นางสาวธารวิมล วงศ์โอษฐ์_วิชางานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น

193

ความร้อนที่ผลิตมาใช้งานมีหลายแบบหลายชนิด มีโครงสร้างแตกต่างกันไป เพื่อให้เหมาะสมต่อการใช้งาน
ฟิวส์ความรอ้ น แสดงดังรูปที่ 7.5 (ก)

(ก) ฟิวส์ความร้อน (ข) ฟิวส์แปะตดิ SMD

รปู ท่ี 7.5 ฟิวส์ชนิดพิเศษ

2. ฟิวส์แปะติด SMD (Surface Mounted Devices Fuse) เป็นฟิวส์ที่พัฒนาขึ้นมาให้
เหมาะสมกับเทคโนโลยสี มัยใหม่ ที่อุปกรณ์ไฟฟ้าและเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ามีขนาดเล็กลง ทำใหฟ้ ิวส์ที่นำมาใช้งาน
จำเป็นต้องมีขนาดเล็กลงตามไปด้วย ฟิวส์แปะติด SMD จึงถูกพัฒนาขึ้นมาใช้งานอย่างแพร่หลาย โดยทำ
หน้าท่ีเปน็ ฟวิ สเ์ ชน่ เดียวกบั ฟวิ สท์ ัว่ ไป เพยี งแต่มขี นาดของฟวิ สท์ เ่ี ล็กกะทดั รัดลง ฟวิ สแ์ ปะตดิ SMD แสดงดัง
รูปท่ี 7.5 (ข)

7.3 สวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติ

สวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติ หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker) เป็นสวิตช์ที่สามารถตัดวงจร
(Trip) ได้โดยอตั โนมัติ เมื่อมกี ระแสไหลในวงจรมากเกินพิกัดท่กี ำหนดไวเ้ ชน่ เดยี วกับฟวิ ส์ โดยทำหน้าที่ตัด
วงจรจากการเกิดไฟฟ้าลัดวงจร หรือเกดิ จากการทำงานท่ีกระแสไหลมากผิดปกติ แตม่ สี ว่ นแตกต่างไปจาก
ฟิวส์ ตรงที่เมื่อตัดวงจรแล้วจะไม่มีส่วนประกอบใดๆ ภายในสวิตช์ตัดวงจรอตั โนมัติเสียหาย เพียงแต่วงจร
หนา้ สัมผสั ภายในสวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิถกู ตัดแยกออกจากกนั สามารถทำให้กลับมาทำงานได้ใหม่ โดยการ
โยกสวิตช์ที่ตัวสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติให้ต่อวงจรใหม่อีกครั้ง ระบบควบคุมการทำงานของสวิตช์ตัดวงจร
อตั โนมตั ิแบง่ ออกได้ 3 แบบ คอื แบบใช้ความร้อนตัดวงจร แบบใช้สนามแม่เหลก็ ตัดวงจร และแบบใช้ความ
รอ้ นร่วมกบั สนาม แม่เหล็กชว่ ยกันตดั วงจร

7.3.1 สวติ ช์ตัดวงจรอตั โนมัติแบบใช้ความรอ้ น

194

สวติ ช์ตดั วงจรอตั โนมัตแิ บบใช้ความร้อน (Thermal Circuit Breaker) ใช้หลกั การทำงานจาก
คุณสมบัติการขยายตัวของแผ่นโลหะคู่ (Bimetal) โดยใช้โลหะต่างชนิดกัน เมื่อได้รับความร้อนจะเกิดการ
ขยายตัวไม่เท่ากนั ทำใหเ้ กิดการโค้งงอของแผ่นโลหะคู่ ไปควบคุมให้สวติ ช์หนา้ สัมผัส (Contact Switch) ท่ี
ทำหน้าท่เี ชือ่ มตอ่ วงจรไฟฟ้าเกิดการแยกวงจรออกจากกนั ตัดวงจรไฟฟ้าออกจากระบบทนั ที โครงสร้างและ
การทำงานสวิตชต์ ัดวงจรอตั โนมัติแบบใชค้ วามร้อนแบบเบ้อื งต้น แสดงดงั รูปท่ี 7.6

(ก) สภาวะทำงานปกติ (ข) สภาวะไฟฟา้ ลัดวงจร

รูปท่ี 7.6 โครงสรา้ งและการทำงานสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิแบบใช้ความรอ้ นแบบเบ้ืองตน้
จากรูปท่ี 7.6 แสดงโครงสร้างและการทำงานสวติ ช์ตดั วงจรอัตโนมัตแิ บบใชค้ วามร้อนแบบเบ้ืองต้น
รูปที่ 7.6 (ก) เปน็ สภาวะทำงานปกติ เมื่อโยกต่อสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติ ทำใหแ้ กนสวิตช์ถูกสลักของแกนตัด
วงจรเกี่ยว ทำให้สวิตช์หน้าสัมผัสต่อวงจร มีแรงดันจ่ายผ่านสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติไปให้ภาระทำงาน มี
กระแสไหลในวงจรสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติ และเกิดกระแสไหลผ่านแผ่นโลหะคู่ กรณีที่กระแสไหลผ่านแผ่น
โลหะคู่ไม่เกินพิกัดที่กำหนด ความร้อนที่เกิดกับแผ่นโลหะคู่ยังไม่สูงมาก แผ่นโลหะคู่งอโค้งไม่มาก ยังคงมี
แรงดันจ่ายให้วงจรปกติ ภาระทำงานเป็นปกติ
ส่วนรูปท่ี 7.6 (ข) เป็นสภาวะไฟฟา้ ลดั วงจร เมื่อเกดิ การลัดวงจรขึ้น สง่ ผลให้เกิดกระแสไหลผ่านเข้า
วงจรสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติผ่านแผ่นโลหะคู่มากเกินพกิ ัดท่ีกำหนด เกดิ ความรอ้ นที่แผน่ โลหะคู่สูงมาก แผ่น
โลหะคู่เกิดการงอโคง้ มากขนึ้ ปลายแผ่นโลหะคู่เคล่ือนตัวไปดันแกนตัดวงจรให้เคล่ือนที่ ส่งผลทำให้สลักท่ี
เกี่ยวเข้ากับแกนสวิตช์เกิดการคลายตัว สปริงดึงแกนสวิตช์เคลื่อนที่ไป ทำให้สวิตช์หน้าสัมผัสตัดวงจร
แรงดนั ถูกตดั ออกจากวงจรสวติ ช์ตัดวงจรอัตโนมตั ิทันที ภาระหยดุ ทำงาน
7.3.2 สวิตช์ตดั วงจรอัตโนมัติแบบใชส้ นามแมเ่ หล็ก

สวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติแบบใช้สนามแม่เหล็ก (Magnetic Circuit Breaker) ใช้หลักการ
ทำงานจากคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากกระแสไหลผ่านขดลวดแม่เหล็ก ไปดึงดูดชุดกลไก

195

ควบคมุ การตดั ต่อวงจร ส่งผลให้สวติ ช์หน้าสัมผสั ที่ทำหน้าท่ีตดั ตอ่ วงจรไฟฟ้าตัดวงจรออกจากกนั โครงสร้าง
และการทำงานสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัตแิ บบใช้สนามแม่เหลก็ แบบเบื้องต้น แสดงดังรูปท่ี 7.7

(ก) สภาวะทำงานปกติ (ข) สภาวะไฟฟ้าลัดวงจร

รปู ท่ี 7.7 โครงสรา้ งและการทำงานสวิตช์ตัดวงจรอตั โนมตั แิ บบใช้สนามแม่เหลก็ แบบเบ้ืองต้น

จากรูปที่ 7.7 แสดงโครงสร้างและการทำงานสวติ ชต์ ัดวงจรอัตโนมัติแบบใช้สนามแม่เหล็ก รูปที่ 7.7
(ก) เป็นสภาวะทำงานปกติ เมือ่ โยกตอ่ สวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติ ทำใหแ้ กนสวิตช์ถกู สลักของแกนตดั วงจรเกี่ยว
ไปทำให้สวติ ช์หน้าสมั ผัสตอ่ วงจร มีแรงดันจา่ ยผา่ นสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมัติไปให้ภาระทำงาน มีกระแสไหลใน
วงจรสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมตั ิ และเกิดกระแสไหลผ่านขดลวดแมเ่ หล็กไฟฟ้า ทำให้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าเกิด
สนามแม่เหล็กขึ้นมา กรณีที่กระแสไหลผ่านขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าค่าปกตไิ ม่เกินพิกัด สนามแม่เหล็กไฟฟา้
เกดิ อำนาจแมเ่ หล็กนอ้ ยไม่เพียงพอกบั การดึงดูดแกนตัดวงจรให้เคลือ่ นทีเ่ ขา้ มาหาได้ สวติ ชห์ น้าสัมผัสยังคง
ตอ่ วงจรปกติ มีแรงดนั จา่ ยใหว้ งจรปกติ ภาระทำงานเปน็ ปกติ

สว่ นรูปที่ 7.7 (ข) เป็นสภาวะไฟฟ้าลัดวงจร เมื่อเกิดการลัดวงจรขึ้น ส่งผลให้เกิดกระแสไหลผ่านเข้า
วงจรสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติ ผ่านขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้ามากเกินพิกัดที่กำหนด ทำให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเกดิ
อำนาจแมเ่ หลก็ มากเพียงพอ สามารถดงึ ดดู แกนตัดวงจรให้เคล่ือนที่เข้ามาหา สง่ ผลทำให้สลักที่เกี่ยวเข้ากับ
แกนสวติ ชเ์ กดิ การคลายตวั สปริงดึงแกนสวิตช์เคล่ือนท่ีไป ทำให้สวติ ช์หนา้ สมั ผัสตัดวงจร แรงดันถูกตัดออก
จากวงจรสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติทนั ที ภาระหยดุ ทำงาน

7.3.3 สวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติแบบใชค้ วามร้อนร่วมกบั สนามแมเ่ หลก็
สวิตชต์ ัดวงจรอัตโนมัติแบบใช้ความร้อน ร่วมกบั สนามแมเ่ หล็ก (Thermal – Magnetic

Circuit Breaker) ใชค้ ณุ สมบตั กิ ารขยายตวั ของแผน่ โลหะคู่เม่ือไดร้ ับความรอ้ น และใชส้ นามแม่เหล็กไฟฟ้า
ทเ่ี กดิ จากกระแสไหลผ่านขดลวดแม่เหล็ก ไปดงึ ดูดแกนตัดวงจรใหเ้ คล่อื นท่ีเข้ามาหา ส่งผลให้สวิตช์หนา้ สัมผัส
ที่ทำหน้าที่ตัดต่อวงจรไฟฟ้าตัดวงจรออกจากกัน โครงสร้างและการทำงานสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติแบบใช้
ความรอ้ นร่วมกับสนามแม่เหลก็ แบบเบ้อื งตน้ แสดงดงั รปู ที่ 7.8

196

(ก) สภาวะทำงานปกติ (ข) สภาวะไฟฟา้ ลัดวงจร

รูปที่ 7.8 โครงสร้างและการทำงานสวติ ช์ตัดวงจรอัตโนมัติแบบใชค้ วามรอ้ นรว่ มกับสนามแมเ่ หลก็ แบบเบื้องตน้
จากรูปที่ 7.8 แสดงโครงสร้างและการทำงานสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติแบบใช้ความร้อนร่วม กับ

สนามแมเ่ หล็ก รปู ที่ 7.8 (ก) เป็นสภาวะทำงานปกติ เมื่อโยกต่อสวิตช์ตดั วงจรอตั โนมตั ิ จา่ ยแรงดันให้ภาระ
ทำงาน กรณีทก่ี ระแสไหลผ่านแผน่ โลหะคู่และขดลวดแมเ่ หล็กมีคา่ ปกติไม่เกนิ พิกัด ยังไม่เกดิ การเปลี่ยนแปลง
การทำงาน แรงดันยงั คงจ่ายให้วงจรปกติ ภาระทำงานเปน็ ปกติ

ส่วนรปู ที่ 7.8 (ข) เป็นสภาวะไฟฟา้ ลดั วงจร เม่อื เกดิ การลัดวงจรขึ้น ส่งผลใหเ้ กิดกระแสไหลผ่านเข้า
วงจรผา่ นแผ่นโลหะคู่ และขดลวดแมเ่ หลก็ มากเกินพิกัดทก่ี ำหนด เกิดความรอ้ นท่ีแผน่ โลหะค่สู ูงมาก และ
ขดลวดแม่เหล็กเกิดอำนาจแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ มากเพยี งพอ ส่งผลทำให้แผ่นโลหะคเู่ กิดการงอโคง้ มากข้ึน ปลาย
แผ่นโลหะคู่เคลื่อนตัวไปดันแกนตัดวงจรให้เคลื่อนที่ และในเวลาเดียวกันสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดอำนาจ
แม่เหล็กมากเพียงพอ สามารถดึงดูดแกนตัดวงจรให้เคลื่อนที่เข้ามาหา ส่งผลทำให้สลักที่เกี่ยวเข้ากับแกน
สวติ ชเ์ กิดการคลายตัว สปริงดึงแกนสวติ ช์เคล่ือนทไี่ ป ทำให้สวิตช์หนา้ สัมผัสตดั วงจร แรงดันถกู ตัดออกจาก
วงจรสวติ ชต์ ัดวงจรอตั โนมัตทิ ันที ภาระหยุดทำงาน

7.3.4 การเลือกสวติ ชต์ ัดวงจรอัตโนมัติมาใชง้ าน

สวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติที่ผลิตมาใช้งานมีมากมายหลายชนิด หลายแบบ หลายขนาดการทำงานต่อ
พิกดั ทนกระแส รวมถงึ มีหลายบริษัทผลิตออกมาจำหน่าย ทำให้กลไกและสว่ นประกอบของโครงสร้างภายใน
มีความแตกต่างกันไปบ้าง แต่มีหลักการทำงานที่เหมือนกัน ดังนั้นการเลือก ใช้งานควรคำนึงถึงมาตรฐาน
ความปลอดภัย และเลือกใช้ให้ถูกต้องเหมาะสมกับภาระงาน รวมถึงการติดตั้งใช้งานจะต้องถูกต้องและ
ปลอดภัย สวติ ชต์ ดั วงจรอัตโนมัติแบบตา่ งๆ แสดงดงั รปู ท่ี 7.9

197

(ก) แบบใชค้ วามรอ้ น (ข) แบบใช้สนามแม่เหลก็ (ค) แบบใชค้ วามรอ้ นรว่ มกับ
สนามแมเ่ หล็ก

รปู ท่ี 7.9 รูปรา่ งลักษณะสวติ ช์ตัดวงจรอัตโนมัติแบบตา่ งๆ

ในการเลือกสวิตช์ตัดวงจรอตั โนมัตมิ าใช้งาน ผู้ออกแบบจะต้องพิจารณาถึงคุณสมบัติการทำงาน
ของวงจร เพ่อื ชว่ ยปอ้ งกันอันตรายทจี่ ะเกดิ ขน้ึ และสามารถตัดการทำงานของวงจรได้ทันตามความต้องการ
โดยพิจารณาดงั นี้

1. ระดับแรงดันทใ่ี ช้งาน และชนดิ ของแรงดัน เปน็ ไฟสลบั (AC) หรอื ไฟตรง (DC)
2. จำนวนเฟสแรงดันทใ่ี ช้งาน เป็นชนดิ เฟสเดยี ว หลายเฟส และจำนวนของข้วั แรงดัน
3. ระบบมาตรฐานไฟฟ้าที่ใชง้ าน ให้เปน็ ไปตามมาตรฐานและกฎระเบียบความปลอดภัยขององค์การ
หรือหน่วยงานทเี่ กยี่ วขอ้ ง
4. ความสามารถในการทำใหห้ ยดุ ทำงานในขณะเกิดการลัดวงจร
5. ขอ้ กำหนดสงู สุด ขนาดขอ้ บังคับท่เี หมาะสม และการป้องกันอันตราย

7.4 สวิตชต์ ดั ไฟฟ้ารั่วอตั โนมตั ิ

สวิตช์ตัดไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติ หรือเครื่องตัดไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติ เป็นสวิตช์ที่สามารถตัดวงจรได้โดย
อัตโนมัติอย่างรวดเร็ว เมื่อมกี ระแสรั่วไหลในวงจรผ่านลงดิน มีกระแสรั่วไหลในเครือ่ งใช้ ไฟฟ้าผ่านลงดนิ
หรอื มีกระแสไหลผา่ นรา่ งกายมนษุ ยผ์ า่ นลงดิน ในปรมิ าณที่มากกวา่ คา่ พิกดั ท่ีกำหนดไว้ของเคร่ือง สวติ ชต์ ัด
ไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติทำงานคล้ายกับสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติ แต่มีความแตกต่างในคุณสมบัติของการทำงาน
และจุดประสงค์ของการนำไปใช้งาน โดยผลิตขึ้นมาเพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ป้องกันอันตรายเสรมิ รว่ มกับระบบ
การตอ่ สายดิน ชว่ ยปอ้ งกันอนั ตรายจากการถูกไฟฟา้ ดูด จากไฟฟ้ารัว่ ไหลในเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้าผ่านลงดนิ สวิตช์

198

ตดั ไฟฟา้ รั่วอัตโนมตั ทิ ี่ผลิตมาใชง้ านมดี ้วยกันหลายชนิด แบง่ ออกตามลกั ษณะของกระแสร่วั ไหล แบง่ ออกได้
2 ชนดิ ดังน้ี

