วิชานิวแมติกส์และไฮดรอลิกส์ 30100-0104

ใบเน้อื หา หน่วยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวชิ าไฟฟา้ กาลงั

วทิ ยาลัยเทคนคิ ท่าหลวงซิเมนต์ไทยอนุสรณ์ เรื่อง งานคานวณพนื้ ฐานและทฤษฎเี บื้องตน้

1.1 ประวัตนิ ิวแมติกสแ์ ละไฮดรอลิกส์
กรีกและโรมัน เปน็ ชนชาติที่มีบทบาทอย่างย่งิ ในการผลิตคดิ ค้น อปุ กรณน์ วิ แมติกส์และไฮดรอลกิ สม์ ีบันทกึ ไวใ้ น

ประวัติศาสตรก์ ่อนครสิ ตกาล 2000 กวา่ ปี ซึง่ ผูไ้ ดร้ ับการยกยอ่ ง ใหเ้ ปน็ บิดาแห่งนิวแมติกส์ คือ คเทซบิ ิออส
(Ktesibios)แห่งอเล็กซานเดรยี ยุคสมยั กรีกและโรมนั ส่ิงประดิษฐ์ทม่ี ีชอื่ เสยี งเกย่ี วกับระบบนิวแมตกิ สแ์ ละไฮดรอลกิ ส์
ตวั อยา่ งเชน่ 1) นาฬิกาน้า 2) กระจกดนตรี 3) เครอื่ งยงิ หน้าไม้ 4) เครอ่ื งดนตรรี ะบบลม ตน้ แบบออแกน(ปจั จบุ นั
มีใช้ในโบสถค์ ริสต์) 5) ต้นแบบปั๊มสบู น้า ฯ

รปู ท่ี 1.1 นาฬกิ าน้า รปู ท่ี 1.2 กระจกดนตรี
(ทม่ี า : https://www.biyografisi.gen.tr) (ท่มี า : http://kotsanas.com)

จากรูปที่ 1.1 เป็นนาฬิกาน้าที่อาศัยหลักการไหลของน้าที่มีอัตราคงท่ีและแรงโน้มถ่วงของโลกเพื่อยกกลไกให้
ลอยขึ้นมีตุก๊ ตาถอื ลกู ศรช้สี เกลเวลาจนข้ึนสูงสดุ ของวันกลไกจะรเี ซต็ ให้ตุ๊กตากลบั มาเริ่มตน้ ของวันใหม่ เป็นผลงานชิ้น
เอกท่ีได้รบั การยกย่องมีการจดั ทาขึ้นหลายช้ินหลายลักษณะและมกี ารนาไปตดิ ตั้งไว้ในเมืองหลวงกรุงเอเธนสข์ องโรม
หลักการนีเ้ ป็นการออกแบบโดยใช้ระบบไฮดรอลกิ ส์ จากรูปท่ี 1.2 กระจกดนตรีเป็นสงิ่ ประดิษฐ์ที่คเทซบิ ิออสไปสรา้ ง
ไว้ที่ร้านตัดผมของบิดาเพ่ือบริการลูกค้าในการปรับกระจกโดยใช้แรงน้อยและมีเสียงดนตรีประกอบขนาดที่กระจก
เลอ่ื นข้นึ ลงส่งิ ที่น่าสนใจของสิ่งประดษิ ฐ์ชน้ิ น้ีคอื เสยี งดนตรีทไ่ี ด้เปน็ การส่งลมผา่ นทอ่ ทาให้เกิดเสยี งโดยกลไกอัดแรงดัน
จากการเลอ่ื นกระจกนับว่าเป็นการประยุกต์ของระบบนวิ แมติกส์

ใบเน้ือหา หนว่ ยที่ 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลงั

วทิ ยาลัยเทคนิคท่าหลวงซเิ มนตไ์ ทยอนุสรณ์ เร่อื ง งานคานวณพน้ื ฐานและทฤษฎีเบ้ืองตน้

รปู ท่ี 1.3 เครื่องยิงหนา้ ไม้ รูปที่ 1.4 เคร่ืองดนตรรี ะบบลมต้นแบบออแกน
(ที่มา : http://blog.educastur.es) (ทม่ี า : http://kotsanas.com)

รูปท่ี 1.5 ต้นแบบป๊ัมสบู น้า
(ทีม่ า : http://tiefenbach-waterhydraulics.com)

จากรูปท่ี 1.3 แสดงเคร่ืองยิงหน้าไม้ขนาดใหญ่ท่ใี ช้ในกิจการทางทหารโดยใชก้ ระบอกสูบลมในการร้งั หน้าไม้ให้
กาลังมากกว่าการใช้แรงงานคน ส่วนในรูปท่ี 1.4 เป็นส่ิงประดิษฐ์เคร่ืองดนตรีโดยใช้ระบบลมอัดโดยมีปุ่มกดคล้าย

ใบเนื้อหา หน่วยที่ 1

(Information Sheet)

สาขาวชิ าไฟฟา้ กาลัง

วทิ ยาลยั เทคนคิ ท่าหลวงซเิ มนต์ไทยอนุสรณ์ เร่อื ง งานคานวณพ้นื ฐานและทฤษฎีเบ้ืองตน้

คยี ์บอร์ดทาหน้าท่ีเป็นวาลว์ เปิดลมผา่ นทอ่ เสียงแต่ละท่อซ่งึ มีหลายขนาดทาใหไ้ ดเ้ สียงที่แตกต่างกันออกไปผูท้ ี่มีความ
ชานาญในการเล่นดนตรีชนิดนี้ก็สามารถสร้างสรรคเ์ สียงอันไพเราะเทียบกับปัจจุบันคือตน้ แบบออแกน ในยุคเร่ิมต้น
นิยมนาไปใช้ในโบสถ์ของคริสต์เพื่อบรรเลงเพลงสรรเสริญ และในรูปท่ี 1.5 เป็นต้นแบบปั๊มสูบน้าที่สามารถนาไปใช้
ประโยชน์ไดห้ ลายทางตวั อยา่ งเช่นดังภาพนาไปใช้ในระบบการดบั เพลงิ เปน็ ตน้

แม้วา่ ระบบนิวแมติกส์และไฮดรอลกิ สม์ กี ารคิดค้นหลกั การและมีส่ิงประดิษฐ์มาตง้ั แต่ก่อน 2000 ปีคริสตกาล แต่
หลงั จากนน้ั การพัฒนาและนาระบบนวิ แมติกส์และไฮดรอลกิ ส์ไปใช้งานกไ็ ม่เปน็ ทีก่ ว้างขวาง จนกระทงั่ โดยประมาณปี
ค.ศ. 1950 เร่ิมต้นได้มีการนาระบบนิวแมติกส์ไปใช้ประยุกต์ในงานอุตสาหกรรมเหมืองแร่อุตสาหกรรมโครงสร้าง
อุตสาหกรรมรถไฟ อุตสาหกรรมการเจาะอุโมงค์ และในเวลาถัดมาได้มีการนาระบบนิวแมติกส์และไฮดรอลิกส์มาใช้ใน
ภาคอตุ สาหกรรมกันอยา่ งกว้างขวางจนถงึ ยุคปจั จุบันมีแนวโน้มท่จี ะใช้งานกันมากย่งิ ข้นึ

