|
วงจรเครื่องช๊อตไฟฟ้า (Stun Gun)
วงจรข้างต้น เป้นวงจรแบบหนึ่งที่นำมาทำเป็น Stun Gun หรือเครื่องป้องกันตัวด้วยไฟฟ้วแรงสูง แบบค่อนข้างพื้นฐาน คงจะได้ไฟประมาณ 1600 Volts AC การทำงาน เมื่อ IC 555 สร้างความถี่ขึ้นมาแล้วจะส่งไปยัง Transistor Q1 ที่จะทำหน้าที่ปิดเปิดไฟให้ไหลผ่าน T1 ตามความถึ่ที่ 555 สร้างขึน ก็จะทำให้เกิดการเหนี่ยวนำในด้าน Secondary ของ T1 แต่อัตราส่วน(จำนวนรอบ)ของทั้ง 2 ขดต่างกันในอัตรา 1 ต่อ 200 ทำให้ แรงดันเพิ่มไปอีกราว 200 เท่าด้วย แต่กระแสจะต่ำมากๆ ในระดับเป็น mA จึงไม่เป็นอัตรายมากนัก (แต่ผู้เป็นโรคบางอย่างอาจเป็นอันตราย) แต่ก็ควรหลีกเลี่ยงที่จะถูกมันหากไม่คุ้นเคย อาจจะตกใจมากๆได้ ทำงานคล้ายกับไม้ตียุง แต่มันใช้ Transistor 1-2 ตัว ทำหน้าที่เปลี่ยนไฟ DC 3 Volts เป็นไฟ AC ความถี่สูง 10-40 kHz แล้วนำมาแปลงเป็นกระแสตรงแรงดันสูงไปเก็บไว้ใน Capacitor เมื่อยุงผ่านมาก็จะคายประจุโดยรวดเร็วและจำนวนมากจนเกิดเสียงดัง(หากโดนดูดจะเจ็บปวดมาก) อาวุธป้องกันตัว เครื่องช๊อตไฟฟ้า เกิดอันตรายได้อย่างไร จาก ThaiBodyguard
แกะกล่อง ปืนช๊อตไฟฟ้า
คลิกค่ะ
ใช้เครื่องช๊อตไฟฟ้า จิ้มลงบนผิวน้ำให้เห็นกันจะ ๆ
น้องๆดูไว้แต่ไม่ควรทำเป็นอย่างยิ่ง
คลิกค่ะ
เครื่องช๊อตไฟฟ้า เกิดอันตรายได้อย่างไร เริ่มกันเลยครับ ถ้าพูดถึงเรื่องอันตรายของไฟฟ้า มันก็จะประกอบด้วย อุปกรณ์ 6 ตัว ดังนี้ 1. ความต้านทานไฟฟ้า ( Z )(Impedance )2. ความต่างศักดิ์ทางไฟฟ้า ( V )(Volt )(โวลต์)
3. ความถี่ ( f ) 4. กระแสไฟฟ้า ( I )
5. จุดที่กระแสไฟฟ้า วิ่งผ่าน ของร่างกาย 6. ระยะเวลาที่กระแสไฟฟ้าผ่านร่างกาย
รูปวงจรเสมือนทางไฟฟ้า แต่การจะวัดความรุนแรงของ ที่ช๊อตไฟฟ้า จริงต้องดูที่ กระแสไฟฟ้า ( I ) ไม่ใช้ที่ ความต่างศักดิ์ทางไฟฟ้า ( V ) เพราะสิ่งที่ทำอันตรายมนุษย์ คือ กระแสไฟฟ้า ไม่ใช่ ความต่างศักดิ์ทางไฟฟ้าอย่างเดียว ซึ่งไม่มี ผู้ขายท่านใดพูดถึงเลย อีกทั้ง ความต่างศักดิ์ไฟฟ้า ที่บอกก็เป็นค่าที่วัด แบบไม่คิดความต้านทาน(No Load) ซึ่งไม่ใช่ค่าจริง ที่กระทำต่อมนุษย์
ดังนั้น สิ่งที่เราต้องการหา คือ กระแสไฟฟ้า
( I
) ที่
เครื่องช๊อตไฟฟ้า กระทำต่อมนุษย์ ซึ่งต้องหาข้อมูล ข้ออื่นๆ
ประกอบการทดลองด้วย ดังนั้น
เรามาหาค่าตัวแปรที่ว่ากันเลย
1.
