ใส่ความเห็น

การทำงานของแกลแวนอมิเตอร์ และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

แกลแวนอมิเตอร์ (galvanometer)

รูปที่ 32 แกลแวนอมิเตอร [19]

 แกลแวนอมิเตอร์เป็นเครื่องวัดไฟฟ้า ประกอบด้วยขดลวดที่หมุนได้รอบแกนมีลักษณะเป็นขดลวดสี่เหลี่ยม
ที่มีแกนหมุน ปลายข้างหนึ่งของแกนหมุนอยู่ติดสปริงก้นหอยและเข็มชี้ ขดลวดเคลื่อนที่นี้หมุนอยู่ใน
สนามแม่เหล็ก ดังรูป

รูปที่ 33 ส่วนประกอบของแกลแวนอมิเตอร [20]

แกลแวนอมิเตอร์มีหลักการทำงานดังนี้

รูปที่ 34 ส่วนประกอบภายในของแกลแวนอมิเตอร [20]

เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดจะเกิดโมเมนต์ของแรงคู่ควบ ทำให้ระนาบของขดลวดหมุนและสปริงก้นหอย
บิดจนกระทั่งโมเมนต์ของแรงบิดกลับของสปริงก้นหอยเท่ากับโมเมนต์ของแรงคู่ควบที่กระทำบนขดลวด ขดลวดก็จะหยุดหมุน ซึ่งมีผลให้เข็มชี้หยุดนิ่งด้วย มุมเบนของเข็มชี้ทำให้ทราบค่าของโมเมนต์ของแรงคู่ควบ M ซึ่งนำไปหาค่าของกระแสไฟฟ้าที่ผ่านขดลวด หลักการนี้นำไปสร้างเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าที่มีค่าน้อย ซึ่งเรียกว่า แกลแวนอมิเตอร์ (galvanometer) ที่สามารถนำไปดัดแปลงเป็นแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ได้
การสร้างสเกลเพื่ออ่านกระแสไฟฟ้า ทำได้โดยผ่านกระแสไฟฟ้าที่ทราบค่าเข้าขดลวด แล้วแบ่งขีดสเกลตามกระแสไฟฟ้าขนาดต่างๆ นั้น

แกลแวนอมิเตอร์ คือมาตรไฟฟ้า อาจวัดเป็นโวลต์ (โวลต์มิเตอร์) วัดเป็นแอมแปร์ (แอมมิเตอร์) และวัดเป็นโอห์ม (โอห์มมิเตอร์) และแกลแวนอมิเตอร์มีความต้านทานน้อย

รูปที่ 35 การทำงานของแกลแวนอมิเตอร [21]

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct current motor)

รูปที่ 36 มอเตอรไฟฟ้า์กระแสตรง [22]

• มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงเป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล
• ประกอบด้วยขดลวดทองแดงเคลือบน้ำยา ที่พันรอบแกนสี่เหลี่ยมซึ่งอยู่ติดกับแกนหมุนในสนามแม่เหล็ก ปลายทั้งสองของขดลวดต่อกับขั้วของแบตเตอรี่ เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวด ขดลวดจะเกิดโมเมนต์ของ
แรงคู่ควบทำให้ขดลวดหมุนรอบแกนหมุน

รูปที่ 37 เกิดโมเมนต์แรงคู่ควบ [23]

ก                                            ข                                         ค

รูปที่ 38 การเคลื่อนที่ของขดลวด [10]

จากรูป ก. ขดลวด ABCD โมเมนต์ของแรงคู่ควบที่เกิดขึ้นจะหมุนขดลวดทวนเข็มนาฬิกา เมื่อหมุนไป 1/4 รอบ หรือ 90 องศา ดังรูป ข. โมเมนต์ของแรงคู่ควบที่กระทำต่อขดลวดมีค่าเป็นศูนย์ แต่ขดลวดจะหมุนไปอีกเล็กน้อยเนื่องจากความเฉื่อย ดังรูป ค. โมเมนต์ของแรงคู่ควบที่เกิดขึ้น จะทำให้ขดลวดหมุนตามเข็มนาฬิกา

เพื่อให้ขดลวดหมุนอย่างต่อเนื่องทิศเดียว จึงมีอุปกรณ์สำหรับเปลี่ยนทิศของกระแสไฟฟ้าในขดลวด ประกอบด้วยตัวทำสลับที่หรือคอมมิวเทเตอร์ (commutator) และ แปรง (brush) ดังรูป

ก                                                                                ข

รูปที่ 39 การกำหนดทิศเคลื่อนที่ของขดลวด [10]

จากรูป ก. กระแสไฟฟ้าในขดลวดมีทิศตามแนว ABCD ทำให้เกิดโมเมนต์ของแรงคู่ควบหมุน ขดลวด
ทวนเข็มนาฬิกา เมื่อหมุนขดลวดไปจนระนาบขดลวดตั้งฉากกับทิศของสนามแม่เหล็ก ผลของความเฉื่อย
จะทำให้ขดลวดหมุนต่อไปอีกเล็กน้อย ทำให้แปรงไฟฟ้า P และ Q จะเปลี่ยนไปสัมผัสกับคอมมิวเทเตอร์
Y และ X ตามลำดับ เป็นเหตุให้กระแสไฟฟ้าในขดลวดมีทิศตามแนว DCBA โมเมนต์ของแรงคู่ควบที่เกิดขึ้นในตอนนี้จะทำให้ขดลวดหมุนในทางเดิมต่อไปอีก (ทวนเข็มนาฬิกา) ดังรูป ข.
***การเปลี่ยนทิศของกระแสในขดลวดจะมีขึ้นทุกๆครั้ง เมื่อขดลวดเคลื่อนที่ตั้งฉากกับทิศของสนามแม่เหล็ก
ดังนั้นขดลวดตัวนำจึงหมุนไปทางเดียวอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา

ประโยชน์
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงถูกนำไปใช้ทำให้เกิดการเคลื่อนที่หรือการหมุนของอุปกรณ์ในเครื่องยนต์ เครื่องมือ
และเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ เช่น ชิ้นส่วนในของเล่นเด็ก ตัวหมุนเทปในเครื่องบันทึกเสียง ตัวหมุนเครื่องยนต์ของ
รถเมื่อเริ่มสตาร์ท เป็นต้น

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

%d bloggers like this: