แผนการจัดการเรียนรู้ วิชา เครื่องวัดไฟฟ้า

ต่อวัดค่าโดยยึดหลักดังนี้ใกล้บวกแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ต่อวัดด้วยขั้วบวก (+) ใกล้ลบแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ต่อ วัดด้วยขั้วลบ (–) กรณีที่วัดค่าแล้วเกิดเครื่องหมายลบ (–) แสดงอยู่ด้านหน้าตัวเลขที่บอกค่าไว้บอกให้ทราบว่า การต่อสายวัดเข้าวงจรวัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรงผิดขั้ว ให้สลับขั้วสายวัดใหม่ และเมื่อต้องการวัดกระแสไฟฟ้า กระแสตรงค่าสูงเป็นแอมแปร์ตั้งที่ 10 A เปลี่ยนต าแหน่งขั้วต่อสายวัดเส้นสีแดง ไปเสียบที่ขั้วต่อหมายเลข 4 การ ตั้งย่านวัดและการต่อดิจิตอลมัลติมิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรง 9.4.4 การวัดความต้านทาน (Ω) การวัดความต้านทานด้วยดิจิตอลมัลติมิเตอร์โดยตั้งสวิตช์เลือกย่านวัดไปที่ย่านโอห์มมิเตอร์(Ω) ดิจิตอลมัลติมิเตอร์รุ่นที่ใช้งานตามรูปที่ 9.5 มีทั้งหมด 5 ย่านวัดเต็มสเกล คือย่าน 200, 2,000, 20 k, 200 k และ 2,000 k การวัดค่าความต้านทานด้วยโอห์มมิเตอร์ชนิดดิจิตอลไม่จ าเป็นต้องช็อตปลายสายวัดเข้าด้วยกันเพื่อ ปรับแต่งความถูกต้อง สามารถน าไปวัดค่าได้เลยในทุกย่านวัด ตัวเลขที่แสดงให้เห็นคือค่าความต้านทานที่วัดได้ การตั้งย่านวัด และการต่อดิจิตอลมัลติมิเตอร์วัดค่าความต้านทาน 145

กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกิจกรรมของครู ขั้นตอนการเรียนรู้หรือกิจกรรมของนักเรียน 1. ขั้นน าเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที ) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนอ่านเอกสารประกอบการสอน วิชา เครื่องวัดไฟฟ้า หน่วยที่ 9 เรื่อง ดิจิตอลมัลติ มิเตอร์ 2. ผู้สอนแจ้งวัตถุประสงค์ของการเรียน เรื่อง ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 3. ผู้สอนให้ผู้เรียนระบุดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 2. ขั้นให้ความรู้( 240 นาที ) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนเปิดเอกสารประกอบการสอน วิชา เครื่องวัดไฟฟ้า หน่วยที่ 9 ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 2. ผู้สอนสาธิตการใช้งานดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 3. ขั้นประยุกต์ใช้ (180 นาที) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนท าใบปฏิบัติงาน 9 การใช้ งานดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 45 นาที ) 1. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียน ให้มีความเข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนท าแบบทดสอบหน่วยที่ 9 (รวม 480 นาที หรือ 8 คาบเรียน) 1. ขั้นน าเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที) 1. ผู้เรียนศึกษาเอกสารประกอบการสอนวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า หน่วยที่ 9 เรื่อง ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 2. ผู้เรียนท าความเข้าใจเกี่ยวกับวัตถุประสงค์ของ การเรียน เรื่อง ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 3. ผู้เรียนระบุดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 2. ขั้นให้ความรู้( 240 นาที) 1. ผู้เรียนเปิดเอกสารประกอบการสอน วิชา เครื่องวัดไฟฟ้า หน่วยที่ 9 ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 2. ผู้เรียนฟังผู้สอนสาธิตการใช้งานดิจิตอลมัลติ มิเตอร์ 3. ขั้นประยุกต์ใช้( 180 นาที ) 1. ผู้เรียน ท าใบป ฏิบั ติงาน 9 ก า รใช้งาน ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 45 นาที ) 1. ผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียนให้มีความ เข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้เรียนท าแบบทดสอบหน่วยที่ 146

งานที่มอบหมายหรือกิจกรรมการวัดผลและประเมินผล ก่อนเรียน 1. จัดเตรียมเอกสาร สื่อการเรียนการสอนหน่วยที่ 9 2. ท าความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การเรียนของหน่วยที่ 9 และให้ความร่วมมือในการท ากิจกรรมใน หน่วยที่ 9 ขณะเรียน 1. ท าใบปฏิบัติงาน 9 การใช้งานดิจิตอลมัลติมิเตอร์ 2. ร่วมกันสรุป “ดิจิตอลมัลติมิเตอร์” หลังเรียน 1. สรุปเนื้อหา 2. ท าแบบทดสอบหน่วยที่ 9 147

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 148

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 149

ใบงานปฏิบัติงาน 9 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า ชื่อเรื่อง การใช้งานดิจิตอลมัลติมิเตอร์ ชื่อ……………………………………………………………………………………………..……ชั้น………….……เลขที่………… จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1.นักเรียนสามารถอธิบายการใช้งานดิจิตอลมัลติมิเตอร์ได้ 2. นักเรียนเห็นความส าคัญของเครื่องวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ชนิดปรับย่านวัดอัตโนมัติและชนิดปรับย่านวัดด้วยมือ ชนิดละ 1 เครื่อง 2. แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงปรับค่าได้ 0-30 V 1 เครื่อง 3. แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับปรับค่าได้(Variac) 0-220 V 1 เครื่อง 4. ตัวต้านทาน 100 220 470 680 820 1k 3.3k 5.6k 10k 15k 27k 39k 68k 91k 100k : 1 W (หรือค่าใกล้เคียง) ค่าละ 1 ตัว 5. แผงประกอบวงจรและสายต่อวงจร 1 ชุด ล าดับขั้นการทดลอง ก.การวัดความต้านทาน ( ) 1. ปรับมัลติมิเตอร์ไปที่ย่านวัดโอห์ม ( ) เลือกใช้ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ชนิดที่ต้องปรับแต่ง ปรับย่านวัดให้ เหมาะสมขณะวัดค่า 2. วัดค่าความต้านทานที่ใช้งานจริงทุกค่า ด้วยดิจิตอลมัลติมิเตอร์ที่ตั้งย่านวัดไว้เหมาะสม บันทึกค่าลงในตาราง ที่ 9.1 3. การวัดค่าความต้านทานค่าสูงๆ ต้องระมัดระวังในการวัดค่า โดยห้ามจับปลายเข็มวัดด้วยมือทั้งสองข้าง ขณะ วัดค่าความต้านทาน เพราะจะท าให้ค่าที่วัดได้เกิดความผิดพลาด ตารางที่ 9.1 ความต้านทานได้จากการวัดด้วยโอห์มมิเตอร์ 150

ข.การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DCV) 4. ประกอบวงจรตามรูปที่ 9.1 รูปที่ 9.1 วงจรตัวต้านทานต่อนุกรม 5 ตัว วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงด้วยย่านวัด DCV 5. วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวในวงจรรูปที่ 9.1 ด้วยดิจิตอลมัลติมิเตอร์ทั้ง 2 ชนิด บันทึกค่าลงในตารางที่ 9.2 แถวแรงดัน 10 DC V ตารางที่ 9.2 แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงตกคร่อมตัวต้านทานอนุกรม 6. ปรับแรงดันไฟฟ้า E เป็น 30 DC V ทดลองซ้ าตามขั้นตอนที่ 5 บันทึกค่าลงในตารางที่ 9.2 แถวแรงดัน 30 DC V ค.การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (ACV) 7. ประกอบวงจรตามรูปที่ 9.2 รูปที่ 9.2 วงจรตัวต้านทานต่อนุกรม 5 ตัว วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงด้วยย่านวัด ACV 8. วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวในวงจรรูปที่ 9.2 ด้วยดิจิตอลมัลติมิเตอร์ทั้ง 2 ชนิด บันทึกค่าลงในตารางที่ 9.3 แถวแรงดันไฟฟ้า 10 AC V 151

ตารางที่ 9.3 แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับตกคร่อมตัวต้านทานอนุกรม 9. ปรับแรงดันไฟฟ้า E เป็น 30 AC V ทดลองซ้ าตามขั้นตอนที่ 8 บันทึกค่าลงในตารางที่ 9.3 แถวแรงดัน 30 AC V ง.การวัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (DCmA) 10. ประกอบวงจรตามรูปที่ 9.3 รูปที่ 9.3 วงจรวัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรงด้วยย่านวัด DCmA 11. วัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรงผ่านวงจรด้วยดิจิตอลมัลติมิเตอร์ทั้ง 2 ชนิด ตั้งย่านวัดที่ DCmA ในวงจรรูปที่ 9.3 บันทึกค่าลงในตารางที่ 9.4 แถวแรงดัน 10 DC V ช่องตัวต้านทาน 1k 5.6k 10k 15k 39k และ 68k ตามล าดับ ตารางที่ 9.4 กระแสไฟฟ้าตรงไหลผ่านตัวต้านทาน 12. ปรับแรงดันไฟฟ้า E เป็น 30 DC V ทดลองซ้ าตามขั้นตอนที่ 11 บันทึกค่าลงในตารางที่ 9.4 แถวแรงดัน 30 DC V ทุกค่าความต้านทานตามล าดับ 152

จ.การวัดกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ (ACmA) 13. ประกอบวงจรตามรูปที่ 9.4 รูปที่ 9.4 วงจรวัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรงด้วยย่านวัด ACmA 14. วัดกระแสไฟฟ้ากระแสสลับผ่านวงจรด้วยดิจิตอลมัลติมิเตอร์ทั้ง 2 ชนิด ตั้งย่านวัดที่ ACmA ในวงจรรูปที่ 9.4 บันทึกค่าลงในตารางที่ 9.5 แถวแรงดัน 10 AC V ช่องตัวต้านทาน 1k 5.6k 10k 15k 39k และ 68k ตามล าดับ ตารางที่ 9.5 กระแสไฟฟ้ากระแสสลับไหลผ่านตัวต้านทาน 15. ปรับแรงดันไฟฟ้า E เป็น 30 AC V ทดลองซ้ าตามขั้นตอนที่ 14 บันทึกค่าลงในตารางที่ 9.5 แถวแรงดัน 30 AC V ทุกค่าความต้านทานตามล าดับ สรุปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 153

แบบทดสอบหน่วยที่ 9 ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ วิชา 20104-2004 เครื่องวัดไฟฟ้า ค าสั่ง ให้เลือกค าตอบที่ถูกที่สุดเพียงหนึ่งตัวเลือกเท่านั้น 1. ข้อใดไม่ใช่หลักการท างานของดิจิตอลมิเตอร์ ก. ภาคลดทอนสัญญาณ ข. ภาคแปลงสัญญาณ ค. ภาคแสดงผล ง. ภาครับสัญญาณ 2. คุณลักษณะของดิจิตอลมัลติมิเตอร์แบบย่านวัดอัตโนมัติข้อใดถูกต้อง ก. การหมุนเปลี่ยนย่านวัดเป็นไปอย่างอัตโนมัติ ข. ย่านวัดปรับเปลี่ยนปริมาณไฟฟ้าที่ตั้งวัดจากต่ าไปหาสูงได้เอง ค. ย่านวัดปรับเปลี่ยนชนิดของปริมาณไฟฟ้าได้เองให้ตรงกับที่วัด ง. เป็นดิจิตอลมัลติมิเตอร์ที่ท างานอย่างอัตโนมัติโดยเพียงสวิตช์ 3. คุณลักษณะของดิจิตอลมัลติมิเตอร์แบบต้องปรับแต่งย่านวัดข้อใดถูกต้อง ก. การหมุนเปลี่ยนย่านวัดแต่ละปริมาณไฟฟ้าเป็นไปอย่างอัตโนมัติ ข. ย่านวัดปรับเปลี่ยนปริมาณไฟฟ้าที่ตั้งวัดจากต่ าไปหาสูงปรับครั้งเดียว ค. ควบคุมการปรับเปลี่ยนขั้วต่อขั้ววัดให้เหมาะสมกับความต้องการของตัวผู้วัด ง. ควบคุมการปรับเปลี่ยนย่านวัดแต่ละปริมาณไฟฟ้าให้เหมาะสมด้วยตัวผู้วัดเอง จากรูปใช้ตอบค าถามข้อ 4-5 4. ต้องการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ จะต้องเสียบสายวัดเข้าที่ขั้วเสียบใด ก. 3 และ 4 ข. 3 และ 5 ค. 4 และ 5 ง. ถูกทุกข้อ 5. ต้องการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง จะต้องเสียบสายวัดเข้าที่ขั้วเสียบใด ก. 3 และ 4 ข. 3 และ 5 ค. 4 และ 5 ง. ถูกทุกข้อ 154

แผนการจัดการเรียนรู้ หน่วยที่ 10 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า สอนสัปดาห์ที่ 14-15 ชื่อหน่วย มาตรวัดก าลังไฟฟ้า คาบรวม 60 ชื่อเรื่อง มาตรวัดก าลังไฟฟ้า จ านวนคาบ 4 สาระส าคัญ ก าลังไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการใช้ไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้า สามารถหาค่าก าลังไฟฟ้าได้ 2 วิธีการ คือใช้การวัดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในวงจรน ามาค านวณโดยใช้สูตรค านวณก าลังไฟฟ้า อีกวิธีหนึ่งใช้ วัตต์มิเตอร์ต่อวัดก าลังไฟฟ้าในวงจรโดยตรง ช่วยลดความยุ่งยากในการวัดค่าลงได้วัตต์มิเตอร์ที่สร้างขึ้นมาใช้งานใช้ หลักการของอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์มีขั้วต่อวัด 4 ขั้ว ขั้ววัด 2 ขั้วแรก เป็นของขดลวดอยู่กับที่หรือขดลวด กระแสไฟฟ้า ขั้ววัดอีก 2 ขั้วที่เหลือเป็นของขดลวดเคลื่อนที่หรือขดลวดแรงดันไฟฟ้า การบ่ายเบนของเข็มชี้ขึ้นอยู่กับ ภาระที่ต่อวงจรและแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้วงจร ค าศัพท์ส าคัญ 1. ก าลังไฟฟ้าเป็นวัตต์ (W) คืออัตราของงานที่ถูกกระท าในวงจร ซึ่งเกิดกระแสไฟฟ้าไหลเป็นแอมแปร์ (A) เมื่อมีแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายให้วงจรเป็นโวลต์ (V) นั่นคือก าลังไฟฟ้าสามารถหาค่าได้จากการค านวณในรูปแรงดันไฟฟ้า กับกระแสไฟฟ้า 2. จุดประสงค์การสอน/การเรียนรู้ จุดประสงค์ทั่วไป 1. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับก าลังไฟฟ้า 2. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับวัตต์มิเตอร์ 3. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับวาร์มิเตอร์และเพาเวอร์แฟกเตอร์ 4. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับวัตต์อาวร์มิเตอร์ จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. นักเรียนสามารถอธิบายค่าก าลังไฟฟ้าได้ 2. นักเรียนสามารถบอกโครงสร้างวัตต์มิเตอร์ได้ 3. นักเรียนสามารถอธิบายลักษณะวาร์มิเตอร์และเพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์ได้ 4. นักเรียนสามารถอธิบายกิโลวัตต์อาวร์มิเตอร์ได้ 5. นักเรียนสามารถต่อวัตต์มิเตอร์และอ่านค่าวัตต์มิเตอร์ได้ 6. นักเรียนสามารถต่อวาร์มิเตอร์และอ่านค่าวาร์มิเตอร์ได้ 7. นักเรียนสามารถต่อเพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์และอ่านค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์ได้ 8. นักเรียนสามารถต่อกิโลวัตต์อาวร์มิเตอร์และอ่านค่ากิโลวัตต์อาวร์มิเตอร์ได้ 9. นักเรียนความส าคัญของเครื่องวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงา 155

เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ • ด้านความรู้(ทฤษฎี) 10.1 ก าลังไฟฟ้า ก าลังไฟฟ้า (Electric Power) เป็นก าลังที่เกิดขึ้นจากการใช้ไฟฟ้าในการท างาน หาได้จากการใชพลังงาน ไฟฟ้ามีหน่วยเป็นจูล (J) ท าให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในหนึ่งหน่วยเวลาเป็นวินาที(s) ก าลังไฟฟ้าใช้อักษรย่อ P มีหน่วยเป็นวัตต์(W) ความสัมพันธ์ของก าลังไฟฟ้าเขียนเป็นสมการได้ดังนี้ .....(10-1) หรือ .....(10-2) เมื่อ P = ก าลังไฟฟ้า หน่วยวัตต์(W) W = พลังงานไฟฟ้า หน่วยจูล (J) t = เวลา หน่วยวินาที(s) เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าเกิดขึ้นได้จากการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (E) มีหน่วยเป็นโวลต์(V)ท าให้เกิดกระแสไฟฟ้า (I) ไหลมีหน่วยเป็นแอมแปร์(A) ในหนึ่งหน่วยเวลาเป็นวินาที(s) เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ .....(10-3) แทนที่สมการที่ (10–2) ด้วยสมการที่ (10–3) จะได้เป็น .....(10-4) เมื่อ P = ก าลังไฟฟ้า หน่วยวัตต์(W) E = แรงดันไฟฟ้า หน่วยโวลต์(V) I = กระแสไฟฟ้า หน่วยแอมแปร์(A) สรุปได้ว่าก าลังไฟฟ้าเป็นวัตต์ (W) คืออัตราของงานที่ถูกกระท าในวงจร ซึ่งเกิดกระแสไฟฟ้าไหลเป็น แอมแปร์(A) เมื่อมีแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายให้วงจรเป็นโวลต์(V) นั่นคือก าลังไฟฟ้าสามารถหาค่าได้จากการค านวณใน รูปแรงดันไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้า เมื่อต้องการหาค่าก าลังไฟฟ้าของอุปกรณ์ตัวใดหรือวงจรไฟฟ้าใด ก็สามารถท าได้โดยจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้ อุปกรณ์หรือวงจรไฟฟ้านั้น น าแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ท าการวัดกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าออกมา น าค่าทั้ง สองที่ได้ไปค านวณหาค่าก าลังไฟฟ้าด้วยสมการที่ (10-4)ลักษณะการต่อวงจรวัดหาค่าก าลังไฟฟ้า 156 ก าลังไฟฟ้า = พลังงานไฟฟ้า เวลา P = W T W = EIt Elt P EI t

รูปที่ 10.1 การวัดก าลังไฟฟ้าด้วยการวัดกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า จากรูปที่ 10.1 แสดงการวัดก าลังไฟฟ้าด้วยการวัดกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า เพื่อหาค่าก าลังไฟฟ้าของ หลอดไฟ สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าได้12 V และวัดกระแสไฟฟ้าได้0.2 Aดังนั้นก าลังไฟฟ้าของหลอดไฟจะมีค่าดังนี้ P = EI = 12 V x 0.2 A ˳˚˳ P = 2.4 W การหาค่าก าลังไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือวงจรไฟฟ้าด้วยวิธีการค านวณดังกล่าว แม้ว่าสามารถท าได้ก็จริง แต่เกิดความยุ่งยากในการหาค่าอย่างมาก เพราะต้องวัดหาค่าทั้งแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าน าค่าทั้งสองมา ค านวณด้วยสูตรหาค่าก าลังไฟฟ้า หากต้องการหาค่าก าลังไฟฟ้าหลายค่า หรือหลายต าแหน่ง ก็จะต้องวัดค่าทั้ง แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าหลายครั้ง พร้อมกับการค านวณหาค่าก าลังไฟฟ้าหลายครั้ง เกิดความยุ่งยาก เสียเวลา และอาจเกิดความผิดพลาดขึ้นได้ง่าย 10.2 วัตต์มิเตอร์ จากความยุ่งยากที่เกิดจากการวัดค่าและค านวณหาค่าก าลังไฟฟ้าด้วยแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า จึงได้ มีการดัดแปลงมาตรวัดให้สามารถวัดค่าก าลังไฟฟ้าออกมาได้โดยตรง เรียกมาตรวัดชนิดนี้ว่า วัตต์มิเตอร์ (Wattmeter) โดยการสร้างรวมเอาโวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์ไว้ในตัวเดียวกัน รูปที่ 10.2 โครงสร้างของวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์ จากรูปที่ 10.2 แสดงโครงสร้างของวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์ส่วนประกอบของโครงสร้าง ประกอบด้วยขดลวด 3 ขด ขดลวด 2 ขดใหญ่ที่วางขนานกัน เป็นขดลวดอยู่กับที่หรือขดลวดกระแสไฟฟ้า (Current Coil) ส่วนตอนกลางของขดลวดอยู่กับที่ มีขดลวดอีกหนึ่งขดวางอยู่ในส่วนวงกลมที่ว่างเป็นขดลวด 157

เคลื่อนที่ หรือขดลวดแรงดันไฟฟ้า (Voltage Coil) ขดลวดเคลื่อนที่นี้ถูกยึดติดกับแกนหมุนเคลื่อนที่ได้ร่วมกับเข็มชี้ และสปริงควบคุมการบ่ายเบน ใช้เพื่อแสดงผลการวัดก าลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้น ขดลวดคงที่หรือขดลวดกระแสไฟฟ้าทั้งสองขดนั้นถูกต่ออนุกรมกัน และต่อออกมาเพื่อวัดค่ากระแสไฟฟ้า ของวงจร ส่วนขดลวดเคลื่อนที่หรือขดลวดแรงดันไฟฟ้าถูกต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน ท าหน้าที่จ ากัดกระแสไฟฟ้า ผ่านขดลวด และต่อออกมาเพื่อวัดค่าแรงดันไฟฟ้าของวงจรวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์ รูปที่ 10.3 โครงสร้างการต่อวงจรวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์ จากรูปที่ 10.3 แสดงโครงสร้างการต่อวงจรวัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์ มีขั้วต่อใช้งาน 4 ขั้ว แบ่งเป็น 2 ชุด ชุดละ 2 ขั้วต่อ ชุดแรก (ขั้ว A, ±) ต่อวัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจรที่ต้องการวัดค่า ชุดสอง (ขั้ว V, ±) ต่อวัดแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้วงจรที่ต้องการวัดค่า วัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์นี้สามารถน าไปวัดก าลังไฟฟ้าได้ทั้งก าลังไฟฟ้าของวงจรไฟฟ้า กระแสตรง (DC) และก าลังไฟฟ้าของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพราะขดลวดทั้งขดอยู่กับที่และขดเคลื่อนที่ สามารถรับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าได้กับไฟฟ้าทั้งสองชนิดช่วยให้เกิดความสะดวกในการใช้งาน และลดความ ยุ่งยากในการวัดค่าลงได้ 10.3 การต่อใช้งานวัตต์มิเตอร์ การน าวัตต์มิเตอร์ไปต่อใช้งาน ต้องต่อเข้าวงจรของอุปกรณ์ที่ต้องการวัดก าลังไฟฟ้า โดยต่อใช้งานทั้ง ขดลวดอยู่กับที่ (ขั้ว A, ±) และขดลวดเคลื่อนที่ (ขั้ว V, ±) อย่างถูกต้อง น าไปต่อกับภาระที่ต้องการวัดค่า และต่อ เข้าแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าของวงจร รูปที่ 10.4 การต่อวงจรใช้งานวัตต์มิเตอร์ จากรูปที่ 10.4 แสดงการต่อวงจรใช้งานวัตต์มิเตอร์โดยการน าขั้ว ± ของขดลวดอยู่กับที่กับและขดลวด เคลื่อนที่ต่อเข้าด้วยกัน น าไปต่อเข้าแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าขั้วหนึ่ง ขั้ว A ของขดลวดอยู่กับที่ต่อเข้าภาระที่ต้องการ วัดก าลังไฟฟ้า และน าภาระอีกขั้วที่เหลือไปต่อเข้ากับขั้ว Vของขดลวดเคลื่อนที่ น าขั้ว V ไปต่อเข้าแหล่งจ่าย 158

แรงดันไฟฟ้าขั้วที่เหลือ ได้การต่อวัตต์มิเตอร์เข้าวงจรโดยสมบูรณ์ เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าเข้าวงจรวัตต์มิเตอร์ทั้งขดลวดอยู่กับที่หรือขดลวดกระแสไฟฟ้า และขดลวดเคลื่อนที่ หรือขดลวดแรงดันไฟฟ้า เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นมา มีขั้วสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของขดลวดอยู่กับที่และขดลวด เคลื่อนที่ด้านที่วางอยู่ใกล้กันมีขั้วเหมือนกัน เกิดแรงผลักดันกันของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งสอง ท าให้ขดลวด เคลื่อนที่บ่ายเบนไป ชี้ค่าก าลังไฟฟ้าออกมา การที่ขดลวดเคลื่อนที่เกิดการบ่ายเบนไปมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับภาระที่ น ามาต่อวงจรและแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้วงจร คือขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่จ่ายผ่านเข้าวัตต์มิเตอร์ 10.4 การวัดและการอ่านค่าก าลังไฟฟ้า การต่อใช้งานวัตต์มิเตอร์ต้องระมัดระวังในเรื่องการต่อ โดยต้องไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเข้าขดลวดอยู่ กับที่หรือขดลวดกระแสไฟฟ้ามากเกินกว่าพิกัดของวัตต์มิเตอร์ที่บอกไว้และต้องไม่ให้แรงดันไฟฟ้าที่ป้อนเข้าขดลวด เคลื่อนที่หรือขดลวดแรงดันไฟฟ้ามากเกินกว่าพิกัดของวัตต์มิเตอร์ที่บอกไว้เช่นกัน ดังนั้นก่อนการต่อวัตต์มิเตอร์เข้า วงจร จึงควรตรวจสอบทั้งแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าของวงจรก่อนเสมอ เพื่อป้องกันการช ารุดเสียหายของวัตต์ มิเตอร์และต้องศึกษารายละเอียดของวัตต์มิเตอร์ตัวที่จะใช้งานให้เข้าใจก่อนน าไปใช้งานเสมอ วัตต์มิเตอร์ที่ถูก สร้างขึ้นมาใช้งานแบบแอนะลอกและแบบดิจิตอล รูปที่ 10.5 วัตต์มิเตอร์แบบแอนะลอกและแบบดิจิตอล จากรูปที่ 10.5 แสดงวัตต์มิเตอร์แบบแอนะลอกและแบบดิจิตอลที่ผลิตออกมาใช้งาน จะเห็นได้ว่ามี มากมายหลายแบบหลายลักษณะ ทั้งแสดงผลด้วยเข็มชี้และแสดงผลด้วยตัวเลขและตัวอักษร แต่ละแบบแต่ละชนิด มีวิธีต่อใช้งาน การตั้งค่าท างาน และการอ่านค่าที่แตกต่างกันไปการใช้งานที่ถูกต้องเหมาะสม จะท าให้การวัดค่า ก าลังไฟฟ้ามีความถูกต้องมากขึ้น การอ่านค่าก าลังไฟฟ้าจากวัตต์มิเตอร์แบบเข็มชี้ที่ถูกต้อง โดยต้องอ่านค่าจากหน้าปัดสเกลในต าแหน่งที่ เข็มมิเตอร์ชี้ค่า น ามาคูณร่วมกับค่าตัวคูณในตารางคู่มือที่แนบติดมากับตัววัตต์มิเตอร์ซึ่งขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและ ค่ากระแสไฟฟ้าของขั้วที่ต่อวัดจากวัตต์มิเตอร์ค่าที่อ่านได้จากตัวเครื่องจะต้องน ามาค านวณค่าจากค่าตัวคูณใน ตาราง จึงจะได้ค่าก าลังไฟฟ้าที่วัดได้จริงจากอุปกรณ์หรือวงจรที่ท าการวัด การอ่านค่าก าลังไฟฟ้าที่วัดได้จากวัตต์มิเตอร์หาได้ดังนี้ .....(10-5) 159 ก าลังไฟฟ้าที่วัดได้= ตัวเลขที่อ่านได้(W) x ค่าตัวคูณ

