ต้องการพูดคุยในหัวเรื่องนี้เชิญที่นี่เลยครับ >> คลิ๊ก


เกริ่น , การอ่านมิเตอร์, หลักการทั่วไป


ในหัวเรื่องนี้ผมอยากจะชื้ให้เห็นความจริงเรื่องมิเตอร์ของการไฟฟ้าที่ติดอยู่ตามบ้านของเราในแง่มุมต่างๆ ประเด็นหนึ่งต่างๆที่อาจยังเข้าใจผิด เช่น มิเตอร์การไฟฟ้าวัดการใช้ไฟฟ้าในบ้านจากอะไร เราสามารถวัดหรือคำนวนย้อนกลับไปว่าอุปกรณ์ต่างๆกินไฟเท่าไหร่กันแน่คำนวนกันอย่างไร  การติดแค๊ปกับหลอดไฟช่วยให้ประหยัดไฟได้ไหม การแก้ไขพาวเวอร์แฟ็กเตอร์มีผลกับมิเตอร์หรือไม่อย่างไร เครื่องประหยัดไฟทีหลอกหลอนกันทั้งมีข้อเท็จจริงอย่างไร  และเครื่องประหยัดไฟจริงๆมีอยู่ไหมครับบนโลกนี้ เหล่านี้เป็นประเด็นที่เราควรศึกษาและทำความเข้าใจกับมันให้ถูกต้อง รู้ทั้งเขาและเราจะได้สามารถยืนอยู่บนเหตุและผลด้วยปัญญาของเราจริงๆ

ในเรื่องนี้มีเนื้อหา ที่ค่อนข้างยากถึงยากมากเกี่ยวกับไฟฟ้ามีคำใหม่แปลกๆที่ไม่ค่อยคุ้นหูนัก  และผมต้องบอกก่อนว่าไม่ได้เชี่ยวชาญเรื่องไฟฟ้า แต่ความสงสัยของผมทำให้ต้องค้นคว้าหาคำตอบกันจนได้ และผมพยายามที่จะอธิบายให้พอเข้าใจแต่มีเนื้อหาที่ดูเยิ่นเย้อและออกนอกเรื่องแล้ววกกลับมาให้เห็นว่ามันเป็นความจริงอย่างนั้น ซึ่งเนื้อหาที่ผมเขียนนั้นเพื่อให้ผู้ไม่ค่อยมีความรู้เรื่องไฟฟ้าเลยได้พอจับใจความได้บ้างคราวหลังมาอ่านอีกทีจะทำความเข้าใจได้ง่ายขึ้น  อันไหนเอาไปใช้ได้ก็เอาไปใช้ อันไหนยากก็ทิ้งๆเอาไว้ตรงนี้แหละครับ แต่ถ้าคนที่มีความรู้เรื่องไฟฟ้าหรือเรียนมาทางด้านนี้ถ้าผมเขียนหรือเสนอข้อความตรงไหนไม่ถูกช่วยคอมเม้นท์ให้ผมแก้ไขให้ถูกต้องตามความเป็นจริงด้วยครับจะเป็นพระคุณอย่างยิ่ง เพราะผมถือว่าสอนให้คนอื่นรู้แบบผิดๆ ผมจะผิดและโง่ไปอีกหลายชาติ

ก่อนอื่นเรามารู้จักมิเตอร์ไฟฟ้ากันก่อน KiloWatt-Hour Meter

มิเตอร์ไฟฟ้า ของการไฟฟ้าที่ขอมาติดหน้าบ้าน หรือเป็นแบบที่ซื้อเองมาติดให้ห้องเช่า หรือจะติดที่ไหนก็แล้วแต่ ในภาษาอังกฤษ มิเตอร์ตัวนี้เรียกว่า กิโลวัตต์-อาวมิเตอร์  KiloWatt-Hour Meter  ที่เราใช้ๆกันตามบ้าน จะเป็นชนิด Single Phase Electro Magnetic Meter หรือ 3 Phase Electromagnetic Meter แปลเป็นไทย คือ เป็นมิเตอร์ชนิดแม่เหล็กไฟฟ้า

ภาพอันล่างนี้เป็นมิเตอร์ไฟฟ้าของเยอรมันของเก่าซึ่งปัจจุบันไทยเราก็ยังใช้แบบประมาณนี้อยู่ ภาพจากwiki ครับ และ หาอ่านเรื่องมิเตอร์ไฟฟ้าได้จากWIKI(eng)

มิเตอร์ไฟฟ้าจากเยอรมันรุ่นเก่า

มิเตอร์ไฟฟ้าจากเยอรมันรุ่นเก่า ภาพwiki, CC-SA by SSt– ผลงานรูป

รูปข้างล่างมี กลไกการทำงาน ชนิดที่มี มิเตอร์เข็มเล็กๆบอกค่าเป็นหลักๆไป ซึ่งชอบใช้กับเมืองนอก เช่นประเทศอังกฤษ เมืองไทยไม่มี ภาษาอังกฤษเรียกว่า Single Phase Electromagnetic Clock Type Recording Meter

มิเตอร์ไฟฟ้าชนิดบอกค่าด้วยหน้าปัดเข็ม

มิเตอร์ไฟฟ้าชนิดบอกค่าด้วยหน้าปัดเข็ม ภาพwiki CC-SA by Tomia  ผลงานรูป

single_Phase_electromagnetic_clock_type_recording_meter

ภาพมิเตอร์ไฟฟ้าชนิดเข็ม ภาพwiki public domain(เป็นสมบัติสาธารณะ เนื่องจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่ง เช่นหมดอายุ หาที่มาไม่ได้และไม่มีการอ้างสิทธิ์ หรืออื่นๆ แต่ในภาพนี้ดูเหมือนจะทิ้งให้ใช้) by Mike1024-ผลงาน

ลองอ่านมิเตอร์บอกค่าชนิดหน้าปัดเข็มในรูปได้เท่าไหร่ครับ

วิธีอ่านมิเตอร์ชนิดหน้าปัดเข็ม

เรามาลองอ่านมิเตอร์แบบที่ใช้กันในเมืองไทยดูบ้าง

วิธีการอ่านมิเตอร์ไฟฟ้า

ภาพส่วนเอามาจากpdf ของผู้ผลิต Mitsubishi และ Holley แล้วมาตัดแปะทำใหม่ (ที่มีตัวหนังสือสีแดง และลูกศรสีแดง และตัวเลข 83.5,835หน่วย) โดยไม่ได้รับอนุญาต การแชร์ใช้ควรระมัดระวัง

 

ส่วนภาพและหลักการทำงานของมิเตอร์ไฟฟ้า ที่เป็นภาษาไทยหาอ่านได้จากเอกสาร pdf กิโลวัตต์ฮาว์มิเตอร์  ส่วน vd0 สื่อวิดิทัศน์เรื่อง กิโลวัตต์ อาวร์มิเตอร์ เพาเวอร์มิเตอร์ ก็หาดูได้ครับจากเว็บเดียวกัน อาจารย์อธิบายอย่างละเอียด  ส่วนที่ผมจะบอกเล่าและทดลองให้ดูนั้นเป็น ผล และเราจึงวกกลับไปหาเหตุครับ

ส่วนประกอบภายในมิเตอร์ไฟฟ้า

ภาพส่วนใหญ่เอามาจากpdfแล้วมาตัดแปะทำใหม่โดยไม่ได้รับอนุญาต การแชร์ใช้ควรระมัดระวัง

ในเอกสารอธิบายหลักการทำงานดังนี้ว่า    หลักการทํางานของมิเตอร์ไฟฟ้า ขดลวดกระแสและขดลวดแรงดันทําหน้าที่สร้างสนามแม่เหล็ก ส่งผ่านไปยังจานอะลูมิเนียมที่วางอยู่ระหว่างขดลวดทั้งสอง ทําให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนํา และมี กระแสไหลวน (Eddy current) เกิดขึ้นในจานอะลูมิเนียม แรงต้านระหว่างกระแสไหลวน และสนามแม่เหล็กของขดลวดแรงดันจะทําให้เกิดแรงผลักขึ้น จานอะลูมิเนียมจึงหมุนไปได้ที่แกนของจานอะลูมิเนียมจะมีเฟืองติดอยู่  เฟืองนี้จะไปขับชุดตัวเลขที่หน้าปัทม์ของเครื่องวัด  แรง ผลักที่เกิดขึ้นจะเป็นสัดส่วนระหว่างความเข้มของสนามแม่เหล็กของขดลวดแรงดันและกระแส ไหลวนในจานอะลูมิเนียม และขึ้นอยู่กับจํานวนรอบของขดลวดด้วย

คำว่า กระแสไหลวน หรือ Eddy current ผมก็ยังไม่เข้าใจนักไว้วันหลังจะขุดหาคำตอบให้ทั่ว แต่อยากรู้คร่าวๆการทดลองเรื่อง Eddy current ใน youtube มีเยอะเลยครับ ส่วนผมเจอคำนี้ในสมัยเรียนหม้อแปลง เจอคำนะครับ แต่ไม่เคยทดลองพิสูจน์ทราบ แต่จริงๆแล้วประโยชน์ของมันมีเยอะมากในแง่การประยุกต์ เช่นเตาแม่เหล็กไฟฟ้า ที่อยู่ตามร้านอาหารต่างๆในปัจจุบันที่เป็นประเภทต้มๆ เช่น เอ็มเค หรือหาซื้อเตานี้ได้ตามห้าง   การให้ความร้อนของเตาเหล่านี้เกิดจาก หลักการสนามแม่เหล็ก และ eddy current ทั้งนั้นครับ

 กลับมาเรื่องมิเตอร์ต่อ บ้านใครเป็นมิเตอร์เฟสเดียวก็ดู 2 รูปบนนะครับ แต่บ้านใครที่ค่อนข้างใหญ่มีแอร์และเครื่องใช้ไฟฟ้าเยอะ ก็จะขอมิเตอร์เป็นแบบ 3เฟส ดู2รูปล่างที่เป็นแบบ 2จานหมุนและ 3จานหมุน ใช้หลักการทำงานเดียวกัน ถ้าใช้อยู่เฟสเดียวมันก็หมุนจานที่ 1 อยู่บนแกนเดียวกันนั่นแหละ ถ้าใช้ 2 เฟส ก็มี2จาน หมุนพร้อมๆกัน โดยแรงผลักให้มิเตอร์หมุนก็ต่างๆกันออกไป ส่วนใหญ่การออกแบบมิเตอร์เขาคำนวนมาละเอียดแล้ว

ขออธิบายมิเตอร์ไฟฟ้าให้รู้จักแบบสั้นๆง่ายๆคือ มิเตอร์ไฟฟ้าเฟสเดียว จะมีสายไฟเข้ามิเตอร์จากการไฟฟ้า 2สาย คือสายไลน์ สายที่มีไฟ เอามือจับแล้วไฟดูด และอีกสายเรียกว่า นิวทรอล คือสายเป็นกลาง เอามือจับไม่ดูด แต่อย่าไปจับเลยดีที่สุด    L (Line ไลน์ )  และ N (Neutral นิวทรอล) มีค่าความต่างศักย์ที่การไฟฟ้าจ่าย 220-235 โวลท์ โดยประมาณ เป็นค่าคงที่  และสายที่ออกจากมิเตอร์ ก็เป็น N กับ L เช่นกัน เมื่อมีการใช้ไฟฟ้าจากอุปกรณ์ไฟฟ้า ทำให้มีกระแสไหลผ่านมิเตอร์ไฟฟ้า โวล์ทหรือ ความต่างศักย์ไฟฟ้าก็มีอยู่แล้ว ทำให้จานหมุนตัวเลขมิเตอร์ก็หมุนไป

การต่อมิเตอร์ไฟฟ้า

ภาพส่วนใหญ่เอามาจากเว็บและpdfแล้วมาตัดแปะทำใหม่โดยไม่ได้รับอนุญาต การแชร์ใช้ควรระมัดระวัง

ปัญหาต่อไปคือ เราจะรู้ได้อย่างไรว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าตัวไหนใช้ไฟแล้วทำให้มิเตอร์หมุนเร็วหมุนช้า และหมุนได้เลขเท่าไหร่ เราสามารถคำนวนได้ไหมอย่างไร****

ถ้าเราลองอ่านดูหลักการทำงานคร่าวๆการที่มิเตอร์จะหมุนเร็วหรือหมุนช้า จะ อยู่ที่กระแสที่ใช้กับเครื่องไฟฟ้าอย่างเดียวเท่านั้น แต่จริงๆแล้วไม่ใช่ทั้งหมดและบางกรณีก็ไม่ได้อยู่ที่กระแสอย่างเดียว โดยเฉพาะมิเตอร์การไฟฟ้าชนิดนี้ ทำไมจึงเป็นเช่นนั้นซึ่งจะตอบกันตอนท้ายๆเรื่อง****


ตั้งคำถามเรื่องการหมุนของมิเตอร์ , ค่าไฟที่บ้านหน่วยละ?, สูตรหากำลังวัตต์เตารีด


   ความสงสัยของผมเกี่ยวกับมิเตอร์ไฟฟ้านี้ในตอนแรกมันสับสนมากเนื่องจากเคยไปดูอุปกรณ์ลดค่าไฟฟ้า ส่วนใหญ่เขาจะชอบแสดงให้ดู โดยมีเครื่องมือวัดวัดกระแสไฟชนิดแคล้ม หรือหน้าปัดแบบเข็ม และชอบแสดงเป็นหลักการว่าถ้าลดกระแสไฟลงแล้วค่าไฟจะลดลง ซึ่งดูแล้วก็เป็นหลักการที่น่าสนใจ โดยเฉพาะชอบเป็นกล่องอะไรสักกล่องหนึ่งพอต่อผ่านมันไปแล้วกระแสไฟฟ้า(ดูจากแคล้มแอมป์วัดกระแส)จะลดลงอย่างเห็นได้ขัด แต่ก็ไม่เคยมีเจ้าไหนที่ต่อมิเตอร์ไฟฟ้าแล้วแสดงโชว์กันจะจะ

ก่อนอื่นเพื่อให้หายสงสัยเรื่องการหมุนของมิเตอร์ผมจึงไปค้นหาคำตอบจากอินเตอร์เน็ทที่บรรดาผู้รู้และผู้ตอบมักจะถามกันเสมอและเป็นคำถามยอดฮิต คือ

1  ถ้าถามแบบชาวบ้านๆ ต้องถามว่า วัตต์-อาวมิเตอร์ หรือมิเตอร์การไฟฟ้า เข็มจะหมุนเร็วหรือช้า ขึ้นกับกระแสที่ไหลผ่านมิเตอร์อย่างเดียวหรือเปล่า ในเมื่อโวลท์ทีส่งมาก็คงที่ ถ้าเราเอาตัววัดแอมป์ไปวัดกับเครื่องใช้ไฟฟ้า เราก็น่าจะคำนวนย้อนกลับไปว่ามิเตอร์ขึ้นเท่าไหร่ได้เมื่อใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าไปนาน 1 ชั่วโมง****

2 ถ้าถามแบบคนเรียนไฟฟ้า เขาก็จะถามว่า วัตต์-อาวมิเตอร์ หรือมิเตอร์การไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้าน วัด กำลังไฟฟ้าที่ใช้จริง (real power ,true power) หรือกำลังไฟฟ้าปรากฏ (หรือกำลังไฟฟ้าทั้งหมด apparent power, total power)

ใช่ครับ 2ข้อที่ถามมันคือคำถามเดียวกัน แต่มองกันในคนละแง่การอธิบายทางปฏิบัติ กับทฤษฎี เวลาตอบต้องใช้ทั้งสองอย่างตอบจึงจะเคลียร์ครับ ซึ่งถ้าเราตอบคำถามเบื้องต้นเหล่านี้ได้ จะเป็นประตูสู่คำตอบของทุกคำถาม

เนื่องจากเรียนทางด้านเครื่องกลความรู้ทางไฟฟ้าไม่มาก เลยขออธิบายง่ายๆแบบชาวบ้านๆก่อน

***กิโลวัตต์-อาวมิเตอร์ วัดค่า ที่ได้ 1 หน่วยเรียกว่า 1กิโลวัตต์อาว หรือ 1Kwh (Kilowatt-Hour หรือ กิโลวัตต์-ชั่วโมง)

หน่วยนี้เอาไว้คิดค่าไฟฟ้า สมมติราคาหน่วยละ 2.8-4.5 บาทอะไรก็ว่าไป หลักการของ หน่วย หรือ 1 หน่วย หรือ 1กิโลวัตต์-อาว  1KWh  ก็คือ เมื่อมีการใช้ไฟไป 1KW นาน 1 ชั่วโมงนั่นเอง มิเตอร์ก็จะขึ้นที่หลักหน่วยเพิ่มที่ละหนึ่งค่า

ถ้าเทียบง่ายๆ เตารีด 1 ตัว กินไฟ 1000วัตต์ หรือ 1กิโลวัตต์   ก็เท่ากับเปิดเตารีด 1ตัว นาน 1 ชั่วโมง หรือวัดการกินไฟฟ้าได้ 1กิโลวัตต์อาว (เปิดแรงสุดร้อนตลอดและไปไม่ตัดสมมติว่ารีดผ้าเร็วมากและฉีดน้ำตลอด) ถ้าค่าไฟ หน่วยละ 4.5 บาท ก็ต้องเสียตังค์ 4.5บาท ต่อ เลขที่เพิ่มขึ้น 1หน่วย บนมิเตอร์ไฟฟ้าแหละครับ (ดูทีหลักหน่วยของมิเตอร์เท่านั้น) **********************************

 

