Page 3 - สาระสำคัญฟิสิกส์บทที่ 15

3

15.5 แรงกระท าต่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก

้
ื้
เมื่อน ำลวดตัวน ำตรงที่มีกระแสไฟฟำ ไหลผ่ำนมำขดให้เป็นรูปสี่เหลี่ยมมุมฉำกมีพนที่ และน ำไปวำงใน
สนำมแม่เหล็ก Β โดยให้ขดลวดขนำนกับทิศของสนำมแม่เหล็ก จะท ำให้เกิดแรงสองแรงบนขดลวดด้ำนที่ตั้งฉำกกับทิศ

ของสนำมแม่เหล็กโดยแรงสองแรงนี้มีขนำดเท่ำกันและทิศตรงข้ำมกัน เรียกแรงที่เกิดขึ้นนี้ว่ำแรงคู่ควบ แรงคู่ควบท ำให้
เกิดกำรหมุนของขดลวดนอกจำกนี้สำมำรถหำโมเมนต์ของแรงคู่ควบ ที่กระท ำกับลวดจำก = ในกรณีที่

ระนำบของขดลวดท ำมุม θ กับทิศของสนำมแม่เหล็ก โมเมนต์ของแรงคู่ควบจะหำได้ดังนี้ = cos ถ้ำ

ขดลวดมีลวดพัน รอบสำมำรถหำโมเมนต์ของแรงคู่ควบจะหำได้ดังนี้ = cos

15.6 การประยุกต์ผลของสนามแม่เหล็กต่อตัวน าที่มีกระแสไฟฟ้าผ่าน

หลักกำรจำกโมเมนต์ของแรงคู่ควบน ำไปใช้สร้ำง แกลแวนอมิเตอร์และมอเตอร์ไฟฟำกระแสตรง โดยอุปกรณ์ทั้งสองมี
้

หลักกำรดังนี้
ิ
้
แกลแวนอมเตอร์ (galvanometer) เป็นเครื่องวัดไฟฟำ ประกอบด้วยขดลวดที่หมุนได้รอบแกนวำงอยู่ใน
สนำมแม่เหล็กถำวร เมื่อมีกระแสไฟฟำผ่ำนขดลวดจะท ำให้เกิดโมเมนต์แรงคู่ควบบนขดลวดท ำให้เข็มชี้หมุน เนื่องจำกเขม
็
้
้
ติดชี้ติดกับแกนหมุนของขดลวด มุมเบนของเข็มชี้ขึ้นอยู่กับค่ำกระแสไฟฟำที่ผ่ำนขดลวด และกำรที่เข็มชี้หยุดอยู่ที่มุมๆ
หนึ่งเกิดจำกกำรท ำงำนของสปริงก้นหอย โดยเมื่อโมเมนต์คู่ควบของขดลวดเท่ำกับโมเมนต์ของแรงบิดกลับของสปริงก้น

้
หอบจะท ำให้เข็มหยุดที่มุมๆหนึ่ง และเข็มจะชี้กลับมำที่ค่ำเริ่มต้นขณะที่ไม่มีกระแสไฟฟำผ่ำนขดลวด กำรสร้ำงสเกลเพอ
ื่
้
อ่ำนกระแสไฟฟ้ำท ำได้โดยผ่ำนกระแสไฟฟ้ำที่ทรำบค่ำเข้ำไปในขดลวดแล้วขีดสเกลให้ตรงค่ำกระแสไฟฟำนั้นๆ
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC motor) เป็นอุปกรณ์เปลี่ยนพลังงำนไฟฟ้ำเป็นพลังงำนกล ประกอบด้วย ขดลวด

ที่หมุนรอบแกนวำงอยู่ในสนำมแม่เหล็ก เมื่อกระแสไฟฟำผ่ำนขดลวด ขดลวดจะเกิดโมเมนต์แรงคู่ควบท ำให้ขดลวด
้
หมุนรอบแกนหมุน โมเมนต์ของแรงคู่ควบจะท ำให้ขดลวดหมุนแต่ขดลวดจะไม่ได้หมุนต่อเนื่องในทิศทำงเดียวเนื่องจำก

ขณะที่ขดลวดหมุนไปจนระนำบของขดลวดตั้งฉำก เพื่อจะท ำให้ขดลวดหมุนไปทำงเดียวอย่ำงต่อเนื่อง จึงต้องใช้คอมมิวเต

เตอร์วงแหวนผ่ำซีกและแปรงสัมผัส