M 3/3 Group 6

เครองใชไฟฟาทใหพลงงานความรอน เปนเครองใชทเปลยนพลงงานไฟฟาเปนพลงงานความรอน โดยใชหลกการคอ เมอปลอยกระแสไฟฟาผานขดลวดตวน าทมความตาน ทานสงๆ ลวดตวน านนจะรอนจนสามารถน าความรอนออก ไปใชประโยชนได เนองจากเปนเครองใชไฟฟาทใหพลง งานความรอนมาก จงสนเปลยนพลงงานไฟฟามากเมอเปรยบกบการใช เครอง ใชไฟฟาประเภทอนๆ เมอใชในเวลาทเทากน ฉะนนขณะใชเครองใชไฟฟาใหพลงงานความรอนจงควร ใชดวยความระมดระวง

ตวอยาง เครองใชไฟฟาทใหพลงงานความรอน เชน เตารด หมอหงขาว กระทะไฟฟา กาตมน า เครองตมกาแฟ เตาไฟฟา ฯลฯ

สวนประกอบในเครองใชไฟฟาทใหพลงงานความรอน ม ดงน1.ขดลวดความรอน หรอแผนความรอน มกท าจากโลหะผสมระหวางนเกลกบโครเมยมเรยกวา นโครม ซงมสมบตคอมจดหลอมเหลวสงมากจงทนความรอนไดสงเมอมความรอนเกดขนมากๆจงไมขาด และมความ ตาน ทานสงมาก

2. เทอรโมสตารท หรอสวตซความรอนอตโนมต ท าหนาทควบคมอณหภมไมใหรอนเกนไป มสวนประกอบเปนโลหะตางชนดกน 2 แผนมาประกบกน เมอไดรบความรอนจะขยายตวไดไมเทากน เชน เหลกกบทองเหลอง โดยใหแผนโลหะทขยายตวไดนอย(เหลก)อยดานบน สวนโลหะทจะขยายตวไดมาก(ทองเหลอง)อยดานลาง เมอกระแสไฟฟาไหลผานแผนโลหะทงสองมากขน จะท าใหมอณหภมสงจนแผนโลหะทงสองซงขยายตวไดตางกนโลหะทขยายตวไดมากจะขยายตวโคงงอ เปนเหตใหจดสมผสแยกออกจากกน เกดเปนวงจรเปด กระแสไฟฟาจงไหลผานไมได และเมอแผนโลหะทงสองเยนลงกจะสมผสกนเหมอนเดม เกดเปนวงจรปด กระแสไฟฟาจงไหลผานไดอกครงหนง

3. แผนไมกา หรอ แผนใยหน ซงเปนฉนวนไฟฟา ในเครองใชไฟฟาทใหพลงงาน ความรอนบางชนด เชน เตารด หมอหงขาว เตาไฟฟา จะมแผนไมกา หรอใยหน เพอปองกนไมใหขดลวดหลอมละลาย และปองกนไฟฟารวขณะใชงาน

เนองจากเครองใชไฟฟาทใหพลงงานความรอนจะมกระแส ไฟฟาปรมาณมากไหลผาน มากกวาเครองใชประเภทอนๆ จงควรใชดวยความระมดระวงดงน

1. หมนตรวจสอบดแลสายไฟ เตารบ เตาเสยบ ใหอยในสภาพเรยบรอยไมช ารด

2. เมอเลกใชงานตองถอดเตาเสยบออกจากเตารบทกครงไมควรเสยบทงไวในการเลอกเครองใชไฟฟาทกชนดตองพจารณาถงคณภาพของ

เครองใชไฟฟา รจกวธใชทถกตอง รจกวธปองกนอนตรายจากไฟฟารวและไฟฟาลกวงจรและตรวจดแลอปกรณอยเสมอ

เครองใชไฟฟาทใหพลงงานกล มการเปลยนรปพลงงานไฟฟาเปนพลงงานกล โดยอาศยหลกการเหนยวน าแมเหลกไฟฟา ดวยอปกรณ ท เรยกวา มอเตอร และ เครองควบคมความเรว ซงเปนอปกรณหลกในเครองใชไฟฟาทใหพลงงานกล ตวอยาง เครองใชไฟฟาทใหพลงงานกล เชน เครองปรบอากาศ ตเยน เครองดดฝ น พดลม เครองซกผา เครองปนน าผลไม ฯลฯ

