หน่วยที่ 3 file/research/research_250161.pdfค ำน ำ...

เอกสารประกอบการสอน

วชา หมอแปลงไฟฟา รหสวชา 2104 – 2104

หนวยท 3

หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา

นายพรรฐ ทองม

คร วทยฐานะครช านาญการ

วทยาลยเทคนคนครศรธรรมราช

เอกสารประกอบการสอน วชาหมอแปลงไฟฟา รหสวชา 2104 – 2104

หนวยท 1

โครงสรางและชนดของหมอแปลงไฟฟา


คร วทยฐานะช านาญการ

วทยาลยเทคนคนครศรธรรมราช ส านกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา

กระทรวงศกษาธการ

ค ำน ำ

เอกสารประกอบการเรยนการสอน รหสวชา 2104 - 2104 รายวชาหมอแปลงไฟฟา หลกสตร ประกาศนยบตรวชาชพ (ปวช.) พทธศกราช 2556 ผจดท าได ไดจดท าขนเพอใชประกอบการสอน ส าหรบนกเรยนระดบชน ปวช. 2 ภาคเรยนท 1 ปการศกษา 2560 ส าหรบหนวยการเรยนรท 3 เรองหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา ไดแบงเนอหาออกเปน 3 ตอน คอ หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดและหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด ภาคปฏบตประกอบดวย ใบงานท 3.1 การหาอตราสวนของหมอแปลงไฟฟา ใบงานท 3.2 งานทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดและใบงานท 3.3 งานทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด ภายในเลมยงประกอบดวย แบบทดสอบกอนเรยนและแบบทดสอบหลงเรยน แบบฝกหดประจ าหนวยการเรยน พรอมเฉลย เพอใชในการวดและประเมนผลการเรยนรของนกเรยน ผจดท าหวงวา เอกสารประกอบการสอนฉบบน จะเปนประโยชนกบครผสอนและนกเรยน ถาหากพบขอบกพรองประการใด โปรดชแนะผจดท าไดเพอจะไดปรบปรงในโอกาสตอไป พรรฐ ทองม คร คศ. 2

ก

สารบญ

เรอง หนา แผนการจดการเรยนร 1 แบบทดสอบกอนเรยน 12 เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน 15 ใบความรท 1 เรองโครงสรางและชนดของหมอแปลงไฟฟา 16 แบบฝกหด 36 เฉลยแบบฝกหด 38 ใบปฏบตงานท 1 เรอง งานถอดสวนประกอบของหมอแลงไฟฟาขนาดเลก 40 ใบประเมนผลการปฏบตงาน 51 ใบประเมนพฤตกรรมผเรยน บรณาการหลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยง 54 แบบทดสอบหลงเรยน 55 เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน 58

แผนการจดการเรยนร

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ (ปวช.) สาขาวชาชางไฟฟาก าลง

รหสวชา 2104-2104 ชอวชา หมอแปลงไฟฟา 1 – 3 – 2

จดประสงครายวชา / สมรรถนะรายวชา / ค าอธบายรายวชา

จดประสงครายวชา : เพอให 1. ร เขาใจ โครงสราง หลกการท างาน ชนดและขนาดของหมอแปลงไฟฟา 2. มทกษะในการพนหมอแปลงการน าไปใชงานและการบ ารงรกษา 3. มเจตคตนสยทดในการปฏบตงาน มความละเอยดรอบคอบ ปลอดภย เปนระเบยบ สะอาด ตรงตอ

เวลา มความซอสตยและมความรบผดชอบ

สมรรถนะรายวชา 1. แสดงความรเกยวกบโครงสรางและหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา 2. ปฏบตการถอด พนขดลวดตอวงจร ประกอบชนสวนและทดสอบหมอแปลงไฟฟา 3. ซอมบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา

ค าอธบายรายวชา ศกษาและปฏบตเกยวกบ โครงสราง ชนด ขนาดของหมอแปลงไฟฟาและหมอแปลงความถสง

หลกการเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า สมการแรงเคลอนไฟฟา อตราสวนการเปลยนแปลง การออกแบบหมอแปลงขนาดเลก การออกแบบฟอรมหมอแปลง (Bobbin) การพนขดลวด การตอหมอแปลงไฟฟาแบบตางๆ การใชงานและการบ ารงรกษา





ท ชอหนวย สมรรถนะประจ าหนวย 1 โครงสรางและชนดของหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบโครงสรางและชนด

ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ถอดสวนประกอบของหมอแปลงไฟฟาขนาด เลกตามขนตอน ดวยความปลอดภย

2 หลกการเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า 1. แสดงความรเกยวกบแมเหลกและ แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการ 2. แสดงความรเกยวกบการเกดแรงเคลอนไฟฟา เหนยวน าตามหลกและวธการ 3. ทดลองและสรปผลเกยวกบแมเหลกไฟฟา และการเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า ตามหลกวธการค านงถงความปลอดภย

3 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบหลกการท างานของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบหลกการท างานของหมอ แปลงไฟฟาตามขนตอน ดวยความปลอดภย

4 การออกแบบหมอแปลงไฟฟาขนาดเลก 1. แสดงความรเกยวกบการออกแบบหมอ แปลงไฟฟาชนดสองขดลวดตามหลกวธการ 2. สรางฟอรมหมอแปลง (Bobbin) ดวยแผน เบกาไลต ตามแบบทก าหนด

5

งานพนหมอแปลงไฟฟาขนาดเลก 1. แสดงความรเกยวกบการพนหมอแปลงไฟฟา ขนาดเลก ตามหลกและวธการ 2. พนขดลวดหมอแปลงไฟฟาขนาดเลกตาม ขนตอน 3. ประกอบหมอแปลงไฟฟาขนาดเลกตาม ขนตอน





ท ชอหนวย สมรรถนะประจ าหนวย

6 วงจรสมมลและการทดสอบหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบวงจรสมมลของหมอแปลง ไฟฟาตามหลกและวธการ 2. แสดงความรเกยวกบการทดสอบหมอแปลง ไฟฟาตามหลกวธการ 3. ทดสอบหมอแปลงไฟฟาตามขนตอนดวยความ ปลอดภย

7 โวลเตจเรกเลชนของหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบโวลเตจเรกเลชนของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบการหาโวลเตจเรกเลชนของ หมอแปลงไฟฟาของตามขนตอน ดวยความ ความปลอดภย

8 ประสทธภาพของหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบการหาประสทธภาพ ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบการหาประสทธภาพของ หมอแปลงไฟฟาตามขนตอน ดวยความ ปลอดภย

9 การตอหมอแปลงไฟฟาเพอใชงาน 1. แสดงความรเกยวกบการตอขนานหมอ แปลงไฟฟาเพอใชงานตามหลกและ วธการ 2. ตอขนานหมอแปลงไฟฟาในระบบไฟ 1 เฟส และ 3 เฟส ตามขนตอนดวยความปลอดภย

10 การซอมและการบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบการซอมและการบ ารงรกษา หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ซอมหมอแปลงไฟฟาตามขนตอนดวยความ ปลอดภย




การก าหนดหนวยการเรยน


หนวยท ชอหนวย / ชอเรอง ทฤษฎ ปฏบต รวม 1 โครงสรางและชนดของหมอแปลงไฟฟา 1 3 4 2 หลกการเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า 2 6 8 3 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา 3 9 12 4 การออกแบบหมอแปลงไฟฟาขนาดเลก 2 6 8 5 งานพนขดลวดหมอแปลงไฟฟา 1 11 12 6 การทดสอบหมอแปลงไฟฟา 2 2 4 7 โวลเตจเรกเลชนของหมอแปลงไฟฟา 2 2 4 8 ประสทธภาพของหมอแปลงไฟฟา 1 3 4 9 การตอหมอแปลงไฟฟาเพอใชงาน 2 6 8

10 การซอมและบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา 1 5 6 ทดสอบปลายภาคเรยน 2 - 2

รวม 19 53 72

ก าหนดการสอน

ชอหนวยการเรยนร / รายการสอน สมรรถนะประจ าหนวย เกณฑการปฏบตงาน สปดาหท ชวโมงท

1. โครงสรางและชนดของหมอแปลงไฟฟา 1.1 โครงสรางของหมอแปลงไฟฟา 1.2 ชนดของหมอแปลงไฟฟา 1.3 ขนาดของหมอแปลงไฟฟา

1. แสดงความรเกยวกบโครงสรางและชนด ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. วดความตานทานขดลวดของหมอแปลง ไฟฟาดวยมลตมเตอรตามหลกและวธการ 3. วดคาความเปนฉนวนของหมอแปลงไฟฟา ดวยดจทลเมกโอหมมเตอรตามหลกและ วธการ 4. ถอดสวนประกอบของหมอแปลง ไฟฟาขนาดเลกรวมกบผอน ตามขนตอนท ก าหนด ดวยความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภย และนอมน า หลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ โครงสรางและชนด ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการได 2.1 เครองมอในการปฏบตงานถอด สวนประกอบของหมอแปลงไฟฟาไดถก จดเตรยมพรอมใชงานอยางครบถวน 2.2 เครองมอถกน ามาใชตามขนตอนถอด สวนประกอบอยางถกตอง 2.3 หมอแปลงไฟฟาถกถอดเปนชนสวนเสรจ ทนตามเวลาทก าหนด 2.4 ใบแสดงรายการสวนประกอบของหมอ แปลงไฟฟามการแสดงรายการครบถวน 2.5. แสดงความรบผดชอบ มวนย ความ สะอาด ค านงถงความปลอดภย ท างาน รวมกบผอนไดและนอมน าหลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1 1-4



2. หลกการเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า 2.1 แมเหลก 2.2 แมเหลกไฟฟา 2.3 การเหนยวน าทางแมเหลกไฟฟา 2.4 แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า

1. แสดงความรเกยวกบแมเหลกและ แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการ 2. แสดงความรเกยวกบการเหนยวน าทาง แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการ 3. ทดลองและสรปผลเกยวกบแมเหลกไฟฟา และการเหนยวน าทางแมเหลกไฟฟาตาม หลกและวธการ รวมกบผอน ดวยความ รบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถง ความปลอดภยและนอมน าหลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ แมเหลกและ แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการได 2. แสดงความรเกยวกบ การเหนยวน าทาง แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการได 3.1 เครองมอและอปกรณ ถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 3.2 การทดลองไดด าเนนการตามขนตอน ทถกตองเสรจทนตามเวลาทก าหนด 3.3 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ 3.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย มความสะอาด ค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและไดนอมน าหลก ปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา

ประยกตใช

2-3 5-12



3. หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา 3.1 หมอแปลงไฟฟาตามอดมคต 3.2 สมการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของหมอ แปลงไฟฟา 3.3 อตราสวนการเปลยนแปลง 3.4 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาใน สภาวะไมมโหลด 3.5 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาใน สภาวะไมมโหลด

1. แสดงความรเกยวกบหลกการท างานของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบหลกการท างานของหมอ แปลงไฟฟาตามขนตอน รวมกบผอนดวย ความ รบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน าหลก ปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ หลกการท างานของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 2.2 การทดลองไดด าเนนการตามขนตอน ทถกตองเสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.3 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ 2.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน าหลก ปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

4-6 13-24

4. งานออกแบบหมอแปลงไฟฟาชนดสองขดลวด

4.1 ขนตอนการออกแบบหมอแปลงไฟฟาชนด สองขดลวด 4.2 งานสรางฟอรมขดลวด (Bobbin)

1. แสดงความรเกยวกบการออกแบบหมอ แปลงไฟฟาชนดสองขดลวดตามหลกวธการ มาประยกตใช

1. หมอแปลงไฟฟาถกออกแบบตามหลกและ วธการทถกตอง

7-8 25-32


ชอหนวยการเรยนร / รายการสอน สมรรถนะประจ าหนวย เกณฑการปฏบตงาน สปดาหท ชวโมงท 2. ท าฟอรมขดลวด (Bobbin) ตามขนตอน

รวมกบผอนดวยความรบผดชอบ ความ สะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและ นอมน าหลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยง มาประยกตใช

2.1 เครองมอและวสดทใชท าฟอรมขดลวดถก จดเตรยมไวพรอมตามรายการ 2.2 ใชเครองมอท าฟอรมขดลวดไดถกตอง ตามคณลกษณะของเครองมอนนๆ 2.3 ชนสวนของฟอรมขดลวดมขนาดถกตอง ตามแบบทก าหนด 2.4 ฟอรมขดลวดไดผานการประกอบอยาง สวยงามตามขนตอนและมระยะตามท ก าหนด 2.5 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช



5. งานพนขดลวดหมอแปลงไฟฟา 5.1 วสดทใชพนขดลวดหมอแปลงไฟฟา 5.2 เครองมอทใชพนขดลวดหมอแปลง ไฟฟา 5.3 ขนตอนการพนขดลวด 5.4 ขนตอนการประกอบหมอแปลงไฟฟา 5.5 การอาบฉนวนวานช

1. แสดงความรเกยวกบวสดและเครองมอทใช พนขดลวดหมอแปลงไฟฟาตามหลกและ วธการ 2. พนขดลวดหมอแปลงไฟฟาตามขนตอน รวมกบผอนดวยความรบผดชอบ ความ สะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภย และนอมน าหลกปรชญา ของเศรษฐกจ พอเพยงมาประยกตใช

1.1 แสดงความรเกยวกบเครองมอและอปกรณ ในงานพนขดลวดหมอแปลงไฟฟาตาม หลกและวธการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบงานพนขดลวด 2.2 ขดลวดของหมอแปลงไฟฟาไดรบการพน อยางสวยงาม ตามขนตอนและเสรจทน ตามเวลาทก าหนด 2.3 แกนเหลกของหมอแปลงไฟฟาไดถก ประกอบตามขนตอนทก าหนด 2.4 หมอแปลงไฟฟาไดอาบฉนวนวานชตาม หลกและวธการทถกตองและสวยงาม 2.5 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

9-11 33-44



6. วงจรสมมลและการทดสอบหมอแปลงไฟฟา 6.1 คาสมมลของหมอแปลงไฟฟา 6.2 วงจรสมมลของหมอแปลงไฟฟา 6.3 การทดสอบหมอแปลงไฟฟา ในสภาวะวงจรเปด 6.4 การทดสอบหมอแปลงไฟฟา ในสภาวะวงจรลด

1. แสดงความรเกยวกบวงจรสมมลและการ ทดสอบหมอแปลงไฟฟาตามหลกและ วธการ 2. ทดลองเกยวกบการทดสอบแปลงไฟฟาตาม ขนตอน รวมกบผอนดวย ความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความ ปลอดภยและนอมน าหลกปรชญา ของ เศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1. ไดแสดงความรเกยวกบวงจรสมมลและการ ทดสอบหมอแปลงไฟฟาตามหลกและ วธการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 2.2 การทดลองไดด าเนนการตามขนตอน ทถกตองเสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.3 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ 2.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

12-13 45-52

7. โวลเตจเรกเลชนของหมอแปลงไฟฟา 7.1 การเปลยนแปลงของแรงดนไฟฟาทขวเมอ หมอแปลงไฟฟามโหลด 7.2 ชนดของโวลเตจเรกเลชน

1. แสดงความรเกยวกบโวลเตจเรกเลชนของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ

1. แสดงความรเกยวกบโวลเตจเรกเลชนของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการได

14 53-56


ชอหนวยการเรยนร / รายการสอน สมรรถนะประจ าหนวย เกณฑการปฏบตงาน สปดาหท ชวโมงท 7.3 การค านวณหาคาโวลเตจเรกเลชนของหมอ แปลงไฟฟา

2. ทดลองเกยวกบการคมคาแรงดนไฟฟาของ หมอแปลงไฟฟาตามขนตอน รวมกบผอน ดวย ความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 2.2 การทดลองไดด าเนนการตามขนตอน ทถกตองเสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.3 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ 2.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

8. ประสทธภาพของหมอแปลงไฟฟา 8.1 การสญเสยของหมอแปลงไฟฟา 8.2 การหาประสทธภาพของหมอแปลงไฟฟา

1. แสดงความรเกยวกบการหาประสทธภาพ ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบการหาประสทธภาพของ หมอแปลงไฟฟาตามขนตอน รวมกบผอน ดวย ความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบการหาประสทธภาพ ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 2.2 การทดลองไดด าเนนการตามขนตอน ทถกตองเสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.3 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ

15 57-60



2.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

9. การตอหมอแปลงไฟฟาเพอใชงาน 9.1 การตรวจหาขวของหมอแปลงไฟฟา 9.2 การตอขนานหมอแปลงไฟฟาในระบบไฟ 1 เฟส 9.3 การตอขนานหมอแปลงไฟฟาในระบบไฟ 3 เฟส

1. แสดงความรเกยวกบการตอขนานหมอ แปลงไฟฟาเพอใชงานตามหลกและ วธการ 2. ตอขนานหมอแปลงไฟฟาในระบบไฟ 1 เฟสและ 3 เฟส ตามขนตอน รวมกบผอน ดวย ความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบการตอขนานหมอ แปลงไฟฟาเพอใชงานตามหลกและ วธการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 2.2 ก าหนดขวหมอแปลงไฟฟาแตละตวไดถก ตองตามหลกและวธการ 2.3 หมอแปลงไฟฟา 2 ตว ไดตอขนานกน ในระบบไฟ 1 เฟส ตามขนตอนทถกตอง เสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.4 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส ไดตอขนานกน ในระบบไฟ 3 เฟส ตามขนตอนทถกตอง เสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.5 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ

16-17 61-68



2.6 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

10. การบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา 10.1 การระบายความรอนหมอแปลงไฟฟา 10.2 การบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา

1. แสดงความรเกยวกบการระบายความรอน และการบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟาตาม หลกและวธการ 2. บ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟารวมกบผอน ดวย ความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบการะบายความรอนและ การบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟาตามหลกและ วธการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการตรวจซอมหมอ แปลงไฟฟา 2.2 ปายชอหมอแปลงไฟฟาไดรบการบนทก อยางถกตองครบถวน 2.3 วดกระแสไฟฟาดานแรงต าดวยแคลมป มเตอรไดถกตอง 2.4 วดอณหภมตรงจดตอสายของหมอแปลง ไฟฟาดวยเครองวดอนฟาเรดไดถกตอง

2.5 วเคราะหผลจากการวดเพอการบ ารงรกษา

ไดถกตองตามหลกและวธการ 2.6 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ

18 69-72


ชอหนวยการเรยนร / รายการสอน สมรรถนะประจ าหนวย เกณฑการปฏบตงาน สปดาหท ชวโมงท 2.7 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม

วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

สอบประมวลผลการเรยนร 19 73-76

กรอบแนวทางการจดการเรยนรและการประเมนผลตามสภาพจรงประจ าหนวยการเรยนร

ชอหนวยการเรยนร / รายการสอน สมรรถนะประจ าหนวย เกณฑการปฏบตงาน

แนวทางการประเมน

ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

1. โครงสรางและชนดของหมอแปลง ไฟฟา 1.1 โครงสรางของหมอแปลงไฟฟา 1.2 ชนดของหมอแปลงไฟฟา 1.3 ขนาดของหมอแปลงไฟฟา

