เรานำเสนอเนื้อหาเล็ก ๆ ในหัวข้อ: “ไฟฟ้าสำหรับผู้เริ่มต้น” จะให้ความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับคำศัพท์และปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในโลหะ

คุณสมบัติของคำ

ไฟฟ้าคือพลังงานของอนุภาคมีประจุขนาดเล็กที่เคลื่อนที่ในตัวนำในทิศทางเฉพาะ

ด้วยกระแสไฟฟ้าคงที่ ขนาดและทิศทางการเคลื่อนที่ในช่วงเวลาหนึ่งจะไม่มีการเปลี่ยนแปลง หากเลือกเซลล์กัลวานิก (แบตเตอรี่) เป็นแหล่งกำเนิดกระแส ประจุจะเคลื่อนที่ไปในลักษณะที่เป็นระเบียบ: จากขั้วลบไปยังปลายขั้วบวก กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าจะหายไปอย่างสมบูรณ์

กระแสสลับจะเปลี่ยนขนาดและทิศทางการเคลื่อนที่เป็นระยะ

วงจรส่งกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ

ลองทำความเข้าใจว่าระยะคืออะไรในคำที่ทุกคนเคยได้ยิน แต่ไม่ใช่ทุกคนที่เข้าใจความหมายที่แท้จริงของคำนั้น เราจะไม่ลงรายละเอียดและรายละเอียดเราจะเลือกเฉพาะวัสดุที่ช่างฝีมือประจำบ้านต้องการ เครือข่ายสามเฟสเป็นวิธีการส่งกระแสไฟฟ้า โดยกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านสายไฟที่แตกต่างกันสามเส้น และสายหนึ่งจะส่งกลับผ่านทางสายเดียว ตัวอย่างเช่น มีสายไฟสองเส้นในวงจรไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าไหลผ่านสายแรกไปยังผู้บริโภค เช่น ไปยังกาต้มน้ำ สายที่สองใช้เพื่อส่งคืน เมื่อเปิดวงจรดังกล่าว ประจุไฟฟ้าจะไม่ผ่านเข้าไปในตัวนำ แผนภาพนี้อธิบายวงจรเฟสเดียว ในด้านไฟฟ้าเหรอ? เฟสถือเป็นลวดที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เส้นลวดศูนย์คือเส้นลวดที่ใช้ในการส่งคืน ในวงจรสามเฟสจะมีสายไฟสามเฟสพร้อมกัน

แผงไฟฟ้าในอพาร์ตเมนต์จำเป็นสำหรับกระแสไฟฟ้าในห้องพักทุกห้อง ถือว่าเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจเนื่องจากไม่ต้องการสองขั้นตอน เมื่อเข้าใกล้ผู้บริโภค กระแสไฟจะถูกแบ่งออกเป็นสามเฟส โดยแต่ละเฟสจะมีศูนย์ อิเล็กโทรดกราวด์ซึ่งใช้ในเครือข่ายเฟสเดียวไม่รับภาระงาน เขาเป็นฟิวส์

เช่น หากเกิดไฟฟ้าลัดวงจร อาจทำให้เกิดไฟฟ้าช็อตหรือไฟไหม้ได้ เพื่อป้องกันสถานการณ์ดังกล่าว ค่าปัจจุบันไม่ควรเกินระดับที่ปลอดภัย

คู่มือ "โรงเรียนสำหรับช่างไฟฟ้า" จะช่วยให้ช่างฝีมือมือใหม่รับมือกับเครื่องใช้ในครัวเรือนที่พังได้ เช่น หากเกิดปัญหากับการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าของเครื่องซักผ้า กระแสจะไหลไปที่โครงโลหะด้านนอก

หากไม่มีสายดิน ประจุจะกระจายไปทั่วเครื่อง เมื่อคุณสัมผัสด้วยมือ บุคคลจะทำหน้าที่เป็นตัวนำไฟฟ้าลงกราวด์และได้รับไฟฟ้าช็อต หากมีสายดินก็จะไม่เกิดเหตุการณ์เช่นนี้

คุณสมบัติของวิศวกรรมไฟฟ้า

หนังสือเรียนเรื่อง "ไฟฟ้าสำหรับหุ่น" ได้รับความนิยมในหมู่ผู้ที่ห่างไกลจากฟิสิกส์ แต่วางแผนที่จะใช้วิทยาศาสตร์นี้เพื่อการปฏิบัติ

วันที่ปรากฏของวิศวกรรมไฟฟ้าถือเป็นจุดเริ่มต้นของศตวรรษที่สิบเก้า ในเวลานี้เองที่มีการสร้างแหล่งที่มาปัจจุบันแห่งแรก การค้นพบที่เกิดขึ้นในสาขาแม่เหล็กและไฟฟ้าสามารถเสริมสร้างวิทยาศาสตร์ด้วยแนวคิดใหม่และข้อเท็จจริงที่มีความสำคัญเชิงปฏิบัติที่สำคัญ

คู่มือ “โรงเรียนสำหรับช่างไฟฟ้า” ถือว่ามีความคุ้นเคยกับคำศัพท์พื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้า

หนังสือฟิสิกส์หลายเล่มมีไดอะแกรมไฟฟ้าที่ซับซ้อนและมีคำศัพท์ที่น่าสับสนมากมาย เพื่อให้ผู้เริ่มต้นเข้าใจความซับซ้อนทั้งหมดของฟิสิกส์ส่วนนี้ จึงได้พัฒนาคู่มือพิเศษ "ไฟฟ้าสำหรับ Dummies" การเดินทางสู่โลกของอิเล็กตรอนต้องเริ่มต้นด้วยการพิจารณากฎและแนวคิดทางทฤษฎี ตัวอย่างที่เป็นภาพประกอบและข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์ที่ใช้ในหนังสือ “ไฟฟ้าสำหรับ Dummies” จะช่วยให้ช่างไฟฟ้ามือใหม่ได้รับความรู้ หากต้องการตรวจสอบความคืบหน้า คุณสามารถใช้การบ้าน การทดสอบ และแบบฝึกหัดที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้าได้

หากคุณเข้าใจว่าคุณไม่มีความรู้ทางทฤษฎีเพียงพอที่จะรับมือกับการเชื่อมต่อสายไฟได้อย่างอิสระ โปรดดูหนังสืออ้างอิงสำหรับ "หุ่นจำลอง"

ความปลอดภัยและการปฏิบัติ

ก่อนอื่นคุณต้องศึกษาหัวข้อเกี่ยวกับข้อควรระวังด้านความปลอดภัยอย่างรอบคอบ ในกรณีนี้ระหว่างทำงานเกี่ยวกับไฟฟ้าจะไม่มีเหตุฉุกเฉินที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ

เพื่อนำความรู้ทางทฤษฎีที่ได้รับหลังจากศึกษาพื้นฐานวิศวกรรมไฟฟ้าด้วยตนเองไปปฏิบัติคุณสามารถเริ่มต้นด้วยเครื่องใช้ในครัวเรือนเก่าได้ ก่อนเริ่มการซ่อมแซม โปรดอ่านคำแนะนำที่มาพร้อมกับอุปกรณ์ก่อน อย่าลืมว่าไม่ควรล้อเล่นเรื่องไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในตัวนำ ถ้าสารไม่สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้จะเรียกว่าไดอิเล็กทริก (ฉนวน)

เพื่อให้อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่จากขั้วหนึ่งไปอีกขั้วหนึ่ง จะต้องมีความต่างศักย์ที่แน่นอนระหว่างขั้วทั้งสอง

ความเข้มของกระแสที่ไหลผ่านตัวนำมีความสัมพันธ์กับจำนวนอิเล็กตรอนที่ไหลผ่านหน้าตัดของตัวนำ

ความเร็วของการไหลของกระแสจะขึ้นอยู่กับวัสดุ ความยาว และพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ เมื่อความยาวของเส้นลวดเพิ่มขึ้น ความต้านทานก็จะเพิ่มขึ้น

บทสรุป

ไฟฟ้าเป็นสาขาวิชาฟิสิกส์ที่สำคัญและซับซ้อน คู่มือ "ไฟฟ้าสำหรับ Dummies" จะตรวจสอบปริมาณหลักที่แสดงถึงประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโวลต์ กระแสมีหน่วยเป็นแอมแปร์