การคำนวนว่าบ้านท่าน ค่าไฟหน่วยละกี่บาท เรามาลอง คำนวนแบบชาวบ้านๆนะครับ

บิลค่าไฟ ประเภท 2.12 ปี2556

บิลค่าไฟ ประเภท 2.12 ปี2556 ภาพ CC by pui108diy

คือเมื่อ เอาบิลค่าไฟ มาดู ได้ค่าไฟเท่าไหร่ก็แล้วแต่ จะบวกค่าFT ค่าแวท ค่าบริการอะไรไม่ต้องสนใจ เอาเงินที่เราจ่ายจริงค่าจ่ายค่าไฟมาคำนวนกัน  คือเอามาหารด้วยหน่วยบนมิเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ไปในเดือนนั้น   เพราะค่าไฟใช้มากหน่วยที่เราต้องจ่ายจะแพงกว่าค่าไฟที่ใช้น้อย แต่ละบ้านค่าไฟต่อหน่วยจึงอาจไม่เท่ากัน บิลค่าไฟที่เห็นเป็นแบบประเภท 2.1.2 คือกิจการขนาดเล็ก จะเป็นบ้านก็ได้ แต่ถ้าขอมิเตอร์แบบ 3 เฟส ก็จะได้อยู่ในประเภทกิจการขนาดเล็ก  

อ่าวมาลองคำนวนกันดูว่าค่าไฟบ้านใครตกหน่วยละเท่าไหร่ เอาแบบง่ายๆ ชาวบ้านๆ

ค่าไฟฟ้าเดือนนี้ = 3498.41 บาท  ,  ใช้ไฟไปเป็นจำนวน 783 หน่วยฉะนั้น ค่าไฟบ้านผม หน่วยละ

3498.41 บาท / 783 หน่วย

=4.47 บาท

ถ้าแปลแบบชาวบ้านๆ คือ เปิดเตารีดนาน 1ชั่วโมง โดยทีเตารีดไม่ตัด คือร้อนตลอดเวลา เราต้องจ่ายค่าไฟ = 4.47  บาท

 

เอาละครับ   อยู่ๆผมก็ขอยัด สูตรการคำนวน กำลังไฟฟ้าให้หนึ่งสูตรครับ เพื่อว่าจะได้อธิบายกันต่อไปโดยสามารถอิงหลักวิชาการหรือทฤษฎีได้ และสามารถคำนวนค่าไฟฟ้าได้อย่างถูกต้องโดยได้ค่าที่ใกล้เคียง เพราะสองคำถามที่ผ่านมาทำให้ต้องเรียนเพิ่ม ไม่งั้นไม่อาจเข้าใจได้

ในที่นี้เราคงพอรู้จักคำเหล่านี้กันแล้ว

โวลท์ V (ความต่างศักย์ไฟฟ้า)
กระแส I (หน่วยคือ แอมป์ , A ampare )
ความต้านทานไฟฟ้า R(หน่วยคือ โอห์ม , ohm)
กำลังไฟฟ้า P(หน่วยคือ วัตต์ ,watt)

ถ้ายังไม่ทราบลองหาบทความที่ใกล้เคียงอ่านดู หรือไม่ก็ ที่ ฟิสิกส์ราชมงคล โดยถามอากู ดูนะครับ

สูตรคือ

กำลังไฟฟ้า(วัตต์)  =    โวลท์ x กระแส(แอมป์)
P  =  VI         

P =   I*IR =I2R    

    P =   V*V/R = V2/R

ก็ได้    ถ้าแทนด้วย V=IR

ถ้าเรามีแคล้มแอมป์ หรือ มิลติมิเตอร์ทีมีมีการวัดแอมป์ได้  หรือลองอ่านที่ฉลากไฟฟ้าดู ถ้าเรารู้กระแส กับ โวลท์ เราคำนวน กำลังไฟฟ้าได้ทันทีโดยเฉพาะเตารีด เครื่องทำน้ำร้อน กาต้มน้ำร้อน แต่อุปกรณ์ไฟฟ้าอย่างอื่น ยังไม่แน่ว่าใช้สูตรนี้นะครับ  ในทางกลับกัน ถ้าเครื่องไฟฟ้านั้นมีฉลากบอกว่ากินไฟฟ้า หรือกำลังไฟฟ้า บอกมาว่ากี่วัตต์ เราก็สามารถ คำนวนกลับไป หากระแสได้แน่ๆครับ เนื่องจากรู้โวลท์และ วัตต์  หาอ่านได้ในบทความเรื่องฉลากไฟฟ้า****ยังทำไมได่ทำ

ความต้านทานไฟฟ้าของเตารีด R เตารีด

วัดค่า R ได้ประมาณ 51.8 ohm ภาพ CC by pui108diy

ตัวอย่างการคำนวนกำลังวัตต์ของเตารีด ส่วนใหญ่เตารีด เมื่ออ่านฉลากข้างกล่อง จะบอกว่ากินไฟ 1000W หรือ 1 kW  ถ้าเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าเตารีดเราสามารถแทนค่าสูตร หาค่าที่ไม่รู้ได้เกือบทุกตัว คือเราหาค่า I และ R ได้

ในกรณีวัดมาแต่กระแส ,แอมป์ ก็จะหาค่าวัตต์ได้ ตัวเลขนี้เป็นการประมาณสมมติและคำนวนให้ดูเฉยๆ เพราะในความเป็นจริงจะไม่มีทางได้1000w เป๊ะ
P = VI=  220โวลท์  x 4.55 แอมป์  = 1000 วัตต์

การคำนวนของจริง เช่น ในรูปวัดRมาได้ 51.8 โอห์ม หา P=?
P=V*V/R  =   230*230/51.8   =  1021 W

คือวัตต์ จากการคำนวนจริงๆโดยประมาณ ในความเป็นจริงวัตต์ไม่มีทางได้ 1000W เป๊ะๆ หรอกครับ มันมีหลายตัวแปร เช่นไฟการไฟฟ้าบางบ้านได้ 230 V หรืออาจเป็นที่เตารีดเองเมื่อร้อนความต้านทานไฟฟ้า ก็จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย  ฉะนั้นค่าวัตต์ตามฉลาก จะได้เป๊ะก็ต่อเมื่อทดสอบตามเงื่อนไขที่เขากำหนด แต่ในห้องทดสอบจะได้ใกล้เคียงมาก

วัดกระแสไฟ How to use multimeter to measure current

วิธีการวัดกระแสไฟฟ้าด้วยมัลติมิเตอร์ ด้วยแคล้มแอมป์ CC by pui108diy

ลองอ่านการวัดกระแสด้วยคลิ๊ปแอมป์ ที่พันทิพดูครับ แล้วลองคำนวนวัตต์ที่นี่ดูครับ http://topicstock.pantip.com/home/topicstock/2006/09/ R4721257/R4721257.html

รูปการวัดค่ากระแสในกาต้มน้ำร้อน 600W ภาพจาก กระทู้ในpantip วัดได้2.79A

ลองอ่านในกระทู้พันทิพ เขาวัดกระแสแล้วคำนวนค่าไฟกันน่ะครับ ผมอ่านแล้วก็ยังมึนๆ ว่าอันไหนถูกอันไหนผิดหว่า แล้วยิ่งมีคำว่า พาวเวอร์แฟกเตอร์เข้ามาเกียวข้อง แล้วจะเริ่มมึนมากขึ้นครับ แล้วก็มีการต่อcap ซึ่งมีการจ่ายกระแส แต่มิเตอร์การไฟฟ้าก็ไม่ขึ้นไม่เดินไม่หมุน อ่าครับยิ่งมึนเป็นทวีคูณเลยครับ แล้วยังมีคำถามอีกว่า แคล้มแอมป์ที่วัดอ่ะวัดค่า rms หรือเปล่า อ่าคำถามมีอีกมากมาย

 


ชนิดของโหลดเครื่องใช้ไฟฟ้า R L C , กำลังวัตต์ของหลอดไส้?, สูตรหากำลังวัตต์อิงพาวเวอร์แฟคเตอร์


ก่อนที่ผมจะหาตอบคำถามที่ตั้งมาเยอะแยะ เรามารู้จักธรรมชาติของชนิดอุปกรณ์ไฟฟ้า หรือประเภทของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับ กระแส (แอมป์ ,A )และ กำลังงานจริงที่มันได้หรือใช้ไป (วัตต์ ,W) เราแบ่งอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าเป็น 3 ประเภทดังนี้

1. โหลด R หรือโหลดเตารีด โหลดฮีตเตอร์ประเภทขดลวด

2 โหลด L หรือโหลดมอเตอร์ หม้อแปลง

3. โหลด C หรือโหลดคาปาซิเตอร์

1.  โหลดR  โหลดรีซีสทีฟ  หรือ โหลดความต้านทานไฟฟ้า  (Load R , Resistive Load )

คือเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่มีลวดให้ความร้อน หรือแสงสว่างบางประเภท เช่น เตารีด เครื่องทำน้ำอุ่น หลอดไฟฟ้าชนิดไส้ที่สมัยก่อนชอบใช้กัน

ถ้าหากเรามีมัลติมิเตอร์วัดไฟฟ้า สามารถวัดกระแส หรือโอมห์(หน่วยวัดค่าความต้านทานไฟฟ้า) ก็จะใช้สูตรหา กำลังไฟฟ้าได้โดยตรง คือ P=VI =I*IR=V*V/R  แต่มีข้อยกเว้น(อีกแล้ว)ครับ เฉพาะ หลอดไฟไส้ต้องวัดกระแสเท่านั้นและใช้สูตร P=VI เท่านั้นจริงๆ

ซึ่งสูตรหากำลังไฟดังกล่าวมันมีประโยชน์มากครับ โดยเฉพาะกับฮีตเตอร์ คือขดให้ความร้อน ถ้าเรารู้ความต้านทาน เราก็หากำลังไฟฟ้าได้ครับ ที่ใช้ๆกันในชีวิตประจำวัน เช่นเครื่องรีดถุง หรือ ตู้อบ ถ้ารู้หลักพวกนี้เราก็ออกแบบเองได้ ทำเองได้ ไว้ผมค่อยเพิ่มให้ในหัวข้ออื่นๆ

ถามว่า หลอดไส้ ทำไมถึงใช้สูตร P=V*V/R=I*IR ไม่ได้ครับ ปัญหานี้ต้องไปถามเอดิสันครับผู้ผลิตหลอดไฟครับ หรือลองถาม wiki ดูจะกระจ่างครับ หลอดไส้ภาษาอังกฤษเขาว่า Incandescent_light_bulb  เขาบอกว่าเวลาหลอดไฟจะสว่างอุณหภูมิของไส้มันจะใกล้จุดหลอดละลายมันจึงเปล่งรังสีออกมาเป็นแสงได้ แต่การที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้น ทำให้R เพิ่มขึ้น ประมาณ 15 เท่า ของ R ที่อุณหภูมิปรกติ เก็ทไหมครับ

วีดีโออันล่างคือหลักวิธีการทำหลอดไฟครับ ชอบตรงพิธีกรทำหน้าขึงขังดี แหล่งทีมาของวีดีโอ >>engineerguy

ถ้าไม่เก็ทก็เอางี้ครับ ผมลองทดลองให้ดู ถ้าเราทดลองเปิดหลอดไฟ แล้ววัดค่า I=0.0475A  แล้ว ปิดหลอดไฟแล้ววัด R =479 โอห์ม โดยที่ V =230V

เราลองมาเข้าสูตร   หา P หรือการกินไฟ ของหลอดไส้ขนาด5W     ดูครับ

P = VI    =  230 V x 0.0475A  = 10.9 W

  =  I*IR =  0.0475A x 0.0475A x 479 ohm = 22.7 W

  =  V*V/R = 230 V x 230 V / 479 ohm = 110 W

คุณคิดว่าหลอดไฟแบบไส้ ชนิด 5 วัตต์ ที่เป็นโหลดความต้านทาน จะกินไฟกี่วัตต์ครับ เข้าสูตรไหนถูกอ่ะ คำตอบคือทุกสูตรถูกครับ แต่เราหาหรือวัดค่าความต้านทานหรือR ในสภาพวะที่มันเย็นๆ ไฟไม่สว่างฉะนั้น ค่าRดังกล่าวจึงไม่ถูกต้อง

หลอดไฟแบบไส้ 5W กินไฟกี่วัตต์

การแสดงการหาวัตต์ของหลอดไฟชนิดหลอดไส้ 5 วัตต์ จะกินไฟกี่วัตต์ เนื่องจากวัดกระแสไฟได้ 47.5 mA (0.0475A) ภาพ CC by pui108diy

 ถ้าเอาคำที่ว่าบอกว่า ค.ต.ท ตอนไฟสว่าง = Rตอนหลอดแดงๆ = ประมาณ 15เท่า ของตอนR เย็นๆ

ฉะนั้น R ที่ถูกต้องคือค่าประมาณของ  = 15 x479 ohm =7125 โอห์ม  จริงๆมันไม่ถูกไม่ใกล่เคียงเท่าไหร่

***ลองคำนวนดูอีกที  เมื่อ R=7125 โอห์ม**

P =I*IR = 0.0475A x 0.0475A x 7125 ohm =16 W
P=V*V/R = 230 V x 230 V x 7125 ohm = 7.4 W

อ่ะเริ่มใกล้เคียง  แสดงว่าคำพูดว่า 15 เท่านี้พอใช้ได้ แต่ไม่ใช่ค่าที่ใกล้ถูก  ฉะนั้น

P =VI  230V*0.0475A  = 10.9W  ซึ่งไม่มีตัวแปรของR จึงใกล้เคียงที่สุด

ทำไมตั้งชื่อว่า หลอดไส้ 5W ทั้งๆที่มันกินไฟ 11W  อันนี้ไม่เข้าใจเหมือนกัน  และ R ตอนที่หลอดสว่างจ้า ไส้ทังสเตนตัวนี้ ควร มีค่า R หรือความต้าทาน อยู่ที่ ?

P = 10.9 วัตต์ =I*IR =0.0475x 0.0475x R

  ฉะนั้น  R= 4831 โอห์ม

4831 โอห์ม ซึ่งเป็นค่าที่ได้จากการแทนสูตรนั่นแหละ  เราจะวัดค่าโอห์มตอนสว่างๆนี้ได้ไหม คำตอบคือยากครับ ผมลองรีบปิดไฟแล้วรีบวัดค่าโอห์ม(หายไป3วินาที)ปรากฎว่าได้ 900 กว่าโอห์ม และ ลดลงเหลือ 500โอห์ม ภายในเวลา2-3 วินาที

แต่ถ้าเป็นพวกเตารีด เราวัดR ที่เย็นๆได้ครับ เพราะลวดความร้อนส่วนใหญ่เป็นลวด นิโครม Nichrome wiki บอกว่า R ตอนร้อนๆ 300-500 องศาC  ความต้านทานเพิ่มขึ้นประมาณ 3-8% ครับ ฉะนั้นเข้าสูตรได้ ได้ค่าใกล้เคียง

2. โหลดL โหลดอินดั๊กทีฟ  (load L ) หรือโหลดหม้อแปลงหรือมอเตอร์  ตัวย่อ L มาจากอะไรจำไม่ได้อ่ะ แต่ประเภทเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เข้าข่ายคือ หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดขดลวดทองแดง บาลาสต์ มอเตอร์ เตาแม่เหล็กไฟฟ้า ที่นึกๆได้ก็มีเท่านี้

เมื่อเปิดหม้อแปลง หรือ บาลาสต์ ก็จะเกิดกระแสจำนวนมาก กระแสส่วนนึงจะพยายามสร้างสนามแม่เหล็ก บางส่วนก็สูญเสียไปในขดลวดและอุปกรณ์ ผมอธิบายได้แค่นี้เพราะมันค่อนข้างยากใช้เวลาอีกมากนะและเพราะผมไม่เข้าใจมากนัก เขาบอกว่ากระแสที่เกิดขึ้นต้องเอาไปประคองสนามแม่เหล็กที่เกิดในตัวอุปกรณ์ กำลังงานที่ใช้ หรือกำลังงานที่หม้อแปลงนั้นใช้ จะไม่สามารถหาได้จากสูตร P=VI โดยตรง

พูดง่ายๆคือเราวัดกระแสที่ไหลผ่านตัวมัน ก็ไม่สามารถคำนวนวัตต์จริงๆที่ใช้งานได้ ต้องใช้สูตร

P =VI cosθ = VI x powerfactor =VI x P.F.