1.2 ความหมายนิวแมตกิ ส์และไฮดรอลกิ ส์
นิวแมติกส์ (Pneumatics) และไฮดรอลิกส์ (Hydraulics) เป็นศาสตร์แห่งการเปลี่ยนแปลงพลังงานจาก

พลังงานไฟฟ้า ฯลฯ ไปเป็นพลังงานกล (ก้านสูบของกระบอกสบู เคลื่อนที่ด้วยความเรว็ เปน็ เส้นตรง หรือมอเตอร์หมุน
เปน็ เส้นรอบวงกลม) โดยใชล้ มอดั หรอื ของเหลวเปน็ ตวั กลาง

ความหมายด้ังเดิม คาว่า นิวแมติกส์ มาจากภาษากรีก จากคาวา่ pnuematigos (นวิ แมติกอส) บางคร้ังเรียกว่า
Pnuema (นวิ เม, นวิ มา) แปลวา่ อากาศ ลมพัด

ไฮดรอลกิ ส์ (Hydraulics) มาจากภาษากรกี จากคาว่า (Hydro) หมายถึง น้า(Water) และ (Aulis) หมายถึง ท่อ
(Pipe) รวมเปน็ คาวา่ ไฮดรอลิกส์ (Hydraulics) หมายถงึ การไหลของน้าไปตามทอ่

ความหมายในปัจจบุ ัน
ระบบนิวแมติกส์ (Pneumatic system) หมายถึง ระบบที่ใช้พลังงานลมอัดเป็นตัวกลางในการส่งถ่ายกาลัง
นาไปประยุกต์เปน็ เคร่ืองมือ อปุ กรณ์ และเครอ่ื งจกั ร พลงั งานกล
ระบบไฮดรอลกิ ส์ (Hydraulics System) หมายถึง ระบบท่ีใช้อัตราการไหล ของเหลวในการสง่ ถ่ายกาลังนาไป
ประยกุ ตเ์ ป็นเครอื่ งมอื อปุ กรณ์ และเคร่ืองจกั ร พลงั งานกล

ใบเน้ือหา หนว่ ยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟา้ กาลัง

วทิ ยาลยั เทคนคิ ท่าหลวงซเิ มนตไ์ ทยอนสุ รณ์ เรือ่ ง งานคานวณพนื้ ฐานและทฤษฎีเบือ้ งตน้

1.3 อุปกรณ์ เครอ่ื งมอื และเครื่องจักร นวิ แมติกส์

รปู ท่ี 1.6 กระบอกสบู นวิ แมตกิ ส์ รูปที่ 1.7 มอเตอร์นิวแมตกิ ส์

(ที่มา : http://www.pneumaticplant.com) (ที่มา : http://www.srwinner.com)

รปู ท่ี 1.8 วาลว์ นิวแมตกิ ส์แบบต่างๆ
(ทีม่ า : http://www.pneumaticplant.com)

ใบเน้ือหา หนว่ ยที่ 1

(Information Sheet)

สาขาวชิ าไฟฟ้ากาลัง

วทิ ยาลัยเทคนคิ ท่าหลวงซิเมนตไ์ ทยอนสุ รณ์ เรือ่ ง งานคานวณพื้นฐานและทฤษฎีเบ้ืองตน้

1 23
4 56
78 9

10 11

รปู ที่ 1.9 แสดงตวั อย่างเคร่ืองมอื และเครือ่ งจกั รนวิ แมติกส์
(ที่มา : https://th.aliexpress.com, 1-9) (ทมี่ า : http://www.nckthailand.com, 10)

(ที่มา : http://www.quinl.com, 11)

ใบเนื้อหา หน่วยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลัง

วทิ ยาลยั เทคนคิ ท่าหลวงซเิ มนต์ไทยอนสุ รณ์ เร่อื ง งานคานวณพน้ื ฐานและทฤษฎีเบือ้ งตน้

จากรปู ท่ี 1.9 แสดงตัวอย่างเครอื่ งมือนวิ แมตกิ สต์ ามลาดับหมายเลขดังนี้

1) กาพน่ สี 2) กรรไกรลม 3) ไขควงลม

4) เคร่อื งยิงตะปูลม 5) เครอื่ งขดั ผิวลม 6) เครอื่ งดดู ฝุ่นลม

7) บลอ็ กลม 8) บล็อกลมแบบมอื ถอื 9) เคร่อื งยิงลวดแมก็

10) เครื่องตอกตาไก่ 11) เคร่ืองปดิ ปากกล่องด้วยเทปกาว

1.4 อุปกรณ์ เครื่องมอื และเคร่ืองจกั ร ไฮดรอลกิ ส์

รูปท่ี 1.10 กระบอกสบู ไฮดรอลกิ ส์ รูปที่ 1.11 มอเตอร์ไฮดรอลกิ ส์
(ทม่ี า : http://thai.telescopic-hydrauliccylinder.com) (ทีม่ า : https://www.nanasupplier.com)

รปู ที่ 1.12 วาล์วไฮดรอลิกส์แบบโซลนิ อยด์ รูปที่ 1.13 วาลว์ ไฮดรอลิกส์แบบคนั โยก
(ที่มา : http://www.hydraulic-thai.net) (ท่มี า : http://www.hydraulic-thai.net)

ใบเน้ือหา หนว่ ยที่ 1

(Information Sheet)

สาขาวชิ าไฟฟ้ากาลงั

วทิ ยาลยั เทคนคิ ท่าหลวงซิเมนต์ไทยอนุสรณ์ เรื่อง งานคานวณพืน้ ฐานและทฤษฎเี บ้ืองตน้

1 23
4 56
78 9

10

รูปที่ 1.14 แสดงตัวอย่างเคร่อื งมอื และเครือ่ งจักรไฮดรอลกิ ส์
(ทม่ี า : https://www.google.co.th/search?q=เครอื่ งจักรไฮดรอลคิ &source)

ใบเนือ้ หา หน่วยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟา้ กาลัง

วทิ ยาลัยเทคนิคท่าหลวงซิเมนต์ไทยอนุสรณ์ เรือ่ ง งานคานวณพื้นฐานและทฤษฎีเบอื้ งต้น

จากรูปท่ี 1.14 แสดงตัวอย่างเครอ่ื งมือและเครอ่ื งจกั รไฮดรอลกิ ส์ ตามลาดับหมายเลขดงั นี้

1) เครอื่ งอดั 2) เครอื่ งรดี โลหะแผน่ 3) แม่แรงยกเคร่อื งจกั ร

4) คมี ตัดไฮดรอลิกส์ 5) เครนทาวเวอร์ 6) เครือ่ งรีดขน้ึ รปู โลหะแผ่น

7) แมแ่ รงอเนกประสงค์ 8) แอ็ก-ลฟิ ท์ 9) พลู เลอร์ไฮดรอลกิ ส์

10) รถจักรไฮดรอลิกส์

1.5 ขอ้ ดแี ละข้อเสยี ของระบบนิวแมตกิ ส์

1.5.1 ข้อดขี องนิวแมติกส์
ในปจั จบุ ันได้นาเอาระบบนวิ แมติกส์มาใช้แทนตัวทางานของระบบไฟฟ้ากนั อยา่ งแพรห่ ลาย เนอ่ื งจากมี