1. สวิตชต์ ดั กระแสร่ัวลงดนิ เป็นสวติ ชต์ ัดไฟฟา้ รวั่ อัตโนมัติ เมือ่ เกิดกระแสรั่วไหลจากเครอื่ งใช้ไฟฟ้า
ผา่ นลงดนิ ช่วยป้องกนั อนั ตรายจากไฟฟา้ ดูดได้ มีความไวในการตรวจวัดกระแสร่วั ลงดินต้งั แต่ 10 – 30 mA
และมคี วามไวในการตดั วงจร ประมาณ 0.01 – 0.04 วนิ าที มีหลายชนิด เชน่ เครื่อง ELCB (Earth Leakage
Circuit Breaker) และเครื่อง GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) เป็นต้น สวิตช์ตัดกระแสรั่วลง
ดิน แสดงดังรปู ที่ 7.10

(ก) เครือ่ ง ELCB (ข) เครือ่ ง GFCI

รปู ท่ี 7.10 สวิตช์ตดั กระแสรว่ั ลงดนิ
2. สวิตช์ตัดกระแสเหลือ เป็นสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัตอิ ีกแบบหนึ่ง มีสภาวะการทำงานทั้งในสภาวะ
ปกติ และในสภาวะตัดวงจรเมื่อกระแสเหลือในวงจรถึงค่าที่กำหนด มีความไวในการทำงานตรวจวัดกระแส
เหลือในวงจรที่ 30 mA, 100 mA, 300 mA และ 500 mA และมีความไวในการตัดวงจรประมาณ 0.1 -
0.3 วินาที แล้วแต่รุ่น แล้วแต่ชนิด เช่น เครื่อง RCCB (Residual Current Circuit Breaker Without
Overload Protection) ตัดได้เฉพาะกระแสเหลือ ไม่สามารถตัดกระแสลัดวงจรได้ จำเป็นต้องใช้งาน
ร่วมกับฟิวส์ หรือใช้งานร่วมกับสวิตช์ตัดวงจรอัตโนมัติ และเครื่อง RCBO (Residual Current Circuit
Breaker With Overload Protection) สามารถใช้ตัดกระแสเหลือ และกระแสลัดวงจรได้ เป็นต้น สวิตช์
ตดั กระแสเหลอื แสดงดงั รปู ที่ 7.11

199

(ก) เคร่ือง RCCB (ข) เคร่อื ง RCBO

รปู ท่ี 7.11 สวติ ช์ตดั กระแสเหลือ

สวิตช์ตัดไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติช่วยป้องกันไฟฟ้าร่ัว และไฟฟ้าดูดได้ จะต้องมีคุณสมบัติและการตดิ ต้ัง
ดังน้ี

1. พกิ ดั ขนาดกระแสร่ัวตอ้ งไมเ่ กนิ 30 มลิ ลิแอมแปร์ (mA) และตัดไฟฟ้าได้ภายในระยะ เวลา 0.04
วนิ าที เม่อื มีไฟฟา้ รว่ั ขนาด 5 เทา่ ของพิกดั หรือประมาณ 150 mA

2. ควรติดตั้งใช้งานเฉพาะจุด เช่น วงจรเต้ารบั ในห้องครวั ห้องน้ำ ห้องนอน ห้องเด็ก และวงจร
เตา้ รับทีม่ ีสายไฟตอ่ ไปใชง้ านภายนอกอาคาร

3. ในกรณีที่ต้องติดตั้งรวมที่สวิตช์ประธาน จะต้องแยกวงจรที่มีค่าไฟรั่วตามธรรมชาติมากๆ
ออกไป เชน่ อปุ กรณป์ ้องกนั ฟา้ ผ่า เครื่องปรบั อากาศ และอุปกรณ์ทีม่ ีโอกาสเปยี กชืน้ ตา่ งๆ โดยติดตง้ั สวิตช์ตัด
ไฟฟา้ ร่วั อัตโนมัติแยกเฉพาะวงจรทีจ่ ำเป็น

4. ในทางปฏบิ ัติที่ตอ้ งการความแนน่ อน จะต้องตรวจสอบปริมาณกระแสรั่วไหลในแต่ละวงจรด้วย
เครอ่ื งตรวจวดั กระแสรัว่ ไหล ถ้าวงจรใดมีกระแสรว่ั ไหลมากเปน็ ปกติ จำเป็นต้องใช้สวติ ช์ตดั ไฟฟ้ารว่ั อัตโนมัติท่ี
มีพกิ ัดไฟฟา้ รั่วสูงขึ้น เช่น 100 mA 300 mA หรอื 500 mA ปอ้ งกนั ในแต่ละวงจรโดยเฉพาะ

7.5 สวิตช์นิรภยั

สวิตช์นิรภัย (Safety Switch) หรืออาจเรียกว่า สวิตช์ประธาน (Main Switch) เป็นสวิตช์หลักที่ใช้
ตดั ตอ่ วงจรไฟฟา้ จากสายไฟฟา้ ภายนอกจ่ายเข้าอาคารบ้านเรือนกับสายไฟฟ้าภายในท้งั หมด เป็นอุปกรณ์
ตัดต่อวงจรไฟฟ้าตัวแรก ถัดจากวัตต์อาวร์มิเตอร์วัดหน่วยไฟฟ้าเข้ามาในบ้าน สวิตช์ประธานอาจเป็น
อปุ กรณ์ตัดไฟหลักตัวเดียว หรืออยูร่ วมกบั สวิตชแ์ ละอุปกรณอ์ ืน่ ๆ ซง่ึ อาจเปน็ สวิตช์คนั โยกที่ตัดภาระได้ หรอื
เป็นเคร่ืองตัดไฟฟา้ รัว่ อัตโนมัติ (อุปกรณป์ ้องกนั กระแสเกินหรอื ลัดวงจร) หรือเปน็ สวติ ช์ท่มี ฟี ิวสใ์ นตัวก็ได้ ไม่

200

ว่าเป็นแบบใดต้องมีคุณสมบัติของเครื่องตัดวงจร ที่เมื่อตัดวงจรไฟฟ้าดับแล้วต้องมีความปลอดภัย
โครงสร้างของสวิตช์นิรภยั จะเป็นตู้โลหะปดิ มดิ ชดิ มีความแขง็ แรงทนทาน

สวิตชน์ ิรภยั ชนิดจา่ ยกระแสสงู ๆ ภายในมักเป็นสวติ ช์ตัดไฟหลักอยา่ งเดยี ว ภายในตู้ประกอบด้วย
ชุดสวติ ช์ตัดตอนใบมดี 2 ชดุ หรอื 3 ชุด แล้วแตช่ นิดของไฟฟา้ ที่ใช้งาน คล้ายกับสวติ ช์ใบมดี แต่มขี นาดใหญ่
สามารถนำไปใช้งานกับวงจรไฟฟ้าที่ต้องการกระแสสูง ภายนอกตู้มีก้านคันโยกสวิตช์นิรภัย ไว้โยกตัดต่อ
วงจรไฟฟ้าเพ่ือจ่ายแรงดนั ไปใช้งาน มีระบบป้องกันอนั ตรายและทำให้เกิดความปลอดภัยของสวิตชน์ ิรภัย โดย
ปอ้ งกนั การเปิดประตูตู้สวิตชน์ ิรภยั ในขณะตอ่ ไฟฟ้าไปใชง้ าน ฝาตจู้ ะไมส่ ามารถเปดิ ออกได้ และขณะที่ฝาตเู้ ปิด
อยู่จะไม่สามารถโยกสวิตช์นิรภัยต่อไฟฟ้าจ่ายให้วงจรได้ ช่วยให้เกิดความปลอดภัยต่อการใช้งาน สวิตช์
นิรภัยชนิดนี้นิยมนำไป ใช้งานกับสถานที่ต่างๆ มากมาย เช่น บ้านเรือนขนาดใหญ่ บริษัท อพาร์ตเมนต์
คอนโดมิเนียม หน่วยงานราชการ โรงงานอุตสาหกรรม และห้าง สรรพสินค้า เป็นต้น สวิตช์นิรภัยชนิดตัดไฟ
หลักอย่างเดียวแบ่งออกไดเ้ ป็น 2 แบบ คือ สวิตช์นิรภัยไม่มีฟิวส์ติดตัง้ (Non – Fusible Safety Switch) และ
สวติ ชน์ ริ ภยั มีฟวิ สต์ ดิ ต้ัง (Fusible Safety Switch) แสดงดังรูปที่ 7.12 และรูปท่ี 7.13

(ก) รปู รา่ ง (ข) โครงสรา้ งภายใน

รูปท่ี 7.12 สวติ ชน์ ริ ภัยชนิดตดั ไฟหลักอย่างเดียว แบบไม่มีฟิวส์

(ก) รปู รา่ ง (ข) โครงสร้างภายใน

รปู ท่ี 7.13 สวติ ช์นริ ภัยชนิดตดั ไฟหลกั อย่างเดียว แบบมฟี ิวส์

201

ส่วนสวิตช์นริ ภัยชนดิ ที่นิยมใช้งานตามบ้านเรือนอยอู่ าศยั ทุกวนั น้ี มกั เปน็ ชนิดรวมสวิตช์และอุปกรณ์
หลายชนิดไว้ในตู้แผงสวิตช์รวม มักเรียกว่า ตู้สวิตช์ประธาน (Main Switch Box) หรือตู้คอนซูมเมอร์ยูนิต
(consumer unit Box) ซึ่งตู้สวิตช์นิรภัยชนิดนี้ นอกจากจะประกอบด้วยตัวสวิตช์นิรภัยหลักแล้ว มักมี
อุปกรณป์ อ้ งกนั อื่นๆ รวมอยดู่ ว้ ย เช่น สวิตช์ตัดวงจรอตั โนมตั ิ และสวิตชต์ ัดไฟฟา้ รั่วอตั โนมัติตัวลูกสำหรับ
ปอ้ งกันวงจรย่อยต่างๆ หลายตัวรวมกันอยู่ในต้เู ดียวกนั ตู้คอนซูมเมอร์ยนู ติ แสดงดังรูปที่ 7.14

(ก) รปู รา่ ง (ข) โครงสร้างภายใน

รูปท่ี 7.14 ตู้คอนซูมเมอร์ยนู ิต

7.6 สายดินและการต่อสายดิน

สายดิน (Ground Line) เป็นสายไฟที่ทำหน้าที่ช่วยป้องกันอันตรายจากไฟฟ้า และทำให้เกิดความ
ปลอดภัยกับผู้ใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าและเครือ่ งใช้ไฟฟ้า เรียกสายดินประเภทนี้ว่า สายดินป้องกัน (protective
earthing conductor) สายดนิ เสน้ นี้ปลายด้านหนงึ่ จะต้องต่อลงดิน (Ground) จรงิ ปลายอกี ด้านหนึ่งถูกต่อ
เข้ากับส่วนที่เป็นโลหะ ของอุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้า ท่ีต้องการให้มีศักย์ไฟฟ้าเป็นศูนย์เท่ากับ
พื้นดิน เพื่อทำให้เกิดความมั่นใจที่จะไม่ทำให้เกิดไฟฟ้าดูดในขณะใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้า
อุปกรณ์ไฟฟ้าและเครือ่ งใช้ไฟฟ้าชนิดท่ีนิยมต่อสายดิน เช่น กล่องสวิตช์ประธาน กล่องสวิตช์นิรภัย เต้ารับ
ชนิด 3 ขา หม้อหุงข้าว เตาไมโครเวฟ เตารีด กระทะไฟฟ้า กระติกน้ำร้อนไฟฟ้า ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ
เครือ่ งซกั ผา้ และเครอื่ งทำนำ้ อนุ่ เป็นตน้

การต่อสายดิน ทางด้านที่ต่อลงดินจะต้องต่อผ่านหลักดิน (Ground Rod) ที่ฝังไว้ในดิน หลักดิน
ผลิตจากโลหะตัวนำ เช่น แท่งเหล็กหุ้มทองแดงบริสุทธิ์ มีขนาดความยาวมาตรฐานดงั นี้ คือ 1.5, 1.8, 2.4
และ 3 เมตร มขี นาดเสน้ ผ่านศนู ยก์ ลางของหลักดนิ มาตรฐานดังนี้ คือ 10, 11, 12.5, 15 และ 19 มิลลเิ มตร
นำมาตอกฝังลงดินที่นำไฟฟ้าได้ดีในบริเวณบ้าน ช่วยให้กระแสท่ีรั่วผ่านตัวถังอุปกรณ์ไฟฟ้าและ
เคร่ืองใช้ไฟฟ้าไหลผ่านลงดินได้สะดวก หลกั ดิน อุปกรณ์ประกอบ และการต่อสายดนิ แสดงดงั รูปท่ี 7.15

202

(ก) หลกั ดนิ และอุปกรณป์ ระกอบ (ข) การต่อสายดิน

รูปท่ี 7.15 หลกั ดนิ อปุ กรณ์ประกอบ และการตอ่ สายดิน

ประโยชน์ของสายดนิ มีดงั นี้
1. ป้องกนั ไฟฟ้าดดู เมอ่ื มกี ระแสร่ัวจากอุปกรณไ์ ฟฟ้าและเครือ่ งใช้ไฟฟ้า
2. ทำให้มีแรงดันอ้างอิงเป็นศูนย์เท่ากับพื้นดิน การต่อลงดินของระบบไฟฟ้า อุปกรณ์ไฟฟ้าและ
เคร่ืองใช้ไฟฟา้ ของผู้ใช้ไฟฟา้ จะชว่ ยป้องกันไมใ่ หอ้ ุปกรณไ์ ฟฟ้าและเครอ่ื งใชไ้ ฟฟา้ ไดร้ ับความเสียหาย เม่ือ
เกิดความผิดปกติขึน้ ในระบบการจ่ายแรงดัน
3. ช่วยลดอันตรายจากการสัมผัสแรงดัน ที่เกิดจากไฟฟ้ารั่วที่ตัวถังโลหะของอุปกรณ์ไฟฟ้าและ
เครือ่ งใชไ้ ฟฟ้า
4. ชว่ ยใหม้ กี ารทำงานสมบูรณ์เพม่ิ ขน้ึ ของเครื่องใช้ไฟฟ้าบางประเภท เชน่ คอมพวิ เตอร์ เครื่องเสียง
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์สื่อสาร เป็นต้น ถ้าหากไม่มีสายดินอาจทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านี้
ทำงานไดไ้ ม่สมบรู ณ์ หรือเกิดการชำรดุ เสียหายได้งา่ ย

ระบบไฟฟ้าที่จ่ายมาจากแหล่งจ่ายไฟฟ้า จะมีสายไฟเส้นสายดินจ่ายมาด้วยเช่นเดียวกัน แต่จะเป็น
สายดนิ อีกประเภทหนึ่งที่ทำหน้าที่แตกต่างไป โดยทำหน้าท่ชี ่วยให้อุปกรณ์ไฟฟ้าและเครือ่ งใช้ไฟฟ้าสามารถ
ทำงานได้ เรียกสายดินประเภทนี้ว่า สายดินช่วยในการทำงาน (functional earthing conductor) เป็นสาย
ดินที่ไม่เก่ียวข้องกับเรื่องความปลอดภัย มีไว้เพียงเพื่อให้อุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟา้ สามารถทำงานได้
เทา่ นัน้ ระบบไฟฟ้าทจ่ี ่ายมาใช้งานของการไฟฟ้า มดี ้วยกัน 2 ระบบ คือ ระบบเฟสเดยี ว (Single Phase)
และระบบสามเฟส (Three Phase) สาย ไฟฟ้าที่จ่ายมายังอาคารบา้ นเรือนทั้งสองระบบ จะมีสายไฟเสน้
หนึ่งเป็นสายดิน นิยมเรียกว่าสายศูนย์ (Neutral) เป็นสายเส้นที่ไม่มีไฟฟ้าจ่ายมา ซึ่งก็คือสายดินของ
แหล่งจ่ายไฟฟ้า ส่วนสายไฟที่เหลือเป็นสายมีไฟฟ้าจ่าย (Line) ลักษณะระบบไฟฟ้าจ่ายมาจากแหล่งจ่าย
ไฟฟ้า แสดงดงั รปู ท่ี 7.16

203

(L1)
(L) (L2)
(N) (L3)

(N)

(ก) ระบบไฟฟ้าเฟสเดียว (ข) ระบบไฟฟา้ สามเฟส

รปู ท่ี 7.16 ระบบไฟฟา้ จ่ายมาจากแหล่งจ่ายไฟฟา้

การตอ่ สายดินภายในอาคารบา้ นเรอื นอย่อู าศยั ควรปฏิบตั ดิ งั น้ี
1. -สวติ ช์นิรภยั หรอื ต้สู วติ ชป์ ระธานตอ้ งต่อระบบไฟฟ้าท่ีจ่ายเข้าบ้านลงดนิ โดยใชส้ าย ไฟฟ้าต่อกับ
สายศูนย์ (N) นำไปต่อลงดินเข้ากับหลักดินของบ้าน และห้ามต่อรว่ มกันในทีอ่ ื่นๆ อีก เช่น ในแผงสวิตช์ยอ่ ย
ข้ัวสายศูนยต์ ้องมีฉนวนก้นั แยกจากตัวกลอ่ ง ส่วนข้ัวต่อสายดินกับตวั ตู้จะต่อถึงกันและต่อลงสายดิน ซึ่งขั้ว
สายศูนย์และขัว้ สายดนิ จะไมม่ กี ารต่อถึงกนั
2. อุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดที่มีตัวถังเป็นโลหะต้องต่อสายดิน โดยการเดินสายไฟต่อ
ตัวถังที่เป็นโลหะของอุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้าเหล่านั้น นำไปต่อลงดินที่ตู้สวิตช์ประธานในตำแหน่ง
สายศนู ย์ (N) ท่ีตอ่ ลงดนิ ไว้แลว้
3. ติดตั้งเต้ารับชนิด 3 รู ที่มีรูต่อสายดินอยู่ด้วย นำรูสายดินของเต้ารับทุกจุดไปต่อลงดินที่ตู้สวิตช์
ประธานในตำแหนง่ สายศนู ย์ (N) ท่ีต่อลงดินไวแ้ ลว้

