เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน
เครื่องใช้ไฟฟ้าเป็นเครื่องมือเครื่องใช้ภายในบ้านที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปต่าง
ๆ เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน แบ่งออกเป็น 4 ประเภท
คือ
1. เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้แสงสว่าง หมายถึง
เครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสง เช่น
หลอดไฟฟ้าทุกชนิด หลอดไฟหน้ารถยนต์ ไฟฉาย
เป็นต้น
2.เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้พลังงานความร้อน หมายถึง
เครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน
เช่น เตาไฟฟ้า เตารีดไฟฟ้า
หม้อหุงข้าวไฟฟ้า กาต้มน้ำไฟฟ้า
เครื่องเป่าผม กระทะไฟฟ้า เป็นต้น
3.
เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้พลังงานกล หมายถึง เครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล
(หมุน) เช่น มอเตอร์พัดลม จักรเย็บผ้าไฟฟ้า เครื่องปั่นน้ำผลไม้ เครื่องซักผ้า เครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น
เป็นต้น
4.
เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้พลังงานเสียง หมายถึง
เครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเสียง
เช่น เครื่องรับวิทยุ เครื่องบันทึกเสียง เครื่องขยายเสียง โทรศัพท์ เป็นต้น
1. เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้แสงสว่าง
หลอดไฟฟ้าชนิดต่าง
ๆ ที่ใช้กันทั่วไปตามบ้านเรือนในปัจจุบัน มีดังนี้
1) หลอดไฟฟ้าธรรมดาหรือหลอดแบบมีไส้
หลอดไฟฟ้าธรรมดา หรือหลอดแบบมีไส้ มีลักษณะเป็นรูปกระเปาะแก้วใส มีไส้หลอดเป็นเส้นเล็ก
ๆ ขดเป็นสปริง บรรจุภายใน ไส้หลอดทำด้วยโลหะทังสเตน โลหะออสเมียม
หรือโลหะผสมระหว่างทังสเตนกับออสเมียม เรียกว่า ออสแรม ( Osram
) ภายในหลอดแก้วสูบอากาศออกจนหมด เพราะถ้าภายในหลอดมีอากาศ เมื่อไส้หลอดร้อน แก๊สออกซิเจนจะทำปฏิกิริยาเคมีกับไส้หลอด
กลายเป็นโลหะออกไซด์ ซึ่งเปราะ ยุ่ยง่าย
ซึ่งทำให้ไส้หลอดขาดง่าย แล้วบรรจุแก๊สไนโตรเจน ( N2
)และแก๊สอาร์กอน (Ar) เพียงเล็กน้อยไว้แทนที่
แก๊สนี้จะช่วยให้ไส้หลอดที่ได้รับความร้อนไม่ระเหิดไปจับที่ผิวหลอดแก้ว
ทำให้หลอดไฟฟ้าไม่ดำ
ภาพ ส่วนประกอบของหลอดแบบมีไส้
หลักการทำงานของหลอดไฟฟ้าธรรมดา
เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านไส้หลอดที่มีขนาดเล็ก
ที่มีความต้านทานไฟฟ้าสูงมาก ๆ พลังงานไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน ทำให้ไส้หลอดมีความร้อนสูงจนสามารถเปล่งเป็นแสงสว่างออกมาได้
2) หลอดเรืองแสง
หลอดเรืองแสงเป็นหลอดไฟฟ้าที่ให้แสงสว่างโดยการแตกตัวของแก๊สที่บรรจุภายในหลอด
หลอดเรืองแสงมีหลายชนิด เช่น หลอดฟลูออเรสเซนด์ หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์
หลอดนีออน หลอดแสงจันทร์
