อุปกรณ์ไฟฟ้า
เรื่องที่ 1 อุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ในวงจรไฟฟ้ามีหลายชนิด แต่ละชนิดมีหน้าที่และความส าคัญที่ แตกต่างกันออกไป
1. ฟิวส์(Fuse)
ฟิวส์เป็นอุปกรณ์ป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลเกินจนเกิดอันตรายต่อเครื่องใช้ไฟฟ้า ถ้ามีกระแสไฟฟ้าไหลเกิน ฟิวส์จะหลอมละลายจนขาดท าให้ตัดวงจรไฟฟ้าในครัวเรือนโดยอัตโนมัติฟิวส์ท าด้วยโลหะผสมระหว่างตะกั่วกับดีบุก มีจุดหลอมเหลวต่ าและมีรูปร่างแตกต่างกันไปตามวัตถุประสงค์ของการใช้งาน ดังนี้
1.1ฟิวส์เส้นมีลักษณะเป็นเส้นลวดนิยมใช้กับสะพานไฟในอาคารบ้านเรือน
1.2 ฟิวส์แผ่นหรือฟิวส์ก้ามปูมีลักษณะเป็นแผ่นโลหะผสมที่ปลายทั้งสองข้างมีขอเกี่ยวท าด้วยทองแดงนิยมใช้กับอาคารขนาดใหญ่ เช่น โรงเรียน โรงงานต่าง ๆ เป็นต้น
1.3 ฟิวส์กระเบื้องมีลักษณะเป็นเส้นฟิวส์อยู่ภายในกระปุกกระเบื้องที่เป็นฉนวนนิยมติดตั้งไว้ที่แผงควบคุมไฟฟ้าของอาคารบ้านเรือน
1.4 ฟิวส์หลอดเป็นฟิวส์ขนาดเล็ก ๆ บรรจุอยู่ในหลอดแก้วเล็กนิยมใช้มากในเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น วิทยุ โทรทัศน์ ปลั๊กพ่วงเต้ารับไฟฟ้า เป็นต้น
ขนาดและการเลือกใช้ฟิวส์
1) ขนาดของฟิวส์ถูกก าหนดให้เป็นค่าของกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ไหลผ่านได้โดยฟิวส์ไม่ขาด มีขนาดต่าง ๆ กันเช่น 5, 10, 15 และ 30 แอมแปร์เช่น ฟิวส์ขนาด 15 แอมแปร์ คือ ฟิวส์ที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ไม่เกิน 15 แอมแปร์ถ้าเกินกว่านี้ฟิวส์จะขาด เป็นต้น
2) การเลือกใช้ฟิวส์ ควรเลือกขนาดของฟิวส์ให้พอเหมาะกับปริมาณกระแสไฟฟ้า ที่ใช้ในครัวเรือนซึ่งเราสามารถค านวณหาขนาดของฟิวส์ให้เหมาะสมกับปริมาณกระแสไฟฟ้าจากความสัมพันธ์ต่อไปนี
2. อุปกรณ์ตัดตอน หรือ เบรกเกอร์ (Breaker) เบรกเกอร์คือ อุปกรณ์ตัดต่อวงจรโดยอัตโนมัติเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเกินไปปุ่ม หรือคันโยกที่เบรกเกอร์จะดีดมาอยู่ในต าแหน่งที่เป็นการตัดวงจรอย่างอัตโนมัติ โดยอาศัยหลักการ ท างานของแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ใช่การหลอมละลายเหมือนฟิวส์จึงไม่จ าเป็นต้องเปลี่ยนฟิวส์ เบรกเกอร์ มีจ าหน่ายตามท้องตลาดหลายแบบหลายขนาด ดังภาพ
3. สวิตช์(Switch)
สวิตช์ เป็นอุปกรณ์ปิดหรือเปิดวงจรไฟฟ้า เพื่อควบคุมการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้า แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ประกอบด้วย
3.1 สวิตช์ทางเดียว สามารถโยกปิดหรือเปิดวงจรไฟฟ้าได้เพียงทางเดียว เช่น วงจรของหลอดไฟฟ้าหลอดใดหลอดหนึ่ง เป็นต้น
3.2 สวิตช์สองทาง เป็นการติดตั้งสวิตช์ 2 จุด เพื่อให้สามารถปิดหรือเปิดวงจรไฟฟ้าได้สองจุด เช่น สวิตช์ไฟที่บันไดที่สามารถเปิด - ปิดได้ทั้งอยู่ชั้นบนและชั้นล่างท าให้สะดวกในการใช้งาน