ความต้านทานไฟฟ้า ( Z )(Impedance)
ความต้านทานไฟฟ้า ( Z ) คือ
ความสามารถในการป้องกันกระแสไฟฟ้าผ่าน ของวัตถุ แต่ละอย่าง โดย ถ้าค่า
ความต้านทานไฟฟ้า ( Z ) ยิ่งมาก
ความรุนแรงของการบาดเจ็บก็จะน้อยลง เพราะกรแสไฟฟ้า
ผ่านได้น้อยลง
การที่เราถูก เครื่องช๊อตไฟฟ้า ดูด
เปรียบเสมือนการต่อร่างกายของเรา
เข้ากับวงจรไฟฟ้าให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเรา
ซึ่งจุดที่โดนจะเปรียบเสมือนเป็น ความต้านทานไฟฟ้า ( Z
) ซึ่งในทางทฤษฎี ผิวหนังที่แห้งมนุษย์
จะมีความต้านทานอยู่ในช่วง 600,000-100,000 โอห์ม/ตารางเซนติเมตร
ซึ่งสามารถดูข้อมูลประกอบได้จาก web ของสถาบันเทคโนโลยีมหานคร link
นี้
http://www.mut.ac.th/~b3121655/page3.html
ดังนั้น
เราจะคิดในภาวะแย่ที่สุด คือความต้านของผิวหนังต่ำที่สุด คือ 100,000
โอห์ม/ตารางเซนติเมตร แต่กระแสไฟฟ้าจะวิ่งผ่านผิวหนังของมนุษย์
โดยมีพื้นที่หน้าตัดเพียงประมาณ 1 ตารางมิลลิเมตร เท่านั้น
ดังนั้นความต้านที่ผิวหนังจะเหลือเพียง
Z = (100,000 โอห์ม/cm2 ) x (1
mm2) = 100,000 โอห์ม {[(10-3)2]/[(10-2)2]} = 105 โอห์ม (10-6/10-4) = 103 โอห์ม = 1000
โอห์ม แต่ค่าความต้านทานไฟฟ้า ( Z ) ของร่างกายมนุษย์ เป็น ความต้านทานเสมือน R-C ทำให้ความต้านทานไฟฟ้าจะลดลง เพราะ เครื่องช๊อตไฟฟ้า
เป็นแหล่งกำเนิดกระแสสลับ คือมีความถี่ไฟฟ้า ไม่ใช่ไฟฟ้ากระแสตรง
ซึ่งจะอธิบายการลดลงของความต้านทานไฟฟ้า ในหัวข้อ 3. ความถี่ (
f )
2. ความต่างศักดิ์ทางไฟฟ้า ( V
)
ความต่างศักดิ์ทางไฟฟ้า ( V )
คือ ค่าที่แสดงถึง ความสามารถที่ไฟฟ้าจะกระโดดหากัน หรือ
วิ่งผ่านวัตถุต่างๆ โดย ยิ่ง ค่าความต่างศักดิ์ทางไฟฟ้า ยิ่งมาก
ก็แสดงว่า เครื่องช๊อตไฟฟ้านั้น ยิ่งมีโอกาส
ที่จะทำให้กระแสไฟฟ้าทำอันตรายเรา ได้มาขึ้น แต่จะรุนแรงแค่ไหนต้องดู
กระแสไฟฟ้า ที่วิ่งผ่าน แต่ในการวัดค่าความต่างศักดิ์ทางไฟฟ้า ผมเข้าใจว่าที่มีการพูดกันโดยทั่วไปผมเข้าใจว่า เป็นเป็น วัดความต่างศักดิ์ไฟฟ้า แบบ No Load หรือ เป็นการวัดแบบไม่มีความต้านทาน ซึ่งเป็นการวัดแบบไม่ใช่ค่าจริงที่ เครื่องช๊อตไฟฟ้า กระทำต่อร่างกายมนุษย์ จึงจะได้ค่าที่สูงกว่าความเป็นจริงมากมาย