ลูกลอย (Float Switch) มีหลักการทำงานที่สามารถลอยตัวขึ้นเหนือน้ำได้โดยใช้แรงของตัวลูกลอยเอง ซึ่งจะเกิดจากการเอียงหรือพลิกตัวของลูกลอย แต่ทั่วๆ ไปจะใช้งานอยู่ที่มุมเอียง 45 องศา เพื่อที่จะทำให้ตัวสวิทซ์ที่อยู่ภายในของลูกลอยทำงาน และถ้าเป็นการใช้งานในด้านอุตสาหกรรม หรือที่ๆ มีการใช้งานบ่อยๆ ครั้ง จำเป็นต้องใช้ลูกลอยที่มีโครงสร้างเป็น ไมโครสวิทซ์ (Micro Switch) เพราะจะมีอายุการใช้งานที่มากกว่า 10 ล้านครั้ง และจะมีความปลอดภัยมากกว่าลูกลอยชนิดที่มีราคาถูก เพราะชนิดลูกลอยที่มีราคาถูกภายในจะทำมาจากสวิทซ์ปรอท ทำให้มีอายุการใช้งานที่สั้นกว่า และอาจจะทำให้เกิดอันตรายได้ถ้าเกิดการแตกหรือรั่ว
ทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับ ลูกลอย (Float Switch)
หลักการของอาร์คิมีดิส (Archimedes principle) กล่าวไว้ว่า เมื่อหย่อนวัตถุลงไปในน้ำ ปริมาตรของน้ำส่วนที่ล้นออกมา จะเทียบเท่ากับปริมาตรของก้อนวัตถุนั้นที่เข้าไปแทนที่ของน้ำ
สรุปหลักอาร์คิมีดิส ดังนี้
1. ปริมาตรของเหลวที่ถูกแทนที่ จะเท่ากับปริมาตรของวัตถุส่วนที่จมลงในของเหลว
2. น้ำหนักของวัตถุที่ชั่งในของเหลว จะมีค่าน้อยกว่าน้ำหนักของวัตถุที่ชั่งในอากาศ เนื่องจากแรงพยุงของของเหลวมีมากกว่าแรงพยุงของอากาศ
3. น้ำหนักของวัตถุที่หายไปในของเหลว จะเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่ถูกวัตถุแทนที่ ซึ่งคำนวณได้จากผลต่างของน้ำหนักของวัตถุที่ชั่งในอากาศกับน้ำหนักของวัตถุที่ชั่งในของเหลว
4. น้ำหนักของของเหลวที่ถูกแทนที่ จะเท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่มีปริมาตรเท่ากับวัตถุส่วนที่จมลงไป
ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับแรงพยุง
รูปภาพ แรงพยุง หรือแรงลอยตัว (Buoyant Force)
ที่มา: https://th.wikipedia.org/wiki/แรงลอยตัว
1. ชนิดของวัตถุ วัตถุแต่ละชนิดจะมีความหนาแน่นแตกต่างกัน เช่น เหล็ก ไม้ พลาสติก ที่มีมวลเท่ากัน เหล็กจะมีความหนาแน่นมากกว่าไม้และไม้มีความหนาแน่นมากกว่าพลาสติก ซึ่งวัตถุที่มีความหนาแน่นมากจะจมลงไปในของเหลวมาก
2. ชนิดของเหลว ของเหลวแต่ละชนิดมีความหนาแน่นแตกต่างกัน เช่น น้ำบริสุทธิ์มีความหนาแน่นมากกว่าเอทิลแอลกอฮอล์และน้ำมันเบนซิน เป็นต้น ซึ่งของเหลวที่มีความหนาแน่นมาก จะมีแรงพยุงมาก
3. ขนาดของวัตถุ จะส่งผลต่อปริมาตรที่จมลงไปในของเหลวซึ่งถ้าวัตถุมีขนาดใหญ่ จะมีปริมาตรที่จมลงไปในของเหลวมาก ทำให้แรงพยุงมีค่ามาก
สมการที่ใช้ในการคำนวณหาแรงพยุงเป็นดังนี้
F = pVg
เมื่อ p คือ ความหนาแน่นของของเหลว มีหน่วยเป็น กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3)
V คือ ปริมาตรของของเหลวที่ถูกแทนที่ มีหน่วยเป็น ลูกบาศก์เมตร (m3)
g คือ ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที2 (m/s2)
F คือ ขนาดของแรงพยุง มีหน่วยเป็น นิวตัน (N)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น