กำลังไฟฟ้า (Electric Power)
กำลังไฟฟ้า คือ พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไปในเวลา 1 นาที มีหน่วยเป็นวัตต์ (w) หรือจูลต่อวินาที เขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ว่า
กำลังไฟฟ้า (วัตต์) = พลังงานไฟฟ้า (จูล)/เวลา (วินาที)
เครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดจะใช้พลังงานไฟฟ้าต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดและขนาดของเครื่องใช้ไฟฟ้า ซึ่งทราบได้จากตัวเลขที่กำกับไว้บนเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่ระบุทั้งความต่างศักย์ (V) และกำลังไฟฟ้า (W)
ตัวอย่าง หลอดไฟฟ้า มีตัวเลขกำกับว่า 220V 60W
220V หมายถึงหลอดไฟฟ้านี้ใช้กับความต่างศักย์ 220 โวลต์
ซึ่งเราต้องใช้ให้ตรงกับค่าความต่างศักย์ที่กำหนดมา
60W หมายถึงค่าของพลังงานไฟฟ้าที่หลอดไฟฟ้าใช้ไปในเวลา 1 วินาที
ซึ่งเรียกว่า กำลังไฟฟ้า การวัดพลังงานไฟฟ้า ใช้หน่วยเป็นจูล ตัวเลข 60W จึงหมายถึง ขณะเปิดไฟ หลอดไฟฟ้านี้จะใช้พลังงานไฟฟ้า 60 จูล ในเวลา 1 วินาที
กำลังไฟฟ้ามีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้าและความต่างศักย์ที่เครื่องใช้ไฟฟ้านั้นต่ออยู่ โดยกำลังไฟฟ้ามีค่าเท่ากับผลคูณระหว่างความต่างศักย์กับกระแสไฟฟ้า
จะได้ P=VI
ถ้า P แทนกำลังไฟฟ้ามีหน่วยเป็นวัตต์
V แทนความต่างศักย์มีหน่วยเป็นโวลต์
I แทนกระแสไฟฟ้ามีหน่วยเป็นแอมแปร์
โดยทั่วไปนิยมวัดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าเป็นหน่วยที่ใหญ่กว่าหน่วยจูล โดยวัดกำลังไฟฟ้าเป็นกิโลวัตต์ และคิดช่วงเวลาเป็นชั่วโมง ดังนั้น พลังงานไฟฟ้าจึงวัดได้เป็น กิโลวัตต์-ชั่วโมง หรือเรียกว่าหน่วยหรือยูนิต
ไฟฟ้าที่ใช้ในบ้านเรือนทั่วไปมีความต่างศักย์ 220 โวลต์ คงที่ ดังนั้นในการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ จะใช้พลังงานไฟฟ้ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับจำนวนชนิด ขนาดของเครื่องใช้ไฟฟ้า และระยะเวลาในการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้า การไฟฟ้าจะคิดเงินค่าพลังงานไฟฟ้าที่แต่ละบ้านใช้ไปโดยใช้เครื่องวัดติดไว้บนเสาไฟฟ้าหน้าบ้านของผู้ใช้ไฟฟ้า เรียกว่า กิโลวัตต์-ชั่วโมง มิเตอร์หรือมาตรไฟฟ้า ซึ่งวัดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไปเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง เรียกกันทั่วไปว่า หน่วยหรือยูนิต
