หน่วยการเรียนรู้ที่ 6 หลอดไฟฟ้า สวิตซ์ เต้ารับ และอุปกรณ์ป้องกันวงจรไฟฟ้า

                                                                                หลอดไฟฟ้า
1. หลอดไส้ธรรมดา
               หลอดไส้ธรรมดา (Incandescent Lamp) เป็นหลอดไฟที่ไส้หลอดทำด้วยขดลวดทังสเตน มีจุดหลอมเหลวสูง      และกระเปาะแก้วทำจากหลอดแก้วใส ทนความร้อนได้ดี ภายในบรรจุแก๊สไนโตรเจน และอาร์กอนิหรือเรียกว่า แก๊สเฉื่อย















                  หลักการทำงาน เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านไส้หลอด ซึ่งมีความต้านทานสูง พลังงานไฟฟ้าจะเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน  ทำให้ไส้หลอดร้อนจัดจนเปล่งแสงออกมาการส่องสว่างตำราว 5-12 lumen / watt ขึ้นอยู่กับวัตต์ของหลอดอายุ การใช้งานสั้นคือประมาณ 1,000 ชั่วโมงมีอุณหภูมิสีประมาณ 2,500-2,700 เคลวิน แต่ให้ดัชนีความถูกต้องของสี 97%
                 หลอดไฟชนิดนี้มีหลายขนาดด้วยกันเช่น 3 วัตต์ 25 วัตต์ 40 วัตต์ 100 วัตต์ ฯลฯ หลอดไส้ธรรมดาแบ่ง ตามชนิดขั้วหลอดมี 2 แบบคือ ขั้วแบบเกลียวและขั้วแบบเขี้ยว นิยมใช้ในงานตกแต่งแสงสี หรือเน้นความสว่างเฉพาะจุดในบ้านเรือน      ห้องแสดงสินค้า ห้องอาหาร เป็นต้น  ข้อดีของหลอดชนิดนี้คือ ราคาถูก จุดติดง่าย และยังใช้ กับอุปกรณ์หรี่ไฟได้ด้วย
      

2. หลอดไส้แบบฮาโลเจน     
        หลอดไส้แบบฮาโลเจน (Halogen) เป็นหลอดที่อาศัยการกำเนิดแสงจากความร้อน โดยการให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านไส้หลอดที่ทำด้วยลวดทังสเตนจนร้อน ความร้องแล้วเปล่งแสงออกมาเช่นเดียวกับหลอดไส้ (Incandescent) ต่างกันตรงที่มีการบรรจุสารตระกูลฮาโลเจน ได้แก่ ไอโอดีน คลอรีน โบรมีน และฟลูออรีน ลงในหลอดแก้วที่ทำด้วยควอตซ์สารที่เพิ่มเข้าไปนี้จะป้องกันการระเบิดตัวของไส้หลอดที่มีอุณหภูมิทำงานสูงประมาณ 3,000- 3,400 เคลวิน ช่วยให้หลอดไฟมีอายุการใช้งานนานขึ้นประมาณ 1,500-3,000 ชั่วโมงมีประสิทธิผลความส่องสว่างประมาณ 12-22 lm / w และสีของลำแสงขาวกว่าคือ มีอุณหภูมิสีประมาณ 2,800 เคลวินทำให้มีค่าดัชนี ความถูกต้องของสีสูงถึง 100%











 
                            การใช้งาน โคมไฟอ่านหนังสือ ตู้โชว์แสดงสินค้า ไฟส่องผนังฉากและรูปถาพต่างๆ


3. หลอดฟลูออเรสเซนต์             
         หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent Lamp) หรือหลอดเรืองแสงทำด้วยแก้วบางใสกลมยาวรูปทรงกระบอกหรือรูปวงกลมภายในหลอดแก้วจะบรรจุแก๊สอาร์กอนแรงดันต่ำและไอปรอทที่ผิวด้านในของหลอดฉาบไว้ด้วย สารเรืองแสงเมื่อได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตจะเปล่งแสงออกมา









