แผนการจัดการเรียนรู้ วิชา เครื่องวัดไฟฟ้า

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 45

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 46

ใบงานปฏิบัติงาน 3 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า ชื่อเรื่อง การใช้งานดีซีแอมมิเตอร์ ชื่อ……………………………………………………………………………………….……..……ชั้น………….……เลขที่………… จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. นักเรียนสามารถบอกลักษณะสเกลหน้าปัดและย่านวัดดีซีแอมมิเตอร์ได้ 2. นักเรียนสามารถต่อดีซีแอมมิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้าและวิธีอ่านค่ากระแสไฟฟ้าบนสเกลดีซีแอมมิเตอร์ได้ 3. นักเรียนเห็นความส าคัญของเครื่องวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. ดีซีไมโครแอมมิเตอร์ 0-3,000 A 1 เครื่อง 2. ดีซีมิลลิแอมมิเตอร์ 0-300 mA 1 เครื่อง 3. แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงปรับค่าได้ 0-30 V 1 เครื่อง 4. ตัวต้านทาน 330 470 560 680 820 1k 4.7k 6.8k : 1 W (หรือค่าใกล้เคียง) ค่าละ 1 ตัว 5. แผงประกอบวงจรและสายต่อวงจร 1 ชุด ล าดับขั้นการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรูปที่ 3.1 รูปที่ 3.1 การวัดกระแสไฟฟ้าในวงจรตัวต้านทานต่ออนุกรม 4 ตัว 2. ดีซีไมโครแอมมิเตอร์ และดีซีมิลลิแอมมิเตอร์ วัดกระแสไฟฟ้าในวงจรตามต าแหน่ง 1 A - 5 A ที่ก ากับไว้ใน วงจรทีละค่า บันทึกลงในตารางที่ 3.1 แถวแรงดันไฟฟ้า E 10 V ทุกค่ากระแสไฟฟ้า 47

ตารางที่ 3.1 ค่ากระแสไฟฟ้าในวงจรตัวต้านทานต่ออนุกรม 3. ปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E เป็น 20 V และ 30 V ตามล าดับ วัดและบันทึกค่ากระแสไฟฟ้าใน วงจรตามต าแหน่ง 1 A - 5 A ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกค่าลงในตารางที่ 3.1 แถวแรงดันไฟฟ้า E 20V และ 30 V ตามล าดับ ทุกค่ากระแสไฟฟ้า 4. กระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น……………………………… เป็นเพราะเหตุใด…………………………………………………………………………………………………... 5. ประกอบวงจรตามรูปที่ 3.2 รูปที่ 3.2 การวัดกระแสไฟฟ้าในวงจรตัวต้านทานต่อขนาน 3 ตัว 6. ดีซีมิลลิแอมมิเตอร์ และดีซีมิลลิแอมมิเตอร์ วัดกระแสไฟฟ้าในวงจรตามต าแหน่ง A 1 - A 6 ที่ก ากับไว้ในวงจรที ละค่า บันทึกลงในตารางที่ 3.2 แถวแรงดันไฟฟ้า E 10 V ทุกค่ากระแสไฟฟ้า ตารางที่ 3.2 ค่ากระแสไฟฟ้าในวงจรตัวต้านทานต่อขนาน 7. ปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E เป็น 20 V และ 30 V ตามล าดับ วัดและบันทึกค่ากระแสไฟฟ้าใน วงจรตามต าแหน่ง A 1 - A 6 ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกค่าลงในตารางที่ 3.2 แถวแรงดันไฟฟ้า E 20V และ 30 V ตามล าดับ ทุกค่ากระแสไฟฟ้า 48

8. ประกอบวงจรตามรูปที่ 3.3 รูปที่ 3.3 การวัดกระแสไฟฟ้าในวงจรตัวต้านทานต่อผสม 5 ตัว 9. ดีซีมิลลิแอมมิเตอร์ และดีซีมิลลิแอมมิเตอร์ วัดกระแสไฟฟ้าในวงจรตามต าแหน่ง A 1 - A 6 ที่ก ากับไว้ใน วงจรทีละค่า บันทึกลงในตารางที่ 3.3 แถวแรงดันไฟฟ้า E 10 V ทุกค่ากระแสไฟฟ้า ตารางที่ 3.3 ค่ากระแสไฟฟ้าในวงจรตัวต้านทานต่อผสม 10. ปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E เป็น 20 V และ 30 V ตามล าดับ วัดและบันทึกค่ากระแสไฟฟ้าใน วงจรตามต าแหน่ง A 1 - A 6 ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกค่าลงในตารางที่ 3.3 แถวแรงดันไฟฟ้า E 20V และ 30 V ตามล าดับ ทุกค่ากระแสไฟฟ้า สรุปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 49

แบบทดสอบหน่วยที่ 3 แอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง วิชา 20104-2004 เครื่องวัดไฟฟ้า ค าสั่ง ให้เลือกค าตอบที่ถูกที่สุดเพียงหนึ่งตัวเลือกเท่านั้น 1. การน าดาร์สันวาล์มิเตอร์ไปวัดกระแสไฟฟ้าในข้อใดถูกต้อง ก. ไม่สามารถวัดกระแสไฟฟ้าได้ ข. วัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรงค่าน้อยได้ ค. วัดกระแสไฟฟ้ากระแสสลับค่าน้อยได้ ง. วัดกระแสไฟฟ้าได้ทุกชนิดในปริมาณน้อย 2. ดีซีแอมมิเตอร์ที่สร้างมาใช้งานสามารถวัดกระแสไฟฟ้าในปริมาณเท่าไร ก. ไมโครแอมแปร์ ข. มิลลิแอมแปร์ ค. แอมแปร์ ง. ถูกทุกข้อ 3. สเกลของดีซีแอมมิเตอร์โดยทั่วไปมีลักษณะใด ก. ค่าตัวเลขก ากับบนสเกลเรียงค่าน้อยทางขวาไปค่าค่ามากทางซ้าย ข. ขณะไม่วัดค่าเข็มชี้ชี้อยู่ทางขวาของสเกล ค. แต่ละช่องสเกลมีระยะห่างเท่ากัน ง. มีค่าศูนย์อยู่ทางขวาของสเกล 4. โครงสร้างดีซีแอมมิเตอร์ที่ต้องการท าให้วัดกระแสไฟฟ้าได้สูงขึ้นต้องท าอย่างไร ก. ใช้ตัวต้านทานค่าน้อยต่อขนาน ข. ใช้ตัวต้านทานค่ามากต่อขนาน ค. ใช้ตัวต้านทานค่าน้อยต่ออนุกรม ง. ใช้ตัวต้านทานค่ามากต่ออนุกรม จากรูปใช้ตอบค าถามข้อ 5 5. จากรูป สมการของวงจรข้อใดถูกต้อง ก. E E E AB SH M ข. I R I R SH SH M M ค. E IR AB SH ง. I I I SH M 50

แผนการจัดการเรียนรู้ หน่วยที่ 4 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า สอนสัปดาห์ที่ 5-6 ชื่อหน่วย โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง คาบรวม 24 ชื่อเรื่อง โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง จ านวนคาบ 4 สาระส าคัญ ดีซีโวลต์มิเตอร์เป็นมาตรวัดสร้างขึ้นมาเพื่อใช้วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง โดยดัดแปลงมาจากดาร์สันวาล์ มิเตอร์ การดัดแปลงโดยเพิ่มส่วนประกอบของอุปกรณ์เข้าไปในวงจรมาตรวัดให้ถูกต้อง พร้อมปรับเปลี่ยนสเกล หน้าปัดของมาตรวัดให้สัมพันธ์กัน ก็สามารถสร้างดีซีโวลต์มิเตอร์ได้การดัดแปลงดาร์สันวาล์มิเตอร์ หรือดีซีโวลต์ มิเตอร์เดิมให้วัดแรงดันไฟฟ้าได้สูงขึ้น ท าได้โดยใช้ตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานเหมาะสมต่ออนุกรมกับมาตรวัด เดิม เพื่อจ ากัดค่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเข้าดีซีโวลต์มิเตอร์ไม่เกินกว่าค่ากระแสไฟฟ้าเดิมที่ทนได้ ท าให้ดีซีโวลต์ มิเตอร์สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าได้สูงมากขึ้น ค่าความต้านทานที่น ามาต่อใช้งานต้องมีค่าสูงมาก ค าศัพท์ 1. โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current Voltmeter) หรือเรียกว่า ดีซีโวลต์มิเตอร์(DC Voltmeter) เป็นมาตรวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ที่สร้างขึ้นมาเพื่อใช้วัดแรงดันไฟฟ้า โดยดัดแปลงมาจากดาร์สัน วาล์มิเตอร์ เพราะดาร์สันวาล์มิเตอร์เป็นมาตรวัดที่โครงสร้างภายในส่วนของการรับกระแสไฟฟ้าจากภายนอก จะรับ กระแสไฟฟ้าได้ในปริมาณเล็กน้อย มีผลต่อแรงดันไฟฟ้าที่รับได้ก็มีปริมาณน้อยตามไปด้วย เพราะปริมาณ แรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้ขดลวดเคลื่อนที่มีผลต่อกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นมาโดยตรง แรงดันไฟฟ้าป้อนเข้ามาน้อย กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นน้อยเข็มมิเตอร์บ่ายเบนไปน้อย แรงดันไฟฟ้าป้อนเข้ามามาก กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นมาก เข็ม มิเตอร์บ่ายเบนไปมาก 51

จุดประสงค์การสอน/การเรียนรู้ จุดประสงค์ทั่วไป 1. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับโวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 2. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างดีซีโวลต์มิเตอร์ 3. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับการค านวณและขยายย่านวัดดีซีโวลต์มิเตอร์ 4. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับสเกลหน้าปัดและย่านวัดดีซีโวลต์มิเตอร์ 5. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับการต่อดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าและการอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าบนสเกลดีซีโวลต์ มิเตอร์ จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. นักเรียนสามารถบอกคุณสมบัติโวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงได้ 2. นักเรียนสามารถอธิบายโครงสร้างดีซีโวลต์มิเตอร์ได้ 3. นักเรียนสามารถอธิบายวิธีการค านวณและขยายย่านวัดดีซีโวลต์มิเตอร์ได้ 4. นักเรียนสามารถบอกลักษณะสเกลหน้าปัดและย่านวัดดีซีโวลต์มิเตอร์ได้ 5. นักเรียนสามารถต่อดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าและการอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าบนสเกลดีซีโวลต์มิเตอร์ได้ 6. นักเรียนเห็นความส าคัญของเครื่องวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงาน 52

เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ • ด้านความรู้(ทฤษฎี) 4.1 โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ ากระแสต รง (Direct Current Voltmeter) ห รือเรียกว่า ดีซีโวลต์มิเตอ ร์(DC Voltmeter) เป็นมาตรวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ที่สร้างขึ้นมาเพื่อใช้วัดแรงดันไฟฟ้า โดยดัดแปลงมาจากดาร์สัน วาล์มิเตอร์เพราะดาร์สันวาล์มิเตอร์เป็นมาตรวัดที่โครงสร้างภายในส่วนของการรับกระแสไฟฟ้าจากภายนอก จะ รับกระแสไฟฟ้าได้ในปริมาณเล็กน้อย มีผลต่อแรงดันไฟฟ้าที่รับได้ก็มีปริมาณน้อยตามไปด้วย เพราะปริมาณ แรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้ขดลวดเคลื่อนที่มีผลต่อกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นมาโดยตรง แรงดันไฟฟ้าป้อนเข้ามาน้อย กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นน้อยเข็มมิเตอร์บ่ายเบนไปน้อย แรงดันไฟฟ้าป้อนเข้ามามาก กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นมาก เข็ม มิเตอร์บ่ายเบนไปมาก ผลที่เกิดขึ้นแสดงให้ทราบว่าแรงดันไฟฟ้ามีผลต่อกระแสไฟฟ้าโดยตรง หรือกล่าวได้ว่าแรงดันไฟฟ้าและ กระแสไฟฟ้ามีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ด้วยเหตุนี้จึงสามารถน าดาร์สันวาล์มิเตอร์ หรือดีซีแอมมิเตอร์มา ดัดแปลงเป็นดีซีโวลต์มิเตอร์ได้พร้อมทั้งปรับเปลี่ยนสเกลหน้าปัดให้เป็นสเกลโวลต์และใส่หน่วยวัดให้ถูกต้องก็จะ ได้ดีซีโวลต์มิเตอร์ตามต้องการ วิธีการดัดแปลงดาร์สันวาล์มิเตอร์ให้เป็นดีซีโวลต์มิเตอร์ท าได้โดยเพิ่มส่วนประกอบของอุปกรณ์เข้าไปใน วงจรดาร์สันวาล์มิเตอร์ให้ถูกต้องเหมาะสม และปรับเปลี่ยนสเกลหน้าปัดของมาตรวัดให้สัมพันธ์กัน ก็สามารถ สร้างดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้ดีซีโวลต์มิเตอร์ที่ถูกสร้างขึ้นมาใช้งานแบ่งได้เป็นหลายชนิด เรียกชื่อตามขนาดแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้เช่นดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าออกมาเป็นมิลลิโวลต์(Millivolt ; mV) เรียกว่า มิลลิโวลต์มิเตอร์(Millivoltmeter) ดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าออกมาเป็นโวลต์ (Volt ; V) เรียกว่า โวลต์มิเตอร์(Voltmeter) และดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าออกมาเป็นกิโลโวลต์ (Kilovolt ; kV) เรียกว่ากิโล โวลต์มิเตอร์(Kilovoltmeter) เป็นต้น 4.2 โครงสร้างดีซีโวลต์มิเตอร์ ดีซีโวลต์มิเตอร์เป็นมาตรวัดที่สร้างขึ้นมาเพื่อใช้วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC Voltage)หรือค่าความ ต่างศักย์ไฟฟ้ากระแสตรงระหว่างจุดสองจุดในวงจรไฟฟ้า ซึ่งขณะวัดแรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า หรือวัด แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ต้องมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านมาตรวัดด้วยจึงท าให้ เข็มชี้บ่ายเบนไป และการที่กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านดีซีโวลต์มิเตอร์ได้ก็ต้องมีแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงป้อนเข้ามา ค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่วัดออกมาได้มีค่ามากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านมาตรวัด กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านมาตรวัดก็ขึ้นอยู่กับปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนเข้ามา ดังนั้นการวัดปริมาณแรงดันไฟฟ้าก็ คือการวัดปริมาณของกระแสไฟฟ้านั่นเอง เพียงแต่เปลี่ยนสเกลหน้าปัดมาตรวัดให้แสดงค่าออกมาเป็นค่าปริมาณ แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้ากระแสตรงที่ไหลผ่านเข้าดีซีโวลต์มิเตอร์จะมีขีดจ ากัดขึ้นอยู่กับค่าทนกระแสไฟฟ้ากระแสตรง ได้ของดีซีโวลต์มิเตอร์ตัวนั้น ดังนั้นเมื่อน าดีซีโวลต์มิเตอร์ไปวัดแรงดันไฟฟ้าที่มีค่ามาก ย่อมส่งผลให้กระแสไฟฟ้า ไหลผ่านเข้าดีซีโวลต์มิเตอร์มากตามไปด้วย ซึ่งถ้ามากเกินกว่าที่ดีซีโวลต์มิเตอร์ทนได้ก็ไม่สามารถน าดีซีโวลต์ มิเตอร์ตัวนั้นไปวัดแรงดันไฟฟ้าค่านั้นได้การดัดแปลงให้ดาร์สันวาล์มิเตอร์ดีซีแอมมิเตอร์เดิม หรือดีซีโวลต์มิเตอร์ เดิมให้สามารถวัดค่าแรงดันไฟฟ้าได้สูงมากขึ้น ท าได้โดยใช้ตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานเหมาะสมมาต่ออนุกรม กับมาตรวัดเดิม เพื่อจ ากัดจ านวนกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเข้าดีซีโวลต์มิเตอร์ไม่ให้เกินกว่าค่ากระแสไฟฟ้าเดิมที่ดีซี 53

