้ ลา่ ง วงจรชัน้ บนหรอื วงจรในครัว เป็นต้น แต่บางบ้านอาจมแี ยกการควบคุมตามชนดิ ของเคร่ืองใช้ไฟฟ้า เช่น วงจรหลอดไฟ และวงจรเครอ่ื งใช้ไฟฟา้ ทีต่ อ้ งการกระแสไฟฟ้าสูงเปน็ ตน้ ทั้งน้ี กเ็ พื่อให้การใชไ้ ฟฟ้าแตล่ ะสว่ นหรอื ทุกวงจรไฟฟ้าย่อยในบ้านเปน็ อสิ ระต่อกนั เม่ือต้องการซอ่ มอุปกรณ์หรือเครือ่ งใชไ้ ฟฟา้ สามารถตัดวงจรไฟฟ้าในบ้านทง้ั หมดหรือบางสว่ น โดยการยกสะพานไฟรวมหรือสะพานไฟยอ่ ย อุปกรณ์ท่ีติดต้งั ไว้บนแผงควบคุมไฟฟ้ามีรายละเอียดที่สาคัญอะไรไว้บา้ ง จะได้ศกึ ษาต่อไปนี้สะพานไฟ หรือเรยี กกันทว่ั ไป คทั เอาท์ (cut-out) เปน็ อุปกรณท์ ใ่ี ชต้ ัดหรอื ต่อวงจรไฟฟ้าสายไฟท้ัง 2 เสน้แสดงลกั ษณะของสะพานไฟ ตวั อย่างวงจรไฟฟา้ ภายในบา้ น สะพานไฟตัวหนง่ึ ตามปกตจิ ะมีเลขบอกค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดและความต่างศักย์สงู สดุ ถา้กระแสไฟฟา้ ผา่ นมากกว่าคา่ ท่ีกาหนดไว้ สะพานไฟจะร้อนจนไหมไ้ ด้ หรือถา้ ใช้สะพานไฟกับความตา่ งศกั ยท์ ส่ี ูงกว่าคา่ ท่ีกาหนดไว้ก็จะทาให้กระแสไฟฟา้ ร่วั ระหว่างข้ัวของสะพานไฟได้ เพื่อป้องกนั อนั ตรายดังกลา่ ว รวมท้งั ป้องกนั ไม่ให้กระแสไฟฟา้ ในวงจรไฟฟ้าในบ้านสงู มากเกินไป จงึ มีการติดฟวิ ส์ไว้ท่สี ะพานและท่ีแผงควบคมุฟิวส์ เป็นอุปกรณ์ทีใ่ ชต้ ดั วงจรไฟฟ้า เม่ือมีกระแสไฟฟา้ ผา่ นวงจรมากเกนิ ไป เชน่ กรณกี ารเกดิ วงจรลดัหรือการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ส้ินเปลืองพลงั งานไฟฟ้ามากเกินไป ตามปกติเมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านฟิวส์ ฟิวสจ์ ะร้อน แตก่ ย็ งั ไม่มากพอท่ีจะทาให้ฟวิ สห์ ลอมละลาย ถ้ากระแสไฟฟา้ ผา่ นมากเกนิ ปกติ ฟิวส์จะหลอมละลายจนขาดจากกนั ทาให้เกดิ การตัดวงจรไฟฟา้ โดยอัตโนมตั ิ ดังน้ัน ฟวิ ส์จงึ ชว่ ยตัดวงจรไฟฟา้ ก่อนทจี่ ะ

เป็นอนั ตรายจากการที่กระแสไฟฟ้าผ่านมากเกินปกติ จึงกาหนดขนาดของฟวิ สโ์ ดยเปน็ คา่ ของกระแสไฟฟ้าสงู สดุ ท่ีสามารถผ่านฟวิ สไ์ ดโ้ ดยฟิวสไ์ ม่ขาด ภาพสะพานไฟ และ ฟิวส์แบบตา่ งๆ ตวั อยา่ งท่ี 6 บ้านหลงั หน่ึงใช้ไฟฟา้ ซึง่ มคี วามต่างศักย์ 220 โวลต์ ถา้ ใชเ้ คร่อื งใช้ไฟฟา้ ดังต่อไปน้ีหม้อหงุ ข้าว 600 วตั ต์ เตารีด 750 วัตต์ ตู้เย็น 100 วัตต์ โทรทัศน์ 150 วตั ต์ หลอดไฟฟ้า 60 วตั ต์ 2 ดวงและหลอดฟลอู อเรสเซนซ์ 20 วตั ต์ 5 ดวง ควรใช้ฟิวส์ขนาดเทา่ ใด ในกรณมี ีเคร่ืองใช้ไฟฟา้ มีตัวประกอบกาลงั ไม่ถึง 1 กระแสไฟฟ้าทใ่ี ช้จริงจะมีค่ามากกว่าที่คานวณได้ น่ันคอื จะต้องใช้ฟวิ ส์ให้เกินค่าที่คานวณได้ และควรเกินใหม้ ากพอท่จี ะไม่ทาใหฟ้ วิ ส์ขาดเวลาใช้งานตามปกตินอกจากการใช้ฟวิ ส์ติดไว้ทีแ่ ผงควบคมุ ไฟฟา้ แลว้ เรายังนยิ มใชฟ้ วิ ส์ตดิ ไวใ้ นวงจรภายในเครอื่ งใช้ไฟฟ้าบางชนิด เช่น โทรทัศน์ และเคร่ืองบนั ทกึ เสยี งด้วย ฟิวสท์ ่ตี ิดอยู่กับเครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดจะตดั วงจรไฟฟ้าในเครอ่ื งใช้น้ันๆ ทันทเี มื่อกระแสไฟฟา้ สูงมากกวา่ ปกติ เช่น กรณเี กดิ วงจรลดั ภายใน การตดั ฟิวสจ์ งึ เปน็การปอ้ งกันไมใ่ ห้เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่าน้นั เสยี หาย

สวิตช์อตั โนมัติเชงิ ความรอ้ น ฟิวสใ์ นรูปแบบท่ีกลา่ วมาแลว้ เวลาขาดต้องมีการเปล่ียนใหม่ทุกครง้ั จงึ ไมส่ ะดวก ดังนน้ั จึงมีการออกแบบสวติ ช์ อตั โนมตั ขิ ึน้ ใช้แทน และจะตัดวงจรทนั ทีท่ีกระแสไฟฟา้ ผา่ นเกินขนาดท่ีกาหนด โดยท่ไี ม่มีสว่ นอ่นื ใดของสวิตชห์ ลอมละลายขาดไปเหมือนฟิวส์ สวติ ชอ์ ตั โนมัตเิ ชงิ ความร้อนที่เปน็ ทน่ี ิยมใช้กนั มากตามบ้านเรอื นทว่ั ไปนั้นใช้ หลกั การของแผ่นโลหะคู่ ซง่ึ จะไดศ้ ึกษาต่อไป สวิตช์อัตโนมัตแิ บบหนึง่ แผน่ โลหะคูเ่ มอ่ื โดนความรอ้ นเม่ือแผน่ โลหะคนู่ ี้ไดร้ บั ความร้อน โลหะแต่ละชนิดจะขยายตวั ได้กไ็ ม่เท่ากนั ดังน้นั แผน่ โลหะคจู่ ึงงอโคง้ ไปทางด้านแผ่นโลหะท่ีขยายตัวน้อยกวา่ ถ้าเราใช้แผ่นโลหะคู่เป็นสว่ นหนง่ึ ของวงจรไฟฟ้ากระแสไฟฟา้ ทีผ่ ่านจะทาให้แผน่ โลหะคู่ร้อนจนงอโค้ง ดังน้นั เราจึงใช้การงอโค้งของแผ่นโลหะคหู่ น่ึงในวงจรไฟฟา้ ได้ปัจจุบนั บางบ้านนอกจากจะนิยมใชส้ วติ ชอ์ ัตโนมัติแทนฟิวส์และสะพานไฟบนแผงควบคุมไฟฟ้า แล้วและยังนิยมใช้เป็นสวิตช์ปดิ -เปดิ และเป็นฟิวส์ของเครื่องใช้ไฟฟ้าทมี่ มี อเตอร์เป็นประกอบ เช่น กรณี