ทุกคนมีพลังที่แน่นอน หมายถึงปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตโดยอุปกรณ์ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ผู้ใช้พลังงาน (ตู้เย็น เครื่องซักผ้า กาต้มน้ำ เตารีด) ก็มีไฟฟ้าใช้เช่นกัน ซึ่งใช้ไฟฟ้าระหว่างการทำงาน หากต้องการคุณสามารถคำนวณทางคณิตศาสตร์และกำหนดราคาโดยประมาณสำหรับเครื่องใช้ในครัวเรือนแต่ละเครื่องได้

เริ่มจากแนวคิดเรื่องไฟฟ้ากันก่อน กระแสไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่ตามลำดับของอนุภาคที่มีประจุภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า อนุภาคอาจเป็นอิเล็กตรอนอิสระของโลหะได้หากกระแสไหลผ่านลวดโลหะ หรือไอออนหากกระแสไหลในก๊าซหรือของเหลว
นอกจากนี้ยังมีกระแสในเซมิคอนดักเตอร์ แต่นี่เป็นหัวข้อแยกต่างหากสำหรับการสนทนา ตัวอย่างคือหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงจากเตาไมโครเวฟ - ขั้นแรกให้อิเล็กตรอนไหลผ่านสายไฟจากนั้นไอออนจะเคลื่อนที่ระหว่างสายไฟตามลำดับกระแสจะไหลผ่านโลหะก่อนแล้วจึงผ่านอากาศ สารเรียกว่าตัวนำหรือเซมิคอนดักเตอร์หากมีอนุภาคที่สามารถนำประจุไฟฟ้าได้ หากไม่มีอนุภาคดังกล่าว สารดังกล่าวจะเรียกว่าไดอิเล็กทริก ซึ่งจะไม่นำไฟฟ้า อนุภาคที่มีประจุจะมีประจุไฟฟ้า ซึ่งวัดเป็น q มีหน่วยเป็นคูลอมบ์
หน่วยวัดความแรงของกระแสเรียกว่า แอมแปร์ และถูกกำหนดด้วยตัวอักษร I ซึ่งกระแส 1 แอมแปร์จะเกิดขึ้นเมื่อประจุ 1 คูลอมบ์ผ่านจุดหนึ่งในวงจรไฟฟ้าใน 1 วินาที กล่าวคือ พูดคร่าวๆ แล้ว ความแรงของกระแสไฟฟ้าวัดเป็นคูลอมบ์ต่อวินาที โดยพื้นฐานแล้ว ความแรงของกระแสคือปริมาณไฟฟ้าที่ไหลต่อหน่วยเวลาผ่านหน้าตัดของตัวนำ ยิ่งอนุภาคที่มีประจุวิ่งไปตามเส้นลวดมากเท่าไร กระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย
เพื่อให้อนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่จากขั้วหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง จำเป็นต้องสร้างความต่างศักย์ไฟฟ้าหรือ – แรงดันไฟฟ้า – ระหว่างขั้วทั้งสอง แรงดันไฟฟ้าวัดเป็นโวลต์และกำหนดด้วยตัวอักษร V หรือ U ในการรับแรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์คุณต้องถ่ายโอนประจุ 1 C ระหว่างขั้วในขณะที่ทำงาน 1 J ฉันเห็นด้วยมันไม่ชัดเจนเล็กน้อย .

เพื่อความชัดเจน ลองจินตนาการถึงถังเก็บน้ำที่อยู่ในระดับความสูงระดับหนึ่ง มีท่อออกมาจากถัง น้ำไหลผ่านท่อภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ปล่อยให้น้ำเป็นประจุไฟฟ้า ความสูงของเสาน้ำเป็นแรงดันไฟฟ้า และความเร็วของการไหลของน้ำเป็นกระแสไฟฟ้า แม่นยำยิ่งขึ้นไม่ใช่อัตราการไหล แต่เป็นปริมาณน้ำที่ไหลออกต่อวินาที เข้าใจว่ายิ่งระดับน้ำสูงแรงดันด้านล่างก็จะยิ่งมากขึ้น และยิ่งแรงดันด้านล่างสูง น้ำก็จะไหลผ่านท่อมากขึ้นเท่านั้นเพราะความเร็วจะสูงขึ้น.. จะไหลอยู่ในวงจร

ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณที่พิจารณาทั้งสามปริมาณในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงถูกกำหนดโดยกฎของโอห์ม ซึ่งแสดงโดยสูตรนี้ และดูเหมือนว่าความแรงของกระแสในวงจรจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้า และแปรผกผันกับความต้านทาน ยิ่งมีความต้านทานมาก กระแสไฟฟ้าก็จะน้อยลง และในทางกลับกัน

ฉันจะเพิ่มคำอีกสองสามคำเกี่ยวกับการต่อต้าน จะวัดก็ได้หรือนับก็ได้ สมมติว่าเรามีตัวนำที่ทราบความยาวและพื้นที่หน้าตัด สี่เหลี่ยม กลม ไม่สำคัญ สารต่างๆ มีความต้านทานต่างกัน และสำหรับตัวนำจินตภาพของเรา มีสูตรนี้ที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างความยาว พื้นที่หน้าตัด และความต้านทาน ความต้านทานของสารสามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ตในรูปแบบของตาราง
อีกครั้ง เราสามารถวาดการเปรียบเทียบกับน้ำได้: น้ำไหลผ่านท่อ ปล่อยให้ท่อมีความหยาบเฉพาะ มีเหตุผลที่จะสรุปได้ว่ายิ่งท่อยาวและแคบ น้ำจะไหลผ่านท่อต่อหน่วยเวลาน้อยลงเท่านั้น ดูว่ามันง่ายแค่ไหน? คุณไม่จำเป็นต้องจำสูตรด้วยซ้ำ แค่จินตนาการถึงท่อที่มีน้ำ
ในการวัดความต้านทานคุณต้องมีอุปกรณ์คือโอห์มมิเตอร์ ปัจจุบัน เครื่องมือสากลได้รับความนิยมมากขึ้น เช่น มัลติมิเตอร์ โดยวัดความต้านทาน กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และอื่นๆ อีกมากมาย มาทำการทดลองกัน ฉันจะนำลวดนิกโครมที่มีความยาวและพื้นที่หน้าตัดที่ทราบ หาความต้านทานบนเว็บไซต์ที่ฉันซื้อมันมาและคำนวณความต้านทาน ตอนนี้ผมจะวัดชิ้นเดียวกันโดยใช้อุปกรณ์ สำหรับความต้านทานเพียงเล็กน้อย ฉันจะต้องลบความต้านทานของโพรบของอุปกรณ์ซึ่งก็คือ 0.8 โอห์ม เป็นแบบนั้น!
สเกลมัลติมิเตอร์แบ่งตามขนาดของปริมาณที่วัดได้ ซึ่งทำเพื่อความแม่นยำในการวัดที่สูงขึ้น ถ้าฉันต้องการวัดตัวต้านทานที่มีค่าระบุ 100 kOhm ฉันตั้งค่าที่จับไปที่ความต้านทานที่ใกล้ที่สุดที่ใหญ่กว่า ในกรณีของฉันมันคือ 200 กิโลโอห์ม ถ้าผมต้องการวัด 1 กิโลโอห์ม ผมจะใช้ 2 โอห์ม นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับการวัดปริมาณอื่นๆ นั่นคือมาตราส่วนจะแสดงขีดจำกัดของการวัดที่คุณต้องจัด
มาสนุกกับมัลติมิเตอร์กันต่อและลองวัดปริมาณที่เหลือที่เราได้เรียนรู้มา ฉันจะใช้แหล่ง DC ที่แตกต่างกันหลายแห่ง ปล่อยให้เป็นแหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์ พอร์ต USB และหม้อแปลงไฟฟ้าที่ปู่ของฉันทำเมื่อสมัยยังเป็นเด็ก
เราสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งเหล่านี้ได้ในขณะนี้โดยเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์แบบขนาน ซึ่งก็คือโดยตรงกับขั้วบวกและลบของแหล่งกำเนิด ทุกอย่างชัดเจนด้วยแรงดันไฟฟ้า สามารถนำและวัดได้ แต่ในการวัดความแรงของกระแสไฟฟ้า คุณจำเป็นต้องสร้างวงจรไฟฟ้าที่กระแสจะไหลผ่าน จะต้องมีผู้บริโภคหรือโหลดในวงจรไฟฟ้า มาเชื่อมต่อผู้บริโภคกับแต่ละแหล่งกัน แถบ LED มอเตอร์และตัวต้านทาน (160 โอห์ม)
ลองวัดกระแสที่ไหลในวงจรกัน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ฉันสลับมัลติมิเตอร์ไปที่โหมดการวัดปัจจุบัน และเปลี่ยนโพรบเป็นอินพุตปัจจุบัน แอมมิเตอร์เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวัตถุที่กำลังวัด นี่คือแผนภาพควรจำไว้และอย่าสับสนกับการเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์ โดยวิธีการมีสิ่งเช่นที่หนีบปัจจุบัน ช่วยให้คุณสามารถวัดกระแสในวงจรโดยไม่ต้องเชื่อมต่อโดยตรงกับวงจร นั่นคือคุณไม่จำเป็นต้องถอดสายไฟ คุณเพียงแค่โยนมันลงบนสายไฟแล้วมันก็วัด เอาล่ะ กลับไปที่แอมป์มิเตอร์ปกติของเรากันดีกว่า