1. แสดงความรเกยวกบโครงสรางและชนด ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. วดความตานทานขดลวดของหมอแปลง ไฟฟาดวยมลตมเตอรตามหลกและวธการ 3. วดคาความเปนฉนวนของหมอแปลงไฟฟา ดวยดจทลเมกะโอหมมเตอรตามหลกและ วธการ 4. ถอดสวนประกอบของหมอแปลง ไฟฟาขนาดเลกรวมกบผอน ตามขนตอนท ก าหนด ดวยความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภย และนอมน า หลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ โครงสรางและชนด ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการได

2.1 เครองมอในการปฏบตงานถอด สวนประกอบของหมอแปลงไฟฟาไดถก จดเตรยมพรอมใชงานอยางครบถวน

2.2 เครองมอถกน ามาใชตามขนตอนถอด สวนประกอบอยางถกตอง

2.3 หมอแปลงไฟฟาถกถอดเปนชนสวนเสรจ ทนตามเวลาทก าหนด

2.4 ใบแสดงรายการสวนประกอบของหมอ แปลงไฟฟามการแสดงรายการครบถวน

2.5. แสดงความรบผดชอบ มวนย ความ สะอาด ค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบ ผอนไดและนอมน าหลกปรชญาของเศรษฐกจ พอเพยงมา ประยกตใช




ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ


1. แสดงความรเกยวกบแมเหลกและ แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการ 2. แสดงความรเกยวกบการเหนยวน าทาง แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการ 3. ทดลองและสรปผลเกยวกบแมเหลกไฟฟา และการเหนยวน าทางแมเหลกไฟฟาตาม หลกและวธการ รวมกบผอน ดวยความ รบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถง ความปลอดภยและนอมน าหลกปรชญาของ เศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ แมเหลกและ แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการได

2. แสดงความรเกยวกบ การเหนยวน าทาง แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการได

3.1 เครองมอและอปกรณ ถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง

3.2 การทดลองไดด าเนนการตามขนตอน ทถกตองเสรจทนตามเวลาทก าหนด

3.3 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ

3.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย มความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและไดนอมน าหลก ปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช




ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

3. หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา 3.1 หมอแปลงไฟฟาตามอดมคต 3.2 สมการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า ของหมอแปลงไฟฟา 3.3 อตราสวนการเปลยนแปลง 3.4 หลกการท างานของหมอแปลง ไฟฟาในสภาวะไมมโหลด 3.5 หลกการท างานของหมอแปลง ไฟฟาในสภาวะมโหลด

1. แสดงความรเกยวกบหลกการท างานของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบหลกการท างานของหมอ แปลงไฟฟาตามขนตอน รวมกบผอนดวย ความ รบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน าหลก ปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ หลกการท างานของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกการได

2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง



2.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและไดนอมน าหลก ปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช




ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

4. งานออกแบบหมอแปลงไฟฟาชนดสอง ขดลวด

4.1 ขนตอนการออกแบบหมอแปลง ไฟฟาชนดสองขดลวด 4.2 งานสรางฟอรมขดลวด (Bobbin)

1. แสดงความรเกยวกบการออกแบบหมอ แปลงไฟฟาชนดสองขดลวดตามหลกวธการ 2. ท าฟอรมขดลวด (Bobbin) ตามขนตอน รวมกบผอนดวยความรบผดชอบ ความ สะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและ นอมน าหลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช


2.1 เครองมอและวสดทใชท าฟอรมขดลวดถก จดเตรยมไวพรอมตามรายการ

2.2 ใชเครองมอท าฟอรมขดลวดไดถกตองตาม คณลกษณะของเครองมอนนๆ

2.3 ชนสวนของฟอรมขดลวดมขนาดถกตอง ตามแบบทก าหนด

2.4 ฟอรมขดลวดไดผานการประกอบอยาง สวยงามตามขนตอนและมระยะตามทก าหนด

2.5 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ มวนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภยท างาน

รวมกบผอนไดและไดนอมน าหลก ปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช




ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

5. งานพนขดลวดหมอแปลงไฟฟาขนาดเลก 5.1 วสดทใชพนขดลวดหมอแปลง ไฟฟา 5.2 เครองมอทใชพนขดลวดหมอแปลง ไฟฟา 5.3 ขนตอนการพนขดลวด 5.4 ขนตอนการประกอบหมอแปลง ไฟฟา 5.5 การอาบฉนวนวานช


1.1 แสดงความรเกยวกบวสดและเครองมอทใช พนขดลวดหมอแปลงไฟฟาตามหลกและ วธการได

2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบงานพนขดลวด

2.2 ขดลวดของหมอแปลงไฟฟาไดรบการพน อยางสวยงาม ตามขนตอนและเสรจทน ตามเวลาทก าหนด

2.3 แกนเหลกของหมอแปลงไฟฟาไดถก ประกอบตามขนตอนทก าหนด

2.4 หมอแปลงไฟฟาไดอาบฉนวนวานชตาม หลกและวธการทถกตองและสวยงาม

2.5 แสดงความรบผดชอบ มวนย ความ สะอาด ค านงถง ความปลอดภย ท างานรวมกบผอนได และนอมน าหลก ปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช




ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

6. วงจรสมมลและการทดสอบหมอแปลง ไฟฟา 6.1 คาสมมลของหมอแปลงไฟฟา 6.2 วงจรสมมลของหมอแปลงไฟฟา 6.3 การทดสอบหมอแปลงไฟฟา ในสภาวะวงจรเปด 6.4 การทดสอบหมอแปลงไฟฟา ในสภาวะวงจรลด












ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

7. โวลเตจเรกลชนของหมอแปลงไฟฟา 7.1 การเปลยนแปลงของแรงดนไฟฟา ทขวเมอหมอแปลงไฟฟามโหลด 7.2 ชนดของโวลเตจเรกเลชน 7.3 การค านวณหาคาโวลเตจเรกเลชน ของหมอแปลงไฟฟา

1. แสดงความรเกยวกบการคมคาแรงดนของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบการคมคาแรงดนไฟฟาของ หมอแปลงไฟฟาตามขนตอน รวมกบผอน ดวย ความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบการคมคาแรงดนของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการได








ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

8. ประสทธภาพของหมอแปลงไฟฟา 8.1 การสญเสยของหมอแปลงไฟฟา 8.2 การหาประสทธภาพของหมอแปลง ไฟฟา


1. แสดงความรเกยวกบการหาประสทธภาพ ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการได








ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

9. การตอหมอแปลงไฟฟาเพอใชงาน 9.1 การตรวจหาขวของหมอแปลงไฟฟา 9.2 การตอขนานหมอแปลงไฟฟาใน ระบบไฟ 1 เฟส 9.3 การตอขนานหมอแปลงไฟฟาใน ระบบไฟ 3 เฟส


1. แสดงความรเกยวกบการตอขนานหมอ แปลงไฟฟาเพอใชงานตามหลกและ วธการได


2.2 ก าหนดขวหมอแปลงไฟฟาแตละตวไดถก ตองตามหลกและวธการ

2.3 หมอแปลงไฟฟา 2 ตว ไดตอขนานกน ในระบบไฟ 1 เฟส ตามขนตอนทถกตอง เสรจทนตามเวลาทก าหนด

2.4 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส ไดตอขนานกน ในระบบไฟ 3 เฟส ตามขนตอนทถกตอง เสรจทนตามเวลาทก าหนด




ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ


2.6 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ มวนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างาน

รวมกบผอนไดและนอมน าหลกปรชญาของ เศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

10. การบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา 10.1 การระบายความรอนหมอแปลง ไฟฟา 10.2 การบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา

1. แสดงความรเกยวกบการระบายความรอน และการบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟาตาม หลกและวธการ 2. บ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟารวมกบผอน ดวย ความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน าหลก ปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบการะบายความรอนและ การบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟาตามหลกและ วธการได

2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการตรวจซอมหมอ แปลงไฟฟา




ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

2.2 ปายชอหมอแปลงไฟฟาไดรบการบนทก อยางถกตองครบถวน

2.3 วดกระแสไฟฟาดานแรงต าดวยแคลมป มเตอรไดถกตอง

2.4 วดอณหภมตรงจดตอสายของหมอแปลง ไฟฟาดวยเครองวดอนฟาเรดไดถกตอง


ไดถกตองตามหลกและวธการ


2.7 แสดงความรบผดชอบ มวนย ความสะอาด ค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนได และนอมน าหลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยง มาประยกตใช

แบบทดสอบกอนเรยน ค าชแจง 1) ขอสอบมทงหมด 10 ขอ คะแนนเตม 10 คะแนน เวลา 20 นาท 2) ใหท าเครองหมายกากบาท () ขอทถกตองทสด ลงในกระดาษค าตอบ 1. ขอใดคอหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต (จดประสงคขอท 2) ก. กระแสทไหลในขดลวดปฐมภมคอกระแสสรางฟลกซและมทศทางลาหลง แรงดนไฟฟาทปอนเทากบ 90 องศาไฟฟา ข. กระแสดานปฐมภมประกอบดวยกระแสสรางฟลกซและกระแสทท าใหเกดการสญเสย ในแกนเหลก ง. ฟลกซแมเหลกจากขดลวดปฐมภมสวนหนง เปนฟลกซรว ท าใหเกดแรงดนตกครอมขน ในขดลวด ค. แรงดนไฟฟาเหนยวน าในขดลวดปฐมภมนอยกวาแรงดนอนพตทปอน เพราะม แรงดนตกครอมเนองจากคาความตานทานของขดลวด 2. ขอใดหมายถงหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต (จดประสงคขอท 1) ก. หมอแปลงไฟฟาทมประสทธภาพ 98 % ข. แกนเหลกของหมอแปลงไฟฟามคาความซมซาบไดสง ค. ขดลวดของหมอแปลงไฟฟาพจารณเฉพาะคาความตานทาน ง. ขดลวดของหมอแปลงไฟฟาพจารณาเฉพาะคารแอกแตนซ 3. ขอใดคอสมการแรงดนไฟฟาเหนยวน าของหมอแปลงไฟฟา (จดประสงคขอท 3) ก. E1 = 4.44fN1Bm ข. E2 = 4.44fN2 BmA ค. E1 = 4.44fN1mA ง. E2 = 4.44fN1m 4. หมอแปลงไฟฟาขนาดพกด 10 kVA 440/220 V อตราการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟา มคาเทาได (จดประสงคขอท 5) ก. 0.5 ข. 1.0 ค. 1.5 ง. 2.0

5. หมอแปลงไฟฟาตวหนงมจ านวนรอบของขดลวดปฐมภม 1200 รอบ จ านวนรอบของขดลวดทตยภม 600 รอบ ตอกบแหลงจายแรงดนทความถ 50 Hz จ านวนฟลกซแมเหลกสงสดในแกนเหลก 2.4 mWb แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าทเกดขนในขดลวดปฐมภมมคาเทาไร (จดประสงคขอท 4) ก. 240.3 V ข. 319.7 V ค. 525.5 V ง. 639.4 V 6. หมอแปลงไฟฟาขนาด 440/220 V ท างานทแรงดนคาพกด ขณะไมมโหลดมกระแส 6 A ทเพาเวอรแฟกเตอร 0.2 ลาหลง กระแสสรางฟลกซของหมอแปลงไฟฟามคาเทาไร (จดประสงคขอท 7) ก. 1.20 A ข. 3.75 A ค. 5.88 A ง. 6.0 A 7. ขอใดคอสภาวะการท างานของหมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงเมอไมมโหลด (จดประสงคขอท 6) ก. กระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลกมทศทางลาหลงแรงดน V1 90 องศาไฟฟา ข. กระแส I0 ท ามมลาหลงแรงดน V1 เทากบ 0 ท าใหตวประกอบก าลงนอยกวาหนง ค. ก าลงไฟฟาทวดไดทางดานปฐมภมคอการสญเสยในขดลวดทองแดงดานปฐมภม ง. ผลรวมทางเวกเตอรของกระแส I0 กบกระแส I คอ กระแสสรางฟลกซ 8. ขอใดเปนการเรยงล าดบการท างานของหมอแปลงไฟฟาขณะจายโหลดไดถกตอง (จดประสงคขอท 8) A เกดกระแส I2 ในขดลวดปฐมภม B เกดฟลกซแมเหลก 2 ขนในขดลวดปฐมภม C เกดกระแส I2 ขนในขดลวดทตยภม D เกดฟลกซแมเหลก 2 ขนในขดลวดทตยภม ก. DBCA ข. ABCD ง. CADB ง. CDAB

9. หมอแปลงไฟฟาขนาดพกดแรงดน 2,200/220 V กระแสขณะไมมโหลด 10 A ทคาเพาเวอรแฟกเตอร 0.2 ลาหลง เมอจายโหลดทกระแส 200 A คาเพาเวอรแฟกเตอรเทากบหนง กระแสดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟามคาเทาไร (จดประสงคขอท 10) ก. 17.24 A ข. 24.08 A ค. 86.79 A ง. 151.31 A 10. ขอใดคอเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงขณะไมมโหลด (จดประสงคขอท 9) ก.

V1

E1

E2

mIm

ข.

V1

E1E2

m

Im

I

0

I0

ค.

V1

E1E2

mIm

I0

I0

ง.

V1

E1E2

mIm

I0

I0

I2

2

------------------------------------------

1

หนวยท 3 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา

สาระการเรยนร

1. หมอแปลงไฟฟาตามอดมคต 2. สมการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า 3. อตราสวนการเปลยนแปลง 4. หมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงในสภาวะไมมโหลด 5. หมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงในสภาวะมโหลด

จดประสงคเชงพฤตกรรม

1. บอกความหมายของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคตได 2. อธบายการท างานของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคตได 3. บอกสมการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของหมอแปลงไฟฟาได 4. ค านวณหาแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของหมอแปลงไฟฟาได 5. ค านวณหาอตราสวนการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟาได 6. อธบายการท างานของหมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงในสภาวะไมมโหลดได 7. ค านวณหากระแสทเปนองคประกอบของกระแสดานปฐมภมขณะไมมโหลดได 8. อธบายการท างานของหมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงในสภาวะมโหลดได 9. เขยนเวกตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะทใชงานจรงได 10. ค านวณหากระแสดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลดได

2

สาระส าคญ

หมอแปลงไฟฟามหลกการท างานโดยอาศยหลกการเหนยวน าทางแมเหลกไฟฟา เมอ ฟลกซแมเหลกจากกระแสของขดลวดเปลยนแปลงตดกบขดลวดท าใหเกดแรงเคลอนไฟฟาขน เรยกวา “แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า” ขนาดของแรงคลอนไฟฟาเหนยวน าแปรคาโดยตรงกบจ านวนรอบของขดลวด อตราสวนจ านวนรอบของขดลวดดานทตยภมตอจ านวนรอบดานปฐมภม จะมคาเทากบอตราสวนของแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าดานทตยภมตอแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าดาน ปฐมภม เรยกวาอตราสวนนวา “อตราสวนการเปลยนแปลง” หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาจะพจารณาออกเปน 3 สภาวะ คอ 1. หมอแปลงไฟฟาตามอดมคต 2. หมอแปลงไฟฟาใชงานจรงสภาวะไมมโหลด 3. หมอแปลงไฟฟาใชงานจรงสภาวะมโหลด

3


หมอแปลงไฟฟาเปนเครองกลไฟฟาทท าหนาทสงผานพลงงานไฟฟากระแสสลบ จากขดลวดปฐมภมไปยงขดลวดทตยภม ดวยการเชอมโยงทางสนามแมเหลกทมการเปลยนแปลงเปนคลนรปไซน (Sine Wave) โดยความถไมเปลยนแปลง หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา ถกแบงการพจารณาออกเปน 3 สภาวะ ไดแก หมอแปลงไฟฟาตามอดมคต หมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดและหมอแปลงไฟฟาในสภาวะทมโหลด

3.1 หมอแปลงไฟฟาตามอดมคต (Ideal Transformer) 3.1.1 ความหมายของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต หมอแปลงไฟฟาตามอดมคต หมายถง หมอแปลงไฟฟาทมประสทธภาพ 100 % ไมมการสญเสยใดๆ คาความซาบซมไดของแกนเหลกมคาเปนอนนต ดงนนหมอแปลงไฟฟาตามอดมคตจงไมคดฟลกซรว (Leakage Flux) และขดลวดของหมอแปลงไฟฟาปราศจากคาความตานาน มเพยงคารแอกแตนซเทานน 3.1.2 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต รปท 3.1 หมอแปลงไฟฟาตามอดมคตในสภาวะไม มโหลด เ มอปอนแรงดนไฟฟากระแสสลบ (V1) ทความถไฟฟาคาหนงใหกบขดลวดปฐมภมของหมอแปลงไฟฟา

V1

F

E1 E2

Im

V2

m

รปท 3.1 หมอแปลงไฟฟาตามอดมคต

พนทหนาตดของแกนเหลก แกนเหลก

4

จากรปท 3.1 เมอปอนแรงดนไฟฟากระแสสลบ (V1) ใหกบขดลวดปฐมภมของหมอแปลงไฟฟา จะมกระแสไหลในขดลวดปฐมภม แตเนองจากหมอแปลงไฟฟาตามอดมคตไมมการสญเสยใดๆ และขดลวดปฐมภม พจารณาเฉพาะคารแอกแตนซเทานน ดงนนกระแสไฟฟาทไหลในขดลวดปฐมภม จงเปนกระแสสรางฟลกซ (Magnetizing Current) หรอกระแสกระตน (Exciting Current) เขยนแทนดวย Im ท ามมลาหลงกบแรงดนไฟฟา V1 เทากบ 90 องศาไฟฟา กระแสสรางฟลกซจะท าใหเกดฟลกซแมเหลกรวม (Fm) และใชแกนเหลกเปนทางเดนในวงจรแมเหลก รปท 3.2 แสดงเฟสเซอรของแรงดนไฟฟา กระแสสรางฟลกซและฟลกซแมเหลกรวม ทเกดขน

V , I ,

wtIm

Fm

V1

F

รปท 3.2 เฟสเซอรของแรงดนดานปฐมภม กระแสสรางฟกซและฟลกซแมเหลกรวม

การเปลยนแปลงของฟลกซแมเหลกรวม Fm ตามรปท 3.2 จะเหนวาไดวา มลกษณะเปนคลนรปไซน มความถเดยวกนกบความถของกระแส Im ซงเทากบความถของแรงดนไฟฟาดานปฐมภมนนเอง ฟลกซแมเหลกรวมจะเหนยวน าตดกบขดลวดขดลวดปฐมภมและขดลวดทตยภม การเหนยวน าทเกดขนกบขดลวดปฐมภม เรยกวาการเหนยวน าดวยตวเอง ท าใหเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าในตวเองขนทขดลวดปฐมภม (E1) มทศทางตรงกนขามกบแรงดนไฟฟา V1 จงอาจเรยกแรงดนไฟฟาชนดนวา แรงดนไฟฟาตอตาน (Back e.m.f.) กได สวนการเหนยวน าทเกดขนกบขดลวดทตยภม คอการเหนยวน ารวม ซงท าใหเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าขนทขดลวดทตยภม (E2) และมทศทางตรงกนขามกบแรงดนไฟฟา V1 เชนกน สวนแรงดนไฟฟา V2 เปนแรงดนไฟฟาทขวของขดลวดทตยภม ซงมคาเทากบแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า E2