มอเตอร เปนเครองใชไฟฟาทเปลยนพลงงานไฟฟาเปนพลงงานกล ประกอบดวยขดลวดทพนรอบแกนโลหะทวางอยระหวางขวแมเหลก โดยเมอผานกระแสไฟฟาเขาไปยงขดลวดทอยระหวางขวแมเหลก จะท าใหขดลวดหมนไปรอบแกน และเมอสลบขวไฟฟา การหมนของขดลวดจะหมนกลบทศทางเดม

มอเตอร ม 2 ประเภท คอ มอเตอรกระแสตรง และมอเตอรกระแสสลบ

มอเตอรกระแสตรง เปนมอเตอรทตองใชไฟฟากระแสตรงผานเขาไปในขดลวดอารมเมเจอรเพอท าใหเกดการดดและผลกกนของแมเหลกถาวรกบแมเหลกไฟฟาทเกดจากขดลวดมอเตอรจงหมนได

มอเตอรกระแสสลบ เปนมอเตอรทตองใชกบไฟฟากระแสสลบ โดยใชหลกการดดและผลกกนของแมเหลกถาวรกบแมเหลกไฟฟาจากขดลวดมาท าใหเกดการหมนของมอเตอร

ขอควรระวงในการใชเครองใชไฟฟาทมมอเตอรเปนสวนประกอบ คอ หามใชเครองใชประเภทนในชวงทไฟตก หรอแรงดนไฟฟาไมถง 220 โวลต เนองจากมอเตอรจะไมหมนและท าใหเกดกระแสไฟฟาดนกลบ จะท าใหขดลวดรอนจดจนเกดไหมเสยหายได

ขณะทมอเตอรก าลงหมนจะเกดการเหนยวน าไฟฟาขนท าใหเกดกระแสไฟฟาซอนขนภายในขดลวด แตมทศทางการไหลสวนทางกบกระแสไฟฟาทมาจากแหลงก าเนดพลงงานไฟฟาเดม ท าใหขดลวดของมอเตอรไมรอนจนเกดไฟไหมได

ท าไดโดย การเพมหรอลดความตานทานใหกระแสไฟฟาผานไดมากหรอนอยภาพในเครองใชไฟฟานน ซงเปนผลใหความเรวของการหมนมอเตอรเปลยนไปจากเดม เชน เมอตองการใหพดลมหมนชาลง กใหเพมความตานทานเพอใหกระแสไฟฟาเขาไดนอยลงเปนผลใหพดลมหมนชาลง ฉะนนในเครองใชไฟฟาทใหพลงงานกลจะตองมเครองควบคมความเรวของมอเตอรเสมอ

การเลอก เครองใชไฟฟาทใหพลงงานกล จะตองพจารณาดขอก าหนดในการใช เชน ใชกบความตางศกยไฟฟาเทาใด ทงนเพอความปลอดภยในการใชเครองใชไฟฟา และไมใหเกดความเสยหายแกเครองใชไฟฟานน และเพอเปนการประหยดพลงงานไฟฟา ควรพจารณาก าลงไฟฟาของเครองใชไฟฟานนๆดวย

เครองใชไฟฟาทเปลยนพลงงานไฟฟาเปนพลงงานเสยง ไดแก เครองรบวทย เครองขยายเสยง เครองบนทกเสยง ฯลฯ เครอง รบวทย เปนอปกรณทเปลยนพลงงานไฟฟาเปนพลงงานเสยง โดยรบคลนวทย จากสถานสงแลวใชอปกรณอเลกทรอนกสขยายสญญาณเสยงทมอยในรปของสญญาณไฟฟาใหแรงขนเมอผานสญญาณไฟฟานไปยงล าโพงจะท าใหล าโพงสนสะเทอนเปลยนเปนเสยงทสามารถรบฟงได ดงแผนผง

เสาอากาศ (รบคลนวทย)

ขยายสญญาณ ล าโพง เสยง

แผนผงการเปลยนพลงงานไฟฟาเปนพลงงานเสยงของเครองรบวทย

คอ เครองใชไฟฟาทเปลยนพลงงานไฟฟาเปนพลงงานเสยงโดยรบ สญญาณไฟฟาจากไมโครโฟน หวเทป หรอจาก เครองก าเนดสญญาณ ไฟฟาจากเสยงตางๆ มาขยายสญญาณไฟฟาจนมก าลงมากพอจงสงออกส ล าโพงเสยง

เครองขยายเสยงจะตองมสวนประกอบดงน

1. ไมโครโฟน เปลยนพลงงานเสยงใหเปนสญญาณไฟฟา 2. เครองขยายสญญาณไฟฟา ขยายสญญาณไฟฟาใหแรงขน

