หม้อแปลงไฟฟ้า (TRANSFORMER)
หม้อแปลงไฟฟ้า เป็นจุดเริ่มต้นของการจ่ายพลังงานไฟฟ้าเข้าสู่ระบบไฟฟ้า ดังนั้น จึงสามารถถือได้ว่าหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นหัวใจของระบบส่งพลังงานไฟฟ้า ในทุกขั้นตอนของการเปลี่ยนแรงดันจะต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นเครื่องปรับค่าแรงดันให้เหมาะสมกับกรณีต่างๆ การเลือกใช้หม้อแปลงไฟฟ้าให้ถูกต้องกับความต้องการและความจำเป็น รวมถึงถึงการเลือกผู้ผลิต ผู้ติดตั้ง ซึ่งให้ความมั่นใจกับคุณภาพ ของหม้อแปลงไฟฟ้าและการบริการ จึงมีความสำคัญอย่างมาก
หลักการทำงาน
ในระบบจ่ายไฟฟ้าจะมีการแปลงแรงดันไฟฟ้าสลับให้มีขนาดสูงมากๆ เช่น ให้มีขนาดเป็น 48kV หรือ 24kV เพื่อลดขนาดของลวดตัวนำ ที่ต้องใช้ในการจ่ายไฟฟ้าเป็นระยะทางไกลๆ เมื่อถึงปลายทางก่อนที่จะจ่ายไฟฟ้าไปให้แก่บ้านเรือนต่างๆ ก็จะแปลงระดับแรงดันไฟฟ้าให้ลดลงเป็น 220 V เพื่อลดอันตรายที่จะเกิดแก่ผู้ใช้ไฟฟ้า และเมื่อต้องการใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ระดับแรงดันต่ำๆ เช่น 6V หรือ 9V ก็จะต้องมีการแปลงดันไฟฟ้า ตามบ้านจาก 220 V เป็นระดับแรงดันไฟฟ้าตามที่ต้องการ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ดังกล่าว เราเรียกว่า หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer)
การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้านั้น อาศัยหลักการความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้ากับเส้นแรงแม่เหล็กในการสร้างแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำให้กับตัวนำ คือ เมื่อมีกระแสไหลผ่านขดลวดตัวนำ ก็จะทำให้เกิดเส้นแรงแม่เหล็กรอบๆ ตัวนำนั้น และถ้ากระแสที่ป้อนมีขนาดและทิศทางที่เปลี่ยนแปลงไปมา ก็จะทำให้สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นมีการเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย ถ้าสนามแม่เหล็กที่มีการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวตัดผ่านตัวนำ ก็จะเกิดแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำขึ้นที่ตัวนำนั้น โดยขนาดของแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำจะสัมพันธ์กับ ความเข้มของสนามแม่เหล็ก และความเร็วในการตัดผ่านตัวนำของสนามแม่เหล็ก
การบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้าจะช่วยให้เราประหยัดค่าไฟได้เนื่องจากหม้อแปลงไฟฟ้าจะสามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพโดยไม่มีอุปกรณ์ตัวไหนเสื่อมสภาพ
ส่วนประกอบของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้ามีส่วนประกอบอยู่ 3 ส่วนด้วยกันที่สำคัญ ได้แก่
- ขดลวดปฐมภูมิ (Primary Winding) – เป็นชุดรับที่ทำหน้าที่รับแรงดันไฟเข้า
- แกนหม้อแปลง (core) – มีลักษณะเป็นแผ่นบางๆ เคลือบด้วยฉนวน เรียกว่า แผ่นลามิเนต
- ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary winding) – เป็นชุดที่ทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟที่แปลงแล้วออก
การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงระดับแรงดันไฟฟ้าด้วยหม้อแปลงนั้น จะเกิดได้จากจำนวนรอบของชุดขดลวดทั้ง 2 ด้าน (ปฐมภูมิและทุติยภูมิ ) อีกทั้งยังขึ้นอยู่กับเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นภายในขดลวดทั้งสองด้วย ซึ่งในขณะที่เกิดการเปลี่ยนแปลงของเส้นแรงแม่เหล็กก็จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้น ** [ Tips ในกรณีของหม้อแปลง 3 เฟส สามารถนำหม้อแปลงไฟ 1 เฟส มาขนานกัน หรือทำโครงสร้างหม้อแปลงให้เป็นแบบ 3 เฟสเลยก็ได้ แต่หากโครงสร้างเป็นแบบ 3 เฟสอยู่แล้ว การขยายหรือลดขนาดจะทำได้ยาก ] **
การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าเมื่อปล่อยแรงดันไฟกระแสสลับเข้าที่ขดลวดปฐมภูมิจะเกิดเส้นแรงแม่เหล็กชักนำขึ้น ทำให้เกิดแรงดันไฟสลับขึ้นที่ขดทุติยภูมิโดยมีความถี่เท่าเดิม ขดทุติยภูมิจะมีขดลวดขดเดียวหรือหลายขดก็ได้ ซึ่งแรงดันไฟที่ขดทุติยภูมิจะมีมากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของขดลวดที่ปฐมภูมิและทุติยภูมิ
สรุป
หม้อแปลงไฟฟ้า ( Transformer ) เป็นอุปกรณ์ทางไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ใช้สำหรับการแปลงพลังงานไฟฟ้า โดยสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหรือ AC Voltage ให้มีแรงดันมากขึ้น ( เรียกว่า Step up Transformer ) เพื่อใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟสูง และเช่นเดียวกันก็สามารถลดลงแรงดันไฟฟ้าให้มีกำลังน้อยลงได้ด้วย ( เรียกว่า Step down Transformer )
