ตัวอย่างการทํางานผิดพลาดของอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ หม้อหุงข้าว

1.1 ระบบคืออะไร

  ระบบ(system)โดยทั่วไปแล้วเป็นคำที่ใช้เรียกแทนสิ่งต่างๆ ที่มีส่วนประกอบตั้งแต่สองส่วนขึ้นไปรวมเข้าด้วยกัน และทำงานสัมพันธ์กัน เพื่อให้สามารถทำงานได้ตามหน้าที่ (function)ที่กำหนด ซึ่งมีได้หลากหลาย เช่นปากกา ประกอบไปด้วย ด้ามจับ น้ำหมึก ไส้ปากกา และหัวปากกา ซึ่งส่วนประกอบต่างๆของปากกาล้วนมีหน้าที่เฉพาะอย่างเพื่อให้ปากกาสามารถทำงานได้ตามวัตถุประสงค์

            โทรศัพท์มือถือมีส่วนประกอบหลายส่วนเช่น หน้าจอ แบตเตอรี่ แผงวงจร อุปกรณ์บันทึกข้อมูล กล้อง ลำโพง ไมโครโฟน แต่ละส่วนประกอบมีหน้าที่เฉพาะของตัวเอง และส่วนประกอบเหล่านั้นล้วนแล้วแต่ทำงานสัมพันธ์กัน หากส่วนประกอบใดทำงานผิดพลาดหรือเกิดความเสียหายขึ้นอาจทำให้โทรศัพท์มือถือไม่สามารถใช้งานได้ หรืออาจทำงานไม่สมบูรณ์ 

โดยทั่วไปแล้ว ระบบ พบได้ทั้งในธรรมชาติและมนุษย์สร้างขึ้น ซึ่งระแบบทางธรรมชาติ (natural system) เป็นระบบที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มีอยู่หลายอย่างทั้งในพืชและสัตว์ เช่นระบบลำเลียงน้ำหรืออาหารของพืช ระบบหายใจหรือระบบย่อยอาหารของมนุษย์

ระบบย่อยอาหารของมนุษย์

  ประกอบด้วยอวัยวะที่เกี่ยวข้องได้แก่ ปาก หลอดอาหาร กระเพาะอาหาร ลำไส้เล็ก ลำไส้ใหญ่ และทวารหนัก ทำงานสัมพันธ์กันเพื่อย่อยอาหารที่รับประทานให้ละเอียดและดูดซึมสารอาหารไปเลี้ยงส่วนต่างๆของร่างกาย

ระบบลำเลียงน้ำของพืช

  ประกอบด้วย ราก ท่อลำเลียง ใบ ทำงานสัมพันธ์กัน เพื่อลำเลียงน้ำในดินจากราก ลำต้นถึงใบไปใช้ในกระบวนการสั่งเคราะห์ด้วยแสงต่อไป  

1.2 ระบบทางเทคโนโลยี (techological system)

เป็นระบบที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหาหรืออำนวยความสะดวกให้กับมนุษย์  ซึ่งสามารถพบเห็นได้ในชีวิตประจำวัน 

แบ่งเป็น 3 ระบบ

1.ระบบการคมนาคมขนส่ง

2.ระบบงานบริการ

3.ระบบการผลิตในอุตสาหกรรม    

1.ระบบการคมนาคมขนส่ง

ระบบรถไฟฟ้าเป็นระบบการคมนาคมขนส่งรูปแบบหนึ่งที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการเดินทางของผู้คน ซึ่งการบริการจะต้องอาศัยองค์ประกอบหลายส่วนในการทำงานทั้งในด้านการจัดขบวนรถ รางรถ การจำหน่ายตั๋ว องค์ประกอบต่างๆ ดังที่กล่าวมาต้องอาศัยการทำงานสัมพันธ์กัน เพื่อให้การบริการของระบบไฟฟ้าเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ

2.ระบบงานบริการ

ระบบการจ่ายยาในโรงพยาบาลเป็นตัวอย่างของระบบงานบริการชนิดหนึ่งที่ต้องมีการจัดระบบการบริการ โดยมีแผนภาพแสดงลำดับขั้นตอนการบริการเพื่อให้ผู้ใช้บริการเข้าใจลำดับขั้นตอนก่อนการรับบริการ ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกและมีความรวดเร็วในการบริการอีกด้วย

3.ระบบการผลิตในอุตสาหกรรม

ระบบการผลิต (Production system)  มี 2 ระบบใหญ่ๆ คือ

1.ระบบการผลิตแบบช่วงตอน (Intermittent Production System)

เป็นการผลิตแบบ ไม่สม่ำเสมอ หรือผลิตตามคำสั่งลูกค้า (Order.Manufacturing) เป็นการผลิต ที่วัตถุดิบไม่เลื่อนไหล ไปตามสายการผลิต จะผลิตเป็นช่วงๆ หรือเป็นตอน ถ้าครบ กิจกรรมการผลิต ก็จะได้ชิ้นงาน หรือผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปขึ้นมา เช่น การกลึงชิ้นงาน งานผลิต งานก่อสร้าง การผลิตโต๊ะ เก้าอี้

2.ระบบการผลิตแบบต่อเนื่อง (Continuous Production System)

