ข้อสอบปลายภาค เครื่องวัดไฟฟ้า ปีการศึกษา 2/2568 SEC.3

สรุปเนื้อหาข้อสอบปลายภาค เครื่องวัดไฟฟ้า ปีการศึกษา 2/2568

1. เครื่องวัดความต้านทาน

• Kelvin bridge: ใช้สำหรับวัดค่าความต้านทานที่ต่ำมาก ๆ หลักการทำงานคือการใช้ balanced bridge circuit เพื่อลดผลกระทบของความต้านทานของสายวัดและ contact resistance ทำให้การวัดค่าความต้านทานต่ำแม่นยำยิ่งขึ้น

• โอห์มมิเตอร์: ใช้สำหรับวัดค่าความต้านทานทั่วไปในวงจรไฟฟ้า

• เมกเกอร์ (Megger) หรือ เมกะห์มมิเตอร์: ใช้สำหรับวัดค่าความเป็นฉนวนของสายไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้า โดยการจ่ายแรงดันไฟฟ้าสูงเพื่อวัดกระแสที่ไหลผ่านฉนวน หากกระแสน้อยมาก แสดงว่าความเป็นฉนวนดี

2. หลักการทำงานของเครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ (Induction type energy meter)

• หลักการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้า: เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำทำงานโดยอาศัยการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้า โดยมีขดลวดแรงดัน (voltage coil) และขดลวดกระแส (current coil) สร้างสนามแม่เหล็กที่ทำให้จานหมุน (rotating disc) หมุนด้วยความเร็วที่เป็นสัดส่วนกับกำลังไฟฟ้าที่ใช้

3. Transformer ที่ใช้กับเครื่องวัด (Instrument Transformer)

• หน้าที่: ลดระดับแรงดันและกระแสไฟฟ้าให้เหมาะสมกับช่วงการวัดของเครื่องวัด เพื่อให้สามารถวัดค่าแรงดันและกระแสไฟฟ้าสูง ๆ ได้อย่างปลอดภัยและแม่นยำ

• Current Transformer (CT): แปลงกระแสไฟฟ้าสูงเป็นกระแสไฟฟ้าต่ำ เหมาะสำหรับวัดกระแสในระบบไฟฟ้ากำลังสูง

• Potential Transformer (PT) หรือ Voltage Transformer (VT): ลดระดับแรงดันไฟฟ้าสูงให้เป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำที่เครื่องวัดสามารถรับได้

• Burden: อิมพีแดนซ์ของอุปกรณ์ที่ต่อกับ secondary winding ของ CT มีผลต่อความแม่นยำในการวัด

4. เครื่องวัดแบบแอนะล็อก vs. ดิจิทัล

• ข้อดีของเครื่องวัดดิจิทัล: มีความแม่นยำสูงกว่า, อ่านค่าได้ง่ายกว่า, มีความละเอียดในการวัดสูงกว่า, สามารถแสดงผลเป็นตัวเลขได้โดยตรง

• ข้อเสียของเครื่องวัดแอนะล็อก: มีความแม่นยำน้อยกว่า, อ่านค่าได้ยากกว่า, อาจมีข้อผิดพลาดจาก parallax error, มีแรงเสียดทาน

5. แอมมิเตอร์ (Ammeter)

• หลักการทำงาน: วัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจร โดยต่ออนุกรมกับวงจร

• หลักการพื้นฐาน: การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

• วิธีการใช้งานที่ถูกต้อง: ต่ออนุกรมกับวงจร

• การวัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวต้านทานขนาดเล็ก: แอมมิเตอร์วัดแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน shunt ที่มีค่าความต้านทานต่ำมาก และคำนวณกระแสไฟฟ้าตามกฎของโอห์ม (I = V/R)

6. โวลต์มิเตอร์ (Voltmeter)

• หน้าที่: วัดแรงดันไฟฟ้า

• วิธีการลดผลกระทบจาก Loading Effect: ใช้โวลต์มิเตอร์ที่มีความต้านทานภายในสูง

• FET โวลต์มิเตอร์: เหมาะสมที่สุดสำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้าของวงจรที่มีอิมพีแดนซ์สูง