โวลต์มิเตอร์ตัวนั้นทนได้ท าให้สามารถน าดีซีโวลต์มิเตอร์ไปวัดค่าแรงดันไฟฟ้าได้สูงมากขึ้นตามต้องการ ตัว ต้านทานที่น ามาต่ออนุกรมกับดาร์สันวาล์มิเตอร์ดีซีแอมมิเตอร์เดิมหรือดีซีโวลต์มิเตอร์เดิม เพื่อให้ดีซีโวลต์มิเตอร์ วัดแรงดันไฟฟ้าได้มากขึ้นเรียกว่า ตัวต้านทานอนุกรม (Series Resistor) หรือตัวต้านทานทวีคูณ (Multipliers Resistor) รูปที่ 4.2 ดีซีโวลต์มิเตอร์สร้างจากดาร์สันวาล์มิเตอร์ต่อร่วมกับตัวต้านทานอนุกรม จากรูปที่ 4.2 แสดงดีซีโวลต์มิเตอร์สร้างจากดาร์สันวาล์มิเตอร์ต่อร่วมกับตัวต้านทานอนุกรม มีผลท าให้ ดาร์สันวาล์มิเตอร์กลายเป็น ดีซีมิลลิโวล์มิเตอร์ดีซีโวลต์มิเตอร์หรือดีซีกิโลโวลต์มิเตอร์การจะท าให้มาตรวัด สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าย่านใดหรือขนาดใดนั้น ขึ้นอยู่กับขนาดค่าความต้านทานอนุกรมที่น ามาต่อวงจร ว่ามีค่า ความต้านทานมากน้อยเพียงไร ความต้านทานอนุกรมมีค่าน้อย จะวัดแรงดันไฟฟ้าได้ต่ า อาจเป็นมิลลิโวลต์หรือ โวลต์ถ้าความต้านทานอนุกรมมีค่ามาก จะวัดแรงดันไฟฟ้าได้สูง อาจเป็นกิโลโวลต์ขึ้นไป ยิ่งค่าความต้านทาน อนุกรมมีค่าสูงขึ้นมากเท่าไร ดีซีโวลต์มิเตอร์ก็ยิ่งวัดแรงดันไฟฟ้าได้สูงมากขึ้นเท่านั้น ตัวต้านทานอนุกรม ที่ใช้ต่อให้ดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้เพิ่มขึ้นนั้นนอกจากจะต่อ ภายในดีซีโวลต์มิเตอร์แล้ว ยังสามารถต่อภายนอกดีซีโวลต์มิเตอร์ได้ด้วย เพื่อช่วยท าให้ดีซีโวลต์มิเตอร์ตัวเดิม สามารถน าไปวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้สูงมากขึ้น โดยน าตัวต้านทานอนุกรมต่อเข้ากับดีซีโวลต์มิเตอร์ตัวเดิม แบบต่ออนุกรม ตัวต้านทานอนุกรมที่ต่อไว้ภายนอกจะเป็นตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานสูงมาก เมื่อต่อตัว ต้านทานอนุกรมเข้าไปท าให้โวลต์มิเตอร์ตัวเดิมวัดแรงดันได้สูงมากขึ้น อาจเป็นกิโลโวลต์หรือหลายสิบหลายร้อย กิโลโวลต์ซึ่งขณะวัดค่าอาจก่อให้เกิดอันตรายจากไฟฟ้าดูด ต้องต่อวัดด้วยความระมัดระวัง ตัวต้านทานชนิดนี้จึงถูก สร้างไว้ในกล่องฉนวนห่อหุ้มอย่างมิดชิดปลอดภัย หรืออาจสร้างตัวต้านทานอนุกรมขึ้นมาใช้เองได้โดยน าตัว ต้านทานค่าสูงมาต่ออนุกรมกันให้ได้ค่าความต้านทานสูงขึ้นตามต้องการตัวต้านทานอนุกรมต่อภายนอกร่วมกับดีซี โวลต์มิเตอร์ผลิตออกมาในรูปโพรบแรงดันไฟฟ้าสูง(High Voltage Probe) รูปที่ 4.4 การต่อตัวต้านทานอนุกรมชนิดต่อภายนอกเข้ากับดีซีโวลต์มิเตอร์ 54

จากรูปที่4.4 แสดงการต่อตัวต้านทานอนุกรมชนิดต่อภายนอกเข้ากับดีซีโวลต์มิเตอร์ใช้วัดแรงดันไฟฟ้าสูง เพื่อเพิ่มย่านวัดแรงดันไฟฟ้าของดีซีโวลต์มิเตอร์ให้วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้สูงมากขึ้นตามต้องการ รูปที่ 4.4 (ก) เป็นโพรบวัดแรงดันไฟฟ้าสูงมีดีซีโวลต์มิเตอร์ต่ออยู่ในตัวสามารถน าไปใช้วัดแรงดันไฟฟ้าสูงได้ทันที ส่วนรูปที่ 4.4 (ข) เป็นดีซีโวลต์มิเตอร์ต่อร่วมกับตัวต้านทานอนุกรม ตัวต้านทานอนุกรมสามารถผลิตขึ้น ใช้งานได้เอง โดยน าตัวต้านทานค่าความต้านทานสูงมาต่ออนุกรมกันให้ได้ค่าความต้านทานตามต้องการ บรรจุลง ในท่อฉนวนให้มิดชิดต่อสายและปลายเข็มวัดออกมาใช้งานสร้างให้มีรูปร่างลักษณะคล้ายกับโพรบวัดแรงดันไฟฟ้า สูง ท าให้ดีซีโวลต์มิเตอร์เดิมที่วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงได้เต็มสเกลค่าต่ า ให้สามารถวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ได้เต็มสเกลค่าสูงมากขึ้นตามต้องการ ขนาดของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่จะสามารถวัดค่าได้สูงสุดมากน้อย เพียงไรนั้น ขึ้นอยู่กับค่าความต้านทานอนุกรมที่มาต่ออนุกรมร่วมกันมีค่ามากน้อยแตกต่างกันไป (ข้อควรระวังใน การวัดแรงดันไฟฟ้าค่าสูงต้องวัดค่าด้วยความระมัดระวัง เพราะขณะวัดค่าอาจก่อให้เกิดอันตรายจากไฟฟ้าดูดได้) 4.3 ค านวณและขยายย่านวัดดีซีโวลต์มิเตอร์ ความส าคัญของตัวต้านทานอนุกรม ที่ต่อร่วมกับดาร์สันวาล์มิเตอร์หรือดีซีโวลต์มิเตอร์แบบต่ออนุกรมนั้น ท าหน้าที่เป็นตัวช่วยลดปริมาณกระแสไฟฟ้ากระแสตรงที่ไหลผ่านเข้าไปยังขดลวดเคลื่อนที่ของดาร์สันวาล์มิเตอร์ ไม่ให้มากเกินกว่าค่ากระแสไฟฟ้าเดิมที่ขดลวดเคลื่อนที่ทนได้ไม่ว่าแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนเข้ามามากน้อยเพียงไรก็ ตาม ด้วยเหตุนี้ตัวต้านทานอนุกรมที่น ามาใช้งานจึงมีค่าความต้านทานสูงมาก อาจเป็นกิโลโอห์ม (kΩ) หรือเมก โอห์ม (MΩ) ซึ่งค่าความต้านทานที่น ามาใช้งานจะใช้มากน้อยเพียงไร ขึ้นอยู่กับค่าปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ ให้ดีซีโวลต์มิเตอร์วัดได้เช่น ต้องการให้วัดแรงดันไฟฟ้าค่าต่ าใช้ความต้านทานค่าต่ า หรือต้องการให้วัด แรงดันไฟฟ้าค่าสูงใช้ความต้านทานค่าสูง โดยค่าความต้านทานอนุกรมที่น ามาใช้งานต้องมีค่าเหมาะสมและ สัมพันธ์กับดาร์สันวาล์มิเตอร์หรือดีซีโวลต์มิเตอร์แต่ละตัวโดยเฉพาะ การหาค่าความต้านทานอนุกรมที่เหมาะสม หาได้โดยใช้วิธีค านวณ รูปที่ 4.5 วงจรดีซีโวลต์มิเตอร์เบื้องต้น จากรูปที่ 4.5 แสดงวงจรดีซีโวลต์มิเตอร์เบื้องต้นใช้ในการค านวณ วงจรประกอบด้วยดาร์สันวาล์มิเตอร์มี ค่าความต้านทานมิเตอร์RM ต่ออนุกรมร่วมกับตัวต้านทานอนุกรม มีค่าความต้านทาน RS เมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้า กระแสตรงเต็มสเกลเข้าไปในวงจรดีซีโวลต์มิเตอร์มีค่า EFSส่งผลท าให้เกิดกระแสไฟฟ้าเต็มสเกลไหลผ่านเข้าวงจรดี ซีโวลต์มิเตอร์เป็น IFS ซึ่งมีค่าเท่ากับกระแสไฟฟ้าของตัวดีซีโวลต์มิเตอร์IM กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเข้าวงจรดีซีโวลต์ มิเตอร์ต้องไม่เกินค่ากระแสไฟฟ้าเต็มสเกลเดิมของดาร์สันวาล์มิเตอร์หรือดีซีโวลต์มิเตอร์ตัวนั้น อักษรย่อแต่ละค่า มีรายละเอียดดังนี้ 55

RM = ความต้านทานของขดลวดเคลื่อนที่ในดาร์สันวาล์มิเตอร์ หรือเรียกว่าความต้านทานเดิมของมาตรวัด หน่วย Ω RS = ความต้านทานอนุกรม หน่วยΩ IM = IFS = กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ดาร์สันวาล์มิเตอร์ทนได้ หรือกระแสไฟฟ้าเต็มสเกลที่ไหลผ่านมาตรวัด หน่วย A EFS = แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเต็มสเกลค่าใหม่ที่ดีซีโวลต์มิเตอร์วัดได้ หน่วย V 4.4 สเกลหน้าปัดและย่านวัดดีซีโวลต์มิเตอร์ สเกลหน้าปัดของดีซีโวลต์มิเตอร์ถูกสร้างขึ้นมาให้สามารถแสดงค่าปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ออกมา โดยตรง สามารถแสดงค่าปริมาณแรงดันไฟฟ้าจากค่าน้อยไปจนถึงปริมาณแรงดันไฟฟ้าค่ามากได้สเกลหน้าปัด ของดีซีโวลต์มิเตอร์มีเลขศูนย์อยู่ด้านซ้ายของสเกล และตัวเลขค่อยๆ เพิ่มขึ้นเป็นล าดับตามต าแหน่งสเกลที่เลื่อน มาทางด้านขวามือ ขณะปกติที่ดีซีโวลต์มิเตอร์ไม่ใช้งาน เข็มชี้ต้องชี้ที่เลขศูนย์เสมอ เมื่อมีแรงดันไฟฟ้าป้อนให้ดีซี โวลต์มิเตอร์เข็มชี้จึงเริ่มบ่ายเบนไปทางขวามือ การบ่ายเบนไปของเข็มชี้มีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณของ แรงดันไฟฟ้าที่ป้อนเข้ามา ป้อนแรงดันไฟฟ้าให้น้อยเข็มชี้บ่ายเบนไปน้อย ป้อนแรงดันไฟฟ้าให้มากเข็มชี้บ่ายเบน ไปมาก แสดงค่าที่วัดได้ออกมาบนสเกลหน้าปัด รูปที่ 4.9 สเกลหน้าปัดของดีซีโวลต์มิเตอร์แบบหนึ่ง จากรูปที่ 4.9 แสดงสเกลหน้าปัดของดีซีโวลต์มิเตอร์แบบหนึ่ง แสดงค่าแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ออกมาใน หน่วยโวลต์(V) ช่องสเกลถูกแบ่งออกย่อยๆ ในระยะห่างเท่ากันจากค่าน้อยด้านซ้ายไปค่ามากด้านขวา โดยมีย่าน วัดค่าได้เต็มสเกลแบ่งออกเป็น 3 ย่าน คือ ย่าน 0 – 5 V ย่าน0 – 10 V และย่าน 0 – 50 V ย่านวัดแต่ละย่านใช้ แสดงค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่วัดได้ออกมา เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้วงจรไฟฟ้า หรือแรงดันไฟฟ้าที่ถูกผลิตขึ้นมาใช้งาน มีปริมาณแรงดันไฟฟ้า ที่แตกต่างกัน ตั้งแต่แรงดันไฟฟ้าค่าต่ ามากเป็นมิลลิโวลต์ (mV) แรงดันไฟฟ้าค่าต่ าเป็นโวลต์ (V) ไปจนถึง แรงดันไฟฟ้าค่าสูงเป็นกิโลโวลต์(kV) ท าให้ดีซีโวลต์มิเตอร์ที่สร้างขึ้นมาใช้งานแสดงค่าปริมาณแรงดันไฟฟ้าออกมา แตกต่างกันไป เพื่อความสะดวกในการเลือกขนาดของดีซีโวลต์มิเตอร์มาใช้งานได้เหมาะสมกับปริมาณ แรงดันไฟฟ้าที่วัดค่า โดยทั่วไปแบ่งได้เป็น 3 แบบ คือ มิลลิโวลต์มิเตอร์โวลต์มิเตอร์และกิโลโวลต์มิเตอร์ลักษณะ หน้าปัดและสัญลักษณ์ของดีซีโวลต์มิเตอร์ 56

4.5 การต่อดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้า ดีซีโวลต์มิเตอร์เป็นมาตรวัดส าหรับวัดปริมาณแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง หรือความต่างศักย์ไฟฟ้ากระแส ตรงที่ป้อนให้วงจรไฟฟ้า รวมทั้งแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงตกคร่อมระหว่างจุดสองจุดในวงจรไฟฟ้า การวัด แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงด้วยดีซีโวลต์มิเตอร์ท าได้โดยใช้ดีซีโวลต์มิเตอร์วัดคร่อมวงจรไฟฟ้าในต าแหน่งที่ต้องการ วัด คือต้องต่อดีซีโวลต์มิเตอร์ขนาน (Parallel) เข้ากับวงจรไฟฟ้าที่วัดแรงดันไฟฟ้าเสมอ ลักษณะการต่อดีซีโวลต์ มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงในวงจรไฟฟ้า รูปที่ 4.13 การต่อดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงในวงจรไฟฟ้า จากรูปที่ 4.13 แสดงการต่อดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงในวงจรไฟฟ้า จะเห็นว่าดีซีโวลต์ มิเตอร์ต่อคร่อมขนานกับจุดต่อวัดที่ต้องการทราบค่าแรงดันไฟฟ้า การต่อดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้า กระแสตรง ต้องค านึงถึงขั้วของดีซีโวลต์มิเตอร์ที่วัดคร่อมวงจรด้วย โดยขั้วของดีซีโวลต์มิเตอร์ต้องตรงกับขั้วของ แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง หรือตรงกับขั้วของแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมวงจรที่ต าแหน่งต่อวัด ใช้หลักการต่อ วัดค่าดังนี้ใกล้บวกต่อบวก ใกล้ลบต่อลบ หมายถึงการต่อดีซีโวลต์มิเตอร์คร่อมวงจรไฟฟ้า ต้องต่อให้ขั้วบวกของ ดีซีโวลต์มิเตอร์คร่อมจุดวัดที่ต่อใกล้ขั้วบวกแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า และต่อให้ขั้วลบของดีซีโวลต์มิเตอร์คร่อมจุดวัด ที่ต่อใกล้ขั้วลบแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า จากรูปจะเห็นว่าด้านบนจุดวัดของดีซีโวลต์มิเตอร์ใกล้ขั้วลบของแบตเตอรี่ ต้องใช้ขั้วลบของดีซีโวลต์มิเตอร์ต่อ และด้านล่างจุดวัดของดีซีโวลต์มิเตอร์ใกล้ขั้วบวกของแบตเตอรี่ต้องใช้ขั้วบวก ของดีซีโวลต์มิเตอร์ต่อ การต่อผิดขั้วดีซีโวลต์มิเตอร์วัดค่าไม่ได้และอาจท าให้ดีซีโวลต์มิเตอร์ช ารุดเสียหายได้ ดีซีโวลต์มิเตอร์ที่สร้างมาใช้งาน มีหลายค่าหลายขนาด การน าดีซีโวลต์มิเตอร์มาต่อวัดแรงดันไฟฟ้าใน วงจรไฟฟ้า ต้องระมัดระวังในเรื่องขนาดแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายผ่านเข้าวงจรที่มีดีซีโวลต์มิเตอร์ต่ออยู่ เพราะถ้า แรงดันไฟฟ้าที่วัดมีค่ามากกว่าค่าที่ดีซีโวลต์มิเตอร์วัดได้ดีซีโวลต์มิเตอร์อาจช ารุดเสียหายได้กรณีที่ไม่ทราบค่า แรงดันไฟฟ้าที่ท าการวัดในวงจร ควรใช้ดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าได้ค่าสูงมาต่อวัดก่อน เมื่อต่อวัดแล้วเข็มชี้ไม่ ขึ้น หรือเข็มชี้ขึ้นน้อย จึงค่อยๆลดขนาดการวัดแรงดันไฟฟ้าได้ของดีซีโวลต์มิเตอร์ลงมา จนอยู่ในย่านการบ่ายเบน ของเข็มชี้ที่เหมาะสมประมาณย่านกลางสเกล ไม่ควรต่ าหรือสูงเกินไป 4.6 วิธีอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าบนสเกลดีซีโวลต์มิเตอร์ ดีซีโวลต์มิเตอร์ขณะวัดแรงดันไฟฟ้า ดีซีโวลต์มิเตอร์ต้องต่อคร่อมขนานกับจุดวัดเสมอเพื่อท าให้ แรงดันไฟฟ้าที่วัดได้เป็นค่าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมอุปกรณ์ที่ท าการวัดนั้น คือเป็นแรงดันไฟฟ้าค่าเดียวกัน เพราะ แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมอุปกรณ์ในวงจรขนานจะมีค่าเท่ากันในทุกต าแหน่งของวงจรเสมอ ค่าแรงดันไฟฟ้าที่อ่านได้จากการชี้ค่าของเข็มชี้บนสเกลจะถูกต้องหรือไม่ขึ้นอยู่กับผู้อ่านว่าอ่านได้ละเอียด มากน้อยเพียงไร ในกรณีที่เข็มชี้ชี้ตรงต าแหน่งขีดบนสเกล การอ่านค่าสามารถอ่านได้โดยง่าย โอกาสเกิดความ ผิดพลาดน้อย แต่ถ้ากรณีที่เข้มชี้ชี้ไม่ตรงต าแหน่งขีดบนสเกล ชี้ในส่วนช่องว่างของขีด การอ่านค่ามีโอกาส ผิดพลาดได้ง่าย เพราะต้องใช้การแบ่งส่วน และใช้การประมาณค่า ดังนั้นการฝึกหัดอ่านค่าบ่อยๆ จะช่วยให้เกิด 57