ฉันก็เลยวัดกระแสทั้งหมด ตอนนี้เรารู้แล้วว่าแต่ละวงจรใช้กระแสเท่าใด ที่นี่เรามีไฟ LED ส่องสว่าง อยู่ตรงนี้มอเตอร์กำลังหมุน และอยู่ตรงนี้…. ยืนตรงนั้น ตัวต้านทานทำอะไร? เขาไม่ร้องเพลงให้เราฟัง ไม่เปิดไฟในห้อง และไม่เปลี่ยนกลไกใดๆ แล้วเขาใช้เงินทั้งหมด 90 มิลลิแอมป์ไปกับอะไร? วิธีนี้ใช้ไม่ได้ผล เรามาทำความเข้าใจกันดีกว่า เฮ้คุณ! แย่จัง เขาร้อน! นี่คือที่ที่พลังงานถูกใช้ไป! เป็นไปได้ไหมที่จะคำนวณพลังงานชนิดใดที่นี่? ปรากฎว่ามันเป็นไปได้ กฎหมายที่อธิบายผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าถูกค้นพบในศตวรรษที่ 19 โดยนักวิทยาศาสตร์สองคนคือ James Joule และ Emilius Lenz
กฎหมายนี้เรียกว่ากฎของจูล-เลนซ์ สูตรนี้แสดงไว้ และแสดงเป็นตัวเลขว่าพลังงานกี่จูลถูกปล่อยออกมาในตัวนำซึ่งมีกระแสไหลไหล ต่อหน่วยเวลา จากกฎนี้ คุณสามารถค้นหากำลังที่ปล่อยออกมาบนตัวนำนี้ กำลังแสดงด้วยตัวอักษรภาษาอังกฤษ P และวัดเป็นวัตต์ ฉันพบแท็บเล็ตสุดเจ๋งเครื่องนี้ที่เชื่อมโยงปริมาณทั้งหมดที่เราศึกษามา
ดังนั้น บนโต๊ะของฉัน พลังงานไฟฟ้าจึงถูกใช้เพื่อให้แสงสว่าง สำหรับงานเครื่องกล และเพื่อให้ความร้อนกับอากาศโดยรอบ อย่างไรก็ตามตามหลักการนี้เครื่องทำความร้อนกาต้มน้ำไฟฟ้าเครื่องเป่าผมหัวแร้ง ฯลฯ ทำงานได้ มีเกลียวเล็กๆ อยู่ทุกหนทุกแห่ง ซึ่งร้อนขึ้นภายใต้อิทธิพลของกระแส

ควรคำนึงถึงประเด็นนี้เมื่อเชื่อมต่อสายไฟเข้ากับโหลดนั่นคือการวางสายไฟเข้ากับซ็อกเก็ตทั่วทั้งอพาร์ทเมนต์ก็รวมอยู่ในแนวคิดนี้ด้วย หากคุณนำสายไฟที่บางเกินกว่าจะเชื่อมต่อกับเต้ารับแล้วต่อคอมพิวเตอร์ กาต้มน้ำ และไมโครเวฟเข้ากับเต้ารับนี้ สายไฟอาจร้อนขึ้นและทำให้เกิดไฟไหม้ได้ ดังนั้นจึงมีสัญญาณดังกล่าวที่เชื่อมต่อพื้นที่หน้าตัดของสายไฟด้วยกำลังสูงสุดที่จะไหลผ่านสายไฟเหล่านี้ หากคุณตัดสินใจที่จะดึงสายไฟอย่าลืมเรื่องนี้

นอกจากนี้ ในส่วนหนึ่งของปัญหานี้ ฉันอยากจะนึกถึงคุณลักษณะของการเชื่อมต่อแบบขนานและแบบอนุกรมของผู้บริโภคปัจจุบัน ด้วยการเชื่อมต่อแบบอนุกรม กระแสไฟฟ้าจะเท่ากันกับคอนซูเมอร์ทุกคน แรงดันไฟฟ้าจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ และความต้านทานรวมของคอนโทรลคือผลรวมของความต้านทานทั้งหมด ด้วยการเชื่อมต่อแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าของผู้บริโภคทุกคนจะเท่ากัน ความแรงของกระแสไฟฟ้าจะถูกแบ่งออก และความต้านทานรวมจะคำนวณโดยใช้สูตรนี้
นี่ทำให้เกิดจุดที่น่าสนใจจุดหนึ่งที่สามารถใช้ในการวัดความแรงของกระแสได้ สมมติว่าคุณต้องวัดกระแสในวงจรประมาณ 2 แอมแปร์ แอมป์มิเตอร์ไม่สามารถรับมือกับงานนี้ได้ ดังนั้นคุณจึงใช้กฎของโอห์มในรูปแบบที่บริสุทธิ์ได้ เรารู้ว่าความแรงของกระแสจะเท่ากันในการเชื่อมต่อแบบอนุกรม ลองใช้ตัวต้านทานที่มีความต้านทานน้อยมากแล้วใส่อนุกรมกับโหลด มาวัดแรงดันไฟฟ้ากัน ตอนนี้เมื่อใช้กฎของโอห์ม เราจะพบความแรงในปัจจุบัน อย่างที่คุณเห็นมันเกิดขึ้นพร้อมกับการคำนวณเทป สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้คือ ตัวต้านทานเพิ่มเติมนี้ควรมีความต้านทานต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้มีผลกระทบต่อการวัดน้อยที่สุด

มีอีกประเด็นสำคัญมากที่คุณต้องรู้ แหล่งกำเนิดทั้งหมดมีกระแสเอาต์พุตสูงสุด หากเกินกระแสนี้ แหล่งกำเนิดอาจร้อนขึ้น ล้มเหลว และในกรณีที่เลวร้ายที่สุดอาจเกิดไฟไหม้ได้ ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดคือเมื่อแหล่งกำเนิดมีการป้องกันกระแสเกิน ซึ่งในกรณีนี้จะปิดกระแสไฟเพียงอย่างเดียว ดังที่เราจำได้จากกฎของโอห์ม ยิ่งความต้านทานต่ำ กระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้น นั่นคือถ้าคุณเอาลวดเส้นหนึ่งมาเป็นโหลดนั่นคือปิดแหล่งกำเนิดเองความแรงของกระแสในวงจรจะกระโดดไปสู่ค่ามหาศาลซึ่งเรียกว่าไฟฟ้าลัดวงจร หากคุณจำจุดเริ่มต้นของปัญหาได้คุณสามารถเปรียบเทียบกับน้ำได้ ถ้าเราแทนค่าความต้านทานเป็นศูนย์ลงในกฎของโอห์ม เราจะได้กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่อย่างไม่สิ้นสุด ในทางปฏิบัติสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นแน่นอน เนื่องจากแหล่งกำเนิดมีความต้านทานภายในที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม กฎนี้เรียกว่ากฎของโอห์มสำหรับวงจรสมบูรณ์ ดังนั้นกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจึงขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด
ทีนี้ลองกลับไปสู่กระแสสูงสุดที่แหล่งกำเนิดสามารถผลิตได้ อย่างที่ฉันบอกไปแล้วว่ากระแสในวงจรถูกกำหนดโดยโหลด หลายคนเขียนถึงฉันบน VK และถามคำถามแบบนี้ ฉันจะพูดเกินจริงเล็กน้อย: ซานย่า ฉันมีแหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์และ 50 แอมแปร์ หากฉันเชื่อมต่อแถบ LED ชิ้นเล็ก ๆ เข้าด้วยกัน มันจะไหม้หรือไม่? ไม่ แน่นอนว่ามันจะไม่ไหม้ 50 แอมแปร์คือกระแสสูงสุดที่แหล่งกำเนิดสามารถผลิตได้ หากคุณต่อเทปเข้ากับมัน มันจะใช้ได้ดี เช่น 100 มิลลิแอมป์ ก็แค่นั้นแหละ กระแสไฟฟ้าในวงจรจะอยู่ที่ 100 มิลลิแอมป์และจะไม่มีใครเผาที่ไหนเลย อีกประการหนึ่งคือถ้าคุณใช้แถบ LED หนึ่งกิโลเมตรและเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟนี้กระแสไฟฟ้าจะสูงกว่าที่อนุญาตและแหล่งจ่ายไฟมักจะร้อนเกินไปและล้มเหลว โปรดจำไว้ว่าผู้บริโภคเป็นผู้กำหนดปริมาณกระแสไฟฟ้าในวงจร หน่วยนี้สามารถส่งออกได้สูงสุด 2 แอมป์ และเมื่อฉันลัดวงจรไปที่โบลต์ ก็ไม่มีอะไรเกิดขึ้นกับโบลต์ แต่แหล่งจ่ายไฟไม่ชอบสิ่งนี้ มันทำงานในสภาวะที่รุนแรง แต่ถ้าคุณใช้แหล่งกำเนิดที่สามารถส่งกระแสไฟได้หลายสิบแอมแปร์ สลักเกลียวจะไม่ชอบสถานการณ์นี้

