Page 1

หน่วยที่ 1 โครงสร้างมิเตอร์ไฟตรง

นาเสนอโดย นายชนะ สี พะนามน้อย


หน่ วยที่ 1 โครงสร้ างมิเตอร์ ไฟตรง 1.1 ปริมาณทางไฟฟ้า ปริ มาณไฟฟ้ าต่างๆ ที่ถูกนามาใช้งานมีดว้ ยกันหลายชนิด หลาย รู ปแบบ และหลายค่าปริ มาณไฟฟ้ าเหล่านี้ไม่สามารถสัมผัส จับต้อง หรื อ ให้ประสาทสัมผัสต่างๆ วัดค่าปริ มาณไฟฟ้ าได้โดยตรง เพราะปริ มาณ ไฟฟ้ าบางชนิดอาจทาให้เกิดอันตรายถึงพิการ หรื อรุ นแรงจนถึงเสี ยชีวิต ได้ และบางปริ มาณไฟฟ้ าประสาทสัมผัสต่างๆ ไม่สามารถรับรู ้ได้ โดยตรง การรับรู ้ตอ้ งอาศัยอุปกรณ์หรื อ เครื่ องมือช่วยในการวัดค่า หรื อ แสดงค่าออกมา โดยจะมีการเปลี่ยนค่าปริ มาณไฟฟ้ าเหล่านั้นไปอยูใ่ น รู ปปริ มาณในรู ปอื่นๆ เช่น การเคลื่อนที่ ความร้อน แสง เสี ยง หรื อ การสัน่ สะเทือนเป็ นต้น


1.2 โครงสร้ างเบือ้ งต้ นของมิเตอร์ ชนิดเข็มชี้ มิเตอร์ (Meter) ถือเป็ นเครื่ องมือวัดไฟฟ้ าแบบพื้นฐานที่ถูกสร้าง ขึ้นมาใช้งานอย่างแพร่ หลายทัว่ ไป มิเตอร์ ชนิดนี้จะมีส่วนแสดงผลอยู่ ในรู ปของเข็มชี้บ่ายเบนไป เรี ยกส่ วนนี้วา่ ส่ วนเคลื่อนไหวของ มิเตอร์ (Meter Movement) ซึ่งจะเป็ นชนิดมิเตอร์กระแสไฟตรง (Direct – Current Meters) เข็มชี้ของมิเตอร์ (Pointer) ที่บ่ายเบนไปได้อาศัยหลักการหมุนตัว ของขดลวดเคลื่อนที่ (Moving Coil) ถูกวาง อยูใ่ นสนามแม่เหล็ก (Magnetic Field) ของแม่เหล็กถาวร (Permanent Magnet) ในขณะที่มี กระแสไฟตรงไหลผ่าน ขดลวดเคลื่อนที่ มิเตอร์ชนิดนี้เรี ยกว่า มิเตอร์ ชนิดขดลวดเคลื่อนที่ (Moving Coil Type Meter) มิเตอร์ชนิดนี้เป็ น มิเตอร์ใช้วดั ไฟกระแสตรง (DC) เมื่อมีไฟกระแสตรงไหลผ่านมิเตอร์ มิเตอร์จึงสามารถ บ่ายเบนไปแสดงค่าการวัด ออกมาได้


รู ปที่ 1.1 โครงสร้ างเข็มมิเตอร์ เบือ้ งต้ น

เมื่อจ่ายกระแสให้ไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่ ส่ งผลให้ขดลวดเคลื่อนที่เกิด สนามแม่เหล็กไฟฟ้ าขึ้นมา ขั้วของ สนามแม่เหล็กไฟฟ้ าที่เกิด ขึ้นอยูก่ บั ลักษณะ การพันขดลวดเคลื่อนที่ โดยจะต้องพันขดลวดเคลื่อนที่ให้ได้ข้วั ของ สนามแม่เหล็กไฟฟ้ าออกมา เหมือนกับขั้วของแม่เหล็กถาวรที่วางอยูใ่ กล้ๆ เป็ น ผลให้สนามแม่เหล็กทั้งสองเกิดการ ผลักกันขึ้น