กรณีวัดค่าก าลังไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ จะต้องเป็นค่าก าลังไฟฟ้าที่เป็นค่าจริงเท่านั้น คือที่ค่า แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้ามีสัญญาณเฟสเหมือนกัน โดยจะต้องค านึงถึงค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์(Power Factor) ของวงจรด้วย จึงวัดค่าได้ถูกต้อง ก าลังไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ .....(10-6) เมื่อ PT = ก าลังไฟฟ้าค่าจริง หน่วยวัตต์(W) E = แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ หน่วยโวลต์(V) I = กระแสไฟฟ้ากระแสสลับ หน่วยแอมแปร์(A) cosθ = ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ของวงจร ไม่มีหน่วย กรณีเป็นตัวต้านทานบริสุทธ์ค่า cosθ = 1 10.5 วาร์มิเตอร์ ก าลังไฟฟ้าที่วัดออกมาได้จากอุปกรณ์ไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้า ที่ใช้งานกับสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับมีด้วยกัน 3 ค่า คือ ก าลังไฟฟ้ าจริง (Real Power, True Power, Active Power หรือWorking Power) ก าลังไฟฟ้ า ตอบสนอง (Reactive Power) และก าลังไฟฟ้าปรากฏ (ApparentPower) ความสัมพันธ์ของก าลังไฟฟ้าทั้ง 3 ค่า เขียนออกมาได้ รูปที่ 10.6 ความสัมพันธ์ของก าลังไฟฟ้า 3 ค่า จากรูปที่ 10.6 แสดงความสัมพันธ์ของก าลังไฟฟ้า 3 ค่า เกิดขึ้นในต าแหน่งที่วัดออกมาได้ต่างกัน จึงเรียก ค่าก าลังไฟฟ้าที่แสดงออกมาแตกต่างกัน ก าลังไฟฟ้าแต่ละแบบเกิดขึ้นได้กับอุปกรณ์ในวงจรต่างชนิดกัน ก าลังไฟฟ้า จริง (P) เกิดขึ้นได้กับอุปกรณ์จ าพวกตัวต้านทานบริสุทธิ์(Pure Resistor) สามารถวัดออกมาได้จริงด้วยวัตต์มิเตอร์ เกิดจากแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางเดียวกัน หรือเกิดจากการคูณกันของแรงดันไฟฟ้าและ ส่วนประกอบของกระแสไฟฟ้าในรูป Elcosθ หน่วยของก าลังไฟฟ้านี้เป็นวัตต์(W) ก าลังไฟฟ้าตอบสนอง (Q) เกิดขึ้นได้กับอุปกรณ์จ าพวกตัวเหนี่ยวน า (C) และตัวเก็บประจุ(L) หรือเกิดจาก การคูณกันของแรงดันไฟฟ้า และส่วนประกอบของกระแสไฟฟ้าที่ตอบสนองมีมุมต่างไป 90 องศาในรูป Elsinθ หน่วยของก าลังไฟฟ้านี้เป็นวาร์(VAR) ก าลังไฟฟ้าตอบสนอง(Q) นี้วัตต์มิเตอร์ไม่สามารถวัดค่าออกมาได้จึงต้องใช้ วาร์มิเตอร์(Varmeter) ใช้ในการวัดค่า ก าลังไฟฟ้าปรากฏ (S) เป็นก าลังไฟฟ้าเกิดกับอุปกรณ์จ าพวกอิมพีแดนซ์ต่างๆ เช่นRL, RC, LC และ RLC หรือเกิดจากการคูณกันของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าค่าจริงในวงจรในรูป El หน่วยของก าลังไฟฟ้านี้เป็นโวลต์ – แอมแปร์(VA) วัดค่าออกมาได้ด้วยเอซีโวลต์มิเตอร์และเอซีแอมมิเตอร์น ามาคูณกันโดยตรง ความสัมพันธ์ของ 160 PT = EIcosθ

ก าลังไฟฟ้าทั้ง 3 ค่า เขียนออกมาในรูปเวคเตอร์ของสมการและหน่วยวัดค่า แสดงดังรูปที่ 10.7 และวาร์มิเตอร์ รูปที่ 10.8 วาร์มิเตอร์ จากรูปที่ 10.8 แสดงวาร์มิเตอร์ใช้ส าหรับวัดก าลังไฟฟ้าตอบสนอง (Q) มีการต่อใช้งานเช่นเดียวกับวัตต์ มิเตอร์คือต่อทั้งการวัดแรงดันไฟฟ้าและวัดกระแสไฟฟ้าให้กับวาร์มิเตอร์บอกค่าก าลังไฟฟ้าที่วัดได้ออกมาอยู่ในรูป ค่าก าลังไฟฟ้าตอบสนอง (Q) วาร์มิเตอร์ใช้วัดได้ทั้งไฟฟ้ากระแสสลับชนิดเฟสเดียว ชนิด 2 เฟส และชนิด 3 เฟส ที่ ใช้สายต่อวงจรแบบ 3 สายและ 4 สายใช้ได้ทั้งภาระชนิดไม่สมดุล และภาระชนิดสมดุล โดยสร้างวาร์มิเตอร์ให้วัดค่า ได้เป็นวาร์(var)กิโลวาร์(kvar) และเมกวาร์(Mvar) สเกลหน้าปัดจะแสดงค่าปริมาณไฟฟ้าที่วัดออกมา เป็นค่า ก าลังไฟฟ้าตอบสนอง (Q) ของวงจรและอุปกรณ์ไฟฟ้าที่วัดให้ทราบ วาร์มิเตอร์แสดงผลการวัดในค่ากิโลวาร์(kvar) และเมกวาร์(Mvar) 10.6 เพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์ เพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์(Power Factor Meter) เป็นมาตรวัดสร้างขึ้นมาเพื่อใช้วัดค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ ของอุปกรณ์ไฟฟ้า และเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ก าลังท างาน เพื่อให้ทราบค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์จริงขณะท างานว่าเหมาะสม หรือไม่ น าค่าที่ได้มาใช้ปรับปรุงแก้ไขค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ให้เกิดความเหมาะสม รูปร่างและโครงสร้างของเพาเวอร์ แฟกเตอร์มิเตอร์ รูปที่ 10.10 เพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์ จากรูปที่ 10.10 แสดงเพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์รูปที่ 10.10 (ก) เป็นรูปร่างเพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์แบบ หนึ่ง เข็มชี้ในสภาวะปกติไม่ได้วัดค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์จะชี้ค่ากลางสเกลที่ต าแหน่งเลข 1 ถือเป็นค่าที่ดีของการใช้ อุปกรณ์ไฟฟ้า การบ่ายเบนไปของเข็มชี้เมื่อน าเพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์ไปใช้งาน เป็นการแสดงให้ทราบถึงความไม่ 161

เหมาะสมของค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ซึ่งจะท าให้สิ้นเปลืองการใช้พลังงานไฟฟ้ามากขึ้นโดยไม่เกิดประโยชน์ถ้าเข็มชี้ บ่ายเบนไปทางซ้ายมือแสดงว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้งานแสดงคุณสมบัติเป็นตัวเก็บประจุ (C) และถ้าเข็มชี้บ่ายเบนไป ทางขวามือแสดงว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้งานแสดงคุณสมบัติเป็นตัวเหนี่ยวน า (L) จ าเป็นต้องแก้ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ ให้กลับมาเป็นค่า 1 ตามเดิม เพื่อการท างานของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่สมบูรณ์ รูปที่10.10 (ข) เป็นโครงสร้างวงจรเพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์ประกอบด้วยขดลวด 2 ชุดชุดแรกเป็นขดลวด อยู่กับที่หรือขดลวดกระแสไฟฟ้ามี2 ขด S1 และ S2 ต่อกันอย่างอนุกรมวางห่างกันอยู่ด้านนอก ชุดสองขดลวด เคลื่อนที่หรือขดลวดแรงดันไฟฟ้ามี2 ขด M1 และ M2 วางอยู่ด้านในขดลวดอยู่กับที่ต าแหน่งเดียวกันท ามุมต่างกัน 90 องศา ยึดอยู่บนแกนร่วมกับเข็มชี้ขดลวดเคลื่อนที่ทั้ง 2 ขด มีตัวต้านทานต่ออนุกรมอยู่ขดละตัว โดยขดลวด เคลื่อนที่ทั้งสองขดต่ออนุกรมร่วมกัน ส่วนสเกลหน้าปัด แสดงค่าการวัดไว้2 ชนิด ได้แก่ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์และ ค่ามุมเฟส บอกออกมาในสภาวะน าหน้า (Lead) แสดงสภาวะเป็นค่าตัวเหนี่ยวน า (L) และสภาวะล้าหลัง (Lag) แสดงสภาวะเป็นค่าตัวเก็บประจุ (C) การน าเพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์ไปต่อใช้งานในวงจรไฟฟ้าชนิดไฟ 3 เฟส รูปที่ 10.11 การต่อใช้งานเพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์กับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับชนิด 3 เฟส จากรูปที่ 10.11 แสดงการต่อใช้งานเพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์กับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับชนิด 3 เฟส ขดลวดคงที่ S1 และ S2 ต่ออย่างอนุกรมกับสายไฟฟ้าเส้น B ส่วนขดลวดเคลื่อนที่M1 และ M2 ชุดที่ต่อร่วมกันน าไป ต่อเข้ากับขดลวด S ที่ขั้ว ± ส่วนขดลวด M1 อีกขาที่ต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน R1 น าไปต่อเข้ากับสายไฟฟ้าเส้น C และขดลวด M2 อีกขาที่ต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน R2 น าไปต่อเข้ากับสายไฟฟ้าเส้น A ท าให้ขดลวด M1 ต่อกับ สายไฟเส้น B และ C และขดลวด M2 ต่อกับสายไฟเส้น B และ A ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์เกิดจากผลรวมของขดลวด แรงดันไฟฟ้าขดหนึ่ง มีกระแสไฟฟ้าน าหน้า และอีกขดหนึ่งมีกระแสไฟฟ้าล้าหลังในสายไฟเส้น B เป็นมุม 30 องศา ขดลวดแรงดันไฟฟ้า M1 และ M2 เกิดความสมดุล ชี้ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ออกมาแสดงต าแหน่งชี้ที่เลข 1 ตามเดิม ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์เปลี่ยนแปลงไป เมื่อมีการเปลี่ยนเฟสของกระแสไฟฟ้าที่ไหลในขดลวดแรงดันไฟฟ้า M1 และ M2 ขดใดขดหนึ่งมีเฟสมากกว่าอีกขดหนึ่ง ท าให้เกิดเฟสต่างกันของกระแสไฟฟ้าที่ไหลในสายไฟฟ้าเส้น B ของขดลวดเคลื่อนที่ ควบคุมให้เข็มชี้บ่ายเบนชี้ต าแหน่งความสมดุลใหม่บนสเกลหน้าปัดเพาเวอร์แฟกเตอร์มิเตอร์ ซึ่งเข็มชี้อาจบ่ายเบนไปด้านต าแหน่งน าหน้า บอกค่าเป็นตัวเหนี่ยวน า (L) หรือด้านต าแหน่งล้าหลัง บอกค่าเป็นตัว เก็บประจุ (C) ก็ได้ 162

10.7 วัตต์อาวร์มิเตอร์ วัตต์อาวร์มิเตอร์(Watthour Meter) เป็นมาตรวัดที่ท างานด้วยการเหนี่ยวน าไฟฟ้า ถูกสร้างขึ้นมาให้ใช้ งานเป็นมาตรวัดวัดการใช้พลังงานไฟฟ้าในบ้านเรือน ในโรงงานอุตสาหกรรมและในสถานที่ต่างๆ ที่ต้องใช้ไฟฟ้าใน การท างาน โดยวัดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้งานออกมาในหน่วยกิโลวัตต์ชั่วโมง หรือกิโลวัตต์อาวร์(Kilowatthours ; kWh) รูปร่างและโครงสร้างของวัตต์อาวร์มิเตอร์ รูปที่ 10.12 วัตต์อาวร์มิเตอร์ จากรูปที่ 10.12 แสดงวัตต์อาวร์มิเตอร์รูปที่ 10.12 (ก) เป็นรูปร่างวัตต์อาวร์มิเตอร์แบบแอนะลอกแบบ หนึ่ง โดยใช้การควบคุมให้แผ่นจานกลมหมุนตามการใช้พลังงานไฟฟ้า ส่งไปให้ชุดเฟืองขับให้ตัวเลขหมุนเคลื่อนที่ นับค่าพลังงานไฟฟ้าในหน่วยกิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) แสดงค่าพลังงานไฟฟ้าที่วัดได้ออกมาเป็นตัวเลข ส่วนรูปที่ 10.12 (ข) เป็นโครงสร้างเบื้องต้นของวัตต์อาวร์มิเตอร์มีโครงสร้างคล้ายกับวัตต์มิเตอร์ที่ท างาน ด้วยการเหนี่ยวน าสนามแม่เหล็กไฟฟ้า มีส่วนประกอบหลักเหมือนกัน โดยประกอบด้วยขดลวดกระแสไฟฟ้าและ ขดลวดแรงดันไฟฟ้า ท าให้เกิดสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงไป ส่วนที่แตกต่างไปของวัตต์อาวร์มิเตอร์อยู่ที่การแสดง ค่าการวัดพลังงานไฟฟ้าที่ได้แสดงค่าออกมาโดยใช้แม่เหล็กถาวรหน่วงการเคลื่อนที่ของจานหมุน และใช้ชุดเฟืองไป ขับเข็มชี้ให้แสดงค่าออกมาบนสเกล หรือใช้ชุดเฟืองไปขับชุดตัวเลขให้แสดงค่าออกมา โครงสร้างเบื้องต้นของวัตต์อาวร์มิเตอร์ประกอบด้วย ขดลวดกระแสไฟฟ้าต่อแบบอนุกรมกับวงจร และ ขดลวดแรงดันไฟฟ้าต่อแบบขนานกับวงจร ขดลวดทั้ง 2 ชุดถูกพับไว้บนโครงโลหะที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ เกิดเป็น วงจรแม่เหล็ก 2 ชุด แผ่นจานอะลูมิเนียมกลมแบนถูกวางอยู่ในช่องว่างสนามแม่เหล็กของขดลวดกระแสไฟฟ้าและ ขดลวดแรงดันไฟฟ้า ท าให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลวน (Eddy Current) ในแผ่นจานอะลูมิเนียม แรงต้านของ กระแสไฟฟ้าไหลวนและสนามแม่เหล็กของขดลวดแรงดันไฟฟ้า ท าให้เกิดแรงผลักขึ้นบนแผ่นจานอะลูมิเนียม แผ่น จานอะลูมิเนียมจึงหมุน แรงที่เกิดขึ้นเป็นสัดส่วนระหว่างความเข้มของสนามแม่เหล็กของขดลวดแรงดันไฟฟ้าและ กระแสไฟฟ้าไหลวนในแผ่นจานอะลูมิเนียม ซึ่งจะขึ้นอยู่กับจ านวนรอบของขดลวดที่พัน จ านวนรอบการหมุนของ แผ่นจานอะลูมิเนียมขึ้นอยู่กับพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไปของภาระที่ต่ออยู่ในเวลาที่แตกต่างกัน แกนที่ยึดติดกับแผ่นจาน อะลูมิเนียมถูกต่อไว้กับชุดเฟือง พ่วงต่อไปยังเข็มชี้ชี้สเกลออกมาในแต่ละค่า และถูกปรับแต่งให้อ่านค่าออกมาเป็น กิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) 163

กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกิจกรรมของครู ขั้นตอนการเรียนรู้หรือกิจกรรมของนักเรียน 1. ขั้นน าเข้าสู่บทเรียน (15 นาที) 1. ผู้สอนจัดเตรียมเอกสาร พร้อมกับแนะน า รายวิชา วิธีการให้คะแนนและวิธีการเรียน เรื่อง มาตรวัดก าลังไฟฟ้า 2. ผู้สอนแจ้งจุดประสงค์การเรียนของหน่วย เรียนที่ 10 และขอให้ผู้เรียนร่วมกันท ากิจกรรมการ เรียนการสอน 3. ผู้สอนให้ผู้เรียนบรรยายวาร์มิเตอร์พร้อมให้ เหตุผลประกอบ 2. ขั้นให้ความรู้(240 นาที) 1. ผู้สอนเปิด PowerPoint หน่ วยที่ 10 เรื่อง มาตรวัดก าลังไฟฟ้าและให้ผู้เรียนศึกษาเอกสาร ประกอบการสอน วิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 2. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันฝึกวัดและอ่านค่า ก าลังไฟฟ้าที่ได้ศึกษาจาก PowerPoint 3. ขั้นประยุกต์ใช้( 180 นาที ) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนท าใบปฏิบัติงาน 10.1 การ ใช้งานมัลติมิเตอร์วัดก าลังไฟฟ้า 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนท าใบปฏิบัติงาน 10.2 การ ใช้กิโลวัตต์อาวร์มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้า 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 45 นาที ) 1. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียน ให้มีความเข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนท าแบบทดสอบหน่วยที่ 10 (รวม 480 นาที หรือ 8 คาบเรียน) 1. ขั้นน าเข้าสู่บทเรียน (15 นาที) 1. ผู้เรียนเตรียมอุปกรณ์และ ฟังครูผู้สอนแนะน า รายวิชา วิธีการให้คะแนนและวิธีการเรียนเรื่อง มาตร วัดก าลังไฟฟ้า 2. ผู้เรียนท าความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การ เรียนของหน่วยเรียนที่ 10 และการให้ความร่วมมือใน การท ากิจกรรม 3. ผู้เรียนบรรยายวาร์มิเตอร์พร้อมให้เหตุผล ประกอบ 4. 2. ขั้นให้ความรู้(240 นาที) 1. ผู้เรียนศึกษ า PowerPoint หน่ วยที่ 10 เรื่อง มาตรวัดก าลังไฟฟ้าและให้ผู้เรียนศึกษาเอกสาร ประกอบการสอน วิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 2. ผู้เรียนร่วมกันฝึกวัดและอ่านค่าก าลังไฟฟ้าที่ได้ ศึกษาจาก PowerPoint 3. ขั้นประยุกต์ใช้ ( 180 นาที) 1. ผู้เรียนท าใบปฏิบัติงาน 10.1 การใช้งานมัลติ มิเตอร์วัดก าลังไฟฟ้า 2. ผู้เรียนท าใบปฏิบัติงาน 10.2 การใช้กิโลวัตต์ อาวร์มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้า 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 45 นาที ) 1. ผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียนให้มีความ เข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้เรียนท าแบบทดสอบหน่วยที่ 10 164

งานที่มอบหมายหรือกิจกรรมการวัดผลและประเมินผล ก่อนเรียน 1. จัดเตรียมเอกสาร สื่อการเรียนการสอนหน่วยที่ 10 2. ท าความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การเรียนของหน่วยที่ 10 และให้ความร่วมมือในการท ากิจกรรมใน หน่วยที่ 1 ขณะเรียน 1. ท าใบปฏิบัติงาน 10.1 การใช้งานมัลติมิเตอร์วัดก าลังไฟฟ้า 2. ท าใบปฏิบัติงาน 10.2 การใช้กิโลวัตต์อาวร์มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้า 3. ร่วมกันสรุป “มาตรวัดก าลังไฟฟ้า” หลังเรียน 1. แบบทดสอบหน่วยที่ 10 165

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 166

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 167

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 168

ใบงานปฏิบัติงาน 10.1 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า ชื่อเรื่อง การใช้งานมัลติมิเตอร์วัดก าลังไฟฟ้า ชื่อ……………………………………………………………………………………………..……ชั้น………….……เลขที่………… จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1.นักเรียนสามารถอธิบายการใช้งานมัลติมิเตอร์วัดก าลังไฟฟ้าในวงจรได้ 2. นักเรียนเห็นความส าคัญของเครื่องวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. มัลติมิเตอร์แบบเข็ม 1 เครื่อง 2. แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงปรับค่าได้ 0-30 V 1 เครื่อง 3. ตัวต้านทาน 220 560 1k : 5 W (หรือค่าใกล้เคียง) ค่าละ 1 ตัว 4. แผงประกอบวงจรและสายต่อวงจร 1 ชุด ล าดับขั้นการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรูปที่ 10.1 รูปที่ 10.1 วงจรทดลองหาค่าก าลังไฟฟ้าของวงจรไฟฟ้ากระแสตรง 2. อ่านค่าแรงดันไฟฟ้าที่โวลต์มิเตอร์ DC V และอ่านค่ากระแสไฟฟ้าที่แอมมิเตอร์ DC A บันทึกค่าลงในตารางที่ 10.1 แถวแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E = 10 V ตัวต้านทาน R = 220 169

ตารางที่ 10.1 การหาค่าก าลังไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า 3. เปลี่ยนค่าความต้านทานเป็น 560 และ 1k ตามล าดับ วัดและบันทึกค่าแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่ อ่านได้จาก DC V และ DC A แถวแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E=10V ตัวต้านทาน R=560 และ1k 4. ปรับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E เพิ่มขึ้นเป็น 20V และ 30V ตามล าดับ ทดลองซ้ าตามขั้นตอนที่ 2-3 วัดและ บันทึกค่าแรงดันไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้าลงในตารางที่ 10.1 ทุกแรงดันไฟฟ้า E และตัวต้านทาน R ตามล าดับ 5. ค านวณค่าก าลังไฟฟ้า P จากสมการ P= DC DC V A บันทึกค่า P จากการค านวณลงในตารางที่ 10.1 ทุกค่า สรุปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 170

ใบงานปฏิบัติงาน 10.2 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า ชื่อเรื่อง การใช้กิโลวัตต์อาวร์มิเตอร์วัดก าลังไฟฟ้า ชื่อ…………………………………………………………………………….……………..……ชั้น………….……เลขที่………… จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1.นักเรียนสามารถอธิบายการใช้งานกิโลวัตต์อาวร์มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้าในวงจรได้ 2. นักเรียนเห็นความส าคัญของเครื่องวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. มัลติมิเตอร์ 1 เครื่อง 2. กิโลวัตต์อาวร์มิเตอร์ 1 เครื่อง 3. เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้ก าลังไฟฟ้าสูง เช่น เตาไฟฟ้า เตารีดไฟฟ้า กระติกต้มน้ าไฟฟ้า และเครื่องท าน้ าร้อนไฟฟ้า เป็นต้น เลือกใช้ 3 ชนิด 4. หลอดไฟฟ้าชนิดไส้ 100W 220 AC V 2 หลอด 5. แผงประกอบวงจรและสายต่อวงจร 1 ชุด ล าดับขั้นการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรูปที่ 10.2 รูปที่ 10.2 วงจรต่อกิโลวัตต์อาวร์มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้า 2. สังเกตการหมุนของจานหมุนในกิโลวัตต์อาวร์มิเตอร์ บันทึกความเร็วในการหมุนตัวเลขค่าพลังงานไฟฟ้าก่อน และหลังการทดลองลงในตารางที่ 10.2 ล าดับที่ 1 หลอดไฟฟ้าชนิดไส้ 1 หลอด ช่องความเร็วและช่องพลังงาน 1 นาที นับจ านวนรอบการหมุนในเวลา 1 นาที 3. ต่อเพิ่มหลอดไฟฟ้าชนิดไส้อีก 1 หลอดคร่อมขนานเข้าวงจร ทดลองซ้ าตามขั้นตอนที่ 2 บันทึกค่าลงในตาราง ที่ 10.2 ล าดับที่ 2 หลอดไฟฟ้าชนิดไส้ 2 หลอดขนาน 4. เปลี่ยนเครื่องใช้ไฟฟ้าอีก 3 ชนิดตามล าดับ เช่น เตาไฟฟ้า เตารีดไฟฟ้า และกระติกต้มน้ าไฟฟ้า เป็นต้น (ใส่ตามชนิดที่ใช้งานจริง) ต่อวงจรทดลองเครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดพร้อมสังเกตการหมุนของจานหมุน 171

ในกิโลวัตต์อาวร์มิเตอร์ บันทึกความเร็วในการหมุนและตัวเลขค่าพลังงานไฟฟ้าก่อนและหลังการทดลองลงใน ตารางที่ 10.2 ล าดับที่ 3 4 และ 5 ตามล าดับ ตารางที่ 10.2 ทดสอบวัดค่าพลังงานไฟฟ้าในเครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิด 5. ต่อเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิดเข้าวงจรแบบขนาน สังเกตการหมุนของจานหมุน บันทึกค่าความเร็วในการหมุน ของจานหมุน และตัวเลขค่าพลังงานไฟฟ้าก่อนและหลังการทดลองลงในตารางที่ 10.2 ล าดับที่ 6 ต่อเครื่องใช้ไฟฟ้า ทุกชนิดขนาน สรุปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 172

แบบทดสอบหน่วยที่ 10 มาตรวัดก าลังไฟฟ้า วิชา 20104-2004 เครื่องวัดไฟฟ้า ค าสั่ง ให้เลือกค าตอบที่ถูกที่สุดเพียงหนึ่งตัวเลือกเท่านั้น 1. ความหมายของก าลังไฟฟ้าข้อใดถูกต้อง ก. การจ่ายพลังงานไฟฟ้าท าให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง ข. อัตราของงานที่ถูกกระท าโดยมีแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจ่ายให้วงจร ค. ก าลังที่เกิดขึ้นจากการใช้พลังงานไฟฟ้าในเวลาที่ก าหนด ง. ถูกทุกข้อ 2. วัตต์มิเตอร์แบบอิเล็กโทรไดนาโมมิเตอร์มีโครงสร้างข้อใดถูกต้อง ก. ขดลวดแรงดัน 1 ขด ขดลวดกระแส 1 ขด ข. ขดลวดแรงดัน 1 ขด ขดลวดกระแส 2 ขด ค. ขดลวดแรงดัน 2 ขด ขดลวดกระแส 1 ขด ง. ขดลวดแรงดัน 2 ขด ขดลวดกระแส 2 ขด 3. โครงสร้างของวัตต์มิเตอร์ใช้หลักการท างานของอะไร ก. โอห์มมิเตอร์ ข. ดาร์สันวาล์มิเตอร์ ค. ไดนาโมมิเตอร์ไฟฟ้า ง. โวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์ 4. วาร์มิเตอร์ที่สร้างขึ้นมาใช้งานจะน าไปวัดค่าก าลังไฟฟ้าใด ก. ก าลังไฟฟ้าจริง ข. ก าลังไฟฟ้ารวม ค. ก าลังไฟฟ้าปรากฏ ง. ก าลังไฟฟ้าตอบสนอง 5. วัตต์อาวร์มิเตอร์ใช้ส าหรับวัดค่าปริมาณไฟฟ้าใด ก. พลังงานไฟฟ้าใช้งานตามบ้านและโรงงานอุตสาหกรรม ข. แรงดันไฟฟ้าต่ าสุดและแรงดันไฟฟ้าสูงสุดขณะท างาน ค. สนามไฟฟ้าเกิดขึ้นสูงสุดในขณะท างาน ง. เพาเวอร์แฟกเตอร์ของอุปกรณ์ไฟฟ้า 173

แผนการจัดการเรียนรู้ หน่วยที่ 11 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า สอนสัปดาห์ที่ 16-17 ชื่อหน่วย ออสซิลโลสโคป คาบรวม 68 ชื่อเรื่อง ออสซิลโลสโคป จ านวนคาบ 4 สาระส าคัญ ออสซิลโลสโคปเป็นเครื่องวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ มีความส าคัญต่อการใช้งานอย่างกว้างขวาง หลาย ด้าน สามารถวัดและดูรูปร่างของสัญญาณไฟฟ้าได้ วัดเวลา วัดความถี่ วัดความต่างเฟสของสัญญาณ และสามารถ ดัดแปลงไปวัดค่าปริมาณอื่นๆ ได้ จุดประสงค์การสอน/การเรียนรู้ จุดประสงค์ทั่วไป 1. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับออสซิลโลสโคป 2. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างออสซิลโลสโคป 3. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับหน้าที่การท างานของขั้วต่อและปุ่มปรับ 4. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับการวัดแรงดันไฟฟ้า เวลา ความถี่ สัญญาณไฟฟ้าด้วยวิธีลิสซาจัวส์ จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. นักเรียนสามารถบอกคุณลักษณะของออสซิลโลสโคปได้ 2. นักเรียนสามารถอธิบายโครงสร้างของออสซิลโลสโคปได้ 3. นักเรียนสามรถบอกหน้าที่การท างานของขั้วต่อและปุ่มปรับได้ 4. นักเรียนสามารถอธิบายวิธีการวัดแรงดันไฟฟ้า เวลา ความถี่ สัญญาณไฟฟ้าด้วยวิธีลิสซาจัวส์ได้ 5. นักเรียนสามารถต่อออสซิลโลสโคปวัดแรงดันไฟฟ้าและอ่านค่าออสซิลโลสโคปวัดแรงดันไฟฟ้าได้ 6. นักเรียนสามารถต่อออสซิลโลสโคปวัดเวลาและอ่านค่าออสซิลโลสโคปวัดเวลาได้ 7. นักเรียนสามารถต่อออสซิลโลสโคปวัดความถี่และอ่านค่าออสซิลโลสโคปวัดความถี่ได้ 8. นักเรียนสามารถต่อออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณไฟฟ้าด้วยวิธีลิสซาจัวส์และอ่านค่าออสซิลโลสโคปวัด สัญญาณไฟฟ้าด้วยวิธีลิสซาจัวส์ได้ 9. นักเรียนเห็นความส าคัญของเครื่องมือวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงาน 174

เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ • ด้านความรู้(ทฤษฎี) 11.1 ออสซิลโลสโคป ในงานด้านไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์สัญญาณไฟฟ้าแต่ละชนิดมีบทบาท มีความส าคัญต่อการท างาน และ การควบคุมให้เกิดการท างาน สัญญาณไฟฟ้าเหล่านี้เป็นทั้งสัญญาณข้อมูลและสัญญาณควบคุมการท างาน การ ท างานของวงจรหรือระบบจะสามารถท างานได้อย่างถูกต้องสมบูรณ์สัญญาณไฟฟ้าที่ป้อนให้วงจรหรือระบบต้อง ถูกต้องสมบูรณ์ด้วยเช่นเดียวกัน ในการสร้างเครื่องมือหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์การตรวจวัดหรือ ตรวจสอบสัญญาณไฟฟ้าต้องมีเครื่องวัดไฟฟ้าและเครื่องมือทดสอบที่สามารถวัดรูปร่างสัญญาณไฟฟ้าเหล่านั้นได้ นับได้ว่าเครื่องมือดังกล่าวนี้มีบทบาทส าคัญต่อการใช้งานมาก ช่วยอ านวยความสะดวกให้ช่างสามารถวัดทดสอบ และตรวจวัดอุปกรณ์และวงจรได้รวดเร็วขึ้น ลดเวลาในการปฏิบัติงานลง มีประโยชน์ต่อการใช้งานอย่างกว้างขวาง ถูกน าไปใช้งานอย่างแพร่หลายในงานที่ต้องเกี่ยวข้องกับการวัดสัญญาณต่างๆ ทางไฟฟ้า เครื่องวัดไฟฟ้าดังกล่าว ได้แก่ออสซิลโลสโคป (Oscilloscope) รูปที่ 11.1 ออสซิลโลสโคป จากรูปที่ 11.1 แสดงออสซิลโลสโคปชนิดต่างๆ มีทั้งชนิดที่ภาคแสดงผลใช้หลอดแคโถดเรย์ (Cathode Ray Tube ; CRT) หรือหลอดรังสีแคโถดในการแสดงผลสัญญาณที่วัดได้ออกมาเรียกออสซิลโลสโคปชนิดนี้ว่า แคโถดเรย์ออสซิลโลสโคป (Cathode Ray Oscilloscope ; CRO)หรืออาจเรียกว่า ออสซิลโลสโคปใช้หลอดรังสี แคโถด ออสซิลโลสโคปชนิดนี้มีการแสดงผลออกมาในแบบแอนะลอก เป็นออสซิลโลสโคปที่ผลิตมาใช้งานตั้งแต่ สมัยเริ่มแรก ใช้งานมาจนถึงปัจจุบันออสซิลโลสโคปชนิดนี้เป็นชนิดพื้นฐานของการผลิตออสซิลโลสโคปขึ้นมาใช้ งาน ซึ่งในปัจจุบันได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีภาคแสดงผลของออสซิลโลสโคปชนิดใหม่ให้เป็นแบบดิจิตอล โดย ภาคแสดงผลเปลี่ยนจากการใช้หลอดแคโถดเรย์ (CRT) มาใช้คลิสตอลเหลว(Liquid Crystal Display ; LCD) แสดงผลเป็นสีออกมา โดยใช้เทคโนโลยีการผลิตภาคแสดงผลของอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ เรียก ออสซิลโลสโคปชนิดนี้ว่า ดิจิตอลฟอสเฟอร์ออสซิลโลสโคป (Digital Phosphor Oscilloscopes ; DPO) ท าให้ เครื่องออสซิลโลสโคปมีขนาดบางลง และน้ าหนักเบาลง เพราะไม่ต้องใช้หลอดแคโถดเรย์(CRT) ที่มีความยาวของ หลอดมาก ออสซิลโลสโคป เป็นเครื่องวัดไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์อีกชนิดหนึ่ง ที่มีบทบาทส าคัญต่อการใช้งานในการ วัดและทดสอบประจ าห้องปฏิบัติการทดลอง สามารถน าไปใช้งานในการวัดปริมาณไฟฟ้าได้หลายชนิดคล้ายกับมัล ติมิเตอร์แต่มีข้อดีกว่ามัลติมิเตอร์หลายประการคือ วัดและแสดงผลการวัดได้รวดเร็ว สามารถแสดงภาพสัญญาณ ที่วัดได้ออกมาปรากฏบนจอภาพให้เห็น ใช้วัดหาค่าเวลาของสัญญาณได้วัดความถี่ของสัญญาณได้นอกจากนั้นยัง 175

สามารถพัฒนาไปใช้งานในด้านอื่นๆ ได้อย่างกว้างขวาง เช่น ด้านทหาร ด้านการแพทย์ด้านประมง และด้าน สื่อสาร เป็นต้น การวัดสัญญาณไฟฟ้าของออสซิลโลสโคปเป็นการวัดแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปเป็นสัดส่วนกับ เวลา จึงสามารถน าออสซิลโลสโคปไปดัดแปลงวัดปริมาณอื่นๆ ได้อีกหลายชนิดเช่น กระแสไฟฟ้า ความดัง ความ ดัน ความเร่ง และการสั่นสะเทือน เป็นต้น 11.2 โครงสร้างออสซิลโลสโคป ออสซิลโลสโคปมีส่วนประกอบที่ส าคัญ 2 ส่วน ได้แก่ ส่วนแรกเป็นวงจรท างานด้านไฟฟ้าและ อิเล็กทรอนิกส์ท าหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าที่รับเข้ามาให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าในรูปร่างลักษณะต่างๆ ส่งไป ควบคุมการท างานของภาคท างานในระบบ ได้ค่าถูกต้องออกมา และส่วนที่สองเป็นส่วนแสดงผล ท าหน้าที่เปลี่ยน สัญญาณไฟฟ้าให้เป็นแสงสว่างเกิดการบ่ายเบนไปบนหน้าจอภาพ ได้สัญญาณไฟฟ้ารูปร่างต่างๆ ที่วัดได้ออกมา ลักษณะโครงสร้างและการท างานมีความคล้ายคลึงกับเครื่องรับโทรทัศน์ตรงที่สามารถท าให้เกิดภาพขึ้นที่จอภาพ ได้ รูปที่ 11.2 บล็อกไดอะแกรมโครงสร้างออสซิลโลสโคปเบื้องต้น จากรูปที่ 11.2 แสดงบล็อกไดอะแกรมโครงสร้างออสซิลโลสโคปเบื้องต้น ประกอบด้วยวงจรภาคต่างๆ มี หน้าที่การท างานดังนี้ 1. ภาคลดทอนทางแนวตั้ง (Vertical Attenuator) ท าหน้าที่รับสัญญาณไฟฟ้าอินพุตที่ถูกส่งเข้ามา ปรับ ลดทอนความแรงของสัญญาณไฟฟ้าที่รับเข้ามาให้มีระดับความแรงพอเหมาะก่อนส่งไปภาคขยายสัญญาณไฟฟ้า บ่ายเบนแนวตั้ง โดยภาคนี้สามารถปรับลดทอนระดับความแรงสัญญาณไฟฟ้าได้ที่หน้าเครื่องออสซิลโลสโคป 2. ภาคขยายสัญญาณบ่ายเบนแนวตั้ง (Vertical Deflection Amplifier) รับสัญญาณไฟฟ้าเข้ามาจาก ภาคลดทอนทางแนวตั้ง มาท าการขยายให้สัญญาณไฟฟ้ามีความแรงพอเหมาะที่จะส่งไปควบคุมให้แผ่นเพลตบน ล่าง (Vertical Plate) หรือแผ่นเพลตควบคุมการบ่ายเบนแนวตั้งของหลอดภาพให้เกิดสนามไฟฟ้า ไปบังคับล า อิเล็กตรอนให้บ่ายเบนขึ้นลงทางแนวตั้ง 3. ภาคสัญญาณซิงค์และสัญญาณกระตุ้น (Synchronize & Trigger Signal) เป็นภาคที่รับสัญญาณไฟฟ้า บางส่วนมาจากภาคขยายสัญญาณบ่ายเบนแนวตั้ง เข้ามาเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าต่างๆ ให้เป็นสัญญาณพัลส์ส่งไป ควบคุมให้ภาคก าเนิดความถี่ฟันเลื่อยทางแนวนอน ก าเนิดความถี่ขึ้นมาพร้อมกับความถี่ที่ป้อนเข้ามาท าให้ภาพที่ ปรากฏบนจอออสซิลโลสโคปหยุดนิ่งไม่เกิดการเลื่อนการไหล 176

4. ภาคก าเนิดความถี่ฟันเลื่อยทางแนวนอน (Horizontal Sawtooth Oscillator) เป็นภาคให้ก าเนิด ความถี่ฟันเลื่อยขึ้นมา มีความถี่ที่ท างานสัมพันธ์กันกับความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าทางแนวตั้ง ส่งไปให้ภาคขยาย สัญญาณบ่ายเบนแนวนอน โดยช่วยท าให้ภาคขยายสัญญาณบ่ายเบนแนวนอนขยายสัญญาณได้ค่าเหมาะสม ออกมา สัญญาณก่อนส่งไปเข้าภาคขยายสัญญาณบ่ายเบนแนวนอน จะส่งไปให้สวิตช์เลือกรับสัญญาณป้อนเข้า สวิตช์เลือกได้2 ต าแหน่ง คือ จากภายใน INT. (Internal) และจากภายนอกEXT. (External) ต าแหน่ง INT. เป็นการรับสัญญาณมาจากภาคก าเนิดความถี่ฟันเลื่อยทางแนวนอนมา ต าแหน่ง EXT. เป็นการรับสัญญาณมาจากภายนอก ที่ขั้วอินพุตทางแนวนอนเพื่อใช้ ออสซิลโลสโคปส าหรับการวัดความถี่แบบพิเศษ และวัดความต่างเฟสของสัญญาณไฟฟ้าโดย ใช้วิธีลิสซาจัวส์(Lissajous Method) 5. ภาคขยายสัญญาณบ่ายเบนแนวนอน (Horizontal Deflection Amplifier) รับสัญญาณมาจากภาค ก าเนิดความถี่ฟันเลื่อยทางแนวนอน มาท าการขยายสัญญาณให้มีความแรงมากพอ ที่จะส่งไปควบคุมแผ่นเพลต ซ้ายขวา (Horizontal Plate) หรือแผ่นเพลตควบคุมการบ่ายเบนแนวนอนของหลอดภาพให้เกิดสนามไฟฟ้า ไป บังคับล าอิเล็กตรอนให้เกิดการบ่ายเบนในแนวนอน 6. แหล่งจ่ายก าลังไฟฟ้า (Power Supply) เป็นแหล่งก าเนิดแรงดันไฟฟ้าขนาดต่างๆ จ่ายไปเลี้ยงวงจร และส่วนประกอบของระบบ ให้สามารถท างานได้ 7. ภาคแสดงผล เป็นภาคท าหน้าที่น าสัญญาณไฟฟ้าที่รับเข้ามาจากอินพุตไปแสดงผลบนจอภาพ ใน ภาคแสดงผลนี้แบ่งเป็น 2 ชนิด คือชนิดแสดงผลแบบแอนะลอก (Analog Display)ใช้หลอดภาพแคโถดเรย์(CRT) เป็นหลอดภาพชนิดหลอดสุญญากาศ เช่นเดียวกับหลอดภาพโทรทัศน์ท าหน้าที่ก าเนิดภาพขึ้นมาจากการเรืองแสง ของสารฟอสเฟอร์(Phosphor) ที่ฉาบไว้บนผิวด้านในของหน้าจอหลอดภาพ ตรงต าแหน่งที่อิเล็กตรอนวิ่งมา กระทบ และชนิดแสดงผลแบบดิจิตอล (Analog Display) ใช้คลิสตอลเหลว (LCD) หักเหแสงผ่านไปยังแผ่น ฟิลเตอร์3 สีแดง (R) เขียว (G) น้ าเงิน (B) แสดงผลเป็นสัญญาณสีออกมา ออสซิลโลสโคปชนิดแอนะลอกและชนิด ดิจิตอล 11.3 หน้าที่การท างานของขั้วต่อและปุ่มปรับ ออสซิลโลสโคปที่สร้างขึ้นมาใช้งาน สามารถสร้างให้วัดและแสดงผลการวัดสัญญาณไฟฟ้าออกมาได้หลาย ช่องสัญญาณ เช่น 2, 4 และ 8 ช่องสัญญาณ เป็นต้น เพื่อให้สามารถวัดสัญญาณไฟฟ้าได้พร้อมกันหลายๆ สัญญาณ เกิดความสะดวกรวดเร็วในการใช้งาน ออสซิลโลสโคปที่นิยมใช้งานเป็นชนิดวัดสัญญาณไฟฟ้าได้พร้อม กัน 2 สัญญาณ มีชื่อเรียกว่าออสซิลโลสโคปชนิด 2เส้นภาพ (Dual Trace Oscilloscope) สามารถวัดสัญญาณ อินพุตได้ในเวลาพร้อมกัน 2 อินพุตหรือ 2 ช่องสัญญาณ ใช้ในการวัดเพื่อเปรียบเทียบสัญญาณ 2 สัญญาณในเวลา เดียวกัน และใช้ในการอ้างอิงสัญญาณ ตลอดจนการน าไปใช้วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ วัดเวลา วัดความถี่ วัดเฟส หรือวัดด้วยวิธีการลิสซาจัวส์ได้ ออสซิลโลสโคปที่ถูกผลิตขึ้นมาใช้งานมีมากมายหลายรุ่น หลายแบบ และหลายยี่ห้อ ท าให้การวาง ต าแหน่งของปุ่มปรับต่างๆ และขั้วต่อต่างๆ มีความแตกต่างกันไปบ้าง ตลอดจนชื่อที่ใช้ในการเรียกปุ่มปรับและ ขั้วต่ออาจมีความแตกต่างกันบ้าง แต่ปุ่มปรับหลัก และขั้วต่อหลักของออสซิลโลสโคปแต่ละรุ่นแต่ละแบบจะ เหมือนกัน เป็นมาตรฐานเดียวกัน การศึกษาให้รู้จักหน้าที่ของปุ่มปรับและขั้วต่อ รู้จักการปรับแต่ง รู้จักการใช้งาน ตลอดจนรู้จักประยุกต์ใช้งาน เป็นสิ่งจ าเป็นที่จะท าให้สามารถใช้งานออสซิลโลสโคปได้อย่างมีประสิทธิภาพ หน้าที่ ท างานของขั้วต่อและปุ่มปรับของออสซิลโลสโคปชนิด 2 เส้นภาพ 177

รูปที่ 11.4 หน้าที่ท างานของขั้วต่อและปุ่มปรับของออสซิลโลสโคปชนิด 2 เส้นภาพ จากรูปที่ 11.4 แสดงหน้าที่ท างานของขั้วต่อและปุ่มปรับของออสซิลโลสโคปชนิด 2 เส้นภาพชนิดหนึ่ง สามารถแบ่งส่วนประกอบของขั้วต่อและปุ่มปรับออกได้เป็น 4 ส่วนหลัก ได้แก่ส่วนควบคุมภาคแสดงผล ส่วน ควบคุมภาพแนวนอน ส่วนทดสอบและปรับแต่ง และส่วนควบคุมภาพแนวตั้ง แต่ละส่วนมีขั้วต่อและปุ่มปรับมี หน้าที่ใช้งานแตกต่างกันดังนี้ 11.3.1 ส่วนควบคุมภาคแสดงผล หมายเลข 1 คือสวิตช์POWER ON/OFF เป็นสวิตช์เปิด / ปิดเครื่องชนิดกด ขณะสวิตช์กดจะ เป็นสภาวะเปิดเครื่อง (ON) ให้ท างาน และขณะสวิตช์ปล่อยจะเป็นสภาวะปิดเครื่อง (OFF) ให้หยุดท างาน การ แสดงสภาวะเปิด / ปิดเครื่องถูกแสดงด้วยตัว LED ขณะเปิดเครื่อง LED จะติดสว่างขณะปิดเครื่อง LED จะดับ หมายเลข 2 คือปุ่ม INTENS. ชื่อเต็มว่าอินเทนสิตี(Intensity) เป็นปุ่มปรับความสว่างของเส้น แสงที่หน้าจอภาพถ้าหมุนในทิศทางทวนเข็มนาฬิกาสุดเส้นแสงจะมืด และถ้าหมุนในทิศทางตามเข็มนาฬิกาสุดเส้น แสงจะสว่างมากที่สุด ในการปรับปุ่ม INTENS. ควรปรับให้เส้นแสงสว่างพอเหมาะ หมายเลข 3 คือปุ่ม FOCUS ปุ่มโฟกัสเป็นปุ่มปรับควบคุมความคมชัดของเส้นแสงที่หน้าจอภาพ โดยปรับให้เส้นแสงเรียวเล็กคมชัดที่สุด หมายเลข 4 คือ TR ชื่อเต็มว่าเทรซโรเตชัน (Trace Rotation) เป็นสกรูปรับค่าความเอียงของ เส้นแสงด้านแนวนอนให้เส้นแสงอยู่ในแนวขนานกับเส้นตารางแนวนอน 11.3.2 ส่วนควบคุมภาพแนวนอน หมายเลข 5 คือ สวิตช์X – Y เป็นสวิตช์กดส าหรับท าให้ออสซิลโลสโคปเปลี่ยนสภาวะการ ท างานเป็น X – Yออสซิลโลสโคป มีสภาวะการท างาน 2 สภาวะ สวิตช์ขณะปล่อย : ใช้เป็นออสซิลโลสโคปปกติ สวิตช์ขณะกด : ใช้เป็น X – Y ออสซิลโลสโคปโดยป้อนสัญญาณอินพุตเข้าที่ขั้วต่อ VERT. INP. CH – I(หมายเลข 23) เป็นอินพุตด้านแนวแกนตั้ง (Ver.) และป้อนสัญญาณอินพุตเข้าที่ขั้วต่อ VERT.INP. CH – II (หมายเลข 35)เป็นอินพุตด้านแนวแกนนอน (Hor.) 178

