จากการทำโครงการ โต๊ะปฏิบัติงานช่างอิเล็กทรอนิกส์ ระบบ Sensor PIR คณะผู้จัดทำได้รวบรวมข้อมูลและทฤษฎีจากหนังสืออิเล็กทรอนิกส์และอินเตอร์เน็ตมาดำเนินงาน ดังนี้
2.1 แนวคิดและทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง
2.1.1ตัวต้านทาน
2.1.2ไอซีเบอร์ LM317T
2.1.3ตัวเก็บประจุ
2.1.4ไดโอด
2.1.5แหล่งจ่ายไฟ
2.1.6รีเลย์
2.1 แนวคิดและทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง
2.1.1ตัวต้านทาน
ตัวต้านทาน (Resistor) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้า นิยมนำมาประกอบในวงจรทางด้านไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ตัวอย่างเช่นวงจรเครื่องรับวิทยุ, โทรทัศน์,เครื่องขยายเสียง ฯลฯ เป็นต้น ตัวต้านทานที่ต่ออยู่ในวงจรไฟฟ้า ทำหน้าที่ลดแรงดัน และจำกัดการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจร ตัวต้านทานมีรูปแบบและขนาดแตกต่างกันตามลักษณะของการใช้งาน นอกจากนี้ยังแบ่งออกเป็นชนิดค่าคงที่และชนิดปรับค่าได้
ตัวต้านทาน (Resistor) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้า เพื่อทำให้กระแสและแรงดันภายในวงจร ได้ขนาดตามที่ต้องการ เนื่องจากอุปกรณ์ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์แต่ละตัวถูกออกแบบให้ใช้แรงดันและกระแสที่แตกต่างกัน ดังนั้นตัวต้านทานจึงเป็นอุปกรณ์ที่มีบทบาทและใช้กันมากในงานด้านไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ เช่น วิทยุ, โทรทัศน์, คอมพิวเตอร์, เครื่องขยายเสียง ตลอดจนเครื่องมือเครื่องใช้ทางด้านไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ เป็นต้น สัญลักษณ์ของตัวต้านทาน ที่ใช้ในการเขียนวงจรมีอยู่หลายแบบดังแสดงในรูปที่ 1
ภาพประกอบที่ 4 แสดงสัญลักษณ์ของตัวต้านทาน
ชนิดของตัวต้านทาน
ตัวต้านทานที่ผลิตออกมาในปัจจุบันมีมากมายหลายชนิด ในกรณีที่แบ่งโดยยึดเอาค่าความต้านทานเป็นหลักจะแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดคือ
1.ตัวต้านทานแบบค่าคงที่ (Fixed Resistor)
2.ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ (Adjustable Resistor)
3.ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor)
ตัวต้านทานแบบค่าคงที่ (Fixed Resistor)
ตัวต้านทานชนิดค่าคงที่มีหลายประเภท ในหนังสือเล่มนี้จะขอกล่าวประเภทที่มีความนิยม ในการนำมาประกอบใช้ในวงจร ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไป ดังนี้
1.ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม (Carbon Composition)
2.ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ ( Metal Film)
3.ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน ( Carbon Film)
4.ตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ (Wire Wound)
5.ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา ( Thick Film Network)
6.ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มบาง ( Thin Film Network)
ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม (Carbon Composition)
เป็นตัวต้านทานที่นิยมใช้กันแพร่หลายมาก มีราคาถูก โครงสร้างทำมาจากวัสดุที่มีคุณสมบัติเป็นตัวต้านทาน ผสมกันระหว่างผงคาร์บอนและผงของฉนวน อัตราส่วนผสมของวัสดุทั้งสองชนิดนี้ จะทำให้ค่าความต้านทานมีค่ามากน้อย เปลี่ยนแปลงได้ตามต้องการ บริเวณปลายทั้งสองด้านของตัวต้านทานต่อด้วยลวดตัวนำ บริเวณด้านนอกของตัวต้านทานจะฉาบด้วยฉนวน
ภาพประกอบที่ 5 แสดงตัวต้านทานชนิดคาร์บอนผสม
ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะ (Metal 13 Film)
ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะทำมาจากแผ่นฟิล์มบางของแก้วและโลหะหลอมเข้าด้วยกันแล้วนำไปเคลือบที่เซรามิค ทำเป็นรูปทรงกระบอก แล้วตัดแผ่นฟิล์มที่เคลือบออกให้ได้ค่าความต้านทานตามที่ต้องการ ขั้นตอนสุดท้ายจะทำการเคลือบด้วยสารอีป๊อกซี (Epoxy) ตัวต้านทานชนิดนี้มีค่าความผิดพลาดบวกลบ 0.1 % ถึงประมาณ บวกลบ 2% ซึ่งถือว่ามีค่าความผิดพลาดน้อยมาก นอกจากนี้ยังทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจากภายนอกได้ดี สัญญาณรบกวนน้อยเมื่อเทียบกับตัวต้านทานชนิดอื่น ๆ
ภาพประกอบที่ 6 แสดงตัวต้านแบบฟิล์มโลหะ
ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน (Carbon Film)
ตัวต้านทานแบบฟิล์มคาร์บอน เป็นตัวต้านทานแบบค่าคงที่โดยการฉาบผงคาร์บอน ลงบนแท่งเซรามิคซึ่งเป็นฉนวน หลังจากที่ทำการเคลือบแล้ว จะตัดฟิล์มเป็นวงแหวนเหมือนเกลียวน๊อต ในกรณีที่เคลือบฟิล์มคาร์บอนในปริมาณน้อย จะทำให้ได้ค่าความต้านทานสูง แต่ถ้าเพิ่มฟิล์มคาร์บอนในปริมาณมากขึ้น จะทำให้ได้ค่าความต้านทานต่ำ ตัวต้านทานแบบฟิล์มโลหะมีค่าความผิดพลาด บวกลบ 5% ถึงบวกลบ 20% ทนกำลังวัตต์ตั้งแต่ 1/8 วัตต์ถึง 2 วัตต์ มีค่าความต้านทานตั้งแต่ 1 โอห์ม ถึง 100 เมกกะโอห์ม
ภาพประกอบที่ 7 แสดงตัวต้านแบบฟิล์มคาร์บอน
ตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ (Wire Wound)
โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนี้เกิดจากการใช้ลวดพันลงบนเส้นลวดแกนเซรามิค หลังจากนั้นต่อลวดตัวนำด้านหัวและท้ายของเส้นลวดที่พัน ส่วนค่าความต้านทานขึ้นอยู่กับวัสดุ ที่ใช้ทำเป็นลวดตัวนำ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของแกนเซรามิคและความยาวของลวดตัวนำ ขั้นตอนสุดท้ายจะเคลือบด้วยสารประเภทเซรามิค บริเวณรอบนอกอีกครั้งหนึ่ง ค่าความต้านทานของตัวต้านทานแบบนี้ จะมีค่าต่ำเพราะต้องการให้มีกระแสไหลได้สูง ทนความร้อนได้ดี สามารถระบายความร้อนโดยใช้อากาศถ่ายเท
ภาพประกอบที่ 8 แสดงตัวต้านทานแบบไวร์วาวด์ชนิดต่างๆ
ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา (Thick Film Network)
โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนี้ทำมาจากแผ่นฟิล์มหนา มีรูปแบบแตกต่างกันขึ้นอยู่กับการใช้งาน ในรูปที่ 2.6 แสดงตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนาประเภทไร้ขา (Chip Resistor) ตัวต้านทานแบบนี้ต้องใช้เทคโนโลยี SMT (Surface Mount Technology) ในการผลิต มีอัตราทนกำลังประมาณ 0.063 วัตต์ ถึง 500 วัตต์ ค่าความคลาดเคลื่อนบวกลบ 1 % ถึง บวกลบ 5 %
ภาพประกอบที่ 9 แสดงตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนาชนิดต่างๆ
ตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มบาง (Thin Film Network)
โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนี้ทำมาจากแผ่นฟิล์มบาง มีลักษณะรูปร่างเหมือนกับตัวไอซี (Integreate Circuit) ใช้เทคโนโลยี SMT (Surface Mount Technology) ในการผลิตเช่นเดียวกับตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มหนา โดยส่วนใหญ่จะมีขาทั้งหมด 16 ขา การใช้งานต้องบัดกรีเข้ากับแผ่นลายวงจร อัตราทนกำลัง 50 มิลลิวัตต์ มีค่าความคลาดเคลื่อนบวกลบ 0.1 % และอัตราทนกำลัง 100 มิลลิวัตต์ จะมีค่าความคลาดเคลื่อนบวกลบ 5 % ที่แรงดันไฟฟ้าสูงสุดไม่เกิน 50 VDC
ภาพประกอบที่ 10 แสดงลักษณะรูปร่างและสัญลักษณ์ของตัวต้านทานแบบแผ่นฟิล์มบาง
ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้
โครงสร้างของตัวต้านทานแบบนี้มีลักษณะคล้ายกับแบบไวร์วาวด์ แต่โดยส่วนใหญ่บริเวณลวดตัวนำ จะไม่เคลือบด้วยสารเซรามิคและมีช่องว่างทำให้มองเห็นเส้นลวดตัวนำ เพื่อทำการลัดเข็มขัดค่อมตัวต้านทาน โดยจะมีขาปรับให้สัมผัสเข้ากับจุดใดจุดหนึ่ง บนเส้นลวดของความต้านทาน ตัวต้านทานแบบนี้ส่วนใหญ่มีค่าความต้านทานต่ำ แต่อัตราทนกำลังวัตต์สูง การปรับค่าความต้านทานค่าใดค่าหนึ่ง สามารถกระทำได้ในช่วงของความต้านทานตัวนั้น ๆ เหมาะกับงาน ที่ต้องการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเสมอ ๆ
ภาพประกอบที่ 11 แสดงลักษณะรูปร่างของตัวต้านทานแบบปรับค่าได้
ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้
ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Variable Resistor) โครงสร้างภายในทำมาจากคาร์บอน เซรามิค หรือพลาสติกตัวนำ ใช้ในงานที่ต้องการเปลี่ยนค่าความต้านทานบ่อย ๆ เช่นในเครื่องรับวิทยุ, โทรทัศน์ เพื่อปรับลดหรือเพิ่มเสียง, ปรับลดหรือเพิ่มแสงในวงจรหรี่ไฟ มีอยู่หลายแบบขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน เช่นโพเทนชิโอมิเตอร์ (Potentiometer) หรือพอต (Pot)สำหรับชนิดที่มีแกนเลื่อนค่าความต้านทาน หรือแบบที่มีแกนหมุนเปลี่ยนค่าความต้านทานคือโวลลุ่ม (Volume) เพิ่มหรือลดเสียงมีหลายแบบให้เลือกคือ 1 ชั้น, 2 ชั้น และ 3 ชั้น เป็นต้น ส่วนอีกแบบหนึ่งเป็นแบบที่ไม่มีแกนปรับโดยทั่วไปจะเรียกว่า โวลลุ่มเกือกม้า หรือทิมพอต (Trimpot)
ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้นี้ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ชนิดด้วยกันคือโพเทนชิโอมิเตอร์(Potentiometer) และเซนเซอร์รีซิสเตอร์ (Sensor Resistor)
โพเทนชิโอมิเตอร์ (Potentiometer)
โพเทนชิโอมิเตอร์หรือพอต (Pot) คือตัวต้านทานที่เปลี่ยนค่าได้ในวงจรต่าง ๆ โครงสร้างส่วนใหญ่จะใช้วัสดุประเภทคาร์บอน ผสมกับเซรามิคและเรซินวางบนฉนวน ส่วนแกนหมุนขา กลางใช้โลหะที่มีการยืดหยุ่นตัวได้ดี โดยทั่วไปจะเรียกว่าโวลลุ่มหรือ VR (Variable Resistor) มีหลายแบบที่นิยมใช้ในปัจจุบันคือแบบ A , B และ C
ภาพประกอบที่ 12 แสดงลักษณะรูปร่างและสัญล้กษณ์ของโพเทนชิโอมิเตอร์และรีโอสตาท
จากภาพประกอบที่ 12 (ก) จะเห็นว่าโพเทนชิโอมิเตอร์มี 3 ขา ขาที่ 1 และ 2 จะมีค่าคงที่ส่วนขาที่ 3 เปลี่ยนแปลงขึ้นลงตามที่ต้องการ ส่วนรีโอสตาทนั้นจะมี 2 ขา ตามภาพประกอบที่ 12 (ข) แต่ในกรณีที่ต้องการต่อโพเทนชิโอมิเตอร์ให้เป็นรีโอสตาทก็ทำได้โดยการต่อขาที่ 3 เข้ากับขาที่ 2 ก็จะกลายเป็นรีโอสตาทตามภาพประกอบที่ 12 (ค) แสดงโครงสร้างทั่ว ๆ ไปของโพเทนชิโอมิเตอร์
อีกชนิดหนึ่งคือจำพวกฟิล์มคาร์บอนใช้วิธีการฉาบหรือพ่นฟิล์มคาร์บอนลงในสารที่มีโครงสร้างแบบเฟโนลิค (Phenolic) ส่วนแกนหมุนจะใช้โลหะประเภทที่ใช้ทำสปริงเช่นเดียวกัน ตัวอย่างเช่น VR 100 KA หมายความว่า การเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทาน ต่อการหมุนในลักษณะของลอกการิทึม (Logarithmic) หรือแบบล็อกคือเมื่อหมุนค่าความต้านทานจะค่อย ๆ เปลี่ยนค่า พอถึงระดับกลางค่าความต้านทานจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนิยมใช้เป็น
โวลลุ่มเร่งความดังของเสียง ส่วนแบบ B นั้นค่าความต้านทานจะเปลี่ยนไปในลักษณะแบบลิเนียร์ (Linear) หรือเชิงเส้นคือค่าความต้านทานเพิ่มขึ้นตามการหมุนที่เพิ่มขึ้น ส่วนมากนิยมใช้ในวงจรชุดควบคุมความทุ้มแหลมและวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า
ภาพประกอบที่ 13 แสดงความสัมพันธ์ของการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานแบบ A และแบบ B
ภาพประกอบที่ 14 แสดงลักษณะรูปร่างของรีโอสตาทแบบต่างๆ ที่มีอัตราทนกำลังวัตต์สูง
ตัวต้านทานแบบโพเทนชิโอมิเตอร์อีกประเภทหนึ่งคือ ตัวต้านทานแบบปรับละเอียด(Trimmer Potentiometers) ตัวต้านทานแบบนี้ส่วนมากมักใช้ประกอบในวงจรประเภทเครื่องมือวัดและทดสอบ เพราะสามารถปรับหมุน เพื่อต้องการเปลี่ยนค่าความต้านทานได้ทีละน้อย และสามารถหมุนได้ 15 รอบหรือมากกว่า ซึ่งเมื่อเทียบกับโพเทนชิโอมิเตอร์ แบบที่ใช้ในเครื่องรับวิทยุและเครื่องเสียง ซึ่งจะหมุนได้ไม่ถึง 1 รอบก็จะทำให้ค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว
ภาพประกอบที่ 15 แสดงลักษณะของตัวต้านทานแบบโพเทนชิโอมิเตอร์แบบปรับละเอียด
ตัวต้านทานชนิดพิเศษ
ตัวต้านทานชนิดพิเศษ เป็นตัวต้านทานที่มีคุณสมบัติและการใช้งานที่แตกต่างจากตัวต้านทานทั่ว ๆ ไป เช่นใช้ในการควบคุมอุณหภูมิ ใช้เป็นสวิตช์เปิดปิดไฟด้วยแสง ฯลฯ เป็นต้น
2.1.2 ไอซี เบอร์ LM317T การคำนวน และการประยุกต์ใช้งาน
