ตำแหน่งที่สนามแม่เหล็กของแท่งแม่เหล็กหักล้างกันจนทำให้สนามแม่เหล็กบริเวณนั้นมีค่าเป็นศูนย์เรียกว่าอะไร

แม่เหล็ก

ประมาณ 2000 ปีมาแล้ว ชาวกรีกที่อาศัยในเมืองแมกนีเซียได้พบว่าแร่ชนิดหนึ่งสามารถดูดเหล็กได้ จึงเรียกแร่นี้ว่า แมกนีไทต์ และเรียกวัตถุที่ดูดเหล็กได้ว่า แม่เหล็ก ส่วนวัตถุที่แม่เหล็กออกแรงกระทำ เรียกว่า สารแม่เหล็ก

ถ้านำแท่งแม่เหล็กไปดูดผงเหล็ก จะพบว่าปลายแท่งแม่เหล็กมีผงเหล็กหนาแน่นกว่าบริเวณอื่น จึงเรียกบริเวณนี้ว่า ขั้วแม่เหล็ก หากให้แท่งแม่เหล็กหมุนได้อย่างอิสระในแนวราบ แท่งแม่เหล็กจะวางตัวในแนวเหนือ-ใต้เสมอ  ขั้วที่ชี้ไปทางทิศเหนือ เรียก ขั้วเหนือ ขั้วที่ชี้ไปทางทิศใต้ เรียก ขั้วใต้ ใช้อักษร N แทนขั้วเหนือ และ S แทนขั้วใต้

เมื่อนำขั้วแม่เหล็กของแม่เหล็กสองแท่งเข้าใกล้กัน ขั้วชนิดเดียวกันจะผลักกัน และขั้วต่างกันจะดูดกัน แต่ทั้งขั้วเหนือและขั้วใต้จะดูดสารแม่เหล็ก ในกรณีที่ตัดแท่งแม่เหล็กแท่งหนึ่งเป็นสองแท่ง จะเกิดขั้วแม่เหล็กต่างชนิดตรงปลายที่หักออก ทำให้แต่ละแท่งเป็นแท่งแม่เหล็กแท่งใหม่

สนามแม่เหล็ก  

สนามแม่เหล็กเป็นบริเวณรอบ ๆ แท่งแม่เหล็ก ซึ่งมีแรงแม่เหล็กกระทำต่อวัตถุ ความเข้มและทิศทางของสนามแม่เหล็กแสดงโดยเส้นแรงแม่เหล็ก เส้นแรงแม่เหล็กแสดงให้เห็นได้โดยใช้ผงเหล็กโรยรอบๆ แท่งแม่เหล็ก เส้นแรงแม่เหล็กพุ่งจากขั้วเหนือ (N) ของแท่งแม่เหล็ก ไปยังขั้วใต้ (S) โดยที่บริเวณขั้วแม่เหล็กทั้งสองจะมีเส้นสนามแม่เหล็กหนาแน่นมากกว่าที่บริเวณอื่น

ถ้าหันขั้วชนิดเดียวกันเข้าหากัน เส้นสนามแม่เหล็กรอบๆ แท่งแม่เหล็กแต่ละแท่งจะมีลักษณะเดียวกันกับการวางตัวของเส้นสนามแม่เหล็ก 1 แท่ง ยกเว้นบริเวณระหว่างขั้วชนิดเดียวกันที่หันเข้าหากันทั้งสองจะไม่มีเส้นสนามแม่เหล็ก เรียกตำแหน่งที่สนามแม่เหล็กเป็นศูนย์ว่า จุดสะเทิน

ถ้าหันขั้วต่างชนิดกันเข้าหากันเส้นสนามแม่เหล็กรอบๆ แท่งแม่เหล็กแต่ละแท่งจะมีลักษณะเดียวกันกับการวางตัวของเส้นสนามแม่เหล็ก 1 แท่ง ส่วนบริเวณระหว่างขั้วต่างชนิดกันที่หันเข้าหากันจะมีเส้นสนามแม่เหล็กโยงเข้าหากัน

สนามแม่เหล็กโลก

เข็มทิศ ซึ่งเป็นแม่เหล็กขนาดเล็กจะวางตัวอยู่ในแนวเหนือใต้เสมอ แสดงว่า โลกมีสนามแม่เหล็ก เรียก สนามแม่เหล็กโลก เส้นสนามแม่เหล็กโลกมีทิศพุ่งออกจากบริเวณขั้วใต้ทางภูมิศาสตร์ไปยังขั้วเหนือทางภูมิศาสตร์ ดังนั้นจึงเสมือนโลกมีแท่งแม่เหล็กขนาดใหญ่ฝังอยู่ภายใน โดยขั้วเหนือของแม่เหล็กโลกอยู่ใกล้ขั้วใต้ทางภูมิศาสตร์ และขั้วใต้ของแม่เหล็กโลกอยู่ใกล้ขั้วเหนือทางภูมิศาสตร์

