เข้าใจพื้นฐาน การต่อวงจรไฟฟ้าเบื้องต้นที่ช่างไฟต้องรู้

"ไฟฟ้า" เป็นพลังงานที่มีความสำคัญอย่างมากต่อการดำเนินชีวิตของมนุษย์ การต่อวงจรไฟฟ้าจึงเป็นหนึ่งในกระบวนการที่ทำให้ระบบไฟฟ้าภายในสถานที่ต่าง ๆ สามารถทำงานได้ โดยส่งถ่ายพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟไปยังอุปกรณ์ที่ต้องการใช้งาน เช่น เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน เครื่องจักรในโรงงาน หรือระบบภายในอาคารสำนักงาน เป็นต้น

ในบทความนี้เราจะมาทำความรู้จักกับนิยามเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้า ส่วนประกอบ และประเภทของการต่อวงจรไฟฟ้าที่ช่างไฟควรรู้จัก

วงจรไฟฟ้า คืออะไร?

วงจรไฟฟ้าคือเส้นทางที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่างที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อกัน เพื่อให้กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านไปยังอุปกรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ ได้ วงจรไฟฟ้าสามารถมีรูปแบบและลักษณะที่แตกต่างกัน ตั้งแต่วงจรง่าย ๆ ที่มีองค์ประกอบเพียงไม่กี่อย่าง จนถึงวงจรซับซ้อนที่มีองค์ประกอบมากมาย เช่น วงจรคอมพิวเตอร์ หรือวงจรไฟฟ้าในอาคาร

ส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้าเบื้องต้น มีอะไรบ้าง?

โดยหลัก ๆ แล้ว ส่วนประกอบของวงจรไฟฟ้าเบื้องต้นนั้นจะประกอบด้วย

1. แหล่งจ่ายไฟ

เป็นแหล่งผลิตและจ่ายพลังงานไฟฟ้าเข้าสู่วงจร เช่น ถ่านไฟฟ้า แบตเตอรี่ เครื่องปั่นไฟ หรือแหล่งไฟสาธารณะ

2. ตัวนำไฟฟ้า

เป็นวัสดุหรืออุปกรณ์ที่เป็นตัวกลางหรือเส้นทางให้ไฟฟ้าไหลผ่าน เช่น สายไฟฟ้า สายนำไฟฟ้า โดยส่วนใหญ่มักทำจากวัสดุที่นำไฟฟ้าได้ดีอย่างทองแดง อะลูมิเนียม เป็นต้น

3. อุปกรณ์ไฟฟ้า

หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า โหลด (Load) หมายถึง เครื่องใช้ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่นำมาติดตั้งในวงจรไฟฟ้าเพื่อให้สามารถทำงานได้ ซึ่งรวมไปถึงอุปกรณ์สำหรับควบคุมการทำงานของวงจรไฟฟ้า อาทิ สวิตช์ เซนเซอร์ หรือตัวต้านทาน

การต่อวงจรไฟฟ้าแบบต่าง ๆ

การต่อวงจรไฟฟ้าสามารถจำแนกรูปแบบออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่

1. วงจรไฟฟ้าแบบอนุกรม (Series Circuit)

คือวงจรที่อุปกรณ์ต่าง ๆ ถูกต่อเชื่อมกันเป็นลำดับตามลักษณะการทำงานของอุปกรณ์นั้น ๆ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจร จะต้องไล่ลำดับผ่านอุปกรณ์แต่ละตัว โดยอุปกรณ์เหล่านี้ไม่สามารถทำงานได้อิสระจากกัน และการตัดหรือเปิดอุปกรณ์ใด ๆ ในวงจรอาจส่งผลต่อการทำงานของอุปกรณ์อื่น ๆ ในวงจรด้วย

2. วงจรไฟฟ้าแบบขนาน (Parallel Circuit)

เป็นการต่อวงจรไฟฟ้าที่มีอุปกรณ์หรือองค์ประกอบต่าง ๆ เชื่อมต่อกันแบบขนาน โดยภายในวงจรไฟฟ้าประเภทนี้ ตัวนำไฟฟ้า (สายไฟ) ที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟฟ้า (แบตเตอรี่หรือแหล่งจ่ายไฟฟ้าอื่นๆ) จะแบ่งแยกออกเป็นหลายเส้นและเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่าง ๆ ทีละตัว ทำให้อุปกรณ์แต่ละตัวถูกเชื่อมต่อตรงกันและได้แรงดันไฟฟ้าเท่ากันในทุก ๆ จุดของวงจร