LM317 เป็นไอซีเร็คกูเรเตอร์ ใช้สำหรับควบคุมแรงดันให้คงที่ โดยคุณสมบัติของไอซีตัวนี้คือ สามารถปรับค่าแรงดันเอาต์พุตได้ตั้งแต่ 1.25-35V โดยใช้ตัวต้านทาน 2 ตัว และทนกระแสได้สูงสุด 1.5A สามารถรับแรงดันอินพุตได้สูงสุด 40V มีกระแสไหลขา Adjust สูงสุดเพียง 100µA ตัวถัง TO-220 มีขาต่อใช้งาน 3 ขา ได้แก่ ขาที่ 1 Adjust, ขาที่ 2 Output, ขาที่ 3 Input
ภาพประกอบที่ 16 แสดงขาใช้งานไอซี LM317T
วงจรใช้งานของไอซี LM317 ได้ให้ไว้ดังรูปด้านล่างนี้
ภาพประกอบที่ 17 แสดงลักษณะวงจรใช้งาน
สูตรการคำนวณหาแรงดันเอาต์พุต
เมื่อ
Vo คือ แรงดังดันเอาต์พุต มีหน่วยเป็น โวลล์(V)
R1 คือ ค่าความต้านทานของ R1มีหน่วยเป็น โอห์ม(Ω)
R2 คือ ค่าความต้านทานของ R2 มีหน่วยเป็น โอห์ม(Ω)
Iadj คือ กระแสไฟฟ้าขา Adjust มีค่า 100µA
ตัวอย่าง หากต้องการแรงดันเอาต์พุตที่สามารถปรับค่าได้ตั้งแต่ 1.25 – 30 V ให้ R2 เป็นตัวต้านทานปรับค่าได้ มีค่า 5 KΩ ต้องใช้ R1 เท่าไร
วิธีทำ
การประยุกต์ใช้งาน
วงจรจำกัดกระแส
วงจรจำกัดกระแสใช้ในกรณีที่ต้องการจำกัดไม่ให้วงจรใช้กระแสมากเกินไป นิยมใช้ในวงจรชาร์จถ่าน หรือแบตเตอรี่ เพื่อให้การชาร์จเป็นไปอย่างมีประสิทธิ์ภาพและยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
สูตรการคำนวน
วงจรจ่ายแรงดันกระแสสูง
ใช้ทรานซิสเตอร์เข้ามาต่ออนุกรมร่วม เพื่อแบ่งกระแสที่ไหลผ่านไอซีไปที่ทรานซิสเตอร์ ทำให้ไอซีจ่ายกระแสน้อยลง และสามารถจ่ายกระแสได้มากยิ่งขึ้น
สูตรการคำนวน
เมื่อ
VBEQ1 คือ แรงดัน VBE ของทรานซิสเตอร์ Q1 มีค่าระหว่าง 0.6-0.8V (สามารถดูได้จากดาต้าชีท)
IREG คือ กระแสสูงสุดที่ต้องการให้ไหลผ่านไอซีเรกูเลเตอร์ มีค่าอย่างน้อย 300mA
Iomax คือ กระแสสูงสุดที่ต้องการให้ไหลผ่านวงจร
IQ คือ กระแส Ic ที่ไหลผ่านทรานซิสเตอร์ Q1
ßQ1 คือ อัตราขยายของทรานซิสเตอร์ Q1
2.1.3 ตัวเก็บประจุ
ตัวเก็บประจุ หรือ คาปาซิเตอร์ (capacitor หรือ condenser) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างหนึ่ง ทำหน้าที่เก็บพลังงานในสนามไฟฟ้า ที่สร้างขึ้นระหว่างคู่ฉนวน โดยมีค่าประจุไฟฟ้าเท่ากัน แต่มีชนิดของประจุตรงข้ามกัน บางครั้งเรียกตัวเก็บประจุนี้ว่า คอนเดนเซอร์ (condenser) เป็นอุปกรณ์พื้นฐานสำคัญในงานอิเล็กทรอนิกส์ และพบได้แทบทุกวงจร
ภาพประกอบที่ 18 ชนิดของตัวเก็บประจุ
2.1.3.1การทำงานของตัวเก็บประจุ
การเก็บประจุ
การเก็บประจุ คือ การเก็บอิเล็กตรอนไว้ที่แผ่นเพลตของตัวเก็บประจุ เมื่อนำแบตเตอรี่ต่อกับตัวเก็บประจุ อิเล็กตรอนจากขั้วลบของแบตเตอรี่ จะเข้าไปรวมกันที่แผ่นเพลต ทำให้เกิดประจุลบขึ้นและยังส่งสนามไฟฟ้าไป ผลักอิเล็กตรอนของแผ่นเพลตตรงข้าม ซึ่งโดยปกติในแผ่นเพลตจะมี ประจุเป็น + และ - ปะปนกันอยู่ เมื่ออิเล็กตรอนจากแผ่นเพลตนี้ถูก ผลักให้หลุดออกไปแล้วจึงเหลือประจุบวกมากกว่าประจุลบ ยิ่งอิเล็กตรอนถูกผลักออกไปมากเท่าไร แผ่นเพลตนั้นก็จะเป็นบวกมากขึ้นเท่านั้น
การคายประจุ
ตัวเก็บประจุที่ถูกประจุแล้ว ถ้าเรายังไม่นำขั้วตัวเก็บประจุมาต่อกัน อิเล็กตรอนก็ยังคงอยู่ที่แผ่นเพลต แต่ถ้ามีการครบวงจร ระหว่างแผ่นเพลตทั้งสองเมื่อไร อิเล็กตรอนก็จะวิ่งจากแผ่นเพลตทางด้านลบ ไปครบวงจรที่แผ่นเพลตบวกทันที เราเรียกว่า "การคายประจุ"
ชนิดของตัวเก็บประจุ
ชนิดของตัวเก็บประจุ แบ่งตามวัสดุการใช้งานแบ่งออกได้ 2 ชนิด คือ
ตัวเก็บประจุชนิดคงที่ Fixed capacitor
Capacitor ชนิดนี้จะมีขั้วบวกและขั้วลบบอกไว้ ส่วนใหญ่จะเป็นแบบกลมดังนั้น การนำไปใช้งานจะต้องคำนึงถึงการต่อขั้วให้กับ Capacitor ด้วย จะสังเกตขั้วง่าย ๆ ขั้วไหนที่เป็นขั้วลบจะมีลูกศรชี้ไปที่ขั้วนั้น และในลูกศรจะมีเครื่องหมายลบบอกเอาไว้
ตัวเก็บประจุแบบกระดาษ (Paper capacitor) ตัวเก็บประจุแบบกระดาษ นำไปใช้งานซึ่งต้องการค่าความต้านทานของฉนวนที่มี ค่าสูง และ มี เสถียรภาพต่ออุณหภูมิสูงได้ดี มีค่าความจุที่ดีใน ย่านอุณหภูมิที่กว้าง
ตัวเก็บประจุแบบไมก้า (Mica capacitor)
ตัวเก็บประจุแบบไมก้านี้ จะมีเสถียรภาพต่ออุณหภูมิ และ ความถี่ดี มีค่าตัวประกอบการสูญเสียต่ำ และ สามารถทำงาน ได้ดีที่ความถี่สูง จะถูกนำมาใช้ในงานหลายอย่าง เช่น ในวงจะจูนวงจรออสซิสเตอร์ วงจรกรองสัญญาณ และวงจรขยาย ความ ถี่วิทยุกำลังสูง จะไม่มีการผลิตตัวเก็บประจุแบบไมก้าค่าความจุสูงๆ ออกมา เนื่องจากไมก้ามีราคาแพง จะทำให้ค่าใช้จ่ายในการ ผลิตสูงเกินไป
ตัวเก็บประจุแบบเซรามิก (Ceramic capacitor)
ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก โดยทั่วไปตัวเก็บประจุชนิดนี้มีลักษณะกลมๆ แบนๆ บางครั้งอาจพบแบบสี่เหลี่ยมแบนๆ ส่วนใหญ่ตัวเก็บประจุชนิดนี้ มีค่าน้อยกว่า 1 ไมโครฟารัด และเป็นตัวเก็บประจุชนิดที่ไม่มีขั้ว และสามารถทนแรงดันได้ประมาณ 50-100 โวลต์ค่าความจุของตัวเก็บประจุชนิดเซรามิกที่มีใช้กันในปัจจุบันอยู่ในช่วง 1 พิโกฟารัด ถึง 0.1 ไมโครฟารัด
ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลติก (Electrolytic capacitor)
ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโทรไลติก ตัวเก็บประจุชนิดนี้ต้องระวังในการนำไปใช้งานด้วย เพราะมีขั้วที่แน่นอนพิมพ์ติดไว้ด้าน ข้างตัวถังอยู่แล้ว ถ้าป้อนแรงดันให้กับตัวเก็บประจุผิดขั้ว อาจเกิดความเสียหายกับตัวมันและอุปกรณ์ที่ประกอบร่วมกันได้ ขั้วของตัวเก็บประจุชนิดนี้สังเกตได้ง่ายๆ เมื่อตอนซื้อมา คือ ขาที่ยาวจะเป็นขั้วบวก และขาที่สั้นจะเป็นขั้วลบ
ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลั่ม
จะให้ค่าความจุสูงในขณะที่ตัวถังที่บรรจุมีขนาดเล็ก และมีอายุในการเก็บรักษาดีมาก ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลั่มนี้มีหลายชนิดให้เลือกใช้ เช่น ชนิด โซลิต ( solid type) ชนิด ซินเทอร์สลัก ( sintered slug ) ชนิดฟอลย์ธรรมดา ( plain foil ) ชนิดเอ็ชฟอยล์( etched foil ) ชนิดเว็ทสลัก