3. ล าโพง เปลยนสญญาณไฟฟาใหเปนพลงงานเสยง

เครองบนทกเสยง ขณะบนทกดวยการพดผานไมโครโฟน ซงจะเปลยนพลงงานเสยงเปนสญญาณไฟฟา แลวบนทกลงในแถบบนทกเสยงซงฉาบดวยสารแมเหลกในรปของสญญาณแมเหลก ดงแผนผง

เสยง ไมโครโฟน สญญาณไฟฟา บนทกเปนสญญาณแมเหลก

ลงบนแถบบนทกเสยง

แผนผงการเปลยนพลงงานของเครองบนทกเสยงขณะบนทก

เมอน าแถบบนทกเสยงทบนทกไดมาเลน สญญาณแมเหลกจะถกเปลยนกลบเปนสญญาณไฟฟา และสญญาณนจะถกขยายใหแรงขนดวยอปกรณไฟฟาจนท าใหล าโพงสนสะเทอนเปนเสยงขนอกครงหนง ดงแผนผง

สญญาณแมเหลกจาก สญญาณไฟฟา ขยาย

สญญาณ ล าโพง เสยง แถบบนทกเสยง

แผนผงการเปลยนพลงงานของเครองบนทกเสยงขณะเลนในการใชเครองใชไฟฟาทใหพลงงานเสยง พวก วทย หรอเครอง

เสยงประเภทตางๆ สวนใหญสนเปลองพลงงานไฟฟาไมมาก แตทงนขนอยกบ ก าลงไฟฟา ของเครองเสยงนนๆ และขนอยกบความดงของเสยงในการเปดฟงดวย

หลอดไฟฟา เปนเครองใชไฟฟาทมใชในทกบานทมการใชพลงงานไฟฟา เปนเครองใชทเปลยนพลงงานไฟฟา ไปเปนพลงงานแสง หลอดไฟฟาทใชทวไป ม 3 ชนด คอ

1. หลอดไฟฟาแบบธรรมดา2. หลอดเรองแสงหรอหลอดฟลออเรสเซนต (Fluorescent Lamp)

3. หลอดไฟโฆษณาหรอหลอดนออน

มการเปลยนรปพลงงานจากพลงงานไฟฟาเปนพลงงานความรอน แลวจงเปลยนเปนพลงงานแสง หลอดไฟฟาแบบธรรมดาม 2 แบบ คอแบบเกลยวและแบบเขยว มสวนประกอบดงน

1. ไสหลอด ท าดวยโลหะทมจดหลอดเหลวสง ทนความรอนไดมาก มความทนทานสง เชน ทงสเตน

2. หลอดแกวท าจากแกวททนความรอนไดด ไมแตกงาย สบอากาศออกจนหมดภายในบรรจกาซไนโตรเจนและอารกอนเลกนอย กาซชนดนท าปฏกรยายาก ชวยปองกนไมใหไสหลอดระเหดไปจบทหลอดแกว และชวยไมใหไสหลอดไมขาดงาย ถาบรรจกาซออกซเจนจะท าปฏกรยากบไสหลอด ซงท าใหไสหลอดขาดงาย

3. ขวหลอดไฟ เปนจดตอวงจรไฟฟา ม 2 แบบ คอ แบบเขยวและแบบเกลยว

เนองจากหลอดไฟฟาประเภทนใหแสงสวางไดดวยการเปลยน พลงงาน ไฟฟา เปนพลงงานความรอนกอนทจะใหแสงสวางออกมา จงท าใหสนเปลอง พลงงานไฟฟา มากกวาหลอดชนดอน ในขนาด ก าลงไฟฟา ของหลอดไฟซงจะก าหนดไวทหลอดไฟทกดวง เชน หลอดไฟฟาขนาด 100 วตต เปนตน

หลอดเรองแสงหรอหลอดฟลออเรสเซนต (Fluorescent Lamp) ท าดวยหลอดแกวทสบอากาศออกจนหมดแลวบรรจไอปรอทไวเลกนอย มไสทปลายหลอดทงสองขาง หลอดเรองแสงอาจท าเปนหลอดตรง หรอครงวงกลมกได สวนประกอบและการท างานของหลอดเรองแสง มดงน1. ตวหลอด ภายในสบอากาศออกจนหมดแลวบรรจไอปรอทและกาซอารกอน เลกนอย ผวดานในของหลอดเรองแสงฉาบดวยสารเรองแสงชนดตางๆ แลวแตความตองการใหเรองแสงเปนสใด เชน ถาตองการใหเรองแสงสเขยว ตองฉาบดวยสารซงคซลเคต แสงสขาวแกมฟาฉาบดวยมกเนเซยมทงสเตน แสงสชมพฉาบดวยแคดเนยมบอเรต เปนตน

