ฟิสิกส์สุขสันต์ (แม่เหล็กไฟฟ้า)

แม่เหล็กไฟฟ้า

แม่เหล็กทุกชนิดมีสนามแม่เหล็ก  รอบๆแท่ง  และมีแรงแม่เหล็ก กระทำกันระหว่างแม่เหล็ก 2 แท่ง  เนื่องจากแรงปฏิกิริยาภายในสนามแม่เหล็ก วัตถุใดๆที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กได้  ก็จะกลายเป็นแม่เหล็ก  และจะกลายเป็นแม่เหล็กเมื่อวางไว้ในสนามแม่เหล็ก  การเคลื่อนที่ของประจุ  (ปกติคืออิเล็กตรอน)  ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กเช่นเดียวกัน
Pole :  ขั้วแม่เหล็ก

      เป็นจุดบนแท่งแม่เหล็กซึ่งแรงแม่เหล็กจะปรากฏอย่างเข้ม ที่นั่น แม่เหล็กมี  2 ขั้ว  ขั้วเหนือและขั้วใต้  (ระบุได้โดยให้แท่งแม่เหล็กวางตัวในสนามแม่เหล็กโลก)  แท่งแม่เหล็กทั้งหมดมีขั้วแต่ละชนิดเท่ากัน  กฎข้อแรกของแม่เหล็กกล่าวว่า  ขั้วต่างกันดูดกัน และขั้วเหมือนกันผลักกัน  คลิกอ่านต่อครับ

วิถีทางเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน  

อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าและสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นได้ สนามแม่เหล็กอื่น จะส่งผลกับสนามนี้และทำให้เกิดทางเดิน เปลี่ยนแปลงไปจากรูปเกลียวขดแบบที่ใช้ใน แมกนิตรอน ไปเป็นเส้นตรงแบบที่ใช้ในไคลส์ตรอนกำลังสูง (Klystron)  

แม่เหล็กไฟฟ้า

      แม่เหล็กไฟฟ้าใช้ไฟจากแบตเตอรี่  เป็นแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้า  ให้คุณหาแบตเตอรี่ หรือ ถ่านไฟฉาย   คุณจะเห็นขั้วไฟฟ้า  2  ขั้ว   คือขั้วบวก  +  และขั้วลบ -  โดยปกติอิเล็กตรอนซึ่งเป็นประจุลบจะเคลื่อนที่จากขั้วลบไปที่ขั้วบวกของแบต   ถ้าเราต่อสายไฟให้ครบวงจร     โดยถ้าคุณต่อสายไฟจากขั้วบวกไปที่ขั้วลบโดยตรง  มีปรากฎการณ์เกิดขึ้นดังต่อไปนี้

1. อิเล็กตรอนไหลจากขั้วลบไปที่ขั้วบวกอย่างรวดเร็ว
2. พลังงานภายในแบตจะหมดอย่างรวดเร็ว  ดังนั้นคุณไม่ควรต่อสายไฟตรง  ให้ใช้สวิทซ์ หรือ ต่อตัวต้านทานหรือภาระให้กับแบตด้วย   ภาระที่ว่าคือ มอเตอร์  หลอดไฟ   และวิทยุเป็นต้น
3. สนามแม่เหล็กจะเกิดขึ้นรอบสายไฟเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหล สนามแม่เหล็กที่เกิดขี้นนี้จะนำเราไปสู่การสร้างแม่เหล็กไฟฟ้า

    ทดลองสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยตัวของคุณเอง  โดยไปหา

• ถ่านไฟฉายแบบ  AA
• สายไฟ  (ตัดจากสายไฟทั่วไป  แล้วปลอกพลาสติกภายนอกออก  เอาแต่สายทองแดง  ยกเว้นสายโทรศัพท์ใช้ไม่ได้  เพราะสายทองแดงเส้นเล็กไป  )
• เข็มทิศ

      ต่อสายไฟไว้กับแบตเตอรี่  โดยผ่านสวิทซ์หนึ่งอันดังรูป   วางเข็มทิศไว้บนสายไฟ  ขณะที่ยังไม่มีการปิดสวิทซ์  เข็มทิศจะชี้ไปยังทิศเหนือตลอดและนิ่งอยู่อย่างนั้น  แต่เมื่อคุณเปิดและปิดสวิทซ์เป็นจังหวะ  คุณจะเห็นว่าเข็มทิศสวิงไปมา เพราะกระแสไฟฟ้าทำให้เกิดสนามแมเหล็ก  และผลักเข็มทิศออกไป  ถ้าคุณกลับขั้วของแบต และทดลองซ้ำ  คุณจะเห็นว่าเข็มทิศถูกผลักไปอีกด้านหนึ่ง
      ภาพข้างล่างแสดงทิศทางของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบเส้นลวด   ในรูปเป็นภาพตัดของเส้นลวด และมองจากทางด้านบน  วงกลมสีเขียวในรูปภาพเป็นภาพตัดของเส้นลวด  สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นเป็นรูปวงกลมล้อมรอบเส้นลวด  สนามแมเหล็กจะอ่อนลง  เมื่ออยู่ห่างจากเส้นลวด  ยิ่งห่างยิ่งอ่อน   ถ้าคุณสังเกตให้ดี  ทิศทางของสนามแม่เหล็กมีทิศทางตั้งฉากกับเส้นลวดเสมอ   

สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบเส้นลวด

       เพราะว่าสนามแม่เหล็กรอบเส้นลวดเป็นวงกลม และมีทิศตั้งฉากกับเส้นลวด   เราจึงสามารถเพิ่มความเข้มของสนามแม่เหล็กได้โดย  ขดเส้นลวดให้เป็นวง  ดังรูปข้างล่าง

สนามแม่เหล็กเกิดรอบวงของเส้นลวด

        ถ้าเราเพิ่มขดลวดขึ้นอีกวง สนามแม่เหล็กจะเพิ่มความเข้มขึ้น  ยิ่งมีวงขดมากสนามแม่เหล็กยิ่งมากตาม    ยกตัวอย่างเช่น  ถ้าคุณพันเส้นลวดรอบตะปู  10  รอบ  และต่อขดลวดเข้ากับแบต และนำไปทดสอบดูดคลิบหนีบกระดาน  คุณจะเห็นว่าสนามแม่เหล็กที่ได้มีความแรงมากกว่าขดลวด  1  รอบ

แม่เหล็กไฟฟ้าแบบง่ายๆ

       แม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน  ดังนั้นถ้าเกิดไม่มีกระแสไฟฟ้า  อำนาจของสนามแม่เหล็กจะหมดไป