4. ห้ามต่อสายดินของเครื่องใช้ไฟฟ้าเข้ากับสายศูนย์ (N) หากต่อไว้เมื่อสายศูนย์ขาด จะทำให้
ตัวถังโลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้า มีศักย์ไฟฟ้าเท่ากับแรงดันของสายไฟเส้นมีไฟ ผู้สัมผัสถูกตัวถังโลหะอาจ
ไดร้ บั อันตรายจากไฟฟา้ ดดู ได้ การต่อสายดินของระบบไฟฟา้ ภายในอาคารบา้ นเรอื นอยอู่ าศัย แสดงดงั รูปที่
7.17

204

(N)
(L)

G LN

G NL NL
G

N=
L=
G=

รูปที่ 7.17 การต่อสายดนิ ของระบบไฟฟ้าภายในอาคารบ้านเรือนอยอู่ าศยั

7.7 การตดิ ตั้งหลกั ดินและสายดินท่ถี กู ตอ้ ง

หลกั ควรปฏบิ ตั ิในการตดิ ตงั้ หลักดนิ และสายดินท่ีถกู ตอ้ ง เปน็ ดังน้ี
1. หลกั ดนิ ตอ้ งทำดว้ ยวสั ดทุ ่ีทนตอ่ การผกุ รอ่ นและไม่เปน็ สนิม เช่น แทง่ ทองแดง แท่งเหลก็ ชุบหรือ
หุ้มดว้ ยทองแดง ขนาดเส้นผา่ ศูนยก์ ลาง 16 มม. ความยาวไมน่ อ้ ยกวา่ 2.40 เมตร
2. เนื้อดินบริเวณที่ใช้ตอกหลักดินที่ดีควรเป็นดินแท้ และต้องไม่ถูกขวางกั้นหรือล้อมรอบด้วยหิน
กรวด ทราย หรือแผ่นคอนกรีต เพราะเป็นอุปสรรคต่อการแพร่กระจายของกระแสลงสู่ดิน ทำให้ความ
ตา้ นทานการตอ่ ลงดินของหลักดินมีค่าสูงเกนิ กวา่ มาตรฐาน
3. หลักดินที่ดีเมื่อตอกลงดินแล้ว ต้องมีค่าความต้านทานการต่อลงดินไม่เกิน 5 โอห์ม ตามค่า
มาตรฐานของการไฟฟา้ นครหลวง

4. ห้ามใช้ตะปูคอนกรีตตอกเข้าไปในผนังคอนกรีตหรือพื้นคอนกรีตแทนหลักดิน เพราะตะปู
คอนกรีตไม่สามารถกระจายกระแสลงดนิ ได้เมื่อมีไฟรัว่

5. ตำแหนง่ ของหลกั ดนิ ควรอยใู่ กลก้ ับตู้สวิตช์ประธาน

205

6. ห้ามแช่หลักดินในนำ้ เพราะเมื่อเกิดไฟรั่วจะแพรก่ ระจายไปกับน้ำ ทำให้เกิดอันตรายกบั ผ้ทู ่อี ยู่
ในน้ำ ถ้าจำเป็นต้องตอกหลักดินในน้ำต้องตอกให้มิดดิน และสายต่อหลักดินต้องหุ้มฉนวนป้องกันน้ำให้
มิดชดิ

7. การต่อสายดินเข้ากับหลักดิน แคลมป์ยึดหลักดิน และสายต่อหลักดินควรใช้วัสดุชนิดเดียวกัน
เพื่อไม่ใหม้ ีปัญหาการกดั กรอ่ น

8. ขนาดของสายดินท่ีใชต้ ่อหลกั ดินต้องไม่เล็กกว่า 10 ตร.มม. จะต้องเป็นสายเส้นเดียวโดยตลอด
และควรมีท่อหรอื ฉนวนหุ้มอยูด่ ว้ ย

9. ห้ามต่อสายดินผา่ นฟวิ ส์หรอื สวติ ช์ตดั ไฟรั่วอัตโนมตั ิ นอกจากการต่อผา่ นสวิตช์ตัดวงจรอตั โนมัติ
และเม่ือสวติ ชต์ ัดวงจรอัตโนมัตทิ ำงาน ตอ้ งตดั สายไฟฟ้าทุกเสน้ ของวงจรพร้อมสายดินออกด้วย

7.8 บทสรปุ

ฟิวส์เป็นอุปกรณ์ป้องกันอันตรายในระบบไฟฟ้า มีหน้าที่ตัดการจ่ายแรงดันและกระแสออกจาก
วงจร เมอ่ื เกิดการลดั วงจรและกระแสไหลเกนิ พกิ ัด ฟวิ สเ์ กิดการหลอมละลายทนั ที

สวิตช์ตัดวงจรอตั โนมัติ เป็นสวิตช์ท่ีสามารถตดั วงจรโดยอตั โนมตั ิ เมื่อมีกระแสไหลผ่านวงจรที่เกดิ
จากการลัดวงจร หรอื จากกระแสไหลมากเกินพิกัด สวติ ช์จะตดั ไฟฟา้ ออกจากวงจรทนั ที

สวิตช์ตัดไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติ เช่น ELCB GFCI RCCB และ RCBO เป็นต้น สามารถตัดวงจรได้อย่าง
รวดเร็วภายในเวลาที่กำหนด เมื่อมีกระแสไฟรั่วในปริมาณมากกว่าพิกัดที่กำหนดไว้ เครื่องตัดไฟรั่วเป็น
อปุ กรณป์ อ้ งกันเสรมิ กับระบบสายดนิ ช่วยปอ้ งกนั อันตรายจากไฟดูด

สวติ ชน์ ริ ภยั หรอื สวิตชป์ ระธานเป็นสวติ ช์ตดั ไฟฟ้า อาจเป็นอุปกรณต์ ัดไฟหลักตัวเดียว หรืออยู่รวม
กับสวติ ช์และอุปกรณ์อื่นๆ ลักษณะโครงสร้างเป็นตู้โลหะปิดมิดชิด มีความแข็งแรงทนทาน ขณะต่อสวิตช์
เขา้ วงจรเพือ่ จ่ายไฟฟ้าไปใช้งาน ฝาตูไ้ ม่สามารถเปดิ ออกได้

สายดินเปน็ สายไฟทำหน้าท่ีช่วยปอ้ งกันอนั ตรายจากไฟฟ้า และทำให้เกิดความปลอดภัยกับผู้ใช้
ไฟฟา้ การต่อสายดนิ ให้เครือ่ งใชไ้ ฟฟา้ เปน็ สิง่ สำคัญ โดยตอ่ สายดนิ ผา่ นลงดนิ ดว้ ยหลกั ดนิ ท่ีฝังไว้ในดิน ช่วย
ให้กระแสที่รั่วผ่านตัวถงั เครอ่ื งใช้ไฟฟ้าไหลผ่านลงดนิ ได้สะดวก

5. กจิ กรรมการเรียนการสอน
5.1 การนำเข้าสู่บทเรียน
1. จัดเตรียมเอกสารและสอ่ื การสอน พร้อมกับอธิบายวิธีการให้คะแนน
2. ผูส้ อนแจง้ จดุ ประสงคก์ ารเรยี นของหนว่ ยท่ี 7 เรอื่ ง อปุ กรณป์ อ้ งกันไฟฟ้าและการตอ่ สายดิน
3. ผู้สอนใหผ้ ู้เรียนทำแบบฝึกหดั หน่วยที่ 7 เร่ือง อปุ กรณ์ปอ้ งกันไฟฟา้ และการต่อสายดินแล้วให้

นกั ศกึ ษาสลบั กนั ตรวจคำตอบ และใหค้ ะแนน
5.2 การเรียนรู้

206

1. เปิดหนังสือเรียนวิชา งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น หน่วยที่ 7 เรื่อง อุปกรณ์ป้องกัน
ไฟฟ้าและการต่อสายดิน

2. เปิดงานนำเสนอวิชา งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น หน่วยที่ 7 เรื่อง อุปกรณ์ป้องกนั
ไฟฟ้าและการต่อสายดิน

3. ตอบคำถาม ขอ้ สงสัยของผเู้ รยี นระหวา่ งเรียน
5.3 การสรปุ

1. ทบทวนความเขา้ ใจและสรปุ เนือ้ หารว่ มกับผู้เรียนในหนว่ ยที่ 7 เรือ่ ง อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าและ
การต่อสายดิน

2. ผเู้ รยี นทำใบงานท่ี 7.1
3. และแบบฝึกหดั บทที่ 7
5.4 การวัดและประเมนิ ผล

1. ตรวจผลงานการสาธติ การต่อสายดนิ ใหไ้ ดค้ ณุ ภาพใบปฏบิ ัติงานท่ี 7.1
2. ใบปฏิบตั งิ านท่ี 7.1
3. แบบฝึกหัดบทท่ี 7

6. สอื่ และแหล่งการเรียนรู้

6.1 สือ่ สง่ิ พมิ พ์
1.หนงั สือเรียนวชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ล็กทรอนิกสเ์ บอ้ื งตน้ หน่วยที่ 7 เรอ่ื ง อปุ กรณป์ อ้ งกนั ไฟฟา้

และการต่อสายดิน
2. ใบปฏิบัติงานที่ 7.1
3. แบบฝกึ หัดบทที่ 7

6.2 สื่อโสตทศั น์ (ถ้าม)ี
1. งานนำเสนอวชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ สเ์ บอื้ งต้น หน่วยที่ 7 เรอ่ื ง อปุ กรณ์ป้องกันไฟฟา้
และการตอ่ สายดนิ

7. การวัดและประเมนิ ผล

7.1 ก่อนเรียน
1. เข้าเรียนตรงต่อเวลา
2. เตรียมหนังสือรายวิชา งานไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์เบื้องต้น

7.2 ขณะเรยี น
1. ให้ความสนใจและตงั้ ใจฟงั ผสู้ อนอธบิ าย
2. ใหค้ วามรว่ มมือในการทำกิจกรรมระหว่างการเรียนการสอน

7.3 หลงั เรยี น

207

1. ใบปฏิบตั งิ านท่ี 7.1
2. แบบฝึกหัดบทที่ 7
8. กจิ กรรมเสนอแนะ/งานทีม่ อบหมาย
8.1 กิจกรรมเสนอแนะ

8.2 งานท่มี อบหมาย

แบบฝกึ หัดบทที่ 7

เร่ือง อปุ กรณ์ป้องกนั ไฟฟา้ และการตอ่ สายดิน
วัตถุประสงค์ เพื่อประเมนิ ความรเู้ ดิมของนกั ศึกษาเกี่ยวกับเรื่อง อุปกรณป์ อ้ งกันไฟฟา้ และการตอ่ สาย

ดิน เขียนเคร่ืองหมายกากบาท (X) ลงในขอ้ ทถ่ี กู ต้องท่ีสุด
1. ไฟไหม้ทเ่ี กดิ จากความร้อนของการใช้ไฟฟ้าเกิดจากสาเหตใุ ดมากท่ีสุด

ก. ไฟฟ้าดูด ข. ไฟฟ้าลัดวงจร

ค. ใชไ้ ฟฟา้ เกนิ พกิ ัด ง. ใช้ไฟฟ้าผดิ ประเภท

2. ฟวิ ส์ใชใ้ นวงจรไฟฟา้ ผลิตจากวัสดุประเภทใด

ก. ดบี กุ ข. ตะก่วั
ค. บิสมัท ง. ถูกทกุ ข้อ

3. อุปกรณต์ ามรูปคืออะไร

ก. ฟิวส์ความรอ้ น ข. ฟิวสห์ ลอด

ค. ฟิวส์ปลั๊ก ง. ฟิวส์เสน้

4. สวิตช์ตัดวงจรอตั โนมัติ จะตดั วงจรโดยอตั โนมตั ิเมือ่ ไร

ก. มีกระแสไหลในวงจรเกินพิกดั

ข. มีแรงดันจ่ายในวงจรเกินพิกดั

ค. อุปกรณไ์ ฟฟา้ เกิดความรอ้ นสูงเกินพกิ ดั

ง. อุปกรณไ์ ฟฟา้ เกิดการชำรดุ เสยี หายขณะทำงาน

5. อุปกรณป์ ้องกันไฟฟ้าทีส่ ามารถปอ้ งกันอันตรายจากไฟฟา้ ดูดได้คืออะไร

ก. สวติ ช์นิรภยั ข. สวติ ชป์ ระธาน

208

ค. สวิตช์ตดั วงจรอตั โนมัติ ง. สวิตช์ตัดไฟฟ้ารัว่ อตั โนมตั ิ

6. สวิตชต์ ัดกระแสเหลือในวงจรไฟฟา้ จะทำงานเมอ่ื ใด

ก. กระแสเหลอื จากการใชง้ าน

ข. กระแสไหลจากการลัดวงจรเกินพกิ ัด

ค. กระแสร่วั ไหลในเคร่อื งใช้ไฟฟา้ เกนิ พิกัด

ง. กระแสไหลผ่านเครอ่ื งใชไ้ ฟฟา้ จากการทำงานเกินพกิ ัด

7. สวติ ชน์ ริ ภยั เปน็ สวติ ช์ประเภทใด

ก. สวิตช์ตัดวงจรไฟฟ้าเมอ่ื เกดิ กระแสเกินพิกัด

ข. สวติ ช์ตดั ต่อการจ่ายแรงดันเข้าบา้ นเรอื น

ค. สวิตช์ตัดวงจรไฟฟ้าเมอ่ื กระแสลดั วงจร

ง. สวติ ช์ตดั วงจรไฟฟา้ โดยอตั โนมตั ิ

8. ข้อใดไมใ่ ช่ประโยชน์ในการต่อสายดิน

ก. ชว่ ยเพมิ่ ประสิทธภิ าพในการทำงานของเคร่อื งใชไ้ ฟฟ้าใหส้ งู ขึ้น

ข. ปอ้ งกันการเกดิ กระแสไหลผา่ นร่างกายมนุษย์ลงดิน

ค. ช่วยให้กระแสร่วั ไหลผา่ นสายดนิ ลงดนิ ได้สะดวก

ง. ปอ้ งกันอนั ตรายทอี่ าจเกดิ จากการรวั่ ของกระแส

9. การต่อสายดินใหก้ บั เครือ่ งใช้ไฟฟ้าข้อใดถูกตอ้ งเหมาะสม

ก. นำสายดนิ เคร่ืองใชไ้ ฟฟา้ ยึดติดเขา้ กับกอ๊ กประปาในบ้าน

ข. นำสายดินเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ายดึ เขา้ กบั หลกั ต่อสายดินทฝ่ี ังลงดิน

ค. นำสายดนิ เครอ่ื งใชไ้ ฟฟา้ ไปตอ่ เขา้ สายศนู ยข์ องสายไฟฟ้าในบา้ น

ง. ยึดสายดนิ เคร่อื งใชไ้ ฟฟ้าเข้ากับตะปคู อนกรีตทีต่ อกไวก้ บั ฝาผนงั คอนกรีต

10. หลกั สายดนิ ท่ีดีท่ีสดุ ควรใช้วสั ดชุ นดิ ใด

ก. เหล็กเคลอื บสังกะสี ข. อะลมู เิ นียม

ค. ทองแดง ง. เหลก็

ใบปฏิบัตงิ าน อุปกรณป์ ้องกนั อันตรายจากไฟฟา้
7.1

จุดประสงค์การเรยี นรู้

1. วดั ทดสอบการทำงานของอุปกรณป์ อ้ งกนั อันตรายจากไฟฟ้าได้
2. ต่อวงจรไฟฟา้ แสงสว่างรว่ มกับสวติ ชต์ ดั ไฟฟ้าร่วั อัตโนมัตไิ ด้

209

3. มีความกระตือรอื ร้นต่อการทำงาน
เครื่องมอื และอปุ กรณ์

1. ฟวิ สห์ ลอดดี, ฟวิ ส์หลอดขาด ชนิดละ 1 ตัว
2. สวติ ช์ตัดไฟฟ้าร่ัวอัตโนมัติ ELCB 1 ตวั
3. ชดุ วงจรหลอดคอมแพกตช์ นดิ บัลลาสต์ภายใน (ปลก๊ั , สวติ ช์,
ชดุ ฐานหลอด, หลอดคอมแพกต)์ หรอื ชุดหลอดไฟชนิดอื่น 1 ชดุ
4. เทปพนั สายไฟ 1 ม้วน
5. มลั ติมเิ ตอร์ชนดิ เข็มชี้
6. สายตอ่ วงจร 1 เครอ่ื ง
1 ชุด

