กระแสไฟฟ้าคืออะไร?
หน้านี้ให้ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้า ตลอดจนคำแนะนำที่เข้าใจง่ายในหัวข้อต่างๆ เช่น ความแตกต่างระหว่างกระแสและแรงดัน กระแสประเภทต่างๆ และวิธีการวัดกระแส เมื่ออ่านแล้ว คุณควรมีความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้าคืออะไร?
กระแสไฟฟ้า หมายถึง การไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และปริมาณไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจร มีหน่วยวัดเป็นแอมแปร์ (A) ยิ่งค่าแอมแปร์มากเท่าไหร่ กระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งไหลเข้ามาในวงจรมากขึ้นเท่านั้น
ไฟฟ้าเป็นภาพที่มองเห็นได้ง่ายหากคุณคิดว่ามันเป็นการไหลของน้ำในแม่น้ำ (ดูภาพที่ 1) อนุภาคที่เรียกว่าอิเล็กตรอนมารวมกัน และจำนวนของอิเล็กตรอนที่ไหลในแต่ละวินาทีคือกระแส
ความแตกต่างระหว่างแรงดันและกระแส
แรงดันไฟฟ้าเป็นอีกคำหนึ่งที่ใช้เกี่ยวกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความถี่เท่ากับกระแส แรงดันไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโวลต์ (V) เช่นเดียวกับกระแส แรงดันสัมพันธ์กับการไหลของอิเล็กตรอนในวงจร กระแสหมายถึงการไหลของอิเล็กตรอนในขณะที่แรงดันหมายถึงปริมาณของแรงที่ผลักอิเล็กตรอนที่ไหล
ยิ่งแรงดันไฟฟ้าสูงเท่าใดกระแสก็จะไหลมากขึ้นเท่านั้น แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าหมายถึงกระแสไฟฟ้าที่อ่อนลง
ความต้านทานยังมีผลกระทบอย่างมากต่อการไหลของกระแส คิดว่าความต้านทานเป็นความกว้างที่อิเล็กตรอนไหลผ่าน ยิ่งมีความต้านทานมากเท่าใด ความกว้างที่อิเล็กตรอนจะต้องไหลผ่านก็จะยิ่งแคบลง และกระแสก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ในทางตรงกันข้าม ความต้านทานที่ต่ำกว่าจะเพิ่มความกว้างที่อิเล็กตรอนสามารถไหลผ่านได้ ทำให้กระแสไหลผ่านได้มากขึ้นในคราวเดียว
รูปที่ 1: ความต้านทานและกระแสเปรียบได้กับการไหลของแม่น้ำ
หากคุณต้องการให้กระแสไหลมากขึ้นที่ค่าความต้านทานที่กำหนด คุณสามารถทำได้โดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า โดยทั่วไปกำลังคำนวณโดยการคูณกระแส (A) ด้วยแรงดันไฟ (V) ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่แสดงเป็นหน่วยวัตต์ (W) ด้วยวิธีนี้ กระแสและแรงดันไฟจะแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง แต่ทั้งสองเป็นองค์ประกอบสำคัญในโลกของกระแสไฟฟ้า
กระแสตรงและกระแสสลับ
ไฟฟ้ากระแสตรง (DC)
คำว่ากระแสและแรงดันครอบคลุมปรากฏการณ์ประเภทต่างๆ และความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งที่สามารถทำได้คือกระแสตรงและกระแสสลับ กระแสตรง (DC) หมายถึงกระแสและแรงดันที่ทิศทางไม่เปลี่ยนแปลง
ตัวอย่างทั่วไปคือไฟฟ้าจากเซลล์แห้งและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ในรถยนต์ ด้วยกระแสตรง แรงดันจะเป็นบวกเสมอ (หรือเป็นลบเสมอ) และกระแสจะไหลไปในทิศทางเดียวกันเสมอ ด้วยเหตุนี้ อุปกรณ์อาจไม่ทำงานหากติดตั้งแบตเตอรี่โดยหันขั้วกลับ
ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)
ในทางตรงกันข้าม กระแสสลับ (AC) หมายถึงกระแสและแรงดันซึ่งทิศทางและขนาดจะแปรผันตามกาลเวลา รูปคลื่นของกระแสไฟฟ้ากระแสสลับมีลักษณะแตกต่างกันออกไป เช่น คลื่นไซน์ คลื่นสี่เหลี่ยม คลื่นฟันเลื่อย และคลื่นสามเหลี่ยม
สายส่งไฟฟ้าใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ เช่น ในเต้ารับไฟฟ้าในครัวเรือน อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มาตรฐานส่วนใหญ่จะแปลงเป็นกระแสตรงด้วยวงจรภายใน เหตุใดโครงข่ายไฟฟ้าจึงใช้กระแสไฟ AC?
