Page 2 - บทที่ 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก
P. 2
2
15.2 กระแสไฟฟ้าท าให้เกิดสนามแม่เหล็ก
้
กระแสไฟฟ้าที่ท าให้เกิดสนามแม่เหล็ก เม่อกระแสไฟฟาผ่านลวดตัวน าจะเกิดสนามแม่เหล็กรอบลวดตัวน านั้น
มีลักษณะดังนี้
้
เมื่อให้กระแสไฟฟาผ่านลวดตัวน าตรง จะเกิดสามแม่เหล็กรอบลวดตัวน า ใช้กฎมือขวาเพอหาทิศทางของ
ื่
่
ิ
สนามแมเหล็ก โดยก ามือรอบลวดตัวน าตรง ให้นิ้วหัวแม่มอชื้อไปตามทศทางของกระแสไฟฟ้า ทิศทางการวนนิ้วทั้งสี่จะ
ื
ชี้ทิศทางของสนามแม่เหล็ก เมื่อกลับทิศทางของกระแสไฟฟ้า ทิศทางของสนามแม่เหล็กจะกลับทิศทางด้วย
เมื่อให้กระแสไฟฟาผ่านลวดตัวน าที่ถูกดัดเป็นวงกลม จะเกิดสนามแม่เหล็กรอบตัวน านั้น มีลักษณะคล้ายกับ
้
สนามแม่เหล็กของแท่งแม่เหล็กสั้นๆ การหาทิศทางของสนามแม่เหล็กยังใช้กฎมือขวา ก ามือให้นิ้วทั้งสี่ชี้ไปตามทิศทาง
ของกระแสไฟฟ้า นิ้วหัวแม่มือจะชี้ทิศทางของสนามแม่เหล็ก
้
เมื่อให้กระแสไฟฟาผ่านโซเลนอยด์ (solenoid) จะได้ทิศทางของสนามแม่เหล็กคล้ายกับสนามแม่เหล็กของแท่ง
แม่เหล็ก โดยการหาทิศทางจะใช้วิธีเดียวกันกับลวดตัวน าที่ถูกดัดเป็นวงกลม
ั
เมื่อให้กระแสไฟฟาผ่านทอรอยด์ ซึ่งเป็นขดลวดพนแบบโซเลนอยด์แต่พนรอบแกนที่โค้งเป็นวงกลม จะเกิด
ั
้
สนามแม่เหล็กภายในทอรอยด์ โดยทิศทางของสนามแม่เหล็กหาได้ด้วยการก ามือขวารอบแกนของทอรอยด์ ให้นิ้วทั้งสี่
วนชี้ตามทิศทางของกระแส นิ้วหัวแม่มือจะชี้ทิศทางของสนามแม่เหล็ก
15.3 แรงกระท าต่อลวดตัวน าที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก
่
เมื่อลวดตัวน ำควำมยำว ℓ ที่มีกระแส Ι ถูกวำงในสนำมแมเหล็ก Β จะท ำให้เกิดแรงกระท ำต่อลวดตัวน ำ Ϝ โดยแรง
นี้เกิดขึ้นจำกกำรใส่กระแสในลวดตัวซึ่งกระแสเกิดขึ้นได้จำกกำรเคลื่อนที่ของอเล็กตรอนอสระ ดังนั้นเมื่อวำงลวดตัวน ำใน
ิ
ิ
สนำมแม่เหล็กก็จะท ำให้เกิดแรงกระท ำต่ออเล็กตรอนอสระและท ำให้ลวดตัวน ำเคลื่อนที่ไปในทิศของแรงนั้นโดยแรงที่
ิ
ิ
กระท ำต่อลวดตัวน ำมีขนำด Ϝ = ΙℓΒ และทิศทำงของแรงสำมำรถหำได้จำกกำรใช้นิ้วทั้งสี่ชี้ไปทำงทิศของกระแสจำกนั้น
วนนิ้วทั้งสี่ไปหำทิศทำงของสนำมแม่เหล็ก นิ้วหัวแม่มือจะชี้ไปในทิศของแรง ในท ำนองเดียวกันหำกลวดตัวน ำวำงตัวใน
แนวท ำมุม θ กับสนำมแม่เหล็ก แรงที่เกิดขึ้นจะเป็นไปตำมสมกำร Ϝ = ΙℓΒ
15.4 แรงระหว่างลวดตัวน าสองเส้นที่ขนานกันและมีกระแสไฟฟ้าผ่าน
เมื่อใส่กระแสในลวดตัวน ำสองเส้นที่วำงขนำนกันโดยให้ทิศทำงกำรไหลของกระแสในลวดตัวน ำทั้งสองเส้นมี
ทิศทำงเดียวกัน ลวดตัวน ำทั้งสองเส้นจะเกิดแรงดึงดูดกัน เนื่องจำกเมื่อลวดตัวน ำทั้งสองมีกระแสไหลผ่ำนในทิศทำง
เดียวกันจะท ำให้เกิดสนำมแม่เหล็กรอบลวดแต่ละเส้น โดยสนำมแม่เหล็กที่เกิดจำกลวดตัวน ำแรกจะสร้ำงสนำมแม่เหล็ก
ให้กับลวดตัวน ำที่สอง ท ำให้เกิดแรงที่กระท ำกับลวดตัวน ำตัวที่สอง ในท ำนองเดียวกันสนำมแม่เหล็กที่เกิดจำกลวดตัวน ำที่
สองจะสร้ำงสนำมแม่เหล็กให้กับลวดตัวน ำแรกท ำให้เกิดแรงที่กระท ำกับลวดตัวน ำตัวที่หนึ่ง แรงทั้งสองนี้มีทิศทำงเข้ำหำ
กัน ดังนั้นแรงระหว่ำงลวดทั้งสองนี้ป็นแรงดึงดูด แต่ในทำงกลับกันหำกทศทำงกำรไหลของกระแสในลวดตัวน ำทั้งสองเส้น
ิ
มีทิศทำงตรงข้ำมกัน ลวดตัวน ำทั้งสองเส้นจะเกิดแรงผลักกัน