มีแหล่งความรู้ที่น่าสนใจเกี่ยวกับเรื่องไฟฟ้าที่ดีเข้าใจง่ายภาพประกอบเยอะ แถมมีรวมเล่มเป็น pdf ด้วย เสียอย่างเดียวเป็นภาษาอังกฤษ คือเว็ป http://www.ibiblio.org/kuphaldt/electricCircuits/ สนใจเรื่อง หม้อแปลง มอเตอร์ ไฟฟ้าทั้งหมด ตั้งแต่เบสิกสำหรับคนเรียนไฟฟ้าอิเล็คทรอนิค แถมยังอุทิศงานตนเองให้โหลดฟรีใช้ฟรีเอาไปดัดแปลงใช้ก็ได้ อีตาคนเขียนคนนี้ (Tony R. Kuphaldt) ขยันโคตรๆเลยครับ นับถือ

cosθ ,power factor หรือ P.F.  คืออะไร (ไว้ผมจะยกตัวอย่างให้ทราบทีหลังครับ โดยเฉพาะตัวอย่างบาลาสต์ที่ใช้กับหลอดฟลูออเรสเซนต์)

พาวเวอร์แฟ็กเตอร์ P.F. แปลสั้นๆว่า ตัวประกอบกำลัง มันมีความหมายง่ายๆคือ เอากำลังไฟฟ้าจริงๆ(real power ) มาหารกับกำลังไฟฟ้าปรากฎ (apparent power)

P.F. = กำลังไฟฟ้าจริงๆ/กำลังไฟฟ้าปรากฎ

ขออธิบายแบบข้ามๆคือกำลังไฟฟ้าปรากฎเกิดจาก เราวัดค่ากระแส I ด้วยมิลติมิเตอร์ แล้วเราเอาคูณกับ V จริงๆ(ที่ถูกส่งมาจากการไฟฟ้า) คูณกันปรากฎว่าได้เท่าไหร่นั่นคือกำลังไฟฟ้าปรากฎ

เครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดโหลดR โหลดฮีตเตอร์
กำลังไฟฟ้าปรากฎ=กำลังไฟฟ้าจริงๆ

แต่พวกเครื่องใช้ไฟฟ้าโหลดL หม้อแปลง ,มอเตอร์
V*I จะได้กำลังไฟฟ้าปรากฎ ซึ่งจะมากกว่ากำลังไฟฟ้าจริงๆทุกครั้ง

ซึ่งกำลังงานจริงๆวัดได้จากวัตต์มิเตอร์หรือมิเตอร์ของการไฟฟ้านั่นแหละ

เพราะอะไร เพราะพฤติกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดโหลดL มีพฤติกรรมเช่นนี้ และเขายังบอกกันต่อไปว่า เนื่องจากมันมีพฤติกรรมที่ต้องประคองสนามแม่เหล็กให้เกิดขึ้น สนามแม่เหล็กจะเกิดทีหลัง โวลท์  และกระแสก็เกิดขึ้นทีหลังโวลท์เช่นกัน ภาษาไฟฟ้าจึงเรียกว่า LAG ซึ่งเป็นคำเดียวกับตอนเล่นเกมส์แล้วเซอฟเวอร์เกิดช้า (เรียกว่า แม่ง แล็ก ว่ะ) และ Lag อยู่ หรือตามอยู่ 90 องศา เมื่อต่ออุปกรณ์เหล่านี้เดี่ยวๆกับ ไฟบ้าน

ภาพ copyleft by Tony R. Kuphaldt ibiblio.org/kuphaldt/electricCircuits/AC/AC_9.html (เรื่องหม้อแปลง) — ซึ่ง eคือ โวลท์ที่การไฟฟ้าจ่ายมา Φ คือสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น ซึ่งเกิดขึ้นตามหลัง (lag) 90องศา voltage เป็นพฤติกกรรมของพวกโหลดL ล้วนๆ

ภาพ copyleft by Tony R. Kuphaldt  ibiblio.org/kuphaldt/electricCircuits/AC/AC_9.html (เรื่องหม้อแปลง) —กระแสจึงเกิดตามสนามแม่เหล็ก I คือกระแสที่เกิดขึ้น ตามหลัง(lag) V ตามหลังยังไง ก็volt ขึ้นไปถึงยอดคลื่นแล้ว กระแสเพิ่งเริ่มเดินเตาะแตะออกมาจาก พื้น

หาอ่านเรื่อง powerfactor(en) openbookproject ได้เลยครับกระจ่างมากๆ

นอกเรื่องนิดนึง อินดักชั่น หมายถึงการเหนี่ยวนำในหม้อแปลงหรือมอเตอร์มีคำนี้ ตอนสมัยเรียนผมก็เรียนพวกวิชา electromagnetic กับ electrical machine เป็นวิชาที่ผมคิดว่าหาความเข้าใจในวิชาได้ยาก จนหาประโยชน์เอามาประยุกต์ในชีวิตประจำวันมิได้โดยเฉพาะสมการคำนวนมีเยอะแยะมึนตึบ แต่พอมาดูเขาเอาไปประยุกต์ใช้ สร้างเตาแม่เหล็กไฟฟ้า ร้อนถึงขนาดหลอมโลหะได้สบายก็เกิดกิเลสอยากเรียนรู้ดูบ้าง  ดูในยูทูป ในการทดลองเหล่านี้เกี่ยวข้องกับ การเหนี่ยวนำไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก และคำว่า เอ็ดดีเคอเร้นท์ ทั้งนั้นครับ ผู้เผยแพร่วีดีโอ imsmoother และยังมีลิ้งค์สอนวิธีการทำ วงจรไฟฟ้าด้วยครับ สุดยอด

http://inductionheatertutorial.com/

 

ผมคิดว่า การเรียนบางทีควรเรียนแบบกลับหลัง ลองให้เล่นและทดลองก่อน แล้วค่อยมาสมการ แล้วค่อยกลับไปที่ออกแบบ เพราะบางทีมันไม่เก็ท ไม่เข้าใจเลยสักนิด สำหรับคนที่เรียนเครื่องกลหรือสาขาอะไรก็ได้ที่อ่อนไฟฟ้ามา แต่อย่างไรก็ตามผมก็ยังมีความรู้แค่แบบงูๆปลาในวิชาดังกล่าว.

.

3. โหลด C  โหลดคาปาซิทิฟ (Load C , Capacitive Load ) ส่วนใหญ่อุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านโดยตรงจะไม่ค่อยมี ส่วนใหญ่มันเกิดจากอุปกรณ์ที่เรียกว่าคาปาซิเตอร์ ที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้น ที่ใช้กับไฟบ้านไฟฟ้ากระแสสลับเท่านั้นจึงจะมีพฤติกรรมว่า โหลดคาปาซิแตนซ์

คาปาซิเตอร์

หน้าตาของคาปาซิเตอร์ชนิดต่างๆ ภาพต้นฉบับ wiki Public Domain by Intiti

คาปาซิเตอร์ตามธรรมชาติมันมีหน้าที่ ชาร์จไฟเข้า และ จ่ายไฟออก โดยเฉพาะ ถ้าไฟฟ้าที่จ่ายให้แค๊ปเริ่มตกลงในกรณีกระแสสลับที่เป็นรูปคลื่น มีไฟขึ้นไฟลงใน 1 วินาที ถึง 50 ชุดลูกคลื่น ในกรณีที่ไฟเริ่มขึ้น คาปาซิเตอร์จะทำหน้าทีชาร์จไฟจากการไฟฟ้า และไฟฟ้าคลื่นตกลง คาปาซิเตอร์ก็ทำหน้าที่จ่ายไฟคืนให้กับการไฟฟ้า ถ้าไม่มีอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆต่อเข้ากับมัน เข้า=ออก อุปกรณ์นี้จึงไม่มีผลต่อกำลังไฟฟ้าจริง มิเตอร์ไฟฟ้าของการไฟฟ้าก็จะไม่หมุน

sine wave

รูปจำลองไฟฟ้ากระแสสลับ 220Vac แบบ ไซน์เวฟ (sine wave) 1ชุดลูกคลื่น ภาพwiki CC0 (Public Domain Dedication ประกาศทิ้งลิขสิทธิ์และให้ใช้ได้ทุกคน) upload by AlanM1

คาปาซิเตอร์ หรือแคปชนิดกระแสสลับ ถูกนำมาใช้เพื่อ เอาไว้แก้ค่า powerfactor ให้ได้ใกล้เคียง 1 การใช้งานจะนำแค๊ปมาพ่วงขนานกับโหลดLบางชนิด ทำให้กระแสที่จ่ายให้กับโหลดLลดลง(เพราะcap เป็นตัวที่จ่ายไฟฟ้าแทนยามโหลดLต้องการแค่เอาไปประคองสนามแม่เหล็ก) จึงทำให้กำลังไฟฟ้าปรากฎลดน้อยลงมากใกล้เคียงกับกำลังไฟฟ้าจริงๆ ค่าแค๊ปที่ใส่ให้แต่ละโหลดL ต้องผ่านการคำนวณก่อนเพื่อเลือกขนาดนำไปใช้พ่วงใส่ให้มันไปใช้งานต่อไป

  คาปาซิเตอร์ก็มีใช้เฉพาะทางกับมอเตอร์ 1 เฟส เช่นใช้ในการสตาร์ทมอเตอร์เพื่อเพิ่มกำลังฉุดแล้วตัดออกเรียก cap start หรือ ใช้เอาไว้ต่อเข้ากับขดมอเตอร์เพิ่มอีกชุดเพื่อทำหน้าที่สร้างสนามแม่เหล็กหมุนให้กับมอเตอร์เรียกว่า cap run  เพราะหลักการดังที่กล่าวไปคือไฟตก แคปจะจ่ายกระแส ไฟขึ้น แคปจะชาร์จไฟ จึงสร้างสนามแม่เหล็กให้มอเตอร์ได้ในขณะที่มีไฟเข้าขดมอเตอร์เดี่ยวๆ ขดลวดจะทำหน้าที่สร้างสนามแม่เหล็กกระแสที่เกิดขึ้นนั้นมุมจะตรงกันข้ามกับแคปรวมกัน 180 องศา โดยปรกติ กระแสที่เกิดจากcap จะนำหน้า(lead) โวลท์อยู่ 90 องศา ดูในวงจรแค๊ปเดียวๆตามรูปข้างล่าง

ภาพจาก ibiblio.org/kuphaldt/electricCircuits/AC/AC_4.html (เรื่องคาปาซิทีฟ) — กราฟที่เกิดจากวงจรข้างล่าง  e คือ volt และ i คือ กระแสครับ จะเห็นว่ากระแสที่เกิดจากคาปาซิเตอร์ล้วนๆ มีลักษณะนำ(lead) 90องศา ดูตอนขาโวล์ทเริ่มขึ้นจากพื้นครับกระแสจะนำโด่งไปถึงยอดแล้วครับ  อันนี้เป็นพฤติกรรมของพวกโหลดC

ภาพจาก ibiblio.org/kuphaldt/electricCircuits/AC/AC_4.html (เรื่องคาปาซิทีฟ) —  วงจร ในรูป เอา คาปาซิเตอร์ C ต่อเข้ากับ ไฟฟ้าสลับ จะมีพฤติกกรมดังกราฟก่อนหน้านี้

ลองหาอ่านความรู้เบื้องต้นไฟฟ้า ที่อธิบายเป็นคำๆดูนะครับพอให้คำจำกัดความชัดเจนในทางไฟฟ้า โดยเฉพาะหัวข้อ power factor (ภาษาไทยครับ

และถ้าอยากทดลอง ว่าโหลดแต่ละอันทำงานอย่างไรก็ที่นี่ครับ แต่อาจต้องไปโหลดปลั๊กอินจาวาก่อนนะครับจึงใช้งาน ได้ ฟิสิกส์ราชมงคล(ทดลองวงจรR L C ) อีกเช่นเคยครับ

 


ทดลองลดกระแสไฟหลอดฟลูออเรสเซนต์ ,ติดแค๊ปลดกระแสไฟ? ,หลอด36W กินไฟ?


ผมขอยกตัวอย่างอุปกรณ์ในชีวิตประจำวัน คือชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์ ซึ่งในวงจรจะมีบัลลาสต์ซึ่งแสดงพฤติกรรมแบบโหลดL แต่ตัวบาลาสเองถ้าเราวัดโอมห์ดูก็พบว่ามีค่า หรือพฤติกรรมแบบ โหลดR ด้วย แต่ที่ยกตัวอย่างมาเพราะเป็นโหลด L ชนิดหม้อแปลงที่มีโหลดคงที่หรือกระแสไฟฟ้าคงที่ขณะใช้งานซึ่งจะสังเกตกระแสง่ายไม่เหมือนกับมอเตอร์ที่โหลดไม่แน่นอนแล้วแต่สิ่งที่มันจะหมุนหนักเบาไม่เท่ากันตลอดเวลา

จากนั้นเราจะทดลองติดอุปกรณ์ที่ทำให้กระแสไฟฟ้าลดลงที่ชาวโลกนิยมใช้ๆกันอยู่ครับนั่นก็คือคาปาซิเตอร์ครับ แล้ว

1. ทดลองติดคาปาซิเตอร์ค่าต่างๆกับชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์เพื่อดูกระแสไฟฟ้าว่าจะลดลงอย่างไร? ลดจริงหรือไม่?

ชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ใช้ทดลอง นั้นใช้บัลลาสต์แบบเก่าชนิดคอยล์ทองแดง และยังไม่ติดcapเพื่อลดกระแสไฟ ก็คือหลอดฟลูออเรสเซนต์หรือที่เรียกกันผิดๆว่าหลอดนีออนที่บ้านคนทั่วไปส่วนใหญ่ใช้กัน

ติดแค๊ปที่หลอดฟูลออเรสเซนต์

ภาพ CC by pui108diy

ปัญหาที่คนที่เรียนไฟฟ้าชอบถามกันแต่ไม่มีบทสรุปตอบกันแน่นอนคือ เปิดไฟหลอดฟลูออเรสเซนต์ 36W 1หลอดกินไฟเท่าไหร่  เปิด1ชม. มิเตอร์ของการไฟฟ้าขึ้นกี่หน่วย <<ลองคลิ๊กลิ้งค์ดู ผมอ่านแล้วเขาก็ถกเถียงกันได้ข้อสรุปและเขาเข้าใจของเขา   แต่ขาดการทดลอง ผมก็เลยพยายามหาคำตอบทำการทดลองและเอาทฤษฎีมาจับครับ

คำถามยอดฮิต
2. ถ้าเปิดหลอดฟลูออเรสเซนต์ 36W 1หลอด  กินไฟกี่วัตต์?

มาลองค้นหาคำตอบกันดูครับ ว่าหลอดไฟ 36วัตต์ กินไฟกี่วัตต์กัน

ในตัวอย่าง เป็นแบบบาลาสส์หม้อแปลงแบบไม่มีcap ยี่ห้อ เรเซอร์ (racer) ดูที่ฉลาก จะเขียนว่า บาลาสต์สำหรับหลอด 36(40W)   220V 50Hz  0.43A  cosθ=0.49(0.54)

ไม่เห็นบอกอัตราการกินไฟ (วัตต์) เลย  ถ้าดูที่หลอด แน่นอนเขียนว่า 36W

ป้ายบน บาลาสต์ เรเซอร์ racer36_40W

ตัวอย่างบาลาสที่ทำการทดลองวัดกระแสไฟฟ้า ภาพ CC by pui108diy

ภาพการ์ตูนแสดงวิธีการวัดกระแสไฟฟ้าของหลอดฟลูออเรสเซนต์

วงจรหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ที่ต่อพ่วงกับมัลติมิเตอร์วัดแอมป์ ภาพ CC by pui108diy

ค่ากระแสไฟฟ้าของหลอดฟูลออเรสเซนต์ วัดได้0.44A

วัดกระแสผ่านบาลาสที่ต่อกับหลอดไฟ36W ไม่ติดcap ได้ค่า 0.44A ภาพ CC by pui108diy

ไม่พูดพร่ำทำเพลงละครับ วัดกระแสไฟฟ้าของชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์ตามวงจรด้านบนดูเลย ได้ค่าเท่าไหรครับ ประมาณ 0.44 A เปิดปุ๊ปติดปั๊ปวัดเลย  แต่พอเปิดไปนานๆมันค่าที่ได้มันอาจจะลดลงได้นิดหน่อยก็ได้เพราะมันจะร้อน แต่ค่าที่ได้ก็โอเคครับ ใกล้เคียงกับค่าที่ฉลากคือ 0.43A   อาจเป็นที่มิเตอร์ก็ได้ครับมันไม่ได้วัดค่าเป็น RMS (root meam square, เป็นค่าเฉลี่ยการวัดลูกคลื่นไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่สากลนิยมใช้กัน เมื่อวัดแล้วจะมีค่าใกล้เคียงกันเข้าใจกันและอ้างอิงกันได้ แต่มิเตอร์วัดราคาสูงครับ ) ในมิเตอร์ธรรมดา ใช้การวัดค่า peak คือค่าสูงสุดที่มันวัดได้แล้วเอาค่าค่านึงมาหาร จะได้ค่าเฉลี่ยที่ใกล้เคียง ตราบที่ไฟฟ้าเป็นกราฟลูกคลื่นเป็นแบบ sine wave แต่ถ้าลูกคลื่นเป็นสีเหลี่ยม ใช้มิเตอร์ธรรมดาวัด ค่าที่ได้มันเพี้ยนไปโลกพระจันทร์เลยก็ได้ครับ

เรามาลองเข้าสูตรกันครับ สูตรกำลังไฟฟ้า

ถ้าดูตามวงจร กระแสที่ไหลผ่านคือ 0.43A   220V  กำลังวัตต์ก็น่าจะเป็น

P=VI =220 x 0.43 =94.6  วัตต์ โวลท์แอมป์ (VA)

แต่เนื่องจากบาลาสเป็นแบบโหลดขนิดL  ค่า 94.6 จึงไม่ใช่ค่าวัตต์ ไม่ใช่กำลังงานที่แท้จริง ในทางที่เขาเรียนไฟฟ้ากันมา ค่านี้ถือเป็นค่ากำลังไฟฟ้าปรากฎ หรือกำลังไฟฟ้ารวมค่า มีหน่วยเป็น โวลท์แอมป์  (VA)  รู้จักกำลังไฟฟ้าปรากฎ(appearent power) แล้วใช่ไหมครับ เอามิเตอร์วัดแอมป์มาวัดกับอุปกรณ์ไฟฟ้าอะไรก็ได้ แล้วเอามาคูณ 220V จะได้ค่ากำลังไฟฟ้าปรากฎ อ่ามีชื่อนี้ให้ยุ่งยากทำไมหว่า กำลังไฟฟ้าปรากฎจะเท่ากับกำลังไฟฟ้าจริงก็ต่อเมือเป็นโหลดR คือพวกเตารีด เครื่องทำน้ำอุ่นอะไรทำนองนี้  ค่าVAนี้เอาไปใช้อะไรอย่างอื่นได้ไหมครับ? ใช่แล้วครับเอาไปใช้กับหม้อแปลงไฟได้ครับ

ป้ายไฟฟ้า บนหม้อแปลง 220V to 110V ขนาด 500VA , transformer220to110v namePlate

หม้อแปลง 220V to 110V ขนาด 500VA ภาพ CC by pui108diy

เวลาซื้อหม้อแปลง หรือ เราอ่านฉลากหม้อแปลง มันจะบอกเป็น โวลท์-แอมป์  เช่น ถ้าเราซื้อหม้อแปลงเก่าที่คลองถมมา ฉลากหม้อแปลงบอก ขนาด 500VA เป็นหม้อแปลงแปลงไฟจาก 220V เป็น 110V   ถามว่าหม้อแปลงนี้จะทนได้กี่แอมป์ครับ

หม้อแปลงขนาด500VA ตามข้างบนถ้าเราเอาไปใช้จ่ายไฟให้กับ มอเตอร์แวคคั่มมือสองญี่ปุ่นขนาด 100V 150W  2.2A  จะใช้ได้ไหมครับ หม้อแปลงจะไหม้ไหม?

