เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน



                                                     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                 



       2สารเรืองแสง ( Fluorescent Coating )
           เป็นสารเคมีที่นักวิทยาศาสตร์ประดิษฐ์ขึ้นมาโดยเลียนแบบสารเรืองแสงตามธรรมชาติ เช่น

หิ้งห้อย   กระดองหมึก   เปลือกหอยทะเล  เป็นต้น

         -สารเรืองแสงมีหน้าที่ ดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลต ( UV ) ไว้และจะคายพลังงานของ                รังสีอัลตราไวโอเลต ( UV ) ออกมา พลังงานที่คายออกมาอยู่ในรูปของพลังงานแสงซึ่งตาของมนุษย์มองเห็นในรูปของแสงสว่าง
                                                             ภาพ สารเรืองแสง 



                     -สารเรืองแสง ( Fluorescent Coating ) ที่ใช้มีหลายชนิด ได้แก่

                        - ฟอสฟอร์    ให้แสงสีธรรมชาติ (สีขาวแกมเหลืองอ่อน ๆ )
                        - 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




          มื่อกดสวิตช์วงจรไฟฟ้าของวงจรหลอดเรืองแสง  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