ทิศทางการบ่ายเบนของแม่เหล็กไฟฟ้ า หาได้จาก กฎมือซ้ายของเฟรมมิ่ง ซึ่งกล่าวไว้ดงั นี้ ให้กาง นิ้วหัวแม่มือ นิ้วชี้ และนิ้วกลาง ของมือซ้ายออก โดยให้ นิ้วทั้งสามตั้งฉากซึ่งกันและกัน นิ้วหัวแม่มือจะชี้ไปในทิศ ทางการเคลื่อนที่ของ แม่เหล็กไฟฟ้ า นิ้วชี้จะชี้ไปในทิศ ทางการเคลื่อนที่ของเส้นแรงแม่เหล็ก นิ้วกลางจะชี้ไปใน ทิศทางการเคลื่อนที่ของ กระแสอิเล็กตรอน เมื่อใช้นิ้วทั้ง สามวางในทิศทางที่ถูกต้อง จะสามารถหาทิศทางการ เคลื่อนที่ของแม่เหล็กไฟฟ้ าได้ กฎมือซ้ายของเฟรมมิ่ง


รู ปที่1.2 กฎมือซ้ ายของเฟรมมิง่


1.3 ส่ วนประกอบของดาร์สนั วาล์มิเตอร์ มิเตอร์ชนิดขดลวดเคลื่อนที่ที่สร้างมาใช้งาน เป็ นมิเตอร์ ชนิดใช้วดั ไฟฟ้ ากระแสตรง มีชื่อเรี ยกเฉพาะว่า ดาร์สนั วาล์ มิเตอร์ (D’Arsonval Meter) คือ การที่มิเตอร์จะสามารถทางาน ได้ แรงดันและกระแสที่ป้อนให้ขดลวด เคลื่อนที่ตอ้ งเป็ นไฟ กระแสตรง (DC) เท่านั้น และต้องจ่ายขั้วแรงดันให้มิเตอร์ ถูกต้องตามขั้วที่กาหนดไว้ โครงสร้าง และส่ วนประกอบของ ดาร์สนั วาล์มิเตอร์ แสดงดังรู ปที่1.3


รู ปที่1.3 โครงสร้ างและส่ วนประกอบของดาร์ สันวาล์ มิเตอร์


1.4 การทางานของมิเตอร์ ไฟตรงชนิดเข็มชี้ มิเตอร์ไฟตรงชนิดเข็มชี้หรื อมิเตอร์ดาร์สนั วาล์ ถือเป็ น มิเตอร์เบื้องต้นที่สามารถนาไปใช้วดั ค่าปริ มาณไฟฟ้ า โดย อาศัยสนามแม่เหล็กผลักดันกัน ทาให้เข็มชี้บ่ายเบนไปชี้ค่า ปริ มาณไฟฟ้ าบนสเกลมิเตอร์ออกมา สิ่ งสาคัญในการใช้ มิเตอร์ดาร์ สันวาล์ คือไฟที่จ่ายให้ข้ วั มิเตอร์ดอ้ งถูกต้องทั้ง ขนาดแรงดัน หรื อกระแส และขั้วแรงดันหรื อกระแส ลักษณะการทางานของดาร์สนั วาล์มิเตอร์


รู ปที่1.4 การบ่ ายเบนของอาร์ เมเจอร์ เมือ่ มีกระแสไหลเข้ าขดลวดเคลือ่ นที่


1.5 อาร์ เมเจอร์ ชนิดห้ อยแขวนด้ วยแถบตึง อาร์เมเจอร์ของดาร์สนั วาล์มิเตอร์ ชนิดห้อยแขวน ด้วยแถบตึง (Taut – Band Suspension) หรื อเรี ยกสั้นๆ ว่าชนิดห้อยแขวน (Suspension Type) เป็ นการพัฒนา มิเตอร์ชนิดเข็มชี้ให้มีความทันสมัยและทนทาน แข็งแรง ยิง่ ขึ้นโครงสร้างของอาร์เมเจอร์ชนิดห้อยแขวนด้วยแถบ ถึง แสดงดังรู ปที่1.5


 รู ปที1่ .5 โครงสร้ างของอาร์ เมเจอร์ ชนิดห้ อยแขวนด้ วยแถบตึง


จากรู ปที่1.5 แสดงโครงสร้างของอาร์เมเจอร์ชนิด ห้อยแขวนด้วยแถบตึง ส่ วนประกอบต่างๆ คล้ายกับ มิเตอร์ ชนิดเดือยและรองเดือย คือ มีแม่เหล็กถาวร มี ขดลวดเคลื่อนที่ มีแกนเหล็กทรงกระบอก มีเข็มชี้ เช่นเดียวกัน ในส่ วนที่ แตกต่างกันออกไปคือ ไม่มี สปริ ง ไม่มีเดือยและรองเดือย ใช้แถบตึงและแหวน สปริ งยึดอาร์เมเจอร์แทน