ลำดับข้นั การทดลอง

1. ตง้ั มัลติมเิ ตอร์ไปที่ยา่ นวดั โอห์ม 1
2. ช็อตปลายสายวัดทง้ั สองของโอห์มมิเตอร์เข้าดว้ ยกนั ปรับแต่งป่มุ ปรับ 0 Ω ADJ ให้เข็มช้ีโอห์ม
มเิ ตอร์ชท่ี ตี่ ำแหนง่ 0 Ω พอดีทางขวามือ
3. ใช้โอห์มมิเตอร์วัดที่ขั้วโลหะทั้งสองของฟิวส์หลอด ทั้งตัวฟิวส์ขาดและตัวฟิวส์ดี บันทึกค่าความ

ตา้ นทานท่วี ัดไดล้ งในตารางที่ 7.1 แถวฟวิ สย์ า่ น 1 ในช่องขาด หรือช่องดี ชอ่ งใดช่องหนึ่ง การวัดแสดงดัง
รปู ที่ 7.1 (ก)

4. เปล่ยี นจากฟวิ สม์ าวัดสวิตช์ตัดไฟฟ้าร่วั อัตโนมัติท่ีขั้วตอ่ ไฟเข้า ขณะยงั ไมโ่ ยกสวติ ช์ต่อวงจร และ
ขณะโยกสวติ ชต์ ่อวงจร บนั ทึกคา่ ความตา้ นทานท่ีวัดไดล้ งในตารางท่ี 7.1 แถวช่องสวิตช์ตดั ไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติ

ย่าน 1 ที่ N และ N1 และที่ L และ L1 และสลับไปสลับมา ตามลำดับ ในช่องตัดวงจร หรือช่องต่อวงจร
ตามสภาวะการทำงาน การวัดแสดงดังรูปที่ 7.1 (ข)

210

N N1
L L1

(ก) วัดฟวิ สห์ ลอดดว้ ยโอหม์ มิเตอร์ย่าน x1 (ข) วัดสวิตช์ ELCB ดว้ ยโอห์มมิเตอรย์ า่ น x1

รูปท่ี 7.1 ใช้โอหม์ มิเตอร์วัดฟิวสแ์ ละสวิตช์ ELCB

ตารางที่ 7.1 ค่าความตา้ นทานท่ตี วั ฟวิ ส์หลอด

อปุ กรณท์ ่วี ัด ยา่ นโอหม์ ทต่ี ั้งวัด ขาดหรือตดั วงจร (Ω) ดหี รือตอ่ วงจร (Ω)
ฟิวส์
x1
สวติ ช์ตัดไฟฟ้ารั่ว x10k
อัตโนมัติ x1 ท่ี N และ N1
x1 ที่ L และ L1
x1 ท่ี N และ L1
x1 ท่ี L และ N1
x10k ที่ N และ N1
x10k ที่ L และ L1
x10k ท่ี N และ L1
x10k ท่ี L และ N1

5. ตั้งโอห์มมิเตอร์ไปที่ย่านวัด 10k ปรับแต่งโอห์มมิเตอร์ให้พร้อมใช้งาน นำไปวัดฟิวส์ขาดและ
ฟิวส์ดีอีกครั้ง (ขณะวัดห้ามจับปลายเข็มวัดส่วนโลหะทั้งสองด้วยมือทั้งสองข้าง จับส่วนโลหะได้ด้านเดียว)

บันทึกค่าความต้านทานที่วัดได้ลงในตารางที่ 7.1 แถวฟิวส์ย่าน 10k ในช่องขาด หรือช่องดี ช่องใดช่อง
หน่ึง

211

6. เปล่ียนจากฟิวส์มาวดั สวติ ช์ตัดไฟฟ้ารวั่ อัตโนมัติท่ีขัว้ ต่อไฟเขา้ ขณะยังไม่โยกสวติ ช์ตอ่ วงจร และ
ขณะโยกสวิตชต์ ่อวงจร บันทึกคา่ ความตา้ นทานทว่ี ดั ได้ลงในตารางที่ 7.1 แถวชอ่ งสวติ ช์ตัดไฟฟ้าร่ัวอัตโนมัติ
ย่าน 10k ที่ N และ N1 และที่ L และ L1 และสลับไปสลับมา ตามลำดับ ในช่องตัดวงจร หรือช่องต่อวงจร
ตามสภาวะการทำงาน

7. ขณะโยกสวิตช์ตัดไฟฟา้ รัว่ อัตโนมัติ (ELCB) ให้ต่อวงจร (ON) ทดสอบการทำงานของสวิตช์ตัด
ไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติ (ELCB) โดยกดปุ่มทดสอบ (Test) ผลที่เกิดเป็นเช่นไร (สวิตช์ตัดวงจรหรือไม่)
....................... เป็นเพราะเหตุใด ......................................................................

8. ประกอบวงจรหลอดคอมแพกต์เข้ากับสวิตช์ตัดไฟฟ้าร่ัวอัตโนมัติตามรูปที่ 7.2 สวิตช์ ELCB ยงั ไม่
ต่อวงจร (OFF)

N

L
220 V

รูปที่ 7.2 วงจรหลอดคอมแพกต์ตอ่ ร่วมกับสวติ ช์ตัดไฟฟ้ารว่ั อัตโนมตั ิ (ELCB)

9. ตรวจสอบการตอ่ วงจรอีกครั้ง โดยเพอ่ื นในกลุ่มชว่ ยตรวจไลว่ งจร
10. นำปลั๊กไฟไปเสียบแหล่งจ่ายแรงดัน 220 VAC ให้ปลั๊กขั้วที่ต่อเข้ากับขั้ว L ของสวิตช์ตัดไฟฟ้ารัว่
อตั โนมตั ิ (ELCB) เสยี บเขา้ กับขว้ั แหล่งจ่ายทมี่ ีไฟ และปลก๊ั ข้ัวทต่ี ่อเข้ากับข้ัว N ของสวิตชต์ ัดไฟฟ้าร่ัวอตั โนมัติ
(ELCB) เสียบเข้ากบั ข้วั แหลง่ จ่ายท่ไี ม่มีไฟ โยกสวิตชต์ ัดไฟฟา้ ร่วั อัตโนมัติ (ELCB) ใหต้ ่อวงจร (ON) จ่ายไฟ
ใหว้ งจรหลอดคอมแพกต์ ผลทีเ่ กิดเปน็ เชน่ ไร (หลอดติดหรือดับ) .......................................................
11. ทดสอบการทำงานของสวิตช์ตัดไฟฟา้ รั่วอัตโนมตั ิ (ELCB) โดยกดปุม่ ทดสอบ (Test) ผลท่เี กิดเป็น
เชน่ ไร (หลอดติดหรือดบั ) .......................... เปน็ เพราะเหตใุ ด ..............................
..............................................................................................................................................
12. โยกสวิตช์ตัดไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติ (ELCB) ต่อวงจรอีกครั้ง ผลที่เกิดเป็นเช่นไร (หลอดติดหรือดับ)
........................................................
13. กลับขั้วปลั๊กไฟไปเสียบแหล่งจ่ายแรงดัน 220 VAC ให้ปลั๊กขั้วที่ต่อเข้ากับขั้ว L ของสวิตช์ตัด
ไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติ (ELCB) เสียบเข้ากับขั้วแหล่งจ่ายที่ไม่มีไฟ และปลั๊กขั้วที่ต่อเข้ากับขั้ว N ของสวิตช์ตัด

212

ไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติ (ELCB) เสียบเข้ากับขั้วแหล่งจ่ายที่มีไฟ โยกสวิตช์ตัดไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติ (ELCB) ให้ต่อ
วงจร (ON) จ่ายไฟให้วง จร หลอดคอมแพ กต์ ผลที่เกิดเป็น เช่นไร (หลอดติดหร ือ ดั บ)
.......................................................

14. ทดสอบการทำงานของสวติ ช์ตัดไฟฟา้ รวั่ อตั โนมัติ (ELCB) โดยกดปมุ่ ทดสอบ (Test) ผลทีเ่ กิดเป็น
เชน่ ไร (หลอดตดิ หรือดบั ) .......................... เป็นเพราะเหตุใด ..............................
..............................................................................................................................................

สรปุ ผลการทดลอง

______________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________

คำถามและการวิเคราะห์

1. การกดปุ่มทดสอบ (Test) สวิตช์ตัดไฟฟ้ารั่วอัตโนมัติ (ELCB) เมื่อโยกสวิตช์ต่อวงจร (ON)
ในขณะท่ีสวิตช์ตัดไฟฟ้ารว่ั อัตโนมัติ (ELCB) ไม่จ่ายไฟฟ้าให้ และจ่ายไฟฟ้าให้ เกิดผลการทำงานแตกต่างกัน
อย่างไร

______________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________

9. การบูรณาการกับหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ พอเพียง
9.1 ความมีเหตุผล
1. จดั เตรียมวัสดุ - อุปกรณ์และสอ่ื การสอนที่ใช้ในการเรียนการสอน ใหเ้ หมาะสมกับกิจกรรมและ

จำนวนผู้เรยี น
9.2 ความพอประมาณ
1. เพื่อให้เข้าใจได้ง่ายยิ่งขึ้นและเป็นส่วนช่วยให้ปฏิบัติได้ถูกต้อง ทำให้กิจกรรมดำเนินบรรลุ

วตั ถปุ ระสงค์

213

2. เพ่อื ให้งานออกมาสำเรจ็ ตามเป้าหมายทกี่ ำหนด
9.3 การมภี ูมิคมุ้ กนั ในตวั ทดี่ ี

1. วางแผนการทำงานรว่ มกนั ภายในกลมุ่ ดว้ ยความรอบคอบ
2. ระมัดระวงั การใช้อุปกรณไ์ ม่ให้เกิดอันตรายและความเสยี หาย
3. จัดเก็บอุปกรณ์ใหเ้ ปน็ ระเบยี บหลงั การใช้งาน
9.4 เง่อื นไขความรู้
1. นกั เรียนมคี วามรู้เกี่ยวกับระบบความปลอดภัย
9.5 เงอื่ นไขคุณธรรม
1. เป็นผมู้ ีความอดทนในการทำงานรว่ มกับผอู้ ่นื
2. เป็นผมู้ คี วามรบั ผดิ ชอบงานทีไ่ ดร้ บั มอบหมาย
3. เป็นผมู้ ีนำ้ ใจ เอือ้ เฟ้ือ
4. การทำงานเปน็ ทมี
5. เป็นผมู้ ีความเพยี รและใฝ่รู้

10. เอกสารอ้างองิ /บรรณานุกรม
พนั ธศ์ กั ดิ์ พุฒมิ านิตพงศ์ และคณะ. งานไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนิกสเ์ บื้องตน้ . กรุงเทพฯ : สำนกั พิมพ์ศูนย์
สง่ เสรมิ อาชวี ะ
ประพันธ์ พิพัฒนสุข และคณะ. ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น. นนทบุรี : สำนักพิมพ์ศนู ย์ส่งเสรมิ
อาชวี ะ

11. บันทกึ หลงั การจัดการเรยี นรู้ รหัสวชิ า สัปดาห์ที่
รายวชิ า สาขาวชิ า
แผนการจดั การเรียนรทู้ ่ี ระดบั ช้ัน กลมุ่
11.1 ผลการจัดการเรียนรู้

11.2 ผลสัมฤทธิ์ทางการเรยี นของนักเรียน/นักศึกษา

นกั เรียนสอบ มีคะแนนสอบแตล่ ะหนว่ ยการเรียน

คะแนนสูงกวา่ ร้อยละ 60 ขน้ึ ไป จำนวน คน
คน
คะแนนตำ่ กวา่ รอ้ ยละ 60 ลงไป จำนวน

11.3 ปญั หาและอปุ สรรค 214
11.4 แนวทางแก้ไข
11.5 ข้อเสนอแนะ ลงชือ่
(นางสาวธารวิมล วงศโ์ อษฐ)์
ผู้สอน

215

แผนการจดั การเรียนรมู้ ุ่งเนน้ สมรรถนะ หน่วยท่ี 9
ช่ือวชิ า งานไฟฟา้ และอเิ ลก็ ทรอนิกส์ สอนสัปดาห์ท่ี 12-13
เบ้อื งต้น
รหัสวิชา 20100-1005 จำนวน 2 หน่วยกติ
หลักสตู ร ประกาศนียบัตรวชิ าชีพ (ปวช.) พุทธศักราช 2563

ช่อื หนว่ ย ตัวเก็บประจุ จำนวน 8 ชั่วโมง/สปั ดาห์

1. สาระสำคัญ

ประจุไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้า มีความสัมพันธ์และเกี่ยวข้องกัน ประจุไฟฟา้ คือขั้วของไฟฟ้ามี 2 ขั้ว คือ

ข้ัวบวกและขั้วลบ ส่วนศักย์ไฟฟ้าคือปรมิ าณไฟฟ้าท่แี สดงออกมาขณะเกิดความไม่สมดุลของประจไุ ฟฟ้ามี 2

ค่า คือ ศักย์บวกและศักย์ลบ ประจุไฟฟ้าหรือศักย์ไฟฟ้า มีขั้วเหมือนกันจะผลักกัน ประจุไฟฟ้าหรือ

ศกั ยไ์ ฟฟา้ มขี ั้วตา่ งกนั จะดูดกนั

ตัวเก็บประจุหรือคาปาซิเตอร์ เป็นอปุ กรณ์ทางไฟฟา้ และอิเลก็ ทรอนิกส์ท่มี ีคุณสมบัติสามารถประจุ

แรงดนั และคายประจแุ รงดันได้ โครงสร้างของตัวเก็บประจุประกอบดว้ ยแผน่ โลหะบาง 2แผ่น วางขนานชิด

กัน มฉี นวนไฟฟา้ ท่เี รียกวา่ ไดอเิ ล็กตริกวางค่ันกลาง การประจุแรงดนั ทำไดโ้ ดยจ่ายแหลง่ จ่ายแรงดันไฟตรง

ใหต้ ัวเก็บประจุ ตัวเกบ็ ประจุจะประจแุ รงดันไว้ในตัวได้

2. จดุ ประสงค์การเรียนรู้
2.1 ดา้ นพทุ ธิพสิ ัย
1. บอกโครงสรา้ งตัวเก็บประจุได้
2. อธิบายการเปลี่ยนแปลงค่าความจุของตัวเก็บประจไุ ด้
3. บอกชนิดตวั เกบ็ ประจุแบบค่าคงท่ไี ด้
4. บอกชนิดตวั เกบ็ ประจุแบบเปล่ียนแปลงค่าได้
5. อธิบายหนว่ ยความจุและค่าทนแรงดนั ได้
6. แสดงวิธกี ารอ่านค่าความจุของตวั เกบ็ ประจไุ ด้
7. คำนวณค่าการต่อตัวเก็บประจไุ ด้
2.2 ดา้ นทกั ษะพิสยั
1. แปลงหน่วยค่าความจขุ องตวั เกบ็ ประจุได้
2. อา่ นคา่ ความจุแสดงเป็นตัวเลขตัวอกั ษรได้
2.3 ดา้ นจิตพิสัย
1. เพอ่ื ให้มีเจตคติท่ีดีต่อการเตรียมความพร้อมดา้ นการเตรียม วัสดุ อปุ กรณ์ และการปฏิบัตงิ าน

อย่างถกู ต้อง สำเรจ็ ภายในเวลาทก่ี ำหนด มีเหตแุ ละผลตามหลักปรัชญาเศรษฐกจิ พอเพียง
2. เตรยี มความพรอ้ มดา้ น วสั ดุ อุปกรณ์สอดคล้องกบั งานไดอ้ ย่างถูกต้อง

216

3. มีความรับผดิ ชอบ ปฏิบตั ิงานไดอ้ ย่างถกู ตอ้ งในเร่ืองตัวเก็บประจุ ภายในเวลาทีก่ ำหนดอย่างมี
เหตแุ ละผลตามหลกั ปรัชญาเศรษฐกจิ พอเพยี ง

3. สาระการเรยี นรู้
1. โครงสร้างตวั เกบ็ ประจุ
2. ค่าความจขุ องตวั เกบ็ ประจุ
3. ตัวเก็บประจุแบบค่าคงที่
4. ตัวเก็บประจแุ บบเปล่ยี นแปลงค่าได้
5. หน่วยความจแุ ละค่าทนแรงดัน
6. การอ่านค่าความจุตวั เกบ็ ประจุ
7. การตอ่ ตวั เก็บประจุ
8. บทสรปุ

4.เนื้อหาสาระการสอน/การเรยี นรู้
• ด้านความรู้(ทฤษฎ)ี

9.1 โครงสรา้ งตัวเกบ็ ประจุ

ตัวเก็บประจุ หรือคาปาซิเตอร์ (Capacitor ; C) เป็นอุปกรณ์ที่ถูกนำไปใช้งานทางด้านไฟฟ้าและ
อเิ ล็กทรอนกิ ส์ อย่างกว้างขวางกับอุปกรณ์ เคร่ืองมือ เครื่องใช้ และในระบบงานต่างๆ ที่เก่ียวข้องกับไฟฟ้า
ตัวเก็บประจุเป็นอุปกรณ์ที่สามารถเก็บประจุไฟฟ้าและศักย์ไฟฟ้าไว้ภายในตัวได้ โดยอาศัยคุณสมบัติของ
ประจไุ ฟฟา้ และศกั ยไ์ ฟฟา้ ทม่ี คี ่าต่างกันจะดดู กนั มาใชง้ าน