หลอดไอปรอท หลอดไอโซเดียม เป็นต้น
2.1) หลอดฟลูออเรสเซนด์
( Fluorescent
Lamp )
ภาพ หลอดฟลูออเรสเซนต์
ส่วนประกอบสำคัญของหลอดฟลูออเรสเซนต์
1) ตัวหลอดฟลูออเรสเซนต์
เป็นหลอดแก้วทรงกระบอก
มีหลายแบบ เช่น หลอดยาว วงกลม เกือกม้า ภายในหลอดสูบอากาศออกจนหมดแล้วบรรจุปรอทไว้เพียงเล็กน้อย
ที่ผิวด้านในของหลอดแก้วจะฉาบด้วยสารเรืองแสง และที่ปลายหัวและท้ายของหลอดมีไส้หลอดทำด้วยโลหะทังสเตน
หรือ วุลแฟรมขดเป็นเส้นเล็ก ๆ ซึ่งมีความต้านทานกระแสไฟฟ้าสูงมาก
ภาพ ตัวหลอดและไส้หลอดฟลูออเรสเซนต์
2)
สารเรืองแสง ( Fluorescent Coating )
เป็นสารเคมีที่นักวิทยาศาสตร์ประดิษฐ์ขึ้นมาโดยเลียนแบบสารเรืองแสงตามธรรมชาติ
เช่น
หิ้งห้อย กระดองหมึก
เปลือกหอยทะเล เป็นต้น
-สารเรืองแสงมีหน้าที่
ดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลต ( UV )
ไว้และจะคายพลังงานของ รังสีอัลตราไวโอเลต
( UV ) ออกมา
พลังงานที่คายออกมาอยู่ในรูปของพลังงานแสงซึ่งตาของมนุษย์มองเห็นในรูปของแสงสว่าง
-สารเรืองแสง ( Fluorescent Coating )
ที่ใช้มีหลายชนิด ได้แก่
- แมกนีเซียม ทังสเตน ให้แสงสีธรรมชาติ (สีขาวแกมฟ้าอ่อน ๆ )
-
ซิงค์ เบริลเลี่ยม ซิลิเทค ให้แสงสีเหลืองนวล
-
ซิงค์ ซิลิเคท ให้แสงสีเขียว
- แคดเมียม ซิลิเคท
ให้แสงสีชมพูอ่อน
- แคลเซียม ทังสเตน ให้แสงสีน้ำเงิน
-
แคดเมียม บอเรท ให้แสงสีชมพู
3) สตาร์ตเตอร์ ( Starter
)
ภาพ
สตาร์ตเตอร์
เป็นหลอดแก้วภายในบรรจุแก๊สนีออน และแผ่นโลหะคู่
ที่งอตั้งได้ เมื่อได้รับความร้อน เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านโลหะคู่แผ่นหนึ่ง และผ่านแก๊สนีออน
ไปยังแผ่นโลหะคู่อีกอันหนึ่ง ในขณะที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านแก๊สนีออน นั้นจะมีแสงหรือประกายไฟเกิดขึ้น
มีผลทำให้แผ่นโลหะคู่ร้อนและงอโค้งมาแตะกัน
ทำให้กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านแผ่นโลหะคู่ทั้งสองได้โดยไม่ต้องไหลผ่านแก๊สนีออน ฉะนั้น
หน้าที่ของ สตาร์ตเตอร์ คือ เป็นสวิตช์อัตโนมัติช่วยให้หลอดฟลูออเรสเซนต์เปล่งแสงสว่างได้
เมื่อหลอดไฟฟ้าเปล่งแสงสว่างแล้วสตาร์ตเตอร์ ก็จะหยุดการทำงาน
4) แบลลัสต์ ( Ballast )
ภายในเป็นขดลวดทองแดงที่พันอยู่รอบแกนเหล็ก
ขณะกระแสไฟฟ้าไหลผ่านจะเกิดอำนาจแม่เหล็กไฟฟ้า
และมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้น ซึ่งทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างไส้หลอดสองข้างมากพอที่กระแสไฟฟ้าจะผ่านไอปรอทจากข้างหนึ่งไปยังอีกข้างหนึ่งของหลอดได้
ในขณะเดียวกันแผ่นโลหะคู่ในสตาร์ตเตอร์ แยกออกจากกัน นอกจากนี้แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้น
ทำให้กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำไหลในทิศตรงข้ามกับกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า
หน้าที่ของแบลลัสต์
1.