1.5.1 ข้ อดีของมิเตอร์ ชนิดห้ อยแขวนด้ วยแถบตึง 1. มีความทนทานมากขึ้นต่อการกระทบกระเทือนแรงๆ 2. ไม่เกิดแรงเสี ยดทานเหมือนแบบเดือยและรองเดือย 3. ใช้วดั ค่าได้ดีในที่ที่มีการสัน่ สะเทือน โดยเกิดความ ผิดพลาดต่า 4. นาไปใช้สร้างเป็ นเครื่ องมือวัดชนิดพกติดตัวได้ 5. นาไปสร้างใช้งานได้ดีกบั เครื่ องมือวัดชนิดความ เที่ยงตรง 6. นาไปใช้งานร่ วมกับเครื่ องมือวัดชนิดอื่นๆ ได้


1.5.2 ข้ อเสี ยของมิเตอร์ ชนิดห้ อยแขวนด้ วยแถบตึง 1. โครงสร้างมีความสลับซับซ้อนมากกว่าแบบ เดือยและรองเดือย 2. ต้นทุนการผลิตสูงทาให้มีราคาแพงมากกว่า แบบเดือยและรองเดือย 3. ไม่สามารถสร้างได้กบั มิเตอร์ชนิดอาร์เมเจอร์มี น้ าหนักมากๆ


1.6 ดาร์ สันวาล์ มิเตอร์ แบบแกนเป็ นแม่ เหล็ก จากการพัฒนาการผลิตแม่เหล็กถาวร และจาการใช้ เทคโนโลยีที่ทนั สมัย ทาให้สามารถผลิตโลหะพวกสาร เฟอร์โรแมกเนติก (Ferromagnetic) เป็ นสารที่ช่วยเพิ่มอานาจ แม่เหล็กและอานาจแม่เหล็กสามารถดึงดูดได้แรงมากขึ้น ทา มาจากโลหะผสม นิยมนามาใช้ในการผลิตแม่เหล็กถาวร คุณภาพสูง สารที่นิยมใช้คือ อัลนิโค (Alnico) ให้ความเข้ม ของสนามแม่เหล็กสู ง และมีขนาดเล็ก


จากการพัฒนาเทคโนโลยีดงั กล่าว จึงได้มีการ ผลิตดาร์สนั วาล์มิเตอร์อีกชนิดขึ้นมา เป็ นชนิดแกน แม่เหล็ก (Core Magnet) คือ แกนทรงกระบอกที่อยู่ ตอนกลางอาร์เมเจอร์ ถูกผลิตขึ้นมาให้เป็ นแม่เหล็ก แทนที่จะเป็ นแกนเหล็กอ่อน มีโยค (Yoke) เป็ นวง แหวนทรงกระบอกล้อมรอบด้านนอกอาร์เมเจอร์ อีกชั้น


1.7 สาเหตุความผิดพลาดในการใช้ มิความผิ เตอร์ดพลาดในการใช้มิเตอร์ เกิดขึ้นได้จากสาเหตุ

หลายประการ ดังนั้นการใช้มิเตอร์ดว้ ยความระมัดระวัง และ หลีกเลี่ยงความผิดพลาดต่างๆ แล้ว ย่อมทาให้มิเตอร์เกิดความ ผิดพลาดน้อยลง และช่วยยืดอายุการใช้งานมิเตอร์ ได้มากขึ้น สาเหตุคามผิดพลาดเกิดได้ดงั นี้ 1. การเสี ยดสี ของส่ วนเคลือ่ นไหว มิเตอร์ชนิดเดือยและ รองเดือย มีส่วนเสี ยดสี กนั ของเดือยและรองเดือย รวมถึงการ ชารุ ดของส่ วนเดือยและรองเดือย ทาให้การบ่ายเบนไปของ ส่ วนอาร์เมเจอร์ผดิ พลาดไปได้


