วงจรไฟฟ้าและเซลล์ไฟฟ้า
วงจรไฟฟ้าจะทำงานได้ต้องมีส่วนประกอบ 3 ส่วน ดังนี้คือ แหล่งจ่ายไฟฟ้า (Electrical Cource) ภาระหรืออุปกรณ์ไฟฟ้า (Electrical Equipment) และสายไฟฟ้า (Electrical Wire) ต่อเข้าด้วยกันในรูปวงจรอย่างถูกต้องวงจรไฟฟ้าแบบเบื้องต้น
1. แหล่งจ่ายไฟฟ้า เป็นแหล่งจ่ายแรงดันและกระแสให้กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าในการ ทำงาน หน่วยการวัดเป็น โวลต์ (V)
2. ภาระ หรืออุปกรณ์ไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ไฟฟ้าในการทำงาน ภาระจะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานรูปอื่นๆ เช่น เสียง แสง ความร้อน
3. สายไฟฟ้า เป็นสายไฟต่อวงจร ใช้เชื่อมวงจร ระหว่างแหล่งจ่ายไฟฟ้ากับภาระเข้าด้วยกัน ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าต่อครบวงจร มีกระแสไหล เกิดการทำงาน
วงจรไฟฟ้าเบื้องต้น
1. ส่วนประกอบวงจรไฟฟ้า
ส่วนสำคัญของวงจรไฟฟ้าที่ต้องนำไปใช้งานคือภาระ สามารถต่อภาระเข้าวงจรไฟฟ้าได้ 3 แบบคือ วงจรไฟฟ้าอนุกรม (Series Electrical Circuit) วงจรไฟฟ้าแบบขนาน (Parallel Electrical Circuit) และวงจรไฟฟ้าแบบผสม (Compound Electrical Circuit) การต่อวงจรไฟฟ้าแต่ละแบบมีความแตกต่างกันไป
2.1 วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม
วงจรไฟฟ้าแบบนุกรม
2. รูปแบบการต่อวงจรไฟฟ้า
2.2 วงจรไฟฟ้าแบบขนาน
2.3 วงจรไฟฟ้าแบบผสม
วงจรไฟฟ้าแบบขนาน
วงจรไฟฟ้าแบบผสม
แบตเตอรี่หรือถ่านไฟฉายสร้างขึ้นมาจากเซลล์ไฟฟ้า (Electrical Cell) เกิดจากปฎิกิริยาเคมี เซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้จะให้กำเนิดแรงดันขึ้นมาต่ำ อาจไม่เพียงพอกับการนำไปใช้งาน จึงจำเป็นต้องนำเซลล์ไฟฟ้ามาต่อร่วมกัน เพื่อเพิ่มแรงดัน หรือเพิ่มกระแส ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะการต่อวงจรเซลล์ไฟฟ้า เซลล์ไฟฟ้าชนิดเซลล์เดียวและหลายเซลล์ที่สร้างมาใช้งาน
เซลล์ไฟฟ้า
3. รูปแบบการต่อเซลล์ไฟฟ้า
3.1 เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม
เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม มีคุณสมบัติดังนี้
1. ค่าแรงดันที่จ่ายออกมาได้เท่ากับแรงดันเพียงเซลล์เดียว เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
ET = แรงดัน 1 เซลล์ของวงจร
2. ค่ากระแสที่จ่ายออกมาได้เท่ากับเซลล์ไฟฟ้าเพียงเซลล์เดียว เขียนสมการได้ดังนี้
IT = IC1 + IC2 +IC3 +IC4 + … +ICn
เมื่อ ET = แรงดันรวมของวงจร หน่วย V
IT = กระแสจ่ายออกมาได้สูงสุด หน่วย Ah
IC1,IC2,IC3,IC4 = กระแสที่จ่ายออกมาได้แต่ละเซลล์ หน่วย Ah
ICn = กระแสจ่ายออกมาได้ในเซลล์สุดท้าย หน่วย Ah
เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม
3.2 เซลล์ไฟฟ้าต่อขนาน
เซลล์ไฟฟ้าต่ออนุกรม มีคุณสมบัติดังนี้
1. แรงดันรวมเพิ่มขึ้นตามจำนวนเซลล์ไฟฟ้าที่ต่อเพิ่มในวงจร เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
ET = E1 + E2 + E3 +E4 + …. + EN
2. ค่ากระแสที่จ่ายออกมาได้เท่ากับเซลล์ไฟฟ้าเพียงเซลล์เดียว เขียนสมการได้ดังนี้
IT = กระแส 1 เซลล์ของวงจร
เมื่อ ET = แรงดันรวมของวงจร หน่วย V
E1,E2,E3,E4 = แรงดันของแต่ละเซลล์ หน่วย V
En = แรงดันเซลล์สุดท้ายของวงจร หน่วย V
IT = กระแสจ่ายออกมาได้สูงสุด หน่วย แอมแปร์ – ชั่วโมง (Ah)
เซลล์ไฟฟ้าต่อขนาน
3.3 เซลล์ไฟฟ้าต่อผสม
เซลล์ไฟฟ้าต่อผสม มีคุณสมบัติดังนี้
1. แรงดันรวมเพิ่มขึ้นตามจำนวนเซลล์ไฟฟ้าที่ต่ออนุกรมของชุดเดียวเขียนเป็นสมการได้ดังนี้
ET = E1 + E2 + E3 +E4 + …..
