อุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน

                           อุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน

                    เครื่องใช้ต่าง ๆ ภายในบ้านส่วนใหญ่เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้า ทั้งนี้เป็นเพราะพลังงานไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปอื่น ตามความต้องการได้โดยง่าย และอีกทั้งเทคโนโลยีในการประดิษฐ์และผลิตเครื่องมือเครื่องใช้ที่ใช้กับพลังงานไฟฟ้าได้พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว   ดังนั้นก่อนที่นักเรียนจะซื้อเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ มาใช้ภายในบ้านนั้น   บ้านของนักเรียนจะต้องติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าภายในบ้านให้เสร็จก่อน   เพื่อที่จะได้ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าได้อย่างสะดวก และเป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้แก่เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านได้

                   อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าภายในบ้าน จะประกอบด้วย  สายไฟฟ้า   ฟิวส์   สวิตช์  สะพานไฟ    เต้ารับและเต้าเสียบ  เป็นต้น

1.  สายไฟฟ้า

                    สายไฟฟ้า   เป็นโลหะตัวนำไฟฟ้า   ที่ใช้ส่งพลังงานไฟฟ้าจากที่แห่งหนึ่งไปยังอีกแห่งหนึ่ง  โดยกระแสไฟฟ้านำพลังงานไฟฟ้าผ่านไปตามสายไฟฟ้า   สายไฟฟ้าทำด้วยสารที่เป็นตัวนำไฟฟ้า

                         

                                                ภาพ สายไฟฟ้าและฉนวนหุ้มสายไฟฟ้า

 

                    โลหะที่ใช้ทำลวดตัวนำไฟฟ้า จะมีขนาดต่าง ๆ กัน   และความต้านทานไฟฟ้าของเส้นลวดตัวนำไฟฟ้าจะเกิดขึ้นเสมอ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ลวดตัวนำไฟฟ้าที่มีความต้านทานไฟฟ้ามาก จะทำให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้น้อยลง ดังกราฟ

                                     กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความนำไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้ากับ

                                           ความต้านทานไฟฟ้า เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าคงที่

การแบ่งประเภทของสายไฟฟ้า

       สายไฟฟ้า สามารถแบ่งออกได้  2   ประเภท คือ

          1)  สายไฟฟ้าที่มีฉนวนห่อหุ้ม      

            สายไฟฟ้าชนิดนี้ถูกห่อหุ้มด้วย ยาง  PVC   ด้ายถัก  มีความทนทานต่อดินฟ้าอากาศ ไม่ติดไฟ ทนความร้อน  แข็งเหนียว  ไม่เปื่อยง่าย  นิยมใช้งานมากที่สุด    สายไฟฟ้าชนิดนี้ใช้เดินภายในอาคาร นิยมใช้ร้อยในท่อแล้วยึดท่อกับผนัง หรือฝังท่อในเสาหรือพื้น                        

                        

                                 ภาพ สายไฟฟ้ามีฉนวนหุ้ม ร้อยผ่านท่อภายในอาคาร

     2)  สายไฟฟ้าที่ไม่มีฉนวนห่อหุ้มภายนอก

                สายไฟฟ้าที่ไม่มีฉนวนหุ้ม หรือเรียกว่า สายเปลือยใช้เป็นสายไฟฟ้าแรงสูง  ทำจากเส้นลวดอะลูมิเนียมล้วนขนาดเท่า ๆ กัน พันตีเกลียวเป็นชั้น ๆ ไม่มีฉนวนหุ้ม   ซึ่งต้องขึ้งไว้ในที่สูงและมีลมพัดผ่านตลอดเวลา เป็นการระบายความร้อนให้กับสายไฟฟ้า ทำให้สายไฟฟ้าไม่เกิดความร้อนสายเปลือยใช้กับระบบไฟแรงสูงที่มีแรงดัน 11 กิโลโวลต์ขึ้นไป สายเปลือยที่นิยมใช้งาน  ได้แก่สายอะลูมิเนียม เพราะมีน้ำหนักเบาและราคาถูก

