หน่วยที่ 1 โครงสร้างมิเตอร์ไฟตรง

หนวยท 1 โครงสรางมเตอรไฟตรง

น าเสนอโดยนายชนะ สพะนามนอย

หนวยท 1 โครงสรางมเตอรไฟตรง

1.1 ปรมาณทางไฟฟา ปรมาณไฟฟาตางๆ ทถกน ามาใชงานมดวยกนหลายชนด หลายรปแบบ และหลายคาปรมาณไฟฟาเหลานไมสามารถสมผส จบตอง หรอใหประสาทสมผสตางๆ วดคาปรมาณไฟฟาไดโดยตรง เพราะปรมาณไฟฟาบางชนดอาจท าใหเกดอนตรายถงพการ หรอรนแรงจนถงเสยชวตได และบางปรมาณไฟฟาประสาทสมผสตางๆ ไมสามารถรบรไดโดยตรง การรบรตองอาศยอปกรณหรอ เครองมอชวยในการวดคา หรอแสดงคาออกมา โดยจะมการเปลยนคาปรมาณไฟฟาเหลานนไปอยในรปปรมาณในรปอนๆ เชน การเคลอนท ความรอน แสง เสยง หรอ การสนสะเทอนเปนตน

1.2 โครงสรางเบองตนของมเตอรชนดเขมช มเตอร (Meter) ถอเปนเครองมอวดไฟฟาแบบพนฐานทถกสรางขนมาใชงานอยางแพรหลายทวไป มเตอร ชนดนจะมสวนแสดงผลอยในรปของเขมชบายเบนไป เรยกสวนนวาสวนเคลอนไหวของมเตอร (Meter Movement) ซงจะเปนชนดมเตอรกระแสไฟตรง(Direct – Current Meters)

เขมชของมเตอร (Pointer) ทบายเบนไปไดอาศยหลกการหมนตวของขดลวดเคลอนท (Moving Coil) ถกวาง อยในสนามแมเหลก (Magnetic Field) ของแมเหลกถาวร (Permanent Magnet) ในขณะทมกระแสไฟตรงไหลผาน ขดลวดเคลอนท มเตอรชนดนเรยกวา มเตอรชนดขดลวดเคลอนท (Moving Coil Type Meter) มเตอรชนดนเปน มเตอรใชวดไฟกระแสตรง (DC) เมอมไฟกระแสตรงไหลผานมเตอร มเตอรจงสามารถ บายเบนไปแสดงคาการวด ออกมาได

เมอจายกระแสใหไหลผานขดลวดเคลอนท สงผลใหขดลวดเคลอนทเกดสนามแมเหลกไฟฟาขนมา ขวของ สนามแมเหลกไฟฟาทเกด ขนอยกบลกษณะการพนขดลวดเคลอนท โดยจะตองพนขดลวดเคลอนทใหไดขวของ สนามแมเหลกไฟฟาออกมา เหมอนกบขวของแมเหลกถาวรทวางอยใกลๆ เปนผลใหสนามแมเหลกทงสองเกดการ ผลกกนขน

รปท 1.1 โครงสรางเขมมเตอรเบองตน

ทศทางการบายเบนของแมเหลกไฟฟา หาไดจากกฎมอซายของเฟรมมง ซงกลาวไวดงน ใหกางนวหวแมมอ นวช และนวกลาง ของมอซายออก โดยใหนวทงสามตงฉากซงกนและกน นวหวแมมอจะชไปในทศทางการเคลอนทของ แมเหลกไฟฟา นวชจะชไปในทศทางการเคลอนทของเสนแรงแมเหลก นวกลางจะชไปในทศทางการเคลอนทของ กระแสอเลกตรอน เมอใชนวทงสามวางในทศทางทถกตอง จะสามารถหาทศทางการเคลอนทของแมเหลกไฟฟาได กฎมอซายของเฟรมมง

รปท1.2 กฎมอซายของเฟรมมง

1.3 สวนประกอบของดารสนวาลมเตอร

มเตอรชนดขดลวดเคลอนททสรางมาใชงาน เปนมเตอรชนดใชวดไฟฟากระแสตรง มชอเรยกเฉพาะวา ดารสนวาลมเตอร (D’Arsonval Meter) คอ การทมเตอรจะสามารถท างานได แรงดนและกระแสทปอนใหขดลวด เคลอนทตองเปนไฟกระแสตรง (DC) เทานน และตองจายขวแรงดนใหมเตอร ถกตองตามขวทก าหนดไว โครงสราง และสวนประกอบของดารสนวาลมเตอร แสดงดงรปท1.3