2. ไสหลอด ท าดวยทงสเตนหรอวลแฟรมอยทปลายทงสองขาง เมอกระแสไฟฟาผานไสหลอดจะท าใหไสหลอดรอนขน ความรอนทเกดขนจะท าใหไอปรอททบรรจไวในหลอดกลายเปนไอมากขน แตขณะนนกระแสไฟฟายงผานไอปรอทไมสะดวก เพราะปรอทยงเปนไอนอยท าใหความตานทานของหลอดสง

3. สตารตเตอร ท าหนาทเปนสวตซไฟฟาอตโนมตของวงจรโดยตอขนานกบหลอด ท าดวยหลอดแกวภายในบรรจกาซนออนและแผนโลหะคทงอตวได เมอไดรบความรอน เมอกระแสไฟฟาผานกาซนออน กาซนออนจะตดไฟเกดความรอนขน ท าใหแผนโลหะคงอจนแตะตดกนท าใหกลายเปนวงจรปดท าใหกระแสไฟฟาผานแผนโลหะไดครบวงจร

กาซนออนทตดไฟอยจะดบและเยนลง แผนโลหะคจะแยกออกจากกนท าใหเกดความตานทานสงขนอยางทนทซงขณะเดยวกนกระแสไฟฟาจะผานไสหลอดไดมากขนท าใหไสหลอดรอนขนมาก ปรอทกจะเปนไอมากขนจนพอทน ากระแสไฟฟาได

4. แบลลสต เปนขดลวดทพนอยบนแกนเหลก ขณะกระแสไฟฟาไหลผานจะเกดการเหนยวน าแมเหลกไฟฟาท าใหเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าขน เมอแผนโลหะคในสตารตเตอรแยกตวออกจากกนนนจะเกดวงจรเปดชวขณะ แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าทเกดขนในแบลลสตจงท าใหเกดกระแสไฟฟาเหนยวน าไหลสวนทางกบกระแสไฟฟาจากวงจรไฟฟาในบาน ท าใหกระแส ไฟฟาทจะเขาสวงจรของหลอดเรองแสงลดลง

เมอกระแสไฟฟาผานไอปรอทจะคายพลงงานไฟฟาใหอะตอมไอปรอท ท าใหอะตอมของไอปรอทอยในสภาวะถกกระตน (excited state) และอะตอมของปรอทจะคายพลงงานออกมาเพอลดระดบพลงงาน ในรปของรงสอลตราไวโอเลต ซงอยในชวงของแสงทมองไมเหน เมอรงสนกระทบสารเรองแสงทฉาบไวทผวหลอด สารเรองแสงจะเปลงแสงสตางๆตามชนดของสารเรองแสงทฉาบไวในหลอดนน

ขอดของหลอดเรองแสง1. เมอใหพลงงานไฟฟาเทากนจะใหแสงสวางมากกวาหลอดไฟฟา

แบบธรรมดาประมาณ 4 เทา และมอายการใชงานนานกวาหลอดไฟฟาธรรมดาประมาณ 8 เทา

2. อณหภมของหลอดไมสงเทากบหลอดไฟฟาแบบธรรมดา3. ถาตองการแสงสวางเทากบหลอดไฟฟาธรรมดา จะใชวตตทต ากวา

จงเสยคาไฟฟานอยกวาขอเสยของหลอดเรองแสง

1. เมอตดตงจะเสยคาใชจายสงกวาหลอดไฟฟาแบบธรรมดา เพราะตองใชแบลลสตและสตารตเตอร เสมอ

2. หลอดเรองแสงมกระพรบเลกนอยไมเหมาะในการใชอานหนงสอ

ตวเลขทปรากฏบนหลอดไฟฟาธรรมดาและหลอดเรองแสงซงบอก ก าลงไฟฟาเปนวตต(W) เปนการบอกถงปรมาณพลงงานไฟฟาทใชไปใน 1 วนาท เชน 20 W หมายถง หลอดไฟฟานจะใชพลงงานไป 20 จนในเวลา 1 วนาท ดงนนหลอดไฟฟาและหลอดเรองแสงทมก าลงไฟฟามาก เมอใชงานกยงสนเปลองกระแสไฟฟามาก ท าใหเสยคาใชจายมากขนดวย ปจจบนมการผลตหลอดไฟพรอมอปกรณประกอบ เชน บลลาสต แบบประหยดพลงงานขนมาใชหลายชนด เชน หลอดตะเกยบ หลอดผอม บลลาสตเบอร 5 เปนตน