เป็นระบบ ที่มีการไหล ของวัตถุดิบต่อเนื่อง ตามสายการผลิต (Line.production) เช่น โรงพิมพ์ พิมพ์หนังสือ โรงงานผลิตอาหารกระป๋อง การผลิตแก้วของโรงงานผลิตแก้ว บุหรี่ ไม้อัด น้ำตาล เป็นต้น

            เทคโนโลยีที่เราพบเห็นกันทั่วไป เช่นหม้อหุงข้าว มีส่วนประกอบหลัก ได้แก่ ตัวเครื่อง แผ่นความร้อน ขดลวดสปริง แม่เหล็ก สวิตช์ รวมเข้าด้วยกันเป็นระบบ ซึ่งส่วนประกอบต่างๆ เหล่านี้มีหน้าที่ต่างกันไป และทำงานสัมพันธ์กันเพื่อให้หม้อหุงข้าวสามารถใช้งานได้ตามความต้องการ

ระบบหม้อหุงข้าว

โครงสร้างระบบควบคุมไฟฟ้าของหม้อหุงข้าว

การทำงานของหม้อหุงข้าวไฟฟ้า

เริ่มจากเมื่อกดสวิตช์ แกนของสวิตช์จะดึงให้จุดสัมผัสเชื่อมต่อกันพร้อมทั้งอัดให้สปริงหดตัวและดีดให้แม่เหล็ก มีค่ามากกว่าแรงดันกลับของสปริง สวิตช์หม้อหุงข้าวจึงติดค้างอยู่ได้ ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านจุดสัมผัสเข้าสู่ขดลวดความร้อน เมื่อน้ำในหม้อหุงเดือด น้ำจะค่อยๆ ลดลงและระเหยจนแห้ง อุณหภูมิภายในหม้อหุงข้าวจะสูงขึ้น จนทำให้แม่เหล็กเฟอร์โรสูญเสียความเป็นแม่เหล็กส่งผลให้แรงดูดระหว่างแม่เหล็กมีค่าลดลง แกนของสวิตช์จึงถูกดันลงมาเนื่องจากปรงดันกลับของขดสปริงมีค่ามากกว่าแรงระหว่างแม่เหล็ก และทำให้จุดสัมผัสแยกออกจากกัน ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าไม่สามารถผ่านเข้าสู่ขดลวดความร้อนได้

1.3ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน

เทคโนโลยีบางอย่างอาจประกอบไปด้วยระบบย่อยหลายระบบ (subsystems) ทำงานสัมพันธ์กันอยู่ หากระบบย่อยใดทำงานผิดพลาด จะส่งผลต่อการทำงานของเทคโนโลยีนั้นไม่สามารถทำงานได้ตามวัตถุประสงค์ หรืออาจทำงานได้ไม่สมบูรณ์ ซึ่งเทคโนโลยีที่ประกอบไปด้วยระบบย่อยตั้งแต่สองระบบขึันไปทำงานร่วมกัน เรียกระบบนั้นว่า ระบบที่ซับซ้อน (complex system)  ตัวอย่างของระบบที่ซับซ้อน  เช่นเครื่องปรับอากาศ    

ระบบของเครื่องปรับอากาศ

หลักการทำความเย็นของเครื่องปรับอากาศ

ก่อนที่เราจะเรียนรู้กลไกการทำงานของ เครื่องปรับอากาศ เราควรทราบก่อนว่า ส่วนประกอบที่สำคัญของระบบการทำการความเย็น (Refrigeration Cycle) มี

          1. คอมเพรสเซอร์ (Compressor) ของแอร์ แอร์บ้าน ทำหน้าที่ขับเคลื่อนสารทำ ความเย็นหรือน้ำยา (Refrigerant) ในระบบ โดยทำให้สารทำความเย็นมีอุณหภูมิ และความดันสูงขึ้น
          2. คอยล์ร้อน (Condenser) ทำหน้าที่ระบายความร้อนของสารทำความเย็น
          3. คอยล์เย็น (Evaporator) ทำหน้าที่ดูดซับความร้อนภายในห้องมาสู่สารทำความเย็น
          4. อุปกรณ์ลดความดัน (Throttling Device) ทำหน้าที่ลดความดันและอุณหภูมิของสาร ทำความเย็น โดยทั่วไปจะใช้เป็น แค็ปพิลลารี่ทิ้วบ์ (Capillary tube) หรือ เอ็กสแปนชั่นวาล์ว (Expansion Valve)

1.4 การทำงานผิดพลาดของระบบ (system failure)

        ระบบทางเทคโนโลยีทั้งที่เป็นระบบอย่างง่ายและระบบที่ซับซ้อนื หากมีส่วนประกอบใดหรือระบบย่อยใดทำงานผิดพลาด อาจส่งผลกระทบต่อการทำงานของเทคโนโลยีนั้นได้ เช่น พัดลม หากปุ่มปรับระดับความแรงของพัดลมเสียหาย จะทำให้ผู้ใช้ไม่สามารถปรับระดับความแรงของพัดลมได้ตามความต้องการ จึงจำเป็นต้องมีการดูแลรักษาและซ่อมบำรุง (maintenance)เพื่อให้สามารถใช้งานได้ปกติ