ขอ้ ดหี ลายอย่างเม่ือเปรียบเทยี บกับระบบไฟฟา้
1) ลมอดั มีความสะอาดสามารถปล่อยสู่บรรยากาศได้โดยไม่มีผลกระทบต่อส่งิ แวดล้อม
2) ลมมปี รมิ าณเป็นจานวนมากไมม่ จี ากดั มอี ยูท่ ั่วๆไป
3) ลมอัดสามารถเก็บไวใ้ นถงั เกบ็ ลมและสามารถเลอื กใชต้ ามความตอ้ งการได้
4) ลมอดั ไม่เกิดการระเบดิ หรือลกุ ติดไฟจงึ มคี วามปลอดภยั กบั บุคคลและพืน้ ที่งาน
5) ลมอดั ทางานได้ดใี นอณุ หภมู ทิ ี่กวา้ ง
6) ลมอัดสามารถสง่ ถา่ ยไปตามทอ่ ไดร้ ะยะทางไกลๆ โดยไมต่ ้องมที อ่ กลบั
7) สามารถควบคุมความเรว็ และแรงของลมอดั ได้ง่าย
8) อุปกรณน์ ิวแมตกิ ส์มีความปลอดภยั สูงเม่ือใชง้ านเกินกาลัง
9) ลมอดั มีความเรว็ สงู สามารถทาให้ลูกสูบเคล่ือนด้วยความเรว็ 1 – 2 เมตรตอ่ วินาที
10) การหยดุ หรือเบรกสามารถกระทาไดง้ า่ ยและสะดวก
11) เกบ็ รกั ษางา่ ยและมคี วามปลอดภัยเมื่อใช้เกนิ กาลัง
12) การสง่ ถา่ ยงา่ ยและไม่ต้องเดินท่อกลับ

ใบเนอ้ื หา หนว่ ยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลงั

วิทยาลัยเทคนคิ ท่าหลวงซิเมนตไ์ ทยอนุสรณ์ เรื่อง งานคานวณพ้ืนฐานและทฤษฎีเบื้องตน้

1.5.2 ขอ้ เสยี ของนิวแมติกส์
1) ลมอัดมีความชนื้ และมฝี ่นุ ละออง ท่ีปะปนมากับอากาศ จึงตอ้ งมอี ุปกรณส์ าหรบั ปรับปรุงคณุ ภาพลม

เพือ่ ทาหนา้ ที่กรองความช้ืนและกรองฝุ่นละอองกอ่ นนาไปใช้งาน
2) ขณะระบายลมท้ิงออกส่บู รรยากาศจะมีเสยี งดัง จึงมคี วามจาเป็นตอ้ งใชอ้ ุปกรณเ์ กบ็ เสยี ง
3) ลมอดั สามารถยุบตัวได้ การเคลือ่ นที่บางโอกาสจงึ ไมส่ ม่าเสมอ และความดันของลมอดั จะเปลยี่ นแปลง

ตามอุณหภูมิ
4) ลมอดั มขี ้อจากัดในเรอ่ื งกาลัง จึงนิยมใช้กบั งานเบาๆ ไม่สามารถใช้กับงานหนกั มากได้
5) ลมอัดต้องการเน้อื ที่ในการจัดเกบ็ มาก

1.6 ขอ้ ดแี ละขอ้ เสยี ของระบบไฮดรอลิกส์
1.6.1 ขอ้ ดขี องระบบไฮดรอลกิ ส์
1) สามารถควบคุมการทางานไดง้ า่ ย
2) สามารถใช้กาลังไดม้ ากแม้เครอ่ื งจกั รจะมีขนาดเลก็
3) มคี ุณสมบัติหล่อลื่นและระบายความร้อนในตวั
4) สามารถทางานรว่ มกับเครื่องควบคมุ อนื่ ๆได้
5) มีอายุการใชง้ านทย่ี าวนาน

1.6.2 ขอ้ เสยี ของระบบไฮดรอลกิ ส์
1) พลงั งานไฮดรอลิกสไ์ มส่ ามารถใช้งานไดท้ นั ที
2) อปุ กรณท์ างานในระบบมรี าคาแพง
3) เม่อื เกิดการร่วั ไหลจะมคี วามสกปรก
4) มคี วามเสี่ยงตอ่ การแตกหักและตดิ ไฟ
5) มนี ้าหนกั มาก
6) มคี วามยงุ่ ยากในการบารงุ รักษาและการตรวจซอ่ ม

ใบเนอื้ หา หน่วยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลัง

วทิ ยาลัยเทคนิคท่าหลวงซิเมนตไ์ ทยอนุสรณ์ เร่ือง งานคานวณพ้ืนฐานและทฤษฎเี บ้ืองต้น

1.7 ฟสิ กิ สพ์ ื้นฐานนวิ แมตกิ ส์ (Basic Physics Pneumatics)

รปู ท่ี 1.15 แสดงสว่ นประกอบของอากาศ
(ท่ีมา : ผู้เรยี บเรยี ง)

จากรปู ท่ี 1.15 ส่วนประกอบของอากาศ อากาศแห้งส่วนใหญ่โดยประมาณจะประกอบไปด้วย ไนโตรเจน 78
เปอร์เซน็ ต์ออกซิเจน 21 เปอรเ์ ซ็นต์และก๊าซอืน่ ๆ 1 เปอร์เซน็ ต์ไดแ้ ก่ ก๊าซอารก์ อนประมาณ รอ้ ยละ 0.93 กา๊ ซ
คาร์บอนไดออกไซดป์ ระมาณ ร้อยละ 0.03 นอกจากนัน้ อีกประมาณร้อยละ 0.04 เป็นก๊าซนีออน ฮเี ลยี ม คริปตอน
ซีนอน ไฮโดรเจน มีเทน ไนตรสั ออกไซด์ และเรดอน แต่ในสภาพความเปน็ จริงอากาศจะแห้งเป็นไปได้ยากซ่ึงสว่ นใหญ่
จะมีความชืน้ หรอื ละอองน้าปะปนอย่ดู ้วย ปรมิ าณความชื้นในอากาศจะมกี ารเปลยี่ นแปลงไปตามลักษณะภมู ิประเทศ
และฤดกู าล ความช้ืนเป็นปัจจยั เสย่ี งมากสาหรบั งานระบบนิวแมตกิ สซ์ ึ่งจะทาใหอ้ ปุ กรณท์ างระบบนวิ แมตกิ สเ์ กดิ
ออกไซดจ์ นขัดขอ้ งเกิดความเสยี หาย

1.7.1 อากาศชื้น (Damp) เป็นอากาศท่ีมีไอน้าปนอยู่ด้วยประมาณ ร้อยละ 4 ตามลักษณะภูมิประเทศและ
ฤดูกาล เปรียบเทียบโดยมวลหมายความว่า ถ้าอากาศช้ืนมีมวล 1 กิโลกรัม (1,000 กรัม) จะมีไอน้าอยู่มากที่สุด 40
กรัม ปริมาณไอน้าในอากาศทาให้ปริมาณก๊าซไนโตรเจนซึ่งมีอยู่ในอากาศแห้งประมาณ ร้อยละ 78 และปริมาณก๊าซ
ออกซเิ จนในอากาศแหง้ ประมาณ รอ้ ยละ 21 เปลยี่ นแปลงลดลงไปจากเดมิ เล็กนอ้ ย