ป้ายไฟฟ้า บน มอเตอร์แวคคั่มมือสองญี่ปุ่น

ป้ายไฟฟ้า บน มอเตอร์แวคคั่มมือสองญี่ปุ่น ภาพ CC by pui108diy

  คำตอบ ก็ใช้สูตร P=VI แทนค่าสำหรับหม้อแปลงลงไป หา

  I = P/V  = 500/100 = 5A

ฉะนั้นถ้าหม้อแปลงจ่ายไฟ100V ย่อมจ่ายไฟได้มากถึง 5 แอมป์ ย่อมจ่ายมอเตอร์เล็กๆได้สบาย ฉะนั้นหน่วย VA ในP (กำลังไฟฟ้าปรากฎ) จึงเป็นหน่วยที่ใช้งานได้ในชีวิตประจำวันครับโดยเฉพาะกับหม้อแปลง

เพราะไม่มีใครบอกหรอกครับว่าหม้อแปลงแต่ละข้างทนได้กี่แอมป์ แน่นอนคุณจะเลือกฟิวส์หรือเบรกเกอร์ได้ถูกต้อง ก็ต้องอาศัยการคำนวนโวลท์-แอมป์ ของหม้อแปลง ผมถามต่อไปอีกว่า ถ้าต้องการต่อฟิวส์ ด้าน220V เพื่อป้องกันหม้อแปลงไหม้ควรใช้ฟิวส์ที่มีขนาดไม่เกินกี่แอมป์ครับ I=500/220V=2.27A ในกรณีนี้ ก็ใส่ฟิวส์ 2 A ด้าน220V ป้องกันหม้อแปลงไหม้เนื่องจากช็อตหรือจ่ายไฟเกินกำลัง คงพอเข้าใจแล้วนะครับ

กลับมาคำนวนวัตต์ที่ชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์กันต่อ

ฉลากหรือป้ายบนบัลลาสต์ บอกว่ามีค่า power factor หรือ cosθ=0.49(0.54)   ในที่นี้ใช้หลอด 36 W ค่า power factor หรือ cosθ=0.49  (ถ้าเป็นหลอด(40)วัตต์ ใช้ค่า (0.54))

มีสูตรใหม่ ยัดให้จำไปก่อนอีกแล้วครับ สำหรับโหลดL หม้อแปลงหรือมอเตอร์

กำลังไฟฟ้าจริง =กำลังไฟฟ้าปรากฎ*P.F.

P = VI*P.F.

P= VI*cosθ

จริงๆก็ที่เรียนไปแล้วกลับสมการกันไปมาเล็กน้อยเท่านั้น ส่วน cosθ มันเป็นเรื่องสมมติขึ้นมาเพื่ออธิบายว่ากำลังงานจริงต่างกับกำลังไฟฟ้าปรากฎเท่าไหร่ ซึ่งจะอธิบายเป็นสามเหลี่ยมปิทากอรัสได้-ในตอนท้ายเรื่องอีกทีนึง

ชุดหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์สามารถคำนวนการกินไฟได้ดังนี้

P = VI cosθ

 = 220โวลท์  x 0.43 แอมป์  x 0.49

= 46.35 W

46.35 W   อันนี้คือ ค่าวัตต์หรือ อัตราการกินไฟที่แท้จริง ซึ่งฉลากบนบัลลาสต์ที่บอกได้เพราะเขาวัดมาแล้วครับ ถามว่าทำไมต้องบอกอ้อมๆ ว่า cosθ หรือ P.F.  เพราะเขาต้องการให้เราไปแก้ PF เพื่อลดค่ากระแสลงเอาเอง ในภาคอุตสาหกรรม PF มีผลอย่างมากกับค่าไฟ เขาจะคิดเงินค่าพาวเวอร์แฟ็กเตอร์ส่วนเกินซึ่งจะเป็นเป็นหน่วยของ kvar คือพูดง่ายๆเก็บตังค์ค่า พาวเวอร์แฟ็กเตอร์ อ่ะครับ แต่ของมิเตอร์ตามบ้าน ประเภท ที่อยู่อาศัย หรือกิจการขนาดเล็กเขาไม่เก็บค่า พาวเวอร์แฟ็กเตอร์

สรุป คือถ้าหลอดฟลูออเรสเซนต์36W เมื่อใช้กับบาลาสต์ขดลวดตามรูป จะกินไฟราวๆ 46.35W ครับ =ได้จากการคำนวนหน้าป้ายบาลาสต์

แต่  ถ้าหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ 36W  เมื่อใช้กับบาลาสต์อิเล็คทรอนิกที่ลูกนึง200กว่า-900บาท  ใช้ได้นานราวๆ2หมื่น 5หมื่น 7หมื่น 1แสนชั่วโมง แล้วแต่ราคา  ราคาสูงก็ทนหน่อยใช้ได้นาน    อัตราการกินไฟราวๆ 36 W  โดยประมาณ ดูจากอะไรครับ ดาต้าชีท Philipsที่ทางผู้ผลิตได้ให้ไว้

สเป็คบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ philips EB-C LTD power factor =0.95

บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ philips EB-C LTD power factor =0.95 ภาพตัดมาจาก pdf ผู้ผลิตโดยไม่ได้รับอนุญาตการแชร์ใช้ควรอยู่ในขอบเขตจำกัด

ในรูปบอกว่า ค่า power factor = 0.95 ดูรุ่นในบรรทัดที่สองที่ใช้กับหลอด 36W จำนวน 1 หลอด

กำลังวัตต์ขาเข้า= 36 W   แสดงว่าเมื่อเอาไปต่อกับหลอดไฟจะกินไฟโดยประมาณ 36W

กระแสขาเข้าขณะทำงาน =0.16A    ถ้าเราลองคำนวนตามสูตร P = VI cosθ =VI*PF.=220A*0.16A*0.95  = 33.5W

แต่เชื่อขนมกินได้เลยว่า 36W  แน่ๆ ไม่ใช่ 33.5W   เพราะบางที่ไฟฟ้าบ้าน สูงถึง 230V และบางทีดาต้าชีทบอก 0.16A มันอาจเป็น 0.169A ก็ได้

แต่เป็นที่น่าสังเกตลองอ่านดู บรรทัดที่ สี่ ใช้กับหลอด 36W 2หลอด แต่กินไฟ เหลือเพียง 67W  แทนที่จะเป็น 72W  อ่าครับ ดีครับประหยัดดี ในพวกหลอดไฟ ถ้าดาต้าชีทบอกวัตต์มาเท่าไหร่ นั่นคือค่าประมาณการกินไฟที่ใกล้เคียงที่สุด ไม่ต้องเอามาอะไรมาวัดกัน เพราะหลอดไฟมีโหลดคงที่ตลอดเวลาครับ ไม่เหมือนแอร์หรือตู้เย็นพอเย็นมันก็ตัดพอร้อนคอมเพรสเซอร์ก็ทำงาน

สรุป ถ้าใช้บาลาสต์อีเล็กทรอนิกส์ ประหยัดไฟได้ครับ ค่าไฟลดลงไปถึง 25%  ถามว่าควรใช้ไหมครับ ถ้ามันราคาแค่ 220 บาท ลองคำนวนดูสิ

     อิเล็กทรอนิกเปิด 6.24 ชม.=บาท เปิด1เดือน= 115 บาท

     ทองแดง เปิด  4.47ชม.=1บาท  เปิด1เดือน=161 บาท

      (ค่าไฟคิดหน่วยละ 4.47 บาท ทองแดงกินไฟ49วัตต์)

 

ทดลองลดกระแสไฟชุดหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์กัน

เรามาทำความเข้าใจกับ พาวเวอร์แฟกเตอร์ กับกระแสกันต่อนะครับ ถ้าเกิดว่าผมจะทำการทดลองต่อไป ด้วยการลดกระแสที่ชุดหลอดไฟทั้งหมดที่กินกระแสทั้งหมดไปต้องทำอย่างไรครับ เรามาลองดูบัลลาสต์ philips รุ่น การสูญเสียน้อย BTA 36L04 วัตต์สูญเสียกับคอยล์ตัวมันเอง =5.5W ที่ 20องศาC ดูในดาต้าชีทนะครับ คือที่ผมเลือกมาดูตัวนี้ ผมอยากรู้ว่าเขาปรับปรุง ค่า power factor กันอย่างไร

ป้ายไฟฟ้าบน บัลลาสต์ philips BTA 36L04

ป้ายไฟฟ้าบน บัลลาสต์ philips BTA 36L04 ภาพนำมาจากอินเตอร์เน็ทโดยไม่ได้รับอนุญาตการแชร์ใช้ควรอยู่ในขอบเขตจำกัด

 

ดูวงจรทางซ้ายล่าง  หรือดูข้อมูลในตารางด้านซ้าย สำหรับวงจรต่อหลอด 36W 1 หลอด มีค่า C(uF)= – ,  4.0+-10% 250V     I(A)=  0.43  , 0.23     และ λ คือ 0.50  , >0.85    มีความหมายคือ

ถ้าไม่ได้ต่อC(uF) กระแสใช้งาน I(A)=  0.43   ค่า power factor หรือสัญลักษณ์  λ คือ 0.50

ถ้าต่อแค๊ป capacitor  หรือ C(uF)= 4uF 250V กระแสใช้งาน I(A)=  0.23   ค่า power factor หรือสัญลักษณ์  λ คือ >0.85

สรุปง่ายๆคือ ต่อ cap กระแสจะลด ค่า power factor จะเพิ่มขึ้น  มาลองดูวงจรกัน

ภาพการ์ตูนแสดงวงจรวิธีวัดกระแสไฟฟ้าเมื่อต่อพ่วงแค๊ป amp_meter_with_fluorescent_lamp_cap

ภาพการ์ตูนแสดงวิธีวัดกระแสไฟฟ้าเมื่อต่อพ่วงแค๊ป ภาพ CC by pui108diy

 

เนื่องจากอุปกรณ์ทดลอง หลอดใช้ฟิลิป และบาลาสใช้ Racer อันที่เคยเสนอไปแล้ว เลยใช้ แคปต่างๆดังนี้

ในการทดลองลดกระแสด้วยการปรับแก้ค่า power factor ใช้ cap ดังรูป 5uf 4uF และ2.5uF

ผลการทดลอง วัดกระแสได้ลดลงตามลำดับจาก 0.44A เป็น 0.217A ,0.247A และ 0.297A

แสดงป้ายไฟฟ้าของ แค๊ป คาปาซิเตอร์ ที่ติดกับหลอดฟลูออเรสเซนต์

แสดงป้ายไฟฟ้าของ แค๊ป คาปาซิเตอร์ ที่ติดกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ ภาพ CC by pui108diy

 

ค่ากระแสที่วัดได้จากหลอดฟลูออเรสเซนต์ เมื่อเปลี่ยนความจุแค๊ป

ค่ากระแสที่วัดได้จากหลอดฟลูออเรสเซนต์ เมื่อเปลี่ยนความจุแค๊ป ภาพ CC by pui108diy

 

 สรุปคือ ต่อแค๊ปที่หลอดฟลูออเรสเซนต์(บาลาสต์ทองแดง)จะสามารถลดกระแสไฟฟ้าได้มากถึง 50% 

คำตอบคือติดแค๊ปปุ๊บมันลดกระแสได้ครับ เนื่องจากบัลลาสต์เป็นโหลดL  แสดงว่ามีอุปกรณ์ที่ลดกระแสลง และมีขายตามท้องตลาดง่ายๆอย่างหนึ่งก็คือ cap   cap ที่เขาแนะนำให้ใช้คือ 4 uF ก็จริงครับ แต่แค๊ปที่ซื้อมาเป็นแค๊ปที่ใช้กับพัดลม เวลาเปิดมีเสียงครางเบาๆมากผมไม่แน่ใจว่าใช้แล้วจะมีปัญหาอะไรหรือเปล่าแต่ก็เลือกแบบ400V แล้วกะว่าทนๆ แต่มันไม่น่าจะเวิก เทียบกับ 5uF อันที่มาเป็นของฟิลิปเลยแต่ uFสูงกว่านิดหน่อย ไม่มีเสียงครางอะไร เงียบกริป

 cap โหลดC ทำให้ลดกระแสลงได้อย่างไร ถ้าจะตอบแบบชาวบ้านๆคือ แค๊ปทำหน้าชาร์จไฟเวลาโวลท์ขึ้น และจ่ายไฟเวลาโวลท์สลับขาลง มันเลยไปช่วยเติมเต็มกับหม้อแปลงหรือบัลลาสต์ที่ต้องการใช้ไฟเพื่อประคองสนามแม่เหล็กในหม้อแปลง  ถามต่อไปครับ ถ้าเราหาแค๊ปสูงๆมาติด เช่น 10 uF กระแสมันจะลดลงอีกหรือเปล่านี่ อ่าน่าสนใจครับ แต่ผมเอาไว้ทดลองทีหลังละกัน แต่การติดแค๊ปควรทำตามคำแนะนำของฉลากหรือที่เขาคำนวนมาว่าให้ติดแค๊ปเท่าไหร่ ในที่นี้การติดแค๊ป ตามฉลากของฟิลิปส์ มีจุดมุ่งหมายให้แก้ค่า พาวเวอร์แฟ็กเตอร์ เพื่อลดค่าไฟที่การไฟฟ้าเก็บในภาคอุตสาหกรรม คือค่าพาวเวอร์แฟ็กเตอร์ส่วนเกิน ถ้าติดเข้าไปเกินหรือมากเกินไปมันจะมีผลกระทบกับกราฟไฟฟ้าจะถูกรบกวน เรียกว่าฮาร์มอนิก ทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าบางชนิดเสื่อมหรือเกิดความเสียหายได้ง่าย

ส่วนการลดกระแสไฟฟ้าแล้วค่าไฟจะลดน้อยลงหรือไม่?

ส่วนจะวัดกันจริงๆว่าชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์(บาลลาสต์ทองแดง) 36 วัตต์ กินไปกี่วัตต์กันแน่?ใกล้เคียงกับการคำนวนหรือเปล่า ดูการทดลองหน้าละกันครับ


ลดกระแสไฟแล้วมิเตอร์หมุนช้าลง? เหตุผล?, ติดตั้งผิด มิเตอร์หมุนจะช้าลง? สูตรจับเวลาหากำลังวัตต์?


