หน่วยที่ 11

วัสดุไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

พลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy)

อะตอมคือส่วนที่เล็กที่สุดของสสาร ประกอบไปด้วยโปรตอนและอิเล็กตรอน โดยที่มีอิเล็กตรอนอิสระโคจรอยู่รอบนอก สามารถเคลื่อนที่จากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งได้ และการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระ ก็คือการไหลของกระแสไฟฟ้านั่นเอง

- เกิดจากการเหนี่ยวนำ เช่น ไดนาโม เยนเนอเรเตอร์

- เกิดจากปฏิกิริยาเคมี เช่น แบตเตอรี่ ถ่านไฟฉาย

- เกิดจากพลังงานความร้อน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์

- เกิดจาการเสียดสี เช่น การนำผ้าไหมถูกับแท่งแก้ว

- เกิดจากไฟฟ้าในอากาศ เช่น ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า

- เกิดจากสัตว์บางชนิด เช่น ปลาไหลไฟฟ้า

แหล่งกำเนิดไฟฟ้า

ภาพที่ 11.1 การเกิดกระแสไฟฟ้า

ภาพที่ 11.2 กระแสไฟฟ้าในอากาศเช่น ฟ้าแลบ ฟ้าผ่า�อ้างอิงจาก HTTP://KIDS.NATIONALGEOGRAPHIC.COM/EXPLORE/SCIENCE/�LIGHTNING-/#LIGHTNING-TREES.JPG

ชนิดของไฟฟ้า

- ไฟฟ้ากระแส (Current Electricity) คือไฟฟ้าที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระไปตามตัวนำ ประกอบด้วยไฟฟ้ากระแสตรง(Direct Current)ที่มีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระไปทางเดียวตลอดอย่างสม่ำเสมอ และไฟฟ้ากระแสสลับ(Alternating Current)ที่มีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระเปลี่ยนทิศทางกลับไปมาเป็นระยะๆ

- ไฟฟ้าสถิต (Static Electricity) คือไฟฟ้าที่ถูกเก็บประจุบวกและลบไว้คนละตำแหน่ง ไม่สามารถเคลื่อนเข้าหากันได้ เว้นแต่นำสารทั้งสองมาแตะหรือเอาตัวนำมาต่อถึงกันจึงจะสามารถเคลื่อนเข้าหากันได้ ไฟฟ้าสถิตถูกนำมาใช้งานในรูปของตัวเก็บประจุทรานซิสเตอร์และสารกึ่งตัวนำ

ภาพที่ 11.3 ไฟฟ้าสถิต�ที่มา HTTP://WWW.SCIENCESOURCEIMAGES.COM/TED-KINSMAN/

ภาพที่ 11.4 ไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ

อ้างอิงจาก หนังสือเรียนวิชาวัสดุช่างอุตสาหกรรม สำนักพิมพ์เอมพันธ์ นริศ สุวรรณางกูล หน้าที่ 171

หน่วยวัดของไฟฟ้า

- หน่วยวัดแรงเคลื่อนหรือแรงดันไฟฟ้า หน่วยพื้นฐานคือโวลต์(Volt) แรงเคลื่อนหรือแรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์คือ แรงเคลื่อนหรือแรงดันที่ทำให้กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ไหลผ่านตัวนำไฟฟ้า ซึ่งมีค่าต้านทาน 1 โอห์มได้ แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้ในประเทศไทยมี 2 แบบคือ แบบใช้ตามบ้านเรือนทั่วไป 220 โวลต์(Single Phase) และแบบใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม 380 โวลต์(Three Phases)

แรงเคลื่อนหรือแรงดันไฟฟ้า(Voltage) คือแรงดันที่ดันให้อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ไปตามตัวนำจากจุดที่มีแรงดันไฟฟ้ามากไปยังจุดที่มีแรงดันน้อยกว่า เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปตามตัวนำแล้ว จึงมีชื่อเรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า ตัวย่อที่ใช้คือ E

