วงจรไฟฟ้า

                  วงจรไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้าภายในบ้าน

วงจรไฟฟ้า  ( Electric Circuit )

        วงจรไฟฟ้า หมายถึง เส้นทางการไหลของกระแสไฟฟ้าที่นำพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าไหลไปตามสายไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น สวิตช์ไฟฟ้า เพื่อไปส่งพลังงานไฟฟ้าให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้า จากนั้นกระแสไฟฟ้าจะไหลออกจากเครื่องใช้ไฟฟ้ากลับขั้วลบของแหล่งกำเนิดได้  เรียกว่า ครบวงจร   เครื่องใช้ไฟฟ้าจะทำงานได้  ดังภาพ

       ภาพ  วงจรไฟฟ้าและสัญลักษณ์วงจรไฟฟ้า 

1. ส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้า

วงจรไฟฟ้ามีส่วนประกอบ 4  ส่วน  แต่ละส่วนมีหน้าที่การทำงานดังนี้

1) แหล่งกำเนิดไฟฟ้า   

          แหล่งกำเนิดไฟฟ้า หรือแหล่งจ่ายไฟฟ้า   เป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า ( แรงเคลื่อนไฟฟ้า ) สูง ให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานไฟฟ้า  โดยแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ได้แก่  เซลล์ไฟฟ้าเคมีทุกชนิด  ไดนาโม   ไฟฟ้าบ้าน   เซลล์สุริยะ  เป็นต้น                    

2) อุปกรณ์ไฟฟ้า   

       เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ที่ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าเพื่อให้กระแส ไฟฟ้าไหลผ่านได้สะดวก ในการไปส่งพลังงานไฟฟ้าให้แก่เครื่องใช้ไฟฟ้า  อุปกรณ์ไฟฟ้าได้แก่  สะพานไฟ   ฟิวส์   สวิตช์ไฟฟ้า   เต้ารับเต้าเสียบ เป็นต้น

3) เครื่องใช้ไฟฟ้า

          เครื่องใช้ไฟฟ้าหรือเรียกว่า" โหลด " จะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานรูปอื่นๆ เช่น พลังงานแสง  พลังงานความร้อน พลังงานกล  พลังงานเสียง   เครื่องใช้ไฟฟ้าหรือโหลดแต่ละชนิดจะใช้พลังงานไฟฟ้าไม่เท่ากัน  ขึ้นอยู่กับ ค่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า  ค่ากระแสไฟฟ้า  ค่าความต้านทานไฟฟ้า  และกำลังไฟฟ้า  ตัวอย่างของเครื่องใช้ไฟฟ้า ได้แก่ ตู้เย็น  พัดลม เครื่องซักผ้า โทรทัศน์  วิทยุ  และเครื่องปรับอากาศ  เป็นต้น 

4) สายไฟฟ้า  

          สายไฟฟ้าเป็นตัวนำไฟฟ้า ใช้เชื่อมต่อวงจรให้ต่อถึงกันแบบครบรอบ เพื่อให้แหล่ง กำเนิดไฟฟ้าจ่ายกระแสไฟฟ้าและพลังงานไฟฟ้าถึงเครื่องใช้ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านวงจรไฟฟ้ากลับถึงขั้วลบของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าได้  เรียกว่า ครบวงจร   สายไฟฟ้าที่ใช้ต่อวงจรไฟฟ้าทำด้วยทองแดงมีฉนวนหุ้มโดยรอบเพื่อความปลอดภัยในการใช้งาน

2. สัญลักษณ์ในวงจรไฟฟ้า

3.  ประเภทของวงจรไฟฟ้า 

วงจรไฟฟ้าแบ่งออกได้  2  ประเภท  คือ

     1) วงจรไฟฟ้าปิด หมายถึง วงจรไฟฟ้าที่กระแสไฟฟ้าสามารถไหลไปส่งพลังงานไฟฟ้าให้แก่เครื่องใช้ไฟฟ้าได้และกระแสไฟฟ้าสามารถไหลกลับขั้วลบของเซลล์ไฟฟ้าหรือแบตเตอรี่ได้ เพื่อให้เครื่องใช้ไฟฟ้าทำงาน