5

Fm

Fm

F

V1

E2

Im

E1

Fm

3.1.3 เวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต จากหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต ตามรปท 3.1 และเฟสเซอรไดอะแกรมตามรปท 3.2 เขยนเปนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคตได ดงแสดงในรปท 3.3

รปท 3.3 เวกเตอรของแรงดน,กระแสและฟลกซแมเหลกรวมของหมอแปลงตามอดมคต

3.2 สมการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า (E.M.F. Equation) เมอพจารณาฟลกซแมเหลกรวมในแกนเหลก การเปลยนแปลงของฟลกซแมเหลก เปนลกษณะคลนรปไซน ดวยความถเทากบแรงดนไฟฟา V1 ตามรปท 3.4

รปท 3.4 ฟลกซแมเหลกรวมในแกนเหลกทพจารณา 1 รอบ

0 t (sec)

T

6

ก าหนดให

Fm = จ านวนฟลกซแมเหลกคาสงสดในแกนเหลก หนวยเปน เวเบอร (Wb) f = ความถของแรงดนไฟฟาทจายใหกบขดลวดปฐมภม หนวยเปนเฮรตซ (Hz)

T = คาบเวลาใน 1 รอบของการเปลยนแปลง หนวยเปน วนาท (sec)

=

A = พนทหนาตดของแกนเหลก หนวยเปน ตารางเมตร (m2) Bm = ความหนาแนนของฟลกซแมเหลกสงสด หนวยเปน เวเบอรตอตารางเมตร (Wb/m2) N1 = จ านวนรอบของขดลวดปฐมภม หนวยเปนรอบ (turn) N2 = จ านวนรอบของขดลวดทตยภม หนวยเปนรอบ (turn) E1 = แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าจากขดลวดปฐมภม หนวยเปนโวลต (V) E2 = แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าจากขดลวดทตยภม หนวยเปนโวลต (V) Kf = คาฟอรมแฟกเตอรของคลนรปไซน = 1.11

จากกฎการเหนยวน าของฟาราเดย

e = N F

เมอ e เปนแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าเฉลย หนวยเปนโวลต (V)

N เปนจ านวนรอบของขดลวด

\ F เปนอตราการเปลยนแปลงของฟลกซแมเหลกทตดกบขดลวด

มหนวยเปน Wb/sec หรอโวลต (V) เมอพจารณาการเปลยนแปลงของฟลกซแมเหลก ชวงเวลาเทากบ T ตามรปท 3.4 จะได

F = 4(Fm – 0)

7

= 4Fm

t =

ดงนน e = N F

= 4fNFm

ดงนน e1 = 4fN1Fm

e2 = 4fN2Fm

ในทน e1 และ e2 หมายถงแรงดนไฟฟาคาเฉลย (Average Value) ของขดลวดปฐมภมและขดลวดทตยภมตามล าดบ ดงนนแรงดนไฟฟาคายงผล (Root Mean Square)ในขดลวด คอ

E1 = Kf e1

= 1.114fN1Fm

ดงนน E1 = 4.44fN1Fm (3.1)

หรอ E1 = 4.44fN1BmA (3.2)

ท านองเดยวกน E2 = Kf e2

= 1.114fN2Fm

E2 = 4.44fN2Fm (3.3)

หรอ E2 = 4.44fN2BmA (3.4) E1 ตามสมการท (3.1) และ (3.2) คอ สมการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของขดลวดปฐมภม และ E2 ตามสมการท (3.3) และ (3.4) คอ สมการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของขดลวดทตภม

8

3.3 อตราสวนการเปลยนแปลง (Transformation Ratio) เมอพจารณาหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต ในสภาวะจายโหลดตามรปท 3.5 โดยเมอจายแรงดนไฟฟากระแสสลบใหกบขดลวดปฐมภม ท าใหเกดกระแสไหลในขดลวดปฐมภมคอ I1 และกระแสทไหลในขดลวดทตยภมหรอกระแสโหลด คอ I2

Fm

E1 E2

I1 I2

ZLN1 N2V1 V2

รปท 3.5 หมอแปลงไฟฟาตามอดมคตเมอจายโหลด

จากสมการท 3.1 และสมการท 3.3 จะพบวาแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าแปรคาโดยตรงกบจ านวนรอบของขดลวด กลาวคอแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของขดปฐมภมแปรคาโดยตรงกบจ านวนรอบของขดลวดปฐมภม (E1N1) และแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของขดทตยภมแปรคาโดยตรงกบจ านวนรอบของขดลวดทตยภม (E2N2) เชนกน ดงนน

=

(3.5)

สมการท 3.5 เรยกวา อตราสวนการเปลยนแปลง ใช “K” เปนสญลกษณ ดงนน อตราสวนการเปลยนแปลง จงหมายถง อตราสวนของแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าในขดลวดทตยภมตอแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าในขดลวดปฐมภม ซงจะมคาเทากนกบอตราสวนจ านวนรอบของขดลวดทตยภมตอจ านวนรอบของขดลวดปฐมภม

K =

=

(3.6)

เนองจากหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต แรงดนไฟฟา V1 = E1 และ V2 = E2 ดงนน

9

K =

=

=

(3.7)

เมอก าหนดให

I1 คอ กระแสของขดลวดปฐมภม I2 คอ กระแสของขดลวดทตยภม

ผลคณของแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาของหมอแปลงไฟฟาทงสองดานจะมคาเทากน

V1I1 = V2I2

ดงนน

=

= K (3.8)

สรปไดวา แรงดนไฟฟามความสมพนธทแปรผนโดยตรงกบจ านวนรอบของขดลวดแตจะแปรผกผนกบกระแสของขดลวด ดงน นอตราสวนการเปลยนแปลง สามารถหาไดจากอตราสวนของจ านวนรอบ อตราสวนของแรงดนไฟฟาและอตราสวนของกระแสไฟฟา ดงน

K =

=

=

=

(3.9)

ดงนน หมอแปลงไฟฟาชนดเพมแรงดน (Step Up Transformer) แรงดนไฟฟา V2

มากกวา V1 ท าใหอตราสวนการเปลยนแปลงมคามากกวาหนง (K 1) หมอแปลงไฟฟาชนด ลดแรงดน (Step Down Transformer) แรงดนไฟฟา V2 นอยกวา V1 ท าใหอตราสวนการเปลยนแปลงมคานอยกวาหนง (K 1) สวนหมอแปลงไฟฟาตามแรงดน (Follow Voltage Transformer) แรงดนไฟฟา V2 เทากบ V1 อตราสวนการเปลยนแปลงจงเทากบหนง (K = 1)

ตวอยางท 3.1 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส ตออยกบแรงดนไฟฟา 380 V 50 Hz มจ านวนรอบของขดลวดปฐมภม 1200 รอบ จ านวนรอบของขดลวดทตยภม 600 รอบ จงค านวณหา แรงดนไฟฟาทางดานทตยภมและจ านวนฟลกซแมเหลกสงสดในแกนเหลก

วธท า จากสมการท 3.7

=

10

V2 =

V1

= 380

= 190 V ตอบ

จากสมการท 3.1

E1 = 4.44fN1Fm

Fm =

=

= 1.42610-3 Wb

= 1.426 mWb ตอบ

ตวอยางท 3.2 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส 250 kVA 2200/440 V 50 Hz มจ านวนรอบของขดลวด ทตยภม 600 รอบ แกนเหลกมพนทหนาตด 60 ตารางเซนตเมตร จงค านวณหา ก. อตราสวนการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟา ข. พกดกระแสดานปฐมภมและดานทตยภม ค. จ านวนรอบของขดลวดปฐมภม ง. ความหนาแนนของฟลกซแมเหลกสงสดในแกนเหลก

วธท า ก. จากสมการท 3.7

K =

11

=

= 0.2 ตอบ

ข. I1 =

=

= 113.64 A ตอบ

I2 =

=

= 568.18 A ตอบ

หรอจากสมการท 3.9

K =

I2 = K

=

= 568.2 A ตอบ

12

ค. จากสมการท 3.7

K =

N1 = K

=

= 3000 รอบ ตอบ

ง. จากสมการ 3.4

E2 = 4.44fN2BmA

Bm =

\

=

-

= 0.55 Wb/m2 ตอบ ตวอยางท 3.3 ตองการสรางหมอแปลงไฟฟาเพอลดแรงดนไฟฟาจาก 220 V ใหเปน 110 V 50 Hz โดยใชแกนเหลกทมคาความหนาแนนของฟลกซแมเหลกสงสด 1.2 เทสลา หากขดลวดปฐมภมมจ านวนรอบ 750 รอบ จงค านวณหา ก. จ านวนรอบของขดลวดทตยภม ข. พนทหนาตดของแกนเหลกทตองใช ค. จ านวนฟลกซแมเหลกสงสดในแกนเหลก

วธท า ก. หาจ านวนรอบของขดลวดทตยภม


=

13

N2 =

N1

= 750


ข. หาพนทหนาตดของแกนเหลกทตองใช


E1 = 4.44fN1BmA

A =

=

= 0.0011 m2 = 11 cm2 ตอบ ค. หาจ านวนฟลกซแมเหลกสงสดในแกนเหลก

Fm = Bm A = 1.20.0011 = 0.00132 Wb


3.4 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงในสภาวะไมมโหลด หมอแปลงไฟฟาในสภาวะทใชงานจรง ยอมมการสญเสยเกดขนทงในขดลวดทองแดงและแกนเหลก แตในสภาวะไมมโหลด จะพจารณาเฉพาะคาสญเสยแกนเหลก (Core Losses) เทานน การสญเสยในขดลวดทองแดงมเพยงการสญเสยในขดลวดปฐมภมเทานน ซงมคานอยมาก

14

จงไมน ามาพจารณา การสญเสยในแกนเหลกเกดจากการเปลยนแปลงของฟลกซแมเหลกในแกนเหลก จงท าใหเกดกระแสไหลวน (Eddy Current) และฮสเตอรซส (Hysteresis) ในแกนเหลก 3.4.1 องคประกอบของกระแสดานปฐมภมในสภาวะไมมโหลด รปท 3.6 เปนหมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงในสภาวะไมมโหลด จงไมมกระแสทางดานทตยภม มเฉพาะกระแสทางดานปฐมภมเทานน

Fm

E1 E2

I0

V1 V2

รปท 3.6 หมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงในสภาวะไมมโหลด ทมา : ไชยชาญ หนเกด (2558) หนา 49 กระแสดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดก าหนดเปนสญลกษณ I0 จะประกอบดวยกระแสไฟฟาสองสวน คอ 3.4.1.1 กระแสสรางฟลกซ (Magnetizing Current) กระแสสรางฟลกซใชสญลกษณ Im เปนกระแสสวนใหญของ I0 กระแสสวนนท ามมลาหลงกบแรงดนไฟฟาท V1 เทากบ 90 องศาไฟฟา ท าหนาทสรางฟลกซแมเหลกรวม ซงฟลกซแมเหลกรวมจะมทศทางอนเฟสกบกระแส Im

3.4.1.2 กระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก (Working Current) กระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก บางครงเรยกวากระแสใชงาน

(Working Current) ใชสญลกษณ Iw เปนกระแสสวนนอย ทท าใหเกดการสญเสยใน แกนเหลกเนองจากกระแสไหลวนและฮสเตอรซส กระแส Iw ท ามมพรอมกน (In phase) กบแรงดนไฟฟา V1 3.4.2 เวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด จากองคประกอบกระแสของหมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงในสภาวะไมมโหลดสามารถเขยนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงในสภาวะไมมโหลด ไดตามรปท 3.7

15


V1 = แรงดนไฟฟาทปอนใหกบขดลวดปฐมภม V2 = แรงดนไฟฟาทขวของขดลวดทตยภม E1 = แรงดนไฟฟาเหนยวน าของขดลวดปฐมภม E2 = แรงดนไฟฟาเหนยวน าของขดลวดทตยภม I0 = กระแสของหมอแปลงไฟฟาทางดานปฐมภมขณะไมมโหลด Im = กระแสสรางฟลกซ Iw = กระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก

Fm = ฟลกซแมเหลกรวม 0 = มมตางเฟสระหวางแรงดนไฟฟา V1 กบกระแส I0

V1

Iw

Im

I0

Fm

E1

E2 = V2

0

รปท 3.7 เวกเตอรของหมอแปลงไฟฟาทท างานในสภาวะไมมโหลด 3.4.3 การค านวณหากระแสทเปนองคประกอบของกระแสปฐมภมขณะไมมโหลด

จากรปท 3.7 เมอพจารณาเฉพาะเวกเตอรของกระแส I0 , Iw และ Im พบวา

I0 = √ w m (3.10)

16

ดงนน Iw = √ m (3.11)

และ Im = √ w (3.12)

การสญเสยในขดลวดทองแดงของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด ถอวามคา นอยมากเมอเทยบกบตอนจายโหลดเตม จงไมน ามาพจารณา ดงน นในสภาวะไมมโหลด จงพจารณาเพยงการสญเสยในแกนเหลกเทานน

จากรปท 3.8 เมอใชวตตมเตอรวดก าลงไฟฟาทางอนพตของหมอแปลงไฟฟาทท างาน

ในสภาวะไมมโหลด คาก าลงไฟฟาทอานไดจากวตตมเตอร (P0) จะเปนก าลงสญเสยในแกนเหลกของหมอแปลงไฟฟา

Fm

E1 E2

I0

V1 V2

P0

รปท 3.8 การใชวตตมเตอรวดก าลงสญเสยในแกนเหลกของหมอแปลงไฟฟา

จากรปท 3.8 ก าหนดให P0 คอก าลงสญเสยในแกนเหลกของหมอแปลงไฟฟา I0 คอกระแสทางดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด V1 คอแรงดนไฟฟาคาพกดทปอนทางดานปฐมภม

P0 = V1I0Cos0 (3.13)

COS0 =

(3.14)

17

Cos0 คอคาเพาเวอรแฟกเตอร (Power Factor) ของหมอแปลงไฟฟาขณะไมมโหลด ดงนน

0 = Cos- [

] (3.15)

จากเวกเตอรของกระแสไฟฟา ตามรปท 3.7 เมอเราทราบคากระแส I0 และมม 0

สามารถค านวณหา Iw และ Im ไดดงน

Iw = I0Cos0 (3.16)

Im = I0Sin0 (3.17)

จากสมการท 3.13 และสมการท 3.16 จะพบวา

P0 = V1Iw (3.18)

ดงนนสรปไดวา กระแสทไหลทางดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะ ไมมโหลด (I0) ประกอบดวยกระแสสรางฟลกซ (Im) และกระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก (Iw) โดยกระแสสรางฟลกซท ามมลาหลงแรงดนไฟฟา V1 เทากบ 90 องศาไฟฟา สวนกระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลกท ามมพรอมกนกบแรงดนไฟฟา V1

ตวอยางท 3.4 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส ตออยกบแหลงจาย 220 V 50 HZ ขณะไมมโหลดมกระแส 0.5 A วดก าลงทางอนพตได 20 W จงค านวณหากระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลกและกระแสสรางฟลกซ

วธท า จากสมการท 3.16 Cos0 =

=

= 0.18

0 = Cos-10.18

= 79.6

18

กระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก (Iw) = I0Cos0

= 0.50.18

= 0.09 A ตอบ กระแสสรางฟลกซ (Im) = I0Sin0

= 0.5Sin79.6

= 0.492 A ตอบ

หรอ Im = √ w

= √

= 0.492 A ตอบ

ตวอยางท 3.5 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส พกด 150 kVA 2200/220 V 50 HZ มจ านวนรอบของขดลวดทตยภม 600 รอบ ขณะไมมโหลดมกระแสไหลทางดานปฐมภม 5 A ทเพาเวอรแฟกเตอร 0.2 ลาหลง จงค านวณหา ก. จ านวนรอบของขดลวดปฐมภม ข. จ านวนฟลกซแมเหลกสงสดในแกนเหลก ค. กระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก

ง. กระแสสรางฟลกซ จ. ก าลงสญเสยในแกนเหลก

วธท า

ก. จากสมการ

=

N1 =

N2

=

600

19


ข. จากสมการ E2 = 4.44fN2Fm

Fm =

=

= 0.00165 Wb


ค. Cos0 = 0.2

Iw = I0Cos0

= 50.2

= 1 A ตอบ

ง. Im = √ w

= √

= 4.9 A ตอบ

จ. P0 = V1Iw

= 22001

= 2200 W

= 2.2 kW ตอบ

20

3.5 หมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงในสภาวะมโหลด 3.5.1 ประเภทของโหลดส าหรบหมอแปลงไฟฟา

เมอหมอแปลงไฟฟามโหลด แรงดนไฟฟาของโหลด คอ แรงดนไฟฟาทขวทตยภม ของหมอแปลงไฟฟา กระแสทไหลในขดลวดทตยภม คอ กระแสโหลด ทศทางของกระแสของโหลดขนอยกบคาเพาเวอรแฟกเตอร (Cos2) ของโหลด โหลดทใชกบหมอแปลงไฟฟาแบงออกได 3 ประเภท ดงน 3.5.1.1 โหลดตวตานทาน (Resistive Load) โหลดประเภทนไดแก ลวดความรอน ตวตานทาน หลอดไฟฟาชนดไส เปนตน เรยกโหลดประเภทนวา โหลดทมเพาเวอรแฟกเตอรเทากบหนง (Unity Power Factor) เนองจากทศทางของแรงดนไฟฟาและกระแสของโหลดมทศทางอนเฟสกน 3.5.1.2 โหลดตวเหนยวน า (Inductive Load) โหลดประเภทน ไดแก มอเตอรไฟฟา ขดลวด รเลย เปนตน เรยกโหลดประเภทนวา โหลดทมเพาเวอรแฟกเตอรลาหลง (Lagging Power Factor) เนองจากกระแสของโหลดลาหลงแรงดนไฟฟาตกครอมโหลด 3.5.1.3 โหลดตวเกบประจ (Capacitive Load) โหลดประเภทน ไดแก ตวคาปาซเตอร เปนตน เรยกโหลดประเภทนวา โหลดทมเพาเวอรแฟกเตอรน าหนา (Leading Power Factor) เนองจากกระแสของโหลดมทศทางน าหนาแรงดนไฟฟาตกครอมโหลด 3.5.2 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด หลกการท างานหมอแปลงไฟฟาทใชงานจรงในสภาวะมโหลด มขนตอนการพจารณาการท างานเปนล าดบดงน

