สายไฟ

การส่งพลังงานไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าส่งพลังงานไฟฟ้ามายังบ้านเรือนได้โดยใช้สายไฟ นำพลังงานไฟฟ้ามาตามสาย ไฟแรงสูง จากนั้นจึงผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อลดแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้ต่ำลง แล้วใช้สายไฟต่อแยกเอาพลังงานไฟฟ้าเข้ามาใช้ในบ้าน ทั้งนี้ต้องต่อผ่านมาตรวัดพลังงานไฟฟ้าก่อน สายไฟที่ต่อแยกเอา พลังงานไฟฟ้าเข้ามาใช้ในบ้าน ต้องนำไปต่อเข้ากับอุปกรณ์และเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านเป็นวงจรไฟ ฟ้าเพื่อให้เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านั้นทำงานได้

แผนภาพแสดงขั้นตอนการส่งพลังงานไฟฟ้า

สายไฟ

สายไฟเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ส่งพลังงานไฟฟ้าจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยกระแสไฟฟ้าจะ เป็นตัวนำพลังงานไฟฟ้าผ่านไปตามสายไฟจนถึงเครื่องใช้ไฟฟ้า สายไฟทำด้วยสารที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ เรียกว่าตัวนำไฟฟ้า และตัวนำไฟฟ้าที่ใช้ทำสายไฟเป็นโลหะที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ดี ลวดตัวนำแต่ละชนิดยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้ต่างกัน ตัวนำไฟฟ้าที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้มากเรียกว่ามีความนำไฟฟ้ามากหรือมีความต้านทานไฟฟ้าน้อย ลวดตัวนำจะมีความต้านทานไฟฟ้าอยู่ด้วย โดยลวดตัวนำที่มีความต้านทานไฟฟ้ามากจะยอม ให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้น้อย

ความสัมพันธ์ระหว่างความนำไฟฟ้า กับความต้านทานไฟฟ้า

ความนำไฟฟ้า หมายถึงสมบัติในการยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านในลวดตัวนำแต่ละชนิด

ความต้านทานไฟฟ้า หมายถึงสมบัติการต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า หน่วยของความ ต้านทานคือ โอห์ม (Ohm)

ลวดตัวนำที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้มากเรียกว่ามีความนำไฟฟ้ามากหรือมีความต้าน ทานไฟฟ้าน้อย

ลวดตัวนำที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าผ่านได้น้อย เรียกว่า มีความนำไฟฟ้าน้อย หรือมีความต้าน ทานไฟฟ้ามาก ดังนั้น ความนำไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้าจึงเป็นสัดส่วนผกผันซึ่งกันและกัน

กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความนำไฟฟ้ากับความต้านทานไฟฟ้าของลวดตัวนำเป็นดังนี้

Text Box: ความนำไฟฟ้า
วามต้านทานไฟฟ้า

กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความนำไฟฟ้ากับความต้านทานไฟฟ้าของลวดตัวนำ

ความนำไฟฟ้าของลวดตัวนำขึ้นอยู่กับ

  1. ชนิดของลวดตัวนำ โลหะเงินนำไฟฟ้าได้ดีกว่าทองแดง อะลูมิเนียม ทังสเตน เหล็ก และนิโครม ตามลำดับ ( ลวดนิโครมเป็นโลหะผสมระหว่างนิเกิลกับโครเมียม )
  2. ความยาวของลวดตัวนำ ลวดตัวนำชนิดเดียวกัน ขนาดเท่ากัน ลวดที่มีความ ยาวมากจะมีความนำไฟฟ้าได้น้อย ความต้านทานไฟฟ้ามากกว่าลวดสั้น
  3. พื้นที่หน้าตัดหรือขนาดของลวดตัวนำ ลวดตัวนำชนิดเดียวกัน ความยาวเท่ากัน ลวดที่มีพื้นที่หน้าตัดมากกว่า ( ขนาดใหญ่กว่า ) จะมีความนำไฟฟ้ามากกว่าลวดที่มีพื้นที่หน้าตัดเล็ก เช่น ลวด เบอร์ 30 มีขนาดเล็กกว่าลวดเบอร์ 26 ถ้าความยาวเท่ากัน ลวดเบอร์ 30 จะมีความนำไฟฟ้าน้อยกว่า ( ความต้านทานไฟฟ้ามากกว่า ) ลวดเบอร์ 26
  4. อุณหภูมิต่ำ ลวดตัวนำจะนำไฟฟ้าได้ดีกว่าที่อุณหภูมิสูง