ใบเนอื้ หา หนว่ ยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลงั

วทิ ยาลยั เทคนคิ ท่าหลวงซเิ มนตไ์ ทยอนุสรณ์ เรอ่ื ง งานคานวณพืน้ ฐานและทฤษฎีเบ้ืองต้น

รปู ท่ี 1.16 แสดงการกลัน่ ตัวเป็นหยดน้า
(ที่มา : http://www.manager.co.th/Qol/ViewNews.aspx)

1.7.2 การกลัน่ ตัวของไอน้า (Condensation) การกล่ันตวั เป็นไอน้าในอากาศใหก้ ลายเป็นหยดน้านน่ั คือ เมอื่ นา
น้าแข็งใส่ไวใ้ นแก้วน้าที่เช็ดแหง้ สนิทแล้ว ตั้งทง้ิ ไว้ซักครู่รอให้น้าแข็งละลายกลายเป็นหยดน้า น่ันคือ เม่ือนาน้าแข็งใส่
ไวใ้ นแก้วทเ่ี ช็ดแห้งสนิทแลว้ ตั้งท้งิ ไวซ้ ักครู่รอให้น้าแข็งละลาย จะเห็นมหี ยดน้าจับตัวท่ผี วิ นอกของแกว้ นา้ ท่ีเป็นเช่นน้ี
เพราะว่าไอน้าในอากาศเมือ่ กระทบความเย็นท่ีผวิ นอกของแก้วน้า ไอน้าในอากาศจะกลั่นตวั เป็นหยดน้า จากหลกั อัน
เดียวกันน้ี ในขณะทอี่ ณุ หภมู ขิ องน้ายาภายในอีวาพอเรเตอร์มอี ุณหภมู ิต่าลง ไอน้าในอากาศโดยรอบภายนอกอวี าพอเร
เตอร์จะกลัน่ ตวั เป็นน้า

1.7.3 การควบแน่น (Condensation) เป็นการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสารเชงิ กายภาพจากสถานะแก๊สเป็น
สถานะของเหลว ตรงกนั ข้ามกบั การระเหย นอกจากน้ี ยังนิยามเป็นการเปลี่ยนแปลงสถานะของไอนา้ เป็นน้าเหลวเมื่อ
สัมผัสกับผิวใด ๆ เม่ือเกิดการเปล่ียนผ่านจากสถานะแก๊สเป็นสถานะของแข็งโดยตรง เรียก การพอกพูน
(Deposition)

ใบเน้อื หา หนว่ ยที่ 1

(Information Sheet)

สาขาวชิ าไฟฟ้ากาลัง

วิทยาลยั เทคนคิ ท่าหลวงซิเมนตไ์ ทยอนสุ รณ์ เร่ือง งานคานวณพน้ื ฐานและทฤษฎีเบ้ืองตน้

1.7.4 ความชนื้ (Humidity)

1) ความชนื้ หมายถึง จานวนไอน้าท่ีปนอย่ใู นอากาศและสามารถกลน่ั ตัวเปน็ หยดนา้ ได้ขึน้ อยู่กับความชื้น
สมั พทั ธแ์ ละสภาวะอากาศ

2) ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity) คือ ความสัมพันธ์ระหว่างความชื้นสัมบูรณ์ต่อปริมาณความ
อ่มิ ตวั ของไอนา้ ในอากาศ คดิ เป็นเปอรเ์ ซ็นต์ มสี ูตรการคานวณ ดังน้ี

ℎ × 100%
Relative humidity =

เม่อื Relative humidity คอื ความชื้นสมั พทั ธ์
Absolute humidity คือ ความชน้ื สมั บรู ณ์ มีหน่วยเป็น กรัม/เมตร3 (g/m3)
Saturate quantity คือ ปรมิ าณความอม่ิ ตัวของไอนา้ มหี น่วยเป็น กรัม/เมตร3 (g/m3)
3) ความชน้ื สัมบรู ณ์ (absolute humidity) คอื ปริมาณไอน้าทีอ่ ยู่ขณะนน้ั มีหนว่ ยเปน็ กรมั /เมตร3

(g/m3)
4) ปริมาณความอิ่มตัวของไอนา้ (saturate quantity) คือ จานวนไอน้าท่อี ากาศสามารถรับไวไ้ ด้จนถงึ จุด

อมิ่ ตัว มหี นว่ ยเป็น กรัม/เมตร3 (g/m3)

ตารางท่ี 1.1 แสดงค่าจดุ อมิ่ ตัวของปริมาณไอนา้ ในอากาศท่อี ุณหภูมิต่างๆ หน่วย กรมั /เมตร3
(ที่มา : http://www.9engineer.com/index.php?m)

ใบเนื้อหา หนว่ ยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลงั

วทิ ยาลยั เทคนคิ ท่าหลวงซเิ มนตไ์ ทยอนสุ รณ์ เรื่อง งานคานวณพื้นฐานและทฤษฎีเบ้ืองตน้

ตัวอยา่ งท่ี 1.1 ความช้ืนสมั พทั ธ์ 70 เปอรเ์ ซน็ ต์ ทอี่ ุณภมู ิ 30 องศาเซลเซยี ส จงคานวณหาปริมาณไอน้าในอากาศ

วิธที า้ ความช้ืนสัมพัทธ์ = จานวนไอน้าทมี่ ีอยจู่ รงิ × 100
จานวนไอน้าทล่ี มรบั ไวไ้ ด้

จานวนไอน้าทีม่ อี ยูจ่ ริง = ความช้ืนสมั พทั ธ์ ×จานวนไอนา้ ทีล่ มรบั ไวไ้ ด้

100

แทนค่า = 70 30 กรัม / ลกู บาศกเ์ มตร

100

ดังน้ัน ความชน้ื สมั พทั ธ์ = 21 กรมั / ลูกบาศก์เมตร ตอบ

1.7.5 ความดัน (Pressure)
1) Technical atmosphere pressure คอื หนว่ ยใชว้ ดั ความดันเทยี บกับบรรยากาศทางเทคนิคที่

ความสูงของนา้ 10 เมตร

1 at = 1 Kp/cm2 = 0.981 bar

2) Physical atmosphere pressure คือ หน่วยใช้วัดความดันท่ัวไป ณ จุดต่างบนผิวโลก และใช้
ระดับความดันเหนอื ผวิ น้าทะเล เปน็ เกณฑ์มาตรฐาน

1atm. = 1.033 at. = 14.7 psi = 1.013 bar

หนว่ ยวดั ความดนั ในระบบ SI unit (International System of Units)

1 pascal (Pa) = 1N/m2 = 10-5 bar

1 bar = 105 N/m2 = 105 Pa = 100 kPa

1 bar = 14.5 psi = 1.02 kg/cm2

ปัจจุบันระบบ SI unit หรือ International System of Units คือ ระบบหน่วยมาตรฐานท่ีองค์การ

ระหวา่ งประเทศว่าดว้ ยการมาตรฐาน (ISO หรือ International Organization for Standardization) กาหนดข้ึนให้

