ตัวอย่างมิเตอร์

                                                           มิลลิโอห์มมิเตอร์

เว็บไซด์อ้างอิง : 

-http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/285/22/resistor1/resistor5.html

-https://sites.google.com/site/physicsbydreammy/taw-tanthan-taw-keb-pracu-ni-wngcr-fifakrasae-slab-http://pioneer.netserv.chula.ac.th/~nnatwade/21.html
- http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B8%95%E0%B9%89%E0%B8%B2%E0%B8%99%E0%B8%97%E0%B8%B2%E0%B8%99%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%9F%E0%B9%89%E0%B8%B2
-หนังสือการวัดและเครื่องวัดไฟฟ้า,รศ.ดร.เอก ไชยสวัสดิ์,พิมพ์ครั้งที่ 7

ความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรง

        ความต้านทานไฟฟ้า (อังกฤษ: electrical resistance) คือ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสไฟฟ้าของวัตถุ วัตถุที่มีความต้านทานต่ำจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ง่าย เรียกว่า ตัวนำไฟฟ้า ในขณะที่ฉนวนไฟฟ้ามีความต้านทานสูงมากและกระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ยาก


ค่าความต้านทานไฟฟ้า ใช้สัญลักษณ์ R มีหน่วยเป็นโอห์ม (Ω) ตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่ Georg Simon Ohm ซึ่งเป็นบุคคลแรกที่เสนอรายงานการทดลองเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันในปี 1826 ส่วนกลับของค่าความต้านทานเรียกว่า ความนำไฟฟ้า (Conductivity) หน่วยซีเมนส์


กฎของโอห์มแสดง ความสัมพันธ์ระหว่าง แรงดันไฟฟ้า (V) , กระแสไฟฟ้า (I) และความต้านทาน (R) ไว้ดังนี้
R = V/I
ความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรง
เมื่อไฟฟ้ากระแสตรงไหลผ่านวัตถุหรือสสารที่มีโครงสร้างเป็นเนื้อเดียวกันอย่างสม่ำเสมอทั้งชิ้น (เอกพันธ์ หรือ homogeneous) กระแสไฟฟ้าจะกระจายทั่วหน้าตัดของวัตถุหรือสสารเหล่านั้น เราสามารถแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมิติทางกายภาพและความต้านทานไฟฟ้าของวัตถุได้เป็น
โดย
l คือ ความยาวของตัวนำ มีหน่วยเป็นเมตร(m)
A คือ พื้นที่หน้าตัดของตัวนำ มีหน่วยเป็นตารางเมตร(m.m)
ρ (Greek: rho) คือ สภาพต้านทานไฟฟ้าของสสาร มีหน่วยเป็นโอห์ม-เมตร(Ω.m)

มัลติมิเตอร์

มัลติมิเตอร์ คือ เครื่องมือที่รวมเครื่องมือวัดหลาย ๆ อย่าง คือ โวลท์มิเตอร์ แอมป์มิเตอร์ และโวลท์มิเตอร์ไว้ในตัวเดียวกัน

การวัดค่าความต้านทาน 
การวัดค่าความต้านทาน โดยอ่านค่าบนสเกลความต้านทานมีลำดับการปฏิบัติดังนี้
1. จะต้องตั้งย่านวัดหรือตั้งเรนจ์ของการวัดความต้านทาน
-เรนจ์ความต้านทานของมัลติมิเตอร์มี 4 เรนจ์ คือ x1, x10, x1K และ x10K ดังรูป จากรูปเป็นการแสดงการตั้งสวิตช์เลือกเรนจ์ของมิเตอร์ไว้ที่เรนจ์ X1ถ้าบิดสวิตช์ขึ้นเป็นการตั้งเรนจ์ X10, X1K และX10K ตามลำดับ ส่วนค่ามิลลิแอมป์ (mA) และค่าไมโครแอมป์ ที่กำกับอยู่ที่เรนจ์ x1, X10 และ X1K เป็นค่าของกระแสสูงสุดของเรนจ์ เช่น x1, 150 mA หมายความว่า ที่เรนจ์ x1 เกิดกระแสสูงสุดขณะวัดสูงสุด 150 มิลลิแอมป์  