 

                                   ภาพ  สายไฟฟ้าไม่มีฉนวนหุ้ม หรือสายเปลือย ภายนอกอาคาร

   

          ในการเลือกใช้สายไฟฟ้า ที่ใช้เดินภายใน หรือภายนอกอาคาร ต้องคำนึงถึงขนาดของสายไฟฟ้า   คือ ให้โตพอเหมาะเพื่อไม่ให้สิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้า สายไฟฟ้าที่ร้อนจัดเกินไปจะส่งผลต่อค่าไฟฟ้าเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านชิ้นใดที่กินกระแสไฟฟ้ามาก กระแสไฟฟ้าย่อมไหลผ่านสายไฟฟ้าเป็นปริมาณมากเช่นกัน   การเลือกใช้สายไฟฟ้าขนาดใดนั้น ควรดูจากตัวอักษรที่กำกับอยู่บนสายไฟฟ้า ( ดังภาพ )

                                                             ภาพ ตัวอักษรกำกับบนสายไฟฟ้า

         จากภาพตัวอย่าง สายไฟฟ้ามีตัวอักษรกำกับ ดังนี้  300 V  70 °C  P.V.C  2 × 2.5 SQ mm.   ความหมายว่า  สายไฟฟ้าเส้นนี้ ใช้กับความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงสุดได้ไม่เกิน 300 โวลต์ ในที่ซึ่งมีอุณหภูมิสูงสุดได้ไม่เกิน 70 องศาเซลเซียส สายไฟฟ้านี้ใช้ P.V.C. หุ้มเป็นฉนวน   ภายในเป็นสายไฟฟ้า 2 เส้นคู่  โดยแต่ละเส้นมีพื้นที่ตัดเส้นละ 2.5 ตารางมิลลิเมตร     นอกจากนั้นจะมีชื่อบริษัทผู้ผลิตด้วย

        ในสภาพการณ์ปกติ ตามธรรมชาติสายไฟฟ้า จะมีความต้านทานไฟฟ้าเกิดขึ้นไม่มากก็น้อย ซึ่งจะมีผลให้พลังงานไฟฟ้าส่วนหนึ่งถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน ( Heat ) ซึ่งเรียกว่า เกิดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าเกิดขึ้นในสายไฟฟ้าเส้นนั้น และทำให้เกิดอุบัติภัยทางไฟฟ้าขึ้น เช่น เกิดไฟฟ้าลัดวงจร และ ไฟฟ้ารั่ว ได้   

   2.  ฟิวส์ ( Fuse )

                 รูปสัญลักษณ์ของฟิวส์   คือ   

ฟิวส์ ( Fuse )  หมายถึง  อุปกรณ์ไฟฟ้าที่เป็นส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้า เพื่อป้องกันอันตรายอันเกิดจากกระแสไฟฟ้าเข้าวงจรไฟฟ้ามากเกินไป หรือไฟฟ้าเกิดการลัดวงจร

              หน้าที่ของฟิวส์  -ใช้ตัดวงจรไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านวงจรมากเกินไป

หรือเมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจร

              สมบัติของฟิวส์  - มีจุดหลอมเหลวต่ำ

                โดยปกติดเมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านฟิวส์ จะทำให้ฟิวส์ร้อน ความร้อนนี้จะยังไม่มากพอที่จะทำให้ฟิวส์หลอมละลาย แต่ถ้ากระแสไฟฟ้าผ่านมากเกินปกติ เช่น เกิดไฟฟ้าลัดวงจร     จะทำให้ฟิวส์หลอมละลายขาดออกจากกัน ฟิวส์จึงช่วยตัดวงจรไฟฟ้าก่อนที่จะเกิดอันตรายจากการที่กระแสไฟฟ้าผ่านมากเกินปกติ หรือไฟฟ้าลัดวงจร ขนาดของฟิวส์จึงถูกกำหนดให้เป็นค่าของกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ผ่านได้ โดยฟิวส์ไม่ขาด                                                                                       