2. การเสื่ อมอายุ ส่ วนประกอบของมิเตอร์เมื่อใช้งานไป นานๆ ย่อมเกิดการสึ กหรอหรื อเสื่ อมโทรมตามอายุ ไปด้วย ทาให้เกิดความผิดพลาดขึ้นได้ 3. ความร้ อนในตัวมิเตอร์ เมื่อมีกระแสไหลผ่านมิเตอร์ใน ระยะแรก อุณหภูมิของส่ วนต่างๆ ในมิเตอร์ จะเพิม่ ขึ้น ทาให้ ค่าการวัดที่แสดงออกมาเปลี่ยนแปลงไป เข็มชี้ของมิเตอร์ไม่ คงที่ ต้องรอชัว่ ขณะหนึ่ง เพื่อให้ อุณหภูมิภายในมิเตอร์ ปรับตัวจนคงที่ก่อน ค่าการวัดที่ได้จึงมีความถูกต้องมากขึ้น ช่วยลดความผิดพลาดลง


4. สนามแม่เหล็กภายนอก เมื่อนามิเตอร์ไปวัด ปริ มาณไฟฟ้ าใกล้สายไฟฟ้ าที่มีกระแสไหลสูง หรื อ ใกล้กบั สนามแม่เหล็กแรงๆ สนามแม่เหล็กและ สนามไฟฟ้ าดังกล่าวจะมีผลต่อสภาวะการบ่ายเบนของ เข็มมิเตอร์เปลี่ยนแปลง ไปจากค่าปกติ 5. อุณหภูมิบริ เวณโดยรอบมิเตอร์ มาตรฐานของ มิเตอร์ในการปรับแต่งสเกลและการแสดงค่า มัก กาหนดค่า ในห้องทดลองที่มีอุณหภูมิคงที่ หากนา มิเตอร์ไปใช้งานในบริ เวณที่มีอุณหภูมิสูงมากหรื อต่า มากกว่าค่าอุณหภูมิปกติ ที่กาหนดไว้ ก็ยอ่ มมีผลต่อการ แสดงค่าที่ผดิ พลาดออกมาได้


6. เข็มชีเ้ คลื่อนจากศูนย์ ปกติของมิเตอร์ ขณะไม่ได้ ใช้ งาน เข็มชี ้ของมิเตอร์ มกั ชี ้ค่าที่เลขศูนย์เสมอ เมื่อมี การใช้ งานไปนานวัน อาจมีผลให้ อปุ กรณ์สว่ นประกอบเสื่อมลงตามไปด้ วย เช่น สปริ ง บังคับในส่วนเคลื่อนไหวอาจ เกิดการล้ าขึ ้นได้ ทาให้ เข็มชี ้เคลือ่ น จากศูนย์ ดังนันก่ ้ อนการใช้ มิเตอร์ ต้องหมัน่ ตรวจสอบตาแหน่งเข็มชี ้ ให้ อยูท่ ี่ เลขศูนย์เสมอ หากเกิดคลาดเคลื่อนไปต้ องทาการปรับแต่ง สกรูที่หน้ าปั ดมิเตอร์ ก่อนการใช้ งาน 7. การเปลี่ยนแปลงของปริมาณไฟฟ้า ปริ มาณไฟฟ้าที่วดั ออกมาเป็ นแรงดัน กระแส ความต้ านทาน และกาลังไฟฟ้า หาก ขณะทาการวัดปริ มาณไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงอยูต่ ลอดเวลา การ แสดงค่าของมิเตอร์ ยอ่ มเปลี่ยนแปลง การอ่านค่าที่ถกู ต้ องทาได้ ลาบาก


8. ลักษณะการใช้ งาน ขณะใช้มิเตอร์วดั ปริ มาณ ไฟฟ้ า ต้องจัดวางมิเตอร์ให้อยูใ่ นตาแหน่งที่แน่นอน มัน่ คง ไม่เกิดการเอียงหรื อตะแคง ไม่เกิดการสัน่ คลอน หรื อเคลื่อนไหว เพราะสิ่ งเหล่านี้มีผลต่อการวัดค่าที่ ผิดพลาดได้ 9. ตัวผู้วดั การใช้งาน การวัดค่า การอ่านค่า เป็ น ส่ วนสาคัญมาก หากผูว้ ดั ไม่มีความชานาญหรื อขาด ความระมัดระวังที่ดีพอ ทาให้เกิดความผิดพลาดขึ้นได้ เสมอ


จบการนาเสนอ

Ebook หน่วยที่ 1 โครงสร้างมิเตอร์ไฟตรง  
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you