เพราะในการช๊อตจริง ร่างกายมนุษย์ ก็คือความต้านทาน จึงไม่น่าแปลกใจว่า ทำไม่จึงมีการพูดกันว่า เครื่องช๊อตที่นั้น 1 แสนโวลต์ ถ้าลองต่อความต้านทานดู ก็จะเหลือไม่ถึง 100 โวล์ต หรอกครับ อย่างรุ่น J 603 ที่นำมาทดลองนี้ ทำเอา มิเตอร์วัดได้ค่าสูงสุดเลย เพราะเกิน 4,000 โวลต์ ที่มิเตอร์ไฟฟ้า รุ่น FLUKE 87 III จะสามารถวัดได้
Vnoload > 4,000 โวล์ต
รูป การวัด
NoLoad แต่
ในความเป็นจริง อาวุธป้องกันตัว เครื่องช๊อตไฟฟ้า ไม่ได้กระทำต่อ
มนุษย์ที่ความต่างศักดิ์ 4000 โวลต์ โดยตรง เพราะร่างกายมนุษย์มี
ความต้านทานไฟฟ้า ( Z ) ตามที่กล่าวมา ส่วนจะเป็นเท่าไร ต้องดูที่ความต้านไฟฟ้าจริง
ที่เกิดจากความถี่(f) ในหัวข้อ 3. ความถี่
( f
) 3. ความถี่ ( f )
ความถี่ ( f ) คือ
การที่แหล่งจ่ายไฟฟ้า(เครื่องช๊อตไฟฟ้า) มีการค่ากลับไปกลับมา
ทั้งค่าบวกค่าลบ โดยมีหน่วยทางไฟฟ้า เป็น รอบต่อวินาที(Hz)
รูป กราฟกระแสไฟฟ้าสลับ
เนื่องจากร่างกายมนุษย์ มีลักษณะการตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าที่กระทำต่อร่างกาย เป็นแบบวงจร R-C
รูปวงจร RC
ซึ่งค่าความถี่(f)
ที่วัดได้ เครื่องช๊อตไฟฟ้า ที่ใช้ทดลอง คือ 180 kHz หรือ 180,000
รอบต่อวินาที
f = 180 kHz ซึ่ง ค่าความต้านทานไฟฟ้า จะสามารถคิดคำนวน
ได้จากสูตรนี้ Z = [ R2 + (Xc)2 ]1/2 = { ( R2) + [1/(2.¶.f.C)]2
}1/2 ซึ่งจะเห็นได้ว่า ยิ่งค่าความถี่(f) ยิ่ง มากความต้านไฟฟ้า ก็จะยิ่งน้อยลง โดยถ้าดูข้อมูลประกอบได้จาก web ของสถาบันเทคโนโลยีมหานคร จะมีผลการทดลองที่ว่า ถ้าความถี่(f) มีเกิน 50 kHz ค่าความต้านไฟฟ้า ของมนุษย์จะลดลง มากกว่าครึ่งหนึ่ง แต่ความถี่ ที่เราวัดได้ คือ 180 kHz ซึ่งจะทำให้ความต้านทานลดลงไปอย่างมาก จนกระแสไฟฟ้า สามารถ ไหลผ่านได้มากว่าปกติ หลายเท่าตัว ส่วนจะมากแค่ไหน ต้องดูจากผลการทดลอง หัวข้อที่ 4. กระแสไฟฟ้า ( I )
4. กระแสไฟฟ้า ( I )
กระแสไฟฟ้า ( I ) คือ ปริมาณไฟฟ้าที่วิ่งผ่าน ร่างกาย
ซึ่งเป็นสิ่งที่ก่อให้เกิดอันตราย มีหน่วยเป็น แอมป์(A) โดยสามารถ ดูระดับความรุนแรงที่เกิดขึ้นกับร่างกาย
ได้จากข้อมูลของสถาบันเทคโนโลยีมหานคร