Fm

E1 E2

I0

N1 N2V1 V2

รปท 3.9 หมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด ทมา : ไชยชาญ หนเกด (2558) หนา 49

21

จากรปท 3.9 ขณะทหมอแปลงไฟฟาไมมโหลด จะมเฉพาะกระแส I0 ไหลทางดานปฐมภมเทานน โดยมฟลกซแมเหลกรวม Fm เหนยวน าขดลวดปฐมภมและทตยภม ท าใหเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า E1 และ E2

Fm

E 1 E2

I 2

ZLN1 N2V1 V2

F2

I0

รปท 3.10 หมอแปลงไฟฟาขณะมโหลด เกดกระแส I2 และฟลกซแมเหลก F2 ทมา : ไชยชาญ หนเกด (2558) หนา 50

เมอตอโหลดไฟฟา (ZL) ทขวของขดลวดทตยภม ตามรปท 3.10 จะมกระแสโหลด (I2)

ไหลในขดลวดทตยภม เกดแรงเคลอนแมเหลกขนทขดลวดทตภม มคาเทากบ I2N2 ท าใหเกด ฟลกซแมเหลก F2 ขนในแกนเหลก มทศทางตรงกนขามกบฟลกซแมเหลกรวม Fm จงเกดการหกลางกนของฟลกซแมเหลกในแกนเหลก ท าใหฟลกซแมเหลกรวมในแกนเหลกลดลง จงท าใหการเหนยวน าแรงเคลอนไฟฟาของขดปฐมภม (E1) มคาลดลง มผลท าใหกระแสไฟฟาไหลในขดลวดปฐมภมเพมขน กระแสไฟฟาสวนนจะเปนสดสวนโดยตรงกบกระแสโหลด I2 แตม ทศทางตรงขามกน ใชสญลกษณ I2

ดงนน กระแส I2 จงเปรยบเสมอนกบกระแสของโหลดทไหลทางดานปฐมภมนนเอง ดงแสดงในรปท 3.11

E1 E2

I 2

ZLN1 N2V1 V2

F2

I0F2¢Fm

I 2¢


22

จากรปท 3.11 กระแส I2 ทไหลในขดลวดปฐมภม ท าใหเกดแรงเคลอนแมเหลก I2N1 ขนในขดลวดปฐมภมและจะสรางฟลกซแมเหลก F2 ขนในแกนเหลก มขนาดเทากบ F2 แตทศทางตรงกนขามกน จงท าใหฟลกซแมเหลก F2 และ F2 หกลางกนหมด ดงนนฟลกซแมเหลกรวม ในแกนเหลกในสภาวะใดๆ ถอมคาคงท จงท าใหการสญเสยในแกนเหลกมคาคงทดวย ผลรวมทางเวกเตอรของกระแส I2 กบกระแส I0 ทางดานปฐมภมคอกระแส I1 ดงรปท 3.12

Fm

E1 E2

I1 I2

Z LN1 N2V1 V2

รปท 3.12 หมอแปลงไฟฟาขณะมโหลดในสภาวะคงตว ทมา : ไชยชาญ หนเกด (2558) หนา 50

ขณะทหมอแปลงไฟฟามโหลดในสภาวะคงตว แรงเคลอนแมเหลก I2N1 ของขดลวดปฐมภมจะมคาเทากบแรงเคลอนแมเหลก I2N2 ของขดลวดทตยภม นนคอ

I2N1 = I2N2

I2 =

I2

ดงนน I2 = KI2 (3.19) 3.5.3 เวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด

เมอหมอแปลงไฟฟามโหลด ท าใหกระแสไฟฟาทไหลในขดลวดทตยภมเทากบกระแสของโหลด ทศทางของกระแสโหลดขนอยกบคาเพาเวอรแฟกเตอรของโหลด ขณะเดยวกนกมจะกระแสของขดลวดปฐมภมเพมขนตามอตราสวนของหมอแปลงไฟฟา เวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะทมโหลดจงแบงตามประเภทของโหลด ดงน

23

3.5.3.1 โหลดมเพาเวอรแฟกเตอรเทากบหนง (Unity Power Factor) เมอหมอแปลงไฟฟาจายโหลดทมทมเพาเวอรแฟกเตอรเทากบหนง คาของมมตางเฟสระหวางกระแสโหลด I2 และแรงดนไฟฟา V2 จะเทากบศนย กระแส I2 จะมทศทางตรงขามกบกระแส I2 ผลรวมทางเวกเตอรของกระแส I2 กบกระแส I0 คอกระแส I1 และมม 1 คอมมตางเฟสระหวางแรงดน V1 กบกระแส I1 ดงแสดงนรปท 3.13

V1

I0Fm

V2

0

I2

I2¢I1

1

รปท 3.13 เวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาเมอมโหลดทมเพาเวอรแฟกเตอรเทากบหนง 3.5.3.2 เมอโหลดมเพาเวอรแฟกเตอรลาหลง (Lagging Power Factor) เมอหมอแปลงไฟฟาจายโหลดทมเพาเวอรแฟกเตอรลาหลง กระแสโหลด I2 จะท ามมลาหลงแรงดน V2 เทากบมม 2 ท าใหกระแส I2 ซงมทศทางตรงกนขามกบกระแส I2 มมมตางเฟสกบแรงดน V1 เทากบมม 2 เชนกน ผลรวมทางเวกเตอรของกระแส I2 กบกระแส I0 คอกระแส I1 ดงนนกระแส I1จงหมายถง กระแสของหมอแปลงไฟฟาดานปฐมภมในสภาวะมโหลด มม 1 เปนมมตางเฟสระหวางแรงดน V1 กบกระแส I1 ดงแสดงในรปท 3.14

24

V1

I0

Fm

V2

0

I2

I 2

I1

2

2

1

¢

รปท 3.14 เวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาเมอมโหลดทมเพาเวอรแฟกเตอรลาหลง

3.5.3.3 เมอโหลดมเพาเวอรแฟกเตอรน าหนา (Leading Power Factor) โหลดมเพาเวอรแฟกเตอรน าหนา คอ คาปาซเตอร มไวเพอการปรบปรงคา เพาเวอรแฟกเตอรของระบบไฟฟา กระแสโหลด I2 ท ามมน าหนาแรงดน V2 เทากบ 2

V1

I 0Fm

V2

0

I2

I1

1

2

2

I2¢

รปท 3.15 เวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาเมอมโหลดทมเพาเวอรแฟกเตอรน าหนา

25

3.5.4 การค านวณหาคากระแสดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด องคประกอบของกระแสดานปฐมภมขณะมโหลด ประกอบดวย กระแส I2 ซงมคาเทากบ KI2 และกระแส I0 ซงเปนผลรวมทางเวกเตอรของกระแส Im และ Iw รปท 3.16 แสดงองคประกอบของกระแสดานปฐมภมขณะมโหลดของหมอแปลงไฟฟา

รปท 3.16 องคประกอบของกระแสดานปฐมภมขณะมโหลด ทมา : Theraja, B.L., (1984) P. 784. หากพจารณาเวกเตอรของกระแส I1 ตามรปท 3.14 เมอหมอแปลงไฟฟาจายโหลดทมเพาเวอรแฟกเตอรลาหลง ผลรวมทางเวกเตอรระหวางกระแส I0 กบกระแส I2 คอกระแส I1 มมตางเฟสระหวางกระแส I0 กบกระแส I2 ก าหนดใหเปนมม ซงมคาเทากบมม 0 2 ขนาดของกระแส I1 และคาเพาเวอรแฟกเตอรดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาขณะมโหลด (Cos 1) หาไดจากสมการ 3.20 และ 3.21 ตามล าดบ

I1 = √

(3.20)

เมอ = 0 2 I1Cos1 = I0 Cos0+ I2Cos2

ดงนน Cos1 =

(3.21)

I1

I2= KI2 I0

Iw Im

26

เมอ Cos1 คอ เพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด 1 คอ มมตางเฟสระหวางแรงดน V1 กบกระแส I1

ตวอยางท 3.6 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส ตวหนงมอตราสวน (K) เทากบ 2.5 ขณะไมมโหลดวดกระแสทางดานปฐมภมเทากบ 5 A ทเพาเวอรแฟกเตอรเทากบ 0.2 ลาหลง เมอจายโหลดและวดกระแสของโหลดไดเทากบ 25 A ทเพาเวอรแฟกเตอรเทากบ 0.866 จงค านวณหา

ก. กระแสดานปฐมภมขณะจายโหลด

ข. คาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาขณะจายโหลด

ค. เขยนเวกเตอรไดอะแกรมนของหมอแปลงไฟฟาขณะจายโหลด

วธท า I0 = 5 A

I2 = KI2

= 2.525

= 62.5 A

Cos0 = 0.2 0 = Cos-1(0.2)

= 78.46

Cos2 = 0.866

2 = Cos-1(0.866)

= 30

= 0 - 2

= 78.46 – 30

= 48.46

27

จากสมการท 3.20 I1 = √

= √ = 65.92 A ตอบ

จากสมการท 3.21 Cos1 =

=

= 0.821 ตอบ เวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาขณะจายโหลด

Fm

0

I2

2

2

1

V2

I0

I1I2

V1

¢

รปท 3.17 เวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาตามตวอยางท 3.6

28

ตวอยางท 3.7 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส พกด 250 kVA 2200/440 V ขณะไมมโหลดมกระแส 4 A

วดก าลงทางดานปฐมภมไดเทากบ 1.3 kW เมอจายโหลดเตมพกด ทคาเพาเวอรแฟกเตอรของโหลดเทากบ 0.5 น าหนา จงค านวณหาคากระแสดานปฐมภมและคาเพาเวอรแฟกเตอรของ หมอแปลงไฟฟา

วธท า

K =

=

= 0.2

I0 = 4 A

V1 = 2200 V

P0 = 1.3 kW


=

= 0.15

0 = Cos-1(0.15)

= 81.37

I2 =

=

= 568.18

29

I2 = KI2

= 0.2568.18

= 113.64 A

Cos2 = 0.5 น าหนา

2 = Cos-1(0.5)

= 60

= 0 2

= 81.37 – (-60)

= 81.37 + 60

= 141.37


= √ = 110.54 A ตอบ


=

= 0.52 ตอบ

30

สรปสาระส าคญ การท างานของหมอแปลงไฟฟา ไดพจารณา 3 สภาวะ คอ การท างานของหมอแปลงไฟฟาตาอดมคต เปนการพจารณาเมอก าหนดใหหมอแปลงไฟฟาทไมมการสญเสยใดๆ มประสทธภาพ 100 % ไมมฟลกซแมเหลกรวไมคดคาความตานทานของขดลวด กระแสของขดลวดปฐมภมจงเปนหมายถงกระแสสรางฟลกซ ซงจะมทศทางลาหลงแรงดนไฟฟาทปอน 90 องศาไฟฟา ขณะเดยวกนฟลกซแมเหลกทถกสรางจากกระแส Im และจะเดนทางผานแกนเหลกโดยปราศจาก ฟลกซรว แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าทเกดขนในขดลวดปฐมภมและทตยภม ตามสมการ E1= 4.44fN1Fm และ E2= 4.44fN2Fm ตามล าดบ อตราสวนของแรงดนไฟฟา E2/E1 เทากบอตราสวนของจ านวนรอบ N2/N1 เรยกวา “อตราสวนการเปลยนแปลง” ใชสญลกษณ “K”

การท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด เปนการพจารณา หมอแปลงไฟฟา ทมการสญเสยในแกนเหลก กระแสของหมอแปลงไฟฟาขณะไมมโหลด คอกระแสของขดลวดปฐมภมซงมคานอยมาก เมอเทยบกบกระแสขณะโหลดเตม กระแสดานปฐมภมในสภาวะไมมโหลดใชสญลกษณ (I0) ประกอบดวย กระแสสรางฟลกซ (Im) มทศทางท ามม 90 องศาไฟฟาลาหลงกบแรงดนไฟฟาทปอนและกระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก (Iw) ท ามมอนเฟสกบแรงดนไฟฟาทปอน

โหลดของหมอแปลงไฟฟา สามารถแบงออกได 3 ประเภทคอโหลดตวตานทาน โหลดตวเหนยวน าและโหลดตวเกบประจ ขณะหมอแปลงไฟฟาจายโหลด จะเกดกระแสโหลด (I2) และเปนกระแสของขดลวดทตยภมดวย ท าใหขดลวดทตยภมสรางฟลกซแมเหลก F2 มทศทางหกลางกบฟลกซแมเหลกรวม (Fm) ท าใหฟลกซแมเหลกในแกนเหลกลดลง แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า E1 จงลดลง มผลท าใหมกระแสไหลในขดลวดปฐมภมเพมขน เรยกกระแสนวากระแสโหลดทางดานปฐมภม (I2) กระแส I2 จะสรางฟลกซแมเหลก F2 มขนาดเทากนกบ F2 แตมทศทางสวนทางกน จงท าใหฟลกซแมเหลกในแกนแหลกมคาเทากบฟลกซแมเหลกรวมอยตลอดเวลา ผลรวมของกระแส I0 กบกระแส I2 ทางดานปฐมภมคอกระแส I1 ดงนนกระแส I1 จงหมายถงกระแสดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด โดยทคา Cos1 คอเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาขณะมโหลด เมอ 1คอมมตางเฟสระหวาง V1 กบ I1

---------------------------------------------

31

แบบฝกหดหนวยท 3 ค าสง จงตอบค าถามตอไปนใหถกตองและสมบรณ (15 คะแนน) 1. จงบอกความหมายของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต (1 คะแนน) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. จากรป จงอธบายหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต (2 คะแนน)

V1

F

E1 E2

Im

V2

m

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. จงเขยนสมการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของหมอแปลงไฟฟา (1 คะแนน) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4. หมอแปลงไฟฟาเฟสเดยวตวหนงตอกบแหลงจาย 380 V 50 Hz ขดลวดปฐมภมม 400 รอบ ขดลวดทตยภมม 120 รอบ แกนเหลกมพนทหนาตด 320 ตารางเซนตเมตร จงค านวณหา 4.1 แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของขดลวดทตยภม (1 คะแนน) 4.2 อตราสวนการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟา (1 คะแนน)

32

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5. จงอธบายหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด พรอมเขยนเวกเตอรของกระแสดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด (2 คะแนน) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

33

6. หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส 440/220 V ขณะไมมโหลดกนกระแส 0.7 A วดก าลงไฟฟาได 65 W จงค านวณหาคากระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลกและกระแสสรางฟลกซ (1 คะแนน) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 7. กระแส I2 คออะไร มขนาดและทศทางอยางไร (1 คะแนน) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 8. จากรป จงอธบายหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด (2 คะแนน)

E1 E2

I 2

ZLN1 N2V1 V2

F2

I0F2¢Fm

I 2¢

……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

34

……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 9. จงเขยนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟา ขณะจายโหลดทมเพาเวอรแฟกเตอรลาหลง (1 คะแนน) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 10. หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส 250 kVA 3,300/440 V เมอไมมโหลดมกระแสดานปฐมภม 10 A ทเพาเวอรแฟกตอรเทากบ 0.25 ลาหลง เมอจายโหลดเตม ทคาเพาเวอรแฟกเตอร 0.8 ลาหลง จงค านวณหา 10.1 กระแสดานปฐมภม (1 คะแนน) 10.2 เพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาดานปฐมภม (1 คะแนน) ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………

35

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

เอกสารอางอง A.K Theraja and B.L. Theraja. (1992). A Text - Book of Electeical Tecnology . New delhi: Nirja

Contraction & Development Co.(P) LTD . ไชยชาญ หนเกด. (2558). หมอแปลงไฟฟา. กรงเทพฯ: ส านกพมพ ส.ส.ท. ดสต สรยราช. (ม.ม.ป.). ทฤษฎหมอแปลงไฟฟา. กรงเทพฯ: ส านกพมพ ศนยสงเสรมวชาการ. ธนภทร ไพค านาม. (2551). หมอแปลงไฟฟา. กรงเทพฯ: บรษท ส านกพมพแมค จ ากด. ธวชชย อตถวบลยกล. (2545). ทฤษฎหมอแปลงไฟฟา. กรงเทพฯ: เจรญรงเรองการพมพ.