เหตุผลเกี่ยวข้องกับการส่ง ความต้านทานในสายไฟทำให้เกิดการสูญเสียเมื่อมีการส่งกระแสไฟ แต่การสูญเสียนั้นสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม การสร้างกระแสไฟตรงแรงดันสูงนั้นทำได้ยาก ดังนั้นไฟฟ้าจึงถูกส่งเป็นกระแสไฟ AC จากนั้นจึงลดระดับแรงดันไฟลงโดยหม้อแปลงก่อนที่จะจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าผ่านโครงข่ายไฟฟ้า จากนั้นอุปกรณ์เหล่านั้นโดยส่วนใหญ่แล้วจะแปลงกระแสไฟ AC เป็นกระแสตรงด้วยวงจรภายในเพื่อให้สามารถใช้งานได้
วิธีการวัดกระแสไฟฟ้า
ในการวัดกระแสไฟฟ้า คุณจะต้องใช้เครื่องมือ เช่น ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ ฟังก์ชันการทำงานจะแตกต่างกันไปตามผลิตภัณฑ์ แต่มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลสามารถวัดค่าได้หลากหลาย ไม่เพียงแต่กระแสเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแรงดันและความต้านทานด้วย
เมื่อวัดกระแสไฟฟ้าด้วยมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล คุณต้องตั้งค่าเครื่องมือให้เป็นฟังก์ชันปัจจุบันก่อนทำการวัด เครื่องมือจะมีหน่วยแสดงผลจำนวนหนึ่ง เช่น μA, mA และ A ดังนั้น คุณจะต้องเลือกช่วงการวัดที่เหมาะสมกับกระแสที่คุณกำลังวัดมากที่สุด
เมื่อทำการวัดกระแส ให้เชื่อมต่อขั้วลบกับเต้ารับ COM และขั้วบวกกับเต้ารับ A บนเครื่องมือเพื่อให้มัลติมิเตอร์อยู่ในอนุกรมกับวงจร
ข้อควรระวังในการวัดกระแส
ระมัดระวังไม่ให้ใช้แรงดันไฟฟ้าขณะเลือกฟังก์ชันปัจจุบัน การทำเช่นนี้อาจทำให้เครื่องมือเสียหายได้โดยทำให้เกิดกระแสไฟเกินไหลผ่าน อันที่จริง เครื่องมือใช้ฟิวส์เพื่อป้องกันวงจร แต่ควรใช้ความระมัดระวังเนื่องจากกระแสเกินอาจทำให้เครื่องมือเสียหายได้ มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลบางตัวไม่มีขั้วอินพุตปัจจุบันเพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายนี้
ใช้ดิจิตอลมัลติมิเตอร์วัดกระแส
กระแสไฟฟ้า หมายถึง การไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยตัวเลขขนาดใหญ่แสดงว่ามีไฟฟ้ามากกว่า แม้ว่ากระแสจะแตกต่างจากแรงดันไฟฟ้า แต่ก็เป็นแนวคิดที่สำคัญและจำเป็นต้องเข้าใจแต่ละข้อ
สามารถวัดกระแสได้โดยใช้มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล ทำไมไม่ลองวัดกระแสตามข้อมูลที่แนะนำในหน้านี้ดูล่ะ