( wet slug ) และ ชนิดชิป ( chip ) การนำไปใช้งานต่างๆ ประกอบด้วยวงจรกรองความถี่ต่ำ วงจรส่งผ่านสัญญาณ ชนิด โซลิตนั้นไม่ไวต่ออุณหภูมิ และ มีค่าคุณ สมบัติระหว่างค่าความจุอุณหภูมิต่ำกว่า ตัวเก็บประจุ แบบอิเล็กทรอไลติกชนิดใด ๆ สำหรับงานที่ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลั่มไม่เหมาะกับ วงจรตั้งเวลาที่ใช้ RC ระบบกระตุ้น ( triggering system ) หรือ วงจรเลื่อนเฟส ( phase - shift net work ) เนื่องจากตัวเก็บประจุแบบนี้ มีค่าคุณสมบัติของการดูดกลืนของไดอิเล็กตริก สูง ซึ่งหมายถึงเมื่อตัวเก็บประจุถูกคายประจุ สารไดอิเล็กตริกยังคงมีประจุหลงเหลืออยู่ ดังนั้นแม้ว่าตัวเก็บประจุที่มีคุณสมบัติของ การดูดกลืนของสารไดอิเล็กตริกสูงจะถูกคายประจุประจุจนเป็นศูนย์แล้วก็ตาม จะยังคงมีประจุเหลืออยู่เป็นจำนวนมากพอ ที่ จะทำ ให้เกิดปัญหาในวงจรตั้งเวลา และ วงจรอื่นที่คล้ายกัน
ตัวเก็บประจุแบบปรับค่าได้ Variable capacitor
เป็น Capacitor ชนิดที่ไม่มีค่าคงที่ ซึ่งจะมีการนำวัสดุต่างๆ มาสร้างขึ้นเป็น Capacitor โดยทั่วไปจะมีค่าความจุไม่มากนัก โดยประมาณไม่เกิน 1 ไมโครฟารัด (µF) Capacitor ชนิดนี้เปลี่ยนค่าความจุได้ จึงพบเห็นอยู่ ในเครื่องรับวิทยุต่าง ๆ ซึ่งเป็นตัวเลือกหาสถานีวิทยุโดยมีแกนหมุน Trimmer หรือ Padder เป็น Capacitor ชนิดปรับค่าได้ ซึ่งคล้าย ๆ กับ Variable Capacitor แต่จะมีขนาดเล็กกว่า การใช้ Capacitor แบบนี้ถ้าต่อในวงจรแบบอนุกรมกับวงจรเรียกว่า Padder Capacitor ถ้านำมาต่อขนานกับวงจร เรียกว่า Trimmer
2.1.4 ไดโอด
ภาพประกอบที่ 19 ไดโอดเปล่งแสงสีต่าง ๆ
ไดโอดเปล่งแสง (LED)
เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำอย่างหนึ่ง จัดอยู่ในจำพวกไดโอด ที่สามารถเปล่งแสงในช่วงสเปกตรัมแคบ เมื่อถูกไบอัสทางไฟฟ้าในทิศทางไปข้างหน้า ปรากฏการณ์นี้อยู่ในรูปของ electroluminescence สีของแสงที่เปล่งออกมานั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุกึ่งตัวนำที่ใช้ และเปล่งแสงได้ใกล้ช่วงอัลตราไวโอเลต ช่วงแสงที่มองเห็น และช่วงอินฟราเรด ผู้พัฒนาไดโอดเปล่งแสงขึ้นเป็นคนแรก คือ นิก โฮโลยัก (Nick Holonyak Jr.) (เกิด ค.ศ. 1928) แห่งบริษัทเจเนรัล อิเล็กทริก (General Electric Company) โดยได้พัฒนาไดโอดเปล่งแสงในช่วงแสงที่มองเห็น และสามารถใช้งานได้ในเชิงปฏิบัติเป็นครั้งแรก เมื่อ ค.ศ. 1962
ไดโอด
Diode เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดสองขั้ว ที่ออกแบบและควบคุมทิศทางการไหลของประจุไฟฟ้า มันจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางเดียว และกั้นการไหลในทิศทางตรงกันข้าม เมื่อกล่าวถึงไดโอด มักจะหมายถึงไดโอดที่ทำมาจากสารกึ่งตัวนำ (Semiconductor diode) ซึ่งก็คือผลึกของสารกึ่งตัวนำที่ต่อกันได้ขั้วทางไฟฟ้าสองขั้ว ส่วนไดโอดแบบหลอดสุญญากาศ (Vacuum tube diode) ถูกใช้เฉพาะทางในเทคโนโลยีไฟฟ้าแรงสูงบางประเภท เป็นหลอดสุญญากาศที่ประกอบด้วยขั้วอิเล็ดโทรดสองขั้ว ซึ่งจะคือแผ่นตัวนำ (plate) และแคโทด (cathode)
ส่วนใหญ่เราจะใช้ไดโอดในการยอมให้กระแสไปในทิศทางเดียว โดยยอมให้กระแสไฟลในทางใดทางหนึ่ง ส่วนกระแสที่ไหลทิศทางตรงข้ามกันจะถูกกั้น ดังนั้นจึงอาจถือว่าไดโอดเป็นวาล์วตรวจสอบแบบอิเล็กทรอนิกส์อย่างหนึ่ง ซึ่งนับเป็นประโยชน์อย่างมากในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ใช้เป็นเรียงกระแสไฟฟ้าในวงจรภาคจ่ายไฟ เป็นต้น
อย่างไรก็ตามไดโอมีความสามารถมากกว่าการเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปิด-ปิดกระแส ง่ายๆ ไดโอดมีคุณลักษณะทางไฟฟ้าที่ไม่เป็นเชิงเส้น ดังนั้นมันยังสามารถปรับปรุงโดยการปรับเปลี่ยนโครงสร้างของพวกมันที่เรียก ว่าจุดเชื่อมต่อ P-N มันถูกนำไปใช้ประโยชน์ในงานที่มีวัตถุประสงค์พิเศษ นั่นทำให้ไดโอดมีรูปแบบการทำงานได้หลากหลายรูปแบบ ยกตัวอย่างเช่น ซีเนอร์ไดโอด เป็นไดโอดชนิดพิเศษที่ทำหน้าที่รักษาระดับแรงดันให้คงที่วาริแอกไดโอดใช้ในการปรับแต่งสัญญาณในเครื่องรับวิทยุและโทรทัศน์ ทันเนลไดโอดใช้ในการสร้างสัญญาณความถี่วิทยุ และไดโอดเปล่งแสงเป็นอุปกรณ์ที่สร้างแสงขึ้นทันเนลไดโอดมีความน่าสนใจตรงที่มันจะมีค่าความต้านทานติดลบ ซึ่งเป็นประโยชน์มาเมื่อใช้ในวงจรบางประเภท
ไดโอดตัวแรกเป็นอุปกรณ์หลอดสูญญากาศ โดยไดโอดแบบสารกึ่งตัวนำตัวแรกถูกค้นพบจากการทดสอบความสามารถในการเรียงกระแสของผลึกโดยคาร์ล เฟอร์ดินานด์ บรวน นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ในปี พ.ศ. 2417 เรียกว่า cat's whisker diodes และได้ถูกพัฒนาในปี พ.ศ. 2449 โดยทำไดโอดมาตกผลึกแร่กาลีนา แต่ทุกวันนี้ไดโอดที่ใช้ทั่วไปผลิตมาจากสารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิกอน หรือ เจอร์เมเนียม
ไดโอดเป็นอุปกรณ์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ p - n สามารถควบคุมให้กระแสไฟฟ้าจากภายนอกไหลผ่านตัวมันได้ทิศทางเดียว ไดโอดประกอบด้วยขั้ว 2 ขั้ว คือ แอโนด (Anode; A) ซึ่งต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนำชนิด p และ แคโธด (Cathode; K) ซึ่งต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนำชนิด n
ภาพประกอบที่ 20 ซีเนอร์ไดโอด
ถึงแม้ว่าไดโอดแบบผลึกสารกึ่งตัวนำ (Crystal semiconductor diode) จะเป็นที่นิยมมาก่อนไดโอดแบบใช้ความร้อน (Thermionic diode) แต่ไดโอดทั้งสองแบบก็มีพัฒนาการเป็นแบบคู่ขนาน โดยในปี พ.ศ. 2416 เฟรดเดอริก กัธรี ค้นพบหลักการพื้นฐานในการทำงานของไดโอดแบบใช้ความร้อน กัธรีค้นพบว่าประจุบวกในอิเล็กโทรสโคป สามารถคายประจุได้เมื่อนำแผ่นกราวด์มาโดนอิเล็กโทรสโคป แต่จะไปเกิดในประจุลบ เปรียบเสมือนกระแสไฟฟ้าที่ไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น
จากหลักการข้างต้น ในวันที่ 13 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2423 โธมัส อัลวา เอดิสัน ได้ตรวจสอบไส้หลอดไฟว่าทำไมไส้หลอดคาร์บอนบริเวณปลายฝั่งที่ต่อกับขั้วบวก จึงถูกเผาไหม้อยู่เสมอ เอดิสันจึงสร้างกระเปาะแบบพิเศษที่มีแผ่นตัวนำโลหะ (plate) ที่ปิดสนิทอยู่ในหลอดแก้ว เมื่อเอดิสันได้ทดสอบอุปกรณ์ชิ้นนี้แล้ว ก็ทำให้เขายืนยันได้ว่ากระแสที่มองไม่เห็นนั้นจะไหลจากไส้หลอดผ่านสุญญากาศ ไปยังแผ่นตัวนำโลหะ ซึ่งจะไปทางเดียวเท่านั้น คือแผ่นตัวนำโลหะที่ติดอยู่กับแหล่งจ่ายแรงดันขั้วบวก