ภาพที่ 11.5 แรงเคลื่อนไฟฟ้า

อ้างอิงจาก หนังสือเรียนวิชาวัสดุช่างอุตสาหกรรม สำนักพิมพ์เอมพันธ์ นริศ สุวรรณางกูล หน้าที่ 171

- หน่วยวัดความต้านทานไฟฟ้า ความต้านทานไฟฟ้า(Electrical Resistance) คือแรงต้านภายในของสารที่มีต่อการไหลของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสารนั้นๆ ตัวย่อคือ R ความต้านทานจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับสภาวะต่างๆคือ ชนิด ขนาด ความยาว อุณหภูมิ และผิวสัมผัสของสสารที่ใช้ หน่วยวัดความต้านทานคือโอห์ม(Ohm) ความต้านทาน 1 โอห์มคือความต้านทานไฟฟ้าที่ต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ซึ่งมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1 โวลต์ได้

- หน่วยวัดกระแสไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า(Electric Current) คือปริมาณของอิเล็กตรอนอิสระที่เคลื่อนที่ไปตามตัวนำจากประจุลบไปยังประจุบวก แต่ทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าจะตรงข้ามคือ ไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ ตัวย่อคือ I หน่วยวัดของกระแสไฟฟ้าคือแอมแปร์(Ampere) กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์คือ กระแสที่ได้จากปริมาณอิเล็กตรอนอิสระที่เคลื่อนที่ไปตามตัวนำจำนวน 6.25 * 10¹⁶ ตัวในช่วงเวลา 1 นาที

ภาพที่ 11.6 การไหลของกระแสไฟฟ้า

อ้างอิงจาก หนังสือเรียนวิชาวัสดุช่างอุตสาหกรรม สำนักพิมพ์เอมพันธ์ นริศ สุวรรณางกูล หน้าที่ 172

ภาพที่ 11.7 ความต้านทานไฟฟ้า

อ้างอิงจาก หนังสือเรียนวิชาวัสดุช่างอุตสาหกรรม สำนักพิมพ์เอมพันธ์ นริศ สุวรรณางกูล หน้าที่ 173

- หน่วยวัดความถี่คลื่นไฟฟ้า วัดเป็นเฮิรตซ์(Hz) ในประเทศไทย ความถี่ที่ใช้คือ 50 – 60 Hz หมายถึงจำนวนความถี่เคลื่อนของไฟฟ้ากระแสสลับ นับเป็นไซเคิลต่อวินาที เช่นความถี่ 50 – 60 Hz หมายถึง ความถี่คลื่นนั้นเท่ากับ 50 – 60 ไซเคิลต่อวินาที

- หน่วยวัดกำลังไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า(Electrical Power) คือผลคูณระหว่างกระแสกับแรงเคลื่อนไฟฟ้า ตัวย่อคือ P (P = E * I) มีหน่วยวัดคือวัตต์(Watt) กำลังไฟฟ้า 1 วัตต์คือ กำลังที่ได้จากผลคูณของแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1 โวลต์ กับการไหลของกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์

- หน่วยวัดความจุทางไฟฟ้า ความจุไฟฟ้าคือความสามารถในการเก็บและจ่ายไฟแบ่งออกเป็น 2 ประเภท แบบแรกคือความจุของเซลล์ไฟฟ้า เช่นแบตเตอรี่ ถ่านไฟฉาย� มีหน่วยเป็นแอมแปร์ต่อชั่วโมง(Ah) ถ้าแบตเตอรี่มีความจุ 70 Ah หมายถึงจะจ่ายกระแสไฟฟ้า 70 แอมแปร์หมดภายในเวลา 1 ชั่วโมง แบบที่สองคือความจุของตัวเก็บประจุ มีหน่วยเป็นฟารัด นิยมใช้เป็นไมโครฟารัด(µF) ตัวเลขยิ่งมาก ยิ่งเก็บประจุและจ่ายไฟได้นานกว่า

ชนิดของวัสดุไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

แบ่งตามลักษณะการใช้งานออกเป็น 3 ชนิดดังต่อไปนี้

คือวัสดุหรือสารที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้สะดวกได้แก่ เงิน ทองแดง อะลูมิเนียม ดีบุก ตะกั่ว เหล็ก ทองคำ ปรอท กราไฟต์ และวัสดุที่เป็นโลหะเกือบทั้งหมด ใช้ทำชิ้นส่วนที่เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าไปใช้ เช่น สายไฟ สวิตช์ ฟิวส์ หลอดไฟ รีเลย์ เบรกเกอร์ โซลินอยด์ ฯลฯ

วัสดุตัวนำ(Conductor)

ภาพที่ 11.8 ตัวอย่างวัสดุตัวนำไฟฟ้า�ที่มา HTTP://HOME.SLAC.STANFORD.EDU/PRESSRELEASES/2011/20110324.HTM

คือวัสดุหรือสารที่ไม่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน หรือไหลผ่านได้ยากมากได้แก่ พลาสติก ยาง ไม้ กระดาษ หนัง แก้ว ใยหิน กระเบื้อง พาราฟีน ฯลฯ ใช้ทำส่วนภายนอกของอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เพื่อป้องกันไฟฟ้าดูดเช่น เปลือกสายไฟ ตัวสวิตช์ ส่วนแก้วของหลอดไฟ ตัวรีเลย์ ตัวเบรกเกอร์ ตัวทรานซิสเตอร์ ฯลฯ

วัสดุฉนวน(Insulator)

คือวัสดุหรือสารที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้บางส่วน จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุนั้นๆ วัสดุกึ่งตัวนำที่นิยมใช้ในงานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ได้แก่ เยอรมันเนียมและซิลิกอน ใช้ทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้แก่ ทรานซิสเตอร์ ไดโอด ชุดไอซี ฯลฯ

วัสดุกึ่งตัวนำ(Semi Conductor)

ภาพที่ 11.9 ตัวอย่างวัสดุฉนวนไฟฟ้า�ที่มา HTTP://RCRAJHOBBIES.COM/HEAT%20SHRINK%20TUBES.HTML

อุปกรณ์ไฟฟ้า

อุปกรณ์ไฟฟ้าผลิตจากวัสดุไฟฟ้าเพื่อสำหรับนำไฟฟ้าไปใช้งาน มีรายละเอียดดังต่อไปนี้

ไดนาโมหรือเจนเนอเรเตอร์ เป็นอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้ากระแสสลับด้วยหลักการเหนี่ยวนำโดยการหมุนขดลวดตัดกับสนามแม่เหล็ก พลังขับเคลื่อนในการหมุนได้จากเครื่องยนต์ เครื่องเทอร์ไบน์ พลังงานน้ำ หรือพลังงานลม แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะถูกแปลงให้เป็น 220 โวลต์สำหรับใช้ในประเทศไทยในความถี่ 50 – 60 Hz ส่วนไดนาโมกระแสสลับในรถยนต์ใช้แรงเคลื่อนไฟฟ้า 12 โวลต์ มีชื่อเรียกว่าอัลเตอร์เนเตอร์

ไดนาโม

ภาพที่ 11.10 ไดนาโมหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า�ที่มา HTTP://WWW.HOWREPAIRMOTOR.COM

เซลล์ไฟฟ้าที่นิยมใช้ในปัจจุบันคือแบตเตอรี่และถ่านไฟฉาย ผลิตไฟฟ้ากระแสตรงด้วยวิธีการเกิดปฏิกิริยาเคมี แบตเตอรี่หรือถ่านไฟฉายทั่วไปจะผลิตไฟฟ้าแรงเคลื่อน 12 โวลต์ 9 โวลต์ หรือ 1.5 โวลต์