ตารางการตั้งย่านวัดให้เหมาะสม
เรนจ์	ค่าต่ำสุดและค่าสูงสุดที่ใช้วัดได้	ค่าที่ควรใช้วัด
X1	0.2-2K โอห์ม	0-50 โอห์ม
X10	2-20K โอห์ม	50-2K โอห์ม
X1K	200-2M โอห์ม	2K-50Kโอห์ม
x10K	200K-20M โอห์ม	50K-20M โอห์ม

-ก่อนวัดจะต้องตั้งเรนจ์ให้เหมาะสมกับค่าความต้านทานของจุดวัด จะทำให้ค่าที่อ่านได้จาการวัดมีความเที่ยวตรง หรือมีความแม่นยำสูง ดังแสดงในตาราง
-ถ้าเป็นจุดวัดที่ไม่ทราบว่าค่าความต้านทานประมาณเท่าไร ให้ตั้งเรนจ์ X1 วัดก่อน ถ้าวัดแล้วเข็มมิเตอร์ไม่ขึ้นหรือขึ้นน้อย ก็ค่อยเปลี่ยนไปใช้เรนจ์ที่สูงขึ้นไป พยายามให้เข็มมิเตอร์อยู่กลางหน้าปัด

การวัดค่าความต้านทาน 
-นำสายวัดสีแดงเสียบแจ็ก + และสายวัดสีดำเสียบแจ็ก - ของมิเตอร์
-ถ้าเป็นการวัดที่ต้องการทราบค่าความต้านทานที่ถูกต้องแน่นอน จะต้องทำการปรับซีโร่ห์โอห์มก่อน โดยการนำปลายสายวัดทั้งสองมาแตะกัน จะทำให้เข็มมิเตอร์ขึ้นไปประมาณสุดสเกลด้านขวามือแล้วให้ทำการปรับปุ่ม 0 โอห์มแอดจัส (ADJ) จนเข็มมิเตอร์ชี้ไปที่ตำแหน่ง 0 โอห์มในสเกลโอห์มพอดี และในระหว่างการวัด เมื่อจำเป็นต้องเปลี่ยนเรนจ์ความต้านทานที่สูงขึ้นหรือต่ำลง เพื่อให้เหมาะสมกับค่าความต้านทานของจุดวัดนั้น ต้องทำการปรับซีโร่ห์โอห์มก่อนทำการวัดทุกครั้ง เพื่อให้ค่าความต้านทานที่ถูกต้อง
-ถ้าเป็นการวัดที่ต้องการเพียงทราบค่าความต้านทานโดยประมาณจะไม่ทำการปรับซีโร่ห์โอห์มก็ได้   

ตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

          ในหัวข้อที่แล้วได้ศึกษากำลังไฟฟ้าของไฟฟ้ากระแสสลับในกรณีต่อแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากับตัวต้านทานที่มีความต้านทาน R ทำให้ทราบความหมายของค่า rms ของไฟฟ้ากระแสสลับในหัวข้อนี้จะได้ศึกษาค่าดังกล่าวต่อ สำหรับการต่อแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับกับตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำดังนี้
ตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ
ในการต่อแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเข้ากับตัวต้านทานที่มีความต้านทาน R ในวงจร ดังรูป 1 เมื่อ เป็นสัญลักษณ์แทนแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

ถ้าความต่างศักย์ของตัวต้านทานมีค่าเป็น

จากกฎของโอห์ม จะได้





แสดงค่า v และ i ดังกล่าว เป็นกราฟได้ดังรูป 2





                 รูป 1 การต่อวงจร R



รูป 2 กราฟกระแสไฟฟ้า iและความต่างศักย์ v กรณีมีตัวต้านทาน

รูป 2 แสดงว่ากระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทาน และความต่างศักย์ระหว่างปลายของตัวต้านทานต่างก็มีค่าสูงสุดพร้อมกันและมีค่าศูนย์พร้อมกัน คือมีเฟสตรงกัน จึงกล่าวได้ว่าในกรณีตัวต้านทาน กระแสไฟฟ้าสลบและความต่างศักย์สลับมีเฟสเดียวกัน