เอดิสันวางแผนที่จะใช้อุปกรณ์นี้แทนที่ตัวต้านทานในวงจรโวลต์มิเตอร์กระแสตรง สิ่งประดิษฐ์ดังกล่าวได้สิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2427 ไม่มีใครนำอุปกรณ์นี้ไปใช้งานจริงในเวลานั้น แต่การจดสิทธิบัตรเอาไว้ก่อนนั้นเป็นเสมือนการปกป้องสิทธิ์ของตนเองเอาไว้ ก่อน เราจึงเรียกปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์ตัวนี้ว่า "ปรากฏการณ์เอดิสัน" (Edison effect)
20ปีต่อมา จอห์น แอมบรอส เฟรมมิ่ง (ที่ปรึกษาทางวิทยาศาสตร์ของบริษัทมาร์โคนีของกูลเยลโม มาร์โกนี และเป็นอดีตลูกจ้างของเอดิสัน) ตระหนักถึงความสำคัญของปรากฏการณ์เอดิ สันว่าสามารถใช้ในการตรวจจับคลื่นวิทยุได้อย่างแม่นยำ เฟรมมิ่งได้จดสิทธิบัตรไดโอดแบบใช้ความร้อนเป็นตัวแรกที่เกาะบริเตนใหญ่เมื่อวันที่ 16 พฤศจิกายน พ.ศ. 2447 (ใน U.S. Patent 803,684 กล่าวว่ามีการจดสิทธิบัตรในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2448)
ในปี พ.ศ. 2417 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน คาร์ล เฟอร์ดินานด์ บรวน ค้นพบคุณสมบัติการนำไฟฟ้าข้างเดียวของผลึก บรวนจดสิทธิบัตรการเรียงกระแสของผลึกในปี พ.ศ. 2442 โดยการเรียงตัวของผลึกคอปเปอร์ออกไซด์กับเซเลเนียมถูกนำไปประยุกต์ใช้ในงานไฟฟ้ากำลังในอีก 20 ปีต่อมา
จักกฤษ จันทรา โบส นักวิทยาศาสตร์ชาวอินเดียค้นพบการใช้ประโยชน์ของการเรียงกระแสในผลึกมาใช้ใน การตรวจจับคลื่นวิทยุเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2437 การใช้ผลึกในการตรวจจับคลื่นวิทยุถูกพัฒนาให้ใช้ได้จริงในทางปฏิบัติใน เครื่องรับวิทยุแบบไร้สายโดยกรีนลีฟ ไวท์เทอร์ พิคการ์ดผู้บุกเบิกวงการวิทยุในสหรัฐอเมริกา ได้คิดค้นการนำผลึกซิลิกอนมาใช้ตรวจรับสัญญาณในปี พ.ศ. 2446 และทำการจดสิทธิบัตรในวันที่ 20 พฤศจิกายน พ.ศ. 2449 ส่วนนักทดลองคนอื่นๆ ก็ได้นำธาตุนานาชนิดมาทำการทดลอง แต่ที่นิยมใช้ในวงกว้างมากที่สุดคือแร่กาลีนา (lead sulfide สารประกอบของตะกั่วกับกำมะถัน)
ในช่วงระยะเวลาแห่งการค้นพบนั้น อุปกรณ์ดังกล่าวถูกตั้งชื่อว่า "ไดโอด" โดยผู้ที่ตั้งชื่อนั่นคือ วิลเลียม เฮนรี เอคเกิล นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ โดยคำนี้มาจากภาษากรีกคำว่า dia แปลว่าผ่าน และ ode
ไดโอดแบบใช้ความร้อนและไดโอดแบบสภาวะแก๊ส
ไดโอดแบบใช้ความร้อนเป็นหลอดสุญญากาศ ภายในประกอบไปด้วยขั้วไฟฟ้า (electrode) ล้อมรอบด้วยสุญญากาศภายในหลอดแก้ว คล้ายๆ กับหลอดไส้ (incandescent light bulb)
ในไดโอดแบบใช้ความร้อนนั้น กระแสจะไหลผ่านไส้ความร้อนและให้ความร้อนแก่ขั้วลบหรือขั้วแคโทด ซึ่งขั้วไฟฟ้าจะทำมาจากแบเรียมและสตรอนเชียมออกไซด์ ซึ่งเป็นออกไซด์ของโลหะแอลคาไลน์เอิร์ท ซึ่งมีสภาวะงาน (work function) ต่ำ (บางครั้งจะใช้วิธีให้ความร้อนโดยตรง โดยการใช้ไส้หลอดเป็นทังสเตน แทนไส้ความร้อนกับขั้วแคโทด) ความร้อนอันเกิดมาจากการส่งผ่านความร้อนของอิเล็กตรอนไป สู่สุญญากาศ ขั้นต่อไปคือขั้วบวกหรือขั้วแอโนดที่ล้อมรอบไส้ความร้อนอยู่จะทำหน้าที่เป็น ประจุบวก นั่นจะเกิดการส่งผ่านอิเล็กตรอนด้วยไฟฟ้าสถิตย์ อย่างไรก็ตามอิเล็กจะไม่ถูกปล่อยไปโดยง่ายจากขั้วแอโนดเมื่อเราต่อกลับขั้ว เพราะขั้วแอโนดไม่มีความร้อน ดังนั้นไดโอดแบบใช้ความร้อนจะทำให้อิเล็กตรอนไหลทิศทางเดียว
สำหรับคริสต์ศตวรรษที่ 20 ไดโอดแบบใช้ความร้อนถูกใช้ในสัญญาณอนาล็อก และใช้เรียงกระแสในแหล่งจ่ายกำลังมากมาย ทุกวันนี้ไดโอดที่เป็นหลอดสุญญากาศในกีตาร์ไฟฟ้าและเครื่องขยายเสียงแบบไฮ-เอน รวมทั้งอุปกรณ์ที่ใช้แรงดันสูงๆ
ไดโอดแบบสารกึ่งตัวนำ
ไดโอดชนิดสารกึ่งตัวนำแบบใหม่ๆ มักจะใช้ผลึกสารกึ่งตัวนำจำพวกซิลิกอนที่ ไม่บริสุทธิ์โดยทำการเจือสารให้เกิดฝั่งลบและฝั่งบวก โดยฝั่งลบจะมีประจุลบคืออิเล็กตรอนมากกว่าเรียกว่า "สารกึ่งตัวนำชนิด n (n-type semiconductor)" ส่วนฝั่งบวกจะมีประจุบวกหรือโฮลเรียกว่า "สารกึ่งตัวนำชนิด p (p-type semiconductor)" โดยไดโอดแบบสารกึ่งตัวนำเกิดมาจากการนำสารกึ่งตัวนำทั้งสองชนิดนี้มาติดด้วย วิธีการพิเศษ โดยส่วนที่สารกึ่งตัวนำทั้งสองชนิดอยู่ติดกันนั้นเรียกว่า "รอยต่อ p-n (p-n junction)" ไดโอดชนิดนี้จะยอมให้อิเล็กตรอนไหลผ่านจากสารกึ่งตัวนำชนิด n ไปยังสารกึ่งตัวนำชนิด p เท่านั้น จึงเรียกฝั่งที่มีสารกึ่งตัวนำชนิด n ว่าแคโทด และฝั่งที่มีสารกึ่งตัวนำชนิด p ว่าแอโนด แต่ถ้าพูดถึงทิศทางของกระแสสมมติที่ไหลสวนทางกับกระแสอิเล็กตรอนนั้น จะเห็นว่ากระแสสมติจะไหลจากขั้วแอโนดหรือสารกึ่งตัวนำชนิด p ไปยังขั้วแคโทดหรือสารกึ่งตัวนำชนิด n เพียงทิศทางเดียวเท่านั้น
ไดโอดแบบสารกึ่งตัวนำอีกรูปแบบหนึ่งที่สำคัญก็คือ ไดโอดชอทท์กี้ (Schottky diode) ซึ่งมีหน้าสัมผัสระหว่างโลหะกับสารกึ่งตัวนำมากกว่ารอยต่อ p-n
ภาพประกอบที่ 21 ไดโอดต่างๆ
คุณลักษณะเฉพาะของกระแสและแรงดัน
พฤติกรรมของไดโอดแบบสารกึ่งตัวนำในวงจรจะก่อให้เกิดคุณลักษณะเฉพาะของกระแสและแรงดัน (current-voltage characteristic) หรือเรียกว่ากราฟ I-V (กราฟด้านล่าง) รูปร่างของเส้นโค้งถูกกำหนดจากส่งผ่านประจุผ่านเขตปลอดพาหะ (depletion region หรือ depletion layer) ซึ่งอยู่ใยรอยต่อ p-n
ภาพประกอบที่ 22 คุณลักษณะเฉพาะของกระแสและแรงดัน
ซีเนอร์ไดโอด (Zener Diode)
ซีเนอร์ไดโอดเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่นำกระแสได้เมื่อได้รับไบอัสกลับ และระดับแรงดันไบอัสกลับที่นำซีเนอร์ไดโอดไปใช้งานได้เรียกว่า ระดับแรงดันพังทลายซีเนอร์ (Zener Breakdown Voltage ; Vz) ซีเนอร์ไดโอดจะมีแรงดันไบอัสกลับ (Vr)น้อยกว่า Vz เล็กน้อย ไดโอดประเภทนี้เหมาะที่จะนำไปใช้ควบคุมแรงดันที่โหลดหรือวงจรที่ต้องการแรง ดันคงที่ เช่น ประกอบอยู่ในแหล่งจ่ายไฟเลี้ยง หรือโวลเทจเรกูเลเตอร์
ไดโอดในทางอุดมคติ