ตามตัวอย่าง เราจะคำนวณแหล่งจ่ายไฟที่จะต้องใช้ในการจ่ายไฟให้กับส่วนที่ทราบของแถบ LED ดังนั้นเราจึงซื้อม้วนแถบ LED จากชาวจีน และต้องการจ่ายไฟให้กับแถบ LED นี้สามเมตร ขั้นแรกเราไปที่หน้าผลิตภัณฑ์แล้วลองค้นหาว่าเทปหนึ่งเมตรใช้กี่วัตต์ ฉันไม่พบข้อมูลนี้ จึงมีสัญลักษณ์นี้ มาดูกันว่าเรามีเทปชนิดไหน ไดโอด 5050 60 ชิ้นต่อเมตร และเราเห็นว่ากำลังไฟอยู่ที่ 14 วัตต์ต่อเมตร อยากได้ 3 เมตร แปลว่ากำลังไฟ 42 วัตต์ ขอแนะนำให้ใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีพลังงานสำรอง 30% เพื่อไม่ให้ทำงานในโหมดวิกฤติ เป็นผลให้เราได้รับ 55 วัตต์ แหล่งจ่ายไฟที่เหมาะสมที่สุดคือ 60 วัตต์ จากสูตรกำลังเราแสดงความแรงของกระแสและค้นหาโดยรู้ว่า LED ทำงานที่แรงดันไฟฟ้า 12 โวลต์ ปรากฎว่าเราต้องการหน่วยที่มีกระแส 5 แอมแปร์ เช่น เราไปหาอาลี หามัน ซื้อมัน
สิ่งสำคัญมากคือต้องทราบปริมาณการใช้กระแสไฟเมื่อทำผลิตภัณฑ์ USB แบบโฮมเมด กระแสสูงสุดที่สามารถรับได้จาก USB คือ 500 มิลลิแอมป์ และไม่ควรเกินนั้น
และสุดท้ายคือคำสั้นๆ เกี่ยวกับข้อควรระวังด้านความปลอดภัย ที่นี่คุณจะเห็นว่าค่าไฟฟ้าใดที่ถือว่าไม่เป็นอันตรายต่อชีวิตมนุษย์

ปัจจุบันนี้เป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการถึงชีวิตที่ปราศจากไฟฟ้า นี่ไม่ใช่แค่แสงสว่างและเครื่องทำความร้อนเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด ตั้งแต่หลอดสุญญากาศรุ่นแรกๆ ไปจนถึงโทรศัพท์มือถือและคอมพิวเตอร์ งานของพวกเขาอธิบายได้ด้วยสูตรที่หลากหลายซึ่งบางครั้งก็ซับซ้อนมาก แต่แม้แต่กฎหมายที่ซับซ้อนที่สุดของวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ก็ยังอิงตามกฎของวิศวกรรมไฟฟ้าซึ่งมีการศึกษาในหัวข้อ “รากฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมไฟฟ้า” (TOE) ในสถาบัน โรงเรียนเทคนิค และวิทยาลัย

กฎพื้นฐานของวิศวกรรมไฟฟ้า

• กฎของโอห์ม
• กฎจูล-เลนซ์
• กฎข้อแรกของเคอร์ชอฟฟ์

กฎของโอห์ม- การศึกษา TOE เริ่มต้นด้วยกฎหมายนี้ และไม่ใช่ช่างไฟฟ้าเพียงคนเดียวที่จะทำได้หากไม่มีกฎหมายนี้ โดยระบุว่ากระแสจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันและแปรผกผันกับความต้านทาน ซึ่งหมายความว่ายิ่งแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับตัวต้านทาน มอเตอร์ ตัวเก็บประจุ หรือขดลวดสูง (โดยคงสภาวะอื่นไว้) กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจรก็จะยิ่งสูงขึ้น ในทางกลับกัน ยิ่งความต้านทานสูง กระแสก็จะยิ่งต่ำลง

กฎจูล-เลนซ์- เมื่อใช้กฎหมายนี้ คุณสามารถกำหนดปริมาณความร้อนที่เกิดจากเครื่องทำความร้อน สายไฟ มอเตอร์ไฟฟ้า หรืองานประเภทอื่นๆ ที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าได้ กฎข้อนี้ระบุว่าปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังสองของกระแส ความต้านทานของตัวนำนั้น และเวลาที่กระแสไหล เมื่อใช้กฎหมายนี้จะมีการกำหนดกำลังที่แท้จริงของมอเตอร์ไฟฟ้าและบนพื้นฐานของกฎหมายนี้มิเตอร์ไฟฟ้าจะทำงานตามที่เราจ่ายค่าไฟฟ้าที่ใช้ไป

กฎข้อแรกของเคอร์ชอฟฟ์- ใช้ในการคำนวณสายเคเบิลและเบรกเกอร์เมื่อคำนวณวงจรจ่ายไฟ โดยระบุว่าผลรวมของกระแสที่เข้าสู่โหนดใด ๆ เท่ากับผลรวมของกระแสที่ออกจากโหนดนั้น ในทางปฏิบัติ สายเคเบิลเส้นหนึ่งจะเข้ามาจากแหล่งพลังงาน และอีกหนึ่งเส้นหรือมากกว่านั้นจะดับลง

กฎข้อที่สองของเคอร์ชอฟฟ์- ใช้เมื่อเชื่อมต่อโหลดหลายตัวเป็นอนุกรมหรือโหลดและสายเคเบิลยาว นอกจากนี้ยังใช้งานได้เมื่อเชื่อมต่อไม่ใช่จากแหล่งพลังงานที่อยู่กับที่ แต่จากแบตเตอรี่ โดยระบุว่าในวงจรปิด ผลรวมของแรงดันตกและแรงเคลื่อนไฟฟ้าทั้งหมดเป็น 0

จะเริ่มเรียนวิศวกรรมไฟฟ้าได้ที่ไหน

ทางที่ดีควรเรียนวิศวกรรมไฟฟ้าในหลักสูตรพิเศษหรือในสถาบันการศึกษา นอกจากโอกาสในการสื่อสารกับอาจารย์แล้ว คุณยังสามารถใช้ประโยชน์จากสิ่งอำนวยความสะดวกของสถาบันการศึกษาสำหรับชั้นเรียนภาคปฏิบัติได้ สถาบันการศึกษายังออกเอกสารที่ต้องใช้ในการสมัครงานด้วย

หากคุณตัดสินใจที่จะเรียนวิศวกรรมไฟฟ้าด้วยตัวเองหรือต้องการสื่อการสอนเพิ่มเติม มีหลายเว็บไซต์ที่คุณสามารถศึกษาและดาวน์โหลดสื่อที่จำเป็นลงในคอมพิวเตอร์หรือโทรศัพท์ของคุณได้

บทเรียนวิดีโอ

มีวิดีโอมากมายบนอินเทอร์เน็ตที่ช่วยให้คุณเชี่ยวชาญพื้นฐานของวิศวกรรมไฟฟ้า วิดีโอทั้งหมดสามารถรับชมออนไลน์หรือดาวน์โหลดโดยใช้โปรแกรมพิเศษ