2. ค่ากระแสที่จ่ายออกมา เท่ากับค่ากระแสเพียงเซลล์เดียวในวงจรไฟฟ้าต่ออนุกรมแต่ละชุด คูณจำนวนชุดของเซลล์ไฟฟ้าที่ต่อขนานเขียนสมการได้ดังนี้
IT = กระแส 1 เซลล์ชุดต่ออนุกรม x จำนวนชุดเซลล์ที่ต่อขนาน
เมื่อ ET = แรงดันรวมของวงจร หน่วย V
E1 + E2 + E3 +E4 = แรงดันของแต่ละเซลล์ที่ต่ออนุกรมชุดที่ 1 หน่วย V
E5 + E6 + E7 +E8 =แรงดันของแต่ละเซลล์ที่ต่ออนุกรมชุดที่ 2 หน่วย V
IT = กระแสจ่ายออกมาได้สูงสุด หน่วย Ah
ET = E5 + E6 + E7 +E8 + …..
เซลล์ไฟฟ้าต่อผสม
แสงสว่างที่มีใช้งานแบ่งได้ 2 ชนิดคือ เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ กับเกิดจากการประดิษฐ์ขึ้นมาของมนุษย์ แสงสว่างจากหลอดไฟฟ้า เป็นสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นมาใช้งาน ทำให้ปัจจุบันมีหลอดไฟฟ้าถูกผลิตขึ้นมาใช้งานมากมาย หลอดไฟฟ้าแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ คือ หลอดไส้ (Incandescent Lamp) และ หลอดปล่อยประจุ (Discharge Lamps)
4.1 หลอดไส้
หลอดไส้ทั่วไป
หลอดทังสเตนฮาโลเจน
4. วงจรไฟฟ้าแสงสว่าง
4.2 หลอดปล่อยประจุ
- หลอดปล่อยประจุความดันต่ำ (low Pressure Discharge Lamp)
- หลอดปล่อยประจุความดันสูง (High Pressure Discharge Lamp)
หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent Lamp)
หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ (Compact Fluorescent Lamp)
หลอดโซเดียมความดันไอต่ำ (Low Pressure Discharge Lamp)
หลอดไอปรอท (Mercury Vapor Lamp)
หลอดโซเดียมความดันสูง (High Pressure Sodium Lamp)
หลอดเมตัลฮาโลด์ (Metal HalideLamp)
หลอดฟลูออเรสเซนต์
1. หลอดฟลูออเรสเซนต์
2. หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์
ก. หลอดคอมแพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายนอก
ข. หลอดคอมแพกต์ชนิดบัลลาสต์ภายใน
ก. หลอดฟลูออเรสเซนต์
ข. บัลลาสต์
ค. สตาร์ท
บัลลาสต์
สตาร์ทเตอร์
หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์
วงจรไฟฟ้าเป็นการนำอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าไปต่อใช้งานกับแหล่งจ่ายไฟฟ้าต่ออยู่ในรูปวงจร ส่วนประกอบหลักของวงจรไฟฟ้ามี 3 ส่วน คือ แหล่งจ่ายไฟฟ้า ภาระ และสายต่อวงจร
ชนิดของวงจรไฟฟ้าในการต่อใช้งานต่อได้ 3 แบบ คือ วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม วงจรไฟฟ้าแบบขนาน และวงจรไฟฟ้าแบบผสม
การต่อเซลล์ไฟฟ้า แบ่งได้ 3 วิธี คือ การต่อเซลล์แบบอนุกรม การต่อเซลล์แบบขนาน และการต่อแบบผสม
วงจรไฟฟ้าแสงสว่าง เป็นวงจรต่อหลอดไฟฟ้าไปใช้งาน เพื่อให้เปล่งแสงสว่างออกมา การต่อวงจรต้องต่อให้ถูกต้องสมบูรณ์ตามชนิดของหลอด หลอดไส้สามารถต่อหลอดเข้าแหล่งจ่ายไฟฟ้าได้โดยตรง ส่วนหลอดฟลูออเรสเซนต์การต่อวงจรต้องต่อเพิ่มตัวบัลลาสต์และตัวสตาร์ตเตอร์เข้าวงจรด้วย และหลอดคอมแพกต์ถูกพัฒนาขึ้นมาใช้งานแทนหลอดไส้ ช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่า แต่ใช้งานได้สะดวกเช่นเดียวกับหลอดไส้
5. บทสรุป