ไดโอดในอุดมคติ (Ideal Diode) มีลักษณะเหมือนสวิตช์ที่สามารถนำกระแสไหลผ่านได้ในทิศทางเดียว ถ้าต่อขั้วแบตเตอรี่ให้เป็นแบบไบอัสตรงไดโอดจะเปรียบเป็นเสมือนกับสวิตช์ที่ ปิด (Close Switch) หรือไดโอดลัดวงจร (Short Circuit) Id ไหลผ่านไดโอดได้ แต่ถ้าต่อขั้วแบตเตอรีแบบไบอัสกลับ ไดโอดจะเปรียบเป็นเสมือนสวิตช์เปิด (Open Switch) หรือเปิดวงจร (Open Circuit) ทำให้ Id เท่ากับศูนย์
ไดโอดในทางปฏิบัติ
ไดโอดในทางปฏิบัติ (Practical Diode) มีการแพร่กระจายของพาหะส่วนน้อยที่บริเวณรอยต่ออยู่จำนวนหนึ่ง ดังนั้น ถ้าต่อไบอัสตรงให้กับไดโอดในทางปฏิบัติก็จะเกิด แรงดันเสมือน (Ge >= 0.3V ; Si >= 0.7V) ซึ่งต้านแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเพื่อการไบอัสตรง ขนาดของแรงดันเสมือนจึงเป็นตัวบอกจุดทำงาน ดังนั้น จึงเรียก "แรงดันเสมือน" อีกอย่างหนึ่งว่า "แรงดันในการเปิด" (Turn-on Voltage ; Vt )
กรณีไบอัสกลับ เราทราบว่า Depletion Region จะขยายกว้างขึ้น แต่ก็ยังมีพาหะข้างน้อยแพร่กระจายที่รอยต่ออยู่จำนวนหนึ่ง แต่ก็ยังมีกระแสรั่วไหลอยู่จำนวนหนึ่ง เรียกว่า กระแสรั่วไหล (Leakage Current) เมื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขึ้นเรื่อยๆ กระแสรั่วไหลจะเพิ่มขึ้นจนถึงจุดทีไดโอดนำกระแสเพิ่มขึ้นมาก ระดับกระแสที่จุดนี้ เรียกว่า "กระแสอิ่มตัวย้อนกลับ" (Reverse Saturation Current ; Is ) แรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้ เรียกว่า แรงดันพังทลาย (Breakdown Voltage) และถ้าแรงดันไบอัสสูงขึ้นจนถึงจุดสูงสุดที่ไดโอดทนได้ เราเรียกว่า "แรงดันพังทลายซีเนอร์" (Zener Breakdown Voltage ; Vz) ถ้าแรงดันไบอัสกลับสูงกว่า Vz จะเกิดความร้อนอย่างมากที่รอยต่อของไดโอด ส่งผลให้ไดโอดเสียหายหรือพังได้ แรงดันไฟฟ้าที่จุดนี้เราเรียกว่า แรงดันพังทลายอวาแลนซ์ (Avalance Breakdown Voltage) ดังนั้น การนำไดโอดไปใช้งานจึงใช้กับการไบอัสตรงเท่านั้น
ผลกระทบของอุณหภูมิ (Temperature Effects)
จากการทดลองพบว่า Is ของ Si จะมีค่าเพิ่มขึ้นเกือบ 2 เท่า ทุกๆ ครั้งที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 องศาเซลเซียส ขณะที่ Ge มีค่า Is เป็น 1 หรือ 2 ไมโครแอมป์ ที่ 25 องศาเซลเซียส แต่ที่ 100 องศาเซลเซียสจะมีค่า Is เพิ่มขึ้นเป็น 100 micro-amp ระดับกระแสไฟฟ้าขนาดนี้จะเป็นปัญหาต่อการเปิดวงจรเรื่องจากได้รับการไบอัส กลับ เพราะแทนที่ Id จะมีค่าใกล้เคียงศูนย์ แต่กลับนำกระแสได้จำนวนหนึ่งตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
2.1.5 แหล่งจ่ายไฟ
แหล่งจ่ายไฟ เป็นอุปกรณ์ หรือระบบที่ใช้จ่ายพลังงานไฟฟ้า หรือพลังงานชนิดอื่นๆ ไปสู่โหลดเอาต์พุต หรือกลุ่มของโหลด คำว่าแหล่งจ่ายไฟนี้ มักจะใช้กับแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้า แต่ก็มีบ้างก็หมายถึงแหล่งจ่ายพลังงานเชิงกล หรือพลังงานรูปแบบอื่นๆ
ภาพประกอบที่ 23 หม้อแปลงไฟฟ้า
โครงสร้าง
หม้อแปลงแบ่งออกตามการใช้งานของระบบไฟฟ้ากำลังได้ 2 แบบคือ หม้อแปลงไฟฟ้าชนิด 1 เฟส และหม้อแปลงไฟฟ้าชนิด 3 เฟสแต่ละชนิดมีโครงสร้างสำคัญประกอบด้วย
1. ขดลวดตัวนำปฐมภูมิ (Primary Winding) ทำหน้าที่รับแรงเคลื่อนไฟฟ้า
2. ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary Winding) ทำหน้าที่จ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้า
3. ขั้วต่อสายไฟ (Terminal) ทำหน้าที่เป็นจุดต่อสายไฟกับขดลวด
4. แผ่นป้าย (Name Plate) ทำหน้าที่บอกรายละเอียดประจำตัวหม้อแปลง
5. อุปกรณ์ระบายความร้อน (Coolant) ทำหน้าที่ระบายความร้อนให้กับขดลวด เช่น อากาศ, พัดลม, น้ำมัน หรือใช้ทั้งพัดลมและน้ำมันช่วยระบายความร้อน เป็นต้น
6. โครง (Frame) หรือตัวถังของหม้อแปลง (Tank) ทำหน้าที่บรรจุขดลวด แกนเหล็กรวมทั้งการติดตั้งระบบระบายความร้อนให้กับหม้อแปลงขนาดใหญ่
7. สวิตช์และอุปกรณ์ควบคุม (Switch Controller) ทำหน้าที่ควบคุมการเปลี่ยนขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้า และมีอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ รวมอยู่ด้วย
วัสดุที่ใช้ทำขดลวดหม้อแปลงโดยทั่วไปทำมาจากสายทองแดงเคลือบน้ำยาฉนวน มีขนาดและลักษณะลวดเป็นทรงกลมหรือแบนขึ้นอยู่กับขนาดของหม้อแปลง ลวดเส้นโตจะมีความสามารถในการจ่ายกระแสได้มากกว่าลวดเส้นเล็ก
หม้อแปลงขนาดใหญ่มักใช้ลวดถักแบบตีเกลียวเพื่อเพิ่มพื้นที่สายตัวนำให้มีทางเดินของกระแสไฟมากขึ้น สายตัวนำที่ใช้พันขดลวดบนแกนเหล็กทั้งขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิอาจมีแทปแยก (Tap) เพื่อแบ่งขนาดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (ในหม้อแปลงขนาดใหญ่จะใช้การเปลี่ยนแทปด้วยสวิตช์อัตโนมัติ)
ฉนวน
สายทองแดงจะต้องผ่านการเคลือบน้ำยาฉนวน เพื่อป้องกันไม่ให้ขดลวดลัดวงจรถึงกันได้ การพันขดลวดบนแกนเหล็กจึงควรมีกระดาษอาบน้ำยาฉนวนคั่นระหว่างชั้นของขดลวดและคั่นแยกระหว่างขดลวดปฐมภูมิกับทุติยภูมิด้วย ในหม้อแปลงขนาดใหญ่มักใช้กระดาษอาบน้ำยาฉนวนพันรอบสายตัวนำก่อนพันเป็นขดลวดลงบนแกนเหล็ก นอกจากนี้ยังใช้น้ำมันชนิดที่เป็นฉนวนและระบายความร้อนให้กับขดลวดอีกด้วย
แกนเหล็ก
แผ่นเหล็กที่ใช้ทำหม้อแปลงจะมีส่วนผสมของสารกึ่งตัวนำ-ซิลิกอนเพื่อรักษาความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบขดลวดไว้ แผ่นเหล็กแต่ละชั้นเป็นแผ่นเหล็กบางเรียงต่อกันหลายชิ้นทำให้มีความต้านทานสูงและช่วยลดการสูญเสียบนแกนเหล็กที่ส่งผลให้เกิดความร้อนหรือที่เรียกว่ากระแสไหลวนบนแกนเหล็กโดยทำแผ่นเหล็กให้เป็นแผ่นบางหลายแผ่นเรียงซ้อนประกอบขึ้นเป็นแกนเหล็กของหม้อแปลง ซึ่งมีด้วยกันหลายรูปแบบเช่น แผ่นเหล็กแบบ Core และแบบ Shell
ขั้วต่อสายไฟ
โดยทั่วไปหม้อแปลงขนาดเล็กจะใช้ขั้วต่อไฟฟ้าต่อเข้าระหว่างปลายขดลวดกับสายไฟฟ้าภายนอก และ ถ้าเป็นหม้อแปลงขนาดใหญ่จะใช้แผ่นทองแดง (Bus Bar) และบุชชิ่งกระเบื้องเคลือบ (Ceramic) ต่อเข้าระหว่างปลายขดลวดกับสายไฟฟ้าภายนอก
แผ่นป้าย