การทดสอบการเก็บประจุของตัวเก็บประจุ โดยนำแผ่นโลหะบาง 2 แผ่นมาวางประกบติดกัน มี
ฉนวนคั่นกลาง จ่ายศักย์ไฟฟ้าที่ตา่ งกันให้แผ่นโลหะทั้งสอง จะทำให้เกิดเส้นแรงไฟฟ้าวิ่งเคลื่อนทีด่ ึงดูดกนั
จากศักย์ไฟฟ้าที่แผ่นโลหะทั้งสอง การดึงดูดของศักย์ไฟฟ้าจากแผ่นโลหะทั้งสองเกิดอย่างต่อเนื่อง ถึงแม้งด
จา่ ยศักย์ไฟฟ้าให้แผ่นโลหะท้ังสองแล้วก็ตาม คณุ สมบัติดังกล่าว จึงเรยี กแผน่ โลหะทัง้ 2 แผ่นท่ีอยู่ใกล้กันน้ี
ว่าตัวเก็บประจุ การเกบ็ ประจไุ ฟฟ้าของตวั เกบ็ ประจุ แสดงดงั รปู ที่ 9.1

217

- (-)

-+-+ + + + + --
++++++
------ --------- -
----
++++++++++++

(+)

+

(ก) ก่อนการประจุ (ข) หลังการประจุ

รปู ที่ 9.1 การเกบ็ ประจุไฟฟ้าของตัวเกบ็ ประจุ

โครงสร้างของตัวเก็บประจุประกอบด้วยแผ่นโลหะตัวนำบางสองแผ่น ถูกเรียกว่าแผ่นตัวนำ
(Conductive Plate) วางขนานชิดกัน มีฉนวนไฟฟ้า (Dielectric) วางคั่นกลางแผ่นโลหะตัวนำบางทั้งสอง
ทางด้านนอกของแผ่นโลหะตัวนำบางทั้งสองมีลวดตัวนำเชื่อมต่อไว้แผ่นละเส้น ใช้เป็นขาต่อออกภายนอก
เพื่อตอ่ ตัวเกบ็ ประจุไปใช้งาน ลกั ษณะโครงสร้างและสญั ลกั ษณข์ องตวั เกบ็ ประจุ แสดงดงั รปู ท่ี 9.2

++

ชนิดไมม่ ีขั้ว ชนิดมขี ้วั

(ก) โครงสร้าง (ข) สัญลักษณ์

รูปท่ี 9.2 โครงสร้างและสัญลกั ษณ์ของตัวเก็บประจุ

218
ตวั เก็บประจุจะมีการทำงานอยู่ 2 สภาวะ คือ สภาวะประจุ (Charge) เปน็ สภาวะที่ตัวเก็บประจุ
ทำการประจแุ รงดนั และศักยไ์ ฟฟา้ เก็บไวภ้ ายในตวั ในขณะที่จา่ ยแรงดันใหก้ ับตวั เก็บประจุ และสภาวะคาย
ประจุ (Discharge) เป็นสภาวะที่ตัวเก็บประจทุ ำการคายประจแุ รงดนั และศักย์ไฟฟา้ ท่เี ก็บไว้ออกมา เม่ือทำ
การลดั วงจรขาตัวเกบ็ ประจเุ ข้าดว้ ยกัน หรือตอ่ เขา้ ภาระต่างๆ

9.2 ค่าความจุของตัวเกบ็ ประจุ

ค่าความจุ (Capacitance) ของตัวเกบ็ ประจุ คือ ค่าความสามารถในการเก็บสะสมประจุไฟฟ้าไว้ใน
ตัวเก็บประจุได้น้อยหรือมาก ตัวเก็บประจุจึงถูกบอกค่าไว้ในรูปค่าความจุ ตัวเก็บประจุมีค่าความจุน้อย จะ
สามารถเกบ็ ประจไุ ว้ภายในตัวเองได้น้อย และตวั เกบ็ ประจุมีค่าความจุมาก จะสามารถเก็บประจุไว้ภายใน
ตัวเองได้มาก

คา่ ความจใุ นตวั เกบ็ ประจุขึน้ อยู่กบั โครงสร้างและส่วนประกอบท่ีใช้ผลิตตัวเกบ็ ประจุตวั นัน้ โครงสร้าง
และส่วนประกอบทีส่ ำคัญสง่ ผลตอ่ การเปล่ียนแปลงคา่ ความจุของตัวเก็บประจุมี 3 ส่วน ได้แก่ ระยะหา่ งของ
แผน่ โลหะทั้งสอง ขนาดพ้นื ทผี่ วิ ของแผน่ โลหะ และชนิดของวสั ดุที่ใชท้ ำฉนวนค่นั กลางแผน่ โลหะ ทำใหต้ วั เก็บ
ประจุที่ผลติ ข้ึนมาใช้งานมีค่าความจุแตกต่างกันไป และสามารถผลติ ข้ึนมาได้จากวัสดทุ ีใ่ ช้เป็นฉนวนหลาย
ชนิด ลกั ษณะตวั เก็บประจหุ ลายชนดิ และหลายขนาด แสดงดังรปู ที่ 9.3

รปู ที่ 9.3 ตัวเก็บประจุหลายชนดิ และหลายขนาด

9.2.1 ระยะห่างแผน่ โลหะทง้ั สองแตกต่างกัน

ระยะหา่ งของแผ่นโลหะท้งั สองแผ่นภายในตัวเก็บประจุ มีผลต่อการกำหนดคา่ ความจุของ
ตวั เก็บประจุได้ เพราะระยะห่างของแผ่นโลหะทง้ั สองแผ่นมีผลต่ออำนาจการดงึ ดูดประจไุ ฟฟ้าระหว่างแผ่น
โลหะทั้งสอง วางแผ่นโลหะทัง้ สองใกล้กนั อำนาจการดึงดูดของประจุไฟฟา้ มีค่ามาก เกิดความต่างศักย์ท่แี ผ่น
โลหะทั้งสองมาก จะทำให้ตัวเก็บประจุมีค่าความจุมาก และเมื่อวางแผ่นโลหะทั้งสองห่างกันอำนาจการ

219

ดึงดูดของประจไุ ฟฟ้าน้อยลง เกดิ ความต่างศกั ย์ทแี่ ผน่ โลหะทั้งสองน้อยลง จะทำให้ตัวเก็บประจมุ คี า่ ความจุ
น้อย ถา้ กำหนดให้ขนาดพื้นที่ผิวของแผ่นโลหะในตัวเก็บประจุท้งั 2 ตัวเท่ากนั ค่าความจุของตัวเก็บประจุ
จะมผี ลออกมาดงั นี้ แผน่ โลหะทั้งสองวางชดิ กันจะมคี า่ ความจมุ าก และแผน่ โลหะทั้งสองวางห่างกนั จะมคี ่า
ความจนุ ้อย คา่ ความจุของตัวเกบ็ ประจุขนึ้ อยู่กบั ระยะหา่ งของแผน่ โลหะ แสดงดงั รปู ที่ 9.4

(ก) ระยะหา่ งแผ่นโลหะนอ้ ยความจสุ งู (ข) ระยะหา่ งแผ่นโลหะมากความจุต่ำ

รูปที่ 9.4 คา่ ความจขุ องตวั เกบ็ ประจขุ น้ึ อยู่กับระยะห่างของแผน่ โลหะ

9.2.2 ขนาดพืน้ ที่ผิวแผน่ โลหะแตกต่างกนั

ขนาดพ้ืนท่ผี ิวของแผ่นโลหะทงั้ สองแผ่นสามารถกำหนดขนาดของค่าความจุในตวั เก็บประจุ
ได้ ว่าสามารถเก็บสะสมประจไุ ฟฟา้ ไวใ้ นตัวไดน้ อ้ ยหรอื มากเพยี งไร แผ่นโลหะมพี น้ื ที่ผวิ มาก จำนวนประจุ
ไฟฟ้าที่ประจไุ วใ้ นแผ่นโลหะมีจำนวนมาก เกิดความจุมาก แผ่นโลหะมีพื้นที่ผิวน้อย จำนวนประจไุ ฟฟา้ ที่
ประจไุ ว้ในแผ่นโลหะมีจำนวนนอ้ ย เกดิ ความจนุ อ้ ย โดยกำหนดให้ระยะหา่ งของแผน่ โลหะในตัวเก็บประจุ
ทั้ง 2 ขนาดเท่ากัน ค่าความจุของตัวเกบ็ ประจุจะมีผลออกมาดังนี้ แผ่นโลหะมีพื้นที่ผิวมากจะมคี ่าความจุ
มาก และแผ่นโลหะมีพื้นที่ผิวน้อยจะมีค่าความจุน้อย ค่าความจุของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับขนาดพื้นที่ผวิ
ของแผน่ โลหะทัง้ สอง แสดงดังรปู ที่ 9.5

220

(ก) ขนาดพื้นทผ่ี วิ แผ่นโลหะทั้งสองมากความจุสงู (ข) ขนาดพ้ืนท่ีผิวแผ่นโลหะทั้งสองนอ้ ยความจตุ ่ำ

รปู ที่ 9.5 คา่ ความจุของตวั เกบ็ ประจุข้ึนอย่กู บั ขนาดพน้ื ทีผ่ วิ แผน่ โลหะทัง้ สอง

9.2.3 ชนดิ วสั ดุที่ใชท้ ำฉนวนคนั่ กลางแผน่ โลหะแตกต่างกัน

วัสดุต่างชนิดกนั มีคุณสมบัติในการเปน็ ฉนวนต่อประจุไฟฟ้าแตกตา่ งกนั เมื่อนำ มาใช้งาน
เปน็ ฉนวนคั่นกลางแผน่ โลหะ ย่อมมีผลตอ่ คา่ ความจุท่เี กิดขน้ึ ในตวั เก็บประจุแตกต่างกนั ไป การทดสอบทำ
ได้โดยนำแผ่นโลหะทั้งสองแผ่นของตัวเก็บประจุวางห่างกัน ในระยะคงที่ค่าหนึ่ง นำฉนวนที่แตกต่างกันมา
เป็นฉนวนคั่นกลางแผ่นโลหะทั้งสอง โดยเปรียบเทียบกับฉนวนที่เป็นอากาศ ซึ่งมีค่าคงตัวความเป็นฉนวน
(Dielectric Constant ; k) เท่ากับ 1 ใช้ฉนวนชนิดต่างๆ ที่มีค่าคงตัวความเป็นฉนวนแตกต่างกันไปมาทำ
การเปรียบเทียบค่าความจุทีเ่ กิดข้ึน พบว่าฉนวนที่มีค่าคงตัวความเป็นฉนวนสูง จะสามารถเก็บประจุไว้ได้
มากกว่าการใช้ฉนวนท่ีมีค่าคงตวั ความเป็นฉนวนต่ำ คา่ คงตัวความเป็นฉนวนของวัสดุชนิดต่างๆ แสดงได้ดัง
ตารางที่ 9.1

ตารางที่ 9.1 แสดงค่าคงตัวความเปน็ ฉนวนของวสั ดตุ ่างชนิดกนั

ชนดิ วัสดุ ค่าคงตัวความเปน็ ฉนวน (k)

สญุ ญากาศ, อากาศ 1
เทฟลอน 2 – 2.3
2.2 – 2.36
โพลโี พรไพลีน 2.4 – 2.7
โพลสี ไตรนี 2.8 – 3.0
โพลีคาร์บอเนต 3 – 3.3
โพลเี อสเตอร์ (ไมลาร์) 3.3 – 3.5
กระดาษ

221

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) 4.5

ไฟเบอร์ 5.0

ไมก้า 4.5 – 7.5

ยาง 7

แทนทาลมั ออกไซด์ 11

เซรามกิ 80 – 6,000

ตัวเก็บประจุทีผ่ ลิตข้ึนมาใชง้ านจะใช้คุณสมบตั ิที่แตกต่างกันทง้ั 3 ประการดงั กล่าว นำ ไปใชใ้ นการ

ผลติ ทำใหต้ วั เกบ็ ประจทุ ีม่ ใี ชง้ านมคี วามหลากหลาย ทั้งชนดิ ตัวเกบ็ ประจุ ขนาดคา่ ความจุ และการนำไปใช้

งาน ชื่อเรียกตัวเก็บประจุถูกเรียกแตกต่างกันออกไปตามลักษณะของโครงสร้าง และชนิดของฉนวนที่ใช้

แตกต่างกนั ไป โดยแบง่ ออกตามคุณลกั ษณะการทำงานของตวั เก็บประจุ แบ่งออกได้เป็น ตวั เก็บประจุแบบ

ค่าคงท่ี (Fixed Capacitor) และตวั เก็บประจุแบบเปล่ียนแปลงค่าได้ (Variable Capacitor)

9.3 ตัวเกบ็ ประจแุ บบค่าคงท่ี
ตวั เกบ็ ประจแุ บบคา่ คงที่ เป็นตวั เกบ็ ประจทุ ่ีมคี า่ ความจภุ ายในตัวคงทตี่ ายตัว ไมส่ ามารถเปลีย่ นแปลง

ค่าได้ ถูกผลิตออกมาใช้งานมากมายหลายขนาด หลายชนิด แต่ละชนิดผลิตขึ้นมาจากวัสดุที่ใช้เป็นฉนวน
แตกตา่ งกันออกไป ทำใหช้ ่อื ที่ใช้เรียกชนดิ ตวั เก็บประจุแตกตา่ งกนั โดยเรยี กชอ่ื ตวั เก็บประจุตามช่ือของวัสดุ
ทใ่ี ช้เปน็ ฉนวน แบง่ ออกไดด้ ังนี้

1. ตวั เก็บประจุชนิดกระดาษ (Paper Capacitor)

2. ตัวเก็บประจุชนดิ เซรามิก (Ceramic Capacitor)
3. ตัวเก็บประจชุ นิดไมก้า (Mica Capacitor)
4. ตวั เกบ็ ประจุชนิดฟลิ ์มพลาสติก (Plastic Film Capacitor)
5. ตัวเกบ็ ประจชุ นิดอิเลก็ โตรไลติก (Electrolytic Capacitor)
6. ตวั เก็บประจชุ นดิ แทนทาลัม (Tantalum Capacitor)
9.3.1 ตัวเก็บประจุชนิดกระดาษ

ตัวเก็บประจุชนิดกระดาษ เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้ฉนวนคั่นกลางแผ่นโลหะทั้งสองทำจาก
กระดาษแผ่นบางที่เคลือบด้วยน้ำยาฉนวน น้ำยาที่ใช้เคลือบกระดาษ เช่น น้ำมัน (Oil) หรือขี้ผ้ึง
(Beeswax) เป็นต้น นำมาม้วนเป็นก้อนกลมทรงกระบอก ขาลวดตัวนำถูกต่อออกมาใช้งานจากแผน่ โลหะ
บางด้านละขา ต่อออกมาเป็นขาตัวเก็บประจุ ตัวถังตัวเก็บประจุชนิดนี้หุ้มด้วยกระดาษแข็ง พลาสติก
หรือโลหะอะลมู เิ นียม นิยมนำไปใช้งานในดา้ นแรงดันไฟสูง และแรงดันไฟสลบั ทคี่ วามถ่ีตำ่ เชน่ ใช้เป็นตัว
ชว่ ยในการเร่ิมหมนุ ของมอเตอรไ์ ฟฟ้า และใช้ในวงจรเคร่ืองเสียง เป็นต้น ลกั ษณะตัวเก็บประจุชนิดกระดาษ
แสดงดงั รูปท่ี 9.6

222

(ก) ชนดิ กระดาษเคลอื บขี้ผงึ้ (ข) ชนิดกระดาษเคลอื บนำ้ มัน

รูปท่ี 9.6 ตัวเก็บประจุชนิดกระดาษ
9.3.2 ตัวเกบ็ ประจชุ นดิ เซรามิก

ตัวเก็บประจุชนิดเซรามิก เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้ฉนวนคั่นกลางแผ่นโลหะทั้งสองเป็นวัสดุ
ประเภทเซรามิก เซรามิกทำมาจากดินเหนียวผสมด้วยสารแบเรียมไททาเนต (Barium Titanate) มาจาก
การผสมกันของสารแบเรียมคาร์บอเนต (Barium Carbonate) และไททาเนียมไดออกไซด์ (Titanium
Dioxide) นำไปเผาที่ความร้อนสูง ทำให้ได้เซรามิกที่มีค่าคงตัวความเป็นฉนวนสูงมากออกมา แผ่นโลหะ
ตัวนำจะใช้เงินเคลือบบนผิวเซรามิก ทำให้ตัวเก็บประจุชนิดนี้มีค่าความจุสูงขึ้นแต่มีขนาดเล็กลง
นอกจากนั้นยังสามารถเพิ่มค่าความจุได้ โดยใช้แผ่นโลหะซ้อนกันหลายชัน้ มีฉนวนเซรามิกขวางซ้อนหลาย
ชั้น (Multilayer Ceramic) ตัวเก็บประจุชนิดนี้มีค่าผิดพลาดต่ำประมาณ 1 % ผิวด้านนอกหุ้มด้วย
พลาสติกหรือซิลโิ คน นยิ มนำไปใช้งานในวงจรกำจัดสัญญาณรบกวน และวงจรกรองสัญญาณความถ่ีสูงลง
กราวด์ ไมน่ ิยมใชใ้ นวงจรทำงานกับสญั ญาณชนดิ แอนะลอก (Analog Signal) เพราะจะทำให้สัญญาณเกิด
ความผิดเพี้ยน ลกั ษณะตัวเก็บประจุชนิดเซรามกิ แสดงดงั รูปที่ 9.7

