บทที่ 3 แม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก

บทเรียนที่ 1 เรื่องคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

บทเรียนที่ 2 เรื่องสนามแม่เหล็ก


บทเรียนที่ 2 เรื่อง สนามแม่เหล็ก

แม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก
แม่เหล็ก เป็นสารประกอบของเหล็กและออกซิเจน เป็นวัตถุที่ สามารถดูดสารแม่เหล็กบางชนิดได้
สนามแม่เหล็ก คือบริเวณหรือขอบเขตที่แม่เหล็กส่งเส้นแรงแม่ เหล็กที่มีอำนาจการดึงดูดออกไปได้ถึง


คุณสมบัติของเส้นแรงแม่เหล็ก
1. มีทิศออกจากขั้วเหนือเข้าสู่ขั้วใต้
2. ถ้ามีเส้นแรงแม่เหล็กปริมาณมาก เส้นแรงแม่ เหล็กจะรวมกัน หรือต้านกันออกไปทำให้เกิดจุดสะเทิน ซึ่งเป็นจุดที่มีค่าความเข้มสนาม แม่เหล็กเป็นศูนย์


ฟลักซ์แม่เหล็ก คือ ปริมาณเส้นแรงแม่เหล็ก หรือจำนวนของเส้น แรงแม่เหล็ก ใช้สัญลักษณ์
ความเข้มสนามแม่เหล็ก (B) หมายถึง จำนวนเส้นแรงแม่เหล็กต่อ หน่วยพื้นที่ที่เส้นแรงแม่เหล็กตกตั้งฉาก

B = ความเข้มของสนามแม่เหล็ก มีหน่วยเป็น Tesla(T)หรือ Wb/m2
= ฟลักซ์แม่เหล็ก มีหน่วยเป็น Weber (Wb)
A = พื้นที่ที่ตกตั้งฉาก มีหน่วยเป็น ตารางเมตร (m2)


แรงกระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ซึ่งเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก


ขนาดของแรงกระทำ

F = ขนาดของแรงที่กระทำต่ออนุภาค มีหน่วยเป็นนิวตัน (N)
q = ประจุของอนุภาค มีหน่วยเป็นคูลอมบ์
v = ความเร็วของอนุภาค มีหน่วยเป็นเมตร/วินาที
= มุมระหว่าง กับ
ถ้าแรงกระทำต่ออนุภาคเป็นแรงลอเรนซ์ (Lorentz Force) เป็นแรงสู่ศูนย์ กลาง โดยแรงกระทำมีทิศตั้งฉากกับทิศของความเร็ว ทำให้อนุภาค เคลื่อนที่เป็นแนวโค้ง หรือแบบวงกลม จะได้ แรงกระทำจากสนามแม่เหล็ก = แรงสู่ศูนย์กลาง



sin 90o = 1 ดังนั้น



m = มวลของอนุภาค มีหน่วยเป็น กิโลกรัม
r = รัศมีความโค้ง มีหน่วยเป็นเมตร



แรงแม่เหล็กที่กระทำต่อเส้นลวดไฟฟ้า


F = ขนาดของแรง หน่วยเป็น N
I = กระแสไฟฟ้าในเส้นลวด หน่วยเป็น A
B = ความเข้มสนามแม่เหล็ก หน่วยเป็น Wb/m2 หรือ T
= ความยาวของเส้นลวด หน่วยเป็น เมตร
= มุมระหว่าง กับ


โมเมนต์ของแรงคู่ควบที่กระทำต่อขดลวดในสนามแม่เหล็ก



M = โมเมนต์ของแรงคู่ควบในขดลวดมีหน่วยเป็น นิวตันเมตร
N = จำนวนรอบของขดลวด
B = ความเข้มสนามแม่เหล็ก
A = พื้นที่หน้าตัดของขดลวด
= มุมระหว่างขดลวดกับ


แกลแวนอมิเตอร์ (Galvanometer)
โมเมนต์ของแรงคู่ควบ = โมเมนต์ของแรงยืดหยุ่นในสปริง


k = ค่าคงตัวของสปริงรูปก้นหอย หน่วยเป็นนิวตัน-เมตร
= มุมที่ระนาบของขดลวดเบนจากเดิม

ความไวของแกลแวนอมิเตอร์

แรงระหว่างลวดตัวนำ 2 เส้นขนานกัน

k = ค่าคงที่ = 2x10-7 Wb/A-m
r = ระยะห่างระหว่างลวดทั้งสอง


แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในลวดตัวนำ

E = แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (V)
B = ความเข้มสนามแม่เหล็ก (Wb/m2)
= ความยาวขดลวด (m)
v = ความเร็วของการเคลื่อนที่ลวดตัวนำ (m/s)


หม้อแปลง
หม้อแปลงไฟฟ้า คือ เครื่องมือที่ใช้เพิ่มหรือลดความต่างศักย์ของ กระแสสลับให้สูงขึ้นหรือต่ำลง แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะแปรผันตามจำนวนรอบของขดลวด

E1 = แรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดปฐมภูมิ
E2 = แรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ
N1 = จำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ
N2 = จำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิ
ประสิทธิภาพของหม้อแปลง


 

 

 

[กลับสู่หน้าบทเรียนหลัก]
[ห้องเรียน]

พัฒนาโดย นางสาวสาวิตรี เข็มทิศ รหัส 44410504 คณะศึกษาศาสตร์ สาขาวิชาฟิสิกส์
นำเสนออาจารย์ภาสกร เรืองรอง รายวิชาอินเทอร์เน็ตเพื่อการศึกษา
สงวนลิขสิทธิ์มหาวิทยาลัยนเรศวร พ.ศ. 2547