รปท1.3 โครงสรางและสวนประกอบของดารสนวาลมเตอร

1.4 การท างานของมเตอรไฟตรงชนดเขมช

มเตอรไฟตรงชนดเขมชหรอมเตอรดารสนวาล ถอเปนมเตอรเบองตนทสามารถน าไปใชวดคาปรมาณไฟฟา โดยอาศยสนามแมเหลกผลกดนกน ท าใหเขมชบายเบนไปชคาปรมาณไฟฟาบนสเกลมเตอรออกมา สงส าคญในการใชมเตอรดาร สนวาล คอไฟทจายใหขวมเตอรดองถกตองทงขนาดแรงดน หรอกระแส และขวแรงดนหรอกระแส ลกษณะการท างานของดารสนวาลมเตอร

รปท1.4 การบายเบนของอารเมเจอรเมอมกระแสไหลเขาขดลวดเคลอนท

1.5 อารเมเจอรชนดหอยแขวนดวยแถบตง

อารเมเจอรของดารสนวาลมเตอร ชนดหอยแขวนดวยแถบตง (Taut – Band Suspension) หรอเรยกสนๆ วาชนดหอยแขวน (Suspension Type) เปนการพฒนามเตอรชนดเขมชใหมความทนสมยและทนทาน แขงแรงยงขนโครงสรางของอารเมเจอรชนดหอยแขวนดวยแถบถง แสดงดงรปท1.5

รปท1.5 โครงสรางของอารเมเจอรชนดหอยแขวนดวยแถบตง

จากรปท1.5 แสดงโครงสรางของอารเมเจอรชนดหอยแขวนดวยแถบตง สวนประกอบตางๆ คลายกบมเตอร ชนดเดอยและรองเดอย คอ มแมเหลกถาวร มขดลวดเคลอนท มแกนเหลกทรงกระบอก มเขมช เชนเดยวกน ในสวนท แตกตางกนออกไปคอ ไมมสปรง ไมมเดอยและรองเดอย ใชแถบตงและแหวนสปรงยดอารเมเจอรแทน

1.5.1 ขอดของมเตอรชนดหอยแขวนดวยแถบตง 1. มความทนทานมากขนตอการกระทบกระเทอนแรงๆ2. ไมเกดแรงเสยดทานเหมอนแบบเดอยและรองเดอย3. ใชวดคาไดดในททมการสนสะเทอน โดยเกดความ

ผดพลาดต า4. น าไปใชสรางเปนเครองมอวดชนดพกตดตวได5. น าไปสรางใชงานไดดกบเครองมอวดชนดความเทยงตรง

6. น าไปใชงานรวมกบเครองมอวดชนดอนๆ ได

1.5.2 ขอเสยของมเตอรชนดหอยแขวนดวยแถบตง

1. โครงสรางมความสลบซบซอนมากกวาแบบเดอยและรองเดอย

2. ตนทนการผลตสงท าใหมราคาแพงมากกวาแบบเดอยและรองเดอย

3. ไมสามารถสรางไดกบมเตอรชนดอารเมเจอรมน าหนกมากๆ

1.6 ดารสนวาลมเตอรแบบแกนเปนแมเหลก

จากการพฒนาการผลตแมเหลกถาวร และจาการใชเทคโนโลยททนสมย ท าใหสามารถผลตโลหะพวกสารเฟอรโรแมกเนตก (Ferromagnetic) เปนสารทชวยเพมอ านาจแมเหลกและอ านาจแมเหลกสามารถดงดดไดแรงมากขน ท ามาจากโลหะผสม นยมน ามาใชในการผลตแมเหลกถาวรคณภาพสง สารทนยมใชคอ อลนโค (Alnico) ใหความเขมของสนามแมเหลกสง และมขนาดเลก