Imax = 11 mA ซึ่งในภาวะจริงๆ กระแสที่วิ่งผ่านจริง คงมากกว่านี้ เพราะ ความต้านทานไฟฟ้ารวม (Z ) จะน้อยกว่านี้ ตามความถี่ที่มากขึ้นแต่ถ้าเราใช้ ค่าที่ 11 mA ไปดูผลที่เกิดกับร่างกายก็ถึง ว่าอันตรายไม่น้อยเลย ดังที่เราดูผลจากตาราง ว่า 1. มีผลกระทบกระเทือนต่อระบบประสาท 2. ไม่สามารถปล่อยหรือแบมือออกได้ เนื่องจากการหดตัวของกล้ามเนื้อ ซึ่งหมายความว่า ไม่ว่าโดนช๊อตที่ จุดใด ก็จะทำให้เกิดการเกร็งตัว หดตัว ควบคุมกล้ามเนื้อส่วนนั้นไม่ได้ ถ้าโดนในฝ่ามือก็อาจจะกำ เครื่องช๊อตไว้ ไม่อาจปล่อยมือได้อันนี้ต้องทำความเข้าใจก่อนนะครับ ว่าลักษณะการวิ่งของกระแสไฟฟ้า ไม่เหมือนไฟบ้าน ที่ไฟฟ้าบ้านจะวิ่งจากจุดที่โดนดูดลงสู่พื้น คือวิ่งผ่าน จากจุดที่ถูกดูด ผ่านลำตัว ผ่านลงเท้าแล้วลงพื้น ซึ่งการที่โดนไฟฟ้าบ้านดูดจะสังเกต ว่าผู้ที่โดนจะเจ็บมากบ้าง น้อยบ้าง แต่ก็จะเจ็บทั่วตามแนวที่ไฟฟ้าวิ่งผ่าน เช่น ถูกไฟฟ้าบ้านดูที่นิ้วมือ ทำไมเราถึง เจ็บตั้งแต่นิ้ว แขน ปวดเหมือนเกร็งตามตัว ลงไปถึงเท้า เพราะไฟฟ้าวิ่งผ่านทั้งตัว แต่ การช๊อต ของ อาวุธป้องกันตัว ชนิด เครื่องช๊อตไฟฟ้า จะเป็นแค่วิ่งผ่านระหว่างขั้ว ของที่ช๊อตไฟฟ้า ทำให้ไฟฟ้า ส่งผลเฉพาะจุดที่โดนเท่านั้น คือ จะบาดเจ็บเฉพาะจุด เช่น ถูกช๊อตแขนท่อนล่าง ถ้าเครื่องช๊อตแรงจริงๆ ก็จะบาดเจ็บ เกร็ง ทำให้กล้ามเนื้อส่วนนั้น ใช้งานไม่ได้ แต่แขนอีกข้างก็ไม่ได้เป็น อะไร จุดสำคัญที่ส่งผล ถึงความรุนแรงของ อาวุธป้องกันตัว แบบ เครื่องช็อตไฟฟ้า เพราะ หากถูกจี้ในจุดสำคัญ เช่น ลิ้นปี่(ข้างใน ใกล้ๆ คือ หัวใจ) , ท้ายทอย (ข้างใน คือ ก้านสมอง ควบคุมการหายใจ) หรือ ขมับ (ข้างใน เป็น สมองส่วนควบคุมร่างกาย ความคิด ความจำ) คงจะก่ออันตรายอย่างรุนแรง แม้จะมีกระแสไฟฟ้า ไม่มาก อย่าง เครื่องช็อตไฟฟ้า เครื่องๆ เล็ก อาจจะทำให้หมดสิ้นได้แต่ ในความเป็นจริง ผู้หญิง คนหนึ่งจะทำร้ายคนร้ายที่จุดดังกล่าวคงยาก ถ้าโดนในส่วนอื่นๆ ก็คงทำได้เพียงทำให้เกิดบาดแผลไหม้ภายนอก ประกอบกับ อาการชา และตกใจ ขาดสติเท่านั้น หากเวลาที่โดนช๊อตยิ่งนาน ก็จะส่งผลรุนแรงกว่าแน่นอน
จะยกตัวอย่าง ง่ายๆ ตอนผมเผลอโดนเข้าที่มือ ประมาณ
1/4 วินาที ก็แค่สะดุ้ง งงๆ ชั่วขณะ ชา เจ็บ ในจุดที่โดน