วิดีโอสอนช่างไฟฟ้า- วัสดุจำนวนมากที่บอกเกี่ยวกับปัญหาในทางปฏิบัติต่างๆ ที่ช่างไฟฟ้ามือใหม่อาจพบ เกี่ยวกับโปรแกรมที่เขาต้องทำงานด้วย และเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่ติดตั้งในที่พักอาศัย

พื้นฐานของทฤษฎีวิศวกรรมไฟฟ้า- นี่คือบทเรียนวิดีโอที่อธิบายกฎพื้นฐานของวิศวกรรมไฟฟ้าอย่างชัดเจน ระยะเวลารวมของบทเรียนทั้งหมดคือประมาณ 3 ชั่วโมง

ศูนย์และเฟส แผนภาพการเชื่อมต่อสำหรับหลอดไฟ สวิตช์ เต้ารับ ประเภทของเครื่องมือสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้า
1. ประเภทของวัสดุสำหรับติดตั้งระบบไฟฟ้า ประกอบวงจรไฟฟ้า
2. การเชื่อมต่อสวิตช์และการเชื่อมต่อแบบขนาน
3. การติดตั้งวงจรไฟฟ้าด้วยสวิตช์สองปุ่ม รูปแบบของแหล่งจ่ายไฟสำหรับสถานที่
4. รูปแบบของแหล่งจ่ายไฟสำหรับห้องที่มีสวิตช์ พื้นฐานด้านความปลอดภัย

หนังสือ

ที่ปรึกษาที่ดีที่สุด มีหนังสืออยู่เสมอ- ก่อนหน้านี้จำเป็นต้องยืมหนังสือจากห้องสมุด จากเพื่อน หรือซื้อมัน ปัจจุบันคุณสามารถค้นหาและดาวน์โหลดหนังสือหลากหลายเล่มบนอินเทอร์เน็ตที่จำเป็นสำหรับผู้เริ่มต้นหรือช่างไฟฟ้าที่มีประสบการณ์ ต่างจากวิดีโอบทช่วยสอนที่คุณสามารถดูวิธีการดำเนินการนี้หรือการกระทำนั้นได้ แต่ในหนังสือคุณสามารถเก็บไว้ใกล้ตัวขณะทำงาน หนังสืออาจมีเอกสารอ้างอิงที่ไม่เหมาะกับบทเรียนวิดีโอ (เช่น ในโรงเรียน - ครูบอกบทเรียนที่อธิบายไว้ในหนังสือเรียน และรูปแบบการสอนเหล่านี้จะเสริมซึ่งกันและกัน)

มีไซต์ต่างๆ ที่มีวรรณกรรมด้านวิศวกรรมไฟฟ้าจำนวนมากเกี่ยวกับประเด็นต่างๆ ตั้งแต่ทฤษฎีไปจนถึงเอกสารอ้างอิง บนไซต์เหล่านี้ทั้งหมด คุณสามารถดาวน์โหลดหนังสือที่คุณต้องการลงในคอมพิวเตอร์และอ่านจากอุปกรณ์ใดก็ได้ในภายหลัง

ตัวอย่างเช่น,

เม็กซาลิบ- วรรณกรรมประเภทต่าง ๆ รวมถึงวิศวกรรมไฟฟ้า

หนังสือสำหรับช่างไฟฟ้า- เว็บไซต์นี้มีคำแนะนำมากมายสำหรับวิศวกรไฟฟ้ามือใหม่

ผู้เชี่ยวชาญด้านไฟฟ้า- เว็บไซต์สำหรับช่างไฟฟ้ามือใหม่และมืออาชีพ

ห้องสมุดช่างไฟฟ้า- หนังสือหลายเล่มสำหรับมืออาชีพโดยเฉพาะ

หนังสือเรียนออนไลน์

นอกจากนี้ยังมีหนังสือเรียนออนไลน์เกี่ยวกับวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์พร้อมสารบัญแบบโต้ตอบบนอินเทอร์เน็ต

เหล่านี้คือ:

หลักสูตรพื้นฐานช่างไฟฟ้า- หนังสือเรียนเกี่ยวกับวิศวกรรมไฟฟ้า

แนวคิดพื้นฐาน

อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้เริ่มต้น- หลักสูตรเบื้องต้นและพื้นฐานอิเล็กทรอนิกส์

ข้อควรระวังด้านความปลอดภัย

สิ่งสำคัญเมื่อทำงานไฟฟ้าคือการปฏิบัติตามข้อควรระวังด้านความปลอดภัย หากการทำงานไม่ถูกต้องอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ การไม่ปฏิบัติตามข้อควรระวังด้านความปลอดภัยอาจนำไปสู่การบาดเจ็บ ความพิการ หรือการเสียชีวิตได้

กฎหลัก- นี่หมายถึงการไม่สัมผัสสายไฟที่มีไฟฟ้าด้วยมือเปล่า การใช้เครื่องมือที่มีด้ามจับหุ้มฉนวน และเมื่อปิดเครื่อง ให้ติดป้ายว่า "อย่าเปิด คนกำลังทำงาน" หากต้องการศึกษาปัญหานี้อย่างละเอียดมากขึ้น คุณต้องอ่านหนังสือ "กฎความปลอดภัยสำหรับงานติดตั้งและปรับแต่งระบบไฟฟ้า"

วิศวะไฟฟ้าก็เหมือนภาษาต่างประเทศ บางคนเชี่ยวชาญมันอย่างสมบูรณ์แบบมาเป็นเวลานานแล้ว บางคนเพิ่งเริ่มทำความคุ้นเคยกับมัน และสำหรับบางคนก็ยังคงเป็นเป้าหมายที่ไม่อาจบรรลุได้ แต่เป็นเป้าหมายที่น่าดึงดูด ทำไมหลายๆ คนถึงอยากสำรวจโลกลึกลับแห่งไฟฟ้านี้? ผู้คนคุ้นเคยกับมันมาประมาณ 250 ปีแล้ว แต่ทุกวันนี้ เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการถึงชีวิตที่ปราศจากไฟฟ้า เพื่อทำความคุ้นเคยกับโลกนี้ มีพื้นฐานทางทฤษฎีของวิศวกรรมไฟฟ้า (TOE) สำหรับหุ่นจำลอง

ทำความรู้จักกับไฟฟ้าครั้งแรก

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 18 Charles Coulomb นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสเริ่มศึกษาปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของสสารอย่างแข็งขัน เขาเป็นผู้ค้นพบกฎของประจุไฟฟ้าซึ่งตั้งชื่อตามเขา - คูลอมบ์

ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันว่าสสารใดๆ ประกอบด้วยอะตอมและอิเล็กตรอนที่หมุนรอบพวกมันในวงโคจร อย่างไรก็ตาม ในสสารบางชนิด อิเล็กตรอนจะถูกอะตอมยึดไว้อย่างแน่นหนา ในขณะที่สารอื่นๆ พันธะนี้มีความแข็งแรงน้อย ซึ่งช่วยให้อิเล็กตรอนสามารถแยกตัวออกจากอะตอมบางอะตอมได้อย่างอิสระและเกาะติดกับอะตอมอื่นๆ

เพื่อทำความเข้าใจว่ามันคืออะไร คุณสามารถจินตนาการถึงเมืองใหญ่ที่มีรถยนต์จำนวนมากที่เคลื่อนที่โดยไม่มีกฎเกณฑ์ใดๆ เครื่องจักรเหล่านี้เคลื่อนที่อย่างวุ่นวายและไม่สามารถทำงานได้ที่เป็นประโยชน์ โชคดีที่อิเล็กตรอนไม่แตกออกจากกัน แต่จะกระเด้งเข้าหากันเหมือนลูกบอล เพื่อจะได้ประโยชน์จากคนงานตัวน้อยเหล่านี้ ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสามประการ:

1. อะตอมของสารจะต้องปล่อยอิเล็กตรอนอย่างอิสระ
2. ต้องใช้แรงกับสารนี้ซึ่งจะบังคับให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียว
3. จะต้องปิดวงจรที่อนุภาคมีประจุเคลื่อนที่

การปฏิบัติตามเงื่อนไขทั้งสามประการนี้เป็นพื้นฐานของวิศวกรรมไฟฟ้าสำหรับผู้เริ่มต้น

องค์ประกอบทั้งหมดประกอบด้วยอะตอม อะตอมสามารถเปรียบเทียบได้กับระบบสุริยะ มีเพียงแต่ละระบบเท่านั้นที่มีจำนวนวงโคจรของตัวเอง และแต่ละวงโคจรสามารถมีดาวเคราะห์ได้หลายดวง (อิเล็กตรอน) ยิ่งวงโคจรอยู่ห่างจากนิวเคลียสมากเท่าไร แรงดึงดูดของอิเล็กตรอนในวงโคจรก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น