จากการพฒนาเทคโนโลยดงกลาว จงไดมการ ผลตดารสนวาลมเตอรอกชนดขนมา เปนชนดแกนแมเหลก (Core Magnet) คอ แกนทรงกระบอกทอยตอนกลางอารเมเจอร ถกผลตขนมาใหเปนแมเหลก แทนทจะเปนแกนเหลกออน มโยค (Yoke) เปนวงแหวนทรงกระบอกลอมรอบดานนอกอารเมเจอร อกชน

1.7 สาเหตความผดพลาดในการใชมเตอร ความผดพลาดในการใชมเตอร เกดขนไดจากสาเหต

หลายประการ ดงนนการใชมเตอรดวยความระมดระวง และหลกเลยงความผดพลาดตางๆ แลว ยอมท าใหมเตอรเกดความผดพลาดนอยลง และชวยยดอายการใชงานมเตอร ไดมากขน สาเหตคามผดพลาดเกดไดดงน

1. การเสยดสของสวนเคลอนไหว มเตอรชนดเดอยและรองเดอย มสวนเสยดสกนของเดอยและรองเดอย รวมถงการช ารดของสวนเดอยและรองเดอย ท าใหการบายเบนไปของสวนอารเมเจอรผดพลาดไปได

2. การเสอมอาย สวนประกอบของมเตอรเมอใชงานไปนานๆ ยอมเกดการสกหรอหรอเสอมโทรมตามอาย ไปดวย ท าใหเกดความผดพลาดขนได

3. ความรอนในตวมเตอร เมอมกระแสไหลผานมเตอรในระยะแรก อณหภมของสวนตางๆ ในมเตอร จะเพมขน ท าใหคาการวดทแสดงออกมาเปลยนแปลงไป เขมชของมเตอรไมคงท ตองรอชวขณะหนง เพอให อณหภมภายในมเตอรปรบตวจนคงทกอน คาการวดทไดจงมความถกตองมากขน ชวยลดความผดพลาดลง

4. สนามแมเหลกภายนอก เมอน ามเตอรไปวดปรมาณไฟฟาใกลสายไฟฟาทมกระแสไหลสง หรอใกลกบ สนามแมเหลกแรงๆ สนามแมเหลกและสนามไฟฟาดงกลาวจะมผลตอสภาวะการบายเบนของเขมมเตอรเปลยนแปลง ไปจากคาปกต

5. อณหภมบรเวณโดยรอบมเตอร มาตรฐานของมเตอรในการปรบแตงสเกลและการแสดงคา มกก าหนดคา ในหองทดลองทมอณหภมคงท หากน ามเตอรไปใชงานในบรเวณทมอณหภมสงมากหรอต ามากกวาคาอณหภมปกต ทก าหนดไว กยอมมผลตอการแสดงคาทผดพลาดออกมาได

6. เขมชเคลอนจากศนย ปกตของมเตอรขณะไมไดใชงาน เขมชของมเตอรมกชคาทเลขศนยเสมอ เมอม การใชงานไปนานวนอาจมผลใหอปกรณสวนประกอบเสอมลงตามไปดวย เชน สปรงบงคบในสวนเคลอนไหวอาจ เกดการลาขนได ท าใหเขมชเคลอนจากศนย ดงนนกอนการใชมเตอรตองหมนตรวจสอบต าแหนงเขมช ใหอยท เลขศนยเสมอ หากเกดคลาดเคลอนไปตองท าการปรบแตงสกรทหนาปดมเตอรกอนการใชงาน

7. การเปลยนแปลงของปรมาณไฟฟา ปรมาณไฟฟาทวดออกมาเปนแรงดน กระแส ความตานทาน และก าลงไฟฟา หากขณะท าการวดปรมาณไฟฟามการเปลยนแปลงอยตลอดเวลา การแสดงคาของมเตอรยอมเปลยนแปลง การอานคาทถกตองท าไดล าบาก

8. ลกษณะการใชงาน ขณะใชมเตอรวดปรมาณไฟฟา ตองจดวางมเตอรใหอยในต าแหนงทแนนอนมนคง ไมเกดการเอยงหรอตะแคง ไมเกดการสนคลอนหรอเคลอนไหว เพราะสงเหลานมผลตอการวดคาทผดพลาดได

9. ตวผวด การใชงาน การวดคา การอานคา เปนสวนส าคญมาก หากผวดไมมความช านาญหรอขาดความระมดระวงทดพอ ท าใหเกดความผดพลาดขนไดเสมอ

จบการน าเสนอ