เคร่อื งปรับอากาศ เพราะนอกจากใช้ปิดเปดิ วงจรได้เชน่ เดียวกับสวิตชท์ ั่วไปแล้ว ยงั มีความไวในการตัดวงจรสงู กวา่ ฟวิ ส์ดว้ ยอปุ กรณไ์ ฟฟา้ และเครื่องใชไ้ ฟฟ้าในบ้าน เครือ่ งใช้ไฟฟา้ ท่ีใช้ในบา้ น ได้แก่ หลอดไฟฟา้ เตารดี ไฟฟา้ พดั ลม และหม้อหุงข้าวไฟฟ้า เปน็ ตน้มักมตี วั เลขบอกปริมาณอะไรบ้าง และปรมิ าณท่ีบอกไว้บนเครื่องใช้ไฟฟา้ เหมือนกับปริมาณทบี่ อกไวบ้ นอปุ กรณ์ไฟฟา้ เช่น เต้ารับ เต้าเสยี บ และสายไฟหรือไม่เคร่อื งใช้ไฟฟ้าทุกชนดิ ที่ผลติ ถูกตอ้ งและตรงตามมาตรฐานสนิ คา้ จะมีตวั เลขบอกความตา่ งศกั ยแ์ ละกาลังไฟฟ้ารวมทงั้ รายละเอยี ดๆ ที่จาเป็นปรากฏไว้ ดังนนั้ เมื่อนาเคร่อื งใช้ไฟฟ้ามาใชจ้ ะต้องใชก้ บั ความต่างศักย์ท่ตี รงกับคา่ ท่ีกาหนดไว้ ผใู้ ชจ้ งึ จะได้พลังงานอยา่ งเต็มที่และไม่ทาให้เกดิ ความเสียหายแก่เครื่องใช้ไฟฟ้านนั้ สาหรับอปุ กรณ์ไฟฟ้ากเ็ ช่นเดียวกัน อุปกรณ์ทีต่ รงตามมาตรฐานสินค้าจะมตี วั เลข บอกกระแสไฟฟ้าและความตา่ งศักยไ์ ว้ ซึง่ เปน็ กระแสไฟฟ้าสงู สุดและความต่างศักยส์ ูงสดุ ท่ีไมท่ าใหเ้ กิดความเสียหายแกอ่ ปุ กรณ์ไฟฟา้ นนั้ ตวั เลขบอกกระแสไฟฟา้ และความต่างศักยบ์ นอุปกรณ์ไฟฟ้า เราทราบแล้วว่า เครอ่ื งใช้ไฟฟ้าที่ใช้ในบ้านมีการต่อแบบขนาน ดังแสดงในรูป ในการต่อเคร่ืองใช้ไฟฟ้าหลายชนดิ แบบอนกุ รมในวงจรถา้ เครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้าชนดิ หน่ึงขัดข้อง หรือเวลาไม่ต้องการใช้เคร่ืองใช้ไฟฟา้ ชนดิ นนั้ อีก จะมีผลกระทบต่อเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดอ่นื ทาให้ไม่ทางานตอ่ ไปอกี ดว้ ย การต่อเคร่ืองใช้ไฟฟ้าแบบขนานในวงจรสามารถชว่ ยแก้ปัญหาดงั กลา่ วนไี้ ด้ อาจแบง่เครือ่ งใช้ไฟฟา้ โดยถือพลงั งานทีไ่ ด้รบั จากเครื่องใชไ้ ฟฟ้านั้นเป็นเกณฑ์ ได้ 3 ประเภท คือ เครอ่ื งใชไ้ ฟฟ้าที่ให้พลงั งานแสงสว่าง เคร่ืองใช้ไฟฟ้าทใ่ี ห้พลงั งานความร้อน และเคร่ืองใช้ไฟฟา้ ท่ใี ห้พลงั งานกล ดังจะได้ศกึ ษาตอ่ ไป

เคร่ืองใช้ไฟฟา้ ท่ีใหพ้ ลังงานแสงสวา่ ง ได้แก่ หลอดไฟและหลอดฟลูออเรสเซนซ์ เป็นตน้ หลอดไฟธรรมดาทาด้วยหลอดแก้ว และมไี ส้หลอดทท่ี าด้วยลวดโลหะท่ีมจี ดุ หลอมเหลวสงู เช่น ทงั สเตน ภายในหลอดแกว้ เกือบเปน็ สญุ ญากาศกระแสไฟฟา้ ท่ีผา่ นไส้หลอดจะทาให้ไส้หลอดจะรอ้ นและเปล่งแสงสวา่ งออกมา เครอ่ื งใช้ไฟฟา้ ท่ีใหพ้ ลงั งานความร้อน ได้แก่ เตารีด หม้อหุงขา้ ว และเตาไฟฟ้า เป็นตน้ อุปกรณ์ท่ีสาคัญของเครื่องใชไ้ ฟฟา้ ประเภทน้ีคือ ลวดใหค้ วามร้อน และเครื่องควบคุมอุณหภมู ิดังตัวอยา่ งลวดให้ความรอ้ นตามปกติก็จะทาดว้ ยตัวนา เชน่ นิโครม เป็นโลหะผสมระหวา่ งนิกเกลิ กับโครเมียม เมื่อกระแสไฟฟ้าผา่ นลวดๆ จะร้อน นค่ี ือการเปลีย่ นพลังงานไฟฟา้ เป็นพลงั งานความร้อน และเพ่ือไมใ่ ห้พลงั งานความร้อนท่ีเกิดมีค่าขึ้นสงู เกินไป จงึ ต้องมีอปุ กรณค์ วบคุมอุณหภูมิ โดยให้มีการตัดวงจรไฟฟ้าเม่ืออุณหภูมิของเครื่องใช้ไฟฟา้ สงู ตามทตี่ ้องการแลว้ เครอ่ื งควบคุมอุณหภมู แิ บบง่ายทท่ี างานโดยอาศยัหลกั การของแผน่ โลหะคู่ทไี่ ด้ศกึ ษามาแลว้ ลวดให้ความรอ้ นและเครื่องควบคุมอณุ หภูมขิ องเตารดี ไฟฟ้า เครื่องใช้ไฟฟา้ ที่ให้พลังงานกล ไดแ้ ก่ พัดลม สวา่ นไฟฟ้าหรอื เคร่ืองปั่นผลไม้ มีองคป์ ระกอบท่ีสาคัญ ได้แก่ มอเตอร์และเครื่องควบคุมอัตราเรว็ ในการหมุน การควบคมุ อัตราเร็วของมอเตอร์อาจทาได้โดยการเปลยี่ นแปลงกระแสไฟฟา้ หรือความต่างศักย์ แตก่ ารเปลี่ยนแปลงนจ้ี ะต้องไมท่ าให้กระแสไฟฟา้หรือความตา่ งศกั ย์ลดต่าจนไม่สามารถทาให้มอเตอรห์ มุนได้ถา้ ความต่างศักย์ลดลงต่ากวา่ ปกติหรือท่ีเรียกวา่ ไฟตก ไม่ควรใชเ้ ครอ่ื งใช้ไฟฟ้าประเภทท่ีมีมอเตอร์ไฟฟ้าเปน็ สว่ นประกอบเพราะจะทาให้มอเตอรไ์ หมไ้ ด้

การใช้ไฟฟ้าอยา่ งปลอดภยั ไฟฟ้าเปน็ พลงั งานทส่ี ามารถส่งตามสายไฟไปยังทตี่ ่างๆ ได้อยา่ งรวดเรว็ และสามารถเปลี่ยนไปพลังงานรปู อน่ื ได้ ดว้ ยเหตุนี้จึงมีการใช้ไฟฟ้ากนั แพร่หลาย แต่ถา้ ใช้ไฟฟ้าโดยปราศจากความระมัดระวังหรือไม่ถกู วิธีก็อาจเกิดอันตราย เชน่ ไฟฟ้าดดู หรือไฟฟา้ ลดั วงจรได้ ซ่ึงเหตุการณ์เหลา่ นอ้ี าจทาให้เกิดความเสียหายได้ อนั ตรายเหล่านมี้ ีสาเหตุจากอะไรและจะหาทางปอ้ งกันได้อย่างไร พัดลมและเครอื่ งควบคุมอตั ราเรว็ ทราบแล้วว่า อุปกรณ์ไฟฟา้ ในวงจรไฟฟ้าในบา้ น เช่น สวติ ช์ เต้ารับ เต้าเสียบ และสายไฟมีขดี จากดั ในการใชง้ าน คอื ยอมใหก้ ระแสไฟฟา้ ผ่านได้มากท่ีสุดค่าหนึง่ ดังนน้ั ถา้ มีการใชเ้ ครื่องใช้ไฟฟ้าหลายเคร่ืองพรอ้ มกนั จะทาใหม้ กี ระแสไฟฟา้ ในวงจรมากเกินปกติ โดยเฉพาะสายไฟ ฉนวนท่ีหุ้มอาจหลอมละลายทาใหต้ ัดนาของสายไฟท้ังสองสายแตะกนั กระแสไฟฟ้าปริมาณมากจึงผา่ นบรเิ วณที่สัมผสั กนัเรยี กเหตกุ ารณ์น้ีวา่ การลดั วงจร หรอื ทที่ ่ัวไปเรียกวา่ ไฟช็อต ถา้ วงจรไม่ถูกตดั สายไฟก็อาจลุกไหม้ได้และอาจทาใหเ้ กิดอัคคภี ัยได้ โดยเฉพาะอย่างยง่ิ ถ้าเตา้ รบั และเตา้ เสียบสวมกันไม่แนน่ พอดี หรือจุดต้อในวงจรไฟฟ้าไม่แน่นก็อาจทาให้เกิดประกายไฟฟา้ และน่ีกเ็ ป็นสาเหตุของอัคคภี ัยได้เชน่ กัน หรือถ้าอยู่ในบริเวณท่มี ีสารไวไฟหรือก๊าซ ผู้ใช้ไฟฟ้าจะต้องหมนั่ ตรวจดูและรักษาอปุ กรณ์ไฟฟา้ ตา่ งๆ ให้อยใู่ นสภาพใช้งานได้ดีตลอดเวลา เม่ือพบวา่ อปุ กรณ์อปุ กรณใ์ ดชารดุ หรือเส่อื มคุณภาพก็ควรเปลี่ยนใหมท่ นั ทีดงั กล่าวแล้ว การตดิ ต้ังฟวิ ส์หรือสะพานไฟทเ่ี หมาะสม จะสามารถป้องกันอันตรายจากการลัดวงจรและการใช้กระแสไฟฟา้ เกนิ กาหนดไดเ้ ปน็ อย่างดี อันตรายจากไฟฟา้ ทีผ่ ู้ใชไ้ ฟฟ้าอาจพบไดเ้ สมออีกประการกค็ ือ การถูกไฟฟ้าดดู ซงึ่ มักเกิดในกรณีที่ฉนวนหมุ้ สายไฟของเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าฉกี ขาด จนตัวนาแตะโครงโลหะของเครื่องใชไ้ ฟฟ้าทาใหโ้ ครงโลหะน้นั มีศกั ย์ไฟฟา้ สูงเมื่อไฟฟา้ สงู เม่ือเทยี บกับพืน้ ดิน กรณนี เ้ี รียกว่า ไฟฟา้ รั่วทเ่ี คร่ืองใชไ้ ฟฟา้ ถ้าส่วนใดองร่างกายไปแตะโครงโลหะจะมีกระแสไฟฟ้าผ่านเข้าสู่ร่างกายแล้วต่อสดู่ ินได้ กรณีเชน่ นี้เรยี กว่า ไฟฟ้าดดู ซึง่ อาจทาใหเ้ กดิ อันตรายต่อระบบตา่ งๆ ของรา่ งกายทง้ั น้ีขึ้นกับปริมาณและบรเิ วณทีก่ ระแสไฟฟ้าผ่านรา่ งกาย

ไฟฟ้ารัว่ และไฟฟ้าดดูในการปอ้ งกันไฟฟา้ ดดู อาจทาได้โดยการต่อสายดนิ กับเครื่องใช้ไฟฟ้า คือ ใชป้ ลายขา้ งหนึ่งของสายไฟต่อเขา้ กบั โครงโลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้า สว่ นอีกปลายหน่งึ ต่อกับแท่งโลหะที่ไม่เป็นสนิมแล้ว นาไปฝังดนิ ในบรเิ วณท่ชี ื้น สายไฟที่ตอ่ ระหวา่ งเคร่ืองใช้ไฟฟา้ และพื้นดนิ เรยี กว่า สายดนิ หรือ E เมอื่ ร่างกายแตะเคร่ืองใช้ไฟฟา้ ท่ีมีสายดนิ และมีไฟฟา้ ร่วั กระแสไฟฟ้าจะผา่ นสายดนิ ลงพน้ื ดินโดยไม่ผา่ นรา่ งกาย ดังนนั้สายดินจงึ ช่วยป้องกนั ไมใ่ หร้ ่างกายถูกไฟฟ้าดูดแหล่งอา้ งองิวงจรไฟฟ้าเครื่องใชไ้ ฟฟ้าในบ้านและการใชไ้ ฟฟา้ อย่างปลอดภัย .[ออนไลน]์ . เขา้ ถงึ ได้จาก : https://physicspigpig.wordpress.com/ (วนั ท่ีคน้ ขอ้ มูล : 20 กรกฎาคม 2560)