ข้อควรรู้เกี่ยวกับสวิตช์
1) ไม่ควรใช้สวิตช์อันเดียวควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าหลายชิ้นให้ท างานพร้อมกันเพราะกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสวิตช์มากเกินไปจะท าให้จุดสัมผัสเกิดความร้อนสูงอาจท าให้สวิตช์ไหม้ และเป็นอันตรายได้
2) ไม่ควรใช้สวิตช์ธรรมดาควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านสูง เช่น มอเตอร์เครื่องปรับอากาศ เป็นต้น ควรใช้เบรกเกอร์แทน เนื่องจากสามารถทนกระแสไฟฟ้าที่ไหล ผ่านได้สูงกว่า
4. สะพานไฟ (Cut-Out) สะพานไฟเป็นอุปกรณ์ส าหรับตัดต่อวงจรไฟฟ้าทั้งหมดภายในครัวเรือนประกอบด้วย ฐานและคันโยกที่มีลักษณะเป็นขาโลหะ 2 ขา ซึ่งมีที่จับเป็นฉนวนเมื่อสับคันโยกขึ้นกระแสไฟฟ้าจะ ไหลเข้าสู่วงจรไฟฟ้าในครัวเรือนและเมื่อสับคันโยกลงกระแสไฟฟ้าจะหยุดไหล ซึ่งเป็นการตัดวงจร
ข้อควรรู้เกี่ยวกับสะพานไฟ
1) สะพานไฟช่วยให้เกิดความสะดวกและปลอดภัยในการซ่อมแซมหรือติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า 2) ถ้าต้องการให้วงจรเปิด (ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน) ให้สับคันโยกลงแต่ถ้าต้องการให้วงจรปิด (มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน) ให้สับคันโยกขึ้น 3) ในการสับคันโยกจะต้องให้แนบสนิทกับที่รองรับ
6. เต้ารับ (Socket) และเต้าเสียบ (Plug)
เต้ารับและเต้าเสียบ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อวงจรไฟฟ้า ท าให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าสู่อุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้า
1) เต้ารับหรือปลั๊กตัวเมีย คือ อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้าในครัวเรือน เช่น เต้ารับที่ติดตั้งบนผนังบ้านหรืออาคาร เป็นต้น เพื่อรองรับการต่อกับเต้าเสียบของเครื่องใช้ไฟฟ้า 2) เต้าเสียบหรือปลั๊กตัวผู้คือ อุปกรณ์ส่วนที่ติดอยู่กับปลายสายไฟของเครื่องใช้ไฟฟ้าเต้าเสียบที่ใช้กันอยู่มี 2 แบบ คือ
(1) เต้าเสียบ 2 ขา ใช้กับเต้ารับที่มี 2 ช่อง
(2) เต้าเสียบ 3 ขา ใช้กับเต้ารับที่มี 3 ช่อง โดยขากลางจะต่อกับสายดิน
ข้อควรรู้เกี่ยวกับเต้ารับและเต้าเสียบ
1) การใช้งานควรเสียบเต้าเสียบให้แน่นสนิทกับเต้ารับและไม่ใช้เต้าเสียบหลายอันกับเต้ารับอันเดียว เพราะเต้ารับอาจร้อนจนลุกไหม้ได้
2) เมื่อจะถอดปลั๊กออกควรจับที่เต้าเสียบ ไม่ควรดึงที่สายไฟเพราะจะท าให้สายหลุดและเกิดไฟฟ้าลัดวงจรได้
7. สายไฟ (Cable) สายไฟเป็นอุปกรณ์ส าหรับส่งพลังงานไฟฟ้าจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง โดย กระแสไฟฟ้าจะน าพลังงานไฟฟ้าผ่านไปตามสายไฟจนถึงเครื่องใช้ไฟฟ้า สายไฟท าด้วยสารที่มี คุณสมบัติเป็นตัวน าไฟฟ้า (ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ดี) เช่น ทองแดง เป็นต้น โดยจะถูกหุ้ม ด้วยฉนวนไฟฟ้าเพื่อความปลอดภัยของผู้ใช้ไฟฟ้า สายไฟที่ใช้กันตามบ้านเรือนมีดังภาพ