เซลล์ไฟฟ้า

สายไฟฟ้าใช้สำหรับเป็นตัวนำไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไปยังอุปกรณ์ใช้งาน ประกอบด้วย

- สายภายใน ทั่วไปทำจากทองแดง ใช้สำหรับเดินสายไฟภายในอาคารหรือในรถ มีทั้งสายคู่และสายเดี่ยว ดัดงอได้ดี ไม่หักง่าย และยังมีสายภายในที่ทำจากอลูมิเนียมใช้สำหรับเดินสายไฟแรงสูงที่ต้องการใช้เสาช่วงยาวๆและต้องการน้ำหนักเบา มีทั้งแบบสายเปลือยและแบบมีฉนวนหุ้ม

- เปลือกฉนวนหุ้ม ทำจากยางหรือพลาสติก ป้องกันการรั่วไหลของไฟฟ้า ภายนอกจะบอกข้อมูลของสายไฟชนิดนั้นๆ

สายไฟฟ้า

ภาพที่ 11.11 แบตเตอรี่เซลล์แห้ง�ที่มา HTTP://WWW.STUDIOLEGALEAMBIENTALE.COM/TAG/ADEMPIMENTI

ภาพที่ 11.12 ส่วนประกอบของสายไฟฟ้า�ที่มา HTTP://WWW.CHARNCHAI.NET/PRODUCT-TH-145986-4759988

ใช้สำหรับเปิด-ปิดเพื่อตัดต่อกระแสไฟฟ้าไปใช้งานในวงจร มีหลายรูปแบบเช่น แบบเปิด แบบกด แบบ 2 ทาง แบบ 3 ทาง แบบโยก ฯลฯ ประกอบด้วย

- ส่วนตัวนำไฟฟ้า ลักษณะเป็นหน้าสัมผัส ทำจากทองแดง พลาตินัมหรือทังสเตน

- ส่วนตัวสวิตช์ ประกอบด้วยเปลือกฉนวนหุ้มป้องกันไฟรั่ว และส่วนควบคุมที่ทำจากพลาสติกแข็ง เบเกอไลต์ หรือไฟเบอร์กลาส ที่ตัวสวิตช์จะบอกค่าความสามารถการทนแรงเคลื่อนไฟฟ้า ทนกระแสไฟฟ้า และตำแหน่งการใช้งาน

​

สวิตช์

ภาพที่ 11.13 ตัวอย่างสวิตช์แบบต่างๆ�ที่มา HTTP://WWW.ELECTRICSWITCHES.COM/PRODUCTS/SWITCHES.HTML

เป็นอุปกรณ์ป้องกันความเสียหายจากกระแสหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้าเกินในระบบ ลักษณะเป็นเส้นกลมอยู่ในหลอดแก้ว ทำจากตะกั่วผสมดีบุก ทำงานด้วยการหลอมละลายเมื่อมีกระแสหรือแรงเคลื่อนเกินค่าที่กำหนด

ฟิวส์

เป็นอุปกรณ์จุดจ่ายไฟ ตัวนำและฉนวนใช้วัสดุชนิดเดียวกันกับสวิตช์ มี 2 ลักษณะคือ

- ปลั๊กตัวผู้ เป็นเปลือกฉนวนหุ้มพลาสติกมีแท่งโลหะ 2 – 3 แท่งยื่นออกมาเป็นตัวเสียบช่องต่อไฟของปลั๊กตัวเมีย ประกอบด้วยแท่งบวก แท่งลบ และแท่งกราวด์

- ปลั๊กตัวเมีย เป็นรูเสียบ 2 – 3 รูต่อ 1 ชุด เปลือกนอกเป็นพลาสติกภายในเป็นโลหะสำหรับรองรับการต่อของปลั๊กตัวผู้ รูจ่ายประกอบด้วยรูบวก รูลบ และรูกราวด์ ชนิด 3 รูจะปลอดภัยกว่าชนิด 2 รู

