การทดลองที่ 8
Clamp Characteristic in Power Measurement
อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง
1. หลอดไฟนีออน3 หลอด
2. Oscilloscope OX 6062-M
3. kWh meter DD28 1 ตัว
4. Watt meter C.A 4051 ตัว
5. Clamp meter AC/DC MA CURRENT PROBE 1 ตัว
6. Clamp meter MN 13-EL CURRENT CLAMP 1 ตัว
7. Clamp meter GENERAL ELECTRIC 1 ตัว
8. Clamp meter AMPROBE 1 ตัว
9. Power meter NANOVIP 1 ตัว
10. Multifunction meter MC 740 1 ตัว
11. Junction Box 1 ตัว
12. แผงทดลองวงจรไฟฟ้า 1 ชุด
วัตถุประสงค์
1. เพื่อสังเกตการใช้ Current Probe กับ Oscilloscope
2. เพื่อสังเกตการใช้ไฟฟ้าและการสร้าง Harmonic ของอุปกรณ์
2. เพื่อสังเกตการใช้ไฟฟ้าและการสร้าง Harmonic ของอุปกรณ์
ทฤษฎี
การใช้งาน Current Probe
Current Probe เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดตัวนำจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นรอบๆตัวนำนั้นซึ่ง Current Probe จะถูกออกแบบให้ตรวจจับสนามแม่เหล็กไฟฟ้านั้นและแปลงให้อยู่ในรูปของแรงดันไฟฟ้าที่สัมพันธ์กันก่อนจะส่งไปที่ออสซิลโลสโคป ซึ่งสโคปจะสามารถแสดงผลและทำการวิเคราะห์รูปสัญญาณกระแสไฟฟ้าได้ และเมื่อใช้ออสซิลโลสโคปวัดค่าแรงดันและกระแสไฟฟ้าพร้อมๆ กันก็จะสามารถดูลักษณะของสัญญาณกำลังไฟฟ้าได้โดยใช้ฟังก์ชั่นทางคณิตศาสตร์ภายในสโคป โดยสามารถที่จะทำการวัดสัญญาณของกำลังไฟฟ้าได้หลายๆรูปแบบประกอบด้วย กำลังไฟฟ้าชั่วขณะ , กำลังไฟฟ้าจริง , กำลังไฟฟ้าที่ปรากฏ และเฟส ฯลฯ
Current Probe โดยทั่วไปจะมี 2 ชนิด คือ AC Current Probe ซึ่งจะใช้โพรบชนิด passive และ AC/DC Current Probe โดยทั่วไปจะเป็นชนิด active ซึ่งโพรบทั้ง 2 ชนิดนั้นจะใช้หลักการของหม้อแปลงทำการแปลงแรงดันมาจากการตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นรอบๆลวดตัวนำนั้น
Current Probe โดยทั่วไปจะมี 2 ชนิด คือ AC Current Probe ซึ่งจะใช้โพรบชนิด passive และ AC/DC Current Probe โดยทั่วไปจะเป็นชนิด active ซึ่งโพรบทั้ง 2 ชนิดนั้นจะใช้หลักการของหม้อแปลงทำการแปลงแรงดันมาจากการตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นรอบๆลวดตัวนำนั้น
แรงดันจะเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กไฟฟ้ารอบๆลวดตัวนำเฉพาะไฟฟ้ากระแสสลับเท่านั้น
การทำงานของหลักการนี้ คือ เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดตัวนำจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นรอบๆลวดตัวนำนั้นซึ่งมีขนาดและทิศทางตัดกับการไหลของกระแสไฟฟ้า และเมื่อนำขดลวดไปวางไว้ในสนามแม่เหล็กนั้น (ดังภาพ) จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมขดลวดนั้นๆ ซึ่งจะเป็นหลักการทำงานเบื้องต้นของ AC Current Probe ทั่วๆไป และที่หัวจับของโพรบจะมีลักษณะเป็นการใช้ลวดตัวนำพันรอบๆแท่งแม่เหล็ก ทำให้เกิดการแปลงค่ากระแสไฟฟ้าให้เป็นค่าแรงดันที่มีขนาดแปรผันเป็นแบบเชิงเส้นกับค่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านลวดตัวนำ ค่า Bandwidth ของ Current Probe จะขึ้นอยู่กับการออกแบบขดลวดของโพรบและปัจจัยอื่นๆประกอบกัน ซึ่งค่า Bandwidth จะสามารถมีได้ถึง 1 GHz แต่อย่างไรก็ตามโดยปกติมักจะนิยมใช้ Current Probe ที่มี Bandwidth ที่ต่ำกว่า 100 MHz เท่านั้น
การทดลอง
1.ใช้ Current Probe วัดค่าสัญญาณกระแสไฟฟ้าของหลอดต่างๆ
-หลอดอินแคนเดสเซนต์
-หลอดตะเกียบ
-หลอดฟลูออเรสเซนต์ 1
-หลอดฟลูออเรสเซนต์ 2
-หลอดฟลูออเรสเซนต์ 2
สรุปผลการทดลอง
1.เมื่อใส่สัญญาณเข้าเป็น sine wave ให้โหลด ลักษณะของสัญญาณที่ออกมาจากโหลดนั้นอาจจะไม่เป็นสัญญาณsine wave อันเนื่องมาจาก โหลดรอบตัวเรามากมายมีคุณสมบัติที่ไม่เปน็นเชิงเส้น