หลอดไฟโฆษณาหรอหลอดนออน เปนหลอดแกวทถกลนไฟแลวดดใหเปนรปหรอตวอกษร ไมมไสหลอดแตทปลายทงสองขางจะมขวไฟฟาท าดวยโลหะ ตอกบแหลงก าเนดไฟฟา ทมความตางศกยสงประมาณ 10,000 โวลต ภายในหลอดสบอากาศออกจนหมดแลวใสกาซบางชนดทใหแสงสตางๆออกมาเมอมกระแสไฟฟาผาน เชนกาซนออนใหแสงสแดงหรอสม กาซฮเลยมใหแสงสชมพ ความตางศกยทสงมากๆ จะท าใหกาซทบรรจไวในหลอดเกดการแตกตวเปนนออนและน าไฟฟาได เมอกระแสไฟฟาผานกาซเหลานจะท าใหกาซรอนตดไฟใหแสงสตางๆได

เครองใชไฟฟาบางชนดขณะใชงานจะมการเปลยนรปพลงงานไฟฟาเปนพลงงานอนไดพรอมกนหลายรปแบบ เชน

โทรทศน จะเปลยนรปพลงงานไฟฟาเปน พลงงานแสง และ พลงงานเสยง

ไดรเปาผม จะเปลยนรปพลงงานไฟฟาเปนพลงงานกล และพลงงานความรอน

วทยเทป จะเปลยนรปพลงงานไฟฟาเปนพลงงานกลและพลงงานเสยง เปนตน

บนเครองใชไฟฟาทกชนดจะมตวเลขก ากบไวเสมอ เกยวกบก าลงไฟฟา และความตางศกยไฟฟาทใชกบเครองใชไฟฟาชนดนนๆ เชน หมอหงขาว ขนาด "220 V 800 W" 200 V หมายถง หมอหงขาวใบนใชกบไฟทมความตางศกย 220 โวลต สวน 800 W หมายถง คาพลงงานทหมอหงขาวนใชใน เวลา 1 วนาท หรอ เรยกวาก าลงไฟฟา ดงนนพลงงานไฟฟาทเครองใชไฟฟาใชไปในเวลา 1 วนาท เชน เตารด 1,000 วตต คอ เมอใชเตารดนจะสนเปลองพลงงานไฟฟา 1,000 จลตอวนาท หรอวตต

ก าลงไฟฟา จะมคาขนอยกบปรมาณกระแสทไหลผานเครองใชไฟฟาโดยก าลงไฟฟามคาเทากบผลคณระหวางความตางศกยกบกระแสไฟฟา เขยนสมการไดดงน

P = VIเมอก าหนดให P แทน ก าลงไฟฟา มหนวยเปน วตต

V แทน ความตางศกยทตอกบเครองใชไฟฟามหนวยเปนโวลต

I แทนกระแสไฟฟาทไหลผานเครองใชไฟฟามหนวยเปนแอมแปร

พลงงานไฟฟา(จน) = ก าลงไฟฟา(วตต) X เวลา(วนาท)เมอก าหนดให P แทน ก าลงไฟฟา มหนวยเปน วตต

W แทน พลงงานไฟฟา มหนวยเปนจนt แทน เวลา มหนวยเปน วนาท

หรอ W = P X t

ดงนนเครองใชไฟฟาทใชก าลงไฟฟาสงๆ ถาใชเปนเวลานานจะสนเปลองพลงงานไฟฟามาก ซงในการคดคาพลงงานไฟฟาจะคดเปนหนวยทใหญกวาจน คอกโลวตต และคดเวลาเวลาเปนชวโมง ดงนน หนวยของพลงงานไฟฟาจงเปน กโลวตต-ชวโมง หรอ หนวย หรอยนต ซงเขยนเปนสมการไดดงน

พลงงานไฟฟา(หนวย) = ก าลงไฟฟา(กโลวตต) X เวลา (ชวโมง)

พลงงานไฟฟาทใชในบานอานไดจากเครองมอวดพลงงานไฟฟาทเรยกวา มาตรไฟฟา ซงวดพลงงานไฟฟาเปนกโลวตต-ชวโมง หรอหนวย มาตรไฟฟามหลายขนาดก าหนดตามปรมาณกระแสไฟฟาสงสดทผาน

มาตรไฟฟา

บรรณานกรม

http://www.thaigoodview.com/library/teachershow/bangkok/sudarat_n/posttest.html