ใบงานท 3.1 หนวยท 3

รหสวชา 2104 – 2104 วชา หมอแปลงไฟฟา สอนครงท 6

ชอหนวย หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา คาบรวม 12 คาบ

ชองาน งานหาอตราสวนของหมอแปลงไฟฟา จ านวน 3 คาบ

จดประสงคการเรยนร จดประสงคทวไป 1. เพอใหมความร ความเขาใจ เกยวกบอตราสวนของหมอแปลงไฟฟา 2. เพอใหม ทกษะในการทดลองหาอตราสวนของหมอแปลงไฟฟา 3. เพอใหมเจตคตทดในการปฏบตงานดวยความละเอยดรอบคอบ ปลอดภย เปนระเบยบ สะอาด ตรงตอเวลา มความซอสตยและมความรบผดชอบ จดประสงคเชงพฤตกรรม 1. เตรยมวสด เครองมอ และอปกรณการทดลองไดครบถวนถกตอง 2. ตอวงจรทดลองเพอหาอตราสวนของหมอแปลงไฟฟาไดอยางถกตอง 3. อานคาแรงดนไฟฟาจากเครองวดไดอยางถกตอง 4. อานคากระแสไฟฟาจากเครองวดไดอยางถกตอง 5. ค านวณหาอตราสวนแรงดนของหมอแปลงไฟฟาไดอยางถกตอง 6. ค านวณหาอตราสวนกระแสของหมอแปลงไฟฟาไดอยางถกตอง 7. แสดงความรบผดชอบ ท างานรวมกบผอนได มความเปนระเบยบเรยบรอย สะอาด เสรจทนตามเวลาทก าหนด

ทฤษฎ อตราสวนของหมอแปลงไฟฟา เรยกอกอยางหนงวา อตราสวนการเปลยนแปลง (Transformation ratio) ใชสญลกษณ “K” เปนอตราสวนของแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าในขดลวดทตยภมตอแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าในขดลวดปฐมภม นนคอ

K =

(1)

เมอ K คอ อตราสวนการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟา E1 คอ แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าในขดลวดปฐมภม E2 คอ แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าในขดลวดทตยภม

แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของหมอแปลงไฟฟาแปรคาโดยตรงกบจ านวนรอบของขดลวด นนคอแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของขดปฐมภมแปรคาโดยตรงกบจ านวนรอบของขดลวดปฐมภม (E1N1) และแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของขดทตยภมแปรคาโดยตรงกบจ านวนรอบของขดลวดทตยภม (E2N2) ในทางอดมคต แรงดนไฟฟา E1 = V1 และ E2 = V2 และเมอหมอแปลงไฟฟามโหลด อตราสวนของกระแสดานปฐมภมตอกระแสดานทตภม จะมคาเทากบอตราสวนการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟา เชนกน ดงนน

K =

=

(2)

เมอ V1 คอ แรงดนไฟฟาทขวทางดานปฐมภม V2 คอ แรงดนไฟฟาทขวทางดานทตยภม I1 คอ กระแสดานปฐมภม I2 คอ กระแสดานทตยภม

ในทางปฏบต การทดสอบเพอหาอตราสวนของหมอแปลงไฟฟา นยมหาจากอตราสวนของแรงดนไฟฟาทขว

เครองมอและอปกรณ

รปท 3.1.1 แสดงเครองมอและอปกรณการทดลองตามใบงานท 3.1

1

2

4

5

3

6

ตารางท 3.1.1 แสดงรายการเครองมอและอปกรณการทดลอง หมายเลข ชอเครองมอ – อปกรณ จ านวน

1 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส ขนาด 300 VA 220/110 V 1 ตว 2 แหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส 0 – 220 V 1 ตว 3 เอซ โวลตมเตอรชนดตดแผง 2 ตว 4 เอซ แอมมเตอรชนดตดแผง 2 ตว 5 ชดโหลด Incandescent lamp 1 ชด 6 สายตอวงจร 15 เสน

การทดลองท 3.1.1 การหาอตราสวนการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟาพกดแรงดน 220/110 V ล าดบขนการทดลอง 1. จดเตรยมเครองมอและอปกรณตามรปท 3.1.1 พรอมศกษาใบงานท 3.1ใหเขาใจ 2. ตอวงจรตามรปท 3.1.2 โดยใชชดโหลด Incandescent Lamp เปนโหลดของหมอแปลงไฟฟา

A

220 V220 V AC

I1 I 2

110 V

110 V

VV1

~

~

V~

A~ S

�

V2

รปท 3.1.2

3. ปรบยานวดของโวลตมเตอร V1 และ V2 ทยานวด 0 – 300 V AC 4. ปรบยานวดของแอมมเตอร I1 และ I2 ทยานวด 0 – 1 A AC 5. ปรบสวตช S ของโหลดทกตว ใหอยในต าแหนงเปดวงจร (Turn off) 4. ปรบแหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบใหกบหมอแปลงไฟฟา ใหไดแรงดนไฟฟา V1 ตามตารางบนทกผลการทดลองท 3.1.2

5. วดและบนทกคาแรงดนไฟฟา V2 ลงในตารางท 3.1.2

6. ค านวณหาคาอตราสวนของแรงดนไฟฟา K = บนทกผลลงในตารางท 3.1.2

ตารางท 3.1.2 ตารางบนทกผลการทดลองการหาอตราสวนแรงดนไฟฟา ของหมอแปลงไฟฟาพกดแรงดน 220/110 V

แรงดนไฟฟา อตราสวนของแรงดนไฟฟา (K)

V1 (V) V2 (V) V2/V1

50 100 150 220

7. ปรบแหลงจายใหแรงดนไฟฟา V1 เทากบ 220 V 8. จายโหลดใหกบหมอแปลงไฟฟาโดยปรบสวตช S ในต าแหนงปดวงจร (Turn On) ครงละ 2 หลอด 9. วดและบนทกคากระแส I1 และ I2 ลงในตารางท 3.1.3

10. ค านวณหาคาอตราสวนของกระแสไฟฟา K = บนทกผลลงในตารางท 3.1.3

ตารางท 3.1.3 ตารางบนทกผลการทดลองการหาอตราสวนกระแสไฟฟา ของหมอแปลงไฟฟาพกด 220/110 V

กระแสไฟฟา อตราสวนของแรงดนไฟฟา (K)

I1 (A) I2 (A) I1/I2

8. ปรบแรงดนของแหลงจายไฟฟากระแสสลบมาท 0 โวลต สนสดการทดลอง

9. จากตารางท 3.1.2 แสดงการค านวณหาคาเฉลยของ V1 , V2 และหาอตราสวนของแรงดนไฟฟา (K) จากคาเฉลยดงกลาว ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 10. จากตารางท 3.1.2 แสดงการค านวณหาคาเฉลยของ I1 , I2 และหาอตราสวนของกระแสไฟฟา (K) จากคาเฉลยดงกลาว ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 11. จากการทดลอง อตราสวนการเปลยนแปลง (K) ของหมอแปลงไฟฟามคาเทากบ............................เปนหมอแปลงไฟฟาชนด ( เพมแรงดน / ลดแรงดน ) เพราะวา.............................................................................................................................................................

ขอควรระวง 1. กอนตอวงจรให ปดสวตช (Turn Off) ของแหลงจายแรงดนไฟฟากอนทกครง 2. กอนตอวงจรใหปรบตง ยานวดของเครองวดทกตว ใหถกตองกอนทกครง 3. เมอตอวงจรเสรจเรยบรอย กอนจายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร ใหครตรวจสอบวงจรกอนทกครง 4. การจายแรงดนไฟฟาใหกบส าหรบหมอแปลงไฟฟาจะตองไมเกน 220 V

ขอเสนอแนะ การอานคาจากเครองวดชนดเขมช ตองใหระดบสายตาท ามมตงฉากกนกบเขมช จะท าใหคาจากการวดมความถกตอง

การทดลองท 3.1.2 การหาอตราสวนการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟาพกดแรงดน 110/220 V ล าดบขนการทดลอง 1. ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.1.3 โดยใชชดโหลด Incandescent Lamp เปนโหลดของหมอแปลงไฟฟา

I 1 I2

�

A

110 V

220 V AC 220 V

110 V

VV1

~

~ V~

A~ S

V2

รปท 3.1.3

2. ปรบยานวดของโวลตมเตอร V1 และ V2 ทยานวด 0 – 300 V AC 3. ปรบยานวดของแอมมเตอร I1 และ I2 ทยานวด 0 – 1 A AC 4. ปรบสวตช S ของชดโหลดทกตว ใหอยในต าแหนงเปดวงจร (Turn off) 5. ปรบแหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบใหกบหมอแปลงไฟฟา ใหไดแรงดนไฟฟา V1 ตามตารางบนทกผลการทดลองท 3.1.4 6. วดและบนทกคาแรงดนไฟฟา V2 ลงในตารางท 3.1.4




V1 (V) V2 (V) V2/V1

25 50 75

110

7. ปรบแหลงจายใหแรงดนไฟฟา V1 เทากบ 220 V 8. จายโหลดใหกบหมอแปลงไฟฟาโดยปรบสวตช S ในต าแหนงปดวงจร (Turn on) ครงละ 2 หลอด 9. วดและบนทกคากระแส I1 และ I2 ลงในตารางท 3.1.5




I1 (A) I2 (A) I1/I2

8. ปรบแรงดนของแหลงจายไฟฟากระแสสลบมาท 0 โวลต สนสดการทดลอง 9. จากตารางท 3.1.4 แสดงการค านวณหาคาเฉลยของ V1 , V2 และหาอตราสวนของแรงดนไฟฟา (K) จากคาเฉลยดงกลาว ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 10. จากตารางท 3.1.5 แสดงการค านวณหาคาเฉลยของ I1 , I2 และหาอตราสวนของกระแสไฟฟา (K) จากคาเฉลยดงกลาว ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 11. จากการทดลอง อตราสวนการเปลยนแปลง (K) ของหมอแปลงไฟฟามคาเทากบ............................เปนหมอแปลงไฟฟาชนด ( เพมแรงดน / ลดแรงดน ) เพราะวา…………… ………………………………………………………………………………………………………

ขอควรระวง 1. กอนตอวงจรให ปดสวตช (Turn off) ของแหลงจายแรงดนไฟฟากอนทกครง 2. กอนตอวงจรใหปรบตง ยานวดของเครองวดทกตว ใหถกตองกอนทกครง 3. เมอตอวงจรเสรจเรยบรอย กอนจายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร ใหครตรวจสอบวงจรกอนทกครง 4. การจายแรงดนไฟฟาใหกบส าหรบหมอแปลงไฟฟาจะตองไมเกน 110 V


สรปผลการทดลอง ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………




ชองาน งานทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด จ านวน 3 คาบ

จดประสงคการเรยนร จดประสงคทวไป 1. เพอใหมความร ความเขาใจ เกยวกบการท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด 2. เพอใหม ทกษะในการทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด 3. เพอใหมเจตคตทดในการปฏบตงานดวยความละเอยดรอบคอบ ปลอดภย เปนระเบยบ สะอาด ตรงตอเวลา มความซอสตยและมความรบผดชอบ จดประสงคเชงพฤตกรรม 1. เตรยมวสด เครองมอ และอปกรณการทดลองไดครบถวนถกตอง 2. ตอวงจรการทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดไดอยางถกตอง 3. อานคาจากเครองวดไดถกตอง 6. ค านวณหาคากระแสและคาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟา จากผลการทดลองไดถกตอง 7. เขยนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาจากผลการทดลองไดถกตอง 8. แสดงความรบผดชอบ ปฏบตงานดวยความตงใจ มวนย ปฏบตงานค านงถงความปลอดภย ปฏบตงานรวมกบผอนได เสรจทนตามเวลาทก าหนด

ทฤษฎ หมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด หมายถง หมอแปลงไฟฟาทรบแรงดนอนพตทางขดลวดปฐมภมทคาแรงดนพกด สวนขดลวดทตยภมเปดวงจร ท าใหไมมกระแสทางดานทตยภม กระแสทไหลเขาทางดานปฐมภมจงเปนเพยงกระแสสรางฟลกซและกระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลกเทานน ซงมคาต ามาก ก าหนดใหเปนกระแส I0 ซงท ามมลาหลงแรงดนทจายเขาก าหนดใหเปนมม 0 ดงนนขณะไมมโหลด หมอแปลงไฟฟาจงมคาเพาเวอรแฟกเตอรเทากบ Cos0

ก าลงไฟฟาของหมอแปลงในสภาวะไมมโหลด เปนก าลงสญเสยในแกนเหลกซง ซงถอวาเปนก าลงสญเสยทมคาคงทไมไดแปรคาตามโหลด อยางไรกตามการหาคากระแสสรางฟลกซและกระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลกของหมอแปลงไฟฟา สามารถท าไดโดยการจายแรงดน V1 ตามพกดโดยดานทตยภมเปดวงจร วดก าลงไฟฟาอนพต P0 และวดคากระแสอนพต I0

จากสมการ P0 = V1 I0Cos0

Cos0 =

เมอ Cos0 คอเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาขณะไมมโหลด

ดงนน 0 = Cos-1 [

]

กระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก I = I0 Cos0 กระแสสรางฟลกซ I = I0 Sin0

เมอ 0 เปนมมตางเฟส ระหวางแรงดน V1 กบกระแส I0


รปท 3.2.1 แสดงเครองมอแลอปกรณการทดลองตามใบงานท 3.2

1

2

3 4

5

ตารางท 3.2.1 รายการเครองมอและอปกรณการทดลอง

หมายเลข ชอเครองมอ – อปกรณ จ านวน 1 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส ขนาด 300 VA 220/110 V 1 ตว 2 แหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส 0 – 220 V 1 ตว 3 วตตมเตอรชนดตดแผง 1 ตว 4 เอซ โวลต – แอมมเตอรชนดตดแผง 2 ตว 5 สายตอวงจร 10 เสน

ล าดบขนการปฏบตงาน 1. จดเตรยมเครองมอและอปกรณตามรปท 3.2.1 พรอมศกษาใบปฏบตงานท 3.2 ใหเขาใจ 2. ตอวงจรการทดลอง ตามรปท 3.2.2

220 V AC V 220 VV1

A

P0 I0

110 V

110 V

~

~

รปท 3.2.2

3. ปรบสวตชตวเลอกของวตตมเตอร ดงน 3.1 สวตชเลอกชนดยานวดก าลงไฟฟา ปรบไปทต าแหนง P 3.2 สวตชเลอกยานแรงดนไฟฟา ปรบไปทต าแหนง 300 V 3.3 สวตชเลอกยานกระแสไฟฟา ปรบไปทต าแหนง 0.1 A 4. ปรบสวตชเลอกยานวดของโวลตมเตอรทต าแหนง 300 V AC 5. ปรบสวตชยานวดของแอมมเตอรทต าแหนง 0.1 A AC 6. ปรบแหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบใหกบหมอแปลงไฟฟา ใหไดแรงดนไฟฟา V1 เทากบ 220 V 7. อานและบนทกคา V1 , P0 และ I0 ลงในตารางท 3.2.2

8. ปรบลดแรงดนไฟสลบของแหลงจายไฟเทากบ 0 โวลต สนสดการทดลอง

ตารางท 3.2.2 ตารางบนทกผลการทดลอง คาจากการวด คาจากการค านวณ

P0 (W) V1 (V) I0 (A) COS0 0 I (A) I (A)

ขอควรระวง 1. กอนตอวงจรให OFF สวตชของแหลงจายแรงดนไฟฟากอน 2. กอนตอวงจรใหปรบตง ยานวดของเครองวดทกตว ใหถกตองกอนทกครง 3. เมอตอวงจรเสรจเรยบรอย กอนจายแรงดนไฟฟาใหกบวงจรใหครตรวจสอบวงจรกอนทกครง


ตอบค าถามหลงการทดลอง 1. จากคาจากการวดตามตารางผลการทดลอง จงแสดงวธการค านวณหาคาดงน 1.1 คาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด (Cos0) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.2 มมระหวางแรงดนไฟฟา V1 กบ I0 (0) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1.3 กระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก (I) ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

1.4 กระแสสรางฟลกซ (I) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2. บนทกคา Cos0 , 0 , I และ I ทไดจากการค านวณลงในตารางท 3.2.2 3. จากการทดลอง ก าลงสญเสยในแกนเหลกของหมอแปลงไฟฟาเทากบ...........................วตต 4. กระแสของหมอแปลงไฟฟา ในสภาวะไมมโหลดเทากบ....................แอมแปร 5. เพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดเทากบ................................. 6. จากผลการทดลองจงเขยนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด

สรปผลการทดลอง ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................




ชองาน งานทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด จ านวน 3 คาบ

จดประสงคการเรยนร จดประสงคทวไป 1. เพอใหมความร ความเขาใจ เกยวกบการท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด 2. เพอใหม ทกษะในการทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด 3. เพอใหมเจตคตทดในการปฏบตงานดวยความละเอยดรอบคอบ ปลอดภย เปนระเบยบ สะอาด ตรงตอเวลา มความซอสตยและมความรบผดชอบ

จดประสงคเชงพฤตกรรม 1. จดเตรยมพนท วสด เครองมอและอปกรณในการทดลองไดครบถวนถกตอง 2. ตอวงจรการทดลองตามแบบทก าหนดใหไดถกตอง 3. ทดลองตามล าดบขนตอนไดอยางถกตอง 4. อานคาจากเครองวดไดถกตอง 5. ค านวณหากระแสและคาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาจากผลการทดลองไดถกตอง 6. เขยนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาจากผลการทดลองไดอยางถกตอง 7. แสดงความรบผดชอบ ปฏบตงานดวยความตงใจ มวนย ค านงถงความปลอดภยในการ ปฏบตงาน ท างานรวมกบผอนได เสรจทนตามเวลาทก าหนด

ทฤษฎ หมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด จะมกระแสไหลในขดปฐมภมอยคาหนง เรยกวากระแส I0เมอหมอแปลงไฟฟาจายโหลด ทมคาเพาเวอรแฟกเตอรคาหนง จะเกดกระแสไหลในขดลวดทตยภมเทากบกระแสโหลด (I2) ทศทางของกระแสขนอยกบคาเพาเวอรแฟกเตอรของโหลด (Cos2) ซงมผลท าใหมกระแสไหลในขดลวดปฐมภมเพมขนตามสดสวนของกระแสโหลด เรยกวากระแสโหลดทางขดลวดปฐมภม (I2) กระแสโหลดทางขดลวดปฐมภม มขนาดเทากบอตราสวนของหมอแปลงไฟฟาคณกบกระแสโหลดทางขดลวดทตยภม (I2= KI2) แตมทศทางตรงขามกน

ดงนนกระแสดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาขณะมโหลด (I1) มคาเทากบผลรวมทางเวกเตอรของกระแสขณะไมมโหลด (I0) และกระแสโหลดทางดานปฐมภม(I2) ตามสมการ

I1 = √

เมอ = 0 2

และจากสมการ

I1Cos1 = I0 Cos0+ I2Cos2

ดงนน Cos1 =

เมอ Cos1 คอ คาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด

1 คอ มมตางเฟสระหวางแรงดน V1 กบกระแส I1



1

2

3 4

5

6


หมายเลข ชอเครองมอ – อปกรณ จ านวน 1 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส ขนาด 300 VA 220/110 V 1 ตว 2 แหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส 0 – 220 V 1 ตว 3 วตตมเตอรชนดตดแผง 1 ตว 4 เอซ โวลต – แอมมเตอรชนดตดแผง 4 ตว 5 ชดหลอดไฟฟาแบบมไส (Incandescent lamp) 1 ชด 6 สายตอวงจร 15 เสน

ล าดบขนการทดลอง 1. จดเตรยมเครองมอและอปกรณตามรปท 3.3.1 พรอมศกษาใบงานท 3.3 ใหเขาใจ 2. ตอวงจรการทดลอง หมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด ตามรปท 3.3.2

220 V AC V 220 VV1

A

P0 I 0

110 V

110 V

~

~

รปท 3.3.2 วงจรการทดลองเมอหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด

3. ปรบสวตชตวเลอกของวตตมเตอร ดงน 3.1 สวตชเลอกชนดยานวดก าลงไฟฟา ปรบไปทต าแหนง P 3.2 สวตชเลอกยานแรงดนไฟฟา ปรบไปทต าแหนง 300 V 3.3 สวตชเลอกยานกระแสไฟฟา ปรบไปทต าแหนง 0.1 A 4. ปรบสวตชเลอกยานวดของโวลตมเตอรทต าแหนง 300 V AC 5. ปรบสวตชยานวดของแอมมเตอรทต าแหนง 0.1 A AC

6. ปรบแหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบใหกบหมอแปลงไฟฟา ใหไดแรงดนไฟฟา V1 เทากบ 220 V 4. อานและบนทกคา V1 , P0 และ I0 ลงในตารางท 3.3.2 5. ปรบแรงดนไฟฟาของแหลงจายไฟฟากระแสสลบทต าแหนง 0 โวลต และปดสวตช 6. ค านวณหาคา Cos0 และ 0 และบนทกลงในตารางท 3.3.2

ตารางท 3.3.2 ผลการทดลองเมอหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด

7. จากตารางผลการทดลองตามตารางท 3.3.2 ตอบค าถามตอไปน 7.1 ก าลงสญเสยในแกนเหลกของหมอแปลงไฟฟาเทากบ..................................วตต 7.2 กระแสของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดเทากบ..............................แอมแปร 7.3 คาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดเทากบ...................... 7.4 กระแสของหมอแปลงในสภาวะไมมโหลดท ามม ( น าหนา / ลาหลง / อนเฟส) กบแรงดนไฟฟาดานปฐมภมเทากบ..........................องศาไฟฟา 8. ตอวงจรตามรปท 3.3.3 โดยใชโหลดทมคาประกอบก าลงเทากบหนง (ชดหลอดไฟแบบมไส) โดยใหสวตช S ทกตวอยในสภาวะเปดวงจร (Turn Off )