ทุกประเทศใชเ้ ป็นมาตรฐาน เพื่อใหก้ ารใชห้ น่วยเปน็ มาตรฐานเดียวกนั ท่ัวโลก โดยเฉพาะในวงการวทิ ยาศาสตร์

ใบเนอ้ื หา หน่วยที่ 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลัง

วิทยาลยั เทคนิคท่าหลวงซเิ มนต์ไทยอนสุ รณ์ เรอื่ ง งานคานวณพนื้ ฐานและทฤษฎเี บื้องต้น

3) หนว่ ยท่ใี ชว้ ัดความดันงานอุตสาหกรรม คอื หน่วยใชเ้ กจวดั ความดัน ทนี่ ิยมพบเห็นบอ่ ยมี 4 แบบ
(1) เกจวดั ความดัน หนว่ ยวัดแบบ bar (บาร์)
(2) เกจวดั ความดัน หนว่ ยวัดแบบ psi (Pound per Square Inch หรือ ปอนดต์ ่อตารางนิว้ )
(3) เกจวดั ความดนั หนว่ ยวัดแบบ Mpa (แม็กกะปาสคาล)
(4) เกจวัดความดัน หน่วยวัดแบบ kg/cm2หรือ kgf/cm2(กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร หรือกิโลกรัมแรง

ตอ่ ตารางเซนตเิ มตร)

ตารางท่ี 1.2 การเปรียบเทียบหนว่ ยความดันในระบบนวิ แมติกส์และไฮดรอลิกส์
(ท่ีมา : http://thaimeasuringtools.blogspot.com)

ความดนั ( Pressure)

ความดนั สมั บูรณ์ ช่วงความดันเกจ

(Absolute Pressure, Pabs) +P (Gauge Pressure, Pg)

ความดันบรรยากาศ e Pe =
1 at (Atmospheric Pressure, Patm ) ช่วงความดันสูญญากา0ศ

- (Vacuum Pressure, Pv )
P

0 at
รปู ท่ี 1.17 แสดงคา่ ความดันระดับต่างๆ

(ทม่ี า : รศ.อาพล ซื่อตรง. 2556 : 5)

ใบเน้อื หา หนว่ ยที่ 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลัง

วิทยาลยั เทคนิคท่าหลวงซเิ มนต์ไทยอนุสรณ์ เรอ่ื ง งานคานวณพืน้ ฐานและทฤษฎเี บือ้ งตน้

จากรปู ท่ี 1.17 แสดงคา่ ความดันเป็นการอา่ นคา่ ความดัน ณ จุดต่างๆเม่ือทาการพิจารณาแล้วสามารถแบ่ง
ได้ 2 กรณโี ดยยดึ ค่าความดนั เทคนคิ เป็นหลักในการพิจารณา

1. ในกรณคี า่ ความดันเปน็ บวก(+Pe) องคป์ ระกอบความดันเป็นดงั นี้
ความดันบรรยากาศมคี า่ เพ่ิมข้ึน
ความดนั สัมบรู ณ์ = ความดันบรรยากาศ + ความดนั เกจ
ความดนั เกจ คอื ค่าที่เครอ่ื งมือวดั ความดัน (Pressure gauge) ทาการวดั คา่ ได้

2. ในกรณคี ่าความดันเปน็ ลบ(-Pe) องค์ประกอบความดันเป็นดังนี้
ความดันสุญญากาศ มีค่าตรงข้ามกับความดนั เกจและมีค่าต่ากว่าความดันทางเทคนิค(at)ซ่ึงสามารถทา

การวดั ไดจ้ ากเกจสุญญากาศ(Vacuum gauge)
1.7.6 แรง (Force)
แรงในหน่วย SI มหี น่วยวัดเป็น N (นวิ ตัน) ซ่ึง 1 N หมายถึง แรงทีท่ าให้วตั ถุมีมวล 1Kg เคลือ่ นท่ีดว้ ย

อตั ราเร่ง 1 m/s2
จากกฎการเคลอ่ื นท่ี กฎท่ี 2 ของนวิ ตนั จะได้

F = m.a ; (m = มวล(kg), a = อตั ราเร่ง (m/s2))

1N = 1 Kg x 1 m/s2
1N = Kgm/s2

1.7.7 นา้ หนกั (Weight)

น้าหนกั (W) หมายถึง แรงซ่งึ เกิดจากแรงดึงดูดของโลกกระทากับวตั ถุ ถา้ มีมวล 1Kg จะมีนา้ หนกั ดงั น้ี

W = m.g = 1 Kg x 9.80665 m/s2

= 9.80665 m/s2

= 9.80665 N ≈ 9.81 N

1.7.8 อณุ หภูมิ (Temperature)

สูตรการแปลงอุณหภูมิ

จาก เป็น สตู ร

องศาเซลเซียส(oC) องศาเคลวนิ (oK) oK= oC +273 ; OoC=273 oK

องศาเคลวนิ (oK) องศาเซลเซียส(oC) oC = oK -273

องศาฟาเรนไฮต์(oF) องศาเซลเซยี ส(oC) oC= (oF-32)/1.8

ใบเน้ือหา หน่วยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลัง

วิทยาลยั เทคนิคท่าหลวงซเิ มนตไ์ ทยอนุสรณ์ เร่อื ง งานคานวณพ้ืนฐานและทฤษฎเี บ้อื งต้น

1.7.9 กฎของบอยส์
ต้ังชอ่ื ตามโรเบริ ต์ บอยส์ (Robert Boyle) นกั เคมีและนกั ฟิสกิ ส์ชาวองั กฤษ) ค้นพบวา่ อากาศมรี ปู ทรงท่ี

ไม่แน่นอน เปลย่ี นแปลงไปตามรปู ทรงของภาชนะและอากาศมีคุณสมบตั ิยบุ ตวั ไดแ้ ละขยายตวั ออกได้ ทาใหค้ วามดนั
เปลยี่ นแปลง โดยบอยสไ์ ดท้ ดลองพสิ ูจน์สรุปเปน็ กฎวา่ ณ อณุ หภูมิคงท่ีปริมาณก๊าซจะเปลี่ยนแปลงเปน็ อตั ราส่วน
ผกผนั กบั ความดนั ก๊าซน้นั

V ∝ 1/P ; เมอ่ื T คงท่ี

รปู ที่ 1.18 แสดงกฎของบอยส์
(ทม่ี า : ผเู้ รียบเรียง)

สูตร P1.V1 = P2.V2 = คา่ คงท่ี

โดยท่ี P1 คือ คา่ ความดันของอากาศเร่มิ ต้น (Bar) หรือ (N/ m2)
V1 คอื คา่ ปรมิ าตรของอากาศ (m3)
P2 คือ ค่าความดนั ของอากาศเริม่ ต้น (Bar) หรอื (N/ m2)
V2 คือ ค่าปริมาตรของอากาศสดุ ท้าย (m3)

ใบเนอ้ื หา หน่วยที่ 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลงั

วทิ ยาลยั เทคนิคท่าหลวงซเิ มนต์ไทยอนุสรณ์ เรือ่ ง งานคานวณพ้ืนฐานและทฤษฎเี บ้ืองตน้