ความต้านทานไฟฟ้าของลวดตัวนำขึ้นอยู่กับ ชนิด ความยาว พื้นที่หน้าตัดและอุณหภูมิของลวดตัวนำ

ความต้านทานไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาวและเป็นสัดส่วนผกผันกับพื้นที่หน้าตัดของตัวนำไฟฟ้า

ตัวนำยวดยิ่ง

ตัวนำยวดยิ่ง (super conductor) หมายถึง สารที่มีความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ที่อุณหภูมิต่ำมาก ๆ โดยความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำไฟฟ้าจะลดลง เมื่ออุณหภูมิลดลง และถ้าลดอุณหภูมิลงถึงระดับหนึ่ง คือ ประมาณ 4 – 15 k หรือ -268.85 o C แล้วตัวนำไฟฟ้า เช่น ปรอท จะหมดความต้านทานไฟฟ้าหรือมีความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์
สายไฟที่ใช้ในบ้านทำด้วยทองแดง ถึงแม้ว่าทองแดงมีความต้านทานไฟฟ้ามากกว่าเงิน แต่ราคาถูกกว่าจึงนิยมใช้ทำสายไฟ บนสายไฟนอกจากจะพิมพ์ชื่อบริษัทผู้ผลิตแล้ว ยังมีตัวอักษร กำกับมาด้วยเช่น 250 V 60 o C P.V.C. 2 X 2.5 SQ.mm. หมายความว่าสายไฟนี้ใช้กับความต่างศักย์ สูงสุดได้ไม่เกิน 250 โวลต์ ในที่ซึ่งมีอุณหภูมิสูงสุดได้ไม่เกิน 60 องศาเซลเซียล สายไฟนี้ใช้ พี วี ซี หุ้มเป็นฉนวน ภายในเป็นสายไฟ 2 เส้นคู่กัน โดยแต่ละเส้นมีพื้นที่หน้าตัด 2.5 ตารางมิลลิเมตร
สายไฟแรงสูงทำด้วยอะลูมิเนียม ทั้ง ๆ ที่อะลูมิเนียมมีความต้านทานสูงกว่าทองแดง แต่ราคาถูก น้ำหนักเบากว่าทองแดง และเมื่อใช้กับไฟฟ้าแรงสูง พลังงานไฟฟ้าที่สูญเสียไปในสายไฟ ที่ทำด้วยอะลูมิเนียม จะไม่ต่างจากพลังงานไฟฟ้าที่สูญเสียไปในสายไฟที่ทำด้วยทองแดงมากนัก

สายไฟขนาดต่างกันนำไฟฟ้าได้ไม่เท่ากันในการเลือกใช้สายไฟทั้งที่ต่อนอกบ้าน ภายใน บ้าน และที่ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ นั้น ต้องเลือกใช้สายไฟที่มีขนาดพอเหมาะกับปริมาณกระแสไฟ ฟ้าที่ไหลผ่าน ดังตารางต่อไปนี้

ปริมาณกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ไหลผ่านสายไฟมาตรฐานขนาดต่าง ๆ ที่อุณหภูมิไม่เกิน 40 ๐ C

ขนาดพื้นที่หน้าตัด( ตารางมิลลิเมตร )

กระแสไฟฟ้าสูงสุดสำหรับสายหุ้มเดินในอาคารและนอกอาคาร ( แอมแปร์ )