                                                      ภาพ ฟิวส์ ชนิดต่าง ๆ
 

            - ฟิวส์ที่มาตรฐานจะทำด้วยโลหะผสมระหว่าง ตะกั่ว ( Pb )  ดีบุก  ( Sn ) และ บิสมัส ( Bi )

         - ฟิวส์ ที่ใช้กันตามบ้านมีหลายขนาด เช่น 5 , 10 , 15 , 30 ฯลฯ แอมแปร์

         - ฟิวส์ ขนาด 15 แอมแปร์  หมายความว่าอย่างไร  หมายความว่า ฟิวส์นี้ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ไม่เกิน 15 แอมแปร์ ถ้ากระแสไฟฟ้าไหลผ่านมากเกินกว่า 15 แอมแปร์ ฟิวส์จะหลอมละลาย       ( ขาด )

ฟิวส์อัตโนมัติ คือ ฟิวส์ที่มีสวิตช์ตัดวงจรไฟฟ้าอัตโนมัติ เมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจร หรือกระแสไฟฟ้าไหลผ่านมากเกินไป

                                                              ภาพ  เซอร์กิต เบรกเกอร์  

                เซอร์กิต เบรกเกอร์ ( Circuit Breaker )  หมายถึง ฟิวส์อัตโนมัติที่จะตัดวงจรไฟฟ้าเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเกินกำหนด หรือมีไฟฟ้าลัดวงจรเกิดขึ้น

3.  สะพานไฟ ( Cut Out )        

                - สะพานไฟ หรือคัทเอาท์  เป็นอุปกรณ์ตัด-ต่อวงจรไฟฟ้าภายในบ้านหรืออาคาร

            - ประโยชน์  ช่วยให้เกิดความสะดวกและปลอดภัยในการซ่อมแซม หรือติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้าโดยยกสะพานไฟฟ้าลงเพื่อตัดวงจรไฟฟ้าทั้งหมดในบ้านเมื่อซ่อมแซมหรือติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้าเสร็จแล้ว  จึงยกคันโยกของสะพานไฟเข้าสูที่เดิมให้แน่นสนิทเข้ากับที่รองรับ เพื่อต่อวงจรไฟฟ้าให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ตามปกติ

                                                            ภาพ  สะพานไฟ

                                                   ภาพ ส่วนประกอบของสะพานไฟ

 

             ในสะพานไฟจะมีฟิวส์ต่ออยู่ด้วย    สะพานไฟมีหลายขนาด เช่น 10 , 30 , 100 แอมแปร์

           - สะพานไฟ ขนาด 30 แอมแปร์  หมายความว่าอย่างไร  หมายความว่า  สะพานไฟนี้ยอมให้ปริมาณกระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ไม่เกิน 30 แอมแปร์

          โดยปกติสะพานไฟขนาดใหญ่จะใช้เชื่อมให้กระแสไฟฟ้าทั้งหมดไหลผ่านเข้าสู่วงจรไฟฟ้าในบ้าน  ซึ่งสะพานไฟขนาดใหญ่จะเชื่อมต่อกับสายไฟฟ้าที่มาจาก  มาตรวัดพลังงานไฟฟ้า  เข้ากับวงจรไฟฟ้าในบ้าน   และใช้สะพานไฟขนาดรองลงมาเชื่อมต่อเพื่อเอากระแสไฟฟ้าไปใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าในส่วนต่าง ๆ ของห้องหรือของบ้าน (ดังภาพ)

                                 ภาพ  การต่อเชื่อมโยงจากสะพานไฟใหญ่กับสะพานไฟรอง

        

   4.  สวิตช์  ( Switch )

         - สวิตช์ คือ อุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับเปิด-ปิด วงจรไฟฟ้าส่วนที่เราต้องการ โดยการต่ออนุกรมกับเครื่องใช้ไฟฟ้านั้น ๆ

                                          ภาพ  การต่อสวิตช์ต้องต่ออนุกรมกับเครื่องใช้ไฟฟ้า

               - สวิตช์ ขนาด 5 แอมแปร์ หมายความว่าอย่างไร หมายความว่า สวิตช์นี้ทนกระแสไฟฟ้าได้สูงสุด 5 แอมแปร์ และใช้กับความต่างศักย์ไฟฟ้าได้สูงสุด 220 โวลต์