      2) วงจรไฟฟ้าเปิด หมายถึง วงจรไฟฟ้าที่กระแสไฟฟ้าไม่สามารถไหลไปส่งพลังงานไฟฟ้าให้แก่เครื่องใช้ไฟฟ้าได้   และเครื่องใช้ไฟฟ้าไม่ทำงาน   ดังภาพ

          

                                 ภาพ1 วงจรไฟฟ้าปิด และวงจรไฟฟ้าเปิด   แบบอนุกรม

 


                    
 
                    

                               ภาพ2 วงจรไฟฟ้าปิด และวงจรไฟฟ้าเปิด   แบบขนาน

ภาพ3 วงจรไฟฟ้าปิด และวงจรไฟฟ้าเปิด   แบบผสม

วงจรไฟฟ้าภายในบ้าน

                     การต่อวงจรไฟฟ้าภายในบ้าน เพื่อต้องการให้กระแสไฟฟ้านำพลังงานไฟฟ้ามาส่งให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านตามที่เราต้องการ  โดยปกติวงจรไฟฟ้าภายในบ้านต้องต่อแบบขนาน ซึ่งจะทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดอยู่คนละวงจรไฟฟ้า เมื่อเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดใดเกิดขัดข้อง ด้วยสาเหตุใดก็ตาม เครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ ยังคงใช้งานได้ตามปกติ

                                                                 ภาพวงจรไฟฟ้าภายในบ้าน

      วงจรไฟฟ้าในบ้านเริ่มจาก มาตรวัดพลังงานไฟฟ้า ที่ตัวมาตรวัดพลังงานไฟฟ้าจะมีสายไฟฟ้าที่ต่อออกมาจำนวน 2 เส้น  กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านมาตรวัดพลังงานไฟฟ้าทางสายไฟฟ้าที่มีศักย์ไฟฟ้าสูง 220 โวลต์ เรียกว่า สายมีไฟ  จากนั้นไหลเข้าสู่สะพานไฟ  ผ่านฟิวส์และผ่านสวิตช์ แล้วไหลผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้า เพื่อคายพลังงานไฟฟ้าให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้า หลังจากนั้นกระแสไฟฟ้าจะไหลออกจากเครื่องใช้ไฟฟ้าทางสายไฟฟ้าอีกเส้นหนึ่ง ซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าต่ำเป็นศูนย์ เรียกว่า สายกลาง  แล้วกลับออกไปจากบ้านเรือน  สู่ขั้วลบของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า

วงจรไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน                                             

 

                                           ภาพ วงจรไฟฟ้าของเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน

การนำเครื่องใช้ไฟฟ้ามาต่อกับวงจรไฟฟ้าภายในบ้าน จะต้องต่อแบบขนาน เข้ากับเต้ารับของวงจรไฟฟ้า โดยเต้ารับทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้แก่เครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ  ดังภาพ

       

                           

                                               ภาพ เต้ารับ ชนิด  2  ตา และชนิด  3  ตา

 


                 การนำเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้สวิตช์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ควบคุมการปิด-เปิด วงจรของเครื่องใช้ไฟฟ้า จะต้องต่อแบบอนุกรมกับเครื่องใช้ไฟฟ้านั้น ๆ  ดังภาพ
                      
                       


                                          ภาพ การต่อสวิตช์ต้องต่ออนุกรมกับเครื่องใช้ไฟฟ้า



            ก่อนที่นักเรียนจะไปเรียน เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านและการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้า นักเรียนควรรู้จักอุปกรณ์ไฟฟ้าภายใบ้านก่อน  เพราะอุปกรณ์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่ทุกบ้านต้องติดตั้งก่อน  ก่อนที่จะซึ้อเครื่องใช้ไฟฟ้าเข้าบ้าน