Page 1 - สาระสำคัญฟิสิกส์บทที่ 15

1

บทที่ 15

ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

15.1 แม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก

่
แมเหล็กเป็นวัตถุที่ดึงดูดเหล็ก มีสารแม่เหล็กเป็นวัตถุที่แม่เหล็กส่งแรงกระท า เข็มทิศหรือแท่งแม่เหล็กที่หมุน
ิ
ได้อย่างอสระในแนวราบจะวางตัวในแนวเหนือ - ใต้เสมอ โดยขั้วที่ชี้ไปทางทิศเหนือเรียกว่าขั้วเหนือ (north pole) และ
ขั้วที่ชี้ไปทางทิศใต้เรียกว่าขั้วใต้ (south pole) เมื่อน าขั้วแม่เหล็กของแม่เหล็กสองแท่งเข้าใกล้กัน ขั้วชนิดเดียวกันจะ

ผลักกัน ขั้วต่างกันจะดึงดูดกัน
สนามแมเหล็ก (magnetic field) เป็นบริเวณที่มีแรงกระท าต่อเข็มทิศ เมื่อน าเข็มทิศไปวางใกล้แม่เหล็ก
่
แสดงให้เห็นได้จากแนวการเรียงตัวของผงแม่เหล็ก เรียกว่า เส้นสนามแม่เหล็ก (magnetic field lines) ซึ่งมีทิศทาง
จากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้ของแท่งแม่เหล็ก ต าแหน่งที่ไม่มีสนามแม่เหล็กผ่านหรือแม่เหล็กเป็นศูนย์ เรียกว่า จุดสะเทิน

(neutral point)

สนามแม่เหล็กโลก (earth’s magnetic field) มีอยู่ในบริเวณรอบโลกสังเกตได้จากแนวการวางตัวของเข็มทิศ
ุ่
ิ
ซึ่งหมุนได้อย่างอสระในแนวราบ โดยจะวางตัวในแนวเหนือ - ใต้เสมอ แสดงให้เห็นเส้นสนามแม่เหล็กโลกมีทิศทางพง
ออกจากบริเวณขั้วใต้ทางภูมิศาสตร์ไปยังขั้วเหนือทางภูมิศาสตร์ เสมือนมีแท่งแม่เหล็กอยู่ภายในโลก โดยขั้วเหนือของ
แม่เหล็กโลกอยู่ใกล้ขั้วใต้ทางภูมิศาสตร์ และขั้วใต้ของแม่เหล็กโลกอยู่ใกล้ขั้วเหนือทางภูมิศาสตร์

ื้
ิ
่
ฟลักซ์แมเหล็ก (magnetic flux) เป็นเส้นสนามแม่เหล็กที่ผ่านพนที่ที่พจารณา โดยขนาดของสนามแม่เหล็ก
Φ
หรือ ความหนาแน่ฟลักซ์แม่เหล็ก (magnetic flux density) จะได้ความสัมพนธ์เป็น = เมื่อ Φ เป็น
ั

ขนาดฟลักซแม่เหล็กที่ผ่านพื้นที่ มีหน่วยเวเบอร์ ที่ตั้งฉากกับพื้นที่ A มีหน่วยตารางเมตร และ B คือความหนาแน่นฟ
์
ลักซ์แม่เหล็ก มีหน่วยเป็น เวเบอร์ต่อตารางเมตรหรือเทสลา (T)
้
ี
่
้
การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มประจุไฟฟ้าในสนามแมเหล็ก อนุภาคที่มีประจุไฟฟาอยู่ในสนามไฟฟาจะมีแรง
⃑⃑
เนื่องจากนามไฟฟ้ากระท าต่ออนุภาคนั้น โดยอนุภาคทมีประจุไฟฟ้า q เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ในสนามแม่เหล็ก
ี่
⃑
⃑⃑
⃑
จะมแรงกระท าต่ออนุภาค เป็นไปตามสมการ = ( × ) โดยทิศทางหาได้จากกฎมือขวา (ในการทิศทาง
ี
⃑
ของแรงที่กระท าต่ออนุภาคที่มีประจุบวก ใช้มือขวา ก ามือให้นิ้วทั้งสี่ชี้ไปในทิศทางของความเร็ว วนนิ้วทั้งสี่ไปหา
⃑
⃑
⃑⃑
ทิศทางของแม่เหล็ก นิ้วหัวแม่มือจะชี้ไปในทิศทางของแรง ส่วนประจุลบนิ้วหัวแม่มอจะชี้ไปในทิศตรงกนข้ามกับ
ื
ั
ทิศทางของแรง)