ในบทความนี้ เราเรียนรู้วิธีสร้างวงจรแอมมิเตอร์แบบง่ายซึ่งสามารถใช้สำหรับตรวจสอบปริมาณการใช้กระแสไฟของเครื่องใช้ไฟฟ้า 220 V หรือ 120 V ในครัวเรือน
สาเหตุหลักที่ทำให้ค่าสาธารณูปโภครายเดือนสูงคือการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ เช่น ตู้เย็น เครื่องซักผ้าและเครื่องอบผ้า เครื่องล้างจาน เป็นต้น อุปกรณ์เหล่านี้ซึ่งก่อนหน้านี้มีความล้ำสมัยและประหยัดพลังงานเริ่มใช้พลังงานมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อมีอายุมากขึ้น
วิธีหนึ่งในการประหยัดค่าไฟฟ้าคือการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ให้น้อยลง อย่างไรก็ตาม การใช้เครื่องใช้ต่างๆ เช่น ตู้เย็นและตู้แช่แข็งเป็นระยะๆ อาจไม่เป็นที่ยอมรับ
ในการค้นหาว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าใดที่รับผิดชอบต่อค่าไฟฟ้าที่สูงของคุณ คุณควรใช้มัลติมิเตอร์ที่เชื่อถือได้ แต่คุณตระหนักดีว่าช่วงกระแสไฟ AC ของมิเตอร์ถูกจำกัดไว้เพียงไม่กี่มิลลิแอมป์
เนื่องจากจำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานกำลังวัตต์สูงในการวัดค่าแอมป์กระแสสลับ มัลติมิเตอร์ขนาดเล็กจึงไม่ได้ออกแบบมาเพื่อตรวจจับกระแสไฟฟ้าปริมาณมาก
คำเตือน: วงจรที่อธิบายด้านล่างไม่ได้แยกออกจากแหล่งจ่ายไฟหลัก ดังนั้นจึงเป็นอันตรายอย่างยิ่งที่จะสัมผัสในสภาพที่ไม่ได้ปิดและเปิดสวิตช์ แนะนำให้ใช้ความระมัดระวังอย่างเหมาะสมในขณะที่ใช้หรือทดสอบอุปกรณ์นี้
คำอธิบายวงจร
รูปด้านบนแสดงวงจรแอมป์มิเตอร์พื้นฐาน ตัวต้านทาน (R) เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลดภายในวงจรนี้ ตัวต้านทานแบบอนุกรมจะต้องเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลดเสมอ และยอมรับกระแสทั้งหมดที่ส่งถึงตัวต้านทานนั้น
ตามกฎของโอห์ม แรงดันตกคร่อมจะเกิดขึ้นเมื่อกระแสไหลผ่านแนวต้าน แรงดันตกคร่อมที่พัฒนาข้ามความต้านทานนี้เป็นสัดส่วนที่แม่นยำกับกระแสที่ไหลผ่าน ตอนนี้ จำไว้ว่าโวลต์มิเตอร์ทั้งหมด รวมถึงตัว AC จะแสดงค่าที่อ่านได้เฉพาะใน DC เท่านั้น
ซึ่งหมายความว่าก่อนที่สัญญาณ AC อินพุตจะถูกป้อนไปยังมิเตอร์ DC จะต้องแก้ไขให้เป็น DC เพื่อให้แอมมิเตอร์สามารถอ่านได้ เพื่อสร้างการแสดงกระแสที่ไหลผ่านอย่างยุติธรรม ตัวต้านทานแบบอนุกรมจำเป็นต้องลดแรงดันไฟฟ้าให้เพียงพอ
นอกจากนี้ อัตรากำลังของตัวต้านทานแบบอนุกรมควรมีขนาดเล็กที่สุด นอกจากนี้ ค่าความต้านทานควรน้อยพอที่แรงดันไฟฟ้าส่วนใหญ่จะถูกทิ้งข้ามโหลดจริง
การคำนวณค่าตัวต้านทาน
จากภาพประกอบ สมมติว่าวงจรของเรามีความต้านทานอนุกรม 'R' 1 โอห์มและกระแส 'I' 1 แอมป์ไหลผ่านโหลด แรงดันตกคร่อม (E) ข้ามตัวต้านทานจะเป็นดังนี้ตามกฎของโอห์ม:
- E = I x R = 1 (แอมป์) x 1 (โอห์ม) = 1 (โวลต์)
- โดยใช้กฎกำลังของโอห์ม (P = I x E) เราได้รับ:
- P=1 x 1=1 วัตต์
- จากการคำนวณข้างต้น เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าหากใช้โหลด 220 V , 1 แอมป์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ ตัวต้านทานซีรีย์ 1 โอห์มจะลดลงประมาณ 1 โวลต์
ตอนนี้สมมติว่าโหลดเป็นตู้เย็น 500 วัตต์ที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์
ในสถานการณ์นี้ กระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานจะเป็น 500 / 200 = 2.27 แอมป์
อีกครั้ง ในการแก้กฎของโอห์ม เราสามารถคำนวณค่าตัวต้านทานเพื่อให้ได้ค่า 1 V ที่เหมาะสมที่สุด
- E = ฉัน x R
- 1 = 2.27 x R
- R = 1/2.27 = 0.44 โอห์ม
- กำลังวัตต์หรือกำลังของตัวต้านทานจะเป็น P = 1 x 2.27 = 2.27 วัตต์หรือเพียง 3 วัตต์
อย่างไรก็ตาม มีปัญหาหนึ่ง เนื่องจากวงจรของเราใช้วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์เพื่อแปลงแรงดันไฟ AC ข้ามตัวต้านทานให้เป็นศักย์ไฟฟ้ากระแสตรง เราจึงมีไดโอดสองตัวในอนุกรมสำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับแต่ละรอบ ตอนนี้ เนื่องจากไดโอดแต่ละตัวจะลดลง 0.6 V ทั้งหมด 0.6 + 0.6 = 1.2 V จะลดลงในไดโอดเหล่านี้
ดังนั้นเพื่อให้ได้ 1 V ที่มีประสิทธิภาพทั่วทั้งมิเตอร์ ตัวต้านทานจะต้องสามารถพัฒนาศักยภาพการดรอปของ 1 + 1.2 = 2.2 V
ย้อนกลับไปที่การคำนวณก่อนหน้านี้ ค่าตัวต้านทานแบบอนุกรมสำหรับอุปกรณ์ 500 วัตต์ในตอนนี้จะเป็น:
- R = 2.2 / 2.27 = 0.96 โอห์ม
- กำลังไฟฟ้า = 2.2 x 2.27 = 4.99 วัตต์ หรือเพียง 5 วัตต์
นี่หมายความว่า ในการวัดกระแสที่ไหลผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้า 500 วัตต์ ตัวต้านทานแบบอนุกรมในวงจรแอมมิเตอร์ AC ของเราต้องได้รับการจัดอันดับที่ 0.96 โอห์มและ 5 วัตต์
ส่วนรายการ
ชิ้นส่วนที่จำเป็นสำหรับการสร้างวงจร AC Ammeter อย่างง่ายมีดังต่อไปนี้:
- ตัวต้านทาน 1 โอห์ม 5 วัตต์ = 1 no
- 1N5408 ไดโอด = 4 nos
- ปลั๊กสองอิน = 1 no
- 1 V FSD เคลื่อนที่คอยล์มิเตอร์ = 1 no
- ซ็อกเก็ต 3 พินสำหรับโหลด = R (โหลด) ในไดอะแกรมสามารถแทนที่ด้วยซ็อกเก็ต 3 พินสำหรับปลั๊กอินในการโหลดที่ต้องการ