ความช านาญ และช่วยลดความผิดพลาดลงได้การอ่านค่าในต าแหน่งที่ไม่ตรงขีด ต้องใช้วิธีแบ่งเฉลี่ยค่าออกมาเป็น ส่วนย่อยๆ ลงทีละส่วนเป็นล าดับ จะช่วยให้การอ่านค่าถูกต้องมากขึ้น ลักษณะการแบ่งค่าสเกลย่อย รูปที่ 4.14 การอ่านค่าที่วัดได้บนสเกลดีซีโวลต์มิเตอร์ จากรูปที่4.14 แสดงการอ่านค่าที่วัดได้บนสเกลดีซีโวลต์มิเตอร์เข็มชี้ที่ชี้ค่าตามต าแหน่งที่เข็มชี้① เข็ม ชี้ และเข็มชี้③ การอ่านค่าที่ถูกต้องท าได้โดยหาขีดย่อยของสเกลให้ได้ก่อนตามรูปขีดใหญ่ที่มีค่าก ากับไว้คือ 100 และ 150 จากต าแหน่ง100 ถึง 150 แบ่งย่อยออกเป็น 10ช่องย่อยเท่ากัน ท าให้1 ช่องย่อยมีค่าเท่ากับ 5 เข็มชี้① อยู่ระหว่างขีดกึ่งกลาง 75 และขีดใหญ่ 100 จากขีดที่ 75 นับมาอีก 2 ช่องย่อยช่องย่อยละ 5 ท าให้เข็มชี้①ชี้ค่า 85 ออกมา เข็มชี้②อยู่ระหว่างขีดกึ่งกลาง 125 และขีดย่อย 130 โดยอยู่กึ่งกลางพอดีการอ่านค่าต้องแบ่ง 1 ช่อง ย่อยออกเป็น 2 ส่วน 1 ช่องย่อยมีค่า 5 แบ่งครึ่งได้ส่วนละ 2.5 จากขีด 125 ไปอีกครึ่งช่องย่อย เป็นต าแหน่งเข็มชี้ ② จะอ่านค่าออกมาได้125 + 2.5 = 127.5 เข็มชี้③ อยู่ระหว่างขีดย่อย 155 และขีดย่อย 160 โดยอยู่ต่ ากว่ากึ่งกลางระหว่างขีดย่อยทั้งสองมาทาง ขีดย่อย 155 การอ่านค่าต้องแบ่งช่องย่อยมีค่าช่องละ 5 ออกเป็น 4 ส่วน จะได้1 ส่วน เท่ากับ 5/4 = 1.25 เข็มชี้ ③ ชี้อยู่ต าแหน่งขีดย่อย 155 ไปทางขวาอีก 1/4 = 1.25ขีด เข็มชี้③จะอ่านค่าได้155+1.25 = 156.25 58

กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกิจกรรมของครู ขั้นตอนการเรียนรู้หรือกิจกรรมของนักเรียน 1. ขั้นเตรียม ( 15 นาที) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนออกมาอธิบายโวลต์มิเตอร์ ไฟฟ้ากระแสตรงตามความเข้าใจของตนอง 2. ผู้สอนแจ้งจุดประสงค์การเรียนของหน่วยที่ 4 เรื่อง โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 3. ผู้สอนให้ผู้เรียนเขียนโครงสร้างดีซีโวลต์มิเตอร์ โดยให้ผู้เรียนระดมความคิดร่วมกัน 2. ขั้นให้ความรู้ ( 240 นาที) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนเปิดหนังสือ วิชา เครื่องวัด ไฟฟ้า เรื่อง เครื่องวัดไฟฟ้า หน่วยที่ 4 เรื่อง โวลต์ มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนฝึกค านวณและขยายย่านวัด ดีซีโวลต์มิเตอร์ตามที่ได้ศึกษาจากหนังสือ และให้ ผู้เรียนทดลองต่อซีดีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้า 3. ผู้สอนตรวจการค านวณและการต่อซีดีโวลต์ มิเตอร์ 3. ขั้นประยุกต์ใช้ (180 นาที) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนท าใบปฏิบัติงาน 4 การใช้ งานดีซีโวลต์มิเตอร์ 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 45 นาที ) 1. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียน ให้มีความเข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนท าแบบทดสอบหน่วยที่ 4 (รวม 480 นาที หรือ 8 คาบเรียน) 1. ขั้นเตรียม ( 15 นาที) 1. ผู้เรียนออกม าอ ธิบ ายโวลต์ มิเตอ ร์ไฟฟ้ า กระแสตรงตามความเข้าใจของตนอง 2. ผู้เรียนท าความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การ เรียน ของหน่ วยที่ 4 เรื่อง โวลต์มิเต อ ร์ไฟ ฟ้ า กระแสตรง 3. ผู้เรียนเขียนโครงสร้างดีซีโวลต์มิเตอร์โดยให้ ผู้เรียนระดมความคิดร่วมกัน 2. ขั้นให้ความรู้ (240 นาที) 1. ผู้เรียนเปิดหนังสือ วิชา เครื่องวัดไฟฟ้า เรื่อง เครื่องวัดไฟฟ้า หน่วยที่ 4 เรื่อง โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้า กระแสตรง 2. ผู้เรียนฝึกค านวณและขยายย่านวัดดีซีโวลต์มิเตอร์ ตามที่ได้ศึกษาจากหนังสือ และให้ผู้เรียนทดลองต่อซีดีโวลต์ มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้า 1. ผู้เรียนแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการเรียน การสอน 3. ขั้นประยุกต์ใช้( 180 นาที ) 1. ผู้เรียนท าใบปฏิบัติงาน 4 การใช้งานดีซีโวลต์ มิเตอร์ 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 45 นาที ) 1. ผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียนให้มีความ เข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้เรียนท าแบบทดสอบหน่วยที่ 4 59

งานที่มอบหมายหรือกิจกรรมการวัดผลและประเมินผล ก่อนเรียน 1. จัดเตรียมเอกสาร สื่อการเรียนการสอนหน่วยที่ 4 2. ท าความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การเรียนของหน่วยที่ 4 และให้ความร่วมมือในการท ากิจกรรมใน หน่วยที่ 4 ขณะเรียน 1. ปฏิบัติตามใบปฏิบัติงาน 4 การใช้งานดีซีโวลต์มิเตอร์ 2. ร่วมกันสรุป “โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง” หลังเรียน 1. สรุปเนื้อหา 2. ท าแบบทดสอบหน่วยที่ 4 60

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 61

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 62

ใบงานปฏิบัติงาน 4 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า ชื่อเรื่อง การใช้งานดีซีโวลต์มิเตอร์ ชื่อ…………………………………………………………………………………………....……ชั้น………….……เลขที่………… จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. นักเรียนสามารถบอกลักษณะสเกลหน้าปัดและย่านวัดดีซีโวลต์มิเตอร์ได้ 2. นักเรียนสามารถต่อดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าและวิธีอ่านค่ากระแสไฟฟ้าบนสเกลดีซีโวลต์มิเตอร์ได้ 3. นักเรียนเห็นความส าคัญของเครื่องวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. ดีซีโวลต์มิเตอร์ 0-10 V,0-500 V, 0-250V ชนิดละ 1 เครื่อง 2. แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงปรับค่าได้ 0-30 V 1 เครื่อง 3. ตัวต้านทาน 220 330 470 560 680 820 1k 3.3k 4.7k : 1 W (หรือค่าใกล้เคียง) ค่าละ 1 ตัว 4. แผงประกอบวงจรและสายต่อวงจร 1 ชุด ล าดับขั้นการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรูปที่ 4.1 รูปที่ 4.1 การวัดแรงดันไฟฟ้าในวงจรตัวต้านทานต่ออนุกรม 7 ตัว 2. ใช้ดีซีโวลต์มิเตอร์ วัดแรงดันไฟฟ้าในวงจรตามต าแหน่ง V 1 -V 7 ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกลงในตาราง ที่ 4.1 แถวแรงดันไฟฟ้า E 10 V ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า 63

ตารางที่ 4.1 ค่าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานในวงจรตัวต้านทานต่ออนุกรม 3. ปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E เป็น 20 V และ 30 V ตามล าดับ วัดและบันทึกค่าแรงดันไฟฟ้าใน วงจรตามต าแหน่ง V 1 -V 7 ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกค่าลงในตารางที่ 4.1 แถวแรงดันไฟฟ้า E 20V และ 30 V ตามล าดับ ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า 4. ประกอบวงจรตามรูปที่ 4.2 รูปที่ 4.2 การวัดแรงดันไฟฟ้าในวงจรตัวต้านทานต่อขนาน 4 ตัว 5.ใช้ดีซีโวลต์มิเตอร์ วัดแรงดันไฟฟ้าในวงจรตามต าแหน่ง V 1 -V 4 ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกลงในตาราง ที่ 4.2 แถวแรงดันไฟฟ้า E 10 V ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า ตารางที่ 4.2 ค่าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานในวงจรตัวต้านทานต่อขนาน 6. ปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E เป็น 20 V และ 30 V ตามล าดับ วัดและบันทึกค่าแรงดันไฟฟ้าใน วงจรตามต าแหน่ง V 1 -V 4 ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกค่าลงในตารางที่ 4.2 แถวแรงดันไฟฟ้า E 20V และ 30 V ตามล าดับ ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า 64

7. ประกอบวงจรตามรูปที่ 4.3 รูปที่ 4.3 การวัดแรงดันไฟฟ้าในวงจรตัวต้านทานต่อผสม 9 ตัว 9. ใช้ดีซีโวลต์มิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้าในวงจรตามต าแหน่ง V 1 -V 9 ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกลงในตาราง ที่ 4.3 แถวแรงดันไฟฟ้า E 10 V ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า ตารางที่ 4.3 ค่าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานในวงจรตัวต้านทานต่อผสม 10. ปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E เป็น 20 V และ 30 V ตามล าดับ วัดและบันทึกค่าแรงดันไฟฟ้าใน วงจรตามต าแหน่ง V 1 -V 9 ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกค่าลงในตารางที่ 4.3 แถวแรงดันไฟฟ้า E 20V และ 30 V ตามล าดับ ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า สรุปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 65

แบบทดสอบหน่วยที่ 4 โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง วิชา 20104-2004 เครื่องวัดไฟฟ้า ค าสั่ง ให้เลือกค าตอบที่ถูกที่สุดเพียงหนึ่งตัวเลือกเท่านั้น 1. ดีซีโวลต์มิเตอร์ที่สร้างมาใช้งานสามารถวัดค่าปริมาณไฟฟ้าได้ในหน่วยใด ก. มิลลิโวลต์ ข. กิโลโวลต์ ค. โวลต์ ง. ถูกทุกข้อ 2. ดีซีโวลต์มิเตอร์สร้างขึ้นมาเพื่อใช้วัดปริมาณไฟฟ้าประเภทใด ก. ก าลังไฟฟ้า ข. แรงดันไฟฟ้า ค. กระแสไฟฟ้า ง. ความต้านไฟฟ้า 3. ดีซีโวลต์มิเตอร์ที่สร้างมาใช้งานจะต้องมีค่าความต้านทานรวมภายในมาตรวัดเท่าไร ก. ศูนย์ ข. น้อย ค. มาก ง. ปานกลาง 4. โครงสร้างดีซีโวลต์มิเตอร์ต้องการให้วัดแรงดันไฟฟ้าได้สูงมากขึ้นต้องท าอย่างไร ก. ใช้ตัวต้านทานค่ามากต่ออนุกรม ข. ใช้ตัวต้านทานค่าน้อยต่ออนุกรม ค. ใช้ตัวต้านทานค่ามากต่อขนาน ง. ใช้ตัวต้านทานค่าน้อยต่อขนาน จากรูปใช้ตอบค าถามข้อ 5 5. จากรูป สมการของวงจรข้อใดถูกต้อง ก. I I I FS M S ข. E I (R R ) FS FS S M ค. E I R R FS FS S M ง. E (I I )(R R ) FS FS M S M 66

แผนการจัดการเรียนรู้ หน่วยที่ 5 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า สอนสัปดาห์ที่ 7 ชื่อหน่วย โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ คาบรวม 28 ชื่อเรื่อง โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ จ านวนคาบ 4 สาระส าคัญ ดาร์สันวาล์มิเตอร์เป็นมาตรวัดใช้ได้กับไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น จึงจะแสดงค่าปริมาณไฟฟ้าที่วัดออกมาได้ การน าดาร์สันวาล์มิเตอร์ไปวัดปริมาณไฟฟ้ากระแสสลับ จะไม่สามารถแสดงค่าปริมาณไฟฟ้านั้นออกมาได้ เกิดการ สั่นหรือแกว่งไปมาเล็กน้อยบริเวณใกล้เลขศูนย์ของสเกล ค าศัพท์ส าคัญ 1. ไฟฟ้ากระแสสลับ คือไฟฟ้าที่มีขั้วสัญญาณไฟฟ้าจ่ายออกมาสลับไปสลับมาตลอดเวลาไม่มีขั้วแน่นอน ตายตัว ท าให้สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับที่ป้อนออกมาจากแหล่งก าเนิดไฟฟ้ามีขั้วสัญญาณไฟฟ้าสลับบวกลบ เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา จึงไม่สามารถก ากับขั้วไว้ตายตัวได้เหมือนแหล่งก าเนิดไฟฟ้ากระแสตรง และทิศทาง กระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรไหลกลับทิศเปลี่ยนแปลงไปมาตลอดเวลาเช่นกัน จุดประสงค์การสอน/การเรียนรู้ จุดประสงค์ทั่วไป 1. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับด้วยเอซีโวลต์มิเตอร์ 2. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ 3. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับเอซีโวลต์มิเตอร์ 4. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่นและแบบเต็มคลื่นในเอซีโวลต์มิเตอร์ 5. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับสเกลหน้าปัดและย่านวัดเอซีโวลต์มิเตอร์และการวัดและอ่านค่าเอซีโวลต์ มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้า จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. นักเรียนสามารถบอกผลการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับด้วยเอซีโวลต์มิเตอร์ได้ 2. นักเรียนสามารถอธิบายสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับแต่ละค่าได้ 3. นักเรียนสามารถบอกโครงสร้างเอซีโวลต์มิเตอร์ 4. นักเรียนสามารถอธิบายการท างานวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่นและแบบเต็มคลื่นในเอซีโวลต์มิเตอร์ ได้ 5. นักเรียนสามารถบอกลักษณะสเกลหน้าปัดและย่านวัดเอซีโวลต์มิเตอร์และวิธีการวัดและอ่านค่าเอซี โวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าได้ 6. นักเรียนต่อเอซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและอ่านค่าเอซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าได้ไ 7. นักเรียนเห็นความส าคัญของเครื่องวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงาน 67

เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ • ด้านความรู้(ทฤษฎี) 5.1 การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับด้วยดีซีโวลต์มิเตอร์ ดีซีโวลต์มิเตอร์แบบเข็มชี้ที่สร้างขึ้นจากดาร์สันวาล์มิเตอร์เป็นมาตรวัดที่ใช้ได้กับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (VDC) เท่านั้น เพราะส่วนเคลื่อนไหวชนิดขดลวดเคลื่อนที่สามารถบ่ายเบนค่าไปได้ต้องได้รับกระแสไฟฟ้า กระแสตรงเท่านั้น ซึ่งจะท าให้ขดลวดเคลื่อนที่เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีขั้วแม่เหล็กถูกต้องตายตัวตามต้องการ จึง จะเกิดแรงผลักดันกับสนามแม่เหล็กถาวรที่อยู่โดยรอบ ดังนั้นมาตรวัดที่สร้างขึ้นจากดาร์สันวาล์มิเตอร์เป็นมาตรวัด ที่ใช้ได้เฉพาะไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น มีขั้วแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงถูกต้องตามขั้วของดาร์สันวาล์มิเตอร์ที่ ต้องการหากสลับขั้ววัดท าให้ขั้วที่ท าการวัดไม่ถูกต้องตรงกัน ดาร์สันวาล์มิเตอร์จะไม่สามารถแสดงค่าออกมาได้ รูปที่ 5.1 การใช้ดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบถูกขั้วและไม่ถูกขั้ว จากรูปที่ 5.1 แสดงการใช้ดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบถูกขั้วและไม่ถูกขั้ว ผลที่เกิดขึ้น คือดีซีโวลต์มิเตอร์แสดงค่าการวัดออกมาแตกต่างกันไป รูปที่ 5.1 (ก) เป็นการน าดีซีโวลต์มิเตอร์ไปวัดแรงดันไฟฟ้า กระแสตรงมีขั้วถูกต้อง มีผลต่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเข้ามาตรวัดถูกทิศทาง ท าให้เข็มชี้บ่ายเบนไปทางด้านขวามือ ชี้ค่าปริมาณไฟฟ้าที่วัดได้ออกมา ส่วนรูปที่ 5.1 (ข) เป็นการน าดีซีโวลต์มิเตอร์ไปวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงมีขั้วไม่ ถูกต้อง มีผลต่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเข้ามาตรวัดไม่ถูกทิศทาง ท าให้เข็มชี้บ่ายเบนไปทางด้านซ้ายมือ เข็มชี้บ่าย เบนไปชี้ค่าต่ ากว่าศูนย์ไม่สามารถแสดงค่าปริมาณไฟฟ้าที่วัดได้ออกมา และยังอาจท าให้มาตรวัดช ารุดเสียหายได้ การใช้ดีซีโวลต์มิเตอร์หรือดาร์สันวาล์มิเตอร์ไปวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Voltage)ซึ่งอาจเป็น แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจากแหล่งก าเนิดไฟฟ้าต่างๆ เช่น แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับตามบ้านเรือนที่มีความถี่ 50 Hz คือมีการสลับขั้วของสัญญาณไฟฟ้าไปมาเปลี่ยนแปลง 50 ครั้งต่อวินาทีการสลับขั้วของสัญญาณไฟฟ้าดังกล่าว ถือว่าเร็วมากจนดีซีโวลต์มิเตอร์หรือดาร์สันวาล์มิเตอร์มิเตอร์วัดค่าไม่ทัน เข็มชี้ของมิเตอร์บ่ายเบนค่าไม่ทัน ไม่ สามารถบ่ายเบนค่าออกมาได้แต่จะเกิดอาการสั่นหรือแกว่งไปมาเล็กน้อยที่บริเวณใกล้เลขศูนย์ นั่นคือดีซีโวลต์ มิเตอร์ไม่สามารถน าไปวัดค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับได้ 5.2 สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ ไฟฟ้ากระแสสลับ คือไฟฟ้าที่มีขั้วสัญญาณไฟฟ้าจ่ายออกมาสลับไปสลับมาตลอดเวลาไม่มีขั้วแน่นอน ตายตัว ท าให้สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับที่ป้อนออกมาจากแหล่งก าเนิดไฟฟ้ามีขั้วสัญญาณไฟฟ้าสลับบวกลบ เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา จึงไม่สามารถก ากับขั้วไว้ตายตัวได้เหมือนแหล่งก าเนิดไฟฟ้ากระแสตรง และทิศทาง กระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรไหลกลับทิศเปลี่ยนแปลงไปมาตลอดเวลาเช่นกัน 68

ไฟฟ้ากระแสสลับมีลักษณะรูปคลื่นสัญญาณเป็นแบบคลื่นไซน์ (Sine Wave) คลื่นสัญญาณไฟฟ้าที่ถูก ก าเนิดขึ้นมา ได้มาจากแหล่งก าเนิดไฟฟ้ากระแสสลับต่างๆ เช่น เครื่องก าเนิดไฟฟ้า(Generator) คลื่นไซน์เป็น คลื่นที่ถูกน าไปใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวาง และมีความส าคัญต่อการท างานของอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือและเครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆคลื่นไซน์มีค่าที่ถูกน าไปใช้งานแตกต่างกัน แต่ละค่ามีชื่อเรียก แตกต่างกัน ถูกน าไปใช้ประโยชน์แตกต่างกัน และมีระดับสัญญาณที่บอกค่าไว้แตกต่างกัน รูปที่ 5.3 สัญญาณคลื่นไซน์ค่าต่างๆ จากรูปที่ 5.3 แสดงสัญญาณคลื่นไซน์ค่าต่างๆ สัญญาณแต่ละต าแหน่งบอกค่าไว้แตกต่างกันไป แต่ละค่า ตามรูปอธิบายได้ดังนี้ 1. ค่าสัญญาณยอดถึงยอด (Peak to Peak Value) ถ้าเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับยอดถึงยอด (Peak to Peak Voltage) ใช้อักษรย่อ EPP หรือ VPP และถ้าเป็นกระแสไฟฟ้ากระแสสลับยอดถึงยอด (Peak to Peak Current) ใช้อักษรย่อ IPP เป็นค่าสูงสุดของสัญญาณคลื่นไซน์ที่วัดจากยอดสัญญาณสูงสุดถึงยอดสัญญาณต่ าสุด 2. ค่าสัญญาณยอด (Peak Value) แบ่งได้เป็น 2 ส่วน คือค่ายอดบวก (Positive PeakValue) และค่า ยอดลบ (Negative Peak Value) ถ้าเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับใช้อักษรย่อ +EPหรือ –EP และถ้าเป็น กระแสไฟฟ้ากระแสสลับใช้อักษรย่อ +IP หรือ –IP เป็นค่าสูงสุดของสัญญาณที่เทียบค่ากับต าแหน่งศูนย์ของ สัญญาณ ค่าสัญญาณยอดมีระดับความแรงเป็น 100 % 3. ค่ า รูท มี น ส แค ว ร์ (Root Mean Square Value) ห รือ ค่ าอ า ร์เอ็ มเอ ส (RMS Value) ถ้ าเป็ น แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับใช้อักษรย่อ ERMS และถ้าเป็นกระแสไฟฟ้ากระแสสลับใช้อักษรย่อ IRMSเป็นค่าที่เกิดจาก รากที่2 ของ 2 คูณด้วยสัญญาณยอด หรือคูณด้วยสัญญาณยอดถึงยอดหารด้วย2 มีค่าประมาณ 70.7 % เป็นค่าที่ ถูกบอกไว้ใช้งานของสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับค่าต่างๆ เช่นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้ตามบ้านเรือนมีค่า 220 V ค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่บอกค่าไว้ตามอุปกรณ์ไฟฟ้าใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ และเครื่องใช้ไฟฟ้าใช้ไฟฟ้า กระแสสลับ เป็นต้น 4. ค่าเฉลี่ย (Average Value) ถ้าเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับใช้อักษร EAV และถ้าเป็นกระแสไฟฟ้า กระแสสลับใช้อักษรย่อ IAV เป็นค่าเฉลี่ยของคลื่นไซน์ที่เกิดจากการเรียงกระแสไฟฟ้าของวงจรเรียงกระแส (Rectifier Circuit) ได้สัญญาณออกมาเป็นไฟฟ้ากระแสตรงแบบกระเพื่อมมี2 ค่า คือค่าเฉลี่ยครึ่งคลื่น (Half Wave Average Value) และค่าเฉลี่ยเต็มคลื่น (Full Wave Average Value) ก. ค่าเฉลี่ยครึ่งคลื่น เกิดจากวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น ท าการเรียงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ออกเอาต์พุต เปลี่ยนไปเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อมขาดช่วง เมื่อท าการเฉลี่ยค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง กระเพื่อมขาดช่วง ออกมาเป็นค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงโดยประมาณ ได้ค่าออกมา 31.8 % แรงดันไฟฟ้า กระแสตรงกระเพื่อมเฉลี่ยครึ่งคลื่น (EAV(HW)) 69

ข. ค่าเฉลี่ยเต็มคลื่น เกิดจากวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น ท าการเรียงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับออก เอาต์พุต เปลี่ยนไปเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อมเต็มช่วง เมื่อท าการเฉลี่ยค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง กระเพื่อมเต็มช่วง ออกมาเป็นค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงโดยประมาณ ได้ค่าออกมา 63.6 % แรงดันไฟฟ้า กระแสตรงกระเพื่อมเฉลี่ยเต็มคลื่น (EAV(FW)) รูปที่ 5.4 แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อมเฉลี่ย จากรูปที่ 5.4 แสดงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อมเฉลี่ย เกิดขึ้นจากการจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ เข้าวงจรเรียงกระแสที่ยังไม่ผ่านวงจรกรอง (Filter) สัญญาณ ค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อมดังกล่าว เป็น แรงดันไฟฟ้าที่ถูกน าไปใช้ในโวลต์มิเตอร์วัดไฟฟ้ากระแสสลับแบบขดลวดเคลื่อนที่หรือดาร์สันวาล์มิเตอร์ผลิต ออกมาเป็นมาตรวัดวัดสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับเช่น โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current Voltmeter) หรือ เอซีโวลต์มิเตอร์(ACVoltmeter) สามารถท าให้เข็มชี้มาตรวัดบ่ายเบนชี้ค่าออกมาได้ค่าเฉลี่ยนี้ เป็นค่าที่มาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับแสดงค่าออกมาได้จริง จากการวัดสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ 5.3 เอซีโวลต์มิเตอร์ ดาร์สันวาล์มิเตอร์เป็นมาตรวัดที่ท างานได้กับไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น ขั้วแรงดันไฟฟ้าหรือทิศทาง กระแสไฟฟ้าที่จ่ายเข้ามาต้องถูกต้องตามก าหนด ดาร์สันวาล์มิเตอร์จึงสามารถท างานได้แสดงค่าการวัดปริมาณ ไฟฟ้าออกมาได้ดังนั้นไม่ว่าดาร์สันวาล์มิเตอร์จะถูกน าไปวัดปริมาณไฟฟ้าอะไรก็ตาม ปริมาณไฟฟ้าเหล่านั้นต้องถูก เปลี่ยนเป็นไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น เมื่อทราบคุณสมบัติของดาร์สันวาล์มิเตอร์ดังกล่าว การจะป้อนแหล่งจ่ายไฟฟ้า ให้ดาร์สันวาล์มิเตอร์ต้องเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟฟ้าเหล่านั้นให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรงเสียก่อน การเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง ท าได้โดยใช้อุปกรณ์สารกึ่งตัวน า(Semiconductor) เข้ามาช่วยในการเปลี่ยน อุปกรณ์ตัวนี้เรียกว่าตัวเรียงกระแส (Rectifier) ตัวเรียงกระแสที่ใช้เป็นผลึกไดโอด (Crystal Diode) ช่วยในการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อม ก่อนจ่ายให้ดาร์สันวาล์ มิเตอร์แสดงค่าการวัดปริมาณไฟฟ้าค่านั้นออกมามาตรวัดใช้วัดปริมาณไฟฟ้ากระแสสลับเบื้องต้น จากรูปที่5.5 มาตรวัดวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเบื้องต้น จากรูปที่ 5.5 แสดงมาตรวัดวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเบื้องต้น โดยใช้ดีซีโวลต์มิเตอร์ต่ออนุกรมร่วมกับ ไดโอด (D) ตัวไดโอดท าหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรงให้ได้ขั้วถูกต้องตามที่มาตรวัด ต้องการ ส่งผ่านแรงดันไฟฟ้าไปให้ดีซีโวลต์มิเตอร์แสดงค่าออกมาการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้า กระแสตรงของไดโอด สามารถก าหนดจ่ายแรงดันไฟฟ้าออกมาได้ซีกใดซีกหนึ่ง จะเป็นซีกบวกหรือซีกลบได้โดย 70

ก าหนดจากขาของตัวไดโอดที่ต่อเข้ากับดาร์สันวาล์มิเตอร์ถ้าก าหนดให้ขาแคโทด (K) จ่ายออก จะได้แรงดันไฟฟ้า ซีกบวกออกมาจ่ายเข้าขั้วบวกของดาร์สันวาล์มิเตอร์หรือก าหนดให้ขาแอโนด (A) จ่ายออก จะได้แรงดันไฟฟ้าซี กลบออกมา จ่ายเข้าขั้วลบของดาร์สันวาล์มิเตอร์ รูปที่ 5.6 เอซีโวลต์มิเตอร์แบบไดโอดจ่ายแรงดันไฟฟ้าซีกบวกให้วงจร จากรูปที่ 5.6 แสดงเอซีโวลต์มิเตอร์แบบไดโอดจ่ายแรงดันไฟฟ้าซีกบวกให้วงจร เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้า กระแสสลับคลื่นไซน์เข้ามา คลื่นไซน์ซีกบวกสามารถจ่ายผ่านไดโอดไปให้ขั้วบวกของดาร์สันวาล์มิเตอร์ได้ส่วน คลื่นไซน์ซีกลบไม่สามารถจ่ายผ่านไดโอดได้ไม่มีคลื่นไซน์ซีกลบจ่ายออกมา ได้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อม เฉพาะครึ่งซีกบวก จ่ายไปให้ดาร์สันวาล์มิเตอร์ขั้วบวก ตัวต้านทานอนุกรมต่อในวงจรท าหน้าที่เปลี่ยนดาร์สันวาล์ มิเตอร์ให้เป็นเอซีโวลต์มิเตอร์ รูปที่ 5.7 เอซีโวลต์มิเตอร์แบบไดโอดจ่ายแรงดันไฟฟ้าซีกลบให้วงจร จากรูปที่ 5.7 แสดงเอซีโวลต์มิเตอร์แบบไดโอดจ่ายแรงดันไฟฟ้าซีกลบให้วงจร เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้า กระแสสลับคลื่นไซน์เข้ามา คลื่นไซน์ซีกลบสามารถจ่ายผ่านไดโอดไปให้ขั้วลบของดาร์สันวาล์มิเตอร์ได้ส่วนคลื่น ไซน์ซีกบวกไม่สามารถจ่ายผ่านไดโอดได้ไม่มีคลื่นไซน์ซีกบวกจ่ายออกมา ได้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อม เฉพาะครึ่งซีกลบ จ่ายไปให้ดาร์สันวาล์มิเตอร์ขั้วลบ ตัวต้านทานอนุกรมต่อในวงจรท าหน้าที่เปลี่ยนดาร์สันวาล์ มิเตอร์ให้เป็นเอซีโวลต์มิเตอร์ 5.4 วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่นในเอซีโวลต์มิเตอร์ วงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่น (Half Wave Rectifier Circuit) เป็นวงจรเรียงกระแสที่นิยมใช้งานใน วงจรมาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับ เพราะใช้อุปกรณ์ประกอบร่วมวงจรน้อย สะดวกในการใช้งาน วงจรเบื้องต้น ประกอบด้วยไดโอดเรียงกระแสเพียงตัวเดียว ท าหน้าที่เป็นสวิตช์ตัดต่อวงจร ท าให้สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับคลื่น ไซน์ผ่านขดลวดเคลื่อนที่ของดาร์สันวาล์มิเตอร์เพียงทิศทางเดียว ไดโอดท าหน้าที่เป็นสวิตช์ต่อวงจรเมื่อไดโอด ได้รับไบแอสตรง และไดโอดท าหน้าที่เป็นสวิตช์ตัดวงจรเมื่อไดโอดได้รับไบแอสกลับ วงจรเอซีโวลต์มิเตอร์แบบใช้ ไดโอดเรียงกระแสครึ่งคลื่นเบื้องต้น 71