แรงดึงดูดไม่ได้ขึ้นอยู่กับมวลของนิวเคลียส แต่ขึ้นอยู่กับ จากขั้วที่แตกต่างกันของนิวเคลียสและอิเล็กตรอน- ถ้านิวเคลียสมีประจุ +10 หน่วย อิเล็กตรอนจะต้องมีประจุรวม 10 หน่วยด้วย แต่มีประจุเป็นลบ หากอิเล็กตรอนบินออกไปจากวงโคจรรอบนอก พลังงานรวมของอิเล็กตรอนจะอยู่ที่ -9 หน่วยอยู่แล้ว ตัวอย่างง่ายๆ ของการบวก +10 + (-9) = +1 ปรากฎว่าอะตอมมีประจุบวก

นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นในทางตรงกันข้าม: นิวเคลียสมีแรงดึงดูดที่แข็งแกร่งและจับอิเล็กตรอน "จากภายนอก" จากนั้นอิเล็กตรอนตัวที่ 11 “พิเศษ” จะปรากฏขึ้นในวงโคจรรอบนอก ตัวอย่างเดียวกัน +10 + (-11) = -1 ในกรณีนี้อะตอมจะมีประจุลบ

หากใส่วัสดุสองชนิดที่มีประจุตรงกันข้ามกันไว้ในอิเล็กโทรไลต์และเชื่อมต่อเข้าด้วยกันผ่านตัวนำ เช่น หลอดไฟ กระแสไฟฟ้าจะไหลในวงจรปิด และหลอดไฟจะสว่างขึ้น หากวงจรขาด เช่น ผ่านสวิตช์ หลอดไฟจะดับ

กระแสไฟฟ้าได้ดังนี้ เมื่อวัสดุชิ้นใดชิ้นหนึ่ง (อิเล็กโทรด) สัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์ จะมีอิเล็กตรอนส่วนเกินปรากฏขึ้นในนั้น และจะมีประจุลบ ในทางกลับกัน อิเล็กโทรดที่สองจะปล่อยอิเล็กตรอนเมื่อสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์และมีประจุบวก อิเล็กโทรดแต่ละตัวถูกกำหนดให้เป็น "+" (อิเล็กตรอนส่วนเกิน) และ "-" (ขาดอิเล็กตรอน) ตามลำดับ

แม้ว่าอิเล็กตรอนจะมีประจุเป็นลบ แต่อิเล็กโทรดก็มีเครื่องหมาย "+" ความสับสนนี้เกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของวิศวกรรมไฟฟ้า ในเวลานั้น เชื่อกันว่าการถ่ายโอนประจุเกิดขึ้นจากอนุภาคบวก และเพื่อไม่ให้ทำซ้ำ พวกเขาจึงทิ้งทุกอย่างไว้เหมือนเดิม

ในเซลล์กัลวานิก กระแสไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นจากปฏิกิริยาทางเคมี การรวมกันขององค์ประกอบหลายอย่างเรียกว่าแบตเตอรี่ กฎนี้สามารถพบได้ในวิศวกรรมไฟฟ้าสำหรับ "หุ่นจำลอง" หากเป็นไปได้โดยกระบวนการย้อนกลับ เมื่อพลังงานเคมีสะสมอยู่ในองค์ประกอบภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้า องค์ประกอบดังกล่าวจะเรียกว่าแบตเตอรี่

เซลล์กัลวานิกถูกประดิษฐ์ขึ้นโดย Alessandro Volta ในปี 1800 เขาใช้แผ่นทองแดงและสังกะสีจุ่มลงในสารละลายเกลือ นี่จึงเป็นต้นแบบของแบตเตอรี่และแบตเตอรี่สมัยใหม่

ประเภทและลักษณะของกระแสไฟฟ้า

หลังจากได้รับไฟฟ้าก้อนแรกแล้ว ก็มีแนวคิดที่จะส่งพลังงานนี้ไปในระยะทางหนึ่ง และความยากลำบากก็เกิดขึ้นที่นี่ ปรากฎว่าอิเล็กตรอนที่ผ่านตัวนำสูญเสียพลังงานบางส่วนและยิ่งตัวนำนานเท่าใดการสูญเสียเหล่านี้ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ในปี ค.ศ. 1826 Georg Ohm ได้ก่อตั้งกฎหมายที่ติดตามความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน กระแส และความต้านทาน โดยมีข้อความดังนี้: U=RI ปรากฎว่า: แรงดันไฟฟ้าเท่ากับกระแสคูณด้วยความต้านทานของตัวนำ.

จากสมการจะเห็นได้ว่ายิ่งตัวนำยิ่งยาวซึ่งเพิ่มความต้านทานกระแสไฟฟ้าและแรงดันก็จะน้อยลงดังนั้นกำลังจะลดลง เป็นไปไม่ได้ที่จะกำจัดความต้านทานในการทำเช่นนี้คุณจะต้องลดอุณหภูมิของตัวนำลงให้เป็นศูนย์สัมบูรณ์ซึ่งทำได้เฉพาะในสภาพห้องปฏิบัติการเท่านั้น กระแสไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับพลังงาน ดังนั้นคุณจึงไม่สามารถสัมผัสมันได้เช่นกัน สิ่งที่เหลืออยู่คือการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 นี่เป็นปัญหาที่ผ่านไม่ได้ ท้ายที่สุดแล้วในสมัยนั้นยังไม่มีโรงไฟฟ้าที่ผลิตไฟฟ้ากระแสสลับหรือหม้อแปลงไฟฟ้า ดังนั้นวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์จึงหันมาสนใจวิทยุ แม้ว่าจะแตกต่างอย่างมากจากระบบไร้สายสมัยใหม่ก็ตาม รัฐบาลของประเทศต่างๆ ไม่เห็นประโยชน์ของการพัฒนาเหล่านี้และไม่ได้สนับสนุนโครงการดังกล่าว

เพื่อให้สามารถแปลงแรงดันไฟฟ้า เพิ่มหรือลดได้ ต้องใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ คุณสามารถดูวิธีการทำงานได้ในตัวอย่างต่อไปนี้ ถ้าลวดถูกม้วนเป็นขดลวดและมีแม่เหล็กเคลื่อนเข้าไปข้างในอย่างรวดเร็ว กระแสสลับจะเกิดขึ้นในขดลวด ซึ่งสามารถตรวจสอบได้โดยการเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์ที่มีเครื่องหมายศูนย์ตรงกลางถึงปลายขดลวด ลูกศรของอุปกรณ์จะเบี่ยงเบนไปทางซ้ายและขวาซึ่งจะบ่งบอกว่าอิเล็กตรอนกำลังเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวจากนั้นไปอีกทิศทางหนึ่ง

วิธีการสร้างกระแสไฟฟ้านี้เรียกว่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ตัวอย่างเช่นใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าการรับและการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้า ตามรูปแบบของมัน กระแสสลับสามารถ:

• ไซน์;
• ห่าม;
• ยืดตัว

ประเภทของตัวนำ

สิ่งแรกที่ส่งผลต่อกระแสไฟฟ้าคือค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุ ค่าการนำไฟฟ้านี้แตกต่างกันไปตามวัสดุที่แตกต่างกัน ตามอัตภาพ สารทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท:

• ตัวนำ;
• เซมิคอนดักเตอร์;
• อิเล็กทริก

ตัวนำอาจเป็นสารใดๆ ก็ได้ที่กระแสไฟฟ้าผ่านตัวมันเองอย่างอิสระ ซึ่งรวมถึงวัสดุแข็ง เช่น โลหะหรือกึ่งโลหะ (กราไฟต์) ของเหลว - ปรอท โลหะหลอมเหลว อิเล็กโทรไลต์ รวมถึงก๊าซไอออไนซ์ด้วย

บนพื้นฐานนี้ ตัวนำไฟฟ้าแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ

• อิเล็กทรอนิกส์;
• อิออน

การนำไฟฟ้าประกอบด้วยวัสดุและสารทั้งหมดที่ใช้อิเล็กตรอนเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า องค์ประกอบเหล่านี้ประกอบด้วยโลหะและกึ่งโลหะ คาร์บอนยังนำกระแสไฟฟ้าได้ดี