      การใช้งาน   หลอดฟลูออเรสเซนต์ต้องใช้ต่อร่วมกับสตาร์ตเตอร์และบัลลาสต์ โดยสตาร์ตเตอร์ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ไฟฟ้าอัตโนมัติของวงจรโดยต่อขนานกับหลอด  ตัวสตาร์ตเตอร์ทำด้วยหลอดแก้วภายในบรรจุแก๊สนีออนและแผ่นโลหะที่จอตัวได้เมื่อได้รับความร้อนกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านแก๊สนีออนแก๊สนีออนจะติดไฟจนเกิดความร้อนขึ้น ส่วนบัลลาสต์เป็นขดลวดที่พันอยู่ บนแกนเหล็ก ขณะเกิดไฟกะพริบกระแสไฟฟ้าจะไหลขาดตอน ทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำสูงขึ้นเพียงพอที่จะทำให้กระแสไฟฟ้าของวงจรไหลผ่านไอปรอทจากไส้หลอดข้างหนึ่งไปยังไส้หลอดอีกข้างหนึ่งได้ อิเล็กตรอนความเร็ว สูงจะวิ่งเข้าชนโมเลกุลของปรอทภายใน ทำให้เกิดรังสีอัลตราไวโอเลตไปกระทบกับผงเรืองแสงจะเปล่งแสงสว่างที่มองเห็นได้
●ข้อดีของหลอดฟลูออเรสเซนต์
          1) เมื่อให้พลังงานไฟฟ้าเท่ากันจะให้แสงสว่างมากกว่าหลอดไฟฟ้า แบบธรรมดาประมาณ 4 เท่าและมีอายุการใช้งานนานกว่าหลอดไฟฟ้าธรรมดาประมาณ 8 เท่า
          2) อุณหภูมิของหลอดไม่สูงเท่ากับหลอดไฟฟ้าแบบธรรมดา
          3) ถ้าแสงสว่างเท่ากับหลอดไฟฟ้าธรรมดาจะใช้วัตต์ที่ต่ำกว่าจึงเสียค่าไฟฟ้าน้อยกว่า
•ข้อเสียของหลอดฟลูออเรสเซนต์
          1) เสียค่าใช้จ่ายสูงกว่าหลอดไฟฟ้าแบบธรรมดาเพราะต้องใช้อุปกรณ์มากกว่า
          2) ขณะที่หลอดทำง านแสงมักกะพริบเล็กน้อยไม่เหมาะในการใช้อ่านหนังสือ

4. หลอดแอลอีดี   
          หลอดแอลอีดี (LED Lamp) มีคุณสมบัติการทำงานที่ไม่มีการเผาไส้หลอด จึงไม่เกิดความร้อนแสงสว่างเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายในสารกึ่งตัวนำ ใช้พลังงานไฟฟ้าเพื่อเปลี่ยนเป็นแสงสว่างต่ำกว่าหลอดไส้ธรรมดาและหลอดฟลูออเรสเซนต์ 3-5 เท่า จึงทำให้ประหยัดพลังงานมีแสงสว่างหลายสีให้เลือกใช้งาน มีขนาดที่เล็กทำให้ยืดหยุ่นใน  การออกแบบการจัดเรียงนำไปใช้ด้านตกแต่งได้ดีมีความทนทาน บำรุงรักษาได้ง่าย ด้านอายุการใช้งานอยู่ได้ถึง 50,000-60,000 ชั่วโมง      ทั้งยังปรับหรี่แสงได้ง่ายกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์  และที่สำคัญ คือ ปราศจากปรอท และสารกลุ่มฮาโลเจนที่เป็นพิษ แต่มีข้อเสียคือ  ในปัจจุบันหลอดแอลอีดีมีราคาสูงกว่าหลอดธรรมดาทั่วไป

                                                                    









   
4. สวิตซ์ไฟฟ้า  
       สวิตช์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับเปิด-ปิดวงจรไฟฟ้าของอุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆเช่น ฯลฯ วงจรหลอดไฟฟ้าแสงสว่างกระดิ่งหรือออดไฟฟ้าสวิตช์ไฟฟ้าสามารถจำแนกได้ดังนี้
        1.1 สวิตช์ทางเดียว ใช้สำหรับควบคุมการเปิด-ปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือหลอดไฟฟ้าเพียงจุดเดียว         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     1.2 สวิตช์สามทางใช้สำหรับควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือหลอดไฟที่ควบคุมได้ 2 ตำแหน่ง จะต้องใช้สวิตช์ 3 ทาง 2 ตัวต่อร่วมกันเช่นแสงสว่างที่บริเวณบันไดจึงเรียกว่า“ สวิตช์บันได” กรณีบ้านสองชั้นจะติดตั้งสวิตช์ไว้ ที่ชั้นล่างหนึ่งตัวและชั้นบนอีกหนึ่งตัว  ดังนั้นเราจึงเปิด-ปิดหลอดไฟจากสวิตช์ตัวไหนก็ได้  ทำให้เพิ่มความสะดวกในการใช้งานโดยเฉพาะการขึ้นลงบันไดในเวลากลางคืน