220 V AC V 220 VV1

A

V �

I2

V2

S110 V

110 V

IA

P

~

~

~

~

21

รปท 3.3.3 วงจรการทดลองเมอหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด

คาจากการวด คาจากการค านวณ

P0 (W) V1(V) I0(A) COS 0 0 ()

9. ปรบสวตชตวเลอกของวตตมเตอร ดงน 9.1 สวตชเลอกก าลงไฟฟาจรง ปรบไปทต าแหนง P 9.2 สวตชเลอกแรงดนไฟฟา ปรบไปทต าแหนง 300 V 9.3 สวตชเลอกกระแสไฟฟา ปรบไปทต าแหนง 0.3 A 10. ปรบสวตชเลอกยานวดของโวลตมเตอรทงสองตวทต าแหนง 300 V AC 11. ปรบสวตชยานวดของแอมมเตอรทงสองตวทต าแหนง 1 A AC 12. ปรบแหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบใหกบหมอแปลงไฟฟา ใหไดแรงดนไฟฟา V1 เทากบ 220 V 13. เปดสวตช S (Turn on) ทควบคมโหลดใหกบหมอแปลงไฟฟา จ านวน 3 ล าดบ แตละล าดบของโหลดวดและบนทกคา P2 , V1, V2 , I1 และ I2 ลงในตารางท 3.3.3

ตารางท 3.3.3 ตารางผลการทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด

14. ปรบแหลงจายแรงดนไฟฟาทต าแหนง 0 โวลต ปดสวตชและสนสดการทดลอง 15. แสดงการค านวณหาคาตางๆ ดงน 15.1 คากระแส I2 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ล าดบโหลด


V1(V) I1(A) P2 (W) V2(A) I2(A) I2(A) I1(A) COS1

1

2

3

15.2 คากระแส I1 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 15.3 คา Cos1 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 16. น าผลทไดจากการค านวณตามขอ 15. บนทกลงในตารางท 3.3.3

ขอควรระวง 1. กอนตอวงจรให ปดสวตชของแหลงจายแรงดนไฟฟากอนทกครง 2. กอนตอวงจรใหปรบตง ยานวดของเครองวดทกตว ใหถกตองกอนทกครง 3. เมอตอวงจรเสรจเรยบรอย กอนจายแรงดนไฟฟาใหกบวงจร ใหครตรวจสอบวงจรกอนทกครง


ค าถามหลงการทดลอง 1. จากผลการทดลองตามตารางท 3.3.2 และตารางท 3.3.3 จงเขยนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟา เมอจายโหลดในล าดบท 3 ของตารางท 3.3.3

2. โหลดของหมอแปลงไฟฟาทใชในการทดลองคอโหลดชนดใด มคณลกษณะแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาอยางไร .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 3. กระแส I2 คออะไร มขนาดและทศทางอยางไร .......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 4. หากหมอแปลงไฟฟาทใชทดลองจายโหลดเตม ทเพาเวอรแฟกเตอร 0.8 ลาหลง จงค านวณหาคากระแสดานปฐมภมและคาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาขณะจายโหลด พรอมเขยนเวกเตอรไดอะแกรม ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................

สรปผลการทดลอง ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

ภาคผนวก

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน

ขอ ค ำตอบ 1. ก 2. ง 3. ข 4. ก 5. ง 6. ค 7. ข 8. ง 9. ข

10. ค

ขอ ค ำตอบ 1. ข 2. ค 3. ก 4. ข 5. ง 6. ข 7. ง 8. ค 9. ง

10. ก

เฉลยใบงานท 3.1 หนวยท 3




จดประสงคการเรยนร

1. จดประสงคทวไป เพอใหมความรความเขาใจ มทกษะและเจตคตทดเกยวกบการหาอตราสวนการเปลยนแปลง ของหมอแปลงไฟฟา 2. จดประสงคเชงพฤตกรรม 2.1 เตรยมวสด เครองมอ และอปกรณการทดลองไดครบถวนถกตอง 2.2 ตอวงจรทดลองเพอหาอตราสวนการเปลยนแปลงหมอแปลงไฟฟาไดอยางถกตอง 2.3 อานคาแรงดนไฟฟาจากเครองวดไดอยางถกตอง 2.4 อานคากระแสไฟฟาจากเครองวดไดอยางถกตอง 2.5 ค านวณหาอตราสวนแรงดนของหมอแปลงไฟฟาไดอยางถกตอง 2.6 ค านวณหาอตราสวนกระแสของหมอแปลงไฟฟาไดอยางถกตอง 2.7 แสดงความรบผดชอบ ท างานรวมกบผอนได มความเปนระเบยบเรยบรอย สะอาด เสรจทนตาม เวลาทก าหนด


K =


แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของหมอแปลงไฟฟาแปรคาโดยตรงกบจ านวนรอบของขดลวด นนคอแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของขดปฐมภมแปรคาโดยตรงกบจ านวนรอบของขดลวดปฐมภม (E1N1) และแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของขดทตยภมแปรคาโดยตรงกบจ านวนรอบของขดลวดทตยภม (E2N2)

ในทางอดมคต แรงดนไฟฟา E1 = V1 และ E2 = V2 และเมอหมอแปลงไฟฟามโหลด อตราสวนของกระแสดานปฐมภมตอกระแสดานทตภม จะมคาเทากบอตราสวนการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟา เชนกน ดงนน

K =

=





1

2

4

5

3

6



การทดลองท 3.1.1 การหาอตราสวนการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟาพกดแรงดน 220/110 V ล าดบขนการทดลอง 1. จดเตรยมเครองมอและอปกรณตามรปท 3.1.1 พรอมศกษาใบงานท 3.1ใหเขาใจ 2. ตอวงจรตามรปท 3.1.2 โดยใชชดโหลด Incandescent lamp เปนโหลดของหมอแปลงไฟฟา

A

220 V220 V AC

I1 I 2

110 V

110 V

VV1

~

~

V~

A~ S

�

V2

รปท 3.1.2

3. ปรบยานวดของโวลตมเตอร V1 และ V2 ทยานวด 0 – 300 V AC 4. ปรบยานวดของแอมมเตอร I1 และ I2 ทยานวด 0 – 1 A AC 5. ปรบสวตช S ของโหลดทกตว ใหอยในต าแหนงเปดวงจร (Turn off) 4. ปรบแหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบใหกบหมอแปลงไฟฟา ใหไดแรงดนไฟฟา V1 ตามตารางบนทกผลการทดลองท 3.1.2 5. วดและบนทกคาแรงดนไฟฟา V2 ลงในตารางท 3.1.2




V1 (V) V2 (V) V2/V1

50 25 0.5 100 51 0.51 150 78 0.52 220 112 0.51





I1 (A) I2 (A) I1/I2

0.14 0.23 0.6 0.26 0.47 0.55 0.38 0.71 0.53


9. จากตารางท 3.1.2 แสดงการค านวณหาคาเฉลยของ V1 , V2 และหาอตราสวนของแรงดนไฟฟา (K) จากคาเฉลยดงกลาว

V1 (เฉลย) =

= 130 V

V2 (เฉลย) =

= 66.5 V

อตราสวนของแรงดนไฟฟาจากคาเฉลย

K = เฉลย

เฉลย

=

= 0.51 ตอบ

10. จากตารางท 3.1.2 แสดงการค านวณหาคาเฉลยของ I1 , I2 และหาอตราสวนของกระแสไฟฟา (K) จากคาเฉลยดงกลาว

I1 (เฉลย) =

= 0.26 A

I2 (เฉลย) =

= 0.47 A อตราสวนของกระแสไฟฟาจากคาเฉลย

K = เฉลย

เฉลย

=

= 0.55 ตอบ 11. จากการทดลอง อตราสวนการเปลยนแปลง (K) ของหมอแปลงไฟฟามคาเทากบ 0.5 เปนหมอแปลงไฟฟาชนด ( เพมแรงดน / ลดแรงดน ) เพราะวา อตราสวน (K) = 0.5 ซงมคานอยกวาหนง

ขอควรระวง 1. กอนตอวงจรให ปดสวตช (Turn off) ของแหลงจายแรงดนไฟฟากอนทกครง 2. กอนตอวงจรใหปรบตง ยานวดของเครองวดทกตว ใหถกตองกอนทกครง 3. เมอตอวงจรเสรจเรยบรอย กอนจายแรงดนไฟฟาใหกบวงจรใหครตรวจสอบวงจรกอนทกครง 4. การจายแรงดนไฟฟาใหกบส าหรบหมอแปลงไฟฟาจะตองไมเกน 220 V

ขอเสนอแนะ การอานคาจากเครองวดชนดเขมช ตองใหระดบสายตาท ามมตงฉากกนกบเขมช จะท าใหคาจากการวด มความถกตอง

การทดลองท 3.1.2 การหาอตราสวนการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟาพกดแรงดน 110/220 V ล าดบขนการทดลอง 1. ตอวงจรการทดลองตามรปท 3.1.3 โดยใชชดโหลด Incandescent lamp เปนโหลดของหมอแปลงไฟฟา

I1 I 2

�

A

110 V

220 V AC 220 V

110 V

VV1

~

~ V~

A~ S

V2

รปท 3.1.3





V1 (V) V2 (V) V2/V1

25 49 1.96 50 100 2.0 75 145 1.93

110 217 1.97





I1 (A) I2 (A) I1/I2

0.67 0.32 2.1 1.32 0.65 2.0 1.9 0.95 2.0

8. ปรบแรงดนของแหลงจายไฟฟากระแสสลบมาท 0 โวลต สนสดการทดลอง 9. จากตารางท 3.1.4 แสดงการค านวณหาคาเฉลยของ V1 , V2 และหาอตราสวนของแรงดนไฟฟา (K) จากคาเฉลยดงกลาว

V1 (เฉลย) =

= 65 V

V2 (เฉลย) =

= 127.75 V อตราสวนของแรงดนไฟฟาจากคาเฉลย

K = เฉลย

เฉลย

=

= 1.96 ตอบ


I1 (เฉลย) =

= 1.3 A

I2 (เฉลย) =


K = เฉลย

เฉลย

=

= 2.0 ตอบ 11. จากการทดลอง อตราสวนการเปลยนแปลง (K) ของหมอแปลงไฟฟามคาเทากบ 2.0 เปนหมอแปลงไฟฟาชนด ( เพมแรงดน / ลดแรงดน ) เพราะวา อตราสวน (K) = 2 ซงมคามากกวาหนง



สรปผลการทดลอง อตราสวนของหมอแปลงไฟฟา คอ ความสมพนธของ แรงดนไฟฟา กระแสไฟฟาและจ านวนรอบของขดลวด ระหวางดานปฐมภมกบดานทตยภม จากการทดลองหาอตราสวนของหมอแปลงไฟฟา เปนการหาอตราสวนของแรงดนไฟฟาและอตราสวนของกระแสไฟฟา โดยมสมการของอตราสวนทได ดงน

K =

=

เมอ K คอ อตราสวนของหมอแปลงไฟฟา V1 คอ แรงดนไฟฟาดานปฐมภม V2 คอ แรงดนไฟฟาดานทตภม I1 คอ กระแสไฟฟาดานปฐมภม I2 คอ กระแสไฟฟาดานทตภม

ดงนน เมอ K มากกวา 1 คอหมอแปลงไฟฟาชนดเพมแรงดน K นอยกวา 1 คอหมอแปลงไฟฟาชนดลดแรงดน K เทากบ 1 คอหมอแปลงไฟฟาชนดตามแรงดน





จดประสงคการเรยนการสอน

1. จดประสงคทวไป เพอใหมความรความเขาใจ เกดทกษะและเจตคตทดเกยวงานทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด 2. จดประสงคเชงพฤตกรรม 2.1 เตรยมวสด เครองมอ และอปกรณการทดลองไดครบถวนถกตอง 2.2 ตอวงจรการทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดไดอยางถกตอง 2.3 อานคาก าลงไฟฟาจากเครองวดไดอยางถกตอง 2.4 อานคาแรงดนไฟฟาจากเครองวดไดอยางถกตอง 2.5 อานคากระแสไฟฟาจากเครองวดไดอยางถกตอง 2.6 ค านวณหาคาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาจากการทดลองไดอยางถกตอง 2.7 ค านวณหากระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลกจากการทดลองไดอยางถกตอง 2.8 ค านวณหากระแสสรางฟลกซของหมอแปลงไฟฟาจากการทดลองไดอยางถกตอง 2.9 เขยนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาจากการทดลองไดอยางถกตอง 2.10 แสดงความรบผดชอบ ปฏบตงานดวยความตงใจ มวนย ปฏบตงานค านงถงความปลอดภย ปฏบตงานรวมกบผอนได เสรจทนตามเวลาทก าหนด

ทฤษฎ หมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด หมายถง หมอแปลงไฟฟาทรบแรงดนอนพตทางขดลวด ปฐมภมทคาแรงดนพกด สวนขดลวดทตยภมเปดวงจร ท าใหไมมกระแสทางดานทตยภม กระแสทไหลเขาทางดานปฐมภมจงเปนเพยงกระแสสรางฟลกซและกระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลกเทานน ซงมคาต ามาก ก าหนดใหเปนกระแส I0 ซงท ามมลาหลงแรงดนทจายเขาก าหนดใหเปนมม 0 ดงนนขณะไมมโหลด หมอแปลงไฟฟาจงมคาเพาเวอรแฟกเตอรเทากบ Cos0 ก าลงไฟฟาของหมอแปลงในสภาวะไมมโหลด เปนก าลงสญเสยในแกนเหลกซง ซงถอวาเปนก าลงสญเสยทมคาคงทไมไดแปรคาตามโหลด อยางไรกตามการหาคากระแสสรางฟลกซและกระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลกของหมอแปลงไฟฟา สามารถท าไดโดยการจายแรงดน V1 ตามพกดโดยดานทตยภมเปดวงจร วดก าลงไฟฟาอนพต P0 และวดคากระแสอนพต I0


เพาเวอรแฟกเตอรขณะไมมโหลด (Cos0) =


]

กระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก (I) = I0 Cos0

กระแสสรางฟลกซแมเหลก (I) = I0 Sin0




1

2

3 4

5



ล าดบขนการทดลอง 1. จดเตรยมเครองมอและอปกรณตามรปท 3.2.1 พรอมศกษาใบปฏบตงานท 3.2 ใหเขาใจ 2. ตอวงจรการทดลอง ตามรปท 3.2.2

220 V AC V 220 VV1

A

P0 I0

110 V

110 V

~

~

รปท 3.2.2

3. ปรบสวตชตวเลอกของวตตมเตอร ดงน 3.1 สวตชเลอกชนดยานวดก าลงไฟฟา ปรบไปทต าแหนง P 3.2 สวตชเลอกยานแรงดนไฟฟา ปรบไปทต าแหนง 300 V 3.3 สวตชเลอกยานกระแสไฟฟา ปรบไปทต าแหนง 0.1 A 4. ปรบสวตชเลอกยานวดของโวลตมเตอรทต าแหนง 300 V AC 5. ปรบสวตชยานวดของแอมมเตอรทต าแหนง 0.1 A AC 6. ปรบแหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบใหกบหมอแปลงไฟฟา ใหไดแรงดนไฟฟา V1 เทากบ 220 V 7. อานและบนทกคา V1 , P0 และ I0 ลงในตารางท 3.2.2 8. ปรบลดแรงดนไฟสลบของแหลงจายไฟเทากบ 0 โวลต สนสดการทดลอง


P0 (W) V1 (V) I0 (A) COS0 0 I (A) I (A) 4.2 220 0.052 0.37 63.8 0.019 0.048



ตอบค าถามหลงการทดลอง 1. จากคาจากการวดตามตารางผลการทดลอง จงแสดงวธการค านวณหาคาดงน 1.1 คาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด (Cos0)

จากสมการ Cos0 =

=

= 0.37 ตอบ

1.2 มมระหวางแรงดนไฟฟา V1 กบ I0 (0) 0 = Cos-1(0.37) = 68.3 องศาไฟฟา

1.3 กระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก (I) จากสมการ I = I0Cos0 = 0.052 0.37 = 0.019 A ตอบ

1.4 กระแสสรางฟลกซ (I) จาก 0 = 68.3

Sin0 = Sin(68.3) = 0.93 I = I0Sin0 = 0.052 0.93 = 0.048 A ตอบ 2. บนทกคา Cos0 , 0 , I และ I ทไดจากการค านวณลงในตารางท 3.2.2 3. จากการทดลอง ก าลงสญเสยในแกนเหลกของหมอแปลงไฟฟาเทากบ 4.2 วตต 4. กระแสของหมอแปลงไฟฟา ในสภาวะไมมโหลดเทากบ 0.052 แอมแปร 5. เพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดเทากบ 0.37 6. จากผลการทดลองจงเขยนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด

m

E1

E2

V1 = 220 V

I0 = 0.052 A

V

I = 0.048 A

I = 0.019 A

แรงดนไฟฟา อตราสวน 1 : 22 กระแสไฟฟา อตราสวน 1 : 0.004

0 = 63.8

สรปผลการทดลอง หมอแปลงไฟฟาในสภาวะทไมมโหลด เปนสภาวทหมอแปลงไฟฟายงไมจายโหลด ก าลงไฟฟาทวดไดทางดานปฐมภมคอก าลงสญเสยในแกนเหลก ซงจะมคานอยมากเมอเทยบกบก าลงสญเสยขณะโหลด เตม จงท าใหคาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดมคาต า กระแสทไหลในขดลวดปฐมภม (I0)ท ามมลาหลงแรงดนดานปฐมภม (V1) เทากบ 0 จากกระแส (I0)และมม 0ทไดน าไปค านวณหากระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก (I) และกระแสสรางฟลกซ (I) ตามสมการ I = I0Cos0 I = I0Sin0





จดประสงคการเรยนการสอน 1. จดประสงคทวไป เพอใหมความรความเขาใจ มทกษะและเจตคตทดเกยวกบงานทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด 2. จดประสงคเชงพฤตกรรม 2.1 จดเตรยมพนท วสด เครองมอและอปกรณในการทดลองไดครบถวนถกตอง 2.2 ตอวงจรการทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลดไดอยางถกตอง 2.3 ทดลองตามล าดบขนตอนไดถกตอง 2.4 อานคาจากเครองวดไดถกตอง 2.5 ค านวณหากระแสดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลดจากการทดลองไดถกตอง 2.6 ค านวณหาคาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลดจากการทดลองไดถกตอง 2.7 เขยนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลดจากการทดลองไดอยางถกตอง 2.8 แสดงความรบผดชอบ ปฏบตงานดวยความต งใจ มวนย ค านงถงความปลอดภยในการ ปฏบตงาน ท างานรวมกบผอนได เสรจทนตามเวลาทก าหนด