ขณะใช้พลังงานไฟฟ้าจะมีกระแสไฟฟ้าผ่านมาตรไฟฟ้ามากหรือน้อย ตามพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ ดังนั้นจึงมีการออกแบบมาตรไฟฟ้าขนาดต่างๆ ตามปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านในเวลา 1 วินาที เช่น มาตรไฟฟ้าขนาด 5,15,50 แอมแปร์ สถานที่ที่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้ามาก เช่น โรงานอุตสาหกรรมต่างๆ โรงแรมหรือสถานที่ที่ใช้เครื่องปรับอากาศหลายเครื่อง ต้องเลือกขนาดของมาตรไฟฟ้าให้เหมาะสม สามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านได้ ถ้ากระแสไฟฟ้าไหลผ่านมาตรไฟฟ้ามากเกินกว่าที่กำหนด จะทำให้มาตรไฟฟ้าเกิดความร้อนสูงจนไหม้ได้
ที่มา: //www.gotoknow.org/posts/464884
ใบความรู้ รายวิชา งานอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น
เรื่อง การคิดคำนวณทางไฟฟ้า
กำลังไฟฟ้า คือ พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไปในเวลา 1 นาที มีหน่วยเป็นวัตต์ (w) หรือจูลต่อวินาที เขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ว่า
กำลังไฟฟ้า (วัตต์) = พลังงานไฟฟ้า (จูล)/เวลา (วินาที)
เครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดจะใช้พลังงานไฟฟ้าต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดและขนาดของเครื่องใช้ไฟฟ้า ซึ่งทราบได้จากตัวเลขที่กำกับไว้บนเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่ระบุทั้งความต่างศักย์ (V) และกำลังไฟฟ้า (W)
ตัวอย่าง หลอดไฟฟ้า มีตัวเลขกำกับว่า 220V 60W
220V หมายถึงหลอดไฟฟ้านี้ใช้กับความต่างศักย์ 220 โวลต์
ซึ่งเราต้องใช้ให้ตรงกับค่าความต่างศักย์ที่กำหนดมา
60W หมายถึงค่าของพลังงานไฟฟ้าที่หลอดไฟฟ้าใช้ไปในเวลา 1 วินาที
ซึ่งเรียกว่า กำลังไฟฟ้า การวัดพลังงานไฟฟ้า ใช้หน่วยเป็นจูล ตัวเลข 60W จึงหมายถึง ขณะเปิดไฟ หลอดไฟฟ้านี้จะใช้พลังงานไฟฟ้า 60 จูล ในเวลา 1 วินาที
กำลังไฟฟ้า มีค่ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้าและความต่างศักย์ที่เครื่องใช้ไฟฟ้านั้นต่ออยู่ โดยกำลังไฟฟ้ามีค่าเท่ากับผลคูณระหว่างความต่างศักย์กับกระแสไฟฟ้า
จะได้ P=VI
ถ้า P แทนกำลังไฟฟ้ามีหน่วยเป็นวัตต์
V แทนความต่างศักย์มีหน่วยเป็นโวลต์
I แทนกระแสไฟฟ้ามีหน่วยเป็นแอมแปร์
โดยทั่วไปนิยมวัดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าเป็นหน่วยที่ใหญ่กว่าหน่วยจูล โดยวัดกำลังไฟฟ้าเป็นกิโลวัตต์ และคิดช่วงเวลาเป็นชั่วโมง ดังนั้น พลังงานไฟฟ้าจึงวัดได้เป็น กิโลวัตต์-ชั่วโมง หรือเรียกว่าหน่วยหรือยูนิต
ไฟฟ้าที่ใช้ในบ้านเรือนทั่วไปมีความต่างศักย์ 220 โวลต์ คงที่ ดังนั้นในการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ จะใช้พลังงานไฟฟ้ามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับจำนวนชนิด ขนาดของเครื่องใช้ไฟฟ้า และระยะเวลาในการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้า การไฟฟ้าจะคิดเงินค่าพลังงานไฟฟ้าที่แต่ละบ้านใช้ไปโดยใช้เครื่องวัดติดไว้บนเสาไฟฟ้าหน้าบ้านของผู้ใช้ไฟฟ้า เรียกว่า กิโลวัตต์-ชั่วโมง มิเตอร์หรือมาตรไฟฟ้า ซึ่งวัดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไปเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง เรียกกันทั่วไปว่า หน่วยหรือยูนิต