แบบขา แบบแปะตดิ SMD

(ก) ชนิดชน้ั เดยี ว (ข) ชนดิ หลายชน้ั

รปู ท่ี 9.7 ตัวเกบ็ ประจชุ นดิ เซรามกิ

223

9.3.3 ตัวเก็บประจุชนิดไมกา้

รปู ท่ี 9.8 ตวั เกบ็ ประจุชนดิ ไมก้า ตัวเก็บประจุชนิดไมก้า เป็นตัวเก็บประจุที่ใช้
แผน่ โลหะบางหลายๆ แผน่ วางซอ้ นกัน แต่ละแผน่ โลหะบาง
ถูกคั่นด้วยฉนวนไมก้า ต่อเชื่อมแผ่นโลหะออกเป็น 2 ชุด
พร้อมตอ่ ขาด้วยลวดตัวนำออกมาใชง้ าน แผ่นโลหะท่ีใช้
ผลิตตัวเก็บประจุชนิดไมก้าแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ
แผ่นโลหะบางแบบอะลูมิเนียม (Aluminum Foil) และ
แผ่นโลหะบางแบบฟิล์มเงิน (Silver Films Foil) ไมก้า
จัดเปน็ ฉนวนมคี ณุ ภาพดี ทำใหต้ ัวเกบ็ ประจุชนิดนส้ี ามารถ
สร้างให้ทนแรงดันได้สงู ขึ้น มีความคงท่ี

ต่ออุณหภูมิดี นิยมนำไปใช้งานในวงจรเกี่ยวข้องกับแรงดันไฟสูง ใช้ในวงจรกรองความถี่สูง และในวงจร
ตอบสนองความถ่ี ลักษณะตัวเก็บประจุชนดิ ไมกา้ แสดงดงั รูปท่ี 9.8

9.3.4 ตวั เกบ็ ประจุชนิดฟิล์มพลาสตกิ

ตวั เก็บประจชุ นิดฟลิ ม์ พลาสติก เปน็ ตวั เก็บประจุที่ใชฉ้ นวนคน่ั กลางแผ่นโลหะท้งั สองเป็น
วัสดุประเภทพลาสตกิ แผน่ บาง ซ่งึ มีหลายชนิดแตกตา่ งกนั มีโครงสร้างคลา้ ยกับตัวเก็บประจุชนิดกระดาษ
เพียงแต่เปลี่ยนฉนวนเป็นฟิล์มพลาสติกชนิดต่างๆ ฟิล์มพลาสติกที่นำมา ใช้ทำฉนวน ทำมาจากวัสดุหลาย
ประเภท เช่น โพลีเอสเตอร์ (Polyester) เรียกไดอ้ ีกชอื่ ว่าไมล่าร์ (Mylar) โพลีโพรพิลีน (Polypropylene) โพ
ลสี ไตรีน (Polystyrene) โพลีคาร์บอเนต (Polycarbonate) และเมตัลไลซ์พลาสตกิ (Metalized Plastic) เป็น
ต้น การเรยี กชือ่ ตวั เก็บประจุชนิดฟิล์มพลาสติก มักเรยี กชือ่ ตามชนดิ ฉนวนพลาสตกิ ท่ใี ชผ้ ลิตตัวเก็บประจุ

ที่ตัวเก็บประจุชนิดฟิล์มพลาสติก จะนิยมพมิ พ์ตวั อกั ษรย่อภาษาองั กฤษติดกนั 2 – 3 ตัว
กำกับไวท้ ่สี ่วนใดสว่ นหนงึ่ บนตวั ถังตัวเก็บประจุ เพอื่ แสดงถงึ ชนิดของฉนวนพลาสติกที่ใช้ผลิต อักษรท่ีบอก
ไว้มหี ลายค่า มคี วามหมายดงั น้ี

PP, KP= โพลีโพรพิลีน
KT = โพลเี อสเตอร์ (ไมลา่ ร์)
KC = โพลีคาร์บอเนต
KS = โพลีสไตรีน
MK = เมตลั ไลซ์พลาสติก

224

MKP = เมตลั ไลซ์โพลีโพรพลิ นี
MKT = เมตลั ไลซ์โพลีเอสเตอร์
MKC = เมตัลไลซ์โพลีคาร์บอเนต
MKS = เมตลั ไลซ์โพลีสไตรนี

ฯลฯ
ตัวเก็บประจุชนิดฟิล์มพลาสติก ถูกผลิตขึ้นมาใช้งานมากมายหลายชนิด หลายรูปแบบ
เพราะดว้ ยคณุ สมบตั ิของฉนวนทด่ี กี ว่ากระดาษมาก ทำใหส้ ามารถผลติ ตัวเก็บประจใุ ห้มีค่าความจสุ ูงขน้ึ ได้ มี
อายุการใช้งานยาวนานขึ้น ค่าอุณหภูมิมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงค่าความจุน้อยลง การนำไปใช้งาน นิยม
นำไปใช้ในวงจรที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง มีความแน่นอนสูง ใช้งานได้ดีในย่านความถี่สูง ลักษณะตัวเก็บ
ประจุชนดิ ฟลิ ์มพลาสติกชนดิ ต่างๆ แสดงดังรูปท่ี 9.9

(ก) ชนดิ ฟลิ ม์ โพลีเอสเตอร์ (ข) ชนิดเมตัลไลซ์โพลเี อสเตอร์

(ค) ชนดิ ฟลิ ์มโพลโี พรพิลีน (ง) ชนิดเมตลั ไลซโ์ พลโี พรพลิ ีน

225

(จ) ชนิดฟิลม์ โพลีสไตรนี (ฉ) ชนิดเมตัลไลซ์โพลีสไตรีน

(ช) ชนิดฟิล์มโพลีคารบ์ อเนต (ซ) ชนิดเมตัลไลซ์โพลคี ารบ์ อเนต

(ฌ) ชนิด SMD เมตัลไลซโ์ พลีเอสไทลนี

รูปท่ี 9.9 ตัวเก็บประจุชนิดฟิล์มพลาสตกิ
9.3.5 ตวั เก็บประจุชนดิ อิเลก็ โตรไลติก

ตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโตรไลติก เป็นตัวเก็บประจุที่โครงสร้างประกอบด้วยแผ่น
อะลูมิเนียมบางทำเปน็ แผ่นโลหะเก็บประจุไฟฟ้า มีขั้วไฟฟา้ บวก (+) ลบ (–) กำกับไว้ที่ตัวเก็บประจุคงที่

226

ตายตัว ใช้แผ่นกระดาษจุ่มอยู่ในสารอิเล็กโตรไลต์ (Electrolyte) ให้เปียกชุ่ม ทำเป็นฉนวนคั่นกลาง นำ
ทั้งหมดม้วนเข้าด้วยกันให้เป็นทรงกระบอก และบรรจุลงในกระป๋องอะลูมิเนียม หรือกระป๋องโลหะ ที่มี
สารละลายอิเล็กโตรไลต์บรรจุอยู่ด้วย สารละลายอิเล็กโตรไลต์ที่นิยมใช้บรรจุ เช่น โซเดียม บอเรต
(Sodium Borate) อีไทลนี กลโี คล (Ethylene glycol) หรือกรดบอริก (Boric Acid) เปน็ ตน้ ตัวเก็บประจุ
ชนดิ อิเล็กโตรไลติก แสดงดังรปู ท่ี 9.10

(ก) แบบขา (ข) แบบแปะติด SMD

รูปที่ 9.10 ตวั เก็บประจุชนดิ อิเล็กโตรไลติก
ข้วั ของตวั เกบ็ ประจุชนิดอเิ ลก็ โตรไลติก ตอนกลางตวั เก็บประจุเปน็ ขัว้ บวก (+) ตอนนอกท่ี
ติดกระป๋องเป็นขั้วลบ (–) การผลิตจะต้องทำการปิดฝาให้สนิทเพื่อป้องกันสารละลาย อิเล็กโตรไลต์รั่วไหล
ออกมา ระหว่างการผลิตต้องป้อนแรงดันไฟตรงให้ขัว้ ท้ังสองของตวั เก็บประจุ เพ่อื ใหเ้ กิดปฏกิ ิริยาอิเล็กโตรไล
ซิส เกิดการแยกตัวทางไฟฟา้ ขึ้นมา ด้านขั้วบวกของตัวเก็บประจุเกิดฟิล์มอะลูมิเนียมออกไซด์ (Aluminum
Oxide) ขึ้นรอบแผ่นอะลูมิเนียมแผ่นบวก เป็นฉนวนบางคั่นระหว่างแผ่นอะลูมิเนียมขั้วบวก ให้แยกออก
จากขั้วลบของตัวเก็บประจุ เนื่องจากฟิลม์ ของแผน่ อะลมู ิเนียมมีขนาดบางมาก ทำให้สามารถสรา้ งตัวเกบ็
ประจุชนิดนี้ให้มีคา่ ความจุสูงขึน้ ได้ จึงสามารถผลติ ค่าความจมุ าใช้งานได้โดยมขี นาดตัวเก็บประจุท่ีเลก็ ลง
ตวั เก็บประจชุ นดิ นีส้ ามารถสร้างให้มคี ่าความจุได้หลากหลายค่า ต้ังแต่ค่าความจตุ ำ่ ไปถึงค่าความจุสงู ๆ ถูก
นำไป ใชง้ านในวงจรตา่ งๆ มากมาย
เนื่องจากตัวเก็บประจุชนิดนี้มีขั้วกำกับไว้ตายตัว การนำไปใช้งานกับแรงดันไฟตรง
จำเป็นตอ้ งตอ่ ใชง้ านกับแหลง่ จ่ายแรงดันไฟตรงให้ถกู ต้องตามข้ัวตวั เก็บประจุ หากตอ่ ผิดขว้ั ตัวเก็บประจุชนิด
นี้จะหมดคา่ ความจทุ นั ที ยังทำให้เกดิ ความร้อนสงู ภายในตัวเกบ็ ประจุ สง่ ผลใหเ้ กิดกา๊ ซจำนวนมากดันออกมา
ภายนอก ตัวเก็บประจุเกิดการระเบิด นอกจากนั้นตัวเก็บประจุชนิดนี้ยังมีค่ากระแสรั่วไหล (Leakage
Current) สงู การใช้งานจะต้องใช้ดว้ ยความระมัดระวัง

227

9.3.6 ตัวเก็บประจชุ นดิ แทนทาลมั
ตัวเกบ็ ประจุชนิดแทนทาลมั ก็คอื ตัวเก็บประจชุ นิดอเิ ลก็ โตรไลตกิ นน่ั เอง ที่ถูกพัฒนาข้ึนมา

ใช้งาน เพื่อแก้ข้อเสียของตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโตรไลติก ที่ใช้สารอิเล็กโตรไลต์เป็นชนิดน้ำ มาใช้สาร
อิเลก็ โตรไลต์เป็นของแขง็ แทน และทำให้ตวั เก็บประจุมีขนาดทเ่ี ล็กลงแต่มคี ่าความจุสงู มากขึ้น โครงสร้าง
ของตัวเก็บประจุชนิดแทนทาลมั ประกอบดว้ ยแผ่นโลหะบางของแทนทาลัม เคลือบแผน่ โลหะแทนทาลัม
ด้วยฉนวนที่มีค่าคงตัวไดอิเล็กตริกสูง เช่น พวกสนิมแทนทาลัม (Tantalum Oxide) และเคลือบด้วยสาร
อิเล็กโตรไลต์ ทำมาจากโพลีเมอร์สารกึ่งตัวนำ (Semiconducting Polymer) เพื่อคั่นกลางแผ่นโลหะ
แทนทาลัมอีกชั้น ขาลวดตัวนำถูกต่อออกมาจากแผ่นโลหะแทนทาลัม ผิวด้านนอกสุดของตัวเก็บประจุถกู
เคลือบดว้ ยสารประเภทพลาสติก ตัวเก็บประจชุ นดิ แทนทาลัม แสดงดังรูปท่ี 9.11

(ก) แบบขา (ข) แบบแปะตดิ SMD

รูปที่ 9.11 ตัวเก็บประจแุ ทนทาลัม

ตัวเก็บประจุชนิดแทนทาลัม นิยมนำไปใช้งานประเภทวงจรกรองความถี่ต่ำ วงจรส่งผ่าน
สัญญาณ เป็นตัวเก็บประจทุ ี่ไม่ไวต่ออุณหภูมิ และมีค่าคุณสมบัติระหว่างค่าความจุต่ออุณหภูมิตำ่ กวา่ ตัว
เก็บประจุชนิดอเิ ล็กทรอไลตกิ แบบอนื่ งานท่ีไม่เหมาะกับการนำตัวเก็บประจชุ นดิ แทนทาลัมไปใชง้ าน ได้แก่
วงจรตั้งเวลาทีใ่ ช้ RC ระบบกระตุ้นการทำงาน และวงจรเลื่อนเฟสสัญญาณ เนื่องจากตัวเก็บประจุชนิดนีม้ ี
คณุ สมบตั ิของสารไดอิเลก็ ตรกิ ไวตอ่ การดูดกลนื ประจุไฟฟ้าสงู ซงึ่ เมอ่ื ตวั เกบ็ ประจถุ กู คายประจุออกมาหมดจน
เป็นศูนย์แล้วกต็ าม ฉนวนยังคงมีประจุไฟฟ้าหลงเหลืออยู่ ทำให้การกำหนดเวลาของการทำงานมีความไม่
แน่นอน

ขอ้ ดีของตวั เกบ็ ประจุชนดิ แทนทาลัม คือ มีค่าความจสุ ูงในขนาดเล็กลง ขณะนำไปใช้งาน
ไม่เกดิ กระแสรั่วไหล ทนต่ออณุ หภมู ิและความชน้ื ได้ดี มีความทนทานในการใช้งาน

ข้อเสียของตวั เก็บประจุชนิดแทนทาลัม คอื มอี ตั ราทนแรงดนั ตำ่

228

9.4 ตวั เก็บประจแุ บบเปลยี่ นแปลงคา่ ได้

ตัวเกบ็ ประจุแบบเปลี่ยนแปลงค่าได้ เป็นตัวเกบ็ ประจุท่ีค่าความจุสามารถปรับเปล่ียนค่าให้เพ่ิมข้ึน
หรือลดลงได้ โครงสร้างตัวเก็บประจุชนิดนี้ประกอบด้วยแผ่นโลหะวางซ้อนกันแบ่งออก เป็น 2 ชุด ชุดแผ่น
โลหะคงที่ (Stator Plate) แผ่นโลหะถูกยดึ ติดคงที่ตายตวั และชุดแผ่นโลหะเคลื่อนที่ (Rotor Plate) แผ่น
โลหะชุดน้ถี ูกยึดบนแกนที่สามารถปรับหมุนเคลอ่ื นท่ีได้ โดยใชฉ้ นวนคั่นกลางแผ่นโลหะทงั้ 2 ชุดไว้ ฉนวนท่ี
ใช้แตกต่างกนั หลายชนิด เชน่ อากาศ แผ่นไมกา้ หรือแผ่นพลาสติก เป็นตน้ ตวั เก็บประจแุ บบเปลี่ยนแปลง
ค่าได้ แสดงดงั รปู ที่ 9.12

แบบแกนอากาศ แบบแกนพลาสติก

(ก) โครงสร้าง (ข) สัญลกั ษณ์

รปู ที่ 9.12 ตัวเก็บประจุแบบเปลย่ี นแปลงคา่ ได้

ค่าความจุของตัวเก็บประจุแบบนี้ ขึ้นอยู่กับการปรับหมุนชุดโลหะเคลื่อนที่ ถ้าชุดโลหะเคลื่อนที่
ซ้อนทับชุดโลหะคงที่ทั้งหมด ตัวเก็บประจุจะมีค่าความจุสูงสุด เมื่อค่อยๆ ปรับแกนปรับหมุนให้ชุดโลหะ
เคลื่อนที่เคลื่อนห่างออกจากชุดโลหะคงที่ ค่าความจุของตัวเก็บประจุจะค่อยๆ ลดลง และเมื่อชุดโลหะ
เคลื่อนท่ีแยกออกจากชุดโลหะคงที่หมด ค่าความจุของตัวเก็บประจุจะมีค่าต่ำสุด ตัวเก็บประจุแบบนี้นิยม
เรียกว่า ตัวเก็บประจุวาริเอเบิล (Variable Capacitor) การใช้งานจะถูกใช้ในย่านความถี่สูง เช่น วงจร LC
ปรับหาคลื่นสถานีวิทยุ สถานีโทรทัศน์ และสถานีสื่อสารย่านอื่นๆ เป็นต้น ลักษณะตัวเก็บประจุแบบน้ี

229

อาจมีชุด (Gang) ปรับเปลี่ยนค่าชุดเดยี ว หรือมีชุดปรับเปล่ียนค่าหลายชดุ ภายในตวั เก็บประจตุ ัวเดียว ชุด
ตัวเกบ็ ประจแุ บบเปลย่ี นแปลงค่าไดแ้ บบต่างๆ แสดงดังรปู ที่ 9.13