หมายเลข 6 คือ ปุ่ม X – POS. ชื่อเต็มคือเอกซ์– โพสิชัน (X - Position) เป็นปุ่มปรับควบคุม การเลื่อนซ้ายขวาของภาพในแนวนอน กรณีที่กดปุ่มหมายเลข 5 ท าเป็น X – Yออสซิลโลสโคป ปุ่มนี้ท าหน้าที่ปรับ เลื่อนภาพในแนวแกนนอน หมายเลข 7 คือ ปุ่ม HOLD OFF เป็นปุ่มปรับความกว้างของพัลส์ให้มีเวลาที่เหมาะสมในการ ควบคุมการกวาดของสัญญาณฟันเลื่อย เพื่อท าให้สัญญาณทริกเกอร์ท างานได้ถูกต้อง จะท าให้เกิดภาพที่หน้าจอ ถูกต้อง ภาพไม่ซ้อน โดยปกติจะปรับไว้ในทิศทางทวนเข็มนาฬิกาสุด และเมื่อปรับไปในทิศทางตามเข็มนาฬิกา จะ ท าให้ความสว่างของภาพลดลง หมายเลข 8 คือ LED เป็นหลอด LED แสดงสภาวะการกระตุ้นสัญญาณซิงก์ขณะมีสัญญาณทริก เกอร์หรือสัญญาณกระตุ้นมาควบคุม LED จะติดสว่าง หมายเลข 9 คือ สวิตช์TV SEP. ชื่อเต็มทีวีซิงก์เซพาเรเตอร์(TV SYNC.Separator) เป็นการ ควบคุมการซิงก์ของสัญญาณภาพบนจอออสซิลโลสโคปด้วยสัญญาณภาพของ TV เพื่อใช้ในการวัดสัญญาณ โทรทัศน์เป็นสวิตช์เลื่อน 3 ต าแหน่งคือ OFF, TV – H และ OFF : ไม่ใช้สวิตช์ตัวนี้ออสซิลโลสโคปท างานปกติ TV – H : ใช้เมื่อวัดความถี่ของ TV ด้านแนวนอน ได้ขนาดภาพพอเหมาะ TV – V : ใช้เมื่อวัดความถี่ของ TV ด้านแนวตั้ง ได้ขนาดภาพพอเหมาะ หมายเลข 10 คือ สวิตช์TRIG. มีชื่อเต็มว่าทริกเกอร์ (Trigger) เป็นสวิตช์เลื่อนส าหรับเลือก สัญญาณกระตุ้น ควบคุมสัญญาณภาพบนจอภาพ มี5 ต าแหน่งให้เลือก คือ AC, DC,HF, LF และ ~ AC : ใช้ส าหรับวัดความถี่ไฟฟ้ากระแสสลับตั้งแต่ 10 Hz ถึง 20 MHz DC : ใช้ส าหรับวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและความถี่ไฟฟ้ากระแสสลับ วัดได้ตั้งแต่ ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ถึงไฟฟ้ากระแสสลับความถี่ 20 MHz HF : ใช้ส าหรับวัดความถี่สูงตั้งแต่ 1.5 kHz ถึง 40 MHz LF : ใช้ส าหรับวัดความถี่ต่ าตั้งแต่ไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ถึง 1 kHz ~ : ใช้สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับจากแหล่งจ่ายภายในออสซิลโลสโคป ที่แรงดันไฟฟ้า ต่ า เป็นสัญญาณกระตุ้น หมายเลข 11 คือ สวิตช์+ / – เป็นสวิตช์กดส าหรับเลือกเฟสของสัญญาณกระตุ้นมีสภาวะการ ท างาน 2 สภาวะ คือ สวิตช์ขณะปล่อย : เป็น + จุดเริ่มต้นของสัญญาณกระตุ้นเป็นช่วงบวก ภาพที่เกิดบน จอภาพด้านซ้ายจะเริ่มต้นของสัญญาณช่วงบวกก่อน สวิตช์ขณะกด : เป็น – จุดเริ่มต้นของสัญญาณกระตุ้นเป็นช่วงลบ ภาพที่เกิดบน จอภาพด้านซ้ายจะเริ่มต้นของสัญญาณช่วงลบก่อน หมายเลข 12 คือ สวิตช์TIME / DIV. เป็นสวิตช์เลือกส าหรับปรับเลือกเวลาการกวาดของฐาน เวลา โดยเลือกเวลาเป็นไมโครวินาทีต่อช่อง (μs / DIV.) มิลลิวินาทีต่อช่อง (ms / DIV.)และวินาทีต่อช่อง (s / DIV.) มีทั้งหมด 18 ขั้น ตั้งแต่ 0.5 μs / DIV. ถึง 0.2 s / DIV. มีเลขล าดับเป็นเลข 1, 2, 5 การอ่านค่าโดยอ่านจ านวนช่องของสัญญาณที่ปรากฏบนจอภาพเพียง 1 รอบคลื่นคูณกับค่าเวลา ต่อช่องที่ตั้งไว้อ่านออกมาเป็น μs, ms หรือ s และจะต้องท างานร่วมกับปุ่ม‹Variable (หมายเลข 13) ต้องปรับ ให้ตรงต าแหน่ง ‹ CAL. จึงจะอ่านค่าได้ถูกต้อง 179

หมายเลข 13 คือ ปุ่ม TIME VARIABLE ปุ่มปรับเปลี่ยนเวลาการกวาดของฐานเวลาแบบละเอียด เพื่อยืดหรือหดสัญญาณภาพบนจอภาพ โดยท างานร่วมกับปุ่ม TIME / DIV.(หมายเลข 12) ปกติจะปรับไปใน ทิศทางทวนเข็มนาฬิกาสุด ให้มีสัญลักษณ์สามเหลี่ยมเหมือนรูปที่ก าหนด หรือปรับให้ตรงต าแหน่ง CAL. เพื่อให้ การอ่านเวลาบนจอภาพได้ค่าถูกต้อง หมายเลข 14 คือ สวิตช์EXT. ชื่อเต็มเอกซ์เตอร์นอลทริกเกอร์(External Trigger)เป็นสวิตช์กด เพื่อเลือกสัญญาณกระตุ้น ว่าจะใช้ภายในเครื่องออสซิลโลสโคป หรือใช้จากภายนอกป้อนเข้ามา มีสภาวะการ ท างาน 2 สภาวะ คือ สวิตช์ขณะปล่อย : ใช้สัญญาณกระตุ้นจากภายในเครื่อง สวิตช์ขณะกด : ใช้สัญญาณกระตุ้นจากภายนอกเครื่อง โดยป้อนสัญญาณกระตุ้นเข้าที่ ขั้วต่อ TRIG.INP. (หมายเลข 15) หมายเลข 15 คือ ขั้ว TRIG.INP. ชื่อเต็มว่าทริกเกอร์อินพุต (Trigger Input)เป็นขั้วต่อ BNC ส าหรับต่อรับสัญญาณกระตุ้นจากภายนอก เมื่อสวิตช์EXT.(หมายเลข 14) อยู่ในต าแหน่งกด ความแรงของ สัญญาณกระตุ้นที่ป้อนเข้ามาจะมีค่าได้สูงสุดไม่เกินกว่า 100 VP หมายเลข 16 คือ สวิตช์ AT / NORM. ชื่อเต็มคือ ออโตเมติก / นอร์มอล (Automatic /Normal) เป็นสวิตช์กดส าหรับควบคุมการกระตุ้นสัญญาณควบคุมภาพบนจอภาพ ให้ภาพหยุดนิ่งจะมีสภาวะ ควบคุม 2 แบบ คือ แบบอัตโนมัติและแบบปรับด้วยมือ ท างานร่วมกับปุ่ม LEVEL(หมายเลข 17) มีสภาวะการ ท างาน 2 แบบ คือ สวิตช์ขณะปล่อย (PULL AUTO.) : เป็นการควบคุมการกระตุ้นโดยอัตโนมัติจะต้องปรับ ปุ่ม LEVEL (หมายเลข 17) ในต าแหน่งถูกต้อง ภาพที่ปรากฏจึงหยุดนิ่ง ถ้าปรับไม่ถูกต้องภาพเกิดการเลื่อน ตลอดเวลา และขณะไม่มีสัญญาณป้อนเข้ามา ก็สามารถเห็นเส้นแสงบนจอภาพตลอดเวลา สวิตช์ขณะกด (PUSH NORM.) : เป็นการควบคุมการกระตุ้นโดยปรับด้วยมือจะต้อง ปรับปุ่ม LEVEL (หมายเลข 17) ในต าแหน่งถูกต้องจึงปรากฏภาพให้เห็น ถ้าปรับไม่ถูกต้องจะไม่ปรากฏภาพให้ เห็น และขณะไม่มีสัญญาณป้อนเข้ามา ไม่สามารถเห็นเส้นแสงบนจอ หมายเลข 17 คือ ปุ่ม LEVEL เป็นปุ่มปรับระดับสัญญาณซิงก์ (SYNC.) เพื่อส่งไปควบคุม สัญญาณที่วัดให้ภาพปรากฏบนจอภาพหยุดนิ่ง ถ้าปรับระดับสัญญาณซิงก์ได้ถูกต้องภาพจะหยุดนิ่ง ถ้าปรับไม่ ถูกต้องภาพจะเลื่อนและซ้อนกัน 11.3.3 ส่วนทดสอบและปรับแต่ง หมายเลข 18 คือ สวิตช์X – MAG. x10 เป็นสวิตช์กด เพื่อเพิ่มการขยายเวลาในการวัดเพิ่มขึ้น เป็น10 เท่าตัว (x10 MAG.) ในแนวแกนนอน หรือแนวแกนX มีสภาวะการท างาน 2 สภาวะ คือ สวิตช์ขณะปล่อย : วัดและอ่านค่าได้ปกติ สวิตช์ขณะกด : สามารถขยายสัญญาณที่ปรากฏบนจอกว้างขึ้น 10 เท่าจากค่าปกติสามารถ เพิ่มเวลาในการวัดได้ถึง 20 ns / DIV. ท างานร่วมกับปุ่ม TIME / DIV. (หมายเลข 12) และ ปุ่ม TIME VARIABLE (หมายเลข 13) หมายเลข 19 คือ ปุ่ม CAL. 0.2 V และ 2 V เป็นปุ่มจุดทดสอบที่มีแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเป็น สัญญาณสี่เหลี่ยม มีค่าแรงดันไฟฟ้า 0.2 VPP และ 2 VPP มีความถี่ 1 kHz เพื่อใช้ตรวจสอบสภาวะการท างาน ของออสซิลโลสโคปว่าปกติหรือไม่และใช้เพื่อปรับแต่งโพรบให้ถูกต้องพร้อมใช้งาน หมายเลข 20 คือ สวิตช์COMPONENT TESTER เป็นสวิตช์และขั้วต่ออินพุตส าหรับตรวจสอบ และตรวจวัดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เช่น R C ไอโอด ซีเนอร์ไดโอด เฟตและทรานซิสเตอร์เป็นต้น และยัง 180

สามารถตรวจสอบการช็อตของวงจรได้ด้วย การใช้งานจะต้องกดสวิตช์ทดสอบให้อยู่ในต าแหน่งกด และใช้ขั้วต่อ วัดของ COMPONENT TESTER ร่วมกับขั้วกราวด์หมายเลข 24 หรือหมายเลข 34 การตรวจวัดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้วยการใช้ส่วน COMPONENT TESTERโดยการกดสวิตช์ COMPONENT TESTER ในต าแหน่งกดจะเกิดภาพเส้นตรงทางแนวแกนตั้งน าขั้ววัด COMPONENT TESTER กับ ขั้วกราวด์ไปวัดวงจรหรือตัวอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดต่างๆ ซึ่งอาจจะวัดกับอุปกรณ์ตัวเดียว หรือวัดกับอุปกรณ์ ในวงจรก็ได้แต่วงจรที่ท าการวัดจะต้องไม่มีการจ่ายก าลังไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ ภาพที่ได้จะแสดงออกมาในรูปเส้นกราฟที่เปลี่ยนแปลงไปตามอุปกรณ์ที่ท าการวัด ถ้าต้องการให้ค่าที่วัด ได้เกิดความถูกต้องแน่นอน อาจใช้วิธีวัดตรวจสอบเปรียบเทียบกับวงจรอย่างเดียวกันในวงจรที่ใช้งานได้โดยใช้ เป็นวงจรอ้างอิง 11.3.4 ส่วนควบคุมภาพแนวตั้ง หมายเลข 21 คือ ปุ่ม Y – POS.Iชื่อเต็มว่าวาย – โพสิชัน 1 (Y – Position 1)เป็นปุ่มปรับการ เลื่อนขึ้นลงของภาพในแนวดิ่งของ CH 1 และถ้าปรับออสซิลโลสโคปให้ท างานเป็น X – Y ออสซิลโลสโคปปุ่มนี้จะ เป็นปุ่มปรับเลื่อนภาพในแนวแกนตั้ง หรือแกน Y หมายเลข 22 คือ สวิตช์INVERT.CH 1 เป็นสวิตช์กดเพื่อกลับขั้วของสัญญาณอินพุตที่ป้อนเข้า มาทาง CH 1 ให้กลับเฟสไป 180 องศา มีสภาวะการท างาน 2 สภาวะ คือ สวิตช์ขณะปล่อย : เป็นสภาวะปกติของสัญญาณอินพุต สวิตช์ขณะกด : เป็นการกลับเฟสสัญญาณอินพุตไป 180 องศา หมายเลข 23 คือ ขั้ว CH – I VERT. INP. ชื่อเต็มว่า แชนแนล 1 เวอร์ติคอลอินพุต (CH 1 Vertical Input) เป็นขั้วต่ออินพุตของ CH 1 แบบ BNC เพื่อต่อสัญญาณอินพุตที่วัดเข้าออสซิลโลสโคปทาง แนวแกนตั้ง สามารถวัดแรงดันได้สูงสุดไม่เกิน 400 VPP ที่ขั้วต่อนี้มีค่าอินพุตอิมพีแดนซ์1 M มีค่าความจุ30 pF เมื่อท าเป็น X – Y ออสซิลโลสโคป อินพุต CH 1 นี้จะท าหน้าที่เป็นอินพุตส าหรับแผ่นเพลตแกน แนวตั้ง หรือแกน Y หมายเลข 24 คือ ขั้ว GROUND CH 1 เป็นขั้วต่อลงกราวด์ของการวัดสัญญาณ หมายเลข 25 คือ สวิตช์DC – AC – GD ของ CH 1 เป็นสวิตช์เลือกการส่งผ่านสัญญาณจากการ วัดเข้าออสซิลโลสโคป เพื่อส่งต่อไปขยายสัญญาณที่ภาคขยายแนวตั้ง CH 1ซึ่งมีอยู่ 3 ต าแหน่ง คือ DC, AC และ GD (กราวด์) การเลือกสวิตช์แต่ละต าแหน่งท างานดังนี้ DC : สัญญาณอินพุตที่ป้อนเข้ามาถูกต่อตรงเข้าออสซิลโลสโคป ดังนั้นทั้งแรงดันไฟฟ้า กระแสตรง และแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับถูกส่งผ่านไปแสดงผลที่หน้าจอภาพทั้งหมด AC : สัญญาณอินพุตที่ป้อนเข้าออสซิลโลสโคป ถูกคัปปลิงด้วยตัวเก็บประจุค่าประมาณ 0.1 F, 630 V ท าให้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงถูกกั้นไม่ให้ผ่าน ให้ผ่านเฉพาะแรงดัน GD : ขั้วอินพุตถูกตัดออกและต่อลงกราวด์ไม่มีสัญญาณทุกชนิดป้อนเข้าออสซิลโลสโคป หมายเลข 26 คือ สวิตช์VOLTS / DIV. CH 1 เป็นสวิตช์เลือกส าหรับปรับเลือกความแรงของ สัญญาณที่ป้อนเข้ามาทางขั้วต่ออินพุต CH 1 (หมายเลข 23) ให้มีระดับความแรงของสัญญาณปรากฏบนจอภาพมี ขนาดที่พอเหมาะ โดยเลือกความไวเป็น mV / DIV. หรือ V / DIV.ค่าแรงดันไฟฟ้าที่อ่านออกมาได้จากจ านวนช่อง ของแรงดันไฟฟ้าที่ปรากฏ คูณกับค่า mV / DIV.หรือ V / DIV ที่ตั้งไว้อ่านแรงดันไฟฟ้าออกมาเป็น VP หรือ VPP และต้องท างานร่วมกับปุ่มปรับVARIABLE CH 1 (หมายเลข 27) ปรับให้ตรงต าแหน่ง CAL. จึงจะท าให้ค่า แรงดันไฟฟ้าที่แสดงออกมาถูกต้อง 181

