หม้อแปลงไฟฟ้า

เราจะใช้ปลั๊กไฟแบบเดียวกันในการชาร์จ มือถือและเสียบปลั๊กโทรทัศน์ได้ไหมนะ? ปลั๊กไฟที่กำแพงมีแรงดันไฟฟ้า 230 โวลต์ แต่มือถือใช้ไฟไม่เกิน 5 โวลต์ แล้วทำไมมือถือถึงไม่ระเบิดเพราะได้รับ แรงดันไฟฟ้าที่มากเกินกว่ามันจะรับได้ล่ะ? ไม่หรอก มือถือจะไม่ระเบิดแน่ เพราะฉะนั้นต้องมีบางสิ่ง ที่เกิดขึ้นตอนที่มันถูกชาร์จอยู่ ทีนี้ก็ได้เวลาเปิดกล่องนี้ดูเพื่อหา คำตอบแล้วว่ามีอะไรอยู่ในนั้น เราต้องการลดแรงดันไฟฟ้าในปลั๊กไฟ จาก 230 โวลต์ ให้เหลือเพียง 5 โวลต์เพื่อชาร์จแบตมือถือ และหากต้องการลดแรงดันไฟฟ้าลง เราต้องใช้เหล็กชิ้นนี้ และรอบแกนกลางของเหล็ก 2 ข้าง ก็จะมีลวดทองแดงพันเอาไว้ และถ้าใครสังเกตทันล่ะก็ จะเห็นได้ว่า ลวดทองแดงด้านซ้ายมี จำนวนรอบมากกว่าด้านขวา เมื่อตัวนำไฟฟ้าถูกพันเอาไว้แบบนี้ เรียกว่าขดลวด ทีนี้เราจะมาเสียบปลั๊กเพื่อให้แรงดัน ไฟฟ้าไหลผ่านไปยังขดลวดด้านซ้าย ตอนนี้กระแสไฟฟ้าได้เคลื่อนผ่าน ลวดทองแดง และกระแสไฟที่ไหลผ่านไปนี้ก็จะทำให้เกิด สนามแม่เหล็กที่บริเวณรอบๆตัวนำไฟฟ้า ถ้าใครเคยสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยตัวเอง ก็คงจะรู้กลไกการทำงานของมันแล้ว ด้วยความคดเคี้ยวของลวดทองแดง ที่ถูกขดไปขดมาหลายชั้น สนามแม่เหล็กที่นั่นก็จะยิ่งขยายตัวออกไป และนั่นทำให้สนามแม่เหล็กในขดลวด มีความหนาแน่นอย่างยิ่ง ยิ่งจำนวนรอบของขดลวดมีมากเท่าไหร่ ความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กจะยิ่งมากตาม และเมื่อเราปล่อยไฟฟ้ากระแสสลับ ให้ผ่านเข้าไปในขดลวด กระแสไฟฟ้าจะเปลี่ยนทิศกลับไปข้างหลัง และพุ่งมาข้างหน้า สนามแม่เหล็กเองก็มีกลไกแบบเดียวกัน แกนกลางเหล็กที่อยู่ในขดลวดคือสาเหตุ ที่ทำให้สนามแม่เหล็กในนั้นหนาแน่นขึ้น และแกนกลางเหล็กก็ยังทำให้สนามแม่เหล็ก แพร่ไปที่แกนเหล็กอีกข้างที่มีขดลวดด้วย คราวนี้สนามแม่เหล็กที่อยู่ในขดลวด ทางขวามือก็เกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นแล้ว เมื่อขดลวดถูกกระตุ้นจากสนามแม่เหล็ก จึงทำให้มันทำหน้าที่ต่อไปได้เรื่อยๆ อิเล็กตรอนที่อยู่ในตัวนำไฟฟ้าอย่างทองแดง จะรับรู้ได้ถึงสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น และทำให้มันเริ่มเคลื่อนที่ และอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ได้นี้เอง ก็เป็นตัวการที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า เราได้ทำการเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้า ที่ขดลวดขวา ในขณะที่ขดลวดซ้ายก็มีกระแสไฟฟ้า เข้าไปสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นมา