กระแสสลับ


กระแสสลับ คือ กระแสไฟฟ้าที่ไหลกลับไปกลับมาที่ช่วงเวลาที่สม่ำเสมอในวงจรไฟฟ้าเมื่อกระแสไหลจากค่าต่ำสุดไปถึงค่าสูงสุด และกลับมาที่ค่าต่ำสุด จากนั้นก็เพิ่มขึ้นจนถึงค่าสูงสุด ในทิศทางที่ตรงข้ามกัน จากนั้นจึงไหลกลับมาที่จุดต่ำสุดอีกครั้งหนึ่ง เรียกว่า หนึ่งไซเคิล (Cycle) โดยทั่วไปไซเคิล เท่ากับ 360 องศา ดังภาพ ซึ่งแสดงรูปคลื่นหรือไซเคิลที่เรียกว่า รูปคลื่นซายน์ (Sine Wave) ซึ่งเกิดมาจากการหมุนของเครื่องกำเนิดกระแสสลับ (A.C. Gennerator)

แสดงรูปคลื่นซายน์ที่เกิดจากการหมุนเครื่อง กำเนิดกระแสสลับ

จำนวนครั้งของไซเคิล ที่เกิดซ้ำ ๆ กันใน 1 วินาที เรียกว่า ความถี่ (Frequency) มีหน่วยเป็น เฮิทซ์ (Hz) ตัวอย่าง เช่น เมื่อกระแสไหลกลับไปกลับมาเป็นจำนวน 50 ครั้ง ในเวลา 1 วินาที นั่นคือความถี่ 50 เฮิทซ์ ความถี่สูงมีผลให้อาร์คมีความต่อเนื่องและสม่ำเสมอ กระแสและแรงดันสลับมีค่าเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอเมื่อเทียบกับเวลา ดังนั้นการบอกค่ากระแสและแรงดันสลับจึงบอกเป็นค่ารากเฉลี่ยกำลังสอง (RMS : Root Mean Square) โดยมีสมการ ดังนี้

เมื่อ Irns และ Erms คือค่ากระแสและแรงดันสลับที่ทำให้เกิดปริมาณความร้อนในตัวต้านทานที่ต่ออยู่ในวงจร เทียบเท่ากับ เมื่อป้อนกระแสและแรงดันไฟตรงค่าเดียวกัน

เมื่อ Irns และ Erms คือค่ากระแสและแรงดัน สูงสุดในหนึ่งไซเคิล กระแสและแรงดันสลับสามารถวัดได้ด้วย เอซี-แอมป์-โวลท์มิเตอร์ (Ac Amp-Volt Meter) ซึ่งค่าที่วัดได้เป็น ค่าเฉลี่ยกำลังสอง (R.M.S Value) เช่นกัน ดังนั้นเครื่องเชื่อมกระแสตรงขนาด 100 แอมป์ เทียบเคียงได้เท่ากับเครื่องเชื่อมกระแสสลับขนาด 707 แอมป์ (0.707 x 100) ในวงจรไฟสลับความต้านทานที่เกิดขึ้นต้านการไหลของกระแส เรียกว่า รีแอกแตนซ์ (Reactance) ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ รีแอกแตนซ์จากขดลวด (Inductive Reactance) และรีแอกแตนซ์จากขดลวด (Inductive Reactance) และรีแอกแตนซ์จากตัวเก็บประจุ (Capacitive Reactance) โดยรีแอกแตนซ์ทั้งสองนี้มีผลกับวงจรไฟสลับ