การวัดความต้านทานของตัวต้านทาน

        การวัดตัวต้านทานนั้น ก่อนการวัดค่าทุกครั้ง ต้องทำการปรับแต่งโอห์มมิเตอร์ให้พร้อมใช้งาน โดยชอร์ตปลายเข็มวัดของโอห์มมิเตอร์เข้าด้วยกัน และทำการปรับแต่งปุ่มปรับ 0 Ω ADJ. ที่หน้าปัดมิเตอร์ ให้เข็มชี้ของมิเตอร์เคลื่อนไปชี้ที่ตำแหน่ง 0 Ω พอดี ที่สเกลโอห์มและการเปลี่ยนย่านวัดของโอห์มมิเตอร์ทุกย่าน จะต้องทำการปรับแต่งโอห์มมิเตอร์ใหม่ทุกครั้ง เมื่อปรับแต่งโอห์มมิเตอร์พร้อมใช้งานเรียบร้อยแล้ว ก็สามารถนำโอห์มมิเตอร์ไปวัดความต้านทานได้ตามต้องการ

                                                   การปรับแต่งโอห์มมิเตอร์ก่อนใช้งาน

                                                     การวัดตัวต้านทานด้วยโอห์มมิเตอร์
การวัดตัวต้านทานแบบคงที่
ถ้าตัวต้านทานที่จะนำมาวัดเป็นชนิดค่าคงที่ ซึ่งก่อนการวัดค่าจะต้องทำการอ่านค่าความต้านทานที่บอกไว้อาจเป็นรหัสสี หรือตัวเลขกำกับไว้ เมื่อทราบค่าแล้ว ก็ตั้งโอห์มมิเตอร์ในย่านใกล้เคียงที่จะวัดได้ เช่น ตัวต้านทานมีค่า 5,000 Ω ก็ตั้งโอห์มมิเตอร์ที่ย่าน Rx100 หรือตัวต้านทานที่ค่า 250k Ωก็ตั้งโอห์มมิเตอร์ที่ย่าน Rx10k เป็นต้น และอย่าลืมปรับแต่งโอห์มมิเตอร์ก่อนการใช้งานทุกครั้ง จึงจะนำเข็มวัดของมิเตอร์ไปวัดค่าตัวต้านทานนั้น ๆ ได้ Ωการอ่านค่าความต้านทานให้อ่านที่สเกลโอห์ม (Ω) ที่หน้าปัดมิเตอร์ค่าที่อ่านได้เท่าไร นำมาคูณเข้ากับย่านที่ตั้งวัดของโอห์มมิเตอร์ เช่น ตั้งย่านวัดโอห์มมิเตอร์ไว้ที่ Rx100 เข็มมิเตอร์ชี้หน้าปัดมิเตอร์ที่เลข 8 จะอ่านค่าความต้านทานของตัวต้านทานได้เท่ากับ 800 W (8x100=800 Ω ) หรือตั้งย่านวัดโอห์มมิเตอร์ไว้ที่ Rx10k เข็มมิเตอร์ชี้หน้าปัดมิเตอร์ที่เลข 50 จะอ่านค่าความต้านทานของตัวต้านทานได้เท่ากับ 500k W (50x10k=500k Ω ) เป็นต้น

การวัดตัวต้านทานแบบปรับค่าได้
ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ชนิดปกติจะมี 3 ขา ขากลาง ( ขา 2) จะเป็นขาที่ค่าความต้านทานเปลี่ยนได้ ตามการปรับแต่งของผู้วัด ส่วนริมทั้ง 2 ขา ( ขา 1,3) จะเป็นค่าความต้านทานคงที่ ที่บอกค่าไว้ที่ตัวถังด้านนอกของตัวต้านทานปรับค่าได้นั้น ๆ