ทฤษฎ หมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด จะมกระแสไหลในขดปฐมภมอยคาหนง เรยกวากระแส I0

เมอหมอแปลงไฟฟาจายโหลด ทมคาเพาเวอรแฟกเตอรคาหนง จะเกดกระแสไหลในขดลวดทตยภมเทากบกระแสโหลด (I2) ทศทางของกระแสขนอยกบคาเพาเวอรแฟกเตอรของโหลด (Cos2) ซงมผลท าใหมกระแสไหลในขดลวดปฐมภมเพมขนตามสดสวนของกระแสโหลด เรยกวากระแสโหลดทางขดลวดปฐมภม (I2) กระแสโหลดทางขดลวดปฐมภม มขนาดเทากบอตราสวนของหมอแปลงไฟฟาคณกบกระแสโหลดทางขดลวดทตยภม (I2= KI2) แตมทศทางตรงขามกน ดงนนกระแสดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาขณะมโหลด (I1) มคาเทากบผลรวมทางเวกเตอรของกระแสขณะไมมโหลด (I0) และกระแสโหลดทางดานปฐมภม(I2) ตามสมการ

I1 = √

เมอ = 0 2



ดงนน Cos1 =

เมอ Cos1 คอ คาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด 1 คอ มมตางเฟสระหวางแรงดน V1 กบกระแส I1





1

2

3 4

5

6

ล าดบขนการทดลอง การทดลองท 3.3.1 หมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด 1. จดเตรยมเครองมอและอปกรณตามรปท 3.3.1 พรอมศกษาใบงานท 3.3 ใหเขาใจ 2. ตอวงจรการทดลอง หมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด ตามรปท 3.3.2

220 V AC V 220 VV1

A

P0 I0

110 V

110 V

~

~


3. ปรบสวตชตวเลอกของวตตมเตอร ดงน 3.1 สวตชเลอกชนดยานวดก าลงไฟฟา ปรบไปทต าแหนง P 3.2 สวตชเลอกยานแรงดนไฟฟา ปรบไปทต าแหนง 300 V 3.3 สวตชเลอกยานกระแสไฟฟา ปรบไปทต าแหนง 0.1 A 4. ปรบสวตชเลอกยานวดของโวลตมเตอรทต าแหนง 300 V AC 5. ปรบสวตชยานวดของแอมมเตอรทต าแหนง 0.1 A AC 6. ปรบแหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบใหกบหมอแปลงไฟฟา ใหไดแรงดนไฟฟา V1 เทากบ 220 V 4. อานและบนทกคา V1 , P0 และ I0 ลงในตารางท 3.3.2 5. ปรบแรงดนไฟฟาของแหลงจายไฟฟากระแสสลบทต าแหนง 0 โวลต และปดสวตช 6. ค านวณหาคา Cos0 และ 0 และบนทกลงในตารางท 3.3.2


7. จากตารางผลการทดลองตามตารางท 3.3.2 ตอบค าถามตอไปน 7.1 ก าลงสญเสยในแกนเหลกของหมอแปลงไฟฟาเทากบ 4.2 วตต


P0 (W) V1(V) I0(A) COS 0 0 ()

4.2 220 0.052 0.37 68.3

7.2 กระแสของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดเทากบ 0.052 แอมแปร 7.3 คาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดเทากบ 0.37 7.4 กระแสของหมอแปลงในสภาวะไมมโหลดท ามม ( น าหนา / ลาหลง / พรอมกน ) แรงดนไฟฟาดานปฐมภมเทากบ 68.3 องศาไฟฟา

การทดลองท 3.3.2 หมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด 8. ตอวงจรตามรปท 3.3.3 โดยใชโหลดทมคาเพาเวอรแฟกเตรเทากบหนง (ชดหลอดไฟแบบมไส) โดยใหสวตช S ทกตวอยในสภาวะเปดวงจร ( Turn off )

220 V AC V 220 VV1

A

V �

I2

V2

S110 V

110 V

IA ~

~

~

~

1


10. ปรบสวตชเลอกยานวดของโวลตมเตอรทงสองตวทต าแหนง 300 V AC 11. ปรบสวตชยานวดของแอมมเตอรทงสองตวทต าแหนง 1 A AC 12. ปรบแหลงจายแรงดนไฟฟากระแสสลบใหกบหมอแปลงไฟฟา ใหไดแรงดนไฟฟา V1 เทากบ 220 V 13. เปดสวตช S (Turn on) ทควบคมโหลดใหกบหมอแปลงไฟฟา จ านวน 3 ล าดบ แตละล าดบของโหลดวดและบนทกคา V1 , I1 , V2 และ I2 ลงในตารางท 3.3.3


14. ปรบแหลงจายแรงดนไฟฟาทต าแหนง 0 โวลต ปดสวตชและสนสดการทดลอง



V1(V) I1(A) V2(V) I2(A) I2(A) I1(A) COS1

1 220 0.14 113 0.24 0.12 0.147 0.95

2 220 0.25 110 0.47 0.235 0.258 0.98

3 220 0.38 110 0.7 0.35 0.372 0.99

15. แสดงการค านวณหาคาตางๆ ดงน 15.1 คากระแส I2 โหลดล าดบท 1 I2 = KI2 = 0.50.24 = 0.12 A โหลดล าดบท 2 I2 = KI2 = 0.50.47 = 0.235 A โหลดล าดบท 3 I2 = KI2 = 0.50.7 = 0.35 A 15.2 คากระแสดานปฐมภมในสภาวะมโหลด (I1)

หมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด I0 = 0.052 A 0 = 68.3 เพาเวอรแฟกเตอรของโหลด Cos2 = 1 2 = 0 ดงนน = 0 - 2 = 68.3 – 0 = 68.3 โหลดล าดบท 1

I1 = √

= √ = 0.147 A โหลดล าดบท 2

I1 = √

= √ = 0.259 A

โหลดล าดบท 3

I1 = √

= √

= 0.372 A 15.3 คาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสถาวะมโหลด (Cos1) โหลดล าดบท 1

Cos1 =

=

= 0.95 โหลดล าดบท 2

Cos1 =

=


Cos1 =

=

= 0.99

16. น าผลทไดจากการค านวณตามขอ 15. บนทกลงในตารางท 3.3.3

ขอควรระวง 1. กอนตอวงจรให ปดสวตชของแหลงจายแรงดนไฟฟากอนทกครง 2. กอนตอวงจรใหปรบตง ยานวดของเครองวดทกตว ใหถกตองกอนทกครง 3. เมอตอวงจรเสรจเรยบรอย กอนจายแรงดนไฟฟาใหกบวงจรใหครตรวจสอบวงจรกอนทกครง 4. ตองปรบยานวดของเครองวดใหมคาเหมาะสมกบโหลด


ค าถามหลงการปฏบตงาน 1. จากผลการทดลองตามตารางท 3.3.2 และตารางท 3.3.3 จงเขยนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟา เมอจายโหลดในล าดบท 1 ของตารางท 3.3.3

2. โหลดของหมอแปลงไฟฟาทใชในการทดลองคอโหลดชนดใด มคณลกษณะแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาอยางไร ตอบ เปนโหลดชนดตวตานทาน ทคณลกษณะกระแสไฟฟาอนเฟสกนกบแรงดนไฟฟา ท าใหคาเพาเวอรแฟกเตอรของโหลดเทากบหนง 3. กระแส I2 คออะไร มขนาดและทศทางอยางไร ตอบ กระแส I2คอ กระแสของโหลดทไหลทางดานปฐมภม มขนาดเทากบผลคณของอตราสวนกบกระแสโหลดทางดานทตยภม มทศทางตรงกนขามกบกระแสโหลดทางดานทตยภม

m

V2 = 110 V

V1 = 220 V

I0 = 0.052 A

V


0 = 63.8

I2 = 0.24 A

I2 = 0.12 A I1 = 0.147 A

A

1 = 18.2

4. หากหมอแปลงไฟฟาทใชทดลองจายโหลดเตม ทเพาเวอรแฟกเตอร 0.8 ลาหลง จงค านวณหาคากระแสดานปฐมภมและคาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาขณะจายโหลด พรอมเขยนเวกเตอรไดอะแกรม

วธท า

I2 =

=

= 2.73 A

I2 = KI2

= 0.52.73

= 1.36 A

Cos2 = 0.8

2 = Cos-1(0.8)

= 36.87

= 0 - 2

= 68.3 – 36.87

= 31.43

I1 = √

= √

= 1.405 A

Cos1 =

=

= 0.79

I0 = 0.052 A

เขยนเวกเตอรไดอะแกรม

สรปผลการทดลอง จากผลการทดลอง สรปไดวา หมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด กระแสทไหลในขดลวดปฐมภม เรยกวากระแสขณะไมมโหลด (I0) ซงมคานอยมาก เมอเทยบกบกระแสขณะโหลดเตม ก าลงไฟฟาทวดไดทางอนพตจงเปนก าลงสญเสยในแกนเหลก (P0) คาเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาในสภางะไมมโหลดจะมคาต า เมอหมอแปลงไฟฟามโหลดชนดตวตานทาน (Resistive Load) จะท าใหมกระแสไหลในขดลวดทตยภมเทากบกระแสโหลด (I2) ทศทางอนเฟสกบแรงดน V2 ท าใหเกดกระแส I2 มคาเทากบ K I2 มทศทางตรงกนขามกบกระแส I2 ผลรวมทางเวกเตอรระหวางกระแส I0 กบ I2 คอกระแส I1 ซงเปนกระแสดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาขณะมโหลด สามารถค านวณหาไดจากสมการ

I1 = √

เมอ = 0 - 2 และเพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาขณะมโหลดคอ

Cos1 =

-------------------------------------

V1 = 220 V

V2 = 110 V

I1 = 1.405 A

I2 = 2.73 A

m 2 = 36.87

0 = 68.3

เฉลยแบบฝกหดหนวยท 3 ค ำสง จงตอบค าถามตอไปนใหถกตองและสมบรณ (15 คะแนน) 1. จงบอกความหมายของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต (1 คะแนน) ตอบ หมอแปลงไฟฟาตามอดมคตหมายถง หมอแปลงไฟฟาทมประสทธภาพ 100 % ไมคดคาการสญเสยใดๆ ไมคดฟลกซรว และแกนเหลก มคาความซาบซมไดเปนอนนต 2. จากรป จงอธบายหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต (2 คะแนน)

V1

F

E1 E2

Im

V2

m

ตอบ เมอปอนแรงดนไฟฟากระแสสลบ (V1) ใหกบขดลวดปฐมภมของหมอแปลงไฟฟา จะมกระแสสรางฟลกซหรอกระแสกระตน (Im) ไหลในขดลวดปฐมภมท ามมลาหลงกบแรงดนไฟฟา V1 เทากบ 90 องศาไฟฟา กระแสสรางฟลกซจะสรางฟลกซแมเหลกรวม (Fm) และวงจรของแมเหลกโดยใชแกนเหลกเปนตวกลาง ฟลกซแมเหลกในแกนเหลกมการเปลยนแปลงตามทศทางของกระแส Im จงเกดการเหนยวน ากบขดลวดปฐมภม ไดแรงดนไฟฟาเหนยวน า E1 และเหนยวน ากบขดลวดทตยภมไดแรงดนไฟฟาเหนยวน า E2

3. จงเขยนสมการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของหมอแปลงไฟฟา (1 คะแนน)

ตอบ E1 = 4.44 f N1Fm E2 = 4.44 f N2Fm

4. หมอแปลงไฟฟาเฟสเดยวตวหนงตอกบแหลงจาย 380 V 50 Hz ขดลวดปฐมภมม 400 รอบ ขดลวดทตยภมม 120 รอบ แกนเหลกมพนทหนาตด 320 ตารางเซนตเมตร จงค านวณหา 4.1 แรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของขดลวดทตยภม (1 คะแนน)

วธท า

จากสมการ

=

E2 =

E1

=

380

= 114 V ตอบ

4.2 อตราสวนการเปลยนแปลงของหมอแปลงไฟฟา (1 คะแนน)

K =

=

= 0.3 ตอบ

5. จงอธบายหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด พรอมเขยนเวกเตอรของแรงดนไฟฟาและกระแสดานปฐมภมของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด (2 คะแนน) ตอบ เมอปอนแรงดนไฟฟาใหกบหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลด กระแสทไหลในขดลวดปฐมภมคอกระแส I0 มทศทางลาหลงแรงดนไฟฟาทปอนเปนมม 0 กระแส I0 ประกอบดวยการทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก (I) ซงท ามมอนเฟสกนกบแรงดนไฟฟาทปอน และกระแสสรางฟลกซ (Im) ซงท ามมลาหลงแรงดนไฟฟาทปอนเทากบ 90 องศาไฟฟา กระแสสรางฟลกซท าใหเกดฟลกซแมเหลกรวม (Fm) ซงใชแกนเหลกเปนตวกลางของวงจรแมเหลก

ฟลกซแมเหลกรวม จะเหนยวกบขดลวดปฐมภมและขดลวดทตยภม ไดแรงเคลอนไฟฟเหนยวน า E1

และ E2 ตามล าดบ ตามเวกเตอรไดอะแกรมดงน V1

I

Im

I0

Fm

E1

E2 = V2

0

เวกเตอรไดอะแกรมของแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาของหมอแปลงไฟฟาขณะไมมโหลด

6. หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส 440/220 V ขณะไมมโหลดกนกระแส 0.7 A วดก าลงไฟฟาได 65 W จงค านวณหาคากระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลกและกระแสสรางฟลกซ (1 คะแนน) วธท า


=

= 0.21

0 = Cos-10.21

= 77.88

กระแสทท าใหเกดการสญเสยในแกนเหลก (I) I = I0Cos0

= 0.70.21

= 0.147 A ตอบ

กระแสสรางฟลกซ (Im) Im = I0Sin0

= 0.7Sin77.88

= 0.684 A ตอบ

7. กระแส I2 คออะไร มขนาดและทศทางอยางไร (1 คะแนน) ตอบ กระแส I2 หมายถง กระแสโหลดของหมอแปลงไฟฟาทไหลในขดลวดปฐมภม มขนาดเทากบอตราสวนการเปลยนแปลงคณกบกระแสโหลด (I2 = KI2) มทศทางตรงกนขามกบกระแส I2

8. จากรป จงอธบายหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด (2 คะแนน)

E1 E2

I 2

ZLN1 N2V1 V2

F2

I0F2¢Fm

I 2¢

ตอบ เมอหมอแปลงไฟฟามโหลด เกดกระแส I2 ในขดลวดทตยภม กระแส I2 ท าใหเกดแรงเคลอนแมเหลก I2N2 และสรางฟลกซแมเหลก F2 ขนในแกนเหลก ฟลกซแมเหลก F2 ทศทางสวนทางกบฟลกซแมเหลกรวม Fm ท าให ฟลกซแมเหลกในแกนเหลกลดลง แรงดนไฟฟาเหนยวน า E1

ของขดลวดปฐมภมจงลดลง ท าใหมกระแสไหลในขดลวดปฐมภมเพมขน เรยกกระแสสวนนวากระแส I2 มขนาดเทากบ KI2 ทศทางตรงขามกบกระแส I2 กระแส I2ท าใหเกดแรงเคลอนแมเหลก I2N1 และจะสรางฟลกซแมเหลก F2 ในแกนเหลกซงมขนาดเทากนกบ F2 แตมทศทางตรงกนขาม

ท าให F2และ F2 หกลางกนหมด ดงนนในแกนเหลกจงเปรยบเสมอนวา ฟลกซแมเหลก Fm มคาคงทตลอดเวลา ผลรวมทางเวกเตอรของกระแส I0 กบ I2 ทางดานปฐมภมคอกระแส I1

9. จงเขยนเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงไฟฟา ขณะจายโหลดทมเพาเวอรแฟกเตอรลาหลง (1 คะแนน) ตอบ

V1

I0Fm

V2

0

I2

I2

I1

2

2

1

¢

10. หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส 250 kVA 3,300/440 V เมอไมมโหลดมกระแสดานปฐมภม 10 A ทเพาเวอรแฟกตอรเทากบ 0.25 ลาหลง เมอจายโหลดเตม ทคาเพาเวอรแฟกเตอร 0.8 ลาหลง จงค านวณหา 10.1 กระแสดานปฐมภม (1 คะแนน)

K =

=

= 0.13

I2 =

=

= 568.18 A

I2 = KI2

= 0.13568.18

= 73.86 A

0 = COS1(0.25)

= 75.52

2 = COS1(0.8)

= 36.87

= (0 - 2)

= 75.52 36.87

= 35.65

COS = COS(35.65)

= 0.81

จากสมการ I1 = √

= √

= 82.17 A ตอบ 10.2 เพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาดานปฐมภม (1 คะแนน)

จากสมการ COS1 =

=

= 0.75

เพาเวอรแฟกเตอรของหมอแปลงไฟฟาขณะมโหลดคอ 0.75 ตอบ

-----------------------------

เอกสารประกอบการสอน

วชา หมอแปลงไฟฟา รหสวชา 2104 – 2104

หนวยท 3

หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา


คร วทยฐานะครช านาญการ

วทยาลยเทคนคนครศรธรรมราช

เอกสารประกอบการสอน วชาหมอแปลงไฟฟา รหสวชา 2104 – 2104

หนวยท 1

โครงสรางและชนดของหมอแปลงไฟฟา


คร วทยฐานะช านาญการ

วทยาลยเทคนคนครศรธรรมราช ส านกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา

กระทรวงศกษาธการ

ค ำน ำ

เอกสารประกอบการเรยนการสอน รหสวชา 2104 - 2104 รายวชาหมอแปลงไฟฟา หลกสตร ประกาศนยบตรวชาชพ (ปวช.) พทธศกราช 2556 ผจดท าได ไดจดท าขนเพอใชประกอบการสอน ส าหรบนกเรยนระดบชน ปวช. 2 ภาคเรยนท 1 ปการศกษา 2560 ส าหรบหนวยการเรยนรท 3 เรองหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา ไดแบงเนอหาออกเปน 3 ตอน คอ หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาตามอดมคต หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดและหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด ภาคปฏบตประกอบดวย ใบงานท 3.1 การหาอตราสวนของหมอแปลงไฟฟา ใบงานท 3.2 งานทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะไมมโหลดและใบงานท 3.3 งานทดลองหมอแปลงไฟฟาในสภาวะมโหลด ภายในเลมยงประกอบดวย แบบทดสอบกอนเรยนและแบบทดสอบหลงเรยน แบบฝกหดประจ าหนวยการเรยน พรอมเฉลย เพอใชในการวดและประเมนผลการเรยนรของนกเรยน ผจดท าหวงวา เอกสารประกอบการสอนฉบบน จะเปนประโยชนกบครผสอนและนกเรยน ถาหากพบขอบกพรองประการใด โปรดชแนะผจดท าไดเพอจะไดปรบปรงในโอกาสตอไป พรรฐ ทองม คร คศ. 2