 

คำถามต่อไปคือ เมื่อ ต่อแค๊ป กับชุดหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ ขนาด 36 W ชนิดบาลาสต์คอยล์ทองแดง แล้วกระแสนั้นจะลดลง คำถามคือ แล้วมิเตอร์การไฟฟ้าจะหมุน ช้าลงหรือเปล่าครับ

ในการนี้ผมมีอุปกรณ์การทดลองอีกตัว คือมิเตอร์การไฟฟ้า ที่ได้มาคือ มิเตอร์ไฟฟ้าเฟสเดียวขนาด 5/15 A  เวลาไปซื้อที่่ร้านไฟฟ้า ต้องบอกขนาดให้ถูกตามที่เราต้องการใช้จริง ในที่นี้ 5/15A  ก็คือสูงสุด กระแสจะทนได้ 15A  หรือเปิด เตารีดได้ 3 ตัว มิเตอร์อาจจพังได้ครับ ถ้าขนาดใหญ่ขึ้นมาอีกนิด ก็มี 10/30A และ 15/45A ครับ การจะขอมิเตอร์ขนาดเท่าไหรต้องคำนวนการกินไฟดูครับ เอาง่ายๆ ถ้ามี แอร์ 1ตัว แบบไม่ใหญ่ 10/30 พอไหว แต่ให้ดีก็ รับ 15/45 A เลยครับ เปิดแอร์ในบ้าน 2 ตัวสบายๆ ลองดูบทความเรื่องฉลากไฟฟ้า***  แล้วคำนวนโหลดในบ้านดูคร่าวๆครับ หรือเอกสารที่นี่ เลือกขนาดมิเตอร์ไฟฟ้าให้เหมาะกับบ้าน (สมาคมส่งเสริมเทคโนโลยี (ไทย-ญี่ปุ่น))

มิเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ทดสอบ ของมิซูบิชิ ตอนไปร้านไฟฟ้า เขาบอก 200 บาท มีกล่อง ป้ายหรือเนมเพลทมันก็เขียน Mitsubishi พอถามว่านี่ของแท้เปล่า เขาบอกว่าของแท้ 740 บาท เลยตัดใจเอาตัวแท้มา กลัวเขาคาริเบทมาไม่แม่น พอเอามาหน้าตาดีกว่าตัวปลอมนิดหน่อย แต่เขาบอกว่าไม่มีกล่อง เพราะเขาสั่งมาขายกล่องนึงบรรจุ 4 เครื่อง กำลังงงๆว่าของแท้กลับไม่มีกล่องบรรจุให้ ช่างมันเถอะ ก็เลยหิ้วใส่ถุงเอากลับมาบ้านซะ

kWh_meter_MITSUBISHI_5_15A

มิเตอร์ไฟฟ้า kwh meter MITSUBISHI 5(15)A ภาพ CC by pui108diy

connect_diagram_meter1ph

ภาพซ้ายตัดมาจาก pdf ซึ่งเป็นส่วนนึงของเอกสารของ mistubishi รุ่นมิเตอร์ MF-37E  และภาพขวานำมาจากอินเตอร์เน็ท ดัดแปลงโดยไม่ได้รับอนุญาตการแชร์ใช้ควรอยู่ในขอบเขตจำกัด

 

พอได้มาปุ๊ปก็ต่อไฟลองกับหลอดไฟปั๊ปเลย เอามิเตอร์ไฟฟ้าวางนอนกับพื้น ปรากฎว่ามันไม่หมุน ก็เลยคิดว่าเอาล่ะสิเสียเปล่าหว่า เห็นมันจะหมุนแต่เหมือนหมุนไม่ไปก็เลยยกขึ้นจับตั้ง มันหมุนดีแหะ แสดงว่า เอานอนมันไม่หมุน

 

bearing_in_meter

แบริ่งในมิเตอร์ไฟฟ้า ภาพตัดมาจาก 470-479.pdf ซึ่งเป็นส่วนนึงของเอกสารของ mistubishi รุ่นมิเตอร์ MF-37E การตัดภาพมาไม่ได้รับอนุญาตการนำไปแชร์ใช้ควรระวัง

 

อืมแปลกจังวางนอนทำไมไม่หมุน

ผมก็เลยค้นคว้าต่อไปว่า ทำไม่มันหมุน พบว่า มันมีแบริ่งชนิดแม่เหล็กผสมอยู่ ถ้ามิเตอร์ถูกจับตั้งขึ้น ตัวชุดจานหมุนจะมีแบริ่งแม่เหล็ก(magnets) ติดอยู่ที่ฐานหมุนและก้านหมุน พูดง่ายๆ คือมันจะลอยอยู่ แล้วก็มีก้านประคองบนล่าง(guide pin)เพื่อไม่ให้มันหลุดออกไฟจากแนวที่หมุนของวอร์มเกียร์ ปัญหาคือ ถ้ามิเตอร์ไม่อยู่ตรงแนวศูนย์ หรือแนวตั้ง ก้านจาน(rotor shaft) ก็จะเอียงไปถูกับชิ้นส่วนอื่นๆของฐานบนหรือล่างของชุดประคองจาน (ดูรูปยังไม่เคลียร์เท่าไหร่)  ทำให้เกิดแรงฝืดขึ้น มิเตอร์จึงทำงานผิดปรกติ หรือวัดค่าได้น้อยกว่าความเป็นจริง

ในป้ายหน้ามิเตอร์นี้มีข้อความสำคัญคือ 1200 rev/kWh  มีความหมายว่า มิเตอร์นี้ต้องหมุนถึง 1200 รอบ จะได้การกินไฟเท่ากับ 1 kWh หรือมิเตอร์ขึ้น 1 หน่วย  

ข้อมูลนี้ ถ้าเราเอามาคิดย้อนกลับด้วยการจับเวลาใน1รอบการหมุน ของอุปกรณ์ที่เราต้องการวัด เช่น จับเวลา 1รอบ เราจะรู้ได้หรือไม่ว่าอุปกรณ์นั้นกินไฟประมาณกี่วัตต์  ยกตัวอย่างเช่น การทดลองนี้ จับเวลาโดยเฉลี่ยของหลอดไฟ36วัตต์ ได้ค่าการหมุนของมิเตอร์ 1 รอบ ใช้เวลา 67 วินาที อยากรู้ว่า หลอดไฟฟลูออเรสเซนต์นี้กินไฟกี่วัตต์โดยประมาณ ให้คิดอย่างนี้ครับ

1200 rev/kWh

= 1 รอบ ต่อ       1/1200 kWh

= 1 รอบ ต่อ      1/1200 kW.s*3600

= 1รอบ ต่อ      3 kW.s

= 1รอบ  จะกินพลังงานไป    3 กิโลจูล (1กิโลจูล/วินาที=1kW)

จูลหรือ กิโลจูล เป็นหน่วยของพลังงานแท้ๆ ถ้าเทียบง่ายๆก็ แคลอรี่ หรือ กิโลแคลลอรี่ (1cal=4.185 Jule) ซึ่งกิโลจูลมันไม่ได้บอกว่าอัตราการเผาผลาญเป็นเท่าไหร่ ตรงกันข้ามเมื่อเทียบได้กับกิโลวัตต์ หรือ วัตต์ จะบอกอัตราการกินพลังงานใน 1 วินาที เช่นวิ่งเหยาะๆ ผลาญแคลลอรี่ไป 600 กิโลแคลลอรี่ ใน 1ชั่วโมง คิดเป็น 697 วัตต์  (=600*4.185/3600 = 0.697 kW) หรือทุก1วินาทีใช้พลังงานไป697จูล ด้วยการวิ่งแบบนี้ความเร็วเท่านี้เป็นต้น

ฉะนั้น  เราจับเวลาการหมุนของมิเตอร์ไฟฟ้าได้ 1รอบ ใช้เวลา 67 วินาที (จากการทดลอง)

 1รอบ ใช้พลังงานไป 3กิโลจูล(ตามที่เราหาได้ด้านบน) นำมาคำนวนอัตราการซดพลังงาน หรือ กำลังไฟฟ้าP= 3/67 kW = 0.0447 kW  = 44.7 W (สูตรได้จากการเทียบค่าจูล)

 กำลังไฟฟ้าที่วัดได้จริงจากมิเตอร์ หรือ กำลังงานจริงๆ หรือ real power

P=3000*n/t=3000*1/67 =44.7W (ดูอธิบายสูตรด้านล่าง)

ใช้มิเตอร์ไฟฟ้าวัดค่าวัตต์โดยประมาณจากการหมุน1รอบ

    หลอดไฟ36W กินไฟ 44.7วัตต์

  ซึ่งเป็นค่าใกล้เคียงกับที่เราคำนวนจากสูตร(ค่า cosθ ได้จากป้ายบนบาลาสต์) P = VI cosθ    = 220 โวลท์  x 0.43 แอมป์  x 0.49 = 46.35 W

ถ้าอยากได้ค่าประมาณที่ถูกต้องกว่านี้ เราก็จับเวลา สัก 4-5 รอบ  ได้เวลาเท่าไหร่ก็เข้าสูตรนี้ สูตรก็ได้จากการเทียบค่าrev/kWhไปมา(ลองดูเอาเองนะ)

 สูตรหาวัตต์จากการนับรอบหมุนของจานมิเตอร์ไฟฟ้า

P=วัตต์ที่จะหา ,n=จำนวนรอบที่จานหมุน, t=เวลาวินาที่ที่จับได้

มิเตอร์ 5(15)  1200 rev/kWh  >ใช้สูตร P=   3000 *n/t  วัตต์

มิเตอร์ 15(45)   400 rev/kWh     >P=   9000 *n/t วัตต์

มิเตอร์ 30(100)  200 rev/kWh   > P=   18000 *n/t วัตต์

มิเตอร์ 50(150)   100 rev/kWh    > P=   36000 *n/t วัตต์

ทีนี้ก็รู้วิธีคำนวนวัตต์ จากรอบการหมุนแล้วนะครับ ถ้ามันหมุนช้ามากเราก็จับเวลาเอารอบเดียวพอ ไม่กี่นาทีคงได้  สูตรที่ได้นี้มีประโยชน์มาก เราสามารถวัดค่ากำลังงานไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชนิดในบ้านได้ โดยเปิดแค่อุปกรณ์ไฟฟ้านั้น แล้วปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านทุกตัวด้วยการดึงปลั๊กหรือสับเบรกเกอร์ เราก็เดินไปหน้าบ้านแล้วเราก็จับเวลาดูว่า 1 รอบมันหมุนกี่วินาที ถ้ามันเร็วมาก ก็นับหลายๆรอบแล้วจับเวลามาใส่สูตรก็จะทราบได้แล้วครับว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าที่บ้านท่านกินไฟกี่วัตต์ (ทดลองได้เองไม่เชื่อป้ายไฟฟ้าที่ติดมา โดยเฉพาะอุปกรณ์ที่เป็นมอเตอร์ โหลดL มันตอบยากมากว่ากินไฟกี่วัตต์กันแน่)

มาเข้าเรื่องต่อการทดลองลดกระแสให้กับหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ 36 W ด้วยการต่อแค๊ป ขนานเข้าไปได้ผลเป็นอย่างไร ผมทำวีดีโอให้ชมแล้วครับ เริ่มขี้เกียจอธิบายแล้ว

 

ในหัวข้อวีดีโอ ผมใส่ว่า การทดสอบความเร็วในการหมุนของมิเตอร์การไฟ­ฟ้า กับชุดหลอดฟลูออเรสเซนต์36 W(บัลลาสต์ชนิดคอยล์ทอลแดง) ด้วยการติด cap แก้ไขค่า PF เพื่อลดค่ากระแสไฟฟ้า และจับเวลาว่ามันหมุน1รอบ เร็วขึ้น ช้าลง หรือเท่าเดิม

ผลการทดสอบครับ  พบว่า การจับเวลาใน 1 รอบการหมุน ด้วยมิเตอร์ 5(15) ใช้เวลารอบละ 67 วินาทีโดยเฉลี่ย ทั้งที่ไม่ติดแค๊ป กระแส 0.44A     และที่ติดแค๊ป กระแส 0.217A   ไม่มีหรือแทบไม่มีการต่างกันของรอบการหมุน ทั้งๆที่กระแสลดลงประมาณครึ่งหนึ่ง ก็ควรจะประหยุดไฟได้ครึ่งหนึ่ง แต่ มิเตอร์การไฟฟ้า ก็ยังหมุนได้ความเร็วหรือรอบ เท่าเดิมครับ

ติดแค๊ปหรือไม่ติดมิเตอร์ก็ยังหมุนเร็วเท่าเดิม

สรุปผลการทดสอบ สรุปว่า มิเตอร์การไฟฟ้า วัดแต่วัตต์จริงเท่านั้น  การลดกระแสด้วยการแก้ไขพาวเวอร์แฟ็กเตอร์ไม่มีผลกับการหมุนของมิเตอร์ และหลอดไฟนั้นกินไฟประมาณ 50 W ถ้าวัดกันจริงๆจากที่คำนวน ด้วยสูตร
P=   3000 *n/t       t อาจเกิดความผิดพลาดในการวัด สมมติว่าวัดได้ 67วินาที +- 2 วินาที  ค่าP ควรถูกต้อง ถ้ามิเตอร์มีความแม่นยำมาก P ควรอยู่ระหว่าง 43.47 – 46.87 W

มิเตอร์ไฟฟ้าวัดแต่วัตต์จริงเท่านั้น ไม่ได้วัดกำลังไฟฟ้าปรากฎ

แต่  ตัวมิเตอร์เองก็กินไฟเหมือนกัน ถามว่ากินไฟกี่วัตต์  จากการดูสเป็คของมิเตอร์ Holley HLD 01 spec พบว่ามันกินไฟ <1W(5VA) และมีสเป็คบอกต่อไปอีกด้วยว่า circuit consumption <1VA  มีคำว่า VA  แสดงว่ามิเตอร์เป็นโหลดชนิดL ดูยี่ห้ออื่นๆ ก็ระบุการกินไฟไว้ 1-2W โดยประมาณ

กราฟแสดงประสิทธิภาพของมิเตอร์ไฟฟ้า holley HLD01 kwh_meter_holley_HLD01_characteristic

kwh_meter_holley_HLD01_characteristic ตัดมาแสดงโดยไม่ได้รับอนุญาตการแชร์ใช้ควรอยู่ในการจำกัด

ในรูปกราฟ สเป็ค kwh meter ของ holley  รุ่น HLD01 เป็นค่าผิดพลาดจากการวัด มีสองเส้นคือสีดำสนิท เป็นเส้นของกราฟที่มีค่า พาวเวอร์แฟ็กเตอร์ =1.0    และเส้นประสีแดงเป็นเส้นของกราฟที่มีค่าพาวเวอร์แฟ็กเตอร์=0.5  บอกเป็นนัยๆว่า พวกโหลดR กับ โหลดL ใช้กันคนละเส้น แต่ดูจากเปอร์เซนต์การบวกลบ ไม่ถึง 1% ถ้าอ่านกราฟพอเป็น กราฟบนสุด A ) load curves of whole current meters ผมไม่แน่ใจว่า Ib นั้น 100% ของมิเตอร์ขนาด 5(15) น่าจะหมายถึง กระแสร้อยเปอร์เซนต์ของมิเตอร์ ไม่แน่ใจว่าเป็นที่ 5 แอมป์หรือเปล่า แต่ถ้าดูกราฟ นั้นจะบอกถึงความผิดพลาดในการวัด เมื่อ pf=1 และ=0.5  ซึ่งน้อยมากไม่ถึง 0.5% สรุป คือ ค่าพาวเวอร์แฟกเตอร์ที่แตกต่างกันมีผลน้อยมากกับการวัด B) ถ้าโวลท์เปลี่ยนแปลงจาก 90-110% ก็มีค่าผิดพลาดในการวัดเกิดขึ้นเล็กน้อย +-0.4% ความถี่ก็มีผลเล็กน้อย C) อุณหภูมิของมิเตอร์ เอาไว้ที่เย็น หรือ กลางแจ้งก็มีความผิดพลาดเกิดขึ้นเล็กน้อย ถ้าไม่ผิดพลาดเลยจะอยู่ที่ 20องศาC

สรุป มิเตอร์การไฟฟ้าวัด real power ไม่ใช่ apparent power ถ้าลองค้นคว้าใน เอกสาร Watt-Hour Meter Maintenance and Testing หัวข้อ 3.2 จะมีหลักการทำงานของมิเตอร์ แปลใจความว่า kWh meter เป็น มอเตอร์ชนิดหนึ่ง ซึ่งความเร็วในการหมุน แปรผันโดยตรงกับ โวลท์ และกระแส ซึ่ง การเคลื่อนของเฟสที่ต่างกันของกระแส จะถูกนับด้วย พูดง่ายๆคือ นอกจากโวลท์และกระแสแล้ว พาวเวอร์แฟ็กเตอร์ มีผลกับการหมุนเช่นกัน และการหมุนจะแปรผันโดยตรงกับ true power หรือ real power หรือพาวเวอร์แฟ็กเตอร์เป็น1.0 จะหมุนเร็วที่สุด ถ้าน้อยๆลงๆก็จะหมุนช้านั่นเอง แม้ว่าโวลท์ และ กระแสจะเยอะ ถ้าพาวเวอร์แฟ็กเตอร์น้อย ก็หมุนช้า

จบไปกับอีก 1 คำตอบ

 


เครื่องประหยัดไฟมีจริง?  หลักการ? ความคุ้มทุน?


 

ตอบคำถามที่ว่า เครื่องประหยัดไฟที่ขายกันตามท้องตลาดชนิด เสียบปุ๊ปกระแสลดลงปั๊ป แล้วใช้แคล้มแอมป์มาจับ อุปกรณ์ประเภทเหล่านี้ส่วนใหญ่คือการติดอุปกรณ์แก้ไขพาวเวอร์แฟ็กเตอร์ ให้ใกล้ 1.0 ซึ่งจะเป็นแค๊ปและอาจมีอุปกรณ์อื่นๆร่วมก็ได้แต่น้อย ผมได้ทดลองให้ดูแล้วนะครับกับหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ 36W บัลลาสต์คอยล์ทองแดง การใส่แค๊ปลงไปกระแสลดลงประมาณครึ่งหนึ่ง แต่ ผลปรากฎว่าไม่ได้ช่วยการหมุนของมิเตอร์ให้ช้าลงเลยครับ

แต่เขาชอบบอกกันว่าการลดกระแสในสายไฟ เป็นการลด loss หรือการสูญเสียในสายไฟ อันนี้มันจะเกิดขึ้น และเกิดขึ้นได้จริงครับแต่ส่วนใหญ่จะใช้กันในภาคอุตสาหกรรม ถ้าบ้านใครออกแบบสายไฟที่มีขนาดถูกต้อง ความร้อนในสายไฟจะเกิดน้อยมาก เช่น หลอดไฟสายส่ง 1.5 sqmm   ปลั๊กใช้สาย 2.5 sqmm  แอร์ห้องเล็กๆในบ้าน 4 sqmm  แอร์ห้องใหญ่ๆ ใช้สาย 6 sqmm  การสูญเสียเกิดขึ้นน้อยมาก    ในภาคอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ถ้าออกแบบโรงงานมาถูกต้องใช้สายไฟขนาดถูกต้อง สายไฟมันก็ไม่ร้อน แต่ภาคอุตสาหกรรมจะมีอุปกรณ์ที่ตัดต่อแค๊ปแบงค์ คือแค๊ปหลายๆตัวต่อเข้าเป็นธนาคารแค๊ป ตัดต่ออัตโนมัติที่ต้นทาง หลังตู้เมน เป็นการแก้ไขพาวเวอร์แฟ็กเตอร์แบบรวมศูนย์ ฉะนั้นกระแสในสายไฟที่ปลายทางอุปกรณ์ไฟฟ้าจ่ายมาตามสายเมน ก็ยังเยอะเท่าเดิมกับที่อุปกรณ์ต้องการ จึงไม่ช่วยลดการสูญเสียในสายส่งเลย ในทางกลับกันถ้าเอาแค๊ปไปต่อเข้ากับอุปกรณ์ปลายทาง กระแสในสายส่งจะลดลงครับ อย่างนี้ช่วยลดloss ที่ว่าได้จริงครับ แต่ไม่ค่อยมีโรงงานไหนทำกัน การคำนวนว่าค่าไฟลดได้กี่เปอร์เซนต์ด้วยการต่อ cap ด้วยการลด loss ต้องไปดูว่าแต่ละโรงงานใช้โหลดอะไรมากน้อยอย่างไร

ภาพจาก www2.dede.go.th ซึ่งมาจากเอกสารเผยแพร่ของกฟผ.