ขณะใช้พลังงานไฟฟ้าจะมีกระแสไฟฟ้าผ่านมาตรไฟฟ้ามากหรือน้อย ตามพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ ดังนั้นจึงมีการออกแบบมาตรไฟฟ้าขนาดต่างๆ ตามปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านในเวลา 1 วินาที เช่น มาตรไฟฟ้าขนาด 5,15,50 แอมแปร์ สถานที่ที่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้ามาก เช่น โรงานอุตสาหกรรมต่างๆ โรงแรมหรือสถานที่ที่ใช้เครื่องปรับอากาศหลายเครื่อง ต้องเลือกขนาดของมาตรไฟฟ้าให้เหมาะสม สามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านได้ ถ้ากระแสไฟฟ้าไหลผ่านมาตรไฟฟ้ามากเกินกว่าที่กำหนด จะทำให้มาตรไฟฟ้าเกิดความร้อนสูงจนไหม้ได้
งานไฟฟ้า (Electric Work)
งานไฟฟ้า หมายถึง กำลังไฟฟ้าที่ถูกใช้ไปใน 1 หน่วยเวลา ตัวอย่าง เช่น ใช้หลอดไฟฟ้า 100 วัตต์
ในเวลา 2 ชั่วโมง หมายความว่า หลอดไฟฟ้า 100 วัตต์ ถูกใช้ไปในเวลาที่เพิ่มขึ้นคือ 2 ชั่วโมง เมื่อพิจารณาแล้วจะได้งานไฟฟ้า ดังนี้
100 วัตต์ ในเวลา 2 ชั่วโมง = 200 วัตต์ – ชั่วโมง
สูตรงานไฟฟ้า W = P X I
W = งานไฟฟ้า
มีหน่วยเป็น วัตต์-วินาที , กิโลวัตต์-ชั่วโมง
P = กำลังงานไฟฟ้า มีหน่วยเป็นวัตต์ หรือกิโลวัตต์
T = เวลา (time)
หน่วยเป็น วินาที นาที หรือ ชั่วโมง
ตัวอย่าง หลอดไฟฟ้าหลอดหนึ่งมีกำลังไฟฟ้า 40 วัตต์ ใช้งาน 4 ชั่วโมง จงคำนวณหางานค่าทางไฟฟ้าว่า
เป็นเท่าไร
วิธีทำ จากสูตร W = P x T
W =
งานไฟฟ้า
P = กำลังไฟฟ้า = 40 วัตต์
t = เวลา = 4 ชั่วโมง
แทนค่า W = 40 x 4
= 160 วัตต์ – ชั่วโมง
การคิดค่าไฟฟ้า
ตามปกติการคำนวณค่าใช้จ่ายในการใช้ไฟฟ้าตามบ้าน จะมีมิเตอร์วัดไฟฟ้าที่ติดอยู่ที่หน้าบ้านเป็นตัววัดซึ่งเรียกว่า วัตต์- เอาเวอร์- มิเตอร์
(Watt-Hour-Meter) ภาษาชาวบ้านเรียกว่า หม้อยูนิต (Unit)หรือ วัตต์มิเตอร์
การทำงาน
สูตรการหากำลังงานไฟฟ้า คือ กำลังงาน = แรงดันไฟฟ้า x กระแสไฟฟ้า
ตัวอย่าง บ้านครูปอนด์มีเครื่องใช้ไฟฟ้า 3 ชนิด คือทีวีขนาด 150 วัตต์ จำนวน 1 เครื่อง, พัดลมขนาด 100 วัตต์ จำนวน 1 เครื่อง และหลอดไฟขนาด 40 วัตต์ จำนวน 5 ดวง โดยครูปอนด์จะเปิดทีวีและพัดลมพร้อมกันตั้งแต่เวลา 18.00 - 22.00 น. ทุกวัน ส่วนหลอดไฟจะเปิดพร้อมกันทั้ง 4 ดวงตั้งแต่เวลา 18.00 - 06.00 น. ทุกวัน อยากทราบว่าครูปอนด์ใช้ไฟฟ้าไปกี่ยูนิตในเดือนธันวาคม
วิธีคิด จากตัวอย่างเราได้ข้อมูลว่า
1. ทีวีขนาด 150
วัตต์ ใช้งานวันละ 3 ชั่วโมง
2. พัดลมขนาด 100 วัตต์ ใช้งานวันละ 3 ชั่วโมง
3.