• โวลต์มิเตอร์แบบ True RMS: เหมาะสำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ

• โวลต์มิเตอร์แบบใช้ความร้อน: เหมาะสำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่สูง

7. วัตต์มิเตอร์ (Wattmeter)

• หน้าที่: วัดกำลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจริงในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

• สาเหตุหลักที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัด: อิมพีแดนซ์ของคอยล์แรงดัน

8. มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้า (Energy Meter)

• หน่วยวัด: กิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh)

• หลักการทำงาน: รวมผลของแรงดันและกระแสในช่วงเวลา

• มิเตอร์แบบจานหมุน: มิเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้านเรือนส่วนใหญ่

• เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำ: ใช้หลักการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้า

• วิธีการตรวจสอบความถูกต้อง: การเปรียบเทียบกับเครื่องวัดมาตรฐาน

9. เครื่องวัดความถี่ (Frequency Meter)

• หน้าที่: ใช้วัดความถี่ของสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ

• หน่วยที่ใช้วัดค่าความถี่: เฮิรตซ์ (Hz)

10. ออสซิลโลสโคป (Oscilloscope)

• หน้าที่: แสดงรูปคลื่นของสัญญาณไฟฟ้า

• คุณสมบัติที่สำคัญ: แสดงรูปคลื่นสัญญาณไฟฟ้า

11. ข้อผิดพลาดในการวัด (Measurement Errors)

• สาเหตุ: อุณหภูมิ, แรงเสียดทาน, อิมพีแดนซ์ของคอยล์แรงดัน (วัตต์มิเตอร์), Flux รั่วไหลในแกนเหล็ก (Current Transformer)

12. เครื่องวัดตัวประกอบกำลังไฟฟ้า (Power Factor Meter)

• หน้าที่: ใช้วัดค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า (Power Factor) ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

• วิธีการปรับปรุงค่า Power Factor: การติดตั้งคาปาซิเตอร์ขนานกับโหลด

13. หม้อแปลงกระแส (Current Transformer: CT)

• ประโยชน์หลัก: ลดกระแสไฟฟ้า, วัดกระแสไฟฟ้าที่มีค่าสูงได้อย่างปลอดภัย

14. เครื่องมือวัดค่าความเป็นฉนวน

• เมกะห์มมิเตอร์ (Megohmmeter): ใช้ในการวัดค่าความต้านทานของฉนวนไฟฟ้า

15. การสอบเทียบ (Calibration) เครื่องมือวัดไฟฟ้า

• เหตุผล: เพื่อให้เครื่องมือแสดงค่าที่ถูกต้องและแม่นยำ

16. เครื่องวัดไฟฟ้าแบบดิจิทัล (Digital Meter)

• สิ่งที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกใช้: ความละเอียด

17. ความหมายของ 'Burden' ใน Current Transformer (CT)

• Burden: อิมพีแดนซ์ของอุปกรณ์ที่ต่อกับ secondary winding ของ CT

18. เครื่องวัดกำลังไฟฟ้า Active และ Reactive

• วาร์มิเตอร์: เครื่องวัดไฟฟ้าที่สามารถวัดค่าพลังงานไฟฟ้า Active และ Reactive ได้

19. เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบดิจิทัล

• เครื่องวัดชนิดที่ใช้ในการวัดกำลังไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้น: เครื่องวัดกำลังไฟฟ้าแบบดิจิทัล

20. เครื่องวิเคราะห์สัญญาณ

• หน้าที่: เครื่องวัดที่สามารถวัดค่าฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้าได้

21. การใช้หม้อแปลงแรงดัน (Potential Transformer) ในการวัดแรงดันไฟฟ้าสูง

• ประโยชน์: ลดระดับแรงดันไฟฟ้าให้ปลอดภัย

22. แคลมป์มิเตอร์ (Clamp Meter)

• ปรากฏการณ์ที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดค่ากระแสไฟฟ้า: สนามแม่เหล็กภายนอก

23. หน่วยวัดพลังงานไฟฟ้า

• จูล (Joule): เป็นหน่วยวัดพลังงานไฟฟ้าในระบบ SI