ตอบคำถามที่ว่า มีเครื่องประหยัดไฟจริงๆบ้างหรือเปล่า พอมีครับแต่มันไม่ได้ใช้ได้ทุกที่นะครับ เป็นอุปกรณ์ที่เรียกว่า  อุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้า  หรือ Voltage regulator ใชัหลักการลดแรงดันไฟฟ้าลงให้อยู่ในช่วงใช้งานเพื่อลดการสูญเสียเนื่องจากแรงดันมีค่ามากเกินความต้องการ  ส่วนใหญ่ใช้กับโรงงานครับ ก่อนติดตั้งใช้งานต้องมีการวิเคราะห์ข้อมูลก่อนการลงทุน เพราะส่วนใหญ่ใช้ในภาคอุตสาหกรรม อาจลดค่าไฟที่ต้องจ่ายลงได้ 5-15 เปอร์เซนต์ แต่ลงทุนสูง อาจคืนทุนได้ใน 2-3ปี แล้วแต่สถานที่ หลักการทำงาน เนื่องจาก การไฟฟ้าส่งไฟมาถึงหน้าบ้านด้วยแรงดันไฟฟ้าที่มากเกินความจำเป็นเช่น สมมติว่า ใช้กับ เตารีด เอาง่ายๆก่อนนะครับ ไฟที่ส่งมาที่บ้านผม ผมวัดได้ 230V  เตารีดที่บ้านมีความต้านทาน 51.8 โอมห์ ค่า P= 230*230/51.8 = 1021 วัตต์  ถ้าผมลดโวล์จากการไฟฟ้าลงได้เหลือ 220 โวลท์ กำลังงานของเตารีดจะเหลืออยู่เท่ากับ P=220*220/51.8 = 934 วัตต์  ซึ่งค่าโวลท์ที่ลดลงคือค่าโวลท์ที่เครื่องใช้ไฟฟ้านั้นต้องการ ผมจะประหยัดไฟไป =87 W  อันนี้ผมยกตัวอย่างให้ดู แต่อุปกรณ์ปรับแรงดันไฟฟ้า ก็มีการกินไฟเช่นกัน ผมไม่แน่ใจนะครับว่าเท่าไหร่ น่าจะราวๆ 2% จากกำลังงานที่มันจ่ายให้ได้ สมมติว่าอุปกรณ์ปรับแรงดันไฟฟ้าในที่นี้จ่ายให้กับ เตารีด โหลด 1000 วัตต์ มันก็กินไฟราวๆ 20 วัตต์ แต่ตัวเลข 2% ดังกล่าวผมอนุมานจากหม้อแปลงไฮโวลท์ทั่วๆไฟ ที่การไฟฟ้าคิดว่ามีอัตราการสูญเสียราวๆ 2 เปอร์เซนต์แต่ผมไม่รูู้ตัวเลขจริงๆหรอกครับ ยังไงถ้าผมมี variac (วาริแอค vary ac voltage) หรือพวก autotransformer  ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีหลักการเดียวกับอุปกรณ์ปรับแรงดันไฟฟ้า แล้วผมอาจจะทดลองดู ว่าประหยัดไฟได้จริงหรือไม่เท่าไหร่อย่างไร

variac

ที่มาภาพwiki CC-SA by flickr.com/photo/85419114@N00/4474510418 ถูกอัพมาที่ wiki อีกที แล้วผมก็ตัดแต่งอีกที

รูปข้างบนเป็น variac ขนาด 5000 VA ราคา 168 $ ซึ่งสามารถปรับแรงดันได้ 0-250 โวลท์ มันคือหม้อแปลงปรับโวลท์นั้นแหละ ถ้าจะหาซื้อมาทดลอง ร้านขายไฟฟ้ามือสองมีครับ ไม่แพงสักพันสองพันล่ะมั้ง เคยเล่นพวกนี้ตอนสมัยเรียนแลปมหาลัย

vdo แสดงการทำงานของ variac ขอบคุณ Paul Szuflita youtube

แต่อุปกรณ์ปรับแรงดัน จะติดแล้วคุ้มทุนคุ้มค่าหรือประหยัดได้จริง ต้องมีการวิเคราห์กันหลายอย่าง อย่างหนึ่งคือ การไฟฟ้าต้องส่งไฟฟ้ามาที่หน้าบ้านท่านมากกว่า 220V ถ้าได้อยู่ 230-240 โวลท์ นี่น่าจะพอมีการลงทุนที่คุ้มค่าได้ แต่ถ้าไฟมาที่หน้าบ้านท่านอยู่ 221-225 โวลท์ นี่ถ้าจะลำบาก  อย่างต่อไปคือเขาต้องวิเคราะห์โหลดในบ้านคุณว่าได้เท่าไหร่ สมมติว่า ได้อยู่ 3kw แต่ กลางวันไม่อยู่บ้าน เปิดแต่ตู้เย็นไว้กินไฟอยู่สัก 150 วัตต์ กลับบ้านมากลางคืนซัดแอร์ไป 1 เครื่อง เปิดทีวี และอุปกรณ์ไฟฟ้าอีกรวมๆ 2.8kW แต่เปิดช่วงก่อนนอนสัก5 ชั่วโมง ถ้าเขามาติดอุปกรณ์ปรับแรงดันไฟฟ้า ขนาด3.5 kVA ให้บ้านคุณ แต่คุณใช้เต็มโหลดจริงๆอยู่ 5 ชั่วโมง มันอาจไม่คุ้มค่าไฟที่สูญเสียไปกับหม้อแปลงปรับแรงดันไฟฟ้า หรือไม่ก็กว่าจะคืนทุนก็ 5-6ปี ลดค่าไฟได้น้อยมาก  ผมถึงว่าอุปกรณ์ประหยัดไฟจริงๆก็พอมี แต่ก็ต้องวิเคราะห์กันจริงๆว่าคุ้มค่าน่าลงทุน

 ถ้ามองกันง่ายๆเดี๋ยวนี้มีอุปกรณ์เช่นหลอดไฟประหยัดพลังงาน บัลลาสต์อิเล็กทรอนิค แอร์อินเวิตเตอร์ เหล่านี้ก็เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทำให้ประหยัดพลังงาน แต่มักมีค่าใช้จ่ายในการลงทุนเพิ่มขึ้นและบางกรณีก็มีค่าซ่อมบำรุงสูงมากเช่นกัน และต้องวิเคราะห์พฤติกรรมของเราด้วยว่าเหมาะกับการใช้งานในชีวิตประจำวันของเราไหม

อุปกรณ์อีกอย่างหนึ่งที่ช่วยประหยัดไฟได้คือ สมอง กับการลงมือทำครับ ช่วยได้แน่นอน ถ้าลองๆค้นหาแล้วลองทำท่านจะพบว่ามีวิธีอีกมากมายในการประหยัดค่าไฟฟ้าได้แน่นอนครับ

 


พาวเวอร์แฟกเตอร์เกี่ยวอะไรกับเรา? , หลักการทั่วไป ,โรงงานโดนค่าปรับ? บิลค่าไฟมีค่าปรับ? คิดไง? คำจำกัดความค่าปรับ?,กิโลวาร์?


 

มาถึงเรื่องสุดท้ายครับ คือ พาวเวอร์แฟกเตอร์

จริงๆเรื่องพาวเวอร์แฟ็กเตอร์เป็นเรื่องที่เกินระดับผู้ใช้ตามบ้านต้องรู้ แต่ในเมื่อจะถามใครในกระทู้หรือคนที่เรียนมาหรือแม้แต่การไฟฟ้า มักมีคำว่า พาวเวอร์แฟ็กเตอร์ ก็เลยอยากจะเสริมให้มีความรู้ความเข้าใจพื้นฐานของคนที่เขาเรียนหรือเข้าใจเรื่องไฟฟ้ากัน ซึ่งคำๆนี้เป็นพื้นฐานสำคัญเมื่อใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าใดๆมักมีป้ายบอกบางที่ ทำให้บอกว่าไม่ต้องเรียนรู้เลยก็ไม่ได้ ไหนๆก็ไหนๆแล้วกลั้นใจอีกหน่อยจะถึงฝั่งแล้ว

ถ้าจะอธิบายเป็นหลักการง่ายๆ(มีแต่เรื่องยากๆถึงยากมากถ้าไม่ได้เรียนเรื่องไฟฟ้า) ในโลกของไฟฟ้ากำลัง หรือไฟฟ้าที่การไฟฟ้าจ่ายให้เราใช้ จะมีคำว่า พาวเวอร์แฟ็กเตอร์  แปลเป็นไทยคือ คือตัวประกอบกำลัง  power=กำลังงาน  fact=ความจริง เติม or เลยแปลว่าตัวทำความจริง  หรือตัวทำความจริงเกี่ยวกำลังงาน หรือคือ  อัตราส่วนของกำลังงานจริงหารด้วยกำลังไฟฟ้าปรากฎ    อ่าแปลให้ยากทำไมหว่า

 PF. = power factor = cosθ 

 = real power/aparrent power  

=กำลังไฟฟ้าจริง/กำลังไฟฟ้าปรากฎ

ถ้าจะพูดง่ายๆคือ ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ

กำลังไฟฟ้าจริง คือค่าที่วัดได้จากมิเตอร์การไฟฟ้า kWh meter

กำลังไฟฟ้าปรากฎ คือ เอามัลติเตอร์ วัดโวลท์ดู  เอาคูณ กับ ค่าแอป์ที่เราวัดได้จากแคล้มแอป์ =Vที่วัดได้*Iที่วัดได้  (หน่วยเป็น VA)

ภาพwiki PD(public domain) by Heart141 >> wiki เรื่อง power factor

**** ถ้าโหลดไม่ใช่ ชนิด R L C โดยตรง คือพวกโหลดอิเล็คทรอนิกส์  ต้องวัดกระแสเป็น  I rms เท่านั้น เพราะ กระแสที่เกิดขึ้น ไม่ใช่ sine wave ,  apparent power = VI  ถ้าใช้มิเตอร์ที่ไม่สามารถวัดค่ากระแส rmsได้  จะได้ค่ากำลังไฟฟ้าปรากฎที่ไม่ถูกต้อง เนื่องจากมิเตอร์ธรรมดามันจะวัดแต่peak และเอาตัวคูณ(เฉพาะ sine wave) คูณและแสดงค่าออกมา****

ในรูปประกอบจากWIKI เป็น เป็นการใช้เครื่องมือวัดที่เรียกว่า sope meter เส้นสีเหลืองเป็นโวลท์เป็นคลื่นsine wave  ส่วนเส้นสีฟ้าเป็นกระแสซึ่งไม่ใช่คลื่นsine มีค่าPF=0.75 เป็นโหลดอิเลคทรอนิคส์ คือพาวเวอร์ซัพพลายเครื่องคอมพิวเตอร์

กำลังไฟฟ้าปรากฎของพวกฮีตเตอร์ หรือโหลด R = กำลังไฟฟ้าจริง (พาวเวอร์แฟกเตอร์ ของโหลดR = 1.0 )

กำลังไฟฟ้าปรากฎของพวก ที่ไม่ใช่โหลดR คือพวกโหลดผสม  > กำลังไฟฟ้าจริง เสมอ (หน่วยเป็น VA) อ๊ะๆ ประโยคนี้จริงหรือเปล่าครับ พวกเครื่องใช้ไฟฟ้าบางพวกที่เข้าแก้ ถึงแม้มีโหลดL อยู่เขาก็แก้ให้กำลังไฟฟ้าปรากฎใกล้เคียงกับกำลังไฟฟ้าจริงได้ ด้วยการเพิ่มแค๊ปเพื่อแก้ไขหรือออกแบบระบบไฟฟ้าโดยใช้อุปกรณ์อีเล็คทรอนิคกำลังสร้างขึ้นมาเพื่อแก้ไข ผมจะยกตัวอย่างอุปกรณ์ไฟฟ้าโหลด L ที่แก้ไขให้เป็นโหลดผสมเพื่อปรับให้กำลังไฟฟ้าปรากฎ ใกล้เคียงกับกำลังไฟฟ้าจริง สักอย่าง นั่นก็คือ เครื่องเชื่อมไฟฟ้าครับ

เครื่องเชื่อมไฟฟ้า หรือเครื่องเชื่อมชนิดอาร์ก ในสมัยก่อนจะเป็นชนิดหม้อแปลงแปลงไฟ จาก 220V เป็น 17-25 V เพื่อให้ได้กระแสอาร์ก สูงถึง 55-590A  (ข้อมูลจาก wiki เรื่อง Welding_power_supply ) ซึ่งในสมัยช่วงที่ เครื่องเชื่อมไฟฟ้าชนิดอินเวอร์ตเตอร์ออกมาใหม่ๆ ที่ใช้ลวดเชื่อมได้ 3.2 mm สำหรับงานทั่วไป เครื่องนึงตก 7หมื่น ซึ่งทุกคนจะสนใจเป็นอย่างมาก เมื่อมันเสียบปลั๊กธรรมดา ผ่านเบรกเกอร์ 16 A ใช้งานได้เป็นที่ฮือฮาอย่างมาก ถ้าเทียบกับ เครื่องเชื่อมแบบหม้อแปลงขนาดเล็กสุด และใหญ่ขึ้นมาอีก1ขั้น จะหนักมาก ส่วนใหญ่จะ 2คนหาม และก็รู้ๆกันว่า ใช้กับปลั๊กไม่ได้แน่ๆ ต้องต่อผ่านเบรกเกอร์ตัวใหญ่ๆหรือสะพานไฟคัทเอาท์ 30-50A ขนาดสายไฟก็ต้องเส้นใหญ่ สาย 6 sqmm ขึ้นไป ถ้าใครฝืนใช้สายเล็กที่เอาไว้ใช้กับปลั๊ก คือสาย 2.5 จะใช้ได้ไม่เกิน10 นาที สายไฟจะร้อนและหลอม แล้วก็บึ้มครับช็อตกระจาย   ซึ่งผิดกับเครื่องเชื่อมไฟฟ้าชนิดอินเวอร์ตเตอร์ สายไฟจะเส้นเล็กกว่าส่วนใหญ่จะ 2.5 sqmm น้ำหนักก็เบา ขนาด 1 คนสะพายได้ อันนี้เป็นผลมาจากเขาปรับปรุง ค่ากำลังไฟฟ้าปรากฎ ให้ใกล้เคียงกับ กำลังไฟฟ้าจริง ซึ่งผู้ผลิตเครื่องมักจะบอกในรูปของ พาวเวอร์แฟ็กเตอร์ เสมอครับ

เครื่องเชื่อมไฟฟ้าชนิดหม้อแปลง จะมีค่า PF.=0.35-0.6   เนื่องจากโหลดเครื่องเชื่อมไฟฟ้าก็ไม่คงที่เปิดเอาไว้เฉยๆก็กินกระแสะเยอะแล้วครับ(ไม่ได้หมายถึงกินไฟหรือ วัตต์เยอะนะครับ) ส่วนเครื่องเชื่อมอินเวอร์ตเตอร์ มีค่า PF >0.9 ขึ้นไปครับ เปิดเครื่องแต่ไม่เชื่อมจะกินกระแสน้อยมาก การปรับปรุงพาวเวอร์แฟกเตอร์ ด้วยการออกแบบเครื่องเชื่อมไฟฟ้าใหม่เป็นให้เป็นแบบอินเวอร์ทเตอร์ซึ่งมีลักษณะของโหลดผสม จะเรียกว่าโหลดผสมก็ไม่ถูกนัก เพราะมันเป็นอิเล็คทรอนิคที่สร้างขึ้นมาให้จ่ายกระแสเป็นจำนวนที่ต้องการซึ่งเป็นงานเฉพาะด้านจริงๆ เราเอาเครื่องเชื่อมหม้อแปลงไปติดแค๊ปได้ไหมจะได้กินกระแสให้น้อยลง จะได้ใช้สายไฟให้เล็กลง อ่าครับนั่นคือข้อสำคัญของการปรับปรุง ค่า PF.  ทำได้ครับ แต่ทำยากและไม่ค่อยคุ้มเงินกับค่าแค๊ป เอาไปลงทุนค่าสายไฟดีกว่า และโหลดขณะเชื่อม กับขณะไม่เชื่อมมันก็ไม่คงที่อีกต่างหาก แถมถ้าใช้อยู่บ้านการไฟฟ้าก็ไม่ได้คิดค่าตังค์ค่าพาวเวอร์แฟ็กเตอร์กับเรา