ข้อดีของวงจรไฟฟ้าแบบขนาน

• การเพิ่ม-ลดอุปกรณ์จะไม่กระทบต่ออุปกรณ์อื่นในวงจร นั่นคือ หากมีอุปกรณ์หนึ่งเสียหรือขาดการทำงาน อุปกรณ์อื่น ๆ ยังคงทำงานได้ตามปกติ
• แรงดันไฟฟ้าเท่ากันในทุก ๆ จุดในวงจร ทำให้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อเข้ากับวงจรได้รับพลังงานไฟฟ้าเท่ากัน โดยไม่มีการแบ่งแยกหรือลดลง

อย่างไรก็ตาม ในการออกแบบวงจรไฟฟ้าแบบขนาน จำเป็นต้องระมัดระวังเรื่องค่าความต้านทานในแต่ละเส้นทางด้วย หากมีบางเส้นทางที่มีค่าความต้านทานต่ำมาก เมื่อเทียบกับเส้นทางอื่น ๆ กระแสไฟฟ้าจะไหลไปตามเส้นทางนั้นเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งจะส่งผลให้เกิดความร้อนสูงผิดปกติ จนทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าเสียหายได้

นอกจากนี้ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลไปทางเส้นทางที่มีความต้านทานต่ำแล้ว ย่อมหมายความว่านี้กระแสที่ไหลผ่านเส้นทางอื่น ๆ ในวงจรจะลดลง ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าเหล่านั้นได้รับกระแสไฟฟ้าไม่เพียงพอ ซึ่งอาจเกิดการทำงานที่ผิดปกติ หรือไม่สามารถใช้งานได้เลย

3. วงจรไฟฟ้าแบบผสม (Compound Circuit)

เป็นวงจรไฟฟ้าที่เชื่อมต่ออุปกรณ์หรือองค์ประกอบต่าง ๆ ในลักษณะที่ผสมระหว่างวงจรแบบขนาน (Parallel Circuit) และวงจรแบบอนุกรม (Series Circuit) ซึ่งเป็นการเชื่อมต่ออุปกรณ์ในลักษณะที่นำเส้นไฟฟ้าจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอุปกรณ์ถัดไป

วงจรไฟฟ้าแบบผสมใช้ในการออกแบบวงจรที่ซับซ้อน โดยสามารถใช้การต่อวงจรไฟฟ้าแบบขนานเพื่อเพิ่มกระแสไฟฟ้ารวมในวงจร และใช้การต่อวงจรไฟฟ้าแบบอนุกรมเพื่อควบคุมกระแสไฟฟ้าหรือแบ่งแยกแรงดันไฟฟ้าในวงจรได้อย่างต้องการ

สรุป

การต่อวงจรไฟฟ้าเป็นกระบวนการที่สำคัญในการติดตั้งระบบไฟฟ้า เพื่อส่งถ่ายไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์ที่ต้องการใช้งาน ซึ่งการต่อวงจรไฟฟ้ามีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับลักษณะงานและความต้องการของผู้ออกแบบ แต่ไม่ว่าจะใช้วิธีใด สิ่งสำคัญที่สุดคือต้องคำนึงถึงความปลอดภัยเป็นหลัก

และเมื่อทำการต่อวงจรไฟฟ้าเรียบร้อยแล้ว ช่างไฟควรจัดเก็บสายไฟให้เป็นระเบียบด้วยรางไฟคุณภาพสูง มาตรฐานชั้นนำ จากผู้ผลิตที่น่าเชื่อถือ เพื่อป้องกันการลัดวงจร ไฟรั่ว และความร้อนสูง ซึ่งอาจก่อให้เกิดเหตุไฟไหม้ได้

KJL ผู้นำนวัตกรรมตู้ไฟ รางไฟ ที่ช่างไฟเชื่อมั่น ด้วยเทคโนโลยีการผลิตจากประเทศญี่ปุ่น สอบถามข้อมูลสินค้าได้ที่ 

LINE Official Account: @KJL.connect หรือคลิก https://lin.ee/lzVhFfo

Facebook: facebook.com/KJLElectric