เมื่อท าเป็น X – Y ออสซิลโลสโคป สวิตช์VOLTS / DIV. CH 1 นี้จะท าหน้าที่เป็นตัวปรับแต่ง ลดทอนภาพที่ปรากฏบนจอภาพทางแนวแกนตั้ง หรือแนว Y หมายเลข 27 คือ ปุ่ม VARIABLE CH 1 เป็นปุ่มปรับความแรงของสัญญาณทางแนวแกนตั้งอย่าง ต่อเนื่องของ CH 1 โดยท างานร่วมกับปุ่ม VOLTS / DIV. (หมายเลข 26)ปกติจะปรับแต่งไปในทิศทางทวนเข็ม นาฬิกาสุดที่ต าแหน่ง CAL. เพื่อให้การอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าบนจอภาพของ CH 1 ได้ค่าถูกต้อง เมื่อท าเป็น X – Y ออสซิลโลสโคป ปุ่ม VARIABLE CH 1 นี้จะเป็นปุ่มปรับความแรงของ สัญญาณไฟฟ้าในแนวแกนตั้ง หรือแกน Y หมายเลข 28 คือ ปุ่ม CH I / II และ TRIG. I / II เป็นปุ่มสวิตช์กดเลือกสัญญาณทริกเกอร์เพื่อ ควบคุมการซิงก์ของภาพที่ปรากฏบนจอภาพ ท าให้ภาพแสดงบนจอภาพหยุดนิ่งมีสภาวะการท างาน 2 สภาวะ คือ สวิตช์ขณะปล่อย : ใช้สัญญาณทริกจาก CH 1 ควบคุมการซิงก์ สวิตช์ขณะกด : ใช้สัญญาณทริกจาก CH 2 ควบคุมการซิงก์ เมื่อกดปุ่ม DUAL (หมายเลข 29) และปุ่ม ADD (หมายเลข 30) จะเป็นการเลือกสัญญาณทริก เกอร์ตามสภาวะการท างานของเครื่องในขณะนั้น หมายเลข 29 คือ ปุ่ม DUAL เป็นปุ่มสวิตช์กดเพื่อเลือกลักษณะการแสดงผลสัญญาณที่ปรากฏ บนจอภาพ มีสภาวะการท างาน 2 สภาวะ คือ สวิตช์ขณะปล่อย : แสดงสัญญาณที่ปรากฏบนจอภาพเพียงช่องเดียว ถูกเลือกอินพุต ช่องที่แสดงผลโดย CH I / II (หมายเลข 28) สวิตช์ขณะกด : แสดงสัญญาณที่ปรากฏบนจอภาพ 2 ช่องสัญญาณอินพุตพร้อมกัน จะท างานร่วมกับปุ่ม ADD (หมายเลข 30) ถ้าปุ่ม ADD อยู่ขณะปล่อย เป็นการควบคุมการ วาดภาพแบบ ALT (Alternate) เหมาะส าหรับวัดความถี่สูง และถ้าปุ่ม ADD อยู่ขณะกด เป็นการควบคุมการวาดภาพแบบ CHOP (Chopped) เหมาะส าหรับวัดความถี่ต่ า หมายเลข 30 คือ ปุ่ม ADD ปุ่มสวิตช์กดเพื่อรวมสัญญาณอินพุตจาก CH 1 และCH 2 เข้า ด้วยกัน เพื่อเปรียบเทียบสัญญาณอินพุตผลรวมที่ถูกแสดงผลออกมาบนหน้าจอ และเมื่อสัญญาณอินพุต CH 1 ถูก กลับเฟสด้วยสวิตช์INVERT (หมายเลข 22) ก็จะได้สัญญาณอินพุตผลต่างขอสัญญาณทั้งสองแสดงผลออกมาบน หน้าจอ ท างานร่วมกับสวิตช์DUAL (หมายเลข29) ต้องอยู่ในต าแหน่งปล่อย และสวิตช์ ADD จะต้องอยู่ใน ต าแหน่งกด หมายเลข 31 คือ สวิตช์VOLTS / DIV. CH 2 เป็นสวิตช์เลือกส าหรับปรับเลือกความแรงของ สัญญาณที่ป้อนเข้ามาทางขั้วต่ออินพุต CH 2 (หมายเลข 35) สวิตช์ตัวนี้ท างานเหมือนกับสวิตช์VOLTS / DIV. CH 1 (หมายเลข 26) เมื่อท าเป็น X – Y ออสซิลโลสโคป สวิตช์VOLTS / DIV. CH 2 นี้จะท าหน้าที่เป็นตัวปรับแต่ง ลดทอนภาพที่ปรากฏบนจอภาพทางแนวแกนนอน หรือแกน X หมายเลข 32 คือ ปุ่ม VARIABLE CH 2 เป็นปุ่มปรับความแรงของสัญญาณทางแนวแกนตั้งอย่าง ต่อเนื่องของ CH 2 โดยท างานร่วมกับปุ่ม VOLTS / DIV. (หมายเลข 31)ปกติจะปรับแต่งไปในทิศทางทวนเข็ม นาฬิกาสุดที่ต าแหน่ง CAL. เพื่อให้การอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าบนจอภาพของ CH 2 ได้ค่าถูกต้อง เมื่อท าเป็น X – Y ออสซิลโลสโคป ปุ่ม VARIABLE CH 2 นี้จะเป็นปุ่มปรับความแรงของ สัญญาณไฟฟ้าในแนวแกนนอน หรือแกน X หมายเลข 33 คือ สวิตช์DC – AC – GD ของ CH 2 เป็นสวิตช์เลือกการส่งผ่านสัญญาณจากการ วัดเข้าออสซิลโลสโคป เพื่อส่งต่อไปขยายสัญญาณที่ภาคขยายแนวตั้ง CH 2มีอยู่ 3 ต าแหน่ง คือ DC, AC และ GD 182

(กราวด์) ท างานเหมือนกับสวิตช์DC – AC – GD ของCH1 (หมายเลข 25) หมายเลข 34 คือ ขั้ว GROUND CH 2 เป็นขั้วต่อลงกราวด์ของการวัดสัญญาณ หมายเลข 35 คือ ขั้ว CH – II VERT.INP. เป็นขั้วต่ออินพุตของ CH 2 แบบ BNCเหมือนกับขั้ว CH – I VERT. INP.ของ CH 1 (หมายเลข 23) เมื่อท าเป็น X – Y ออสซิลโลสโคป อินพุต CH 2 นี้จะท าหน้าที่เป็นอินพุตส าหรับแผ่นเพลตแกน แนวนอน หรือแกน X หมายเลข 36 คือ สวิตช์INVERT CH 2 เป็นสวิตช์กดเพื่อกลับเฟสสัญญาณอินพุตที่ป้อนเข้าทาง CH 2 ให้กลับเฟสไป 180 องศา ท างานเหมือนกับของ CH 1 (หมายเลข 22) หมายเลข 37 คือ ปุ่ม Y – POS II ปุ่มปรับเลื่อนขึ้นลงของภาพในแนวดิ่งของCH 2 เหมือนกับ ของ CH 1 (หมายเลข 21) และเมื่อท าเป็น X – Y ออสซิลโลสโคปจะไม่ได้ใช้งานเพราะการปรับเลื่อนภาพใน แนวนอน หรือแนว X ใช้ปุ่ม X – POS. (หมายเลข 6) แทน 11.4 การวัดแรงดันไฟฟ้า ออสซิลโลสโคปสามารถน าไปใช้วัดแรงดันไฟฟ้าได้ทั้งแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (VDC)และแรงดันไฟฟ้า กระแสสลับ (VAC) การวัดค่าและการอ่านค่ามีความแตกต่างกันดังนี้ 11.4.1 การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงด้วยออสซิลโลสโคป จะไม่เกิดรูปสัญญาณบนจอภาพ ยังคงเกิด เส้นแสงในแนวนอนเช่นเดิม เพียงแต่ขณะวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง เส้นแสงจะเลื่อนเปลี่ยนต าแหน่งไปจากเดิม อาจเลื่อนขึ้นด้านบนเมื่อใช้โพรบ (Probe) วัดขั้วบวกแรงดันไฟฟ้า หรืออาจเลื่อนลงด้านล่างเมื่อใช้โพรบวัดขั้วลบ แรงดันไฟฟ้า ลักษณะโพรบชนิดค่าความจุต่ า การอ่านค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง อ่านได้ดังนี้ 1. ตั้งสวิตช์เลือกอินพุต DC – AC – GD ไว้ที่ DC 2. ปรับเส้นแสงบนจอภาพให้อยู่ที่กึ่งกลางจอ 3. ตั้งสวิตช์VOLTS / DIV. ในต าแหน่งที่เหมาะสม 4. วัดและอ่านค่าระดับเส้นแสงที่เคลื่อนที่ไปจากเดิม น าค่ามาใช้ค านวณหาค่าแรงดันไฟฟ้า กระแสตรง โดยใช้สมการดังนี้ .....(11-1) 11.4.2 การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับด้วยออสซิลโลสโคป จะแสดงรูปสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับขึ้นบน จอภาพ เหมือนรูปร่างสัญญาณที่ป้อนเข้ามา การอ่านค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับมักนิยมอ่านค่าออกมาเป็น แรงดันไฟฟ้ายอด (VP) และแรงดันไฟฟ้ายอดถึงยอด (VPP) รูปสัญญาณที่ปรากฏบนจอภาพ การอ่านค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ อ่านได้ดังนี้ 1. ตั้งสวิตช์เลือกอินพุต DC – AC – GD ไว้ที่ AC 2. ปรับเส้นแสงบนจอภาพให้อยู่ที่กึ่งกลางจอ 3. ตั้งสวิตช์VOLTS / DIV. ในต าแหน่งที่เหมาะสม 4. วัดและอ่านค่าจ านวนช่องสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับที่แสดงไว้จากค่าต่ าสุด VDC = VOLTS / DIV ที่ตั้ง x จ านวนช่องเส้นแสงที่เคลื่อนที่ 183

ถึงค่าสูงสุด น าค่ามาใช้ค านวณหาค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ โดยใช้สมการดังนี้ .....(11-2) และ .....(11-3) 11.5 การวัดเวลาและความถี่ สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับที่ปรากฏบนจอภาพของออสซิลโลสโคป นอกจากจะวัดหาค่าแรงดันไฟฟ้า กระแสสลับได้แล้ว ยังสามารถวัดค่าเวลา และวัดค่าความถี่ของสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับเหล่านั้นออกมาได้ใน การอ่านค่าสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ จะต้องอ่านค่าเวลาของสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับเพียง 1 รอบคลื่น (Cycle) เท่านั้น ถึงแม้รูปคลื่นสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับที่แสดงบนจอภาพจะมีมากกว่า 1 รอบคลื่นก็ตาม การอ่านค่าเวลาและค่าความถี่อ่านได้ดังนี้ 1. ตั้งสวิตช์เลือกอินพุต DC – AC – GD ไว้ที่ AC 2. ปรับเส้นแสงบนจอภาพให้อยู่ที่กึ่งกลางจอ 3. ตั้งสวิตช์VOLTS / DIV. ในต าแหน่งที่เหมาะสม 4. ตั้งสวิตช์TIME / DIV. ในต าแหน่งที่ได้ภาพสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับปรากฏบนจอภาพ ประมาณ 2 รอบคลื่น 5. วัดและอ่านค่าจ านวนช่องสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับที่เคลื่อนตัวไป 1 รอบคลื่นน าค่ามาใช้ ค านวณหาค่าเวลาและค่าความถี่ โดยใช้สมการดังนี้ .....(11-4) และ .....(11-5) เมื่อ F = ความถี่ หน่วย Hz T = เวลา หน่วย s 11.6 การวัดสัญญาณไฟฟ้าด้วยวิธีลิสซาจัวส์ การใช้ออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณไฟฟ้าด้วยวิธีลิสซาจัวส์สามารถวัดค่าได้2 ลักษณะคือ วัดเฟส และวัด ความถี่ โดยการน าสัญญาณไซน์2 สัญญาณป้อนเข้าอินพุตของออสซิลโลสโคป2 ทาง ทางหนึ่งป้อนเข้าอินพุตทาง แนวตั้ง (Ver. Input) หรือแนวแกน Y อีกทางหนึ่งป้อนเข้าอินพุตทางแนวนอน (Hor. Input) หรือแนวแกน X ท า ให้เกิดรูปภาพลิสซาจัวส์ (Lissajous Figure)ขึ้นมา ออสซิลโลสโคปจะต้องปรับแต่งให้เป็นสภาวะ X – Y ออสซิลโลสโคปก่อน สามารถน าวิธีลิสซาจัวส์ไปวัดเฟสสัญญาณไฟฟ้า และวัดความถี่ได้ VP = Vpp 2 ความถี่ (F) = 1 T VPP = VOLTS / DIV ที่ตั้ง x จ านวนช่องสัญญาณที่แสดงในแนวดิ่ง เวลา (T) = TIME / DIV ที่ตั้ง x จ านวนช่องสัญญาณแนวนอน 1 รอบคลื่น 184