ก

สารบญ

เรอง หนา แผนการจดการเรยนร 1 แบบทดสอบกอนเรยน 12 เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน 15 ใบความรท 1 เรองโครงสรางและชนดของหมอแปลงไฟฟา 16 แบบฝกหด 36 เฉลยแบบฝกหด 38 ใบปฏบตงานท 1 เรอง งานถอดสวนประกอบของหมอแลงไฟฟาขนาดเลก 40 ใบประเมนผลการปฏบตงาน 51 ใบประเมนพฤตกรรมผเรยน บรณาการหลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยง 54 แบบทดสอบหลงเรยน 55 เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน 58





จดประสงครายวชา : เพอให 1. ร เขาใจ โครงสราง หลกการท างาน ชนดและขนาดของหมอแปลงไฟฟา 2. มทกษะในการพนหมอแปลงการน าไปใชงานและการบ ารงรกษา 3. มเจตคตนสยทดในการปฏบตงาน มความละเอยดรอบคอบ ปลอดภย เปนระเบยบ สะอาด ตรงตอ

เวลา มความซอสตยและมความรบผดชอบ

สมรรถนะรายวชา 1. แสดงความรเกยวกบโครงสรางและหลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา 2. ปฏบตการถอด พนขดลวดตอวงจร ประกอบชนสวนและทดสอบหมอแปลงไฟฟา 3. ซอมบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา

ค าอธบายรายวชา ศกษาและปฏบตเกยวกบ โครงสราง ชนด ขนาดของหมอแปลงไฟฟาและหมอแปลงความถสง

หลกการเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า สมการแรงเคลอนไฟฟา อตราสวนการเปลยนแปลง การออกแบบหมอแปลงขนาดเลก การออกแบบฟอรมหมอแปลง (Bobbin) การพนขดลวด การตอหมอแปลงไฟฟาแบบตางๆ การใชงานและการบ ารงรกษา





ท ชอหนวย สมรรถนะประจ าหนวย 1 โครงสรางและชนดของหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบโครงสรางและชนด

ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ถอดสวนประกอบของหมอแปลงไฟฟาขนาด เลกตามขนตอน ดวยความปลอดภย

2 หลกการเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า 1. แสดงความรเกยวกบแมเหลกและ แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการ 2. แสดงความรเกยวกบการเกดแรงเคลอนไฟฟา เหนยวน าตามหลกและวธการ 3. ทดลองและสรปผลเกยวกบแมเหลกไฟฟา และการเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า ตามหลกวธการค านงถงความปลอดภย

3 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบหลกการท างานของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบหลกการท างานของหมอ แปลงไฟฟาตามขนตอน ดวยความปลอดภย

4 การออกแบบหมอแปลงไฟฟาขนาดเลก 1. แสดงความรเกยวกบการออกแบบหมอ แปลงไฟฟาชนดสองขดลวดตามหลกวธการ 2. สรางฟอรมหมอแปลง (Bobbin) ดวยแผน เบกาไลต ตามแบบทก าหนด

5

งานพนหมอแปลงไฟฟาขนาดเลก 1. แสดงความรเกยวกบการพนหมอแปลงไฟฟา ขนาดเลก ตามหลกและวธการ 2. พนขดลวดหมอแปลงไฟฟาขนาดเลกตาม ขนตอน 3. ประกอบหมอแปลงไฟฟาขนาดเลกตาม ขนตอน





ท ชอหนวย สมรรถนะประจ าหนวย

6 วงจรสมมลและการทดสอบหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบวงจรสมมลของหมอแปลง ไฟฟาตามหลกและวธการ 2. แสดงความรเกยวกบการทดสอบหมอแปลง ไฟฟาตามหลกวธการ 3. ทดสอบหมอแปลงไฟฟาตามขนตอนดวยความ ปลอดภย

7 โวลเตจเรกเลชนของหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบโวลเตจเรกเลชนของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบการหาโวลเตจเรกเลชนของ หมอแปลงไฟฟาของตามขนตอน ดวยความ ความปลอดภย

8 ประสทธภาพของหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบการหาประสทธภาพ ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบการหาประสทธภาพของ หมอแปลงไฟฟาตามขนตอน ดวยความ ปลอดภย

9 การตอหมอแปลงไฟฟาเพอใชงาน 1. แสดงความรเกยวกบการตอขนานหมอ แปลงไฟฟาเพอใชงานตามหลกและ วธการ 2. ตอขนานหมอแปลงไฟฟาในระบบไฟ 1 เฟส และ 3 เฟส ตามขนตอนดวยความปลอดภย

10 การซอมและการบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา 1. แสดงความรเกยวกบการซอมและการบ ารงรกษา หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ซอมหมอแปลงไฟฟาตามขนตอนดวยความ ปลอดภย






หนวยท ชอหนวย / ชอเรอง ทฤษฎ ปฏบต รวม 1 โครงสรางและชนดของหมอแปลงไฟฟา 1 3 4 2 หลกการเกดแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า 2 6 8 3 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา 3 9 12 4 การออกแบบหมอแปลงไฟฟาขนาดเลก 2 6 8 5 งานพนขดลวดหมอแปลงไฟฟา 1 11 12 6 การทดสอบหมอแปลงไฟฟา 2 2 4 7 โวลเตจเรกเลชนของหมอแปลงไฟฟา 2 2 4 8 ประสทธภาพของหมอแปลงไฟฟา 1 3 4 9 การตอหมอแปลงไฟฟาเพอใชงาน 2 6 8

10 การซอมและบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา 1 5 6 ทดสอบปลายภาคเรยน 2 - 2

รวม 19 53 72



1. โครงสรางและชนดของหมอแปลงไฟฟา 1.1 โครงสรางของหมอแปลงไฟฟา 1.2 ชนดของหมอแปลงไฟฟา 1.3 ขนาดของหมอแปลงไฟฟา

1. แสดงความรเกยวกบโครงสรางและชนด ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. วดความตานทานขดลวดของหมอแปลง ไฟฟาดวยมลตมเตอรตามหลกและวธการ 3. วดคาความเปนฉนวนของหมอแปลงไฟฟา ดวยดจทลเมกโอหมมเตอรตามหลกและ วธการ 4. ถอดสวนประกอบของหมอแปลง ไฟฟาขนาดเลกรวมกบผอน ตามขนตอนท ก าหนด ดวยความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภย และนอมน า หลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ โครงสรางและชนด ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการได 2.1 เครองมอในการปฏบตงานถอด สวนประกอบของหมอแปลงไฟฟาไดถก จดเตรยมพรอมใชงานอยางครบถวน 2.2 เครองมอถกน ามาใชตามขนตอนถอด สวนประกอบอยางถกตอง 2.3 หมอแปลงไฟฟาถกถอดเปนชนสวนเสรจ ทนตามเวลาทก าหนด 2.4 ใบแสดงรายการสวนประกอบของหมอ แปลงไฟฟามการแสดงรายการครบถวน 2.5. แสดงความรบผดชอบ มวนย ความ สะอาด ค านงถงความปลอดภย ท างาน รวมกบผอนไดและนอมน าหลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1 1-4




1. แสดงความรเกยวกบแมเหลกและ แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการ 2. แสดงความรเกยวกบการเหนยวน าทาง แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการ 3. ทดลองและสรปผลเกยวกบแมเหลกไฟฟา และการเหนยวน าทางแมเหลกไฟฟาตาม หลกและวธการ รวมกบผอน ดวยความ รบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถง ความปลอดภยและนอมน าหลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ แมเหลกและ แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการได 2. แสดงความรเกยวกบ การเหนยวน าทาง แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการได 3.1 เครองมอและอปกรณ ถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 3.2 การทดลองไดด าเนนการตามขนตอน ทถกตองเสรจทนตามเวลาทก าหนด 3.3 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ 3.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย มความสะอาด ค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและไดนอมน าหลก ปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา

ประยกตใช

2-3 5-12



3. หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา 3.1 หมอแปลงไฟฟาตามอดมคต 3.2 สมการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าของหมอ แปลงไฟฟา 3.3 อตราสวนการเปลยนแปลง 3.4 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาใน สภาวะไมมโหลด 3.5 หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟาใน สภาวะไมมโหลด

1. แสดงความรเกยวกบหลกการท างานของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบหลกการท างานของหมอ แปลงไฟฟาตามขนตอน รวมกบผอนดวย ความ รบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน าหลก ปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ หลกการท างานของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 2.2 การทดลองไดด าเนนการตามขนตอน ทถกตองเสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.3 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ 2.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน าหลก ปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

4-6 13-24

4. งานออกแบบหมอแปลงไฟฟาชนดสองขดลวด

4.1 ขนตอนการออกแบบหมอแปลงไฟฟาชนด สองขดลวด 4.2 งานสรางฟอรมขดลวด (Bobbin)

1. แสดงความรเกยวกบการออกแบบหมอ แปลงไฟฟาชนดสองขดลวดตามหลกวธการ มาประยกตใช


7-8 25-32


ชอหนวยการเรยนร / รายการสอน สมรรถนะประจ าหนวย เกณฑการปฏบตงาน สปดาหท ชวโมงท 2. ท าฟอรมขดลวด (Bobbin) ตามขนตอน

รวมกบผอนดวยความรบผดชอบ ความ สะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและ นอมน าหลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยง มาประยกตใช

2.1 เครองมอและวสดทใชท าฟอรมขดลวดถก จดเตรยมไวพรอมตามรายการ 2.2 ใชเครองมอท าฟอรมขดลวดไดถกตอง ตามคณลกษณะของเครองมอนนๆ 2.3 ชนสวนของฟอรมขดลวดมขนาดถกตอง ตามแบบทก าหนด 2.4 ฟอรมขดลวดไดผานการประกอบอยาง สวยงามตามขนตอนและมระยะตามท ก าหนด 2.5 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช



5. งานพนขดลวดหมอแปลงไฟฟา 5.1 วสดทใชพนขดลวดหมอแปลงไฟฟา 5.2 เครองมอทใชพนขดลวดหมอแปลง ไฟฟา 5.3 ขนตอนการพนขดลวด 5.4 ขนตอนการประกอบหมอแปลงไฟฟา 5.5 การอาบฉนวนวานช


1.1 แสดงความรเกยวกบเครองมอและอปกรณ ในงานพนขดลวดหมอแปลงไฟฟาตาม หลกและวธการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบงานพนขดลวด 2.2 ขดลวดของหมอแปลงไฟฟาไดรบการพน อยางสวยงาม ตามขนตอนและเสรจทน ตามเวลาทก าหนด 2.3 แกนเหลกของหมอแปลงไฟฟาไดถก ประกอบตามขนตอนทก าหนด 2.4 หมอแปลงไฟฟาไดอาบฉนวนวานชตาม หลกและวธการทถกตองและสวยงาม 2.5 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

9-11 33-44



6. วงจรสมมลและการทดสอบหมอแปลงไฟฟา 6.1 คาสมมลของหมอแปลงไฟฟา 6.2 วงจรสมมลของหมอแปลงไฟฟา 6.3 การทดสอบหมอแปลงไฟฟา ในสภาวะวงจรเปด 6.4 การทดสอบหมอแปลงไฟฟา ในสภาวะวงจรลด


1. ไดแสดงความรเกยวกบวงจรสมมลและการ ทดสอบหมอแปลงไฟฟาตามหลกและ วธการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 2.2 การทดลองไดด าเนนการตามขนตอน ทถกตองเสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.3 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ 2.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

12-13 45-52

7. โวลเตจเรกเลชนของหมอแปลงไฟฟา 7.1 การเปลยนแปลงของแรงดนไฟฟาทขวเมอ หมอแปลงไฟฟามโหลด 7.2 ชนดของโวลเตจเรกเลชน

1. แสดงความรเกยวกบโวลเตจเรกเลชนของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ

1. แสดงความรเกยวกบโวลเตจเรกเลชนของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการได

14 53-56


ชอหนวยการเรยนร / รายการสอน สมรรถนะประจ าหนวย เกณฑการปฏบตงาน สปดาหท ชวโมงท 7.3 การค านวณหาคาโวลเตจเรกเลชนของหมอ แปลงไฟฟา

2. ทดลองเกยวกบการคมคาแรงดนไฟฟาของ หมอแปลงไฟฟาตามขนตอน รวมกบผอน ดวย ความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 2.2 การทดลองไดด าเนนการตามขนตอน ทถกตองเสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.3 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ 2.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

8. ประสทธภาพของหมอแปลงไฟฟา 8.1 การสญเสยของหมอแปลงไฟฟา 8.2 การหาประสทธภาพของหมอแปลงไฟฟา


1. แสดงความรเกยวกบการหาประสทธภาพ ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 2.2 การทดลองไดด าเนนการตามขนตอน ทถกตองเสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.3 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ

15 57-60




9. การตอหมอแปลงไฟฟาเพอใชงาน 9.1 การตรวจหาขวของหมอแปลงไฟฟา 9.2 การตอขนานหมอแปลงไฟฟาในระบบไฟ 1 เฟส 9.3 การตอขนานหมอแปลงไฟฟาในระบบไฟ 3 เฟส


1. แสดงความรเกยวกบการตอขนานหมอ แปลงไฟฟาเพอใชงานตามหลกและ วธการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง 2.2 ก าหนดขวหมอแปลงไฟฟาแตละตวไดถก ตองตามหลกและวธการ 2.3 หมอแปลงไฟฟา 2 ตว ไดตอขนานกน ในระบบไฟ 1 เฟส ตามขนตอนทถกตอง เสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.4 หมอแปลงไฟฟา 1 เฟส ไดตอขนานกน ในระบบไฟ 3 เฟส ตามขนตอนทถกตอง เสรจทนตามเวลาทก าหนด 2.5 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ

16-17 61-68



2.6 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

10. การบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา 10.1 การระบายความรอนหมอแปลงไฟฟา 10.2 การบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา

1. แสดงความรเกยวกบการระบายความรอน และการบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟาตาม หลกและวธการ 2. บ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟารวมกบผอน ดวย ความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน า หลกปรชญา ของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบการะบายความรอนและ การบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟาตามหลกและ วธการได 2.1 เครองมอและอปกรณถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการตรวจซอมหมอ แปลงไฟฟา 2.2 ปายชอหมอแปลงไฟฟาไดรบการบนทก อยางถกตองครบถวน 2.3 วดกระแสไฟฟาดานแรงต าดวยแคลมป มเตอรไดถกตอง 2.4 วดอณหภมตรงจดตอสายของหมอแปลง ไฟฟาดวยเครองวดอนฟาเรดไดถกตอง


ไดถกตองตามหลกและวธการ 2.6 การตอบค าถามและสรปผลการทดลองได ด าเนนการตามหลกและวธการ

18 69-72


ชอหนวยการเรยนร / รายการสอน สมรรถนะประจ าหนวย เกณฑการปฏบตงาน สปดาหท ชวโมงท 2.7 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม

วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและนอมน า หลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

สอบประมวลผลการเรยนร 19 73-76




ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

1. โครงสรางและชนดของหมอแปลง ไฟฟา 1.1 โครงสรางของหมอแปลงไฟฟา 1.2 ชนดของหมอแปลงไฟฟา 1.3 ขนาดของหมอแปลงไฟฟา

1. แสดงความรเกยวกบโครงสรางและชนด ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. วดความตานทานขดลวดของหมอแปลง ไฟฟาดวยมลตมเตอรตามหลกและวธการ 3. วดคาความเปนฉนวนของหมอแปลงไฟฟา ดวยดจทลเมกะโอหมมเตอรตามหลกและ วธการ 4. ถอดสวนประกอบของหมอแปลง ไฟฟาขนาดเลกรวมกบผอน ตามขนตอนท ก าหนด ดวยความรบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภย และนอมน า หลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ โครงสรางและชนด ของหมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการได

2.1 เครองมอในการปฏบตงานถอด สวนประกอบของหมอแปลงไฟฟาไดถก จดเตรยมพรอมใชงานอยางครบถวน

2.2 เครองมอถกน ามาใชตามขนตอนถอด สวนประกอบอยางถกตอง

2.3 หมอแปลงไฟฟาถกถอดเปนชนสวนเสรจ ทนตามเวลาทก าหนด

2.4 ใบแสดงรายการสวนประกอบของหมอ แปลงไฟฟามการแสดงรายการครบถวน

2.5. แสดงความรบผดชอบ มวนย ความ สะอาด ค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบ ผอนไดและนอมน าหลกปรชญาของเศรษฐกจ พอเพยงมา ประยกตใช




ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ


1. แสดงความรเกยวกบแมเหลกและ แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการ 2. แสดงความรเกยวกบการเหนยวน าทาง แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการ 3. ทดลองและสรปผลเกยวกบแมเหลกไฟฟา และการเหนยวน าทางแมเหลกไฟฟาตาม หลกและวธการ รวมกบผอน ดวยความ รบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถง ความปลอดภยและนอมน าหลกปรชญาของ เศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ แมเหลกและ แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการได

2. แสดงความรเกยวกบ การเหนยวน าทาง แมเหลกไฟฟาตามหลกวธการได

3.1 เครองมอและอปกรณ ถกจดเตรยมตาม รายการพรอมส าหรบการทดลอง



3.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย มความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและไดนอมน าหลก ปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช




ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

3. หลกการท างานของหมอแปลงไฟฟา 3.1 หมอแปลงไฟฟาตามอดมคต 3.2 สมการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน า ของหมอแปลงไฟฟา 3.3 อตราสวนการเปลยนแปลง 3.4 หลกการท างานของหมอแปลง ไฟฟาในสภาวะไมมโหลด 3.5 หลกการท างานของหมอแปลง ไฟฟาในสภาวะมโหลด

1. แสดงความรเกยวกบหลกการท างานของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกและวธการ 2. ทดลองเกยวกบหลกการท างานของหมอ แปลงไฟฟาตามขนตอน รวมกบผอนดวย ความ รบผดชอบ ความสะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและนอมน าหลก ปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช

1. แสดงความรเกยวกบ หลกการท างานของ หมอแปลงไฟฟาตามหลกการได




2.4 ผปฏบตงานไดแสดงความรบผดชอบ ม วนย ความสะอาดค านงถงความปลอดภย ท างานรวมกบผอนไดและไดนอมน าหลก ปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมาประยกตใช




ทดสอ

บความร

ประเม

นการปฏ

บตงาน

ประเม

นผลงาน

ประเม

นพฤต

กรรม

อนๆ

4. งานออกแบบหมอแปลงไฟฟาชนดสอง ขดลวด

4.1 ขนตอนการออกแบบหมอแปลง ไฟฟาชนดสองขดลวด 4.2 งานสรางฟอรมขดลวด (Bobbin)

1. แสดงความรเกยวกบการออกแบบหมอ แปลงไฟฟาชนดสองขดลวดตามหลกวธการ 2. ท าฟอรมขดลวด (Bobbin) ตามขนตอน รวมกบผอนดวยความรบผดชอบ ความ สะอาด มวนย ค านงถงความปลอดภยและ นอมน าหลกปรชญาของเศรษฐกจพอเพยงมา ประยกตใช