โครงสร้าง สญั ลักษณ์ โครงสร้าง สัญลักษณ์

(ก) แบบ 1 ชุด (ข) แบบ 2 ชุด

รูปที่ 9.13 ชุดตวั เกบ็ ประจุแบบเปลีย่ นแปลงค่าไดแ้ บบชุดเดียว และสองชุด
ตัวเก็บประจุแบบเปลี่ยนแปลงค่าได้ นอกจากเป็นแบบวาริเอเบิลแล้ว ยังมีตัวเก็บประจุ แบบ
เปลี่ยนแปลงค่าได้อีกลักษณะหนึ่งที่มีขนาดเล็กลง มีค่าความจุต่ำๆ มีแผ่นโลหะคงที่และแผ่นโลหะเคลื่อนที่
ประกอบร่วมกันอย่างน้อยอย่างละ 1 แผ่น หรือมากกว่า นิยมเรียกว่า ตัวเก็บประจุ ทริมเมอร์ (Trimmer
Capacitor) ฉนวนท่ใี ชค้ ัน่ กลางแผ่นโลหะใช้แผ่นไมก้า หรือแผ่นพลาสติก ตวั เก็บประจุทริมเมอร์ แสดงดัง
รปู ที่ 9.14

(ก) โครงสร้าง (ข) สัญลักษณ์

รูปที่ 9.14 ตวั เก็บประจุทริมเมอร์

230

9.5 หนว่ ยความจุและค่าทนแรงดนั

ตัวเก็บประจทุ ่ีผลิตออกมาใช้งานมีหลายแบบ หลายขนาด นำไปใชง้ านแตกต่างกนั หลายหน้าที่ และใช้
ในวงจรที่มีค่าแรงดันแตกต่างกันไป เนื่องจากตัวเก็บประจุทำหน้าท่ีเกบ็ ประจุแรงดนั ไว้ภายในตัว การจะเกบ็
ประจุให้ได้คา่ ตามกำหนดมากนอ้ ยแตกต่างกนั จำเป็นต้องเลือกค่าใชง้ านทีแ่ ตกต่างกัน เพื่อให้ได้ค่าที่ถูกต้อง
เหมาะสม สิ่งสำคัญทจ่ี ะนำตวั เกบ็ ประจุมาใชง้ าน จะต้องทราบคา่ ทแ่ี สดงไวบ้ นตวั เกบ็ ประจุตามความต้องการ
คา่ สำคญั ทถ่ี ูกกำกับไว้ข้างตวั ถงั ตัวเกบ็ ประจุมีอย่างนอ้ ย 2 ค่า ไดแ้ ก่ คา่ ความจุของตัวเกบ็ ประจุ และค่าทน
แรงดนั ใช้งานไดข้ องตัวเก็บประจุ นอกจากนนั้ ยังอาจบอกค่าความผดิ พลาดของตวั เก็บประจุ รวมถึงบอกค่า
ย่านอุณหภูมทิ ีท่ ำงานได้ไว้ดว้ ย ค่าความจุและค่าทนแรงดันหากใชไ้ มเ่ หมาะสมต่อการทำงาน จะส่งผลต่อ
การทำงานที่ไม่ถูกต้อง หรือทำให้ตัวเก็บประจุชำรุดเสียหายได้ รวมถึงส่งผลต่อการทำงานของเครื่องมอื
เคร่อื งใช้ และอปุ กรณ์ที่เกี่ยวข้องเกิดความผดิ ปกติ หรืออาจชำรุดเสียหายได้

9.5.1 หนว่ ยความจุตวั เกบ็ ประจุ

ตัวเก็บประจทุ ีผ่ ลิตมาใช้งานมีมากมาย คา่ ความจุที่ผลติ ข้ึนมาใช้งานแตกตา่ งกันไป ตั้งแต่

ค่าต่ำไปถงึ ค่าสงู ความจุของตวั เกบ็ ประจตุ ามปกตมิ ีหนว่ ยเป็นฟารดั (Farad ; F) ซง่ึ เปน็ หนว่ ยทใี่ หญ่เกนิ ไป

เพราะค่าความจุท่ีผลิตออกมาใช้งานมีค่าต่ำกวา่ ฟารดั จึงจำเป็นตอ้ งแตกหน่วยค่าความจุออกให้เป็นหน่วย

เลก็ ลง แบง่ ออกเป็น หน่วยไมโครฟารัด (Microfarad ; F) นาโนฟารัด (Nanofarad ; nF) และ พโิ คฟารัด

(Picofarad ; pF) หน่วยใช้งานทงั้ หมด เขียนค่าความสัมพันธ์กนั ไดด้ ังนี้

1 ฟารัด (F) = 1,000,000 ไมโครฟารดั (F) = 1 x 106 F

= 1,000,000,000 นาโนฟารดั (nF) = 1 x 109 nF

= 1,000,000,000,000 พิโคฟารัด (pF) = 1 x 1012 pF

1 ไมโครฟารดั (F) = 1 x 10-6 F = 1 x 103 nF = 1 x 106 pF

1 นาโนฟารดั (nF) = 1 x 10-9 F = 1 x 10-3 F = 1 x 103 pF

1 พิโคฟารดั (pF) = 1 x 10-12 F = 1 x 10-6 F = 1 x 10-3 nF

ตัวอยา่ งที่ 9.1 จงแปลงหน่วยคา่ ความจตุ อ่ ไปน้ีให้ถกู ตอ้ ง

(ก) 47,000 nF ใหเ้ ป็นหนว่ ย F (ข) 330,000 pF ใหเ้ ป็นหนว่ ย nF
(ค) 6.8 x 10-9 F ใหเ้ ป็นหน่วย pF (ง) 22 x 10-5 F ใหเ้ ป็นหนว่ ย F

231

(จ) 0.15 F ให้เปน็ หน่วย nF

วิธีทำ

(ก) 47,000 nF = 47,000 x 1 F = 47 F
1,000
1 = 330 nF
(ข) 330,000 pF = 330,000 x 1,000 nF = 6.8 x 103 pF = 6,800 pF

(ค) 6.8 x 10-9 F = 6.8 x 10-9 x 1012 pF

(ง) 22 x 10-5 F = 22 x 10-5 x 106 F = 220 F

(จ) 0.15 F = 0.15 x 1,000 nF = 150 nF ตอบ

9.5.2 คา่ ทนแรงดันตวั เกบ็ ประจุ

คา่ ทนแรงดันของตัวเก็บประจุ เปน็ ส่วนท่ีสำคัญอีกค่าหนึ่งของตวั เก็บประจุ ช่วยบอกถึงค่า

การทนแรงดนั ของตัวเก็บประจตุ ัวนัน้ วา่ ทนได้มากน้อยเท่าไร การนำตัวเกบ็ ประจไุ ปใช้งานจำเป็นต้องคำนึงถึง

คา่ ความสามารถในการทนแรงดันของตวั เกบ็ ประจตุ วั นนั้ เพราะค่าแรงดันทีแ่ สดงไว้ เปน็ การแสดงให้ทราบว่า

ตัวเก็บประจตุ วั น้นั สามารถนำไปใช้กับแรงดนั ไดม้ ากที่สุดเท่าไร แรงดนั ที่จ่ายมาให้ตวั เก็บประจุ จะต้องมี

คา่ ไมเ่ กินกวา่ ค่าทนแรงดนั ท่ีแสดงไว้ หากค่า แรงดนั ที่ป้อนใหม้ ากเกนิ กว่าค่าทนแรงดันที่แสดงไว้ ตัวเก็บ

ประจตุ วั นัน้ จะชำรดุ เสยี หายทนั ที หมดสภาพการเปน็ ตัวเก็บประจุ

การแสดงค่าทนแรงดันของตวั เก็บประจุจะบอกหนว่ ยไว้เปน็ โวลต์ (V) ถกู แสดงคา่ แรงดันไว้

ในลักษณะแตกต่างกันไป เช่น แสดงค่าแรงดันไฟตรง (DC Voltage ; VDC) แสดงค่าแรงดันทำงาน

(Working Voltage ; WV) หรือแสดงค่าแรงดันทดสอบ (Testing Voltage ; TV) เป็นต้น ค่าเหล่านี้เป็นค่า

ทนแรงดันสูงสุดของตวั เก็บประจุตัวนัน้ การเลือกตัวเก็บประจุมาใช้งาน ต้องเลือกค่าทนแรงดันของตัวเก็บ

ประจุให้มากกว่าค่าแรงดนั ท่ีใช้งานจรงิ เสมอ ไมค่ วรนอ้ ยกวา่ 40 % เชน่ นำตัวเกบ็ ประจุไปใชง้ านกับแรงดัน

6 VDC ควรเลือกตัวเก็บประจุทนแรงดันได้ไม่น้อยกว่า 10 VDC มาใช้งาน เพื่อความปลอดภัยของตัวเก็บ
ประจุ และส่งผลตอ่ ความทนทานในการใชง้ านมากข้นึ

กรณีที่ค่าทนแรงดันของตวั เก็บประจุบอกค่าไวเ้ ป็นแรงดันไฟตรง (VDC) เมื่อนำ ไปใช้งาน
กบั แรงดันไฟสลับ (VAC) จะต้องเพม่ิ คา่ ทนแรงดนั ให้มากขึ้นอย่างน้อย 50 % เชน่ นำตวั เก็บประจุไปใช้งานกับ
แรงดันไฟสลับ 100 VAC ควรเลือกตัวเก็บประจุทนแรงดันไฟตรงได้ไม่น้อยกว่า 200 VDC มาใช้งาน เพราะ
แรงดันไฟสลับที่ 100 VAC จะมีค่าแรงดนั ไฟสลับสูงสุดทีจ่ ่ายเข้ามาถึง 141 VAC ดังนั้นการเลือกค่าทนแรงดนั
ของตัวเกบ็ ประจุมาใช้งานมีส่วนสำคัญตอ่ การทำงานของวงจร ซึ่งจะส่งผลต่อการทำงานที่ถูกต้อง และทำให้

วงจรมคี วามทนทานในการทำงานมากขึ้น

9.6 การอ่านคา่ ความจุตัวเกบ็ ประจุ

232

ตัวเก็บประจุที่ผลิตมาใช้งานแต่ละตัวมีคุณสมบัติในการทำงานแตกต่างกัน ทั้งค่าความจุ ค่าทน
แรงดัน และค่าความผิดพลาดของความจุ จึงจำเป็นต้องแสดงค่าเหล่านี้กำกับไว้ที่ตัวถัง เพื่อให้ผู้ใช้งาน
สามารถเลอื กใชง้ านได้ถูกตอ้ ง เหมาะสม การบอกค่าเหล่าน้ีสามารถบอกค่าได้หลายรูปแบบ เช่น บอกค่า
ออกมาโดยตรง และบอกคา่ ในรปู รหัสตวั เลขตวั อักษร เป็นตน้

9.6.1 บอกค่าออกมาโดยตรง

ตัวเกบ็ ประจทุ ่บี อกคา่ ออกมาโดยตรง จะพมิ พค์ ่าความจุอา่ นได้โดยตรงคา่ นั้นไว้ท่ีตัวถังตัว

เกบ็ ประจุ คา่ ความจทุ ่ีบอกไวน้ ิยมบอกค่าในหนว่ ย พิโคฟารดั (pF) และไมโครฟารัด (F) ซ่ึงจะมีหนว่ ยกำกับ
ไว้หรอื ไมม่ ีกไ็ ด้ ขึ้นอยู่กบั พ้นื ทไี่ ว้บอกค่าของตัวเกบ็ ประจุแต่ละตวั ตวั เก็บประจขุ นาดเลก็ ทีม่ ีค่าความจุต่ำๆ
ไม่นิยมแสดงหน่วยไว้ การจะทราบว่าตัวเก็บประจุขนาดเล็ก เช่น ชนิดเซรามิก หรือชนิดฟิล์มพลาสติก

ตา่ งๆ นิยมบอกค่าไวใ้ นหน่วย pF หรือ F ใหส้ งั เกตจากตัวเลขทีบ่ อกไว้ ถ้าตวั เลขท่ีบอกไวม้ ีค่าตงั้ แต่เลข
1 ขนึ้ ไป เช่น 1, 1.2, 3.3, 10, 18, 33, 56, 120 และ 680 เปน็ ต้น จะมหี น่วยเป็น pF และถา้ ตัวเลขท่ีบอก
ไว้มีค่าน้อยกว่าเลข 1 ลงมา เช่น 0.01, 0.022, 0.047, 0.12, 0.39, 0.68 และ 0.82 เป็นต้น จะมีหน่วยเปน็

F ส่วนตัวเก็บประจุชนิดอิเล็กโตรไลติกแบบแปะติด SMD ที่มีขนาดเล็ก นิยมบอกค่าไม่บอกหน่วยไว้

เช่นกนั ปกตบิ อกค่าไว้ในหน่วย F เพราะมีคา่ ความจสุ ูง การอา่ นค่าต้องพจิ ารณาให้รอบคอบ
เปอร์เซ็นต์ค่าผิดพลาดของความจุ นิยมบอกค่าไว้เป็น 2 แบบ คือ แบบบอกค่าเป็น

เปอรเ์ ซ็นต์ผิดพลาดโดยตรง เชน่  1%,  2%,  10% และ  20% เปน็ ต้น อีกแบบหน่ึงบอกค่าเป็น
ตวั อกั ษรภาษาอังกฤษ เช่น A, B, C, D, E, F, G, J, L และ M เป็นตน้ ตวั อักษรแตล่ ะตัวมีคา่ ความผิดพลาด
แสดงดงั ตารางที่ 9.2
ตารางท่ี 9.2 ตัวอักษรแสดงคา่ เปอรเ์ ซ็นต์ความผิดพลาดของความจุ

ตวั อกั ษร คา่ ความผิดพลาด (%) ตัวอกั ษร คา่ ความผดิ พลาด (%)
A H
B  0.05 pF J  3%
C  1 pF K  5%
D  0.25 pF L  10%
E  0.5 pF M  15%
F  0.5% N  20%
G  1% Z  30%
 2% –20 ถึง +80%

233

ตัวอยา่ งที่ 9.2 จงอ่านค่าความจุของตวั เกบ็ ประจทุ ่บี อกค่าไว้โดยตรงตามค่าตอ่ ไปนี้
= ความจุ 0.1 F ทนแรงดันได้ 63 VDC
= ทนแรงดันได้ 450 V ความจุ 470 F

= ทนแรงดันได้ 3 kV ความจุ 470 pF ค่าผิดพลาด K =  10%

= ความจุ 10 F ทนแรงดนั ได้ 35 V

ความจุ 0.33 F ทนแรงดนั ได้ 250 VAC ย่านอณุ หภมู ิที่ทำงานได้
= -40 ถงึ +110o C

= ความจุ 0.5 F ค่าผดิ พลาด =  5% ทนแรงดนั ได้ 450 VAC ใช้
กบั ความถ่ี 50 / 60 เฮิรตซ์ (Hz)

9.6.2 บอกคา่ ในรูปรหัสตวั เลขตัวอกั ษร

ตัวเก็บประจุบางแบบตัวเลขและตัวอักษรที่กำกบั ไวบ้ นตัวเก็บประจุ บอกค่าไว้ในรูปรหัส
ไม่สามารถอา่ นค่าออกมาไดโ้ ดยตรง การอ่านค่าจำเปน็ ต้องแปลงรหัสให้กลับมาเปน็ ค่าความจุเสยี ก่อน จึง
สามารถอา่ นค่าออกมาได้ รหัสค่าความจมุ ักเป็นตัวเลข 3 ตัว เขียนเรียงกนั ไป และอาจตามดว้ ยตัวอักษร 1
ตัว เพอ่ื แสดงคา่ ความผิดพลาดของความจุ ตัวเลขท่ีแสดงไวต้ ้องไม่เปน็ ทศนิยม ไมข่ ึ้นตน้ ด้วยเลขศูนย์

การอ่านค่ารหัสความจุ อา่ นจากตวั เลขซ้ายมอื ไปขวามือ ตัวเลข 2 ตวั แรกดา้ น ซ้ายอ่านค่า
ออกมาได้โดยตรง ตัวเลขตัวที่ 3 แสดงจำนวนเลขศูนย์ที่ต้องเติมเข้าไป อ่านค่าความจุออกมาเป็นหน่วย pF
สว่ นตวั อกั ษรท่ีแสดงคา่ ไว้เป็นค่าความผดิ พลาดของความจุ สามารถใชค้ ่าในตารางท่ี 9.2 มาใชอ้ า่ นคา่

234

ตัวอย่างท่ี 9.3 จงอ่านค่าความจุของตวั เก็บประจทุ บี่ อกคา่ ไวด้ ้วยรหัสตามคา่ ต่อไปน้ี

155K/250V = ความจุ 15  100,000 pF = 1,500,000 pF

= 250 V = 1,500,000 F = 1.5 F
1,000,000
2=5 K = +-10%
1=1 5 = 00,000 ค่าผดิ พลาด K =  10%

ทนแรงดันได้ 250 V

ความจุ 10 x 10,000 pF = 100,000 pF

= = 100,000 x 1 nF = 100 nF = 0.1 F
1,000

2A15J ความจุ 47  100 pF = 4,700 pF
ทนแรงดันได้ 1 kV
=

= ความจุ 15 pF, คา่ ผดิ พลาด J =  5%

ความจุ 20  100 pF = 2,000 pF
ค่าผิดพลาด M =  20%, ทนแรงดนั ได้ 12 kV
=

ความจุ 10  100,000 pF = 1,000,000 pF
= 1 F
= = 1,000,000 F
1,000,000

235

ค่าผดิ พลาด K =  10%, ทนแรงดนั ได้ 250 V

9.7 การต่อตัวเก็บประจุ

การต่อตัวเก็บประจุ คือการนำตัวเก็บประจุมาต่อรวมกัน เพื่อปรับเปลี่ยนค่าความจุให้ได้ตาม
ต้องการ การต่อตัวเก็บประจุแบง่ ออกได้เป็น 3 แบบ คือ ต่อแบบอนกุ รม ต่อแบบขนาน และต่อแบบผสม
การต่อตัวเก็บประจุแต่ละแบบมีผลทำให้ค่าความจุผลรวมที่ได้ออกมาเกิดการเปลี่ยนแปลงไป สามารถ
กำหนดคา่ หรอื เลอื กค่าได้ตามต้องการ