และสนามแม่เหล็กที่ขดลวดขวาก็จะ เข้าไปทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าอีกที แกนกลางของเหล็กนี้ทำให้สนามแม่เหล็ก มีความหนาแน่นขึ้น ทั้งเป็นตัวส่งผ่านสนามแม่เหล็กจาก ขดลวดหนึ่งไปยังอีกขดลวดหนึ่งด้วย มันค่อนข้างเป็นระเบียบใช่ไหมล่ะ? ถ้าเราต้องการแค่ส่งผ่านกระแสไฟฟ้าไป เราก็อาจต้องต่อสายไฟเข้ากับตัวนำไฟฟ้า จากซ้ายไปขวา แค่นี้ก็จบแล้ว แต่เราก็อยากลดค่าแรงดันไฟฟ้าลงด้วย และนี่คือที่มาของจำนวนรอบของขดลวด ที่ถูกขดเอาไว้รอบแกนกลางเหล็กของ ขดลวดแต่ละอัน แกนเหล็กที่มีจำนวนรอบของขดลวดมากที่สุด ก็จะมีแรงดันไฟฟ้าสูงที่สุด ซึ่งถ้าเราต้องการลดแรงดันไฟฟ้าลงล่ะก็ เราก็ต้องลดจำนวนรอบของขดลวด ที่อยู่ในแกนเหล็กทางขวา ให้น้อยกว่าแกนเหล็กทางซ้าย ขดลวดทางซ้ายเป็นจุดแรกที่กระแสไฟไหลผ่าน และเราจะเรียกมันว่าขดลวดปฐมภูมิ และขดลวดทางขวาจะเรียกกันว่า ขดลวดทุติยภูมิ ที่ขดลวดปฐมภูมิจะมีแรงดันไฟฟ้า อยู่ที่ 230 โวลต์ ซึ่งถ้าอยากแบ่งแรงดัน ให้เหลือสักครึ่งหนึ่ง จำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิจะต้อง มีจำนวนครึ่งหนึ่งของขดลวดปฐมภูมิ แต่เราอยากลดแรงดันจาก 230 เหลือ 5 โวลต์ เราจึงต้องหาจำนวนรอบโดยใช้เศษส่วนมาช่วย ต้องเอาแรงดันไฟฟ้าฝั่งทุติยะภูมิ หารด้วย แรงดันไฟฟ้าฝั่งปฐมภูมิ ถ้าเรารู้แล้วว่าจำนวนรอบขดลวดปฐมภูมิ เท่ากับ 460 รอบ ขดลวดฝั่งทุติยภูมิควรเป็นเท่าไหร่ล่ะ? ให้ x แทนค่าจำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิ แล้วแก้สมการนี้ออกมา ขดลวดทุติยภูมิจะต้องมีจำนวนรอบเท่ากับ 10 หากต้องการลดแรงดันไฟฟ้าตามที่เราต้องการ แค่นี้ก็สามารถชาร์จแบตมือถือได้แล้ว ทีนี้เราต้องส่งผ่านแรงดันไฟฟ้าจาก 230 ไปเป็น 5 โวลต์ ถ้าขดลวดทางขวามือมีจำนวนรอบ มากขึ้นกว่าเดิม สมมุติเป็น 920 รอบ นั่นแปลว่า แรงดันไฟฟ้าได้เพิ่มขึ้นแล้ว แต่เดี๋ยวก่อนนะ แล้วแรงดันไฟฟ้าที่ เพิ่มขึ้นมันมาจากไหนกัน เราไม่อาจสร้างพลังงานเพิ่มได้ จากอากาศอยู่แล้ว ดังนั้น เมื่อเราเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเข้าไป กระแสไฟฟ้าก็จะลดลง เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ก็แปลว่ามันมีจำนวนแอมแปร์อยู่ แต่จริงๆแล้วมันก็ไม่ใช่แบบนั้นหรอก พลังงานบางส่วนที่รั่วออกมา ก็แปรสภาพไปเป็นความร้อน ลองไปสัมผัสมันด้วยตัวเองสิ หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ตัวหนึ่งที่ เราต้องมี หากต้องการเพิ่มหรือลดแรงดัน ของไฟฟ้ากระแสสลับ หรือบางทีอาจไปให้ความอบอุ่น ให้กับเท้าในตอนเช้าของฤดูหนาวก็ได้