รูปที่ 5.8 วงจรเอซีโวลต์มิเตอร์แบบใช้ไดโอดเรียงกระแสครึ่งคลื่นเบื้องต้น จากรูปที่ 5.8 แสดงวงจรเอซีโวลต์มิเตอร์แบบใช้ไดโอดเรียงกระแสครึ่งคลื่นเบื้องต้น วงจรประกอบด้วย ไดโอด ดาร์สันวาล์มิเตอร์และตัวต้านทานอนุกรม การท างานอธิบายได้ดังนี้ขณะจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเข้า มาด้านบนเป็นบวกด้านล่างเป็นลบ ไดโอดได้รับไบแอสตรงยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน มีกระแสไฟฟ้ากระแสตรง กระเพื่อมค่าสูงสุด (IP) ไหลผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์ตัวดาร์สันวาล์มิเตอร์ทนกระแสไฟฟ้ากระแสตรงได้เต็มสเกล IM มีความต้านทานภายใน RM กระแสไฟฟ้ากระแสตรงที่ไหลผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์จากการจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเป็น กระแสไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อม มีค่ากระแสไฟฟ้าไม่คงที่มีบ้างไม่มีบ้างสลับกันไป ค่ากระแสไฟฟ้าที่จ่ายออกมา เป็นกระแสไฟฟ้ากระแสตรงค่าเฉลี่ยแบบครึ่งคลื่น (IAV(HW)) มีค่าประมาณ31.8 % ของค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุด (IP) กระแสไฟฟ้ากระแสตรงเฉลี่ยครึ่งคลื่น (IAV(HW)) เป็นค่ากระแส ไฟฟ้าที่เอซีโวลต์มิเตอร์แสดงค่าออกมาได้จริง ถ้าต้องการให้กระแสไฟฟ้ากระแสตรงเฉลี่ยครึ่งคลื่น(IAV(HW)) ไหลผ่าน เอซีโวลต์มิเตอร์ได้สูงสุด กระแสไฟฟ้ากระแสตรงเฉลี่ยครึ่งคลื่น (IAV(HW)) นั้นจะต้องมีค่าเท่ากับกระแสไฟฟ้าเต็ม สเกล ของดาร์สันวาล์มิเตอร์เดิม (IM) โดยการต่อเพิ่มตัวต้านทานอนุกรม RS ต่ออนุกรมจ ากัดกระแสไฟฟ้าให้ไหล ผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์เท่ากับ IM ตามเดิม วงจรเอซีโวลต์มิเตอร์ตามรูปที่ 5.8 มีข้อเสีย คือขณะช่วงจ่ายไบแอสกลับให้ไดโอด ถึงแม้ไดโอดไม่ น ากระแสไฟฟ้า แต่ก็มีกระแสไฟฟ้ารั่วไหล (Leakage Current) ไหลสวนทางผ่านเข้าวงจร และในขณะช่วงจ่าย ไบแอสกลับให้ไดโอดสัญญาณไฟฟ้าที่ป้อนเข้ามาไม่มีทางไหลกลับได้เพื่อท าให้กระแสไฟฟ้ารั่วไหลไม่ผ่านเข้าวงจร และช่วงไบแอสกลับสัญญาณไฟฟ้ามีทางไหลกลับได้ครบวงจร จึงจัดวงจรเรียงกระแสให้วงจรใหม่โดยเพิ่มไดโอด อีกหนึ่งตัวต่อขนานเข้าวงจรต่ออยู่ระหว่างไดโอดตัวแรกและดาร์สันวาล์มิเตอร์ รูปที่ 5.9 วงจรเอซีโวลต์มิเตอร์แบบใช้ไดโอด 2 ตัวเรียงกระแสครึ่งคลื่น จากรูปที่ 5.9 (ก) แสดงขณะจ่ายสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับด้านบนเป็นบวกและด้านล่างเป็นลบ ไดโอด D1 ได้รับไบแอสตรง มีกระแสไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อม IP ไหลผ่านไดโอด D1 และผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์เข็มชี้ ของดาร์สันวาล์มิเตอร์บ่ายเบนชี้ค่าเฉลี่ยครึ่งคลื่น (IAV(HW)) ออกมา ส่วนรูปที่ 5.9 (ข) แสดงขณะจ่ายสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับด้านบนเป็นลบและด้านล่างเป็นบวก ไดโอด D1 ได้รับไบแอสกลับไม่น ากระแสไฟฟ้า แต่ไดโอด D2 ได้รับไบแอสตรงน ากระแสไฟฟ้า มีกระแสไฟฟ้ากระแสตรง กระเพื่อม IP ไหลผ่าน D2 ย้อนกลับมาเข้าแหล่งจ่ายอินพุต ไม่มีกระแสไฟฟ้าผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์ท าให้สภาวะ การชี้ค่าของดาร์สันวาล์มิเตอร์ได้ค่าเฉลี่ยออกมาถูกต้อง 72

5.5 วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นในเอซีโวลต์มิเตอร์ วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น (Full Wave Rectifier Circuit) เป็นวงจรเรียงกระแสที่พัฒนามาใช้ในเอซี โวลต์มิเตอร์เพื่อท าให้ประสิทธิภาพของมาตรวัดสูงขึ้น เพราะวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งคลื่นน ามาใช้ในเอซีโวลต์ มิเตอร์จะมีกระแสไฟฟ้ากระแสตรงเฉลี่ยผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์เพียง 31.8 % ซึ่งมีค่าต่ าท าให้ประสิทธิภาพมาตร วัดต่ าลง วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นที่ใช้ในเอซีโวลต์มิเตอร์เป็นชนิดวงจรบริดจ์เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้หม้อแปลง ในการต่อวงจรเรียงกระแสและใช้ขั้ววัดต่อวงจรเพียง 2 ขั้ว วงจรเรียงกระแสชนิดบริดจ์แบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ แบบเรียงกระแสเต็มบริดจ์(Full Bridge Rectifier) และแบบเรียงกระแสครึ่งบริดจ์(Half Bridge Rectifier) 5.5.1 วงจรเรียงกระแสเต็มบริดจ์ วงจรเรียงกระแสเต็มบริดจ์เป็นวงจรเรียงกระแสชนิดบริดจ์ที่ใช้งานทั่วไป วงจรประกอบด้วยไดโอด ท าหน้าที่เรียงกระแสจ านวน 4 ตัว แต่ละซีกของสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับที่ป้อนเข้ามา ไดโอดท างานซีกละ 2 ตัว มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์เต็มครึ่งซีก ไม่มีซีกสัญญาณหายไป มีผลให้ค่าเฉลี่ยของกระแสไฟฟ้า กระแสตรงที่ผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์มีค่าพิ่มขึ้นอีก 1 เท่าตัว เพิ่มจาก 31.8 % เป็น 63.6 % คือเพิ่มประสิทธิภาพ ของมาตรวัดขึ้นอีกเท่าตัวลักษณะวงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นเต็มบริดจ์ รูปที่ 5.10 วงจรเอซีโวลต์มิเตอร์แบบใช้ไดโอดเรียงกระแสเต็มคลื่นเต็มบริดจ์ จากรูปที่ 5.10 แสดงวงจรเอซีโวลต์มิเตอร์แบบใช้ไดโอดเรียงกระแสเต็มคลื่นเต็มบริดจ์ เมื่อมี สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับจ่ายเข้าวงจรด้านบนเป็นบวกด้านล่างเป็นลบ ไดโอด D1และ D3 ได้รับไบแอสตรงน า กระแสไฟฟ้า มีกระแสไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อม IP ครึ่งซีกบวกไหลผ่าน D1 ดาร์สันวาล์มิเตอร์และ D3 ครบวงจร เมื่อมีสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับจ่ายเข้าวงจรด้านบนเป็นลบด้านล่างเป็นบวก ไดโอด D2 และ D4 ได้รับไบแอสตรง น ากระแสไฟฟ้า มีกระแสไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อม IP ครึ่งซีกบวกที่สองไหลผ่าน D4 ดาร์สันวาล์มิเตอร์และ D2 ครบวงจร เข็มชี้ของดาร์สันวาล์มิเตอร์บ่ายเบนไป ชี้ค่ากระแสไฟฟ้ากระแสตรงเฉลี่ยเต็มคลื่น (IAV(FW)) ออกมา 5.5.2 วงจรเรียงกระแสครึ่งบริดจ์ วงจรเรียงกระแสเต็มบริดจ์มีข้อเสีย คือใช้ไดโอดในการท างาน 4 ตัว โดยที่การท างานแต่ละซีก สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับต้องใช้ไดโอดในการท างาน 2 ตัว ดังนั้นเมื่อน าเอซีโวลต์มิเตอร์ไปวัดสัญญาณไฟฟ้า กระแสสลับค่าต่ า เข็มชี้ของเอซีโวลต์มิเตอร์จะเกิดการบ่ายเบนไปไม่เป็นเชิงเส้น เพราะค่าความต้านทานในตัว ไดโอดเปลี่ยนแปลงค่าไปตามค่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน กระแสไฟฟ้าไหลมากค่าความต้านทานในตัวไดโอดต่ า กระแสไฟฟ้าไหลน้อยค่าความต้านทานในตัวไดโอดสูง กระแสไฟฟ้ายิ่งไหลน้อยลงความต้านทานในตัวไดโอดยิ่งสูง มากขึ้น เมื่อใช้งานกับไดโอด 2 ตัว ย่อมส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานในตัวไดโอดยิ่งมากขึ้นท าให้ สเกลของเอซีโวลต์มิเตอร์ในย่านต่ าไม่เป็นเชิงเส้น การดัดแปลงวงจรเรียงกระแสชนิดเต็มบริดจ์มาเป็นวงจรเรียง กระแสชนิดครึ่งบริดจ์ท าได้โดยใช้ตัวต้านทานค่าคงที่ต่อแทนไดโอดบริดจ์2 ตัว วงจรยังสามารถท างานได้เหมือน วงจรเรียงกระแสเต็มบริดจ์คือได้สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับจ่ายผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์เป็นแบบเต็มคลื่น เพียงแต่ การท างานในแต่ละครึ่งสัญญาณใช้ไดโอดท างานเพียงตัวเดียว ลักษณะวงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นครึ่งบริดจ์ 73

รูปที่ 5.11 วงจรเอซีโวลต์มิเตอร์แบบใช้ไดโอดเรียงกระแสเต็มคลื่นครึ่งบริดจ์ จากรูปที่ 5.11 แสดงวงจรเอซีโวลต์มิเตอร์แบบใช้ไดโอดเรียงกระแสเต็มคลื่นครึ่งบริดจ์โดยตัดไดโอด D3 และ D4 ในวงจรบริดจ์ออก และใส่ตัวต้านทาน R1 และ R2 มีค่าความต้านทานคงที่ต่ าๆ ค่าหนึ่งเข้าแทนที่ไดโอด การท างานของไดโอดต่อการเรียงกระแสแต่ละครั้งใช้ไดโอดเพียงตัวเดียว ท าให้ค่าความต้านทานในตัวไดโอดขณะ ท าการวัดค่ากระแสไฟฟ้าต่ าๆเปลี่ยนแปลงค่าลดลง ช่วยท าให้สเกลของเอซีโวลต์มิเตอร์เป็นเชิงเส้นมากขึ้น วงจร เอซีโวลต์มิเตอร์มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น ส่งผลต่อการปรับเปลี่ยนสเกลของเอซีโวลต์มิเตอร์ง่ายขึ้น การท างานของวงจรอธิบายได้ดังนี้เมื่อมีสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับจ่ายเข้าวงจรมีด้านบนเป็นบวก ด้านล่างเป็นลบ ไดโอด D1 ได้รับไบแอสตรงท างาน มีกระแสไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อม IP ครึ่งบวกไหลผ่าน D1 ผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์และ R2 ครบวงจร เกิดสัญญาณไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อมซีกบวกหนึ่งซีกจ่ายให้ดาร์สัน วาล์มิเตอร์เมื่อมีสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับจ่ายเข้าวงจร มีด้านบนเป็นลบด้านล่างเป็นบวก ไดโอด D2 ได้รับ ไบแอสตรงท างาน มีกระแสไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อม IP ครึ่งบวกที่สองไหลผ่าน R1 ผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์และ D2 ครบวงจร เกิดสัญญาณไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อมซีกบวกอีกหนึ่งซีกจ่ายให้ดาร์สันวาล์มิเตอร์ ท าให้เข็มชี้ของ ดาร์สันวาล์มิเตอร์บ่ายเบนไป ชี้ค่ากระแสไฟฟ้ากระแสตรงเฉลี่ยเต็มคลื่น (IAV(FW)) ออกมา 5.6 สเกลหน้าปัดและย่านวัดเอซีโวลต์มิเตอร์ สเกลหน้าปัดของเอซีโวลต์มิเตอร์ถูกสร้างขึ้นมาให้สามารถแสดงค่าปริมาณแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่วัด ได้ออกมาโดยตรง สามารถแสดงค่าปริมาณแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจากค่าน้อยไปจนถึงค่ามากได้สเกลหน้าปัด ของเอซีโวลต์มิเตอร์มีเลขศูนย์อยู่ด้านซ้ายของสเกล และตัวเลขค่อยๆ เพิ่มขึ้นเป็นล าดับตามต าแหน่งสเกลที่เลื่อน มาทางด้านขวามือ ขณะปกติที่เอซีโวลต์มิเตอร์ไม่ใช้งาน เข็มชี้ต้องชี้ที่เลขศูนย์เสมอ เมื่อมีแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ป้อนให้เอซีโวลต์มิเตอร์เข็มชี้จึงเริ่มบ่ายเบนไปทางขวามือ การบ่ายเบนไปของเข็มชี้มีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ ปริมาณของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ป้อนเข้ามา ป้อนแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับให้น้อยเข็มชี้บ่ายเบนไปน้อยป้อน แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับให้มากเข็มชี้บ่ายเบนไปมาก แสดงค่าที่วัดได้ออกมาบนสเกลหน้าปัดสเกลหน้าปัดของเอซี โวลต์มิเตอร์ รูปที่ 5.12 สเกลหน้าปัดของเอซีโวลต์มิเตอร์แบบหนึ่ง จากรูปที่ 5.12 แสดงสเกลหน้าปัดของเอซีโวลต์มิเตอร์แบบหนึ่ง แสดงค่าแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ออกมาใน หน่วยโวลต์(V) ช่องสเกลถูกแบ่งออกย่อยๆ ในระยะห่างเท่ากันจากค่าน้อยด้านซ้ายไปค่ามากด้านขวา โดยมีย่าน วัดค่าได้เต็มสเกลแบ่งออกเป็น 3 ย่าน คือ ย่าน 0 – 10 V ย่าน0 – 50 V และย่าน 0 – 250 V ย่านวัดแต่ละย่าน ใช้แสดงค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่วัดได้ออกมา 74

เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้วงจรไฟฟ้ามีค่าที่แตกต่างกัน ตั้งแต่แรงดันไฟฟ้าค่าต่ ามากเป็นมิลลิโวลต์ (mV) แรงดันไฟฟ้าค่าต่ าเป็นโวลต์(V) และแรงดันไฟฟ้าค่าสูงเป็นกิโลโวลต์(kV) ท าให้เอซีโวลต์มิเตอร์ที่สร้างขึ้นมา ใช้งาน แสดงค่าปริมาณแรงดันไฟฟ้าออกมาแตกต่างกันไป เพื่อความสะดวกในการเลือกขนาดของเอซีโวลต์มิเตอร์ มาใช้งานได้เหมาะสมกับปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่วัดค่า โดยทั่วไปแบ่งได้เป็น 3 แบบ คือ มิลลิโวลต์มิเตอร์โวลต์ มิเตอร์และกิโลโวลต์มิเตอร์ลักษณะหน้าปัดและสัญลักษณ์ของเอซีโวลต์มิเตอร์ 5.7 การวัดและอ่านค่าเอซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้า เอซีโวลต์มิเตอร์เป็นโวลต์มิเตอร์ที่สร้างขึ้นมาเพื่อใช้วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับคลื่นไซน์ที่ก าเนิดขึ้นมาใช้ งานตามที่ต่างๆ ทั้งตามบ้านเรือนที่อยู่อาศัย หรือในโรงงานอุตสาหกรรม มีค่าแรงดันไฟฟ้าหลายค่า เช่น 110 VAC 220 VAC หรือ 380 VAC เป็นต้น แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจ่ายออกมาจากหม้อแปลงไฟฟ้า ทั้งชนิดแปลงลงมี แรงดันไฟฟ้า 6 VAC 9 VAC และ 12 VAC หรือเป็นชนิดแปลงขึ้นมีแรงดันไฟฟ้า 250 VAC 300 VAC และ 350 VAC รวมถึงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจากแหล่งก าเนิดอื่นๆ มีความถี่ตั้งแต่ค่าต่ า 45 Hz ถึง 65 Hz หรืออาจมีค่าสูง ถึง 10 kHz ไม่ว่าเอซีโวลต์มิเตอร์ไฟสลับจะวัดแรงดันไฟฟ้าความถี่ใดก็ตาม แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่วัดออกมาได้ จะวัดออกมาเป็นค่าแรงดันไฟฟ้าอาร์เอ็มเอส (RMS) เหมือนกัน การน าเอซีโวลต์มิเตอร์ไปวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในวงจรต่างๆ หรืออุปกรณ์ต่างๆจะต้องต่อเอซีโวลต์ มิเตอร์คร่อมขนานกับวงจรหรืออุปกรณ์เหล่านั้น เหมือนกับดีซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเช่นกัน แตกต่างเพียงเอซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับไม่ต้องค านึงถึงขั้วแรงดันและขั้วของเอซีโวลต์มิเตอร์ต่อ วัดอย่างไรก็ได้ลักษณะการต่อเอซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ เอซีโวลต์มิเตอร์ที่สร้างมาใช้งานจริงมีหลายย่านวัดและหลายสเกล การน าเอซีโวลต์มิเตอร์ไปวัด แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ไม่ต้องค านึงถึงขั้วขณะวัดแรงดันไฟฟ้า แต่ต้องค านึงถึงการตั้งย่านวัดค่าให้ถูกต้อง เหมาะสม การตั้งย่านวัดค่าหากไม่ทราบค่าแรงดันไฟฟ้าที่ท าการวัดควรตั้งย่านวัดค่าให้สูงไว้ก่อน เมื่อวัดค่าแล้ว เข็มชี้ไม่บ่ายเบนจึงค่อยๆ ลดย่านวัดลงมาจนอยู่ในย่านที่เหมาะสม อ่านค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับบนสเกลเอซี โวลต์มิเตอร์ได้ชัดเจน 75

กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกิจกรรมของครู ขั้นตอนการเรียนรู้หรือกิจกรรมของนักเรียน 1. ขั้นน าเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที ) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนสาระการเรียนรู้ หน่วยที่ 5 เรื่อง โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 2. ผู้สอนแจ้งจุดประสงค์การเรียนของหน่วยที่ 5 เรื่อง โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3. ผู้สอนให้ผู้เรียนเปรียบเทียบวงจรเรียงกระแส แบบครึ่งคลื่นและเต็มคลื่นในเอซีโวลต์มิเตอร์ 2. ขั้นให้ความรู้( 120 นาที ) 1. ผู้สอนแนะน าให้ผู้เรียนเปิด PowerPoint และให้ผู้เรียนเปิดเอกสารประกอบการสอนวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า หน่วยที่ 5 เรื่อง โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้า กระแสสลับ 2. ผู้สอนเปิดโอกาส ให้ผู้เรียนถามปัญหา และ ข้อสงสัยจากเนื้อหา โดยครูเป็นผู้ตอบปัญหาที่เกิดขึ้น ระหว่างการเรียนการสอน พร้อมฝึกวัดและอ่านค่า เอซีโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้า 3. ขั้นประยุกต์ใช้ (60 นาที) 1. ผู้สอนให้ผู้เรียนท าใบปฏิบัติงาน 5 การใช้ งานเอซีโวลต์มิเตอร์ 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 45 นาที ) 1. ผู้สอนและผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียน ให้มีความเข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้สอนให้ผู้เรียนท าแบบทดสอบหน่วยที่ 5 (รวม 240 นาที หรือ 4 คาบเรียน) 1. ขั้นน าเข้าสู่บทเรียน ( 15 นาที ) 1. ผู้เรียนอ่านสาระการเรียนรู้ หน่วยที่ 5 เรื่อง โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 2. ผู้เรียนท าความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การ เรียนของหน่วยเรียนที่ 5 เรื่อง 5 เรื่อง โวลต์มิเตอร์ ไฟฟ้ากระแสสลับ 3. ผู้เรียนเปรียบเทียบวงจรเรียงกระแสแบบครึ่ง คลื่นและเต็มคลื่นในเอซีโวลต์มิเตอร์ 2. ขั้นให้ความรู้(120 นาที ) 1. ผู้เรียนศึกษาจาก PowerPoint และให้ผู้เรียน เปิดเอกสารประกอบการสอนวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า หน่วยที่ 5 เรื่อง โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 2. ผู้เรียนซักถามข้อสงสัยที่เกิดขึ้นและผู้เรียน ร่วมมือกับผู้สอน พร้อมฝึกวัดและอ่านค่าเอซีโวลต์มิเตอร์ วัดแรงดันไฟฟ้า 3. ขั้นประยุกต์ใช้( 60 นาที ) 1. ผู้เรียนท าใบปฏิบัติงาน 5 การใช้งานเอซีโวลต์ มิเตอร์ 4. ขั้นสรุปและประเมินผล ( 45 นาที ) 1. ผู้เรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาที่ได้เรียนให้มีความ เข้าใจในทิศทางเดียวกัน 2. ผู้เรียนท าแบบทดสอบหน่วยที่ 5 76

งานที่มอบหมายหรือกิจกรรมการวัดผลและประเมินผล ก่อนเรียน 1. จัดเตรียมเอกสาร สื่อการเรียนการสอนหน่วยที่ 5 2. ท าความเข้าใจเกี่ยวกับจุดประสงค์การเรียนของหน่วยที่ 5 และให้ความร่วมมือในการท ากิจกรรมใน หน่วยที่ 5 ขณะเรียน 1. ท าใบปฏิบัติงาน 5 การใช้งานเอซีโวลต์มิเตอร์ 2. ร่วมกันสรุป “โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ” หลังเรียน 1. สรุปเนื้อหา 2. ท าแบบทดสอบหน่วยที่ 5 77

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 78

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 79

สื่อ เพาเวอร์พอยส์ที่ใช้ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า 80

ใบงานปฏิบัติงาน 5 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า ชื่อเรื่อง การใช้งานเอซีโวลต์มิเตอร์ ชื่อ……………………………………………………………………………………………………ชั้น………….……เลขที่………… จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. นักเรียนสามารถบอกลักษณะสเกลหน้าปัดและย่านวัดเอซีโวลต์มิเตอร์และวิธีการวัดและอ่านค่าเอซีโวลต์มิเตอร์ วัดแรงดันไฟฟ้าได้ 2. นักเรียนเห็นความส าคัญของเครื่องวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงาน เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. เอซีโวลต์มิเตอร์ 0-10 V,0-500 V, 0-250V ชนิดละ 1 เครื่อง 2. แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับปรับค่าได้(Variac) 0-220 V 1 เครื่อง 3. ตัวต้านทาน 220 330 470 560 680 820 1k 3.3k 4.7k : 1 W (หรือค่าใกล้เคียง) ค่าละ 1 ตัว 4. แผงประกอบวงจรและสายต่อวงจร 1 ชุด ล าดับขั้นการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรูปที่ 5.1 รูปที่ 4.1 การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในวงจรตัวต้านทานต่ออนุกรม 7 ตัว 2. ใช้เอซีโวลต์มิเตอร์ วัดแรงดันไฟฟ้าในวงจรตามต าแหน่ง 1 V - 7 V ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกลงใน ตารางที่ 5.1 แถวแรงดันไฟฟ้า E 10 V ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า 81

ตารางที่ 5.1 ค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับตกคร่อมตัวต้านทานในวงจรตัวต้านทานต่ออนุกรม 3. ปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E เป็น 20 V และ 30 V ตามล าดับ วัดและบันทึกค่าแรงดันไฟฟ้าใน วงจรตามต าแหน่ง 1 V - 7 V ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกค่าลงในตารางที่ 5.1 แถวแรงดันไฟฟ้า E 20V และ 30 V ตามล าดับ ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า 4. ประกอบวงจรตามรูปที่ 5.2 รูปที่ 5.2 การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในวงจรตัวต้านทานต่อขนาน 4 ตัว 5.ใช้เอซีโวลต์มิเตอร์ วัดแรงดันไฟฟ้าในวงจรตามต าแหน่ง 1 V - 4 V ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกลงในตาราง ที่ 5.2 แถวแรงดันไฟฟ้า E 10 V ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า ตารางที่ 5.2 ค่าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานในวงจรตัวต้านทานต่อขนาน 6. ปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E เป็น 20 V และ 30 V ตามล าดับ วัดและบันทึกค่าแรงดันไฟฟ้าใน วงจรตามต าแหน่ง 1 V - 4 V ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกค่าลงในตารางที่ 5.2 แถวแรงดันไฟฟ้า E 20V และ 30 V ตามล าดับ ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า 82

7. ประกอบวงจรตามรูปที่ 5.3 รูปที่ 5.3 การวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในวงจรตัวต้านทานต่อผสม 9 ตัว 9. ใช้ดีซีโวลต์มิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้าในวงจรตามต าแหน่ง 1 V - 9 V ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกลงในตาราง ที่ 5.3 แถวแรงดันไฟฟ้า E 10 V ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า ตารางที่ 5.3 ค่าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานในวงจรตัวต้านทานต่อผสม 10. ปรับเปลี่ยนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า E เป็น 20 V และ 30 V ตามล าดับ วัดและบันทึกค่าแรงดันไฟฟ้าใน วงจรตามต าแหน่ง 1 V - 9 V ที่ก ากับไว้ในวงจรทีละค่า บันทึกค่าลงในตารางที่ 5.3 แถวแรงดันไฟฟ้า E 20V และ 30 V ตามล าดับ ทุกค่าแรงดันไฟฟ้า สรุปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 83

แบบทดสอบหน่วยที่ 5 โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ วิชา 20104-2004 เครื่องวัดไฟฟ้า ค าสั่ง ให้เลือกค าตอบที่ถูกที่สุดเพียงหนึ่งตัวเลือกเท่านั้น 1. การน าไดโอดมาใช้งานในเอซีโวลต์มิเตอร์คุณสมบัติของไดโอดข้อใดถูกต้อง ก. ใช้ขาแอโนดเป็นอินพุตได้ไฟลบออกมา ข. ใช้ขาแคโทดเป็นอินพุตได้ไฟบวกออกมา ค. ใช้ขาแคโทดเป็นเอาต์พุตได้ไฟบวกออกมา ง. ใช้ขาแอโนดเป็นเอาต์พุตได้ไฟบวกออกมา 2. ปริมาณไฟฟ้ากระแสสลับแสดงค่าบนสเกลเอซีโวลต์มิเตอร์เป็นค่าปริมาณไฟฟ้าใด ก. ค่ายอด ข. ค่าเฉลี่ย ค. ค่ายอดถึงยอด ง. ค่าอาร์เอ็มเอส 3. ปริมาณไฟฟ้ากระแสสลับค่าใดผ่านขดลวดเคลื่อนที่ของเอซีโวลต์มิเตอร์ ท าให้เข็มชี้บ่ายเบนไปชี้ค่านั้น ออกมา ก. ค่ายอด ข. ค่าเฉลี่ย ค. ค่ายอดถึงยอด ง. ค่าอาร์เอ็มเอส 4. อุปกรณ์ใดภายในเอซีโวลต์มิเตอร์ เป็นตัวเรียงกระแส ก. เอสซีอาร์ ข. ทรานซิสเตอร์ ค. ไดโอด ง. ไทริสเตอร์ 5. วงจรเรียงกระแสเต็มบริดจ์และครึ่งบริดจ์ใช้ในเอซีโวลต์มิเตอร์ส่วนใดแตกต่างกัน ก. สัญญาณไฟฟ้าผ่านเอซีโวลต์มิเตอร์เป็นชนิดเต็มคลื่นและครึ่งคลื่น ข. กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเอซีโวลต์มิเตอร์เป็น 63.6 % และ 31.8 % ค. สร้างเป็นมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าและวัดกระแสไฟฟ้า ง. ใช้ไดโอดท างานในแต่ละครั้ง 2 ตัวและ 1 ตัว 84

แผนการจัดการเรียนรู้ หน่วยที่ 6 ชื่อวิชา เครื่องวัดไฟฟ้า สอนสัปดาห์ที่ 8 ชื่อหน่วย ชนิดมาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับ คาบรวม 32 ชื่อเรื่อง ชนิดมาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับ จ านวนคาบ 4 สาระส าคัญ มาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับแบ่งออกได้หลายชนิดแตกต่างกันไป มาตรวัดชนิดไดนาโมไฟฟ้า ใช้หลักการ ท างานของสนามแม่เหล็ก 2 ชุด ชุดอยู่กับที่ และชุดเคลื่อนที่ ชุดแม่เหล็กอยู่กับที่ใช้แม่เหล็กไฟฟ้าแทนแม่เหล็ก ถาวร ขดลวดแม่เหล็กทั้งหมดต่อเป็นอนุกรมกัน มาตรวัดชนิดแผ่นโลหะผลักเคลื่อนที่ ใช้ผลของสนามแม่เหล็ก ผลักดันให้แผ่นโลหะเคลื่อนที่ เคลื่อนตัวไปตามแนวเส้นแรงแม่เหล็ก การเคลื่อนตัวไปของแผ่นโลหะเคลื่อนที่ขึ้นอยู่ กับความเข้มของสนามแม่เหล็ก มาตรวัดชนิดขดลวดเอียง มีส่วนเคลื่อนไหวเป็นแบบแผ่นแม่เหล็กเคลื่อนที่ การ เคลื่อนที่ของแผ่นเหล็กเกิดจากความเข้มสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของขดลวดเอียง ที่จ่ายกระแสไฟฟ้าเข้ามา ค าศัพท์ส าคัญ - จุดประสงค์การสอน/การเรียนรู้ จุดประสงค์ทั่วไป 1. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับมาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับ 2. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับดาร์สันวาล์มิเตอร์ใช้วงจรเรียงกระแส 3. นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับมาตรวัดชนิดต่างๆ จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. นักเรียนสามารถบอกชนิดมาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับได้ 2. นักเรียนสามารถบอกลักษณะดาร์สันวาล์มิเตอร์ใช้วงจรเรียงกระแสได้ 3. นักเรียนสามารถบอกลักษณะมาตรวัดชนิดต่างๆได้ 4. นักเรียนสามารถอธิบายวิธีการวัดและอ่านค่าเอซีแอมมิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้าได้ 5. นักเรียนสามารถต่อมาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับและอ่านค่ามาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับได้ 6. นักเรียนเห็นความส าคัญของเครื่องวัดไฟฟ้าในการปฏิบัติงาน 85

เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ • ด้านความรู้(ทฤษฎี) 6.1 มาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับ การวัดปริมาณไฟฟ้ากระแสสลับ ไม่ว่าเป็นแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าก็ตาม จะต้องใช้มาตรวัดแบบ เข็มชี้แสดงค่าที่สร้างขึ้นมาเพื่อใช้งานกับไฟฟ้ากระแสสลับโดยเฉพาะเท่านั้นมาใช้วัดค่า มาตรวัดจึงจะสามารถ แสดงค่าปริมาณไฟฟ้าเหล่านั้นออกมา มาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับที่สร้างขึ้นมาใช้งาน มีส่วนเคลื่อนไหวผลิตขึ้นมา ใช้งานแตกต่างกันไปหลายชนิด บางชนิดน าไปใช้งานได้ทั้งไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ โดยไม่ต้อง ดัดแปลงหรือเพิ่มเติมอุปกรณ์ใดเลย แต่บางชนิดใช้งานได้กับไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น เมื่อน าไปใช้งานกับไฟฟ้า กระแสสลับ จะต้องท าการดัดแปลงและเพิ่มเติมอุปกรณ์เข้าไปช่วยแปลงไฟสลับให้เป็นไฟตรงก่อนการวัดค่า ส่วนเคลื่อนไหวของมาตรวัดถือว่าเป็นส่วนส าคัญในการท างาน เพราะจะท าให้เกิดการแสดงค่าปริมาณ ไฟฟ้าที่วัดได้ออกมา การบ่ายเบนของเข็มชี้มาตรวัดขึ้นอยู่กับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าไปในส่วนเคลื่อนไหว กระแสไฟฟ้าไหลผ่านน้อยเข็มชี้บ่ายเบนไปน้อย กระแสไฟฟ้าไหลผ่านมากเข็มชี้บ่ายเบนไปมาก การก าหนดค่า ปริมาณไฟฟ้าต่างๆ บนสเกลมาตรวัด ขึ้นอยู่กับจุดประสงค์ในการน ามาตรวัดไปใช้วัดค่าปริมาณไฟฟ้าที่ต้องการ เช่น โวลต์(V) แอมแปร์(A)โอห์ม (Ω) และวัตต์(W) เป็น มาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับแบบเข็มชี้ที่สร้างขึ้นมาใช้งานมีด้วยกันหลายชนิด หลายลักษณะมีส่วน โครงสร้างและชื่อเรียกแตกต่างกัน แบ่งออกได้เป็น 8 ชนิด ดังนี้ 1. ดาร์สันวาล์มิเตอร์ใช้วงจรเรียงกระแส (D’Arsonval Meter use with Rectifier) 2. มาตรวัดชนิดไดนาโมไฟฟ้า (Electrodynamometer) 3. มาตรวัดชนิดแผ่นโลหะผลักเคลื่อนที่ (Repulsion Vane Meter) 4. มาตรวัดชนิดขดลวดเอียง (Inclined Coil Meter) 5. มาตรวัดชนิดโซลินอยด์(Solenoid Meter) 6. มาตรวัดชนิดเทอร์โมคัปเปิล (Thermocuple Meter) 7. มาตรวัดชนิดไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Meter) 8. มาตรวัดชนิดแคลมป์(Clamp Meter) 6.2 ดาร์สันวาล์มิเตอร์ใช้วงจรเรียงกระแส ดาร์สันวาล์มิเตอร์เป็นมาตรวัดใช้งานได้เฉพาะวัดปริมาณไฟฟ้ากระแสตรงเท่านั้น แต่สามารถน าไปใช้งาน ได้กับไฟฟ้ากระแสสลับ โดยการเพิ่มอุปกรณ์เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง ได้แก่ไดโอดเรียง กระแส ผลิตขึ้นมาจากสารกึ่งตัวน าชนิดซิลิคอน (Si) ลักษณะการต่อวงจรเรียงกระแสที่นิยมใช้งานเป็นชนิดครึ่ง คลื่น ใช้ไดโอดต่อร่วมวงจร 2 ตัวเพื่อก าหนดศักย์ไฟฟ้าที่ต้องการให้ผ่านดาร์สันวาล์มิเตอร์ 86

รูปที่ 6.2 ดาร์สันวาล์มิเตอร์ต่อวงจรร่วมกับวงจรเรียงกระแส จากรูปที่6.2 แสดงดาร์สันวาล์มิเตอร์ต่อวงจรร่วมกับวงจรเรียงกระแสสร้างเป็นมาตรวัดไฟฟ้ากระแสสลับ มีไดโอด D1 เป็นตัวเรียงกระแสแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงกระเพื่อมซีกบวกป้อนให้ขั้วบวกดาร์ สันวาล์มิเตอร์และไดโอด D2 เป็นตัวก าจัดสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับซีกลบให้ผ่านกลับออกไป ไม่ให้ผ่านเข้าดาร์ สันวาล์มิเตอร์มีตัวต้านทาน RS ของวงจรตามรูปที่ 6.2 (ก) เป็นตัวต้านทานค่าสูงต่ออนุกรมกับวงจร ช่วยเปลี่ยน ดาร์สันวาล์มิเตอร์ให้กลายเป็นเอซีโวลต์มิเตอร์และมีตัวต้านทาน RSH ของวงจรตามรูปที่ 6.2 (ข) เป็นตัว ต้านทานค่าต่ าต่อขนานกับวงจร ช่วยเปลี่ยนดาร์สันวาล์มิเตอร์ให้กลายเป็นเอซีแอมมิเตอร์โดยเลือกค่าความ ต้านทานที่เหมาะสมมาต่อใช้งาน 6.3 มาตรวัดชนิดไดนาโมไฟฟ้า มาตรวัดชนิดไดนาโมไฟฟ้า เป็นมาตรวัดที่มีส่วนเคลื่อนไหวแบบขดลวดเคลื่อนที่ท างานคล้ายกับดาร์สัน วาล์มิเตอร์คือใช้การท างานของสนามแม่เหล็ก 2 ชุด ชุดหนึ่งอยู่กับที่อีกชุดหนึ่งเคลื่อนที่ แต่มาตรวัดชนิดไดนาโม ไฟฟ้าแตกต่างกับดาร์สันวาล์มิเตอร์ตรงที่ ส่วนสนามแม่เหล็กอยู่กับที่ ไม่ได้ใช้แม่เหล็กถาวรไปใช้แม่เหล็กไฟฟ้า แทน สร้างจากขดลวดอยู่กับที่ (Fixed Coil)จ านวน 2 ชุด วางขนานแยกห่างกัน ล้อมขดลวดเคลื่อนที่จ านวน 1 ชุดไว้ขดลวดทั้ง 3 ชุดต่อกันอย่างอนุกรม โครงสร้างของมาตรวัดชนิดไดนาโมไฟฟ้าเบื้องต้น รูปที่ 6.3 มาตรวัดชนิดไดนาโมไฟฟ้าเบื้องต้น จากรูปที่ 6.3 แสดงมาตรวัดชนิดไดนาโมไฟฟ้าเบื้องต้น รูปที่ 6.3 (ก) เป็นโครงสร้างของมาตรวัดชนิด ไดนาโมไฟฟ้า ส่วนประกอบหลักประกอบด้วยขดลวดอยู่กับที่ 2 ชุด วางขนานล้อมขดลวดเคลื่อนที่จ านวน 1 ชุด และมีเข็มชี้ยึดติดอยู่ โดยมีสปริงบังคับการบ่ายเบนต่อร่วมด้วย ส่วนรูปที่ 6.3 (ข) เป็นการต่อวงจรมาตรวัดชนิด ไดนาโมไฟฟ้า โดยต่อขดลวดสนามแม่เหล็กทั้ง 3 ชุดเข้าด้วยกันแบบอนุกรม มีขั้วอินพุตใช้ส าหรับวัดปริมาณไฟฟ้า เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าไหลเข้าวงจรมาตรวัดชนิดไดนาโมไฟฟ้าที่อินพุต มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดทั้ง 3 ชุด ท า ให้ขดลวดทุกชุดผลักดันขึ้นระหว่างสนามแม่เหล็กของขดลวดอยู่กับที่ และสนามแม่เหล็กของขดลวดเคลื่อนที่ เกิด การบ่ายเบนไปของขดลวดเคลื่อนที่ชี้ค่าการวัดปริมาณไฟฟ้าออกมา 87

ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดทั้ง 3 ชุด มีผลต่อการบ่ายเบนไปของเข็มชี้กระแสไฟฟ้าไหลเข้ามา น้อย ขดลวดทั้ง 3 ชุดเกิดสนามแม่เหล็กน้อย มีอ านาจแม่เหล็กผลักดันน้อยเข็มชี้บ่ายเบนไปน้อย กระแสไฟฟ้าไหล เข้ามามาก ขดลวดทั้ง 3 ชุดเกิดสนามแม่เหล็กมาก มีอ านาจแม่เหล็กผลักดันมาก เข็มชี้บ่ายเบนไปมาก โครงสร้างของมาตรวัดชนิดไดนาโมไฟฟ้า เป็นโครงสร้างพื้นฐานในส่วนเคลื่อนไหวของมาตรวัดที่น าไปใช้ งาน ซึ่งสามารถน าไปประยุกต์ใช้งานได้โดยสร้างเป็นมาตรวัดได้หลายชนิดเช่น วัตต์มิเตอร์วาร์มิเตอร์เพาเวอร์ แฟกเตอร์มิเตอร์และมิเตอร์วัดความถี่ เป็นต้น 6.4 มาตรวัดชนิดแผ่นโลหะผลักเคลื่อนที่ มาตรวัดชนิดแผ่นโลหะผลักเคลื่อนที่ เป็นมาตรวัดที่ใช้ผลของสนามแม่เหล็กผลักดันให้แผ่นโลหะเคลื่อนที่ เคลื่อนตัวไปตามแนวเส้นแรงแม่เหล็ก การเคลื่อนตัวไปของแผ่นโลหะเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับความเข้มของ สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นโดยรอบ การเคลื่อนตัวไปของแผ่นโลหะเคลื่อนที่ท าให้เข็มชี้บ่ายเบนไปด้วยชี้ค่าปริมาณ ไฟฟ้าออกมา รูปที่ 6.4 โครงสร้างมาตรวัดชนิดแผ่นโลหะผลักเคลื่อนที่ จากรูปที่ 6.4 แสดงโครงสร้างมาตรวัดชนิดแผ่นโลหะผลักเคลื่อนที่ เป็นมาตรวัดที่น าไปสร้างเป็นโวลต์ มิเตอร์และแอมมิเตอร์ได้โครงสร้างประกอบด้วยแผ่นเหล็กอ่อนโค้งทรงกระบอก(Soft Iron Vane) 2 แผ่น แผ่น เหล็กแผ่นหนึ่งอยู่กับที่ ส่วนอีกแผ่นหนึ่งเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระแผ่นเหล็กเคลื่อนที่ได้ถูกยึดติดเข้ากับท่อนโลหะ ทรงกระบอก พร้อมเข็มชี้และสปริงควบคุมการบ่ายเบน ตอนนอกสุดมีขดลวดทรงกระบอกพันล้อมรอบ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเข้าขดลวดที่อินพุต แผ่นเหล็กทั้งสองจะกลายเป็นแม่เหล็กทั้งคู่ เกิดขั้วแม่เหล็ก ขึ้นเหมือนกัน เช่น ขั้วเหนือ (N) ทั้งคู่ หรือขั้วใต้(S) ทั้งคู่ เกิดการผลักดันกันท าให้แผ่นเหล็กเคลื่อนที่ได้หมุนไป รอบแผ่นเหล็กอยู่กับที่ เข็มชี้ที่ยึดติดอยู่บ่ายเบนตามไปด้วยพร้อมสปริงบังคับการบ่ายเบน ถ้าจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ขดลวดมาก จะเกิดสนามแม่เหล็กมาก ท าให้แผ่นเหล็กทั้งสองเกิดสนามแม่เหล็ก มาก เกิดแรงผลักดันมาก เข็มชี้บ่ายเบนไปมาก ถ้าจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ขดลวดน้อย จะเกิดสนามเหล็กน้อย ท าให้ แผ่นเหล็กทั้งสองเกิดสนามแม่เหล็กน้อย เกิดแรงผลักดันน้อยเข็มชี้บ่ายเบนไปน้อย 88

6.5 มาตรวัดชนิดขดลวดเอียง มาตรวัดชนิดขดลวดเอียง เป็นมาตรวัดที่มีส่วนเคลื่อนไหวเป็นแบบแผ่นเหล็กเคลื่อนที่โดยอาศัย สนามแม่เหล็กเกิดจากกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด ท าให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นไปผลักดันให้แผ่นเหล็ก เคลื่อนที่บ่ายเบนไป ควบคุมให้เข็มชี้บ่ายเบนตามไปด้วย ความเข้มของสนามแม่เหล็กขึ้นอยู่กับจ านวนรอบของ ขดลวด และจ านวนกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเข้าขดลวดโครงสร้างมาตรวัดชนิดขดลวด รูปที่ 6.5 โครงสร้างมาตรวัดชนิดขดลวดเอียง จากรูปที่ 6.5 แสดงโครงสร้างมาตรวัดชนิดขดลวดเอียง เป็นมาตรวัดที่สร้างขึ้นมาใช้งานโดยให้ กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเช่นเดียวกับดาร์สันวาล์มิเตอร์สามารถสร้างเป็นโวลต์มิเตอร์หรือแอมมิเตอร์ได้โครงสร้าง ประกอบด้วยแผ่นเหล็กอ่อนเคลื่อนที่ ถูกยึดติดแน่นอยู่บนท่อนโลหะทรงกระบอก พร้อมเข็มชี้และสปริงควบคุม การบ่ายเบน สามารถหมุนเคลื่อนที่ได้รอบตัว การบ่ายเบนของเข็มชี้ถูกบังคับด้วยสปริงก้นหอย แผ่นเหล็กอ่อน เคลื่อนที่ส าหรับรองรับความเข้มของสนามแม่เหล็กถูกวางอยู่ในขดลวดเอียงทรงกระบอก เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดเอียง ท าให้ขดลวดเอียง เกิดสนามแม่เหล็กขึ้น มีเส้นแรงแม่เหล็ก เกิดขึ้นในแนวขนานกับท่อนโลหะทรงกระบอก ส่งผลให้แผ่นเหล็กอ่อนเคลื่อนที่ถูกผลักดันอยู่ในแนวเส้นแรง แม่เหล็ก ท าให้เกิดการเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของเส้นแรงแม่เหล็กของขดลวดเอียง ควบคุมเข็มชี้ให้บ่ายเบนไปชี้ ค่าปริมาณไฟฟ้าออกมา ถ้าจ่ายกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดเอียงมาก ท าให้เกิดสนามแม่เหล็กและเส้นแรงแม่เหล็กมาก แผ่น เหล็กอ่อนเคลื่อนที่ถูกผลักให้เคลื่อนที่ไปมาก เข็มชี้บ่ายเบนไปมาก และถ้าจ่ายกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดเอียง น้อย ท าให้เกิดสนามแม่เหล็กและเส้นแรงแม่เหล็กน้อย แผ่นเหล็กอ่อนเคลื่อนที่ถูกผลักให้เคลื่อนที่ไปน้อย เข็มชี้ บ่ายเบนไปน้อย 89