ในการนำไอออนิก บทบาทนี้จะเล่นโดยอนุภาคที่มีประจุบวกหรือลบ ไอออนคืออนุภาคที่มีอิเล็กตรอนขาดหายไปหรือมีอิเล็กตรอนเกิน ไอออนบางตัวไม่รังเกียจที่จะจับอิเล็กตรอน "ส่วนเกิน" ในขณะที่ไอออนบางตัวไม่เห็นค่าของอิเล็กตรอนดังนั้นจึงปล่อยพวกมันออกไปอย่างอิสระ

ดังนั้นอนุภาคดังกล่าวจึงสามารถมีประจุลบหรือประจุบวกได้ ตัวอย่างคือน้ำเกลือ สารหลักคือน้ำกลั่นซึ่งเป็นฉนวนและไม่นำกระแสไฟฟ้า เมื่อเติมเกลือเข้าไป จะกลายเป็นอิเล็กโทรไลต์ซึ่งก็คือตัวนำ

เซมิคอนดักเตอร์ในสถานะปกติจะไม่นำกระแส แต่เมื่อสัมผัสกับอิทธิพลภายนอก (อุณหภูมิ ความดัน แสง ฯลฯ) สารกึ่งตัวนำจะเริ่มนำกระแส แม้ว่าจะไม่ดีเท่ากับตัวนำก็ตาม

วัสดุอื่น ๆ ทั้งหมดที่ไม่รวมอยู่ในสองประเภทแรกจัดประเภทเป็นไดอิเล็กทริกหรือฉนวน ภายใต้สภาวะปกติพวกมันจะไม่นำกระแสไฟฟ้า สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าในวงโคจรรอบนอก อิเล็กตรอนจะถูกยึดอย่างแน่นหนาในตำแหน่งของมัน และไม่มีที่ว่างสำหรับอิเล็กตรอนตัวอื่น

เมื่อศึกษาไฟฟ้าสำหรับหุ่น คุณต้องจำไว้ว่ามีการใช้วัสดุประเภทที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ทั้งหมด ตัวนำส่วนใหญ่จะใช้เพื่อเชื่อมต่อองค์ประกอบของวงจร (รวมถึงในวงจรไมโคร) พวกเขาสามารถเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟเข้ากับโหลดได้ (เช่น สายไฟจากตู้เย็น สายไฟ ฯลฯ) ใช้ในการผลิตคอยล์ซึ่งในทางกลับกันสามารถใช้งานได้ไม่เปลี่ยนแปลง เช่น บนแผงวงจรพิมพ์หรือในหม้อแปลงไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้า ฯลฯ

ตัวนำมีจำนวนมากและหลากหลายที่สุด ส่วนประกอบวิทยุเกือบทั้งหมดทำมาจากส่วนประกอบเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น เพื่อให้ได้วาริสเตอร์ สามารถใช้เซมิคอนดักเตอร์ตัวเดียว (ซิลิคอนคาร์ไบด์หรือซิงค์ออกไซด์) ได้ มีชิ้นส่วนที่ประกอบด้วยตัวนำไฟฟ้าประเภทต่างๆ เช่น ไดโอด ซีเนอร์ไดโอด ทรานซิสเตอร์

Bimetals ครอบครองช่องพิเศษ เป็นส่วนผสมของโลหะตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปซึ่งมีระดับการขยายตัวต่างกัน เมื่อชิ้นส่วนดังกล่าวได้รับความร้อน มันจะเปลี่ยนรูปเนื่องจากเปอร์เซ็นต์การขยายตัวที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปใช้ในการป้องกันกระแสไฟ เช่น เพื่อป้องกันมอเตอร์ไฟฟ้าจากความร้อนสูงเกินไป หรือปิดอุปกรณ์เมื่อถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้ เช่น เตารีด

ไดอิเล็กทริกทำหน้าที่ป้องกันเป็นหลัก (เช่น ด้ามจับที่เป็นฉนวนของเครื่องมือไฟฟ้า) นอกจากนี้ยังช่วยให้คุณสามารถแยกองค์ประกอบของวงจรไฟฟ้าได้ แผงวงจรพิมพ์ที่ติดตั้งส่วนประกอบวิทยุทำจากอิเล็กทริก สายคอยล์เคลือบด้วยฉนวนวานิชเพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างรอบ

อย่างไรก็ตาม เมื่อเพิ่มตัวนำเข้าไป อิเล็กทริกจะกลายเป็นเซมิคอนดักเตอร์และสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ อากาศเดียวกันนี้จะกลายเป็นตัวนำในระหว่างเกิดพายุฝนฟ้าคะนอง ไม้แห้งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี แต่ถ้าเปียกน้ำจะไม่ปลอดภัยอีกต่อไป

กระแสไฟฟ้ามีบทบาทอย่างมากในชีวิตของมนุษย์ยุคใหม่ แต่ในทางกลับกัน ก็อาจก่อให้เกิดอันตรายถึงชีวิตได้ ตรวจจับได้ยากมาก เช่น ในสายไฟที่วางอยู่บนพื้น ซึ่งต้องใช้อุปกรณ์และความรู้พิเศษ ดังนั้นจึงต้องใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งเมื่อใช้เครื่องใช้ไฟฟ้า

ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยน้ำเป็นหลักแต่ไม่ใช่น้ำกลั่นซึ่งเป็นอิเล็กทริก ดังนั้นร่างกายจึงแทบจะเป็นตัวนำไฟฟ้า หลังจากได้รับไฟฟ้าช็อต กล้ามเนื้อจะหดตัวซึ่งอาจทำให้หัวใจหยุดเต้นและระบบหายใจได้ เมื่อมีการกระทำต่อไป เลือดจะเริ่มเดือด จากนั้นร่างกายจะแห้ง และในที่สุด เนื้อเยื่อก็จะไหม้เกรียม สิ่งแรกที่ต้องทำคือหยุดกระแสไฟฟ้าหากจำเป็น ให้ปฐมพยาบาล และไปพบแพทย์

แรงดันไฟฟ้าคงที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ แต่ส่วนใหญ่มักจะไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ ยกเว้นฟ้าผ่า แต่อาจเป็นอันตรายต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์หรือชิ้นส่วนได้ ดังนั้นเมื่อทำงานกับไมโครวงจรและทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กจึงใช้กำไลที่มีการต่อสายดิน

ปัจจุบันก็มีการพัฒนาค่อนข้างต่อเนื่องแล้ว ตลาดบริการรวมถึงในภูมิภาคด้วย ช่างไฟฟ้าในครัวเรือน.

ช่างไฟฟ้ามืออาชีพที่มีความกระตือรือร้นอย่างเปิดเผย พยายามอย่างเต็มที่เพื่อช่วยเหลือประชากรที่เหลือของเรา ขณะเดียวกันก็ได้รับความพึงพอใจอย่างมากจากงานที่มีคุณภาพและค่าตอบแทนเล็กน้อย ในทางกลับกัน ประชากรของเรายังได้รับความพึงพอใจอย่างมากจากวิธีแก้ปัญหาคุณภาพสูง รวดเร็ว และราคาไม่แพงเลย

ในทางกลับกัน มีพลเมืองหลายประเภทที่ค่อนข้างกว้างซึ่งโดยพื้นฐานแล้วถือว่ามันเป็นเกียรติ - ด้วยมือของเขาเองแก้ไขปัญหาในชีวิตประจำวันที่เกิดขึ้นในสถานที่อยู่อาศัยของคุณเองอย่างแน่นอน ตำแหน่งดังกล่าวสมควรได้รับการอนุมัติและความเข้าใจอย่างแน่นอน
นอกจากนี้ทั้งหมดนี้ การเปลี่ยน การโอน การติดตั้ง- สวิตช์ เต้ารับ เครื่องจักร มิเตอร์ โคมไฟ การเชื่อมต่อเตาครัวฯลฯ - บริการทุกประเภทเหล่านี้เป็นที่ต้องการของประชากรมากที่สุดจากมุมมองของช่างไฟฟ้ามืออาชีพ เลย ไม่ใช่งานยาก.

และตามจริงแล้วพลเมืองธรรมดาที่ไม่มีการศึกษาด้านวิศวกรรมไฟฟ้า แต่มีคำแนะนำโดยละเอียดสามารถรับมือกับการใช้งานด้วยมือของเขาเองได้อย่างง่ายดาย
แน่นอนว่าเมื่อทำงานดังกล่าวเป็นครั้งแรก ช่างไฟฟ้ามือใหม่สามารถใช้เวลามากกว่ามืออาชีพที่มีประสบการณ์มาก แต่ไม่ใช่ความจริงที่ว่าสิ่งนี้จะทำให้ประสิทธิภาพลดลง ด้วยความใส่ใจในรายละเอียดและไม่เร่งรีบ.