ปลั๊กไฟ

ภาพที่ 11.14 ตัวอย่างฟิวส์ชนิดต่างๆ�ที่มา HTTPS://WWW.SWE-CHECK.COM.AU/PAGES/BUSSMANN_FUSES.PHP

ภาพที่ 11.15 ปลั๊กไฟตัวผู้และตัวเมีย�ที่มา HTTPS://WWW.REDDIT.COM/R/40KLORE/COMMENTS/505MJ3/�MR_BEAN_FINDS_HIMSELF_ON_HOLY_TERRA_AND_ENDS_UP/

เป็นอุปกรณ์ตัด-ต่อและป้องกันความเสียหายจากกระแสหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้าเกินในระบบ จะทำงานเหมือนกับฟิวส์และคัตเอาท์รวมกัน แต่จะมีข้อดีกว่าคือ เมื่อมีไฟเกินในระบบเบรกเกอร์จะตัดวงจรไฟทั้ง 2 สาย เมื่อแก้ไขระบบแล้วสามารถเปิดเบรกเกอร์ต่อวงจรได้ทันที ต่างจากฟิวส์ที่เมื่อขาดแล้วต้องเปลี่ยนตัวใหม่ก่อนจึงจะสามารถต่อวงจรได้

เบรกเกอร์

เป็นสวิตช์ตัดต่อวงจรไฟฟ้าโดยใช้หลักการเหนี่ยวนำ เหมาะสำหรับวงจรที่ต้องใช้กระแสไฟมาก หรืองานที่ต้องจ่ายไฟในระยะทางไกลๆเพื่อป้องกันไฟตก ประกอบด้วยหน้าสัมผัสทำจากทองแดงหรือพลาตินัม ฉาบหน้าด้วยเงิน และขดลวดทองแดงอาบน้ำยาพันอยู่รอบแกนเหล็กอ่อน หลักการทำงานจะใช้การเหนี่ยวนำให้แกนเหล็กอ่อนกลายเป็นแม่เหล็กดูหน้าสัมผัสให้ตัดหรือต่อวงจร รีเลย์มีสองแบบคือแบบปกติปิดและปกติเปิด

รีเลย์

ภาพที่ 11.16 ตัวอย่างเบรกเกอร์ชนิดต่างๆ�ที่มา HTTP://WWW.BRUCELECTRIC.COM/FINDYOURCIRCUITBREAKERS

ภาพที่ 11.17 ลักษณะของรีเลย์�ที่มา HTTP://TEKNIKELEKTRONIKA.COM/PENGERTIAN-RELAY-FUNGSI-RELAY/

ใช้สำหรับแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้สูงขึ้นหรือต่ำลง เพื่อให้สามารถนำไปใช้งานได้ตามที่ต้องการ แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ

- หม้อแปลงขึ้น ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้าจากแรงเคลื่อนต่ำให้เป็นไฟฟ้าแรงเคลื่อนสูง

- หม้อแปลลง ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้าจากแรงเคลื่อนสูงให้เป็นไฟฟ้าแรงเคลื่อนต่ำ

หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้ตามเสาไฟริมถนนจะเป็นแบบค่าตายตัวไม่สามารถปรับค่าได้ ส่วนหม้อแปลงที่ใช้ในงานทั่วไปเช่น ระบบแสงสีเสียง จะเป็นแบบที่สามารถปรับแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่แปลงให้สูงหรือต่ำได้ตามต้องการ

หม้อแปลงไฟฟ้า

ภาพที่ 11.18 หม้อแปลงไฟฟ้า�ที่มา HTTP://IENERGYGURU.COM/2015/10/TRANSFORMER/

ใช้สำหรับเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานแสงสว่าง มีอยู่มากมายหลายชนิด เช่น หลอดธรรมดา หลอด LED หลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดนีออน หลอดสปอตไลต์ หลอดฮาโลเจน หลอดซีนอน ฯลฯ ประกอบด้วยส่วนต่างๆดังนี้