แต่ที่ได้ไปดูภาพอาการของน้องนักศึกษา ที่ทีมงานรายการ นาทีฉุกเฉิน
เอามาให้ดูคราวก่อน น้องเค้าคงโดนคนร้ายจี้นาน หลายวินาที
ทำให้มีอาการพุฟอง ตามผิวหนัง
สรุปหลักๆ 1. ในการที่จะดูว่า เครื่องช็อตไฟฟ้า รุ่นใดจะมีความรุนแรงเท่าไรนั้น คงจะดูที่ ความต่างศักดิ์ (โวลต์) อย่างเดียวไม่ได้ ต้องดูที่กระแส(แอมป์) ที่มันสามารถจ่ายผ่านร่างกายมนุษย์ได้ ซึ่งเราอาจจะคำนวนจาก กำลังไฟฟ้า(วัตต์) ได้ (JSJ 603 วัดได้ประมาณ 11 มิลลิวัตต์) แต่ในความเป็นจริง สินค้า เครื่องช๊อตไฟฟ้า ในไทย ส่วนใหญเป็นของนำเข้าจากจีน ซึ่งไม่มีบอกหรอกครับ ต้องมาวัดกันเอง 2. อันตรายที่เกิดขึ้น จะมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับจุดที่โดนด้วย ถ้าเป็น ลิ้นปี่ ท้ายทอย ขมับ ก็จะมีความรุนแรงมากว่า ที่แขนหรือขา เพราะ จุดดังกล่าวเป็นจุดควบคุมการทำงานของร่างกาย 3. ระยะเวลา หากโดนไม่ถึงวินาที อาจจะแค่ ชาๆ เจ็บๆ แต่ถ้าโดนที่จุดสำคัญติดต่อกันนาน อาจจะถึงชีวิตได้ หลักการของเครื่องช็อตไฟฟ้าในของเล่น เครื่องช็อตไฟฟ้าที่ใส่ในของเล่นบางอย่าง เช่น ไฟแช็คปลอมที่พอจุดจะรู้สึกชาที่มือ หรือกล่องลูกกวาดปลอมที่พอเปิดออกจะถูกไฟช็อต ของเล่นเหล่านี้จะใส่ถ่านไฟฉายขนาด 1.5 v ไว้เพียงก้อนเดียว แต่ทำไมจึงปล่อยแรงเคลื่อนไฟฟ้าออกมาได้สูงมาก เครื่องช็อตไฟฟ้าในของเล่น สร้างขึ้นโดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าทำนองเดียวกันกับหม้อแปลงไฟฟ้า สามารถทำให้แรงเคลื่อนไฟฟ้า 1.5 v เพิ่มสูงขึ้นหลายเท่า แต่ต่างกับหม้อแปลงไฟฟ้าคือ หม้อแปลงไฟฟ้าจะใช้กับไฟฟ้ากระแสสลับ แต่เครื่องช็อตไฟฟ้านี้ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง ส่วนประกอบของเครื่องช็อตไฟฟ้าในของเล่นแสดงไว้ดังรูป แท่งเหล็กอ่อน M มีขดลวดไฟที่มีฉนวนหุ้ม A พันอยู่หลายสิบรอบ โดยที่ปลายข้างหนึ่งของขดสายไฟเชื่อมต่อกับถ่านไฟฉายขนาด 1.5 V หนึ่งก้อน และปลายอีกข้างหนึ่งต่อกับแผ่นเหล็ก D ซึ่งต่อยู่กับแผ่นเหล็กอ่อน C โดยที่ C จ่ออยู่ที่ปลายข้างหนึ่งของแท่งเหล็ก M และมีแผ่นเหล็กบาง E ต่ออยู่กับขั้วหนึ่งของถ่านไฟฉาย โดยที่ E และ C จะสัมผัสและออกห่างจากกันได้ง่าย บนขดสายไฟ A