กระแสไฟฟ้าสูงสุดสำหรับสายหุ้มเดิน ในท่อหรือภายในอาคาร ( แอมแปร์ )

1.0

10

6

1.5

13

8

2.5

18

14

4.0

24

19

6.0

35

27

10.0

53

37

16.0

72

49

25.0

96

63

50.0

163

94

120.0

270

170

การเดินสายไฟภายในอาคาร คือ การเดินสายไฟฝังในผนังอาคาร สายไฟที่เดินในท่อหรือภายในอาคาร ต้องมีขนาดใหญ่กว่าสายไฟที่เดินในอาคารและนอกอาคารเล็กน้อย เพราะการระบายอากาศไม่ดี ขณะใช้จะมีอุณหภูมิสูงกว่า

สายไฟที่ใช้ในบ้านทั้งหมด มีฉนวนไฟฟ้าหุ้มอยู่ เช่น หุ้มด้วย พี วี ซี หรือยาง เพื่อไม่ให้สายไฟแตะกัน นอกจากนี้ยังมีสายไฟบางชนิดอาบด้วยสารเคมีที่มีสมบัติเป็นฉนวน สายไฟเหล่านี้มักใช้ในการทำหม้อแปลงไฟฟ้า มอเตอร์ ไดนาโม หรือเป็นส่วนประกอบในเครื่องใช้ไฟฟ้า

สายไฟต่าง ๆ ที่ใช้ในวงจรไฟฟ้า

 

 

 

หน่วยการเรียนที่ 1 ไฟฟ้า

หน่วยที่ 1 การผลิตกระแสไฟฟ้า

หน่วยที่ 2 ไดนาโม

หน่วยที่ 3 การวัดกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า

หน่วยที่ 4 กระแสไฟฟ้ากับความต้านทาน

หน่วยที่ 5 สายไฟ

หน่วยที่ 6 ไฟฟ้าลัดวงจร

หน่วยที่ 7 ฟิวส์

หน่วยที่ 8 สะพานไฟ สวิตซ์ เต้ารับและเต้าเสียบ

หน่วยที่ 9 วงจรไฟฟ้า

หน่วยที่ 10 เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้แสงสว่าง

หน่วยที่ 11 เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้ความร้อน

หน่วยที่ 12 เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้พลังงานกล

หน่วยที่ 13 เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ให้พลังงานเสียง

หน่วยที่ 14 กำลังไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้า มาตรไฟฟ้าและการคิดเงินนค่าพลังงานไฟฟ้า

หน่วยที่ 15 การใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างประหยัดและปลอดภัย

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร์
3.  การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ 4.  การเคลื่อนที่บนระนาบ
5.  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
7.  งานและพลังงาน  8.  การดลและโมเมนตัม
9.  การหมุน   10.  สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
11. การเคลื่อนที่แบบคาบ 12. ความยืดหยุ่น
13. กลศาสตร์ของไหล   14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน
15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก  16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
17.  คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต  

1. ไฟฟ้าสถิต 2.  สนามไฟฟ้า
3. ความกว้างของสายฟ้า  4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 
5. ศักย์ไฟฟ้า 6. กระแสไฟฟ้า 
7. สนามแม่เหล็ก  8.การเหนี่ยวนำ
9. ไฟฟ้ากระแสสลับ  10. ทรานซิสเตอร์ 
11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตร์ควอนตัม
15. โครงสร้างของอะตอม 16. นิวเคลียร์ 

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ทั่วไป  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. จลศาสตร์ ( kinematic)

   2. จลพลศาสตร์ (kinetics) 

3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปิลฮาร์โมนิก คลื่น และเสียง
5.  ของไหลกับความร้อน 6.ไฟฟ้าสถิตกับกระแสไฟฟ้า 
7. แม่เหล็กไฟฟ้า  8.    คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับแสง
9.  ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร์ 

กลับหน้าสารบัญ

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์