- ขั้วต่อ ทำจากโลหะทองแดงสำหรับต่อไฟไปยังไส้หลอด

- ส่วนโลหะ ทำจากเหล็กชุบหรือสแตนเลสแบบเป็นเขี้ยวหรือแบบเกลียว สำหรับยึดหลอดให้ติดกับเบ้าไฟ

- ไส้หลอด ทำจากทังสเตน สำหรับเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานแสงสว่าง

- หลอดแก้ว ทำจากแก้ว ภายในเป็นสุญญากาศ หรือบรรจุก๊าชเฉื่อยหรือปรอท

หลอดไฟ

ภาพที่ 11.19 ส่วนประกอบของหลอดไฟ

อ้างอิงจาก http://www.kr.ac.th/el/02/det/02.html

หลอดไฟที่นิยมใช้ทั่วไปในปัจจุบันคือหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ แบ่งเป็น 2 ชนิดดังต่อไปนี้

หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์แบบบัลลาสต์ภายใน แบ่งย่อยได้อีก 2 แบบคือ

- ชนิดแกนเหล็ก เป็นหลอดขนาดเล็ก มีลักษณะเป็นแท่งแก้วรูปตัวยู มีเปลือกนอกเป็นโคมทรงกระบอก มีชุดบัลลาสต์และสตาร์ตเตอร์รวมอยู่ในชิ้นเดียวกับตัวหลอด ถ้าเกิดชำรุดต้องเปลี่ยนใหม่ทั้งชุด หลอดชนิดนี้จะกระพริบก่อนจึงติด และค่อยๆสว่างขึ้นเรื่อยๆ

- ชนิดอิเล็กทรอนิกส์ มีลักษณะเหมือนกับหลอดชนิดแกนเหล็ก แต่จะไม่มีเปลือกนอกหุ้ม ตัวหลอดเรืองแสง มีความประหยัดไฟ และมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ตัวหลอดเป็นแท่งแก้วโค้งเป็นรูปตัวยูหลายชุดเชื่อมต่อกัน หลอดชนิดนี้จะจุดติดทันทีและกินไฟน้อยกว่าหลอดชนิดแกนเหล็ก

หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์แบบบัลลาสต์ภายนอก หลอดชนิดนี้มีหลักการเหมือนกับหลอดแบบภายใน แต่แตกต่างกันที่สามารถเปลี่ยนเฉพาะตัวหลอดได้เมื่อเวลาหลอดขาด มีทั้งที่เป็นแบบบัลลาสต์ แกนเหล็ก และแบบบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวหลอดมีลักษณะโค้งงอเป็นรูปตัวยู ภายในขั้วหลอดจะมีสตาร์ตเตอร์อยู่ภายใน และมีบัลลาสต์ อยู่ภายนอก การติดตั้งใช้งานจะต้องมีชุดขาเสียบเพื่อใช้กับบัลลาสต์ที่แยกออก

ภาพที่ 11.20 หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์�ที่มา HTTP://LUXMIELECTRIC.COM/?PAGE_ID=63

เป็นอุปกรณ์เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลด้วยวิธีหมุน ใช้เป็นต้นกำลังขับเคลื่อนเครื่องจักรต่างๆในงานอุตสาหกรรม เช่น พัดลม ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ เครื่องกลึง เครื่องไส เครื่องกัด หินเจียระไน สว่านไฟฟ้า เลื่อยไฟฟ้า เครื่องตัดโลหะแผ่น ปั๊มน้ำ เครื่องดูดฝุ่น ปั๊มลม ฯลฯ

