หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) คือ เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทำหน้าที่แปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) จากค่าหนึ่งไปเป็นอีกค่าหนึ่ง โดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำไฟฟ้า
องค์ประกอบของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้าประกอบด้วยส่วนประกอบหลักๆ ดังนี้
- ขดลวดปฐมภูมิ (Primary coil) คือ ขดลวดที่รับแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้า
- ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary coil) คือ ขดลวดที่จ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับโหลด
- แกนเหล็ก (Iron core) คือ แกนที่นำกระแสไฟฟ้าจากขดลวดปฐมภูมิไปยังขดลวดทุติยภูมิ
- ฉนวน (Insulation) คือ วัสดุที่ใช้ป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่วไหลระหว่างขดลวด
หลักการเหนี่ยวนำไฟฟ้า
หลักการเหนี่ยวนำไฟฟ้าเป็นหลักการที่อธิบายปรากฏการณ์ที่กระแสไฟฟ้าในขดลวดหนึ่งทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก และสนามแม่เหล็กนี้ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวดอีกขดลวดหนึ่ง
การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า
การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าอาศัยหลักการเหนี่ยวนำไฟฟ้า โดยเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิ จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบๆ ขดลวดปฐมภูมิ สนามแม่เหล็กนี้จะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ
อัตราส่วนระหว่างแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและแรงดันไฟฟ้าขาออกของหม้อแปลงไฟฟ้า เรียกว่า อัตราส่วนการเหนี่ยวนำ (Turns ratio) อัตราส่วนการเหนี่ยวนำคำนวณได้จากสูตรดังนี้
1 | n1 / n2 = V1 / V2 |
โดยที่
- n1 คือ จำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ
- n2 คือ จำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิ
- V1 คือ แรงดันไฟฟ้าขาเข้า
- V2 คือ แรงดันไฟฟ้าขาออก
ประเภทของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ได้ตามลักษณะการใช้งาน ดังนี้
- หม้อแปลงไฟฟ้าแบบลดแรงดัน (Step-down transformer) คือ หม้อแปลงไฟฟ้าที่ทำหน้าที่ลดแรงดันไฟฟ้าขาออกให้ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้า
- หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเพิ่มแรงดัน (Step-up transformer) คือ หม้อแปลงไฟฟ้าที่ทำหน้าที่เพิ่มแรงดันไฟฟ้าขาออกให้สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้า
- หม้อแปลงไฟฟ้าแบบสามเฟส (Three-phase transformer) คือ หม้อแปลงไฟฟ้าที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส
ประโยชน์ของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้ามีประโยชน์มากมาย เช่น
- ใช้ในการส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้า
- ใช้ในการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ
- ใช้ในการแปลงแรงดันไฟฟ้าสำหรับการใช้งานเฉพาะ
ข้อควรระวังในการใช้หม้อแปลงไฟฟ้า
- ควรใช้หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีขนาดและกำลังไฟฟ้าที่เหมาะสมกับการใช้งาน
- ควรติดตั้งหม้อแปลงไฟฟ้าในที่ที่มีอากาศถ่ายเทสะดวก
- ควรตรวจสอบหม้อแปลงไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอเพื่อความปลอดภัย
สรุป
หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีความสำคัญต่อระบบไฟฟ้าเป็นอย่างมาก หม้อแปลงไฟฟ้าช่วยให้สามารถส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าไปยังสถานที่ต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