หลอดไฟขนาด 40 วัตต์ ใช้งานวันละ 12 ชั่วโมง
จากสมการ
ดังนั้นใน 1 วัน เครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละชนิดจะใช้ไฟฟ้าดังนี้
จำนวนยูนิตของทีวี = [(150 x 1) x 3] / 1000 = 0.45
จำนวนยูนิตของพัดลม = [(100 x 1) x 3] / 1000 = 0.30
จำนวนยูนิตของหลอดไฟ = [(40 x 4) x 3] / 1000 = 0.48
รวมใน 1 วัน ครูปอนด์ใช้ไฟฟ้าทั้งสิ้น = 0.45 + 0.30 +
0.48 = 1.23
ดังนั้น ในเดือนธันวาคม (มี 31 วัน) ครูปอนด์ใช้ไฟฟ้าทั้งสิ้น = 1.23 x 31 = 38.13 ยูนิต (ตอบ)
เพิ่มเติม...หากโจทย์ให้ค่าไฟฟ้าคิดเป็นหน่วยละ1.50 บาท เราก็เอามาคูณกับจำนวนยูนิต ผลที่ได้ก็จะเป็นจำนวนเงินที่ต้องจ่ายค่าไฟฟ้าในเดือนนั้น ๆ
* หมายเหตุ – สูตรคำนวณที่นำเสนอ จะไม่รวมการคิดค่าไฟฟ้าตามสูตรการปรับอัตราค่าไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ(Ft) ของการไฟฟ้า หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมสามารถเข้าถึงข้อมูลได้ที่เว็บไซต์ การไฟฟ้านครหลวง
แบบฝึกหัดท้ายหน่วย
๑. เตารีดขนาด 1,000 วัตต์ ใช้รีดผ้าเป็นเวลา 4 ชั่วโมง จะใช้พลังงานไฟฟ้าไปเท่าไร
๒.
หม้อหุงข้าวไฟฟ้าเครื่องหนึ่งใช้กับแรงดันไฟฟ้า 220 โวล์ต ต้องใช้กระแสไฟฟ้า 3 แอมแปร์
อยากทราบว่า หม้อหุงข้าวไฟฟ้าจะมีการสิ้นเปลืองกำลังไฟฟ้าไปเท่าใด
๓. เตาปิ้งขนมปังเครื่องหนึ่ง มีกำลังไฟฟ้า 440 วัตต์ ใช้กับแรงดันไฟฟ้า 220 โวล์ต อยากทราบว่า
เตาปิ้งขนมปังเครื่องนี้จะทนกระแสไฟฟ้าสูงสุดกี่แอมแปร์
๔. บ้านอยู่อาศัยของท่านมีเครื่องใช้ไฟฟ้าอยู่ในบ้าน 5 ชนิด อยากทราบว่าต้องจ่ายค่าไฟฟ้าเท่าใด
- หลอดไฟฟ้าขนาด 36 วัตต์ (รวมบาลาสต์อีก 10 วัตต์ เป็น 46 วัตต์ ) จำนวน 10 ดวง
เปิดใช้งานวันละ 6 ชั่วโมง
- หม้อหุงข้าวขนาด 600 วัตต์ จำนวน 1 ใบเปิดใช้งานวันละ 30 นาที ( 0.5 ชั่วโมง )
-
ตู้เย็นขนาด 125 วัตต์ จำนวน 1 เครื่อง เปิดใช้งาน 24 ชั่วโมง สมมติคอมเพรสเซอร์ทำงานวันละ 8 ชั่วโมง
- เครื่องปรับอากาศ ขนาด 20,000 บีทียู (ประมาณ 2,000 วัตต์ ) จำนวน 1 เครื่อง เปิดวันละ 12
ชั่วโมง สมมุติคอมเพรสเซอร์ทำงานวันละ 6 ชั่วโมง
- ทีวีสี ขนาด 100 วัตต์ จำนวน 1 เครื่อง เปิดใช้งานวันละ 4 ชั่วโมง