9.7.1 การตอ่ ตวั เกบ็ ประจแุ บบอนุกรม

การต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม (Series Capacitor) เป็นการต่อตัวเก็บประจุเข้าด้วยกัน
แบบเรียงลำดับต่อเนื่องกนั ไป ในลักษณะท้ายของตัวเก็บประจุตัวแรกต่อเข้าหัวตัวเก็บประจุตัวท่ีสอง และท้าย
ของตัวเก็บประจุตัวที่สองต่อเข้าหัวตัวเก็บประจุตัวที่สาม ต่อเช่นนี้เรื่อยไป การต่อวงจรตัวเก็บประจุแบบ
อนุกรม แสดงดังรปู ที่ 9.15

C1 C2 C3 C4

C1 C2 C3 C4

(ก) รูปวงจร (ข) สญั ลักษณ์วงจร

รปู ที่ 9.15 การต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม

การต่อตัวเก็บประจุแบบนี้ ทำใหค้ ่าความจุรวมของวงจรลดลง ได้คา่ ความจุรวมในวงจรน้อยกว่าค่า
ความจุของตัวเก็บประจุตัวท่ีมคี า่ นอ้ ยท่ีสุดในวงจร การตอ่ ตัวเก็บประจแุ บบอนุกรม เขียนสมการไดด้ งั น้ี

1 = 1 + 1 + 1 + 1 + .... .....(9-1)
CT C1 C2 C3 C4

236

เม่อื CT = ความจุรวมของวงจร หน่วย F หนว่ ย F
C1, C2, C3, C4 = ความจุของตัวเก็บประจตุ วั ที่ 1, 2, 3 และ 4 ตามลำดบั
ตัวอย่างท่ี 9.4 จงหาค่าความจุรวมของวงจรตามรปู ท่ี 9.16

วิธีทำ

C1 C2 C3 จากสตู ร 1 = 1 + 1 + 1
10F 12F 15F CT C1 C2 C3

แทนค่า 1 = 1 + 1 + 1
CT 10F 12F 15F

รูปท่ี 9.16 วงจรตวั เกบ็ ประจแุ บบอนกุ รม 1 = 18 + 15 + 12 = 45
CT 180F 180F

 CT = 180F = 4 F ตอบ
45

9.7.2 การตอ่ ตวั เก็บประจุแบบขนาน

การต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน (Parallel Capacitor) เป็นการต่อตัวเก็บประจุแตล่ ะตัว
ในลักษณะคร่อมขนานร่วมกันทุกตัว มีจุดร่วมกนั 2 จุด คือจุดรวมขาแตล่ ะด้านของตวั เก็บประจุแตล่ ะตวั
กรณีที่เป็นตัวเก็บประจุชนิดมีขั้ว ให้ต่อขั้วบวก (+) ทั้งหมดรวมเข้าด้วยกัน และต่อขั้วลบ (–) ทั้งหมด
รวมเขา้ ดว้ ยกัน ลักษณะการตอ่ วงจร แสดงดังรปู ท่ี 9.17

C1
C1

C2
C2

C3
C3

C4
C4

(ก) รปู วงจร (ข) สัญลักษณ์วงจร

รูปที่ 9.17 การตอ่ ตัวเก็บประจุแบบขนาน

237

การตอ่ ตัวเก็บประจุแบบน้ี ทำให้ค่าความจุรวมของวงจรเพ่ิมข้ึนตามจำนวนตัวเก็บประจุที่
นำมาตอ่ เพิม่ การหาคา่ ความจุรวมในวงจรแบบขนาน สามารถเขียนเป็นสมการไดด้ งั น้ี

CT = C1 + C2 + C3 + C4 + .... .....(9-2)

เม่ือ CT = ความจรุ วมของวงจร หน่วย F
C1, C2, C3, C4 = ความจขุ องตัวเก็บประจตุ ัวท่ี 1, 2, 3 และ 4 ตามลำดบั หนว่ ย F

ตัวอย่างที่ 9.5 จงหาคา่ ความจุรวมของวงจรตามรปู ที่ 9.18
วิธีทำ

C1 = 10 F จากสตู ร CT = C1 + C2 + C3

C2 = 12 F แทนคา่ CT = 10 F + 12 F + 18 F

C3 = 18 F  CT = 40 F ตอบ

รูปท่ี 9.18 วงจรตัวเกบ็ ประจแุ บบขนาน

9.7.3 การต่อตัวเกบ็ ประจุแบบผสม
การต่อตัวเก็บประจุแบบผสม (Compound Capacitor) เป็นการต่อตัวเก็บประจุผสม

รวมกัน ระหวา่ งการตอ่ แบบอนุกรมและการต่อแบบขนานอยู่ในวงจรเดียวกนั การต่อตัวเกบ็ ประจุแบบผสมไม่
มวี งจรตายตัว สามารถเปลี่ยนแปลงไปตามลักษณะการต่อวงจรท่ีต้องการ การหาค่าความจุรวมของวงจร ให้
ใช้วิธหี าแบบอนุกรมและวิธีหาแบบขนานร่วมกัน โดยพจิ ารณาการต่อทีละส่วน ลักษณะการต่อวงจรตัวเก็บ
ประจแุ บบผสมลักษณะหน่งึ แสดงดังรูปท่ี 9.19

C1 C2 C3 238
C4 C5
C1 C2 C3
C4 C5

(ก) รปู วงจร (ข) สัญลักษณ์วงจร

รูปท่ี 9.19 การตอ่ ตัวเก็บประจุแบบผสม

ตัวอยา่ งท่ี 9.6 จงหาคา่ ความจรุ วมของวงจรตามรูปท่ี 9.20
วิธีทำ

C1 = 10 F C2 = 12 F C3 = 15 F สูตรอนุกรม 1 = 1 + 1 + 1
C123 C1 C2 C3

C4 = 12 F C5 = 12 F แทนค่า 1 = 1 + 1 + 1
C123 10F 12F 15F
รปู ท่ี 9.20 วงจรตวั เก็บประจแุ บบผสม
1 = 18 + 15 + 12 = 45
180F 180F
C123

 C123 = 180F = 4 F
45

สตู รอนกุ รม 1 = 1 + 1
C45 C4 C5
1 1 1
แทนคา่ C45 = 12F + 12F

1 = 1+1 = 2
C45 12F 12F
12F
 C45 = 2 = 6 F

สตู รขนาน CT = C123 + C45

แทนคา่ CT = 4 F + 6 F

 CT = 10 F ตอบ

239

9.8 บทสรุป

ตัวเก็บประจุ เป็นอุปกรณ์ที่สามารถเก็บประจุแรงดันไว้ภายในตัวได้ โครงสร้างของตัวเก็บประจุ
ประกอบด้วยแผ่นโลหะบาง 2 แผ่น วางขนานชิดกัน มีฉนวนไฟฟา้ คั่นกลาง การประจุแรงดนั ทำได้โดยจ่าย
แหลง่ จ่ายแรงดนั ไฟตรงให้ตวั เกบ็ ประจุ ตวั เกบ็ ประจุจะเก็บแรงดนั ไว้ได้

ค่าความจุของตัวเก็บประจุเปลีย่ นแปลงไปได้ ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบ 3 ส่วน คือ ระยะ ห่างของ
แผ่นโลหะทั้งสอง ขนาดพื้นที่ผิวของแผน่ โลหะ และชนิดของวสั ดุท่ีใช้ทำฉนวนคั่นกลางแผน่ โลหะ ทำให้ตวั
เกบ็ ประจุท่ีผลิตขน้ึ มาใชง้ านมีคา่ ความจุแตกต่างกันไป

ชนิดตัวเก็บประจุ แบ่งตามลักษณะการใช้งานมี 2 แบบ คือ แบบค่าคงที่แบ่งตามฉนวนที่ใช้ผลิต
เช่น ชนดิ กระดาษ ชนิดเซรามกิ ชนดิ ไมกา้ ชนิดพลาสติก ชนดิ อิเลก็ โตรไลตกิ และชนดิ แทนทาลัม เปน็ ต้น
และแบบปรบั ค่าได้ เช่น ชนิดวารเิ อเบลิ และชนิดทริมเมอร์ เป็นต้น

5. กิจกรรมการเรยี นการสอน
5.1 การนำเข้าส่บู ทเรยี น
1. จดั เตรียมเอกสารและส่ือการสอน พร้อมกบั อธบิ ายวธิ กี ารใหค้ ะแนน
2. ผู้สอนแจง้ จุดประสงค์การเรยี นของหน่วยที่ 9 เรอื่ ง ตัวเก็บประจุ
3. ผู้สอนให้ผู้เรียนทำแบบฝึกหัดหน่วยที่ 9 เรื่อง ตัวเก็บประจุแล้วให้นักศึกษาสลับกันตรวจ

คำตอบ และใหค้ ะแนน
5.2 การเรยี นรู้
1. เปดิ หนังสือเรียนวิชา งานไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกส์เบ้ืองตน้ หนว่ ยที่ 9 เรือ่ ง ตัวเก็บประจุ
2. เปดิ งานนำเสนอวิชา งานไฟฟา้ และอิเล็กทรอนิกสเ์ บอ้ื งต้น หนว่ ยท่ี 9 เร่อื ง ตวั เก็บประจุ
3. ตอบคำถาม ขอ้ สงสัยของผูเ้ รียนระหวา่ งเรียน
5.3 การสรปุ
1. ทบทวนความเขา้ ใจและสรุปเน้อื หาร่วมกบั ผ้เู รียนในหนว่ ยท่ี 9 เร่ือง ตัวเก็บประจุ
2. ผ้เู รียนทำใบงานที่ 9.1
3. และแบบฝกึ หัดบทที่ 9
5.4 การวัดและประเมินผล
1. แปลงหน่วยค่าความจุของตวั เกบ็ ประจุ
2. อ่านคา่ ความจุแสดงเปน็ ตัวเลขตวั อักษรใบปฏิบตั ิงานที่ 4.1
3. ใบปฏิบัตงิ านที่ 9.1
4. แบบฝกึ หดั บทที่ 9

240

6. สือ่ และแหล่งการเรียนรู้

6.1 สอ่ื ส่งิ พิมพ์
1.หนงั สอื เรียนวชิ า งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์เบ้ืองตน้ หน่วยที่ 9 เร่ือง ตวั เก็บประจุ
2. ใบปฏิบัตงิ านท่ี 9.1
3. แบบฝึกหัดบทท่ี 9

6.2 สอื่ โสตทัศน์ (ถ้าม)ี
1. งานนำเสนอวิชา งานไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เบอื้ งต้น หนว่ ยที่ 9 เรื่อง ตวั เกบ็ ประจุ

7. การวัดและประเมนิ ผล

7.1 กอ่ นเรยี น
1. เข้าเรยี นตรงต่อเวลา
2. เตรียมหนงั สือรายวชิ า งานไฟฟ้าและอเิ ลก็ ทรอนกิ สเ์ บื้องต้น

7.2 ขณะเรียน
1. ให้ความสนใจและตงั้ ใจฟังผู้สอนอธบิ าย
2. ให้ความรว่ มมอื ในการทำกิจกรรมระหว่างการเรยี นการสอน

7.3 หลังเรียน
1. ใบปฏิบตั งิ านท่ี 9.1
2. แบบฝึกหัดบทท่ี 9

8. กิจกรรมเสนอแนะ/งานท่มี อบหมาย
8.1 กิจกรรมเสนอแนะ

8.2 งานท่ีมอบหมาย

241

แบบฝกึ หัดบทท่ี 9

เรอื่ ง ตวั เกบ็ ประจุ

วตั ถุประสงค์ เพื่อประเมนิ ความรู้เดมิ ของนักศึกษาเกีย่ วกับเรื่อง ตวั เกบ็ ประจุ เขียนเครื่องหมาย

กากบาท (X) ลงในขอ้ ท่ีถกู ต้องทีส่ ดุ
1. ตวั เกบ็ ประจุมีคุณสมบัติในการทำงานอย่างไร

ก. ใหก้ ำเนดิ ประจไุ ฟฟา้ ออกมา ข. ทำหนา้ ทีผ่ ลติ ประจไุ ฟฟ้าขึน้ มา

ค. ทำหน้าทเี่ กบ็ ประจุไฟฟา้ ไว้ภายในตวั ง. ทำหนา้ ท่รี ักษาระดบั ประจุไฟฟา้ ให้คงที่

2. ค่าความจุของตัวเก็บประจุจะเพ่มิ ขนึ้ ตามคุณสมบัตใิ นขอ้ ใด

ก. เพม่ิ พืน้ ท่ีแผน่ โลหะทง้ั สองใหม้ ากขึน้

ข. วางแนวแผน่ โลหะทงั้ สองใหข้ นานกัน

ค. เพิ่มระยะห่างระหวา่ งแผ่นโลหะท้ังสองใหม้ ากข้ึน

ง. ใชฉ้ นวนคน่ั กลางแผ่นโลหะทั้งสองมีคา่ คงตวั ความเป็นฉนวนตำ่

3. ฉนวนชนดิ ใดมีค่าคงตวั ความเปน็ ฉนวนดีท่ีสุด

ก. ยาง ข. เซรามกิ

ค. กระดาษ ง. สุญญากาศ

4. ตวั เก็บประจแุ บบคา่ คงที่ชนิดใดท่ผี ลติ มาใชง้ านใหค้ ่าความจไุ ด้สูงท่สี ุด

ก. เซรามิก ข. แทนทาลมั

ค. ฟลิ ์มพลาสตกิ ง. อิเล็กโตรไลตกิ

5. ตวั เก็บประจุชนดิ ใดท่ีมโี ครงสรา้ งและคุณสมบตั ิเช่นเดียวกบั ตัวเก็บประจชุ นดิ อิเลก็ โตรไลตกิ

ก. ไมก้า ข. เซรามิก

ค. แทนทาลมั ง. ฟิล์มพลาสติก

6. ตัวเกบ็ ประจแุ บบปรับเปล่ียนค่าได้ การปรับค่าลกั ษณะใดให้ค่าความจนุ ้อยท่ีสุด

ก. แผ่นโลหะ 2 ชุดวางชิดปรับแยกกันหมด

ข. แผ่นโลหะ 2 ชดุ วางห่างปรบั แยกกันหมด

ค. แผน่ โลหะ 2 ชุดวางชิดปรับซ้อนทบั กันหมด

ง. แผน่ โลหะ 2 ชดุ วางหา่ งปรับซ้อนทบั กนั หมด

7. ตวั เกบ็ ประจุแบบไมล่าร์คอื ตวั เก็บประจุชนิดใด

ก. โพลีสไตรนี ข. โพลโี พรพลิ ีน

ค. โพลีเอสเตอร์ ง. โพลีคารบ์ อเนต

8. ตัวเก็บประจุตามรปู ขอ้ ใดบอกไว้ถูกตอ้ ง

ก. ชนดิ เซรามิก ความจุ 25 F ข. ชนดิ เซรามิก ความจุ 2.2 F
ค. ชนดิ แทนทาลมั ความจุ 25 F ง. ชนิดแทนทาลมั ความจุ 2.2 F

9. คา่ ความจุ 56  10-8 F ตรงกับขอ้ ใด

242

ก. 56,000 pF ข. 560 nF

ค. 5,600 nF ง. 560 F

10. ตัวเก็บประจุบอกค่าไว้ดังนี้ 470 F, 500 VDC เมื่อนำไปใช้กับแรงดันไฟสลับ จะใช้แรงดัน ไฟสลับได้

สงู สดุ เทา่ ไร

ก. 250 VAC ข. 500 VAC

ค. 750 VAC ง. 1,000 VAC

ใบปฏิบตั งิ าน การตรวจสอบตัวเกบ็ ประจุ
9.1

จุดประสงค์การเรียนรู้

1. ตัง้ ย่านวัดมัลตมิ ิเตอรใ์ ชว้ ัดตวั เก็บประจุไดถ้ กู ต้องเหมาะสม
2. แสดงการใชโ้ อหม์ มิเตอรว์ ดั ตวั เก็บประจุค่าต่างๆ ได้
3. มรี ะเบียบวนิ ัยในการทำงาน

เครื่องมอื และอปุ กรณ์

1. ตัวเก็บประจคุ ่า 0.068F, 0.1F, 0.47F, 0.68F, 1F, 4.7F, 10F, 22F,

47F, 100F, 470F, 1,000F และ 2,200F (หรอื ค่าใกล้เคียง) คา่ ละ 1 ตัว

2. มัลตมิ เิ ตอร์ชนดิ เข็มชี้ 1 เครอื่ ง

3. แผงประกอบวงจรและสายต่อวงจร 1 ชดุ

ลำดบั ขนั้ การทดลอง

1. ตัง้ มัลตมิ ิเตอร์ไปที่ย่านวดั โอห์ม 10k ปรบั แต่งโอหม์ มิเตอรใ์ หพ้ รอ้ มใชง้ าน
2. นำโอหม์ มิเตอร์ไปวัดตวั เก็บประจคุ า่ ความจุตำ่ ชนดิ ไม่แสดงขว้ั บวก – ลบ วดั 2 ครั้งโดยสลับขั้ว
สายวัด การวดั แสดงดังรปู ที่ 9.1