เนื้อหาสอบ O-NET
สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าผ่านลวดตัวนำ
1. สนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าผ่านในลวดตรงยาว
เมื่อนำเข็มทิศไปวางใกล้ลวดตรงที่มีกระแสไฟฟ้าผ่าน พบว่าแนวเข็มทิศมีการเปลี่ยนแปลงไปจากแนวเหนือ-ใต้เดิม แสดงว่ารอบ ๆ ลวดมีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้น การหาทิศของสนามแม่เหล็กรอบลวดตรง หาได้โดยใช้กฎมือขวา ซึ่งทำได้โดยใช้มือขวากำรอบเส้นลวดตัวนำ ดังรูป 1, 2 ในลักษณะให้นิ้วหัวแม่มือชี้ตามทิศของกระแสไฟฟ้า ทิศทางการวนของปลายทั้งสี่จะแสดงทิศของสนามแม่เหล็กรอบ ๆ ลวดตัวนำนั้น
รูป 1. กระแสไฟฟ้าและทิศทางของสนามแม่เหล็ก รูป 2. การใช้กฎมือขวาหาทิศทางของสนามแม่เหล็ก
2. สนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าผ่านในขดลวดวงกลม
เมื่อนำเส้นลวดมาขดเป็นวงกลม แล้วผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดนั้น จะเกิดสนามแม่เหล็ก ดังรูป 3.
จากการตรวจสอบทิศของเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดกับทิศทางของกระแสไฟฟ้าพบว่า จะเป็นไปตามกฎมือขวา โดยทิศทางของกระแสไฟฟ้าตามแนวโค้งของเส้นลวดแทนด้วยนิ้วทั้งสี่ แล้วนิ้วหัวแม่มือชี้ทิศของขั้วเหนือหรือแนวเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้น
รูป 3. สนามแม่เหล็กของขดลวดวงกลม และ ของแท่งแม่เหล็ก
3. สนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าผ่านในโซเลนอยด์
โซเลนอยด์ คือ ลวดตัวนำที่มีฉนวนหุ้มหรือสายไฟ เมื่อนำมาพันเป็นขดลวดวงกลมที่มีรัศมีคงตัว เรียงซ้อนกัน ที่ขดเป็นรูปร่างคล้ายสปริง
จากการศึกษาพบว่า เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดโซเลนอยด์จะเกิดสนามแม่เหล็กรอบ ๆโซเลนอยด์ คล้ายกับเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดจากแท่งแม่เหล็ก
การหาทิศสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าผ่านลวดโซเลนอยด์ ให้ใช้กฎมือขวา โดยใช้ มือขวากำรอบลวดโซเลนอยด์ โดยให้นิ้วมือทั้งสี่วนไปตามทิศของกระแสไฟฟ้าในขดลวด นิ้วหัวแม่มือชี้ทิศเส้นแรงแม่เหล็กหรือชี้ไปทางขั้วเหนือที่เกิดขึ้น ดังรูป 5 , 6
แรงระหว่างลวดตัวนำสองเส้นขนานกันที่มีกระแสไฟฟ้า
เมื่อนำเส้นลวดตรง 2 เส้น มาวางขนานกันแล้วผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในลวดทั้งสองจะเกิดแรงกระทำต่อเส้นลวดทั้งสองเนื่องจากสนามแม่เหล็กดังรูป 7 , 8
รูป 7. แรงกระทำบนเส้นลวดเส้นหนึ่งโดยสนามแม่เหล็กจากลวดอีกชุดหนึ่ง
เมื่อทิศของกระแสไฟฟ้าไปทางเดียวกัน แรงกระทำนี้จะเป็นแรงดูด
รูป 8. แรงกระทำบนเส้นลวดเส้นหนึ่งโดยสนามแม่เหล็กจากลวดอีกชุดหนึ่ง
เมื่อทิศของกระแสไฟฟ้าสวนทางกัน แรงกระทำนี้จะเป็นแรงผลัก
สรุป
1. ถ้ากระแสไฟฟ้าผ่านในลวดคู่ขนาน ในทิศทางเดียวกันจะเกิดแรงดูดกัน
2. ถ้ากระแสไฟฟ้าผ่านในลวดคู่ขนาน ในทิศตรงข้ามกันจะเกิดแรงผลักกัน
3. ขนาดของแรงกระทำระหว่างเส้นลวดทั้งสองที่วางขนานกัน แล้วมีกระแสผ่านจะแปรโดยตรงกับขนาดของกระแสไฟฟ้าในลวดทั้งสอง และแปรผกผันกับระยะห่างของลวดทั้งสอง
แรงกระทำต่อขดลวดที่อยู่ในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก
เมื่อนำขดลวดตัวนำรูปสี่เหลี่ยม วางในสนามแม่เหล็ก แล้วผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดตัวนำ ทำให้ขดลวดเกิดการหมุน แสดงว่ามีแรงขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางตรงข้ามกันกระทำต่อขดต่อขดลวดด้านที่อยู่ตรงข้ามกัน เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่าเกิด โมเมนต์ของแรงคู่ควบกระทำต่อขดขดลวด
รูป 9. ขดลวดตัวนำในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก
อ้างอิง www.trsc.ac.th/physic56/physic_6_1/phy010.doc
เยี่ยม!!มากเลยคะ
ได้ความรู้มากๆเลยครับ
อยากได้เนื้อหาเยอะๆ
สวัสดีครับ อาจารย์เก่งจังนะครับ
อาจารย์เก่งจังเลยค่ะ
ขอบคุณมากนะค่ะ ได้ความรู้มากๆเลยค่ะ
ช้าจัง เรียบเรียงเร็วๆๆๆ อยากจะดู
เพิ่มเนื้อหาให้แล้วนะครับ รออีกนิดนะครับกำลังจัดทำเพิ่ม