การเลือกขนาดของสายไฟ ในการเลือกขนาดสายไฟให้มีความเหมาะสมกับการใช้งานนั้น จะดูที่พิกัดการทน กระแสไฟฟ้าของสายไฟเป็นส าคัญ โดยดูได้จากตารางเปรียบเทียบ
ตัวอย่าง สายไฟชนิด VAF ขนาด 2.5 ตารางมิลลิเมตร จะมีพิกัดการทนกระแสไฟฟ้าได้ 21 แอมป์หรือ สายไฟขนาด 25 ตารางมิลลิเมตร จะมีพิกัดการทนกระแสไฟฟ้าได้ 91 แอมป์จะเห็นได้ว่า ขนาดของสายไฟยิ่งมากเท่าไร อัตราพิกัดการทนกระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นจึงต้องเลือกใช้ขนาดของสายไฟให้เหมาะสมกับขนาดการใช้ไฟฟ้าของอุปกรณ์ 86
ขั้นตอนง่าย ๆ ในการหาขนาดของสายไฟให้มีความเหมาะสมกับอุปกรณ์ไฟฟ้ามีดังนี้
1) ต้องรู้ค่ากระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้า ส าหรับค่ากระแสไฟฟ้านั้นหาได้จากแผ่นป้ายที่ติดอยู่ที่โครงอุปกรณ์ไฟฟ้า แสดงดังภาพตัวอย่างฉลากบอกค่ากระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้า
จากภาพตัวอย่างฉลากบอกค่ากระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้า ตัวอย่างอุปกรณ์ไฟฟ้า
คือ เครื่องปรับอากาศ (รูปซ้ายมือ) จะเห็นว่าแผ่นป้ายที่บอกข้อมูลทางไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศเครื่องนี้อยู่ด้านข้างของเครื่อง (รูปขวามือ) จากแผ่นป้ายจะบอกไว้ว่าเครื่องปรับอากาศจะกินกระแสไฟฟ้า มีค่า 10.50 แอมป์
หมายเหตุ ในกรณีที่แผ่นป้ายของอุปกรณ์ไฟฟ้านั้น ๆ ไม่บอกค่ากระแสไฟฟ้ามา ก็มีวิธีคำนวณเพื่อหาค่ากระแสไฟฟ้าด้วยวิธีง่าย ๆ คือ นำค่ากำลังไฟฟ้า (หน่วยเป็นวัตต์:W) หารด้วยค่าแรงดันไฟฟ้า (หน่วยเป็นโวลต์ :V) ถ้าเขียนเป็นสูตรก็จะได้ว่า
2) เผื่อค่ากระแสไฟฟ้า อีกร้อยละ 25 โดยทั่วไปวัสดุและอุปกรณ์ไฟฟ้าเมื่อท างาน ติดต่อกันเกินกว่า 3 ชั่วโมงขึ้นไป ประสิทธิภาพการท างานจะลดลงเหลือประมาณร้อยละ 80 ดังนั้นสายไฟ ที่จะน ามาใช้งานก็เช่นเดียวกัน เมื่อใช้งานติดต่อกันเกินกว่า 3 ชั่วโมง ประสิทธิภาพ ในการทนกระแสไฟฟ้าก็จะลดลงเหลือประมาณร้อยละ 80 เพื่อเป็นการชดเชยประสิทธิภาพในการ ทนกระแสไฟฟ้าของสายไฟในส่วนที่หายไป จึงต้องมีการเผื่อค่ากระแสไฟฟ้าเพิ่มอีกร้อยละ 25 ก่อน แล้วน าค่ากระแสไฟฟ้าที่ได้ไปหาขนาดสายไฟในขั้นตอนต่อไป จากขั้นตอนการหาค่ากระแสไฟฟ้า ค่ากระแสไฟฟ้ามีค่า 10.6 แอมป์
3) นำค่ากระแสไฟฟ้า เปิดตารางหาขนาดสายไฟ โดยน าค่ากระแสไฟฟ้าที่ได้ท าการ เผื่อไว้แล้วร้อยละ 25 ซึ่งมีค่าเท่ากับ 13.25 แอมป์น าไปเทียบกับตาราง พบว่า ต้องใช้สายไฟที่มี ขนาด 1.5 ตารางมิลลิเมตร (ทนพิกัดกระแสไฟฟ้าได้ 16 แอมป์) มาใช้ในการเดินสายไฟให้กับ เครื่องปรับอากาศ ดังรูป ทั้งนี้เนื่องจากสายไฟมีอัตราพิกัดการทนกระแสไฟฟ้าได้มากกว่าค่า กระแสไฟฟ้าที่ไหลจริงในวงจรจึงท าให้สายไฟไม่ร้อนและไม่เกิดอุบัติเหตุอัคคีภัย