- ส่วนประกอบ ประกอบด้วย 2 ส่วนหลักคือ ชุดฟีลด์คอยล์ ประกอบด้วยขดลวดทองแดงอาบน้ำยาพันอยู่รอบแกนเหล็กอ่อน และชุดอาร์มาเจอร์ ประกอบด้วยขดลวดทองแดงอาบน้ำยาพันรอบอยู่ตามร่องของทุ่นเหล็กอ่อนทรงกระบอก

- การทำงาน เมื่อปล่อยไฟฟ้าเข้าขดลวดฟีลด์คอยล์และอาร์มาเจอร์ จะเกิดการหมุนเหนี่ยวนำให้เหล็กอ่อนทั้ง 2 ชุดกลายเป็นแม่เหล็ก ขั้วเหมือนกันพลักกันอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดการหมุน โดยฟีลด์คอยล์จะอยู่กับที่ และอาร์มาเจอร์จะเป็นตัวถูกผลักให้หมุน

มอเตอร์

ภาพที่ 11.21 มอเตอร์ไฟฟ้าอุตสาหกรรม�ที่มา HTTP://WWW.AWFIFAPANIT.COM/PIC/35-1.JPG

ภาพที่ 11.22 ส่วนประกอบที่สำคัญของมอเตอร์�ที่มา HTTPS://WWW.PINTEREST.COM/PIN/548876273313992102/

เป็นอุปกรณ์เก็บประจุไฟฟ้าบวกและลบ โดยอาศัยหลักการไฟฟ้าสถิต มีชื่อเฉพาะเรียกว่าคอนเดนเซอร์ หรือคาปาซิเตอร์ ใช้ต่อในวงจรไฟฟ้าเพื่อเพิ่มพลังงานไฟฟ้าให้แก่อุปกรณ์ในช่วงเริ่มต้นการทำงาน หรือดูดซับพลังงานเพื่อลดความรุนแรงในอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ

- ส่วนประกอบ ประกอบด้วยแผ่นบวก แผ่นลบ และกระดาษมันกั้นบางๆ

- การทำงาน เมื่อมีไฟป้อนเข้าแผ่นบวกและแผ่นลบ จะเกิดการดูดกันแต่จะไม่สามารถวิ่งเข้าหากันได้เพราะมีกระดาษมันเป็นฉนวนกั้นอยู่ ประจุไฟจึงถูกเก็บไว้ในลักษณะไฟฟ้าสถิต เมื่อต้องการนำไปใช้งานให้ต่อสายไฟจากขั้วบวกผ่านอุปกรณ์ใช้งาน และไปครบวงจรที่ขั้วลบของตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุ

ภาพที่ 11.23 ตัวเก็บประจุ�ที่มา HTTPS://EN.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/CAPACITOR

ภาพที่ 11.24 ส่วนประกอบของตัวเก็บประจุ�ที่มา HTTP://BLOG.1000BULBS.COM/HOME/WHAT-IS-A-CAPACITOR-THE-BACKGROUND-SUPERHERO

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

เป็นอุปกรณ์ทำหน้าที่ 2 อย่าง คือ เป็นสวิตช์ตัดต่อวงจรและขยายสัญญาณ ทำจากวัสดุกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิกอนผสมฟอสฟอรัส เยอรมันเนียม ที่นิยมใช้อยู่ในปัจจุบันมีทรานซิสเตอร์ธรรมดา เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์ แบ่งได้ 2 ชนิด คือ PNP และชนิด NPN ทรานซิสเตอร์ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของวิทยุ โทรทัศน์ โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ ชุดควบคุม เครื่องซักผ้า เตาไมโครเวฟ และเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆอีกมากมาย

ทรานซิสเตอร์

ภาพที่ 11.25 ทรานซิสเตอร์�ที่มา HTTPS://WWW.ELPROCUS.COM/MAJOR-ELECTRONIC-COMPONENTS/

เป็นอุปกรณ์ที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ทางเดียว ทำจากวัสดุกึ่งตัวนำ ที่นิยมใช้ในปัจจุบันมีอยู่ 2 ชนิดคือ