ในตอนแรก ไซต์นี้ถือเป็นชุดคำแนะนำที่คล้ายกันเกี่ยวกับปัญหาที่พบบ่อยที่สุดในพื้นที่นี้ แต่ต่อมาสำหรับผู้ที่ไม่เคยประสบปัญหาดังกล่าวมาก่อนเลยก็มีการเพิ่มหลักสูตร “ช่างไฟฟ้ารุ่นเยาว์” ซึ่งประกอบด้วยบทเรียนภาคปฏิบัติ 6 บทลงไป

คุณสมบัติของการติดตั้งเต้ารับไฟฟ้าของสายไฟที่ซ่อนอยู่และแบบเปิด ปลั๊กสำหรับเตาไฟฟ้าในครัว เชื่อมต่อเตาไฟฟ้าด้วยมือของคุณเอง

สวิตช์

การเปลี่ยนและติดตั้งสวิตช์ไฟฟ้า การเดินสายไฟแบบซ่อนและแบบสัมผัส

เครื่องจักรอัตโนมัติและ RCD

หลักการทำงานของอุปกรณ์กระแสตกค้างและเซอร์กิตเบรกเกอร์ การจำแนกประเภทของเบรกเกอร์วงจร

มิเตอร์ไฟฟ้า.

คำแนะนำในการติดตั้งและเชื่อมต่อมิเตอร์เฟสเดียวด้วยตนเอง

เปลี่ยนสายไฟ.

การติดตั้งระบบไฟฟ้าภายใน. คุณสมบัติการติดตั้งขึ้นอยู่กับวัสดุของผนังและประเภทของการตกแต่ง การเดินสายไฟฟ้าในบ้านไม้

โคมไฟ.

การติดตั้งโคมไฟติดผนัง โคมไฟระย้า. การติดตั้งไฟสปอร์ตไลท์

ผู้ติดต่อและการเชื่อมต่อ

การเชื่อมต่อตัวนำบางประเภท มักพบในอุปกรณ์ไฟฟ้า "บ้าน"

วิศวกรรมไฟฟ้า--ทฤษฎีพื้นฐาน

แนวคิดเรื่องความต้านทานไฟฟ้า กฎของโอห์ม กฎของเคอร์ชอฟฟ์ การเชื่อมต่อแบบขนานและแบบอนุกรม

คำอธิบายของสายไฟและสายเคเบิลทั่วไป

คำแนะนำภาพประกอบสำหรับการทำงานกับเครื่องมือวัดไฟฟ้าสากลแบบดิจิทัล

เกี่ยวกับหลอดไฟ - หลอดไส้, ฟลูออเรสเซนต์, LED

เกี่ยวกับ "เงิน"

อาชีพช่างไฟฟ้าไม่ถือว่ามีเกียรติอย่างแน่นอนจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ แต่จะเรียกว่าจ่ายน้อยได้ไหม? คุณสามารถดูรายการราคาของบริการทั่วไปเมื่อสามปีที่แล้วได้ที่ด้านล่างนี้

ติดตั้งระบบไฟฟ้า-ราคา

มิเตอร์ไฟฟ้า ชิ้น - 650บ.

เซอร์กิตเบรกเกอร์ขั้วเดียว ชิ้น - 200บ.

เครื่องจักรอัตโนมัติสามขั้ว pcs. - 350บ.

ดิฟาฟโทแมท ชิ้น - 300บ.

ชิ้น RCD เฟสเดียว - 300บ.

ชิ้นส่วนสวิตช์กุญแจเดียว - 150บ.

ชิ้นส่วนสวิตช์สองปุ่ม - 200บ.

ชิ้นส่วนสวิตช์สามปุ่ม - 250บ.

เปิดแผงสายไฟได้สูงสุด 10 กลุ่ม ชิ้น - 3400น.

แผงสายไฟที่ซ่อนอยู่มากถึง 10 กลุ่มชิ้น - 5400p.

วางสายไฟแบบเปิด น. - 40น.

เดินสายไฟลูกฟูก P.m - 150p

เซาะร่องผนัง (คอนกรีต) น. - 300p.

(อิฐ) น - 200น.

การติดตั้งเต้ารับย่อยและกล่องรวมสัญญาณในชิ้นส่วนคอนกรีต - 300บ.

ชิ้นอิฐ - 200บ.

แผ่นยิปซั่มชิ้น - 100บ.

ชิ้นเชิงเทียน - 400บ.

สปอตไลท์ชิ้น - 250บ.

โคมระย้าบนตะขอชิ้น - 550บ.

โคมไฟระย้าติดเพดาน (ไม่รวมชุดประกอบ) ชิ้น - 650บ.

การติดตั้งชิ้นส่วนกระดิ่งและกระดุมกริ่ง - 500บ.

การติดตั้งเต้ารับสวิตช์สายไฟแบบเปิด - 300บ.

การติดตั้งเต้ารับ สวิตช์สายไฟแบบซ่อน (โดยไม่ต้องติดตั้งกล่องเต้ารับ) ชิ้น - 150บ.

ตอนที่ฉันเป็นช่างไฟฟ้า "ตามโฆษณา" ฉันไม่สามารถติดตั้งสายไฟที่ซ่อนอยู่บนคอนกรีตได้มากกว่า 6-7 จุด (ซ็อกเก็ต, สวิตช์) ในตอนเย็น แถมร่อง4-5เมตร(บนคอนกรีต) เราทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์อย่างง่าย: (300+150)*6=2700p - ใช้สำหรับเต้ารับที่มีสวิตช์
300*4=1200 ถู. - นี่สำหรับร่อง
2,700+1200=3900 ถู - นี่คือจำนวนเงินทั้งหมด

ก็ไม่เลวเลยกับการทำงาน 5-6 ชั่วโมงใช่ไหม? แน่นอนว่าราคาคือราคาของมอสโก ในรัสเซียพวกเขาจะน้อยกว่า แต่ไม่เกินสองเท่า
โดยรวมแล้วเงินเดือนของช่างติดตั้งไฟฟ้าในปัจจุบันแทบจะไม่เกิน 60,000 รูเบิล (ไม่ใช่ในมอสโก)

แน่นอนว่ายังมีคนที่มีพรสวรรค์เป็นพิเศษในสาขานี้ (ตามกฎแล้วมีสุขภาพที่ดีเยี่ยม) และความเฉียบแหลมในทางปฏิบัติ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ พวกเขาสามารถเพิ่มรายได้เป็น 100,000 รูเบิลและสูงกว่านั้น ตามกฎแล้วพวกเขามีใบอนุญาตให้ดำเนินงานติดตั้งระบบไฟฟ้าและทำงานโดยตรงกับลูกค้าโดยทำสัญญาที่ "จริงจัง" โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมจากตัวกลางต่างๆ
ช่างไฟฟ้า-ช่างซ่อมอุตสาหกรรม ตามกฎแล้วอุปกรณ์ (ในสถานประกอบการ) ช่างไฟฟ้า - พนักงานไฟฟ้าแรงสูง (ไม่เสมอไป) - มีรายได้ค่อนข้างน้อย หากองค์กรมีผลกำไรและลงทุนใน "อุปกรณ์ใหม่" แหล่งรายได้เพิ่มเติมอาจเปิดสำหรับช่างไฟฟ้า - ช่างซ่อมเช่นการติดตั้งอุปกรณ์ใหม่ที่ดำเนินการในช่วงเวลานอกเวลาทำงาน

งานของช่างติดตั้งไฟฟ้าได้รับค่าตอบแทนสูงแต่มีความยากลำบากทางร่างกายและบางครั้งก็เต็มไปด้วยฝุ่นผงอย่างไม่ต้องสงสัย สมควรแก่การเคารพทุกประการ
การติดตั้งระบบไฟฟ้าทำให้ผู้เชี่ยวชาญมือใหม่สามารถฝึกฝนทักษะและความสามารถขั้นพื้นฐานและได้รับประสบการณ์เบื้องต้น
ไม่ว่าเขาจะสร้างอาชีพของเขาในอนาคตอย่างไร คุณมั่นใจได้ว่าความรู้เชิงปฏิบัติที่ได้รับในลักษณะนี้จะมีประโยชน์อย่างแน่นอน

อนุญาตให้ใช้เนื้อหาใดๆ จากหน้านี้ได้หากมีลิงก์ไปยังไซต์

บทความที่คล้ายกัน