ตวั อย่างท่ี 1.2 ความดัน P1 = 2 bar V1 = 1 m3 V2 = 0.5 m3 จงหาค่าความดันที่ P2

วิธีท้า จากสตู ร P1 . V1 = P2 . V2

P2 = P1.V1
แทนค่า P2 = V2

2bar.1m3
0.5m3

ดงั นั้น P2 = 4 bar ตอบ

1.7.10 กฎของเกย์-ลสู แซค
ตั้งชอื่ ตาม โฌแซฟ็ หลุยส์ เกย-์ ลสู แซค ชาวฝรงั่ เศส : (Joseph Louis Gay-Lussac) ; 6 ธันวาคม 1778

- 9 พ.ค. 1850 เปน็ นกั เคมแี ละนักฟิสิกส์ชาวฝรงั่ เศส) คน้ พบว่า อณุ หภูมิสูงขึน้ จะทาใหอ้ ากาศขยายตัว อณุ หภูมลิ ด จะ
ทาใหอ้ ากาศยบุ ตัวโดยเกย-์ ลูสแซค ได้ทดลองพิสจู น์และไดส้ รปุ เปน็ กฎว่า ถ้าปรมิ าตรคงทใี่ นขณะทกี่ า๊ ซหรอื อากาศจานวน
หนง่ึ มกี ารเปล่ียนแปลงสภาพความดนั แปรผนั ตรงกับอุณหภมู ิ

รูปท่ี 1.19 แสดงกฎของเกย์-ลูสแซค
(ทม่ี า : https://image.slidesharecdn.com)

สูตร P1 = P2 = ค่าคงท่ี

T1 T2

ใบเน้ือหา หน่วยที่ 1

(Information Sheet)

สาขาวชิ าไฟฟา้ กาลัง

วทิ ยาลยั เทคนคิ ท่าหลวงซเิ มนต์ไทยอนุสรณ์ เรอ่ื ง งานคานวณพนื้ ฐานและทฤษฎีเบ้อื งต้น

P1 คือ ความดันทอ่ี ุณหภมู ิเรมิ่ ตน้ (bar)
P2 คือ ความดนั ท่ีอุณหภมู ิสดุ ท้าย (bar)
T1 คือ อุณหภูมิเร่ิมต้น (oK)
T2 คอื อุณหภมู สิ ดุ ทา้ ย (oK)
หมายเหตุ - ความดัน(P) ใช้หนว่ ยใดกไ็ ด้แต่ตอ้ งใหเ้ หมือนกนั ส่วนอณุ หภมู จิ ะตอ้ งใช้หน่วยเคลวนิ (oK) เทา่ นนั้
- เม่ืออุณหภมู เิ ปลยี่ นไป 1 องศาเคลวิน จากอณุ หภมู ิฐาน 273 องศาเคลวนิ อากาศจะมกี ารขยายตัว
1/ 273 ของปริมาตร

ตวั อย่างท่ี 1.3 กาหนดให้ ความดัน P1 = 2 bar T2 = 300 oK ทาการเพ่ิมอณุ หภูมใิ ห้อากาศในภาชนะ
ทดสอบ 400 oK จงหาค่าความดนั ท่ี P2

วธิ ีทา้ จากสตู ร P1 = P2
T2
T1

P2 = 1. 2
1

แทนคา่ = 2 .400 °
ดงั นนั้ P2 = 300°

2.67 bar ตอบ

1.7.11 กฎของชารล์

ตั้งชื่อตามชาก อะเล็กซอง เซซา-ชาร์ล (Jacques Alexandre César-Charles) นักวิทยาศาสตร์ชาว
ฝรั่งเศส มีใจความสาคัญว่า ถ้าความดันคงตัว ปริมาตรของก๊าซจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิของก๊าซนั้นๆ หรือผลหาร
ของปริมาตรกับอุณหภมู ิมีค่าคงตวั เสมอ

ใบเน้ือหา หนว่ ยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวชิ าไฟฟ้ากาลัง

วิทยาลยั เทคนคิ ท่าหลวงซิเมนต์ไทยอนุสรณ์ เรอื่ ง งานคานวณพ้นื ฐานและทฤษฎีเบื้องต้น

V ∝ T ; เมอ่ื P คงท่ี

รปู ที่ 1.20 แสดงกฎของชารล์
(ท่ีมา : ผู้เรยี บเรียง)

สูตร V1 = V 2 = คา่ คงที่
โดยที่
T1 T 2

V คือ เปน็ ปรมิ าตรของก๊าซ (m3)

T คือ อุณหภมู ิ (oK)

หมายเหตุ - ความดนั (P) ใช้หนว่ ยใดก็ได้แตต่ อ้ งให้เหมือนกัน ส่วนอณุ หภูมจิ ะต้องใช้หน่วยเคลวนิ (oK) เท่านนั้

ตวั อยา่ งท่ี 1.4 ก๊าซออกซเิ จนจานวนหนึง่ วัดปรมิ าตรได้ 200 cm3 ที่อุณหภมู ิ 27 oC ระดบั ความดนั 1 bar ถ้าทา
ให้อณุ หภมู ิเพิม่ ขึ้นเป็น 40 oC จะทาให้ปรมิ าตรเพิ่มข้นึ เทา่ ใด โดยที่ความดนั ยังคงท่ี

วิธีทา้ จากโจทย์ V1 = 200 cm3
T1 = 273+27 = 300 oK
V2 = ? cm3
T2 = 273+40 = 313 oK

ใบเนอ้ื หา หน่วยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟา้ กาลงั

วทิ ยาลยั เทคนคิ ท่าหลวงซิเมนต์ไทยอนุสรณ์ เร่ือง งานคานวณพื้นฐานและทฤษฎีเบอ้ื งต้น

จากสูตร V1 = V 2

T1 T 2

แทนค่า V2 = 200 3. 313° ตอบ
ดงั นั้น V2
300°

= 208.67 cm3

1.7.12 กฎรวมของก๊าซและสมการภาวะของก๊าซอุดมคติ (Combined gas law, Equation state of ideal

gas) กฎรวมกา๊ ซ เป็นการนากฎของชารล์ มาพจิ ารณารวมกบั กฎของบอยล์ เพอ่ื แสดงความสมั พันธ์ระหวา่ งความดนั

(P) อุณหภมู ิ(T) และปรมิ าตร(V) ของก๊าซได้ดังน้ี

จากกฎของชาร์ล V∝T เม่ือความดนั และมวลคงที่

จากกฎของบอยล์ V∝1 เม่ืออณุ หภูมแิ ละมวลคงท่ี

p

เมอ่ื พิจารณารวมกฎได้ V∝T เมื่อมวลคงท่ี

p

เพราะฉะนนั้ V = kT หรือ P.V = k

p T

เมอ่ื ต้องการคานวณเก่ยี วกับการเปลย่ี นสภาวะของกา๊ ซจากอณุ หภูมิและความดันหนึ่ง ไปเป็นอุณหภูมิ
และความดนั อื่นๆไดค้ วามสมั พันธด์ งั นี้

สูตร P1.V1 = P2.V2 = คา่ คงที่

T1 T2

ตวั อย่างท่ี 1.5 ถงั ลมขนาด 1 m3 ถกู อัดอากาศเขา้ จนมคี วามดนั 6 bar เดิมอุณหภูมิหอ้ ง 30 oC อณุ หภมู ิลมภายใน
ถงั 40oC จงหาปรมิ าตรเดิมของอากาศก่อนอดั ลงถัง

