เรื่องของพลังงาน

ความรู้เกี่ยวกับกระแสไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

  • ไฟฟ้ากระแสตรง (DC)
  • ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)

แหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้ากระแสตรง

คือ แหล่งพลังงานไฟฟ้าที่ไม่มีการเปลี่ยนทิศทางการไหลของกระแสในช่วงการจ่าย

ตัวอย่าง เช่น แบตเตอรี่และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ฯลฯ

แหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ

คือ แหล่งพลังงานไฟฟ้าที่มีการเปลี่ยนทิศทางการไหลของกระแสในช่วงการจ่ายเป็นระยะๆ กระแสสลับที่แท้จริงมีลักษณะเป็นรูปคลื่นที่ความถี่ 50 Hz หรือ 60 Hz

ตัวอย่าง เช่น ไฟฟ้าจากระบบสายส่งการไฟฟ้า

กำลังไฟฟ้าที่อุปกรณ์ไฟฟ้าต้องการใช้
กำลังไฟฟ้าที่อุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรงใช้ คำนวณได้จาก ความต่างศักย์ไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ใช้ไป

กำลังไฟฟ้าที่อุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับจะมีความซับซ้อนมากกว่าอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรง เพราะทิศทางการไหลของกระแสจะเปลี่ยนไปเมื่อเวลาเปลี่ยนแปลงไป ด้งนั้น การหาค่าความต่างศักย์หรือแรงดันไฟฟ้าและค่ากระแส จึงต้องคิดในรูปของรากของกำลังสองเฉลี่ย (RMS) เพื่อกำจัดการเปลี่ยนทิศทางการไหลของกระแส

อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้กำลังไฟฟ้ากระแสสลับแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
Linear load ตัวอย่างเช่น หลอดไส้ (Incandescent lamp)
Non-linear load ตัวอย่างเช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์, อิเล็กทรอนิกส์บัลลาสต์, คอมพิวเตอร์, จอคอมพิวเตอร์ และโทรทัศน์ เป็นต้น
อุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละประเภทจะมีลักษณะของการใช้กระแสไฟฟ้าที่แตกต่างกัน
ภาพต่อไปนี้แสดงคุณสมบัติของการใช้กระแสไฟฟ้าของ Linear load และ Non-linear load

วัตต์ และวีเอ คืออะไร

วัตต์ (Watt)  คือ หน่วยของกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ
วีเอ (VA) คือ หน่วยของกำลังไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับ Non-linear load

ตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์ เป็น Non-linear load หน่วยในการวัดค่ากำลังไฟฟ้าจึงเป็น วีเอ (VA)
UPS เป็นอุปกรณ์ที่จ่ายไฟฟ้าให้กับคอมพิวเตอร์ในขณะที่ไฟฟ้ามีปัญหา ดังนั้น จึงควรใช้หน่วยในการวัดค่ากำลังไฟฟ้าจึงควรใช้หน่วยเดียวกัน คือ วีเอ (VA)

  • การวัดค่ากำลังไฟฟ้ากระแสสลับหน่วยเป็นวัตต์
    ในการวัดค่ากำลังไฟฟ้ากระแสสลับของอุปกรณ์ไฟฟ้า จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า Power meter ซึ่งจะวัดแรงดันและกระแสในเวลาเดียวกัน และคำนวณกำลังไฟฟ้าเป็นหน่วยวัตต์
    ภาพต่อไปนี้แสดงการวัดค่ากำลังไฟฟ้าของคอมพิวเตอร์ จอ 17" โดยใช้ Power meter

  • การวัดค่ากำลังไฟฟ้ากระแสสลับหน่วยเป็นวีเอ
    สามารถวัดค่ากำลังไฟฟ้ากระแสสลับของคอมพิวเตอร์ จอ 17" ได้โดยวัดค่าแรงดัน (RMS) และค่ากระแส (RMS) แล้วนำมาคูณกัน และคำนวณกำลังไฟฟ้าเป็นหน่วยวีเอ

ความสัมพันธ์ระหว่างค่ากำลังไฟฟ้ากระแสสลับหน่วยเป็นวัตต์และวีเอ

Power factor คือ ตัวเลขที่บ่งบอกถึงความเบี่ยงเบนระหว่างกระแสไฟฟ้าและแรงดันของอุปกรณ์ไฟฟ้า มีค่าระหว่าง 0 ถึง 1
Power factor ของ Linear load           = 1
Power factor ของ Non-linear load     < 1

ตัวอย่างการคำนวณค่า Power factor ของคอมพิวเตอร์จอ 17" เป็นดังนี้

วัตต์ = วีเอ X Power factor
132 = 252.23 X Power factor
Power factor   = 132 / 252.23
Power factor = 0.523