เรื่องแม่เหล็กไฟฟ้า

ไมเคิล ฟาราเดย์ : Micheal Faraday

- ค้นพบสมบัติของแม่เหล็กที่ทำให้เกิดไฟฟ้า

- ประดิษฐ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือไดนาโม (Dynamo)

สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก (Electric and Magnetic Field: EMFs) จะหมายถึงเส้นสมมุติที่เขียนขึ้นเพื่อแสดงอาณาเขตและความเข้มของเส้นแรงที่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่มีความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า (เรียกว่า สนามไฟฟ้า) และที่เกิดขึ้นโดยรอบวัตถุที่มีกระแสไฟฟ้าไหล (เรียกว่า สนามแม่เหล็ก) ในกรณีกล่าวถึงทั้ง สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กพร้อมกันมักจะเรียกรวมว่า สนามแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Field: EMF)หรือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสามารถเกิดขึ้นได้ 2 ลักษณะคือ

1) เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ได้แก่ สนามแม่เหล็กโลก คลื่นรังสีจากแสงอาทิตย์ คลื่นฟ้าผ่า คลื่นรังสีแกมมา เป็นต้น

2) เกิดขึ้นจากการสร้างของมนุษย์ แบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ

ความหมายของฟลักซ์แม่เหล็กไฟฟ้า

เมื่อนำแท่งแม่เหล็กไปดูดผงตะไบเหล็ก ผงตะไบเหล็กจะถูกดูดติดกับส่วนต่างๆ ของแท่งแม่เหล็ก และอยู่ใกล้ปลายแท่งแม่เหล็ก บริเวณดังกล่าวเรียกว่า ขั้วแม่เหล็ก
ถ้าใช้เชือกผูกกึ่งกลางแท่งแม่เหล็ก แล้วแขวนให้อยู่ในแนวราบอย่างอิสระ แท่งแม่เหล็กจะวางตัวในแนว เหนือใต้ขั้วแม่เหล็กที่ชี้ไปทางทิศเหนือเรียก ขั้วเหนือ และขั้วที่ชี้ไปทางทิศใต้ เรียก ขั้วใต้
สมบัติของแม่เหล็ก
1. ดูด หรือผลัก กับสารแม่เหล็กได้
2. เมื่อแขวนแท่งแม่เหล็กให้แก่วง (เคลื่อนที่ได้) อย่างอิสระ ขั้วแม่เหล็กจะวางตัว ในแนว เหนือ-ใต้เสมอ
3. แม่เหล็กขั้วเดียวกัน จะผลักกัน ขั้วแม่เหล็กตรงข้ามกันจะดูดกัน

วัตถุที่เป็นแม่เหล็กโดเมนแม่เหล็กจะเรียงตัวกันเป็นระเบียบ วัตถุที่ไม่เป็นแม่เหล็กโดเมนแม่เหล็กวางไม่เป็นระเบียบจนหักล้างกันหมด จึงไม่แสดงอำนาจแม่เหล็กกลับมา
เส้นแรงแม่เหล็ก เป็นเส้นแสดงทิศ ของสนามแม่เหล็กแต่ละจุด
ความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก ( ) มีค่าเท่ากับ จำนวนเส้นแรงแม่เหล็ก ต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ที่เส้นแรงแม่เหล็กพุ่งผ่านในแนวตั้งฉาก

เมื่อ : ความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก (เทสลา, ,T)
:จำนวนเส้นแรงแม่เหล็กที่พุ่งผ่านพื้นผิวในแนวตั้งฉากหรือฟลักซ์แม่เหล็ก (Wb)
A : พื้นที่ที่ฟลักซ์แม่เหล็กผ่าน ( )
ในกรณีที่ทิศของสนามแม่เหล็ก ทำมุม q กับเวกเตอร์ที่ตั้งฉากกับพื้นที่รองรับ
พิจารณาพื้นที่รองรับเล็กๆ ซึ่งมีสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอผ่าน

ทิศทางของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบตัวนำที่มีกระแสไหลผ่าน ก.กระแสไหลเข้าไปในหน้ากระดาษ ข. กระแสไหลออกจากหน้ากระดาษ ค. แสดงการใช้กฎมือขวาของตัวนำ

a) แสดงการทดลองของเออร์สเตด (b) เส้นแรงแม่เหล็กเกิดขึ้นรอบตัวนำที่มีกระแสไหลเข้า

เมื่อมีกระแสไหลผ่านเส้นลวดตัวนำ จะมีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นรอบตัวนำนั้นปรากฏการณ์นี้ค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชื่อเออร์สเตด (Oersted) ณ กรุงโคเปนเฮเกนเมื่อปี ค.ศ. 1820 เขาพบว่า เมื่อเอาเส้นลวดตัวนำทีมีกระแสไหลผ่านไปวางเหนือเข็มทิศเข็มทิศจะบ่ายเบนไปในทิศทางตามเข็มหรือทวนเข็มนาฬิกา ขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสที่ไหลในเส้นลวดตัวนำ ดังรูปที่ 10.1 (a) ถ้าเรามองตามความยาวของตัวนำที่มีกระแสไหลเข้า (ไหลจากตัวเราเข้าไปในกระดาษ) ดังแสดงด้วยเครื่องหมายกากบาท ดังรูปที่ 10.1 (b) สนามแม่เหล็กจะมีทิศทางตามเข็มนาฬิกา และเส้นแรงแม่เหล็ก (magnetic flux) รอบตัวนำสามารถเขียนแทนได้ด้วยเส้นประวงกลม