ถ้าการงอของสายไฟไม่ส่งผลต่อความต้านทาน แล้วทำไมสายไฟที่ม้วนเป็นวงกลมจึงแสดงประกายไฟแทนที่จะเป็นสายไฟเรียบ

แม้ว่าการโค้งงอสายไฟเองจะไม่ส่งผลต่อความต้านทานอย่างมาก แต่สถานการณ์จะซับซ้อนขึ้นเมื่อมีการทำวงจรเกลียว เช่น ที่พบในหม้อแปลง มอเตอร์ หรือแม่เหล็กไฟฟ้า วงจรเกลียวไม่ได้เป็นเพียงสายไฟที่โค้งงอเท่านั้น รูปทรงและวิธีการพันของมันส่งผลต่อคุณสมบัติแม่เหล็กไฟฟ้า โดยเฉพาะความเหนี่ยวนำตนเองและระหว่างกัน ทำให้เกิดปรากฏการณ์เช่น การกระพริบประกายที่ไม่เกิดขึ้นกับสายไฟตรงปกติ

สาเหตุของการกระพริบประกายในวงจรเกลียว

ผลกระทบจากความเหนี่ยวนำ

• ความเหนี่ยวนำตนเอง: เมื่อมีกระแสไหลผ่านวงจรเกลียว จะสร้างสนามแม่เหล็กรอบวงจร หากกระแสเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน (เช่น ขณะเปิดหรือปิดวงจร) สนามแม่เหล็กจะเปลี่ยนแปลง ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (EMF) ที่เรียกว่าความเหนี่ยวนำตนเอง การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันนี้สามารถทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นอย่างมาก ทำให้เกิดการกระพริบประกาย

• ความเหนี่ยวนำระหว่างกัน: ในวงจรเกลียวหลายชั้น การเปลี่ยนแปลงของกระแสในชั้นหนึ่งจะส่งผลต่อกระแสในชั้นใกล้เคียง เรียกว่าความเหนี่ยวนำระหว่างกัน การเปลี่ยนแปลงของกระแสอย่างกะทันหันสามารถทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น ทำให้เกิดการกระพริบประกาย

ผลกระทบจากความจุไฟฟ้า

ความจุไฟฟ้าระหว่างชั้น: เนื่องจากความจุไฟฟ้าระหว่างชั้นในวงจรเกลียว การเปลี่ยนแปลงของกระแสอย่างกะทันหันสามารถทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น อาจทำให้เกิดการกระพริบประกาย

ภาวะเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน

• การกระพริบประกายขณะถอดปลั๊ก: เมื่อถอดปลั๊กแหล่งจ่ายไฟออกจากวงจรเกลียว แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำตนเองจะทำให้พลังงานแม่เหล็กที่สะสมพยายามรักษากระแส ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นที่สวิตช์ ซึ่งอาจทำให้เกิดการอาร์กหรือการกระพริบประกาย

• การกระพริบประกายขณะเสียบปลั๊ก: เมื่อเสียบปลั๊กแหล่งจ่ายไฟเข้ากับวงจรเกลียว การสร้างกระแสสามารถทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นอย่างฉับพลัน ทำให้เกิดการกระพริบประกาย

ความแตกต่างระหว่างสายไฟธรรมดาและวงจรเกลียว

• โครงสร้างทางเรขาคณิต: สายไฟธรรมดาโดยทั่วไปเป็นเส้นตรงหรือโค้งงอเล็กน้อย ในขณะที่วงจรเกลียวถูกพันแน่น ทำให้มีความเหนี่ยวนำตนเองและระหว่างกันสูงขึ้นในวงจรเกลียว

• ผลกระทบแม่เหล็กไฟฟ้า: การเปลี่ยนแปลงของกระแสในวงจรเกลียวทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กอย่างมาก ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงของกระแสในสายไฟธรรมดามีการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กน้อย ทำให้มีผลกระทบที่ไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจน

• การเก็บพลังงาน: วงจรเกลียวสามารถเก็บพลังงานแม่เหล็กได้จำนวนมาก และการปล่อยพลังงานนี้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของกระแสอย่างกะทันหันสามารถทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น ทำให้เกิดการกระพริบประกาย

การป้องกันการกระพริบประกาย

เพื่อหลีกเลี่ยงการกระพริบประกายในวงจรเกลียว สามารดำเนินการดังนี้:

• ใช้ไดโอดฟลายแบค: เมื่อถอดปลั๊กแหล่งจ่ายไฟออกจากวงจรเกลียว ไดโอดฟลายแบคสามารถให้ทางผ่านสำหรับกระแสในวงจรเกลียว ดูดซับแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำตนเอง และลดโอกาสในการกระพริบประกาย

• ใช้ตัวต้านทานด้าน: ในบางกรณี ตัวต้านทานด้านสามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรเกลียว เพื่อลดอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแส ทำให้ลดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำตนเองลง

• ใช้เทคนิคการสลับสวิตช์อ่อน: โดยควบคุมอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแส เทคนิคการสลับสวิตช์อ่อนสามารถลดแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น ทำให้ลดการกระพริบประกายลง

สรุป

วงจรเกลียว เนื่องจากโครงสร้างทางเรขาคณิตและคุณสมบัติแม่เหล็กไฟฟ้าที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้มีโอกาสเกิดการกระพริบประกายเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของกระแสอย่างกะทันหันมากกว่าสายไฟธรรมดา นี่เป็นเพราะแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นที่เกิดจากความเหนี่ยวนำตนเองและระหว่างกันในวงจรเกลียว ผ่านการออกแบบและวิธีการทางเทคนิคที่เหมาะสม สามารถลดหรือกำจัดการกระพริบประกายได้อย่างมีประสิทธิภาพ