                                                         ภาพ สวิตช์ ขนาด  5  แอมแปร์

              สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่ต้องใช้กระแสไฟฟ้ามาก ๆ เช่น เครื่องปรับอากาศ  เครื่องสูบน้ำ เครื่องทำน้ำอุ่น ควรใช้ ฟิวส์อัตโนมัติหรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ มาใช้ควบคุมแทนเพราะสามารถทนกระแสไฟฟ้าได้สูงกว่าสวิตช์

            - สวิตช์ แตกต่างจากสะพานไฟหรือคัทเอาท์ ตรงที่สวิตช์ตัดวงจรไฟฟ้าเพียงสายเดียว แต่สะพานไฟหรือคัดเอาท์ตัดวงจรไฟฟ้าทั้ง 2 สาย

 5.  เต้ารับและเต้าเสียบ  ( Receptacle และ Attachment plug )

            - เต้าเสียบ คือ  อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ติดมากับเครื่องใช้ไฟฟ้า จึงเป็นหน้าที่ของผู้ผลิตเครื่องใช้    

                    ไฟฟ้า ที่จะต้อง ให้เต้าเสียบมากับเครื่องใช้ไฟฟ้า

            - เต้า รับ  คือ  อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต่อสายไฟเป็นวงจรเปิด และจะครบวงจรเมื่อต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้า

            - หน้าที่ของเต้ารับ  เป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้แก่เครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ

                                                        ภาพ   เต้าเสียบ

                                                    ภาพ  เต้ารับ ชนิด  2  ตา และชนิด  3  ตา

                - ตัวเลขและตัวอักษร ที่ระบุบนเต้ารับหรือเต้าเสียบ เช่น ระบุว่า   15 A 220 V    หมายความว่าอย่างไร        

           -หมายความว่า    เต้ารับหรือเต้าเสียบ นี้ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้สูงสุด   15 แอมแปร์ และใช้กับไฟฟ้าความต่างศักย์ไฟฟ้าสูงสุด 220 โวลต์

            - เต้ารับ (ปลั๊กตัวเมีย)  มี 2 ชนิด คือ เต้ารับ 2 ตา   เต้ารับ 3 ตา

            - เต้าเสียบ (ปลั๊กตัวผู้)  มี 2 ชนิด คือ เต้าเสียบ 2 ขา   เต้าเสียบ 3 ขา

 

                                  ภาพ  เต้ารับและเต้าเสียบ  ชนิด  3  ตา และ  3 ขา   

            - การต่อเต้ารับและเต้าเสียบ แตกต่างกันอย่างไร แตกต่างกัน คือ เต้ารับต่อเข้ากับวงจรไฟฟ้าภายในบ้าน ส่วนเต้าเสียบต่อเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้า

           - เต้ารับและเต้าเสียบ ชนิด 3 ตา  เป็นเต้ารับและเต้าเสียบที่มีขาโลหะ 3 ขา หรือ 3 ช่อง ซึ่งช่องและขาที่เพิ่มขึ้นมาเป็นตำแหน่งที่ต่อกับสายดิน ถ้าเกิดกระแสไฟฟ้ารั่วขึ้นมา กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านสายดินและลงดินไปไม่เกิดอันตรายต่อผู้ใช้ขณะจับเครื่องใช้นั้น

วิธีการใช้เต้ารับและเต้าเสียบ

   1. เวลาใช้เต้าเสียบจะต้องแน่นสนิทกับเต้ารับ เพื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้สะดวก แต่ถ้าเต้าเสียบหลวมหรือโยกคลอน จะมีผลทำให้เกิดความต้านทานไฟฟ้าสูงตรงรอยต่อของเต้ารับและเต้าเสียบ ทำให้เกิดความร้อนขึ้นบริเวณนั้น จนอาจทำให้เกิดไฟไหม้ได้