11.6.1 การวัดความต่างเฟสสัญญาณไฟฟ้าด้วยวิธีลิสซาจัวส์ การวัดความต่างเฟสสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับด้วยวิธีลิสซาจัวส์จะต้องต่อวงจรใช้ในการวัด สัญญาณไฟฟ้า รูปที่ 11.14 การต่อ X – Y ออสซิลโลสโคปวัดความต่างเฟสของสัญญาณไซน์ จากรูปที่ 11.14 แสดงการต่อ X – Y ออสซิลโลสโคปวัดความต่างเฟสของสัญญาณไซน์สัญญาณที่ป้อน ให้X – Y ออสซิลโลสโคปทั้ง 2 ทาง จะต้องเป็นคลื่นไซน์มีความถี่เท่ากันและมีความแรงของสัญญาณเท่ากัน สัญญาณไซน์ที่ต้องการวัดเฟสป้อนเข้าทางอินพุตแนวตั้ง (V)สัญญาณไซน์ที่มีเฟสคงที่เป็นสัญญาณมาตรฐาน ป้อนเข้าทางอินพุตแนวนอน (H) ท าให้เกิดรูปภาพลิสซาจัวส์แสดงดังรูปที่ 11.15 โดยก าหนดให้ค่า θ คือมุม ความต่างเฟสของสัญญาณไซน์ทั้ง2 อินพุต บอกหน่วยเป็น องศา 1. การวัดความต่างเฟสของสัญญาณไซน์ไม่เกิน 90 องศา การวัด การอ่าน และการค านวณค่า การค านวณหาค่าความต่างเฟสของสัญญาณไซน์ไม่เกิน 90 องศา 11.6.2 การวัดความถี่สัญญาณไฟฟ้าด้วยวิธีลิสซาจัวส์ การวัดความถี่สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับด้วยวิธีลิสซาจัวส์จะต้องต่อวงจรใช้ในการวัด สัญญาณไฟฟ้า รูปที่ 11.17 การต่อ X – Y ออสซิลโลสโคปวัดความถี่ของสัญญาณไซน์ จากรูปที่ 11.17 แสดงการต่อ X – Y ออสซิลโลสโคปวัดความถี่ของสัญญาณไซน์สัญญาณที่ป้อน ให้X – Y ออสซิลโลสโคปทั้ง 2 ทาง จะต้องเป็นคลื่นไซน์มีความแรงเท่ากัน สัญญาณไซน์ที่ต้องการวัดความถี่ ป้อนเข้าทางอินพุตแนวตั้ง (V) เครื่องก าเนิดความถี่ไซน์ที่ปรับเปลี่ยนความถี่ได้เป็นเครื่องก าเนิดความถี่มาตรฐาน ป้อนเข้าทางอินพุตแนวนอน (H) ท าให้เกิดรูปภาพลิสซาจัวส์2 ชนิด คือ ชนิดรูปแบบปิด (Closed Pattern) และ ชนิดรูปแบบเปิด (Open Pattern) 185

ลักษณะของรูปภาพลิสซาจัวส์ที่เกิดขึ้น มีความแตกต่างกันไปตามค่าความถี่ที่แตกต่างกัน การ นับจ านวนวง (Loop) ของรูปภาพลิสซาจัวส์ส่วนวงปิดนับวงละ 1 ลูก วงเปิดนับวงละ 0.5 ลูก ตัวอย่างรูปภาพลิส ซาจัวส์วัดความถี่ เมื่อ FV = ความถี่ไซน์ป้อนทางอินพุต Ver. ต้องการหาค่า หน่วย Hz FH = ความถี่ไซน์ป้อนทางอินพุต Hor. ทราบค่า หน่วย Hz LV = จ านวนวงนับทางแผ่นเพลต Ver. หน่วย ลูก LH = จ านวนวงนับทางแผ่นเพลต Hor. หน่วย ลูก 186

กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกิจกรรมของครู ขั้นตอนการเรียนรู้หรือกิจกรรมของนักเรียน 1. ขั้นน าเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที ) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนอ่านเอกสารประกอบการ ส อน วิช า เค รื่องวัดไฟ ฟ้ า ห น่ วยที่ 11 เรื่อง ออสซิลโลสโคป 2. ผู้สอนแจ้งจุดประสงค์การเรียนของหน่วยที่ 11 เรื่อง ออสซิลโลสโคป 3. ผู้สอนให้ผู้เรียนรวบรวมหน้าที่การท างานของ ขั้วต่อและปุ่มปรับ 4. 2. ขั้นให้ความรู้( 240 นาที ) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนศึกษาเอกสารประกอบการ สอน วิช า เค รื่องวัดไฟ ฟ้ า หน่ วยที่ 11 เรื่อง ออสซิลโลสโคป 2. ผู้สอนเปิดโอกาส ให้ผู้เรียนถามปัญหา และ ข้อสงสัยจากเนื้อหา โดยครูฝึกให้ผู้เรียนทดลองวัดเวลา และความถี่ 3. ขั้นประยุกต์ใช้ (180 นาที) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนท าใบปฏิบัติงาน 11 การ ปรับแต่งออสซิลลสโคปให้พร้อมใช้งาน 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 45 นาที) 1. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียน ให้มีความเข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนท าแบบทดสอบหน่วยที่ 11 (รวม 480 นาที หรือ 8 คาบเรียน) 1. ขั้นน าเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที ) 1. ผู้เรียนศึกษาเอกสารประกอบการสอนวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า หน่วยที่ 11 เรื่อง ออสซิลโลสโคป 2. ผู้เรียนท าความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การ เรียนของหน่วยเรียนที่ 11 เรื่อง ออสซิลโลสโคป 3. ผู้เรียนรวบรวมหน้าที่การท างานของขั้วต่อและ ปุ่มปรับ 2. ขั้นให้ความรู้( 240 นาที ) 1. ผู้เรียน ศึ กษ าเอก ส า รป ระก อบ ก า รสอน วิชา เครื่องวัดไฟฟ้า หน่วยที่ 11 เรื่อง ออสซิลโลสโคป 2. ผู้เรียนถามปัญหา และข้อสงสัยจากเนื้อหา โดย ครูฝึกให้ผู้เรียนทดลองวัดเวลาและความถี่ 3. ขั้นประยุกต์ใช้( 180 นาที ) 1. ผู้เรียนท าใบปฏิบัติงาน 11 การปรับแต่งออส ซิลลสโคปให้พร้อมใช้งาน 4. ขั้นสรุปและประเมินผล( 45 นาที) 1. ผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียนให้มีความ เข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้เรียนท าแบบทดสอบหน่วยที่ 11

งานที่มอบหมายหรือกิจกรรมการวัดผลและประเมินผล ก่อนเรียน 1. จัดเตรียมเอกสาร สื่อการเรียนการสอนหน่วยที่ 11 2. ท าความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การเรียนของหน่วยที่ 11 และให้ความร่วมมือในการท ากิจกรรม ต่าง ๆ ขณะเรียน 1. ศึกษาเอกสารประกอบการสอน หน่วยที่ 11 เรื่อง ออสซิลโลสโคป 2. ซักถามปัญหาข้อสงสัยจากผู้สอน 3. ท าใบปฏิบัติงาน 11 การปรับแต่งออสซิลลสโคปให้พร้อมใช้งาน หลังเรียน 1. สรุปเนื้อหา 2. ท าแบบทดสอบหน่วยที่ 11

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 187

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 188

ใบงานปฏิบัติงาน 11 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า ชื่อเรื่อง การปรับแต่งออสซิลโลสโคปให้พร้อมใช้งาน ชื่อ…………………………………………………………..………………………………….…ชั้น………….……เลขที่………… จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1.นักเรียนสามารถอธิบายการใช้งานออสซิลโลสโคปได้ 2. นักเรียนเห็นความส าคัญของเครื่องวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. ออสซิลโลสโคปชนิด 2 เส้นภาพ 1 เครื่อง 2. สายโพรบชนิดความจุต่ า 2 เส้น 3. ไขควงแบนเล็ก 1 ด้าม ล าดับขั้นการทดลอง 1. ปรับแต่งปุ่มปรับที่หน้าปัดออสซิลโลสโคปชนิด 2 เส้นภาพ แสดงดังรูปที่ 11.1 โดยยังไม่ต้องจ่าย แรงดันไฟฟ้าเข้าเครื่องออสซิลโลสโคป รูปที่ 11.1 ออสซิลโลสโคปชนิด 2 เส้นภาพ 189

2. ปรับแต่งปุ่มปรับหมายเลขเรียงล าดับดังนี้ 3. ตรวจสอบสวิตช์เลือกต าแหน่งแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่จะใช้ให้ถูกต้องทางด้านหลังเครื่อง ให้ตรงต าแหน่ง แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 220 AC V 50 Hz 4. เสียบปลั๊กไฟฟ้าเข้าขั้วเสียบแหล่งจ่ายไฟฟ้า 220 AC V กดสวิตช์หมายเลข 1 (POWER) ท าให้หลอด LED ดวงที่อยุ่ติดสวิตช์สว่างขึ้น รอเวลาประมาณ 10 วินาที จะเห็นแสง 2 เส้น ปรากฏขึ้นในแนวนอนของจอภาพ ออสซิลโลสโคป 5. ปรับปุ่มปรับหมายเลข 2 (INTENS.) เพื่อเพิ่มหรือลดความสว่างของเส้นแสงบนจอ ถ้าปรับทวนเข็มนาฬิกา เส้นแสงจะสว่างน้อยลง ถ้าปรับตามเข็มนาฬิกาเส้นแสงจะสว่างมากขึ้นการปรับแต่งควรให้มีแสงสว่างพอเหมาะ 6. ปรับปุ่มปรับหมายเลข 3 (FOCUS) ให้เส้นแสงที่ปรากฏมีความชัดเจนมากที่สุด เส้นแสงเรียวเล็ก 7. ใช้ไขควงปรับปุ่มสกรูหมายเลข 4 (TR.) ให้เส้นแสงปรากฏบนจอภาพอยุ่ในแนวขนานกับเส้นตาราง แนวนอน (จะปรับแต่งเมื่อเส้นแสงไม่อยู่ในแนวขนานเท่านั้น) แสดงดังรูปที่ 11.2 190

รูปที่ 11.1 ปรับสกรูหมายเลข 4 ให้เส้นแสงอยุ่ในแนวนอนขนานกับเส้นแนวนอน 8. ปรับปุ่มปรับหมายเลข 21 (Y-POS. I) ให้เส้นแสงของ CH 1 ไปอยู่กึ่งกลางของซีกครึ่งบนจอภาพ (เส้น ตารางเส้นที่ 2 จากด้านบนลงมา) ปรับแต่งปุ่มปรับหมายเลข 37 (Y-POS. II) ให้เส้นแสงของ CH 2 ไปอยู่กึ่งกลาง ของซีกครึ่งล่างจอภาพ (เส้นตารางเส้นที่ 2 จากด้านล่างขึ้นไป) 9. น าโพรบชนิดความจุต่ ามาต่อเข้าที่ขั้วต่อหมายเลข 23 (CH-I VERT. INP.) และขั้วต่อหมายเลข 35 (CH-II) อย่างละเส้น การลดโพรบตั้งที่ 1 10. น าปลายขอเกี่ยวโพรบทั้งสองช่องอินพุต เกี่ยวกับจุดทดสอบหมายเลข 19 (CAL.) ที่ต าแหน่ง 2 V 11. สังเกตรูปคลื่นสัญญาณสี่เหลี่ยมจะปรากฏบนจอภาพ ถ้ารูปคลื่นที่แสดงไม่เป็นรูปสี่เหลี่ยม ให้ใช้ไขควง แบนเล็กปรับปุ่มสกรูที่อยู่ตัวโพรบ ไปจนกว่าจะได้สัญญาณปรากฏบนจอภาพเป็นรูปสี่เหลี่ยมจริง ในโพรบทั้งสอง เส้น รูปสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยม แสดงดังรูปที่ 11.3 รูปที่ 11.3 สัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมจากจุดทดสอบหมายเลขที่ 19 ต าแหน่ง 2 V 12. อ่านค่าขนาดความแรงของสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมที่ปรากฏบนจอภาพ จะต้องได้ 2 ช่องพอดี (2 1 V / DIV. = 2 V PP ) ซึ่งเป็นค่าที่บอกไว้ที่จุดทดสอบหมายเลข 19 (CAL. 2 V) ทั้งสองขั้วอินพุตที่ท าการวัด 13. อ่านขนาดความกว้างของสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมเพียง 1 รอบคลื่น (บวก 1 ลูก และ ลบ 1 ลูก) จะต้องได้ 2 ช่องพอดี (2 0.5 ms / DIV. = 1 ms) 14. ขณะนี้ออสซิลโลสโคปอยู่ในสภาวะปกติและพร้อมใช้งาน สรุปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 191

แบบทดสอบหน่วยที่ 11 ออสซิลโลสโคป วิชา 20104-2004 เครื่องวัดไฟฟ้า ค าสั่ง ให้เลือกค าตอบที่ถูกที่สุดเพียงหนึ่งตัวเลือกเท่านั้น 1. ออสซิลโลสโคปท างานแตกต่างจากมัลติมิเตอร์ในส่วนใด ก. แสดงรูปร่างสัญญาณไฟฟ้าแบบต่างๆได้ ข. วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้ ค. วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับได้ ง. ไม่มีข้อถูก 2. ออสซิลโลสโคปไม่สามารถวัดค่าใดได้โดยตรง ก. แรงดัน ข. ความต้านทาน ค. ค่าเวลาและคาบเวลา ง. ผลต่างทางเฟสของ 2 สัญญาณ 3. การปรับลดทอนความแรงของสัญญาณทางแนวตั้งของออสซิลโลสโคปต้องปรับที่ปุ่มใด ก. LEVEL ข. VERT. ATT ค. TIME / DIV ง. POSITION 4. แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่วัดค่าด้วยออสซิลโลสโคปจะอ่านค่าออกมาในหน่วยใด ก. Vp ข. Vpp ค. Vrms ง. Vp และ Vpp 5. วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงด้วยออสซิลโลสโคป เส้นแสงเลื่อนขึ้นจากต าแหน่งเดิม 3 DIV ตั้งย่าน VOLT / DIV ที่ 5 V จะวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงออกมาได้เท่าไร ก. 1.67 V ข. 50 Vpp ค. 5 V ง. 15 V 192