e-Industrial Technology Center

สัญญาณไฟฟ้าคือแรงดันหรือกระแสซึ่งเป็นพาหะของข้อมูลข่าวสาร  ซึ่งปกติจะหมายถึงแรงดัน แต่อย่างไรก็ตามสามารถใช้ได้ทั้งแรงดันหรือกระแสในวงจร

กราฟแรงดัน-เวลา  แสดงถึงคุณสมบัติต่างๆของสัญญาณไฟฟ้า

 ความหมายของคำย่อที่แสดงในรูปด้านบน

• ขนาด(Amplitude) คือค่าแรงดันสูงสุดของสัญญาณมีหน่วยเป็นโวลท์ (V)

• แรงดันยอด(Peak voltage) คืออีกชื่อหนึ่งของขนาด(amplitude)

• แรงดันยอดถึงยอด(Peak-peak voltage) คือสองเท่าของแรงดันยอดหรือขนาด เมื่ออ่านค่ารูปคลื่นที่ออสซิลโลสโคปมักใช้หน่วยแรงดันยอดถึงยอด

• คาบเวลา(Time period) คือเวลาที่สัญญาณครบรอบหนึ่งรอบ มีหน่วยวัดเป็นวินาที(s) แต่คาบเวลาที่ใช้ส่วนใหญ่ดูเหมือนจะสั้นเป็นมิลลิวินาที(ms) และไมโครวินาที (µs) 1ms = 0.001s and 1µs = 0.000001s.

• ความถี่(Frequency) คือจำนวนรอบคลื่นต่อวินาที มีหน่วยวัดเป็นเฮิรตซ์ (Hz) แต่ความถี่ที่ใช้ส่วนใหญ่จะสูงเป็กิโลเฮิรตซ์ (kHz) และเมกะเฮิรตซ์ (MHz) 1kHz = 1000Hz and 1MHz = 1000000Hz.
ความถี่ของไฟฟ้าหลักในประเทศไทยคือ 50Hz,   ดังนั้นจึงมีคาบเวลาเท่ากับ 1/50 = 0.02s = 20ms.




ค่ารูทมีนสแควร์ (RMS) หรือค่าที่ใช้งานจริง

 ค่าของแรงดันกระแสสลับจะเปลี่ยนอย่างต่อเนื่อง จากศูนย์ไปถึงยอดทางบวก กลับลงมายังศูนย์และไปยังยอดลบ แล้วก็กลับขึ้นมายังศูนย์อีกครั้ง โดยเวลาส่วนมากจะน้อยกว่าแรงดันยอด ทำให้การวัดจากผลที่แท้จริงไม่ดี
 
 

จึงต้องใช้ค่าแรงดันรูทมีนสแควร์แทน (VRMS) ซึ่งคือ 0.707 ของแรงดันยอด (Vpeak):  VRMS = 0.707 × Vpeak และ Vpeak = 1.414 × VRMS   ค่านี้เป็นจริงเฉพาะคลื่นรูปซายน์ (เป็นรูปคลื่นธรรมดาที่สุดของไฟฟ้ากระแสสลับ) คลื่นรูปร่างอื่นต้องใช้ค่าที่ต่างออกไปไม่ใช่ 0.707 และ1.414   ค่าอาร์เอ็มเอสเป็นค่าประสิทธิผลของแรงดันหรือกระแสที่เปลี่ยนแปลง สามารถเทียบเท่าได้กับค่าดีซี (DC) สม่ำเสมอหรือคงที่ ซึ่งให้ผลเหมือนกัน

- ตัวอย่าง เช่น ต่อหลอดกับไฟเอซี 6V RMS จะให้ความสว่างเท่ากันกับหลอดที่ต่อกับไฟดีซีสม่ำเสมอ 6V อย่างไรก็ตามแสงจะหรี่ลงหากต่อหลอดกับไฟเอซีแรงดันยอด 6V เพราะเมื่อคิดเป็นค่า RMS จะได้เท่ากับ 4.2V เท่านั้น( เทียบได้กับไฟดีซีสม่ำเสมอ 4.2V )
 

มันเป็นการช่วยให้ง่ายหากคิดว่าค่าอาร์เอ็มเอสเป็นค่าแบบเฉลี่ย แต่ก็ไม่ใช่ค่าเฉลี่ยที่แท้จริง! ความจริงค่าเฉลี่ยของแรงดัน (หรือกระแส) ของสัญญาณเอซีจะเท่ากับศูนย์ เพราะส่วนบวกกับส่วนลบ จะหักล้างกันหมด
 

- ค่าไฟเอซีที่วัดด้วยมิเตอร์เป็นค่าอาร์เอ็มเอสหรือค่าแรงดันยอด?
 

โวลท์มิเตอร์และแอมป์มิเตอร์เอซีแสดงค่าอาร์เอ็มเอส (RMS) มิเตอร์ดีซี (DC) ก็แสดงค่าอาร์เอ็มเอส (RMS) เช่นกันเมื่อต่อวัดไฟดีซีที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว แต่ถ้าความถี่น้อยกว่า 10Hz เราจะเห็นมิเตอร์แกว่งไปมา

- คำว่า '6V AC' แท้จริงหมายถึง RMS หรือแรงดันยอด?

หากเป็นค่าแรงดันยอดต้องมีคำว่า"peak"กำกับชัดเจน ไม่เช่นนั้นเราต้องคิดว่าเป็นค่าอาร์เอ็มเอส (RMS)ไว้ก่อน ปัจจุบันแรงดันและกระแสเอซีใช้ค่าอาร์เอ็มเอสเสมอเพราะรู้สึกมีเหตุผลเมื่อต้อง เทียบกับกระแสหรือ แรงดันดีซีสม่ำเสมอจากแบตเตอรี่
 

- ตัวอย่างเช่น ไฟ '6V AC' หมายถึง 6V RMS และคิดเป็นแรงดันยอดเท่ากับ 8.5V ไฟหลักในประเทศไทยคือ 220V AC หมายถึง 220V RMS ดังนั้นแรงดันยอดของไฟหลักประมาณเท่ากับ 311V

- รูทมีนสแควร์(RMS)แท้จริงหมายถึงอะไร ?

ค่าอาร์เอ็มเอสคือค่าไฟกระแสสลับที่เทียบเท่าไฟกระแสตรง วิธีหาค่าอาร์เอ็มเอสจากคลื่นรูปซายน์ ใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์ดังนี้
 

ตอนแรกให้ยกกำลังสองค่าทุกจุดทั้งด้านบวกและด้านลบของรูปซายน์ แล้วเฉลี่ยค่าที่ยกกำลังสองทั้งหมด และหาค่ารากที่สองของค่าเฉลี่ยนี้ นั่นคือค่าอาร์เอ็มเอส (RMS) สับสนไหม?
 

ไม่ต้องไปสนใจคณิตศาสตร์หรอก (มันดูซับซ้อนเกินความเป็นจริง) เพียงยอมรับว่าค่าอาร์เอ็มเอส (RMS) ของแรงดันและกระแส คือค่าที่ใช้งานจริง และเป็นค่าที่นำมาใช้งาน ก็พอแล้ว