- ไดโอดธรรมดา ใช้ในการแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง

- ไดโอดจำกัดค่า หรือเรียกอีกชื่อว่าซีเนอร์ไดโอด ใช้ในการควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้าไม่ให้เกินค่าที่กำหนด โดยไดโอดจำกัดค่าจะยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านตลอดทางที่หนึ่ง ส่วนทางที่สองจะยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านได้เมื่อไฟฟ้านั้นมีแรงเคลื่อนเกินค่ากำหนดของไดโอด

ไดโอด

ภาพที่ 11.26 ไดโอด�ที่มา HTTP://TECHTERMS.COM/DEFINITION/DIODE

เป็นแผงวงจรรวมที่มีขนาดเล็กมาก วงจรนี้จะถูกอัดด้วยพลาสติกแข็ง เพื่อป้องกันวงจรเสียหาย โดยจะมีขาโลหะยื่นออกมาสำหรับเสียบต่อใช้งาน นิยมใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ สามารถลดขนาดของเครื่องใช้ลงได้เป็นอย่างมาก ทำให้ใช้งานได้สะดวกและยังช่วยลดต้นทุนในการผลิตได้อีกด้วย

ไอซี

ตัวต้านทานหรือรีซิสเตอร์ ภายในเป็นค่าความต้านทาน ภายนอกเป็นเซรามิกเคลือบ คาดด้วยโค้ดสีบอกค่าของความต้านทาน ใช้ต่อในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟ้า หรือแบ่งกระแสไฟฟ้า

ตัวต้านทาน

ภาพที่ 11.27 ไอซี�ที่มา HTTP://WWW.MS-KIT.COM/CATEGORY/10

ภาพที่ 11.28 ตัวต้านทาน�ที่มา HTTP://OKMUSIC.JP/MUSICHUBZ/ARTISTS/106487/IMAGES

เครื่องใช้ไฟฟ้า

เป็นเครื่องใช้ดูภาพเคลื่อนไหวประกอบเสียง ด้วยวิธีรับคลื่นจากสถานีส่ง ผ่านเข้าวงจรอิเล็กทรอนิกส์ วงจรจะแปลงคลื่นให้เป็นภาพและเสียง

โทรทัศน์

เป็นเครื่องเป่าระบายอากาศและลดความร้อนภายในอาคาร โดยการใช้มอเตอร์หมุนใบพัดเป่าลม สามารถควบคุมระดับความเร็วได้ หมุนส่ายได้

พัดลม

ตัวอย่างของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่นิยมใช้กันทั่วไป มีดังต่อไปนี้

เป็นเครื่องแช่เย็นน้ำ อาหาร และเครื่องดื่ม ทำงานโดยใช้มอเตอร์หมุนปั๊มน้ำยาทำความเย็นจนความดันสูง และปล่อยให้ขยายตัวอย่างรวดเร็วผ่านขดท่อความเย็น ทำให้เกิดความเย็น แบ่งเป็นห้องธรรมดาและห้องแช่แข็ง

ตู้เย็น

วิทยุเป็นอุปกรณ์เปลี่ยนคลื่นวิทยุจากสถานีส่งเป็นคลื่นไฟฟ้าส่งผ่านลำโพง ลำโพงจะเปลี่ยนคลื่นไฟฟ้าเป็นคลื่นเสียง ส่วนเครื่องเสียงเป็นอุปกรณ์เปลี่ยนสัญญาณจากเทปหรือซีดีให้เป็นคลื่นเสียง ผ่านภาคขยายเสียง

วิทยุและเครื่องเสียง

หลักการทำความเย็นเหมือนกับตู้เย็นแต่จะมีชุดพัดลมเป่าผ่านแผงขดความเย็นออกมาตามช่องกระจายไปตามห้อง ทำให้ห้องมีอากาศเย็นสบาย สามารถปรับอุณหภูมิที่ต้องการได้

เครื่องปรับอากาศ