5. เต้ารับไฟฟ้า         
         เต้ารับไฟฟ้า หมายถึง อุปกรณ์ที่ใช้จ่ายแรงดันไฟฟ้าไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้า โดยทั่วๆ ไปแบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ เต้าเสียบหรือปลั๊กตัวผู้ ซึ่งต่อกับเครื่องใช้ไฟฟ้าและเต้ารับหรือปลั๊กตัวเมีย  ทั้ง 2 ส่วนจะใช้งานร่วมกันเพื่อเป็น จุดจ่ายและรับไฟเข้าเครื่องใช้ไฟฟ้าเช่นโทรทัศน์เตารีดพัดลม ฯลฯ
         เต้ารับไฟฟ้าสามารถจำแนกได้ดังนี้
          2.1 เต้ารับไฟฟ้า 1 เฟสมี 2 แบบ  คือ แบบไม่มีสายดิน (ชนิด 2 รู) และแบบมีสายดิน (ชนิด 3 รู) ปัจจุบันการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค และการไฟฟ้านครหลวงกำหนดให้ติดตั้งเต้ารับภายในบ้านเป็นแบบมีสายดินเพื่อป้องกันไฟรั่วจากเครื่องใช้ไฟฟ้า








   


       2.2 เต้ารับไฟฟ้า 3 เฟส โดยทั่วไปเป็นเต้ารับแบบ 3 เฟส 4 สายเพื่อให้ต่อกับเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือเครื่องจักรที่ต้องการแรงดัน 3 เฟส 380 โวลต์และ 1 เฟส 220 โวลต์เช่นเครื่องกลึงที่ใช้มอเตอร์ 3 เฟสเตาอบ ความร้อนไฟฟ้าและเครื่องทำน้ำอุ่นสำหรับอ่างอาบน้ำ ฯลฯ














5. อุปกรณ์ป้องกันวงจรไฟฟ้า                
       อุปกรณ์ที่ช่วยป้องกันอันตรายที่เกิดจากกรณีที่เกิดไฟฟ้าดูดหรือไฟฟ้าเกิดการลัดวงจร  อาจจะทำให้เกิดความเสียหายแก่ชีวิตและทรัพย์สินได้  อุปกรณ์เหล่านี้เช่นสวิตซ์ฟิวส์แผงจ่ายไฟและเซอร์กิตเบรกเกอร์ ฯลฯ
       อุปกรณ์ป้องกันวงจรไฟฟ้า สามารถจําแนกได้ดังนี้
       3.1 สวิตช์ตัดตอนหรือคัตเอาต์และฟิวส์  สวิตช์ตัดตอนแบบคัตเอาต์ (สะพานไฟ) ติดตั้งไว้เพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรและใช้ไฟฟ้าเกินโดยใช้ฟิวส์ทำหน้าที่ป้องกันอันตรายฟิวส์จะหลอมละลายและขาดเมื่อ กระแสไฟฟ้าเกินหรือเกิดการลัดวงจร









                                        สวัตซ์ตัดตอน                            ฟิวส์แผ่น
       
      3.2 เซอร์กิตเบรกเกอร์และแผงจ่ายไฟฟ้า  เซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker) คืออุปกรณ์ป้องกันวงจรไฟฟ้าเมื่อเกิดกระแสไฟฟ้าสูงเกินปกติจะตัดการทำงานของวงจรหลังจากแก้ไขจุดผิดปกติหรือชำรุดที่เป็นสาเหตุแล้วสามารถรีเซ็ต ให้เซอร์กิตเบรกเกอร์เริ่มทำงานใหม่ได้ตามปกติมีทั้งชนิด 1 ขั้ว 2 ขั้วสำหรับใช้ป้องกันวงจรไฟฟ้า 1 เฟสและชนิด 3 ขั้วสำหรับใช้ป้องกันวงจรไฟฟ้า 3 เฟสส่วนแผงจ่ายไฟเป็นกล่องสำหรับติดตั้งเซอร์กิตเบรก เกอร์มีการเชื่อมต่อสายไฟฟ้าสำหรับจ่ายไฟฟ้าให้กับวงจรและมีจุดต่อสายดินกับหลักดิน (Ground Rod)










            สรุป  สวิตช์ เต้ารับ  และอุปกรณ์ป้องกันวงจรไฟฟ้าเป็นวัสดุและอุปกรณ์ที่สำคัญอีกกลุ่มหนึ่งสำหรับการประมาณการติดตั้งไฟฟ้าที่ต้องประมาณการทั้งจำนวนวัสดุอุปกรณ์และราคาได้อย่างถูกต้องเหมาะสมผู้เรียนจึง ต้องมีความรู้ความเข้าใจในหลักการทำงานและการใช้งานของสวิตซ์เต้ารับและอุปกรณ์ป้องกันวงจรไฟฟ้าตามมาตรฐานการติดตั้งไฟฟ้า