ฉะนั้นเขาจึงชอบแนะนำให้ใช้ถ้าเป็นพวกโหลดมอเตอร์ เขานิยมแนะนำเครื่องประหยัดไฟคือ อินเวอร์ทเตอร์ มันช่วยประหยัดได้ในกรณีที่ความต้องการโหลดลดลง หรือให้มอเตอร์เดินเบาลงเล็กน้อยจะได้ประหยัดกำลังไฟฟ้า แต่ก็มีค่าใช้จ่ายบางอย่างเพิ่มขึ้น ตั้งแต่ค่าอินเวอร์ตเตอร์ที่ซื้อและเสียที่ซ่อมราคาก็ไม่น้อยครับ ถ้าเป็นแอร์อินเวอร์ทเตอร์ ช่างก็ชอบให้เปลี่ยนบอร์ดใหม่ ซึ่งก็ราคาไม่ถูกนัก เริ่มนอกเรื่องแล้วแฮะ

การวัดค่า power factor ทำได้ด้วยเครื่องมือวัดครับ ซึ่งมีหลากหลายมากมาย ในรูปตัวอย่างด้านล่างเป็นเครื่องมือวัด ค่า PF.  เขาจะใช้สัญลักษณ์ cosθ ในภาษาไฟฟ้า เขาบอกว่า กระแส มีมุมต่างเฟสกับโวล์ทที่จ่ายไปคิดเป็นมุม θ จะนำหน้า หรือ ตามหลัง ก็ช่าง ซึ่งการอธิบายเรื่อง มุม θ ผมขออธิบายสั้นๆพอครับ

power_factor_meter

ที่มาภาพ>> ibiblio.org/kuphaldt/ electricCircuits/AC / AC_11.html เรื่อง power factor

มุม θ เกิดจาก ความจริงเรื่องของกำลังไฟฟ้า อธิบายเป็นสามเหลี่ยมกำลังไฟฟ้า อันนี้เรารูจัก true power กำลังไฟฟ้าจริง และ apparent powerกำลังไฟฟ้าปรากฎ แล้ว จะมีอีกคำคือ reactive power หรือกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ มีหน่วยเป็น VAR หรือ kVAR วาร์ หรือ กิโลวาร์ ซึ่งเป็นกำลังไฟฟ้าที่มีผลมาจากโหลด L โหลด หรือโหลด C หรือโหลดLC ซึ่งมีการหักล้างกัน หรือโหลดอิเล็คทรอนิค(โหลดผสม) ทำให้เกิดกำลังไฟฟ้า รีแอคทีฟขึ้น  ในรูป มุม Impedance phase angle หรือ มุมต่างเฟสของโวล์ทและกระแส นั่นก็คือมุม θ นั่นเอง cosθ =true power/app power

ส่วนคำว่ากำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟมีใช้ในชีวิตประจำวันบ้างไหม มีครับ ถ้าท่านเป็นเจ้าของโรงงานอุตสาหกรรมหรืออาคารสำนักงานห้างที่มีขนาดตั้งแต่ 30 กิโลวัตต์ขึ้นไป  มิเตอร์การไฟฟ้าหน้าโรงงานท่านจะมีเพิ่มมากกว่ามิเตอร์ไฟฟ้าหน้าบ้าน ซึ่งเป็นมิเตอร์ชนิดพิเศษ

watt-hour_meter_for_factory_30KWup_nohave_transformer_thailand

รูปภาพโดยประมาณมิเตอร์ไฟฟ้าที่เป็นแบบจอแอลซีดีสัณนิษฐานเอาไว้ก่อนว่าเป็นมิเตอร์ไฟฟ้าแบบพิเศษ ที่เก็บค่าวัตต์-อาว กำลังไฟฟ้ารีแอ๊คทีฟ และค่าความต้องการไฟฟ้าสูงสุด มาคิดเงินกับเรา ซึ่งไม่ใช่มิเตอร๋ไฟฟ้าตามบ้านทั่วไป อันนี้เป็นมิเตอร์โรงงานหนึ่งในไทย ที่ใช้ไฟฟ้ามากกว่า 30 kW และก็ไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นของตนเอง จะได้มิเตอร์หน้าตาประมาณนี้ , ภาพ All right reserved by Eakachai .N ของเพื่อนผมเองครับ

วัดค่า พาวเวอร์แฟ็กเตอร์ รวมถึงค่าอื่นๆที่จำเป็น และเก็บเงินกับท่านเจ้าของ เพราะ ค่ารีแอคทีฟพาวเวอร์ของท่านมีมาก  เนื่องจากคำจำกัดความในการเก็บเงินค่า พาวเวอร์แฟ็กเตอร์ มีคำว่า

สำหรับผู้ใช้ไฟฟ้าที่มีเพาเวอร์แฟคเตอร์ (Lagging) (ตามหลัง แสดงว่าเป็นโหลดL โหลดC มีแต่นำหน้า)   ถ้าในรอบเดือนใดผู้ใช้ไฟฟ้า  มีความต้องการพลังไฟฟ้ารีแอคตีฟเฉลี่ยใน 15 นาทีที่สูงสุด เมื่อคิดเป็นกิโลวาร์  เกินกว่าร้อยละ 61.97 ของความต้องการพลังไฟฟ้าแอคตีฟเฉลี่ยใน 15 นาทีที่สูงสุด   เมื่อคิดเป็นกิโลวัตต์แล้ว     เฉพาะส่วนที่เกินจะต้องเสียค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์    ในอัตรากิโลวาร์ละ 14.02 บาท – ปี2545  (อันนี้เป็นค่าเก่า ปัจจุบัน ตั้งแต่ กรกฎาคม 2554  กิโลวาร์ละ 56.07 บาทแล้วครับ ถ้าปรับอีกทีคงเป็น 2558 )

อ่านแล้วเข้าใจไหมครับ ถ้ามีเจ้าของโรงงานคนไหนอ่านแล้วเข้าใจ ต้องเรียนไฟฟ้ามาอย่างละเอียด จึงสามารถอธิบายได้เป็นฉากๆ ผมขอยกตัวอย่างการคิดคำนวนค่าไฟ ผมลองหาในกู พบ วิธีคิดค่าไฟฟ้า แต่พอมาอ่านแล้วก็งงๆ เลยเอามาตัดแปะทำใหม่ เพราะ ในนั้นมีทั้งอัตราค่าไฟเก่า แต่เอามาพรีเซนต์ให้คนในปัจจุบันรู้ แต่เขียนก็ไม่หมดไม่จบเลยต้องใช้เวลางัดมาทำใหม่

การคำนวนค่าไฟฟ้า กิจการขนาดกลาง 3.1.2 อัตราปรกติ ปี 2545 และ ปี 2556 calculate_electrical_bill_2545_2556

การคำนวนค่าไฟฟ้า กิจการขนาดกลาง 3.1.2 อัตราปรกติ ปี 2545 และ ปี 2556 ภาพส่วนบนบางส่วนที่เป็นเหมือนโปสการ์ดเก่าๆ ตัดมาจาก วิธีคิดค่าไฟฟ้า (ppt pressentation file),กองอาคารสถานที่วิทยาเขตปัตตานี มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตปัตตานี และนำมาดัดแปลงใหม่

ถ้าเรามาทำความเข้าใจเรื่อง สามเหลี่ยมพาวเวอร์ หรือ สามเหลี่ยมกำลังไฟฟ้า การไฟฟ้าบอกประโยคเรื่องค่าปรับ PF มา ลองมาคำนวนดูกันว่า การไฟฟ้าปรับค่าปรับกับเราที่ PF น้อยกว่าเท่าไหร่ จาก สามเหล็่ยมกำลังไฟฟ้า และการหาด้านสามเหลี่ยมด้วยปีทากอรัส

ในตย.การคำนวนค่าไฟ ได้ค่าความต้องการไฟฟ้าสูงสุด P=500kW ค่าความต้องการไฟฟ้ารีแอคทีฟ หรือกำลังไฟฟ้าเสมือน Q=410 kVAR และจากประโยคเรื่องค่าปรับพาวเวอร์แฟ็กเตอร์ กำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ (410 kVAR) เมื่อเทียบเป็นกิโลวัตต์แล้ว   ส่วนเกิน 61.97% ของ ความต้องการไฟฟ้า ในที่นี้คือ 500 kW  ส่วนเกินถึงคิด แสดงว่าได้ ค่าตั้งแค่ 61.97 % ลงมา เช่น 60 , 50 ,40 ..10 , 0% แสดงว่าไม่คิดเงินค่าพาวเวอร์แฟ็กเตอร์ เราลองหาค่า กำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ ที่การไฟฟ้าไม่คิดค่าปรับ คือ   0.6197*500 =309.85 kVAR หรือน้อยกว่า เช่น 300,200,..50, 0 kVAR เขาก็ไม่คิดค่าปรับ เราลองหา ค่า S คือ กำลังไฟฟ้าปรากฎ

สูตรหาด้านสามเหลี่ยนปีทากอรัส

S2apparent-power  =  Q2reactive-power +P2true-power

S*S = 309.85*309.85   +  500*500

S  = 588.22 kVA

แสดงว่า ถ้ากำลังไฟฟ้าปรากฎ ได้ค่า 588.22 หรือน้อยกว่า การไฟฟ้าไม่คิดค่าปรับ ฉะนั้นเข้าสูตรหาpower factor

PF. = cosθ = กำลังไฟฟ้าจริง/กำลังไฟฟ้าปรากฎ

     = P/S  = 500/588.22 =0.85

แสดงว่าถ้า PF. น้อยกว่า 0.85 การไฟฟ้าคิดเงินเราครับ

แต่ต้องเฉลี่ยต่ำกว่า 0.85 อย่างน้อย 15นาที  เดือนหนึ่งเฉลี่ยต่ำกว่าครั้งเดียวใน15นาทีก็เก็บเต็มราคาครับครั้งเดียว จ่ายเท่าไหร่ครับมันให้คำจำกัดความยากก็เลยใช้คำจำกัดความเป็น KVar ส่วนเกินดีกว่าคิดเงินง่ายกว่า

ตัวอย่างการคำนวนค่าไฟฟ้า จะเห็นว่าโดนจ่ายเงินค่า power factorที่น้อยกว่า 0.85 (ประโยคเรื่องพาวเวอร์แฟ็กเตอร์ข้างบนแปลเป็นใจความว่าPF <0.85)  เป็นเงิน 5,615.4 บาท ของท่านเจ้าของที่มีหม้อแปลงหน้าอาคาร ขนาด 24 kV หรือ 24,000 โวลท์ ประเภท 3.1.2 กิจการขนาดกลาง ไม่จำเป็นต้องเป็นโรงงานก็ได้นะครับ ห้างร้าน อาคารออฟฟิส หรือ ห้างสรรพสินค้าที่ไม่ใหญ่นัก  ในบิลหรือหน้าคำนวน รายการเพาเวอร์แฟคเตอร์ เป็นเงินที่ท่านเจ้าของต้องเสียครับ ถ้าจะไม่ให้เสียทำไงครับ ต้องลงทุนซื้อ แค๊ปคงที่ หรือ แค๊ปแบงค์ที่สามารถสับเพิ่มหรือลดแค๊ปได้ตามการใช้งานที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง

มีอยู่ช่วงหนึ่งที่การไฟฟ้าสนับสนุนให้กิจการขนาดกลางติดแค๊ป โดยทางเจ้าของออกตังค์ครึ่งนึงการไฟฟ้าออกให้อีกครึ่งนึงฟรี ดูจากการลงทุนซื้อแค๊ปมาติดจะคืนทุนใน1-2ปี ซะส่วนใหญ่ ที่การไฟฟ้าลงทุนออกเงินให้ครึ่งหนึ่งนี่ดูเหมือนการไฟฟ้าจะใจดีอยู่ๆมาช่วยเราลดเงินที่ต้องจ่ายให้การไฟฟ้า แต่ความเป็นจริงเป็นผลประโยชน์ต่างตอบแทนครับ เราได้ลดเงินที่เราไม่ต้องจ่ายค่าพาวเวอร์แฟ็คเตอร์ แต่การไฟฟ้าได้ลดเงินหรือลดการลงทุนที่ต้องเพิ่มหม้อขนาดแปลงและสายไฟลง เนื่องจากบริเวณที่เป็นโรงงานที่ใหญ่กว่าห้องแถว คือ 30kW ขึ้นไป หลายๆโรงที่รุมๆกันใช้หม้อแปลงและสายไฟชุดเดียวกันนั้น ถ้าพาวเวอร์แฟ็กเตอร์ไม่มีหรือมีน้อย การไฟฟ้าก็ไม่ต้องเสียตังค์ลงทุนหม้อแปลงตัวใหม่ที่ใหญ่ขึ้นๆราคาหลักล้าน และเพิ่มสายไฟอีกไม่รู้กี่บาท ก็เลยยอมลงทุนออกให้ค่าแค๊ปราคาหลักหมื่น ผมไม่แน่ใจเรื่องการเลือกกิจการที่ได้รับการอุดหนุนในตอนนั้นมีหลักเกณท์อะไรบ้างแต่คงเลือกผู้ประกอบการที่ไม่ได้ใช้ไฟมากนัก สัก 50-80 kWเป็นต้น

 

ที่มาภาพ ibiblio.org/kuphaldt/electricCircuits /AC/AC_11.html เรื่อง power factor

เอาล่ะครับ ถ้าใครเรียนผ่านม.ต้นมา รู้จักหลักปีทากอรัสแล้วใช่ไหมครับ ในรูป S*S=P*P+Q*Q ถ้ารู้ 2 ตัว หาด้านที่เหลือได้เนอะ ในรูป เราสนใจ 3เหลี่ยมส่วนบนก่อน สมมติว่าเป็นหม้อแปลงตัวหนึ่งกำลังจ่ายโหลดคงที่ P=1.5kW หาได้จากมิเตอร์การไฟฟ้าวัดเอา ส่วน S =2.308 kVA หาได้จากแคล้มแอมป์ และโวล์ทที่เราทราบอยู่แล้วเอามาคูณกัน เราก็จะรู้ ค่า reactive power Q จากสูตรปีทากอรัส ในที่นี้ได้ Q=1.754 kVAR (inductive หมายถึงโหลด L คือโหลดด้านหม้อแปลง) แล้วเราก็ต้องการปรับปรุงค่า PF ด้วยการหาแค๊ป มาใส่ สมมติว่าใส่แค๊ป 1.737 kVAR แต่ความจริงมันไม่มีเป๊ะๆหรอกครับ มีมากกว่าหรือน้อยกว่า เราก็เลือกอย่าให้มากกว่าแล้วกัน คำถามต่อไปทำไมรูปข้างล่างมันเป็นอย่างนั้น S apparent power ลดลง เนื่องมาจาก Q reactive power ลดลง และ P true power ก็ยังเท่าเดิม นั่นเพราะว่า คาปาซิเตอร์ มีหน้าที่เฉพาะที่จ่ายกระแสออกได้ ตามที่หม้อแปลงต้องการในเวลาเดียวกัน ซึ่งจะเห็นว่าแค๊ป 1.737 kVAR มีลูกศรชี้ลง เนื่องจากกระแสนำโวลท์มีมุมนำอยู่90 องศา แต่ หม้อแปลง มีค่าQ 1.754 kVAR จะมีทิศชี้ขึ้นในที่นี้ไม่มีลูกศร แต่หม้อแปลงมีลักษณะของกระแสตามหลังโวลท์ 90องศา จึงมีการหักล้างกันได้รูปข้างล่าง รูปเหล่านี้เป็นการคำนวนกันทางทฤษฎี แล้วจึงเลือกแค๊ป แล้วคิดค่าความสูญเสียของแค๊ปต่างๆ แล้วค่อยหาจุดคุ้มทุนในการลงทุน ตย.โรงงานเก่า ตย.โรงงานใหม่ ได้จากบริษัทขายและติดตั้งแค๊ป http://www.samwha.co.th/ ลองหาอ่านดูในแถวๆ ข้อมูลทางเทคนิค

ผมเคยคุยกับเพื่อนที่เป็นโรงงานไม้ เคยแนะนำไปว่าน่าจะลดค่าไฟด้วยการติด cap bank แต่คิดว่าเพื่อนผมคงไม่เข้าใจ มันเลยไม่สนใจ ก็กะว่าเขียนเรื่องนี้แล้วจะได้ส่งลิ้งค์ไปให้มันดู


มีค่าสตาร์ทเครื่องด้วยหรือ? (ในโรงงาน), =ค่าความต้องการพลังงานไฟฟ้า? ,peak demand? , ตั้งคำถามทดสอบ? 