วธิ ที ้า P1 = 1 bar (ค่านยิ มใช้คานวณของความดันบรรยากาศ)
P2 = 6 bar
T1 = 30 oC + 273 = 303oK
T2 = 40 oC + 273 = 313 oK
V1 = ? m3
V2 = 1 m3

ใบเนือ้ หา หน่วยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวชิ าไฟฟา้ กาลงั

วิทยาลัยเทคนิคท่าหลวงซเิ มนต์ไทยอนุสรณ์ เร่อื ง งานคานวณพน้ื ฐานและทฤษฎีเบื้องตน้

จากสูตรรวมกา๊ ซ P1.V1 = P2.V2
T1
T2
V1
= (P2.V2) . (T1)

T2 P1

แทนค่า V1 = (6bar.1m3) . (303°K)
ดังนนั้ V1 313°K 1bar

= 5.81 3 ตอบ

1.8 ฟสิ ิกสพ์ น้ื ฐานไฮดรอลกิ ส์ (Basic Physics Hydraulics)

อาจจะกลา่ วได้ว่าไฮดรอลิกส์ (Hydraulic) จะคลา้ ยคลงึ กับนิวแมติกส์เพยี งแต่เปลย่ี นตัวกลางจากลมไปเป็นของ
ไหล (Fluid Mechanics) หรือ ของเหลวน่ันเอง ความดันในระบบมีค่าสูงกว่า 5-15 เท่าของระบบนิวแมติกส์
ความเร็วในการเคลื่อนที่ของตัวทางานช้ากว่าตัวทางานระบบนิวแมติกส์มาก แต่แรงของระบบไฮดรอลิกส์สูงมาก
โดยทั่วไปส่วนประกอบระบบไฮดรอลิกส์ที่เหมือนส่วนประกอบของนิวแมติกส์ คือ มีตัวทางานทเ่ี ป็นกระบอกสูบและ
มอเตอร์ มีวาล์วควบคุมทิศทาง วาล์วควบคุมความดัน วาล์วกันกลับประเภทต่างๆ วาล์วปรับอัตราการไหลประเภท
ต่างๆ มีสัญลักษณ์และวงจร ท่ีใช้งานเหมือนกันมาก มีส่วนแตกต่าง คือ น้ามันไฮดรอลิกส์ซ่ึงเป็นตัวกลางในการส่ง
กาลัง การยุบตัวขยายตัวเนื่องจากอุณหภูมิและแรงทางกายภาพ มีค่าน้อยมากเมื่อเปรียบเทียบกับระบบนิวแมติกส์
ระบบไฮดรอลิกส์ใช้น้ามันในวงจรเม่ือน้ามันออกจากตัวทางานจะต้องมีท่อรองรับให้ไหลกลับถังน้ามันและปรับปรุง
คุณภาพ สามารถป๊ัมกลับมาใช้ใหม่ ส่วนระบบนิวแมติกส์ใช้ลมอัดในวงจรเม่ือลมอัดออกจากตัวทางานก็สามารถ
ระบายท้ิงสบู่ รรยากาศได้โดยไม่เป็นมลภาวะ ไม่จาเป็นต้องมีท่อตอ่ ส่งลมกลับเขา้ ถังเพือ่ นากลบั มาใช้ใหม่

ความนิยมการใช้งานระบบไฮดรอลิกส์ สว่ นมากนาไปประยกุ ต์เปน็ เครอื่ งจักรสาหรบั งานหนัก เชน่
ไฮดรอลกิ สย์ านยนต์ ไฮดรอลกิ ส์อตุ สาหกรรม ไฮดรอลิกสย์ านอวกาศ และไฮดรอลกิ ส์สาหรบั งานโยธา เปน็ ตน้

1.8.1 กฎของปาสคาล (Pascal’s Laws)

ต้ังช่ือตาม แบลส ปาสกาล (Blaise Pascal) เกิดที่ ประเทศฝร่ังเศส เมื่อวันที่ 16 มิถุนายน ค.ศ. 1623
ปาสคาลมีความเปน็ อัจฉริยะทางคณิตศาสตรต์ ้ังแต่เด็กอายุ 12 ปี ได้พัฒนาเรขาคณิตเบื้องตน้ ด้วยตนเอง) ได้ทดลอง

ใบเนอื้ หา หนว่ ยที่ 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลงั

วิทยาลัยเทคนคิ ท่าหลวงซเิ มนต์ไทยอนุสรณ์ เร่ือง งานคานวณพ้นื ฐานและทฤษฎีเบ้อื งต้น

เกี่ยวกับแรงทกี่ ระทากบั ของเหลวพบว่าของไหลที่มีอยใู่ นทที่ ีม่ ีขอบเขตจากัดนน้ั การถ่ายทอดแรงที่กระทาจะเปล่ยี นไป
ตามภาชนะทบ่ี รรจุอยู่และสรปุ ได้เปน็ กฎดงั นี้

1) ความดนั ที่เกิดขนึ้ ในของเหลวทีอ่ ยู่ในภาชนะปดิ จะไปปรากฏแรงกระทามคี ่าเทา่ กันทกุ ทิศทาง ตอ่

หนว่ ยพ้ืนที่ผวิ ภาชนะ

2) ทิศทางของแรงทก่ี ระทาต่อภาชนะภายในจะกระทาต้ังฉากกบั ผิวภาชนะทกุ จดุ

3) ความดันของของเหลวเม่อื อยูใ่ นภาชนะปดิ จะมคี ่าเท่ากนั เมอ่ื อยใู่ นระดับเดยี วกนั

รปู ที่ 1.21 แสดงกฎของปาสคาล
(ทม่ี า : ผู้เรียบเรียง)

จากรูปท่ี 1.21 เม่ือออกแรง (F) กระทากบั พน้ื ท่หี นา้ ตัด (A) จะเกดิ ความดนั (P) ในของเหลว ความดันท่ี
เกดิ ในของเหลวมคี า่ เท่ากนั ตลอด ตามกฎของปาสคาล

ใบเนือ้ หา หนว่ ยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลัง

วทิ ยาลยั เทคนิคท่าหลวงซิเมนตไ์ ทยอนสุ รณ์ เรื่อง งานคานวณพื้นฐานและทฤษฎเี บอ้ื งตน้

F
P= A

โดยที่ P คอื ความดนั (N/m2)
F คอื แรง (N)
A คือ พ้ืนที่ ทแี่ รงกระทา (m2)

ข้อแนะนา 1) ความดัน 1 pascal (Pa) = 1N/m2 = 10-5 bar = 1lb/in2 = 1psi = 1kg/cm2
2) แรง 1N = 0.102 kp = 1kg-m/sec2 ;(F = m.a)
3) พนื้ ที่ 1m2 = 104 cm2 = 106 mm2

รูปท่ี 1.22 แสดงการประยุกตก์ ฎของปาสคาล
(ทมี่ า : ผ้เู รยี บเรียง)

จากกฎของปาสคาล P=F

A

ใบเน้ือหา หนว่ ยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟ้ากาลัง

วทิ ยาลยั เทคนิคท่าหลวงซเิ มนตไ์ ทยอนสุ รณ์ เรือ่ ง งานคานวณพน้ื ฐานและทฤษฎีเบอ้ื งตน้

