This post is also available in: English (อังกฤษ)

ความเข้าใจเกี่ยวกับ กระไฟฟ้าสลับและมุมทางไฟฟ้า

กำลังไฟฟ้าคือะไร

ค่าพาวเวอร์เฟกเตอรคือค่า Cosine ของมุมระหว่างกระแสกับแรงดันไฟฟ้า

ค่าพาวเวอร์เฟกเตอร์เป็น อัตราส่วนระหว่าง กำลังไฟฟ้าจริง(true power) กับ แรงดันไฟฟ้าปรากฏ(apparent power)

วงจรพื้นฐานของโหลด 3 ชนิด

วงจรเดียว

  • ความต้านทาน(Resistive)
  • อินดักทีฟ(Inductive)
  • คาปาซิทีฟ(Capacitive)

หรือแบบวงจรผสม

  • ความต้านทานกับอินดักทีฟ(Resistive & inductive)
  • ความต้านทานกับคาปาซิทีฟ(Resistive & Capacitive)
  • อินดักทีฟกับคาปาซิทีฟ(Inductive & Capacitive)
  • ความต้านทานกับอินดักทีฟและคาปาซิทีฟ(Resistive,Inductive & Capacitive)

ตัวอย่างโหลดแบบต่างๆ

  • ความต้านทาน(Resistive)– หลอดไฟชนิดไส้ ขดลวดความร้อน
  • อินดักทีฟ(Inductive) – มอเตอร์ไฟฟ้า ขดลวดของรีเลย์
  • คาปาซิทีฟ(Capacitive)– คาปาซิเตอร์สำหรับแก้พาวเวอร์เฟกเตอร์ คาปาซิเตอร์สำหรับสตาร์ทมอเตอร์ รันมอเตอร์

กราฟิคแสดงรูปคลื่นของกระแส แรงดัน ของโหลดทั้งสามอย่าง

จากรูปด้านล่าง

รูปแรกเป็นโหลดความต้านทาน(resistive) กระแสกับแรงดันรูปคลื่นจะทับกัน (Current in phase)

รูปกลางโหลดเป็นอินดักทีฟ(inductive) กระแสจะหล้าหลังแรงดัน (current lagging)

รูปที่สามขวามือโหลดเป็นคาปาซิทีฟ(capacitive) กระแสจะนำแรงดัน (current leading)

กำลังไฟฟ้าคืออะไร

กำลังไฟฟ้ามีหน่วยวัดเป็น วัตต์

แรวดัน x กระแส x พาวเวอร์เฟกเตอร์ = วัตต์

วัตต์จะมีค่าเท่ากับ กระแส x แรวดัน ก็ต่อเมื่อค่าพาวเวอร์เฟกเตอร์มีค่าเท่ากับ 1.0 เท่านั้น อย่างไรก็ตามโดยส่วนมากโหลดจะมีค่าพาวเวอร์เฟกเตอร์น้อยกว่า 1.0

  •  กำลังไฟฟ้า = วัตต์  : กำลังไฟฟ้าจริง(True Power)
  • แรงดัน x กระแส = โวล์ทแอมป์(VA ): กำลังไฟฟ้าปรากฏ(Apparent Power)

สามเหลี่ยมไฟฟ้า กับ สามเหลี่ยมมุมฉาก

เพื่อให้เกิดความเข้าใจสามเหลี่ยมมุมฉากมากขึ้น มีบทความที่กล่างถึงวิชาเรขาคณิตดั่งเดิม ท่านสามารคลิกเพื่ออ่านเพิ่มเติมได้ที่ลิ้งค์ด้านล่างนี้

[su_label type="info"]Pythagorean expectation.[/su_label]

ความสัมพันธ์ระหว่างสามเหลี่ยมมุมฉากกับสามเหลี่ยมกำลังไฟฟ้า

กราฟิคด้านล่างนี้จะแสดงความสัมพันธ์ระหว่างสามเหลี่ยมมุมฉาก กับกำลังไฟฟ้าทั้งสามชนิดคือ กำลังไฟฟ้าจริง กำลังไฟฟ้าปรากฏ กำลังไฟฟ้ารีเอกทีฟบางที่ก็เรียกว่ากำลังไฟฟ้าเสมือน

กราฟิคแสดงสามเหลี่ยมมุมฉากของโหลด ความต้านทาน อินดักทีฟ และ คาปาซิทีฟ

จากรูปกราฟิคด้านบนแสดงให้เห็นว่า โหลดที่เป็นอินดักทีฟและคาปาซิทีฟ จะมีมุมต่างกันอยู่ 180 องศาหรืออยู่ตรงข้ามกัน เมื่อนำมารวมกันขนาดของทั้งสองจะหักล้างกัน ถ้าค่าใดมากกว่าผลต่างก็จะมาอยู่ที่ค่านั้นๆ

มอเตอร์ไฟฟ้า [su_label type="info"]ต้องการดูข้อมูลเพิ่มเติมคลิก[/su_label]

ค่าพาวเวอร์เฟกเตอร์ต่ำทำให้กระแสโหลดมีค่าสูงเกินความจำเป็นและส่งผลให้เกิดค่าความสูญเสียในสายไฟมากขึ้นอีกด้วย อินดักทีฟโหลดเป็นตัวที่ทำให้ค่า พาวเวอร์เฟกเตอร์มีค่าต่ำ มอเตอร์ก็เป็นตัวการหลักเช่นกัน เงื่อนไนการทำงานของมอเตอร์บ่อยครั้งที่ทำงานต่ำกว่าพิกัด ซึ่งด้วยเหตุผลต่างๆดังนี้

  • การเลือกขนาดของมอเตอร์ โดยทั่วไปไม่สามารถที่จะเลือกขนาดให้พอดีกับเครื่องจักรได้ จึงต้องมีการเผื่อขนาดให้โตกว่าขนาดเครื่องจักนไว้ก่อน ผู้ใช้งานอาจจะเลือกมอเตอร์ที่มีขนาดโตกว่าเครื่องจักรเพื่อความปลอดภัยในการใช้งาน
  • เมื่อเลือกเครื่องจักรที่ต้องติดตั้งในพื้นที่ที่สภาพแวดล้อมที่เลวร้าย เครื่องจักรจะไม่สามารถทำงานได้ตามพิกัดเพราะสภาพแวดล้อมที่เลวร้าย การเลือกขนาดที่โตกว่าการใช้งานจึงมีความจำเป็น นี้ก็เป็นสาเหตุที่ทำให้เครื่องจักรมีขนาดใหญ่กว่าปรกติ
  • เผื่อขนาดมอเตอร์ให้ใหญ่ขึ้นเพื่อชดเชยแรงดันที่มีช่วงการเปลี่ยนแปลงมากเป็นพื้นที่อยู่ห่างไกล