สุดท้ายครับอันนี้เป็นเรื่องไฟฟ้าโรงงานที่มีมิเตอร์การไฟฟ้าแบบพิเศษที่เก็บค่ากำลังไฟฟ้ารีแอ๊คทีฟหรือค่าพาวเวอร์แฟ็กเตอร์และค่าความต้องการไฟฟ้าสูงสุด ไม่ใช่เรื่องมิเตอร์ไฟฟ้าตามบ้านนะครับ

เคยได้ยินคำว่าค่าสตาร์ทเครื่องหรือเปล่าครับ เคยมีคนบอกโดยเฉพาะพ่อแม่ผมตอนผมเด็กๆ หรือที่ไหนก็ตามว่า อย่าเปิดเครื่องไฟฟ้าเล่นๆ แล้วปิด เพราะมันมีค่า สตาร์ทเครื่องซึ่งมันแพงนะ  ซึ่งตอนเด็กๆผมคิดว่าเปิดแอร์แล้วปิดแอร์ เปิดๆปิดๆ จะกินไฟกว่า เปิดยาวๆ ตอนเด็กๆก็ไม่รู้เรื่องอะไร พอโตขึ้นมา คำๆนี้ก็ยังตามาเป่าหูเมื่อเข้าไปทำงานในโรงงาน

เมื่อสนใจบิลค่าไฟฟ้ากัน พออ่านเจอคำนี้บอกว่า ความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูงสุด(เฉลี่ย15นาที มีคำต่อท้าย) เมื่อไปค้นคร่าวๆ เขาก็บอกว่าเป็นการเฉลี่ย ใน15 นาที ทุก15นาที จะมีการเฉลี่ยและมีค่านี้ 1ค่า 15นาทีต่อไปก็มีอีก1ค่าแต่มิเตอร์มันจะเก็บแต่ค่าสูงสุด หรือสูงที่สุดใน1เดือน และช่วง15นาทีนั้น   และค่าความต้องการไฟฟ้าสูงสุด(peak demand)  ถ้าไม่มีหม้อแปลง และเป็นแบบประเภท3.1.3 อัตราปรกติ (หาดูได้ที่เวป กฟน หมวดค่าไฟ )หน่วยละ 221.5 บาท

เมื่อเทียบกับคำใช้จ่ายในการสตาร์ทเครื่องเล่นๆจะใกล้เคียงกับคำว่า peak demand หรือค่าความต้องการไฟฟ้าสูงสุด แต่มีข้อที่ใช่และไม่ใช่ และคำที่เข้าใจผิดและถกเถียงกันอีก เช่น ประโยคเหล่านี้เรามาลองคิดดูว่ามีค่าไฟเพิ่มขึ้นจากเดิมเท่าไหร่ในกรณีที่มีค่าใช้ไฟฐานตลอดเวลาอยู่แล้วหรือมีเครื่องเปิดและรันเครื่องตลอดเวลาอยู่แล้ว

คำถามที่น่าสนใจ

ก  บังเอิญเดือนทั้งเดือนเครื่องนั้นไม่มีงานเลย แต่ลองเปิด เครื่อง 75 kW 5นาที เนื่องจากมาซ่อมบำรุงเครื่องแล้วtest เสียตังค์เพิ่มเป็นเงินเท่าไหร่

ข   บังเอิญเดือนทั้งเดือนเครื่องนั้นไม่มีงานเลย แต่อยู่ๆบังเอิญรับงานลูกค้าทีมีเครื่อง 100 hp (75 kW) ที่เดือนทั้งเดือนไม่เคยเปิด รันงานไป 2 วัน (48 ชม)( ขายของที่รันงานได้ราว 7หมื่นบาท กำไรจากการขายราวๆ 30000 บาท โดยคิดค่าไฟแบบเปิดทั้งเดือนตลอดเวลา ถามว่า กำไรหรือขาดทุน เท่าไหร่ครับ

ค  อันนี้เป้นคำถามเกี่ยวกับช่องโหว่ของมิเตอร์ ผมคงไม่มีปัญญาตอบ แต่สงสัยเอาไว้ก่อน ว่ามิเตอร์ที่วัดค่า PF peak demand(ความต้องการไฟฟ้าสูงสุดเฉลี่ย15นาที  และ กำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟสูงสุดเฉลี่ย15 นาที คำว่าเฉลี่ยนี้ เฉลี่ยเป็นช่วงเวลาที่แน่นอน เช่น 0.00น.-0.15น. แล้วก็เป็นอย่างนี้ไปเรื่อย จน 23.45น.-24.00น.  หรือ สมมติว่าใน 24 ชั่วโมงดังกล่าวมีการเก็บค่าsample ทุก 1วินาที แล้วนำมาเฉลี่ยค่ากำลังไฟฟ้าใน 900 วินาทีที่ผ่านมา จากนั้นก็เก็บอีก 1วินาทีแล้วเฉลี่ย อย่างไหนคือที่ถูกต้องครับ เพราะค่าไฟจะต่างกันครับ

ขอเดาคำตอบข้อนี้นะครับ น่าจะเป็นอย่างหลังเพราะมันคิดได้ละเอียดกว่าเพื่อป้องกันการตกหล่นของช่วงเวลา คงแซมเปิ้ลทุก1วินาทีไปเรื่อยๆ และเก็บค่าในช่วง900วินาทีมาเฉลี่ย ถ้าเป็นการออกแบบงานอิเล็กทรอนิกก็ต้องเลือกอย่างหลังออกแบบง่ายได้ผลดีเที่ยงตรง จบ

ง  อันนี้ถามเชิงเปรียบเทียบแต่ไม่ได้ถามเรื่องเงิน ถ้ามีใครเก่งคณิตศาสตร์ ก็ช่วยกันตอบก็ได้ครับ มีเครื่องจักรเป็นมอเตอร์อยู่ 100 ตัว ตัวละ 4 kW เนื่องจากเพิ่งเริ่มเปิดงานหลังสงกรานต์ พนักงานก็เดินเข้าไปหน้าเครื่องเวลา 8โมงตรง พนักงาทุกคนพร้อมใจกันเปิด มอเตอร์ ทั้ง100 ตัวนั้น และทำงานทันที กับอีกโรงงานหนึ่ง เวลา8โมงตรง ให้เปิดเครื่อง 25 ตัว 8.15น. เปิดอีก 25 ตัว  รอเวลาจนถึง 8.30 ก็เปิดเครื่องอีก 25ตัว 8.45น.ก็เปิดเครื่องชุดสุดท้าย 25 เครื่อง ค่ากำลังไฟฟ้าที่ต้องการเฉลี่ยสูงสุด 15 นาที ของทั้งสองโรงงานเป็นอย่างไรและต่างกันอย่างไร ถ้าโรงงานเหล่านั้นมีการติดแค๊ป และระบบสามารถสับแค๊ปเพิ่มได้ทันโดยที่ไม่มีค่าปรับพาวเวอร์แฟ็กเตอร์

ก  บังเอิญเดือนทั้งเดือนเครื่องนั้นไม่มีงานเลย แต่ลองเปิด เครื่อง 75 kW 5นาที เนื่องจากมาซ่อมบำรุงเครื่องแล้วtest เสียตังค์เพิ่มเป็นเงินเท่าไหร่

ขอตอบ ข้อ ก. หลักการคือ5นาที(300วินาที) ที่ใช้งาน ให้แปลงเป็นหน่วยพลังงานแท้ๆที่ไม่ได้เทียบวัดกับเวลาคือ กิโลจูล แล้วค่อยเฉลี่ยกลับใน 15 นาที(900 วินาที) ให้เป็นกำลังวัตต์เฉลี่ยใน15 นาที มีการคำนวนดังนี้

พลังงานที่ใช้ไป 5 นาที  = 75kW*300 วินาที =22,500 kJ
peak demand ส่วนเกิน = 22,500 kJ/ 900 วินาที = 25 kW

คิดเป็นเงิน  =    peak demand*อัตราหน่วยต่อบาท = 25 kW *221.5 บาทต่อหน่วย  = 5537.5  บาท

 

ข   บังเอิญเดือนทั้งเดือนเครื่องนั้นไม่มีงานเลย แต่อยู่ๆบังเอิญรับงานลูกค้าทีมีเครื่อง 100 hp (75 kW) ที่เดือนทั้งเดือนไม่เคยเปิด รันงานไป 2 วัน (48 ชม)( ขายของที่รันงานได้ราว 7หมื่นบาท กำไรจากการขายราวๆ 30000 บาท โดยคิดค่าไฟแบบเปิดทั้งเดือนตลอดเวลา ถามว่า กำไรหรือขาดทุน เท่าไหร่ครับ

ขอตอบข้อ ข. หลักการคือ หาค่าใช้จ่ายพีคดีมานเฉลี่ยต่อวันถ้าทำงานปรกติ 30 วัน  และค่าใช้จ่ายพีคดีมานแบบเฉพาะ 2วัน และหักลบค่าไฟส่วนเกินที่เกิดขึ้น และเอาไปหักกำไรที่เกิดขึ้น ส่วนเกินจะได้กำไร ถ้าติดลบก็ขาดทุน มีการคำนวนดังนี้

ค่าใช้จ่าย peak demanก เฉลี่ยต่อวันทำงาน ปรกติ 30 วัน สำหรับเครื่องนี้

= 75 KW *221.5 บาทต่อหน่วย /30 วัน

= 553.75 บาท ต่อวัน

ถ้าใช้งานปรกติเราคิดค่าไฟจากความต้องการไฟฟ้าสูงสุด เปิดทุกวัน แต่คิด 2 วัน เป็นเงิน

=  553.75 บาท*2วัน

= 1107.5  บาท

ค่าใช้จ่ายงานผิดปรกติทำงานแค่ 2 วันใน 1 เดือน เงินค่า peak demand คิดเป็นเงิน

= 75 KW *221.5 บาทต่อหน่วย

= 16,612.5 บาท

เอาหักกับค่าใช้จ่ายปรกติ 2 วัน คือค่าต้นทุน peak demand ที่เพิ่มขึ้น = 16,612.5-1,107.5 =15,505 บาท

ขายของ 7หมื่นกำไร 3หมื่น ถ้ารันงานทุกวัน แต่ถ้ารัน 2วัน มีค่าใช้จ่ายเพิ่มอีก 15,505 บาท เท่ากับค้าขายครั้งนี้กำไรลดลงเหลือ =14,495 บาท  อ่ะ คุณเจ้าของครับ จริงๆคุณอาจจะขาดทุนก็ได้  ถ้าเครื่องจักรนั้น ยังต้องใช้ ฟาซิลิตี้ คือ ปั๊มลมรวมอีก 80 kW ในการเปิดใช้งานเพื่อผลิตสำหรับงานดังกล่าวครับ

 

คำถามเพิ่มเติมคือ เครื่องจักรแบบไหนหรือโหลดแบบไหนที่โรงงานควรมีการคุมการเปิดเครื่องให้เป็นเวลาเพื่อลดค่าใช้จ่ายเรื่อง peak demand

พอดีน้องเขามาเล่าให้ฟังว่าโรงงานเก่าที่เคยทำเขามีการเปิดเครื่องตามลำดับ ประมาณว่าอาทิตย์นึงมีหยุดเดินเครื่อง ตอนเช้าเปิดงานมา เขาก็เปิดเครื่องชุดนี้ รออีก 25 นาที ก็เปิดอีกชุดนึง กำลังไฟทั้งโรงงานประมาณ 250 kW ประหยัดตังค์ได้เดือนนึงประมาณ 2-3หมื่น  บาท ก็เลยถามว่า โหลดแบบไหนครับ? คิดยังไงครับ?

ถ้าเป็นโหลดประเภทเตาอบ ฮีทเตอร์จะมีผลมากครับ เพราะช่วงที่เริ่มเปิดเครื่องเครื่องเหล่านี้จะทำงานอยู่ที่100% คือจ่ายไฟเต็มตลอดเวลาเช่นฮีทเตอร์10kW ก็จะจ่ายไฟ10KW นานไม่ต่ำกว่า15นาทีขึ้นไป(แล้วแต่อุตสาหกรรม) ต่อเมื่ออุณหภูมิเริ่มคงที่ ฮีตเตอร์ก็ยังคงจ่ายไฟ10KW แต่จะค่อยเริ่มตัด อาจออนนาน10วินาที-4นาที แล้วตัด หยุดพักไป 10วินาที-4นาทีแล้วตัด คือค่า duty ของฮีตเตอร์ จาก 100% จะลดลงเหลือเพียง10-50%(ขึ้นกับอุตสามหกรรม)

แต่ถ้าเป็นโหลดประเภทมอเตอร์ และเป็นมอเตอร์ที่เข้าสู่สภาวแรงบิดปรกติได้เร็วไม่เกิน5-10วินาที เป็นโหลดที่คงทีด้วยยิ่งไม่มีผลเท่าไหร่ต่อ peak demand แต่ถ้าเป็นโหลดไม่คงที่ก็ต้องวิเคราะห์ดูว่ามีพฤติกรรมคล้ายตอนเปิดฮีตเตอร์ใหม่ๆหรือไม่

ซึ่งสิ่งเหล่านี้ต้องไปพิจารณากันดูว่าอันไหนเหมาะ วิธีไหนเหมาะกับการลดค่า peak demand กับอุตสาหกรรมประเภทใดบ้าง และมีแบบแผนที่เหมาะสมอย่างไรในช่วงเวลาเปิดเครื่องจัดเวลาเหลื่อมกันเท่าไหรอย่างไร

คุณคงพอเข้าใจค่าสตาร์ทเครื่องแล้วนะครับ ในโรงงานที่มีขนาดตั้งแต่ 30kWขึ้นไหการไฟฟ้าเก็บเงินคุณเสมอโดยเฉพาะค่าสตาร์ทเครื่อง เพราะการไฟฟ้ามีต้นทุน ฉะนั้นถ้าคุณจะลดค่าไฟ การลดพึคดีมานด์หรือค่าสตาร์ทเครื่องจักรเป็นสิ่งหนึ่งที่คุณควรสนใจครับ

 

เอาละครับเรียนจบแล้ว เราก็มาทดสอบกันครับ

จริงหรือถ้าเราขอไฟฟ้า 30(100)แอมป์ แล้วค่าไฟจะถูกกว่า 15(45)แอมป์? :pantip.com

ถามกันจริง อะไรกินไฟเท่าไหร่ วัดมาให้ดูซะเลย :pantip.com
การกินไฟของหลอดฟลูออเรสเซ็นต์ :9engineer.com
เครื่องประหยัดไฟฟ้า คีย์เวิร์ดใน :youtube.com

บรรณานุกรมแบบลิงค์ ที่ส่งออกไปเว็บอื่นๆ หรือลิงค์ที่น่าสนใจ
Electricity meter” (en)(tr , มิเตอร์วัดไฟฟ้า)  :WIKI
วิธีอ่านมิเตอร์ชนิดหน้าปัดเข็ม (en) :link
กิโลวัตต์ฮาว์มิเตอร์”  (th) (pdf) ,  “vd0 สื่อวิดิทัศน์เรื่อง กิโลวัตต์ อาวร์มิเตอร์ เพาเวอร์มิเตอร์”  , นายรุ่งโรจน์ หนูขลิบ  : โครงการ e-learning เพื่อพัฒนาอาชีพ ตามพระราชดำริ สมเด็จพระเทพฯ
Incandescent light bulb” (en)(tr ,หลอดไฟชนิดไส้) :WIKI
Power Factor” (en)(tr ,พาวเวอร์แฟคเตอร์) ,Tony R. Kuphaldt , openbookproject ,all mainbook  http://www.ibiblio.org/kuphaldt/electricCircuits/  : sub article  หม้อแปลง มอเตอร์ ไฟฟ้าทั้งหมด
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบไฟฟ้า มีคำจำกัดความของไฟฟ้า Power factor (th): link
ทดลองวงจร R L C  (media ,สื่อทดลองโต้ตอบ) , เว็บ: ฟิสิกส์ราชมงคล www.rmutphysics.com
เลือกขนาดมิเตอร์ไฟฟ้าให้เหมาะกับบ้าน” (th) (pdf) :  สมาคมส่งเสริมเทคโนโลยี (ไทย-ญี่ปุ่น)
“Watt hour meter” ยี่ห้อ mitsubishi (th) (pdf)(datasheet) : เว็บ terakit.co.th
Watt hour meter ,Mitsubishi :link ,datasheet , MITSUBISHI ELECTRIC AUTOMATION (THAILAND) CO., LTD.\r\nWatt hour meter ของ Holley  รุ่น  HLD 01 1Phase 2Wires  HLD 01 spec   manual HLD01    DT85 spec 3ph (th)(pdf)   ,HOLLEY GROUP  เว็บ:  www.holley.co.th
Nichrome” (en) (tr, นิโครม) :WIKI
L&G-2013-Catalogue-update (th)(pdf) , แค๊ตตาล็อกฟิลิปส์ ,เว็บ: www.lighting.philips.co.th
การเลือกขนาดสายไฟ ตามมิเตอร์ไฟบ้านสำหรับผู้สร้างบ้านใหม่ และบุคคลทั่วไป :link

Watt-Hour Meter Maintenance and Testing” (en)(pdf),  FACILITIES INSTRUCTIONS, STANDARDS, AND TECHNIQUES
อัตราค่าไฟฟ้าปัจจุบัน  ค่าFT ปัจจุบัน  หาได้ที่ กฟน  ในหัวข้อเกี่ยวกับค่าไฟฟ้า www.mea.or.th
อัตราค่าไฟฟ้าปี2555 (th)(pdf), การไฟฟ้าฝ่ายผลิต ,เว็บ: www.pea.co.th
อัตราค่าไฟฟ้าปี2543 , สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน
ค่า Float time หรือ ค่าFT (th)(pdf) , ความหมายและสถิติ,กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน
อุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้า ,Voltage regulator ช่วยประหยัดไฟได้ ,กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน
Welding power supply    Arc welding  (en) :WIKI
วิธีคิดค่าไฟฟ้า (ppt pressentation file),กองอาคารสถานที่วิทยาเขตปัตตานี  มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตปัตตานี
การคำนวนความคุ้มทุนในการติดตั้ง cap bank ตย.โรงงานเก่า ตย.โรงงานใหม่ , บริษัทขายและติดตั้งแค๊ป, www.samwha.co.th

ลิงค์เพิ่มเติมที่น่าสนใจ
“การส่งและการจ่ายไฟ” (th)(pdf) ,link: สารบัญ ,บทที่1 ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับระบบไฟฟ้ากําลัง , บทที่2 ระบบการผลิตพลังงานไฟฟ้า, บทที่3 ระบบส่งและจ่ายกําลังไฟฟ้า , บทที่4 โหลดและลกษณะการใช้ไฟฟ้า , เอกสารการเรียน ปวส ,วิทยาลัยเทคนิคราชบุรี
Power factor” “AC power“(en) :WIKI
หากเรารู้ ค่าkvar แล้วเราจะทำให้เป็น ค่าไมโครฟารัต ได้อย่างไง : guru.google.co.th

———————————————–

74,625 total views, 13 views today

Comments

comments