ยังมีสายไฟมีฉนวนหุ้มขนาดเล็ก B พันทับไว้หลายร้อยรอบ โดยมีปลายทั้งสองคือ F กับ G เชื่อมต่อกับส่วนที่เป็นโลหะของของเล่นในตำแหน่งที่นิ้วมือจะมาแตะ เมื่อมีคนมาจับของเล่นดังกล่าว สวิตช์เปิดปิด K จะเชื่อมต่อวงจรทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลเข้าขดสายไฟ A กระแสไฟฟ้านี้จะเหนี่ยวนำทำให้แท่งเหล็กอ่อน M เกิดสนามแม่เหล็ก เส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจะผ่านขดสายไฟ B ในเวลานี้แรงแม่เหล็กของแท่งเหล็กอ่อน M จะดูดแผ่นเหล็กอ่อน C เข้ามาหา ทำให้ C แยกออกจาก E เมื่อ C และ E แยกจากกันนั้นกระแสไฟฟ้าในขดสายไฟ A จะหมดไฟ ทำให้สนามแม่เหล็กเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน เมื่อขดสายไฟ B พบกับการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงของสนามแม่เหล็กก็จะเหนี่ยวนำทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูง ซึ่งทำให้มือของผู้ที่มาสัมผัสถูกช็อต เมื่อกระแสไฟฟ้าในขดสายไฟ A หมดไป แรงแม่เหล็กของแท่งเหล็กอ่อนจะหมดไปด้วย แผ่นเหล็กอ่อน C จะดีดกลับที่เดิมโดยอาศัยแรงสปริงของเหล็ก D ไปสัมผัสกับ E ใหม่ ทำให้ครบวงจรอีกครั้ง เกิดการสั่นเช่นนี้เป็นระยะเหมือนกับกระดิ่งไฟฟ้า ซึ่งจะเหนี่ยวนำให้เกิดแรงเคลื่อนเช่นนี้เป็นระยะเหมือนกับกระดิ่งไฟฟ้า ซึ่งจะเหนี่ยวยำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งคนเอามือออกเนื่องจากกิริยารีเฟล็กซ์จึงจะหยุด เครื่องช็อตไฟฟ้าในของเล่นนี้ความจริงก็คือ ขดลวดเหนี่ยวนำ(induction-coil)ชุดหนึ่งนั่นเอง ซึ่งอาศัยการสั่นสะเทือนมาทำให้ไฟฟ้ากระแสตรงที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าต่ำมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงขึ้นและเกิดๆหยุดๆสลับกันไป
ขดลวดเหนี่ยวนำสามารถใช้ประโยชน์ได้หลายอย่าง เช่น ที่จุดบุหรี่ในรถยนต์ อุปกรณ์จุดเตาแก๊ส ฯลฯ ซึ่งเป็นผลจากการใช้ประกายไฟจากแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงที่เกิดจากการขดลวดเนี่ยวนำ
? คิดสักนิด
ถ่านไฟฉายขนาด 1.5 V 1 ก้อน จะทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงจนช็อตคนได้หรือไม่ |