                                                 รูปร่างสัญลักษณ์และตำแหน่งขาของตัวต้านทานปรับค่าได้

                                                            การวัดหาค่าความต้านทานของตัวต้านทานปรับค่าได้

                                                              การวัดการสัมผัสกันของตัวต้านทานปรับค่าได้

การจะวัดค่าความต้านทานทั้งหมด ของตัวต้านทานปรับค่าได้ให้ใช้โอห์มมิเตอร์วัดคร่อมขา 1 และขา 3 ของตัวต้านทานปรับค่าได้ ก็จะได้ค่าความต้านทานของตัวต้านทานปรับค่าได้ตัวนั้น                  ถ้าต้องการตรวจสอบสภาวะการเปลี่ยนค่าได้ หรือต้องการตรวจสอบสภาพดี - เสียของตัวต้านทานปรับค่าได้ จะต้องใช้โอห์มมิเตอร์วัดตัวต้านทานปรับค่าได้ ระหว่างขากลางและขาริมขาใดขาหนึ่ง ( วัดขา 2 กับขา 1 หรือขา 3 ขาใดขาหนึ่ง) และปรับปุ่มปรับของ ตัวต้านทานเปลี่ยนค่าได้ไปมา โดยปรับให้ไปสุดด้านหนึ่งและปรับย้อนกลับมาสุดอีกด้านหนึ่ง สลับไปสลับมา ขณะปรับปุ่มอยู่ให้ดูเข็มชี้ของโอห์มมิเตอร์ด้วย เข็มจะค่อย ๆ เปลี่ยนแปลงขึ้นลงตามการปรับนั้นอย่างเนื่อง ไม่สะดุด หรือตกไปสุดสเกลซ้ายมือด้านโอห์มสูง (∞ ) แสดงว่าตัวต้านทานปรับค่าได้ตัวนั้นดี  ถ้าการปรับปุ่มไม่ว่าตอนใดก็ตาม เข็มชี้ของโอห์มมิเตอร์มีการสะดุด หรือตกไปสุดสเกลด้านซ้ายมือด้านโอห์มสูง ( ∞ ) แสดงว่าตัวต้านทานปรับค่าได้ตัวนั้นเสีย

ข้อควรระวัง

1. การใช้โอห์มมิเตอร์วัดตัวต้านทาน ไม่ควรทำการวัดขณะที่ตัวต้านทานยังมีแรงดันตกคร่อมอยู่ เพราะจะทำให้โอห์มมิเตอร์เสียได้ และการวัดตัวต้านทานในวงจร ถึงแม้ว่าสามารถอ่านค่าได้แต่ค่าที่อ่านได้อาจไม่ถูกต้อง เพราะตัวต้านทานอาจจะต่อร่วมกับอุปกรณ์ตัวอื่น ๆ อีก ดังนั้นถ้าจะวัดตัวต้านทานในวงจรจำเป็นต้องปลดตัวต้านทานนั้นออกจากวงจรขาหนึ่งก่อนทำการวัดด้วยโอห์มมิเตอร์  2. การใช้โอห์มมิเตอร์ตั้งแต่ย่าน Rx1k ขึ้นไป (Rx1k, Rx10k) ตรวจวัดตัวต้านทาน หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ห้ามใช้มือของผู้วัดจับปลายเข็มวัดทั้งสองสายของโอห์มมิเตอร์ด้วยมือทั้งสองข้าง เพราะเข็มมิเตอร์จะกระดิกขึ้น เนื่องจากมีกระแสจากโอห์มมิเตอร์ไหลผ่านตัวผู้วัด ทำให้การวัดค่าผิดพลาด แต่ถ้าจับปลายเข็มวัดสายเดียวด้วยมือข้างเดียวไม่เป็นไร  3. อาการเสียของตัวต้านทาน ถ้าเป็นตัวต้านทานคงที่จะพบบ่อยคือความต้านทานยืดค่าหรือขาด ถ้าเป็นตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ที่พบบ่อยคือปรับค่าความต้านทานแล้วสะดุดบางช่วงและขาด หากเป็นตัวต้านทานปรับค่าแบบคาร์บอนอาการดังกล่าวอาจเกิดจากการสึกกร่อนของผงคาร์บอนที่ฉาบไว้ และหากเป็นตัวต้านทานปรับค่าได้แบบไวร์วาวน์ อาการดังกล่าวจะเกิดจากการขาดของขดลวดที่พันไว้บางจุด  4. การเปลี่ยนตัวต้านทาน ควรจะเปลี่ยนตัวต้านทานให้มีทั้งค่าความต้านทาน และค่าทนกำลังไฟฟ้าเท่าเดิม ไม่ควรใช้ค่ามากกว่าหรือน้อยกว่าเดิมเพราะอาจจะทำให้ตัวต้านทานนั้นไม่ทนทาน หรืออาจทำให้วงจรนั้น ๆ ทำงานผิดพลาด จนอาจส่งผลให้อุปกรณ์ตัวอื่น ๆ ชำรุดเสียหายได้