แผ่นป้ายจะติดไว้ที่ตัวถังของหม้อแปลงเพื่อแสดงรายละเอียดประจำตัวหม้อแปลง อาจเริ่มจากชื่อบริษัทผู้ผลิต ชนิด รุ่นและขนาดของหม้อแปลง ขนาดกำลังไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านรับไฟฟ้าและด้านจ่ายไฟฟ้า ความถี่ใช้งาน วงจรขดลวด ลักษณะการต่อใช้งาน ข้อควรระวัง อุณหภูมิ มาตรฐานการทดสอบ และอื่น ๆ
หลักการทำงาน
กฎของฟาราเดย์ (Faraday’s Law) กล่าวไว้ว่า เมื่อขดลวดได้รับแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับ จะทำให้ขดลวดมีการเปลี่ยนแปลงเส้นแรงแม่เหล็กตามขนาดของรูปคลื่นไฟฟ้ากระแสสลับ และทำให้มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นที่ขดลวดนี้
คำอธิบาย : เมื่อขดลวดปฐมภูมิได้รับแรงเคลื่อนไฟฟ้ากระแสสลับ จะทำให้มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นตามกฎของฟาราเดย์ ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำนี้ขึ้นอยู่กับ จำนวนรอบของขดลวด พื้นที่แกนเหล็ก และความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กที่มีการเปลี่ยนแปลงจากไฟฟ้ากระแสสลับ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดจะทำให้มีเส้นแรงแม่เหล็กในขดลวด เส้นแรงแม่เหล็กนี้เปลี่ยนแปลงตามขนาดของรูปคลื่นไฟฟ้าที่ได้รับ เส้นแรงแม่เหล็กเกือบทั้งหมดจะอยู่รอบแกนเหล็ก เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของเส้นแรงแม่เหล็กผ่านขดลวด จะทำให้มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นที่ขดลวดทุติยภูมินี้
ข้อกำหนดทางไฟฟ้าสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า
1.ไม่เปลี่ยนแปลงความถี่ไปจากเดิม
2.กำลังไฟฟ้าของหม้อแปลงด้านปฐมภูมิเท่ากับด้านทุติยภูมิ เช่น หม้อแปลงขนาด 100 VA, 20 V / 5 V จะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านปฐมภูมิ 20 V ส่วนด้านทุติยภูมิจะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 5 V
ประเภทของหม้อแปลง
หม้อแปลงอาจแบ่งได้หลายวิธี เช่น แบ่งตามพิกัดกำลัง ระดับแรงดันไฟฟ้า หรือ จุดประสงค์การใช้งาน
สำหรับในประเทศไทย อาจจะแบ่งหยาบๆ ได้ดังนี้
หม้อแปลงกำลัง (Power Transformer) เป็นหม้อแปลงที่ใช้ในการส่งผ่านพลังงานในระบบส่งกำลังไฟฟ้า โดยทั่วไปจะมีขนาดตั้งแต่ 1 MVA ขึ้นไปจนถึงหลายร้อย MVA
หม้อแปลงจำหน่าย (Distribution Transformer) เป็นหม้อแปลงที่ใช้ในระบบจำหน่ายของ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค และการไฟฟ้านครหลวง
หม้อแปลงวัด (Instrument Transformer) เป็นหม้อแปลงที่มิได้ใช้เพื่อการส่งผ่านพลังงาน แต่ใช้เพื่อแปลงกระแสไฟฟ้า หรือแรงดันไฟฟ้า จากระบบแรงดันสูงให้มีขนาดที่เหมาะสมกับเครื่องมือวัดค่าต่างๆ เช่น มิเตอร์
ชนิดของหม้อแปลงไฟฟ้า
การจำแนกหม้อแปลงตามขนาดกำลังไฟฟ้ามีดังนี้
1. ขนาดเล็กจนถึง 1 VA เป็นหม้อแปลงที่ใช้กับการเชื่อมต่อระหว่างสัญญาณในงานอิเล็กทรอนิกส์
2. ขนาด 1-1000 VA เป็นหม้อแปลงที่ใช้กับงานด้านเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านขนาดเล็ก
3. ขนาด 1 kVA -1 MVA เป็นหม้อแปลงที่ใช้กับงานจำหน่ายไฟฟ้าในโรงงาน สำนักงาน ที่พักอาศัย
4. ขนาดใหญ่ตั้งแต่ 1 MVA ขึ้นไป เป็นหม้อแปลงที่ใช้กับงานระบบไฟฟ้ากำลัง ในสถานีไฟฟ้าย่อย การผลิตและจ่ายไฟฟ้า
นอกจากนี้หม้อแปลงยังสามารถจำแนกชนิดตามจำนวนรอบของขดลวดได้ดังนี้
1. หม้อแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้าเพิ่ม (Step-Up) ขดลวดทุติยภูมิจะมีจำนวนรอบมากกว่าขดลวดปฐมภูมิ
2. หม้อแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้าลง (Step-Down) ขดลวดทุติยภูมิจะมีจำนวนรอบน้อยกว่าปฐมภูมิ
3. หม้อแปลงที่มีแทปแยก (Tap) ทำให้มีขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าได้หลายระดับ
4. หม้อแปลงที่ใช้สำหรับแยกวงจรไฟฟ้าออกจากกัน (Isolating) ขดลวดทุติยภูมิจะมีจำนวนรอบเท่ากันกับขดลวดปฐมภูมิหรือมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเท่ากันทั้งสองด้าน
1. หม้อแปลงแบบปรับเลื่อนค่าได้ (Variable) ขดลวดทุติยภูมิและปฐมภูมิจะเป็นขดลวดขดเดียวกัน หรือเรียกว่าหม้อแปลงออโต ้ (Autotransformer) ดูรูปที่15 (ก) มักใช้กับการปรับขนาดแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้กับวงจรไฟฟ้าตามต้องการ และสำหรับวาไรแอค (Variac) นั้นเป็นชื่อเรียกทางการค้าของหม้อแปลงออโต้ที่สามารถปรับค่าได้ด้วยการเลื่อนแทปขดลวด
2. หม้อแปลงกระแส (CurrentTransformer:CT) ถูกออกแบบมาให้ใช้งานร่วมกับเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าบางอย่างที่ต้องต่อร่วมกันในวงจร เดียวกันแต่ต้องการกระแสไฟต่ำหม้อแปลงกระแสจะทำหน้าที่แปลงขนาดกระแสลงตามอัตราส่วนระหว่างปฐมภูมิต่อทุติยภูมิเช่น 300 : 5 หรือ 100 : 5 เป็นต้น สำหรับหม้อแปลงกระแส 300 : 5 หมายถึงหม้อแปลงจะจ่ายกระแสทุติยภูมิ 5 A หากได้รับกระแสปฐมภูมิ 300 A หม้อแปลงกระแสจะต้องมีโหลดต่อไว้กับ ทุติยภูมิเพื่อป้องกันทุติยภูมิเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงในขณะที่ปฐมภูมิมีกระแสไฟฟ้าผ่าน และถ้าหม้อแปลงกระแสไม่ได้ใช้งาน ควรใช้สายไฟลัดวงจรหรือ ต่อวงจรไว้กับขั้วทุติยภูมิด้วย
การหาขั้วหม้อแปลงไฟฟ้า
ขั้วของหม้อแปลงมีความสำคัญเพื่อจะนำหม้อแปลงมาต่อใช้งานได้อย่างถูกต้อง การหาขั้วหม้อแปลงมีหลักการทดสอบโดยการต่อขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิอนุกรมกันซึ่งจะทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าขั้วเสริมกัน (Additive Polarity) หรือขั้วหักล้างกัน (Subtractive Polarity) ถ้าขั้วเสริมกันเครื่องวัดจะอ่านค่าได้มากกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่จ่ายให้กับหม้อแปลง แต่ถ้าขั้วหักล้างกันเครื่องวัดจะอ่านค่าได้น้อยกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่จ่ายให้กับหม้อแปลง