6.6 มาตรวัดชนิดโซลินอยด์ มาตรวัดชนิดโซลินอยด์ เป็นมาตรวัดที่ส่วนเคลื่อนไหวสามารถใช้วัดค่าปริมาณไฟฟ้าได้ทั้งไฟฟ้า กระแสตรง (DC) และไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ถูกสร้างมาใช้ในแอมมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์มาตรวัดชนิดนี้ใช้ส่วน เคลื่อนไหวเป็นโซลินอยด์หรือท่อนเหล็กอ่อนเคลื่อนที่ โดยอาศัยผลของสนามแม่เหล็กผลักดัน ท าให้เกิดการบ่าย เบนของเข็มชี้โครงสร้างมาตรวัดชนิดโซลินอยด์ รูปที่ 6.6 โครงสร้างมาตรวัดชนิดโซลินอยด์ จากรูปที่6.6 แสดงโครงสร้างมาตรวัดชนิดโซลินอยด์โครงสร้างประกอบด้วยขดลวดโซลินอยด์เป็นตัวรับ กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ตอนกลางขดลวดมีท่อนเหล็กอ่อนวางอยู่ ท่อนเหล็กอ่อนนี้เคลื่อนที่เข้าไปในขดลวดโซลิ นอยด์ได้เมื่อมีสนามแม่เหล็กจากขดลวดโซลินอยด์ผลักดันตอนปลายสุดของท่อนเหล็กอ่อนเคลื่อนที่ถูกยึดติดกับ จุดหมุนและเข็มชี้ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดโซลินอยด์ท าให้ขดลวดโซลินอยด์เกิดสนามแม่เหล็กผลักดันท่อนเหล็ก อ่อนเคลื่อนที่ ให้เคลื่อนที่เข้าไปในขดลวดโซลินอยด์เข็มชี้ถูกบ่ายเบนไปชี้ค่าปริมาณไฟฟ้าที่วัดได้ออกมาบนสเกล ถ้าจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ขดลวดโซลินอยด์มาก ขดลวดโซลินอยด์เกิดสนามแม่เหล็กมากท่อนเหล็กอ่อน เคลื่อนที่เข้าไปในขดลวดโซลินอยด์มาก เข็มชี้บ่ายเบนไปมาก และถ้าจ่ายกระแสไฟฟ้าให้ขดลวดโซลินอยด์น้อย ขดลวดโซลินอยด์เกิดสนามแม่เหล็กน้อย ท่อนเหล็กอ่อนเคลื่อนที่เข้าไปในขดลวดโซลินอยด์น้อย เข็มชี้บ่ายเบนไป น้อย มาตรวัดชนิดโซลินอยด์จะสร้างขึ้นเป็นโวลต์มิเตอร์หรือแอมมิเตอร์ขึ้นอยู่กับชนิดของขดลวดโซลินอยด์ที่ ใช้ถ้าท าเป็นแอมมิเตอร์ใช้ขดลวดโซลินอยด์เส้นใหญ่ พันจ านวนรอบน้อยและถ้าท าเป็นโวลต์มิเตอร์ใช้ขดลวดโซลิ นอยด์เส้นเล็ก พันจ านวนรอบมาก 90

6.7 มาตรวัดชนิดเทอร์โมคัปเปิล มาตรวัดชนิดเทอร์โมคัปเปิล เป็นมาตรวัดที่สามารถสร้างขึ้นมาให้วัดกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าได้ น าไปวัดได้ทั้งไฟฟ้ากระแสตรง (DC) และไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) นอกจากนั้นยังสามารถวัดไฟฟ้ากระแสสลับที่ ความถี่สูง ได้เป็นเมกเฮิรตซ์(MHz) การวัดค่าปริมาณไฟฟ้าของเทอร์โมคัปเปิล ต้องเปลี่ยนปริมาณไฟฟ้าที่จะวัดให้ เป็นความร้อนเสียก่อน โดยใช้ลวดความร้อนส่งผ่านความร้อนไปให้เทอร์โมคัปเปิล เทอร์โมคัปเปิลเปลี่ยนความ ร้อนเป็นแรงดันไฟฟ้า ป้อนไปให้ดาร์สันวาล์มิเตอร์แสดงค่าการวัดออกมา มาตรวัดชนิดเทอร์โมคัปเปิลเบื้องต้น รูปที่ 6.7 มาตรวัดชนิดเทอร์โมคัปเปิล จากรูปที่ 6.7 แสดงมาตรวัดชนิดเทอร์โมคัปเปิล มาตรวัดชนิดนี้อาศัยปริมาณความร้อนในการแสดงผล การวัดปริมาณไฟฟ้าออกมา โดยใช้ตัวเทอร์โมคัปเปิลที่เป็นอุปกรณ์ทรานส์ดิวเซอร์(Transducer) มีคุณสมบัติท า หน้าที่เปลี่ยนความร้อนที่รับเข้ามา ให้จ่ายออกเป็นแรงดันไฟฟ้าโครงสร้างของเทอร์โมคัปเปิลประกอบด้วยลวด โลหะ 2 ชนิด ที่ท ามาจากโลหะต่างชนิดกัน ปลายด้านหนึ่งของโลหะทั้งสองจะต่อเชื่อมติดกัน ปลายอีกด้านหนึ่ง ของโลหะทั้งสองแยกออกจากกันเป็นรูปตัววี(V) น าไปต่อเข้ากับส่วนเคลื่อนไหวของดาร์สันวาล์มิเตอร์ด้านปลาย ที่ต่อชนกันของเทอร์โมคัปเปิล วางอยู่ใกล้ขดลวดความร้อนภายในกล่องฉนวนเก็บความร้อน ถ้าน าปลายขั้วต่ออินพุตไปวัดแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้า จะเกิดความร้อนขึ้นที่ขดลวดความร้อน เทอร์ โมคัปเปิลได้รับความร้อนเกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้น จ่ายไปให้ดาร์สันวาล์มิเตอร์แรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากเทอร์โมคัปเปิลมี ค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของขดลวดความร้อน อุณหภูมิของขดลวดความร้อนขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและ กระแสไฟฟ้าที่ป้อนให้ขดลวดความร้อน แรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในเทอร์โมคัปเปิลมีค่ามากน้อยตามชนิดของเทอร์ โมคัปเปิลที่น ามาใช้งาน 91

6.8 มาตรวัดชนิดไฟฟ้าสถิต มาตรวัดชนิดไฟฟ้าสถิต เป็นมาตรวัดที่สร้างขึ้นมาเพื่อใช้วัดแรงดันไฟฟ้าในรูปโวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Voltmeter) การวัดค่าแรงดันไฟฟ้าใช้วัดความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นระหว่างแผ่นเพลตตัวน า 2 แผ่น ซึ่งก็คือสนามไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นจากการป้อนแรงดันไฟฟ้าเข้ามา การใช้งานจะใช้เป็นโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้า ค่าสูงเป็นกิโลโวลต์ขึ้นไป สามารถสร้างเป็นโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) และแรงดันไฟฟ้า กระแสสลับ (AC) รูปร่างและโครงสร้างของโวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิต รูปที่ 6.8 โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิต จากรูปที่ 6.8 แสดงโวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิต ใช้หลักการท างานเช่นเดียวกับตัวเก็บประจุปรับค่าได้ แรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างแผ่นเพลตตัวน าทั้งสองที่ขนานกัน ขึ้นอยู่กับค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ป้อนเข้ามา รูป ที่ 6.8 (ก) เป็นโวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิตจริงที่สร้างขึ้นมาใช้งาน ส่วนรูปที่ 6.8 (ข) เป็นโครงสร้างเบื้องต้น ประกอบด้วยแผ่นเพลต 2 แผ่นวางขนานกันแผ่นเพลต Y เป็น แผ่นเพลตอยู่กับที่ แผ่นเพลต X เป็นแผ่นเพลตเคลื่อนที่ เหมือนกับตัวเก็บประจุปรับค่าได้มีอากาศเป็นฉนวน ที่ แผ่นเพลต X มีสปริงและเข็มชี้ยึดติดอยู่ด้วย สปริงท าหน้าที่บังคับแผ่นเพลต X ให้เคลื่อนที่กลับที่เดิมขณะเลิกใช้ โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิต การท างาน เมื่อมีแรงดันไฟฟ้าป้อนเข้ามาที่ขั้วต่อ A และ B ท าให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าขึ้นที่แผ่นเพลต ทั้งสองในรูปของสนามไฟฟ้าสถิต โดยมีขั้วต่างกันระหว่างแผ่นเพลตทั้งสอง เกิดอ านาจดึงดูดกัน ท าให้แผ่นเพลต X หมุนเคลื่อนที่ไปในทิศทางตามเข็มนาฬิกาจนเกิดความสมดุลของสนามไฟฟ้าสถิตที่แผ่นเพลตทั้งสอง และเกิด ความสมดุลระหว่างแผ่นเพลต X กับแรงต้านทานของสปริง เข็มชี้จะชี้ค่าแรงดันไฟฟ้าบนสเกลออกมา ค่าการบิด ตัวของแผ่นเพลต X จะขึ้นอยู่กับค่าแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนเข้ามา โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิตนี้สามารถน าไปใช้วัดได้ทั้งแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง และแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ โดยใช้สเกลการวัดค่าร่วมกันได้เพราะการบ่ายเบนของเข็มชี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับรูปคลื่นและความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่ ป้อนให้แผ่นเพลตทั้งสอง แต่จะขึ้นอยู่กับค่าสนามไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นระหว่างแผ่นเพลตทั้งสอง 92

6.9 มาตรวัดชนิดแคลมป์ มาตรวัดชนิดแคลมป์เป็นมาตรวัดที่สร้างขึ้นมาเพื่อใช้วัดปริมาณไฟฟ้ากระแสสลับได้ทั้งโวลต์มิเตอร์และ แอมมิเตอร์การใช้งานมาตรวัดชนิดแคลมป์แตกต่างไปจากโวลต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์ทั่วไป โดยมีส่วนตอนปลาย ของมาตรวัดเป็นแคลมป์เมื่อต้องการวัดกระแสไฟฟ้าก็เพียงน าส่วนแคลมป์ไปเกี่ยวคร่อมสายไฟในวงจรไฟฟ้า บริเวณที่ต้องการวัดค่า โดยไม่ต้องตัดวงจรออกเพื่อน าแอมมิเตอร์ไปต่ออนุกรมกับวงจร รูปร่างมาตรวัดชนิดแค ลมป์ รูปที่ 6.9 มาตรวัดชนิดแคลมป์แบบต่างๆ จากรูปที่ 6.9 แสดงมาตรวัดชนิดแคลมป์แบบต่างๆ ส่วนประกอบที่อยู่ตอนปลายมาตรวัดถูกเรียกว่า แคลป์หรือแกนแยก (Split Core) เป็นส่วนที่สามารถแยกตัวออกจากกันได้ภายในโครงสร้างแคลป์ท ามาจากเหล็ก อ่อนซ้อนกันหลายชั้น ท าหน้าที่เป็นขดลวดปฐมภูมิ(PrimaryWire) ของหม้อแปลง ตอนล่างของแคลป์มีลวดพัน อยู่ชุดหนึ่งเป็นขดลวดทุติยภูมิ(SecondaryWire) ของหม้อแปลง ซ่อนอยู่ภายในมาตรวัด ปลายลวดของขดทุติย ภูมิต่อไปยังวงจรมาตรวัดโครงสร้างแคลป์และการใช้งานมาตรวัดชนิดแคลมป์ รูปที่ 6.10 โครงสร้างและการใช้งานมาตรวัดชนิดแคลมป์ จากรูปที่ 6.10 แสดงโครงสร้างและการใช้งานมาตรวัดชนิดแคลมป์รูปที่ 6.10 (ก) เป็นโครงสร้างของแค ลมป์ท าหน้าที่เช่นเดียวกับหม้อแปลงตัวหนึ่ง ส่วนรูปที่ 6.10 (ข) เป็นการใช้งานมาตรวัดชนิดแคลมป์ เพื่อวัด กระแสไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าที่ท างานอยู่ โดยน าส่วนแคลมป์ไปคล้องเข้าสายไฟเส้นที่ต้องการวัดกระแสไฟฟ้า การ ท างานอาศัยการเหนี่ยวน าของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจากสายไฟส่งไปยังขดลวดปฐมภูมิของแคลมป์และส่งต่อ สนามแม่เหล็กไปยังขดลวดทุติยภูมิท าให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าชักน า และเกิดกระแสไฟฟ้าชักน าส่งต่อไปเข้าวงจร มาตรวัด แสดงค่าการวัดปริมาณไฟฟ้าออกมา ในกรณีที่สายไฟเส้นที่น ามาตรวัดชนิดแคลมป์ไปคล้องวัดค่าปริมาณไฟฟ้ามีค่าสนามไฟฟ้าต่ า มาตรวัด ชนิดแคลมป์อาจไม่สามารถแสดงค่าปริมาณไฟฟ้าที่วัดออกมา หรืออาจวัดค่าได้ต่ าอ่านค่าได้ล าบาก สามารถวัดค่า ปริมาณไฟฟ้านั้นได้สูงขึ้น โดยพันสายไฟเส้นที่ต้องการวัดคล้องกับแคลมป์มากกว่าหนึ่งรอบ ยิ่งพันสายไฟมากรอบ 93

ยิ่งวัดค่าปริมาณไฟฟ้าได้สูงขึ้นเป็นล าดับ ค่าปริมาณไฟฟ้าจริงที่วัดได้ให้ลดค่าลงเป็นล าดับตามจ านวนรอบสายไฟที่ พันรอบแคลมป์ค่าจริงคือค่าที่แคลมป์วัดคร่อมสายไฟเพียงเส้นเดียว 6.10 การวัดและอ่านค่าเอซีแอมมิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้า เอซีแอมมิเตอร์(AC Ammeter) เป็นแอมมิเตอร์ที่สร้างขึ้นมาเพื่อใช้วัดกระแสไฟฟ้ากระแสสลับคลื่นไซน์ จากแหล่งก าเนิดไฟฟ้ากระแสสลับทั่วไป เช่น ตามบ้านเรือนที่อยู่อาศัย และใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม เป็นต้น กระแสไฟฟ้ากระแสสลับที่วัดออกมาได้จะวัดออกมาเป็นค่ากระแสไฟฟ้า RMS การน าเอซีแอมมิเตอร์ไปวัดกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า จะต้องต่อเอซีแอมมิเตอร์อนุกรมกับวงจรที่ ต้องการวัดค่า เช่นเดียวกับดีซีแอมมิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรงในวงจร เพียงแต่ขณะต่อวัดกระแสไฟฟ้า กระแสสลับด้วยเอซีแอมมิเตอร์ไม่ต้องค านึงถึงขั้ววัดของเอซีแอมมิเตอร์ต่อวัดสลับขั้วอย่างไรก็ได้กรณีที่กล่าวมา ไม่รวมการใช้งานมาตรวัดชนิดแคลมป์วัดกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ เพราะมาตรวัดชนิดแคลมป์เพียงใช้แคลมป์ไป คล้องสายไฟเท่านั้น ลักษณะการต่อเอซีแอมมิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า เอซีแอมมิเตอร์ที่สร้างมาใช้งานจริงมีหลายย่านวัดและหลายสเกล การน าเอซีแอมมิเตอร์ไปวัด กระแสไฟฟ้ากระแสสลับ ไม่ต้องค านึงถึงขั้วขณะวัดกระแสไฟฟ้า แต่ต้องค านึงถึงการตั้งย่านวัดค่าให้ถูกต้อง เหมาะสม การตั้งย่านวัดค่าหากไม่ทราบค่ากระแสไฟฟ้าที่ท าการวัดควรตั้งย่านวัดค่าให้สูงไว้ก่อน เมื่อวัดค่าแล้ว เข็มชี้ไม่บ่ายเบนจึงค่อยๆ ลดย่านวัดลงมาจนอยู่ในย่านที่เหมาะสม อ่านค่ากระแสไฟฟ้ากระแสสลับบนสเกลเอซี แอมมิเตอร์ได้ชัดเจน 94