เพิ่มความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างไส้หลอดทั้งสองข้างให้สูงขึ้น
เพื่อให้หลอดติดในครั้งแรก
2.
ควบคุมและลดความต่างศักย์ไฟฟ้าลงให้คงที่ เมื่อหลอดติดแล้ว
หลักการทำงานของหลอดฟลูออเรสเซนต์
เมื่อกดสวิตช์วงจรไฟฟ้าของวงจรหลอดเรืองแสง กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านไส้หลอดทังสเตนที่มีความต้านทานไฟฟ้าสูงมาก
ๆ พลังงานไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน
จึงทำให้ไส้หลอดมีความร้อนสูง ความร้อนที่เกิดขึ้นจะทำให้ปรอทที่บรรจุไว้ในหลอดกลายเป็นไอ
จากนั้นกระแสไฟฟ้าไหลผ่านไปยัง สตาร์ตเตอร์ ที่ภายในเป็นแผ่นโลหะคู่ที่แยกกันและมีแก๊สนีออน
บรรจุอยู่ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านแผ่นโลหะและไหลผ่านแก๊สนีออน
ซึ่งแก๊สนีออนจะติดไฟหรือมีประกายไฟเกิดขึ้น
มีผลทำให้แผ่นโลหะคู่ร้อนและงอโค้งมาแตะกัน ทำให้กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านแผ่นโลหะคู่ไปยังไส้หลอดอีกด้านหนึ่งได้ และคายพลังงานไฟฟ้าให้แก่ ไส้หลอดจึงทำให้เกิดความร้อนที่ไส้หลอดมากขึ้นและปรอทกลายเป็นไอมากขึ้นจนเพียงพอที่จะนำไฟฟ้าได้
ในเวลาเดียวกันกระแสไฟฟ้าก็ไหลไปยังแบลลัสต์ ซึ่งภายในเป็นขดลวดทองแดงที่พันอยู่รอบแกนเหล็ก
ขณะกระแสไฟฟ้าผ่านจะเกิดอำนาจแม่เหล็กไฟฟ้า
และมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้น ทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างไส้หลอดสองข้างสูงมากพอที่ทำให้กระแสไฟฟ้าโดยอิเล็กตรอนจะวิ่งผ่านจากไส้หลอดหนึ่งไปยังไส้หลอดอีกด้านหนึ่งได้โดยไม่ต้องผ่านสตาร์ตเตอร์ซึ่งขณะนั้น สตาร์ตเตอร์ มีอุณหภูมิลดลง แผ่นโลหะคู่จึงแยกออกจากกัน
ทำให้กระแสไฟฟ้าไม่ไหลผ่าน สตาร์ตเตอร์
อีกแล้ว ขณะที่อิเล็กตรอนวิ่งไปจะชนกับอะตอมของไอปรอทเข้า
เรียกว่า ภาวะถูกกระตุ้น ( Excited State ) ทำให้อะตอมของไอปรอทเกิดการสูญเสียระดับชั้นพลังงาน พลังงานที่สูญเสียออกมา จะอยู่ในรูปของรังสีอัลตราไวโอเลต ( UV ) สารเรืองแสงที่ฉาบไว้ที่ผิวด้านในของหลอดเรืองแสง
ก็จะดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลต ( UV )
ไว้และจะคายพลังงานของรังสีอัลตราไวโอเลต ( UV ) ออกมา พลังงานที่สารเรืองแสงคายออกมาจะอยู่ในรูปของพลังงานแสงซึ่งตาของมนุษย์มองเห็น เมื่อเกิดแสงสว่างขึ้นจัดว่าหลอดเรืองติดแล้ว
เมื่อหลอดเรืองแสงติดแล้ว แบลลัสต์จะทำหน้าที่อีกครั้งโดยการลดความต่างศักย์ไฟฟ้าลงให้คงที่ ให้เหลือ 220 โวลต์ หลอดเรืองจะเปล่งแสงสว่างตลอดไป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น