การหาขั้วหม้อแปลงมีความสัมพันธ์ระหว่างขั้วแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านสูงและแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านต่ำ เมื่อเราจ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้กับขั้ว H1 และ H2 ส่วนขดลวดที่เหลือคือขั้ว X1 และ X2 สิ่งที่ควรรู้ในการทดสอบคือ อัตราส่วนของแรงเคลื่อนไฟฟ้าระหว่างปฐมภูมิกับทุติยภูมิและเพื่อความปลอดภัยไม่ควรจ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้าทดสอบเกินกว่าขนาดของขดลวดแรงเคลื่อนไฟต่ำ ตัวอย่างเช่น หม้อแปลง 480 / 120จะมีอัตราส่วนของแรงเคลื่อนไฟฟ้าระหว่างปฐมภูมิกับทุติยภูมิเท่ากับ4ดังนั้นหากจ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้า120Vให้กับขดลวดปฐมภูมิจะทำให้มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านทุติยภูมิ 120 / 4 เท่ากับ 30 V ซึ่งจะไม่ทำให้มีแรงเคลื่อนไฟสูงเกิดขึ้นในระหว่างการทดสอบ
2.1.6 รีเลย์
รีเลย์ (Relay) เป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานแม่เหล็ก เพื่อใช้ในการดึงดูดหน้าสัมผัสของคอนแทคให้เปลี่ยนสภาวะ โดยการป้อนกระแสไฟฟ้าให้กับขดลวด เพื่อทำการปิดหรือเปิดหน้าสัมผัสคล้ายกับสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเราสามารถนำรีเลย์ไปประยุกต์ใช้ ในการควบคุมวงจรต่าง ๆ ในงานช่างอิเล็กทรอนิกส์มากมาย
ภาพประกอบที่ 24 แสดงรูปร่างและสัญลักษณ์ของรีเลย์
หลักการเบื้องต้น
รีเลย์เป็นอุปกรณ์ที่นิยมนำมาทำเป็นสวิตช์ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ โดยจะต้องป้อนกระแสไฟฟ้าให้ไหลผ่านขดลวดจำนวนหนึ่ง เพื่อนำไปควบคุมวงจรกำลังงานสูง ๆ ที่ต่ออยู่กับหน้าสัมผัสหรือคอนแทกต์ของรีเลย์ ภาพประกอบที่ 25 แสดงรูปร่างและสัญลักษณ์ของรีเลย์
ภาพประกอบที่ 25 แสดงหลังการเบื้องต้นของรีเลย์
หลักการทำงานเบื้องต้นของรีเลย์แสดงดังภาพประกอบที่ 25 การทำงานเริ่มจากปิดสวิตช์ เพื่อป้อนกระแสให้กับขดลวด (Coil) โดยทั่วไปจะเป็นขดลวดพันรอบแกนเหล็ก ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไปดูดเหล็กอ่อนที่เรียกว่าอาร์เมเจอร์ (Armature) ให้ต่ำลงมา ที่ปลายของอาร์เมเจอร์ด้านหนึ่งมักยึดติดกับสปริง (Spring) และปลายอีกด้านหนึ่งยึดติดกับหน้าสัมผัส (Contacts) การเคลื่อนที่อาร์เมเจอร์ จึงเป็นการควบคุมการเคลื่อนที่ของหน้าสัมผัส ให้แยกจากหรือแตะกับหน้าสัมผัสอีกอันหนึ่งซึ่งยึดติดอยู่กับที่ เมื่อเปิดสวิตช์อาร์เมเจอร์ ก็จะกลับสู่ตำแหน่งเดิม เราสามารถนำหลักการนี้ไปควบคุมโหลด (Load) หรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ ได้ตามต้องการ
หน้าสัมผัสของรีเลย์
ภาพประกอบที่ 26 แสดงโครงสร้างและสัญญาลักษณ์ของหน้าสัมผัสแบบ 4PST
ภาพประกอบที่ 26 แสดงรีเลย์ที่มีหน้าสัมผัสเพียงชุดเดียว ปัจจุบันรีเลย์ที่มีขดลวดชุดเดียวสามารถควบคุมหน้าสัมผัสได้หลายชุดดังภาพประกอบที่ 26 อาร์เมเจอร์อันเดียวถูกยึดอยู่กับหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ได้ 4 ชุด ดังนั้นรีเลย์ตัวนี้จึงสามารถควบคุมการแตะหรือจากกันของหน้าสัมผัสได้ถึง 4 ชุด
แต่ละหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ได้มีชื่อเรียกว่าขั้ว (Pole) รีเลย์ในภาพประกอบที่ 27 มี 4 ขั้ว จึงเรียกหน้าสัมผัสแบบนี้ว่าเป็นแบบ 4PST (Four Pole Single Throw) ถ้าแต่ละขั้วที่เคลื่อนที่แล้วแยกจากหน้าสัมผัสอันหนึ่งไปแตะกับหน้าสัมผัสอีกอันหนึ่งเหมือนกับสวิตช์โยก โดยเป็นการเลือกหน้าสัมผัส ที่ขนาบอยู่ทั้งสองด้านดังภาพประกอบที่ 27 หน้าสัมผัสแบบนี้มีชื่อว่า SPDT (Single Pole Double Throw)
ภาพประกอบที่ 27 แสดงหน้าสัมผัสแบบ SPDT
ในกรณีที่ไม่มีการป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าขดลวดของรีเลย์ สภาวะ NO (Normally Open) คือสภาวะปกติหน้าสัมผัสกับขั้วแยกจากกัน ถ้าต้องการให้สัมผัสกันจะต้องป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าขดลวด ส่วนสภาวะ NC (Normally Closed) คือสภาวะปกติหน้าสัมผัสกับขั้วสัมผัสกัน ถ้าต้องการให้แยกกันจะต้องป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าขดลวด นอกจากนี้ยังมีแบบแยกก่อนแล้วสัมผัส (Break-Make) หมายถึงหน้าสัมผัสระหว่าง 1 และ 2 จะแยกจากกันก่อนที่หน้าสัมผัส 1 และ 3 จะสัมผัสกัน แต่ถ้าหากตรงข้ามกันคือ หน้าสัมผัส 1 และ 2 จะสัมผัสกัน และจะไม่แยกจากกัน จนกว่าหน้าสัมผัส 1 และ 3 จะสัมผัสกัน (Make-Break)
ภาพประกอบที่ 28 แสดงหน้าสัมผัสแบบ SPDT แบบ Break – Make และ Make – Breat
ชนิดของรีเลย์
รีเลย์ที่ผลิตในปัจจุบันมีอยู่มากมายหลายชนิด ผู้เรียบเรียงจะขอแนะนำรีเลย์ที่นิยมใช้งานและรู้จักกันแพร่หลาย 4 ชนิดเพื่อเป็นแนวทางในการศึกษา ในระดับสูงต่อไป
1.อาร์เมเจอร์รีเลย์ (Armature Relay)
2.รีดรีเลย์ (Reed Relay)
3.รีดสวิตช์ (Reed Switch)
4.โซลิดสเตตรีเลย์ (Solid-State Relay)
การตรวจสอบรีเลย์
การตรวจสอบรีเลย์ว่าอยู่ในสภาพดีหรือชำรุดนั้น สามารถกระทำได้โดยใช้มัลติมิเตอร์ตั้งย่านวัดโอห์มแล้วใช้สายวัดทั้งสองสัมผัสที่ขั้วขดลวด (Coil) ของรีเลย์ทั้งสองขั้ว ถ้าเข็มมิเตอร์เบี่ยงเบนแสดงค่าความต้านทานแสดงว่ารีเลย์อยู่ในสภาพที่ใช้งานได้ แต่ถ้าหากเข็มไม่ขึ้น แสดงว่าไม่สามารถใช้งานได้
ภาพประกอบที่ 29 แสดงการใช้มัลติมิเตอร์ตรวจสภาพรีเลย์
ภาพประกอบที่ 30 ฐานรองยึดขาและตำแหน่งขารีเลย์
การประยุกต์ใช้งานรีเลย์
ปัจจุบันได้มีการนำรีเลย์ไปใช้ในการทำเป็นสวิตช์ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ในวงจรต่าง ๆ มากมาย ผู้เรียบเรียงจะขอยกตัวอย่าง รายละเอียดและรูปวงจรที่พอเป็นแนวทางในการศึกษาค้นคว้าต่อไปดังนี้
ภาพประกอบที่ 31 แสดงการนำรีเลย์ไปต่อเป็นสวิตช์ในวงจรกันขโมย
ภาพประกอบที่ 31 เป็นการนำรีเลย์ที่มีหน้าสัมผัส 2 ชุดมาต่อเป็นวงจรกันขโมย โดยที่หน้าสัมผัสของสวิตช์ใช้แบบปกติเปิดวงจร (NO) เมื่อมีการกดสวิตช์ S1 , S2 และ S3 ตัวใดตัวหนึ่งจะทำให้ออดส่งเสียงเตือนค้าง โดยมีสวิตช์ S4 ทำหน้าที่รี
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น