จากรปู ท่ี 1.22 แสดงการประยุกตก์ ฎของปาสคาล โดยภาชนะใบเดียวมีลูกสบู ตา่ งขนาด 2 ตวั ประกอบเข้า
ดว้ ยกันกบั ภาชนะ จากกฎของปาสคาล ขอ้ 3 สรุปไว้วา่ ความดนั ของของเหลวเมอ่ื อยูใ่ นภาชนะปดิ จะมคี า่ เทา่ กนั
เมอ่ื อยใู่ นระดบั เดยี วกนั ดังน้นั ตามรูปที่ 1.22 ภายในภาชนะ ความดนั มีค่าเท่ากนั จงึ สามารถสรุปไดว้ ่า

P = F1 = F2

A1 A2

หรือ

F1 = F2

A1 A2

A2
F2 = F1 ∙ A1

ตวั อยา่ งท่ี 1.6 แมแ่ รงไฮดรอลิกส์เคร่ืองหน่งึ ดงั ภาพ ลกู สูบใหญ่มีรศั มี 0.5 เมตรและลกู สูบเล็กมีรัศมี 5 เซนตเิ มตร
ถ้าตอ้ งการจะใชเ้ ครอื่ งอดั น้ียกวัตถมุ วล 1,000 กิโลกรัม จะตอ้ งออกแรงกดทลี่ กู สูบเล็กเท่าไร

วธิ ีทา้ หาแรงกดทล่ี กู สูบเลก็ ได้จากสมการ F1 = F2

A1 A2

F1 = แรงลกู สูบอดั = ? N

F2 = แรงลกู สูบยก = 1,000kg.a = 1,000 . 9.81 = 9,810 N

ใบเนือ้ หา หนว่ ยท่ี 1

(Information Sheet)

สาขาวิชาไฟฟา้ กาลงั

วทิ ยาลยั เทคนคิ ท่าหลวงซิเมนตไ์ ทยอนุสรณ์ เรือ่ ง งานคานวณพืน้ ฐานและทฤษฎีเบือ้ งตน้

A1 = พ.ท.หน้าตัดลูกสูบอดั (πr2) = π(5.10-2)2 = 0.0025 π
A2 = พ.ท.หนา้ ตัดลกู สูบยก(πr2)
= π(0.5)2 = 0.25 π

จากสูตร F1 = F2

แทนค่า A1 A2
ดังนนั้
F1 = A1 ∙ F2

A2

F1 = 0.0025 π ∙ 9,810

0.25 π

F1 = 98.1 N ตอบ

1.8.2 การไหลของของเหลวภายในทอ่
ลกั ษณะการไหลของของเหลวภายในทอ่ โดยเฉพาะการไหลของน้ามันไฮดรอลกิ ส์ จะพิจารณาเปน็

2 ประเภท คอื
1) การไหลแบบราบเรียบ ( Laminar Flow) ของเหลวไหลผ่านทอ่ ตรง ความเร็วตา่ ความร้อนทเ่ี กดิ จาก

ความฝืด ( Friction) มนี อ้ ย ดังแสดงในรูปท่ี 1.23
2) การไหลแบบปนั่ ปว่ น ( Turbulent Flow) ซึง่ จะมีผลต่อการต้านทานการไหลของของเหลวทาใหเ้ กิด

ความดันตกในระบบได้ ซึง่ ของไหลไหลด้วยความเร็ว ผวิ ทอ่ ขรขุ ระผา่ นทอ่ โค้ง หรือข้องงอเปน็ ตน้ จะเกิดความฝืดสูง มี
ความรอ้ นและมีความดนั ตก ( Pressure Drop) สูง ดงั แสดงในรปู ท่ี 1.23 (ข)

(ก) การไหลแบบราบเรยี บ (Laminar Flow) (ข) การไหลแบบป่ันป่วน (Turbulent Flow)

รปู ที่ 1.23 แสดงรูปแบบการไหลของของเหลวในทอ่

(ทม่ี า : ภัทราวุธ ภทั ระธนกลุ ชยั , 2559: 206)

ใบเนือ้ หา หน่วยที่ 1

(Information Sheet)

สาขาวชิ าไฟฟ้ากาลัง

วทิ ยาลยั เทคนิคท่าหลวงซเิ มนตไ์ ทยอนุสรณ์ เรอ่ื ง งานคานวณพนื้ ฐานและทฤษฎีเบ้ืองตน้

1.8.3 ความดนั ตก (Pressure Drop)
ความดันตก หมายถึง ความดันท่ีลดลงไปจากเดิมเน่อื งจากมีการต้านทานการไหลในระบบ เช่น เมอื่ มีของ

เหลวไหลผ่านทอ่ ยาวๆทีม่ ีความโตคงที่ ความดนั ทป่ี ลายท่อจะลดลงเม่ือเปรยี บเทียบต้นทาง เน่ืองจากความฝดื ภายใน
ท่อ ต้านการไหลของของไหล ความดันท่ีลดลงนี้เรียกว่า ความดันตก (Pressure Drop) และเม่ือของเหลวไหลใน
ระบบไฮดรอลิกส์ ความฝดื จะทาใหเ้ กดิ ความรอ้ น พลังงานไฮดรอลิกส์สว่ นหนงึ่ จะหายไปเปน็ พลงั งานความร้อนซงึ่
สามารถวดั ได้จากค่าความดนั ตก (ท่ีมา : ภัทราวุธ ภทั ระธนกลุ ชัย, 2559: 206)

รปู ท่ี 1.24 แสดงความดันของไหลทตี่ กไปเร่ือยๆ ตามความยาวท่อ
(ท่ีมา : ภัทราวธุ ภทั ระธนกุลชยั , 2559: 206)

สรปุ ท้ายบท
ระบบนวิ แมติกส์ เป็นระบบทีใ่ ช้ลมอัดเป็นตวั กลางในการขบั เคลื่อนอปุ กรณ์ มใี ชอ้ ย่างกว้างขวาง มคี วาม

สะดวกในการใช้และไมย่ ุง่ ยาก ประกอบด้วยอุปกรณ์ 5 – 8 ตัว ได้แก่ เครือ่ งอดั ลม เคร่ืองระบายความรอ้ น ตัวกรอง
ท่อเมน เครือ่ งทาลมใหแ้ ห้งโดยใช้ความเย็น ตวั กรองลม วาล์วลดความดัน ตวั หล่อลน่ื ลมอดั ตัวเก็บเสยี ง วาลว์ เปลี่ยน
ทางลมไหล วาล์วบงั คบั ความเรว็ และกระบอกสูบลม กฎท่ีใชเ้ บื้องต้นของลมอัด ไดแ้ ก่ กฎการถ่ายความดันของ
ปาสคาล และกฎปริมาตร และความดนั ของบอยส์ กฎของเกยล์ ูสแซก การใช้งานนวิ แมตกิ สม์ ที ั้งขอ้ ดีและขอ้ เสยี
ส่วนมากใช้ในงาน แขนกล เครื่องบรรจุหบี หอ่ งานขนยา้ ยวสั ดุ เปน็ ตน้