ฟลักซ์แม่เหล็ก

การศึกษาสนามแม่เหล็กของแท่งแม่เหล็ก พบว่า เส้นสนามแม่เหล็กแผ่ออกจากขั้วเหนือเป็นบริเวณสามมิติ บริเวณใกล้ขั้วแม่เหล็กทั้งสองจะมีเส้นสนามแม่เหล็กหนาแน่นยิ่งกว่าบริเวณอื่น ถ้าพิจารณาพื้นที่ในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก เรียกเส้นสนามแม่เหล็กที่ผ่านพี้นที่นี้ว่า ฟลักซ์แม่เหล็ก พบว่า บริเวณใกล้ขั้วแม่เหล็กจะมีฟลักซ์แม่เหล็กหนาแน่นและฟลักซ์แม่เหล็กจะน้อยลง เมื่ออยู่ห่างขั้วแม่เหล็ก

อัตราส่วนระหว่างฟลักซ์แม่เหล็กต่อพื้นที่ตั้งฉากกับสนามหนึ่งตารางหน่วย เรียกว่า ขนาดของสนามแม่เหล็ก หรือ ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก จะได้ความสัมพันธ์ ดังนี้

การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก

เมื่ออิเล็กตรอนซึ่งเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าลบ เคลื่อนที่ในทิศตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กที่มีทิศพุ่งเข้าและตั้งฉากกับกระดาษ แนวการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะเบนโค้งลง แสดงว่ามีแรงกระทำต่ออิเล็กตรอนในทิศลง เมื่อกลับทิศของสนามแม่เหล็กแนวการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะเบนโค้งขึ้น แสดงว่ามีแรงกระทำต่ออิเล็กตรอนในทิศขึ้น แรงเนื่องจากสนามแม่เหล็กกระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เรียกว่า แรงแม่เหล็ก

ในการหาทิศของแรงที่กระทำต่ออิเล็กตรอนซึ่งเป็นอนุภาคประจุไฟฟ้าลบ ใช้มือขวา โดยหันนิ้วทั้งสี่ไปทางทิศของความเร็ว วนนิ้วทั้งสี่ไปหาสนามแม่เหล็ก นิ้วหัวแม่มือจะชี้ไปทางทิศตรงข้ามกับทิศของแรง สำหรับการหาทิศของแรงที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าบวก ยังคงใช้มือขวา นิ้วหัวแม่มือจะไปทางทิศของแรง

เนื่องจากปริมาณทั้งสามคือความเร็ว สนามแม่เหล็กและแรงมีทิศตั้งฉากกันและกัน พบว่ามีความสัมพันธ์กัน ดังนี้

สนามแม่เหล็กของลวดตัวนำตรง

เมื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านลวดตัวนำตรง จะเกิดสนามแม่เหล็กรอบลวดตัวนำ ทิศของสนามแม่เหล็กหาได้จาก กฎมือขวา โดยกำมือขวารอบลวดตัวนำตรงให้หัวแม่มือชี้ไปทางทิศของกระแสไฟฟ้า ทิศการวนของนิ้วทั้งสี่ คือ ทิศของสนามแม่เหล็ก  เมื่อกลับทิศของกระแสไฟฟ้า ทิศของสนามแม่เหล็กจะเปลี่ยนไปด้วย

ถ้าผ่านกระแสไฟฟ้าไปในลวดตัวนำที่ถูกดัดเป็นวงกลม จะเกิดสนามแม่เหล็กรอบ ๆ ลวดตัวนำนั้น การหาทิศของสนามแม่เหล็กยังคงใช้กฎมือขวา โดยการกำลวดตัวนำแต่ละส่วนจะได้ทิศของสนามแม่เหล็กของลวดตัวนำ

สนามแม่เหล็กของโซเลนอยด์

เมื่อนำลวดตัวนำที่มีฉนวนหุ้มมาขดเป็นวงกลมหลาย ๆ วง เรียงซ้อนกันเป็นรูปทรงกระบอก ขดลวดที่ได้นี้เรียกว่า โซเลนอยด์ เมื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่านโซเลนอยด์ จะมีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้น การหาทิศของสนามแม่เหล็กใช้วิธีการกำมือขวาแบบเดียวกับการหาทิศของสนามแม่เหล็กของลวดตัวนำวงกลม ปลายขดลวดด้านที่สนามแม่เหล็กพุ่งออกจะเป็นขั้วเหนือ และอีกปลายหนึ่งซึ่งสนามแม่เหล็กพุ่งเข้าจะเป็นขั้วใต้

สนามแม่เหล็กที่เกิดจากโซเลนอยด์มีค่าสูงสุดที่บริเวณแกนกลางของโซเลนอยด์และขนาดของสนามแม่เหล็กนี้จะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่ม หรือจำนวนรอบของขดลวดเพิ่ม

สนามแม่เหล็กของทอรอยด์

เมื่อนำลวดตัวนำที่มีฉนวนหุ้มมาขดเป็นวงกลมหลาย ๆ รอบเรียงกันเป็นรูปทรงกระบอกแล้วขดเป็นวงกลม ขดลวดที่ได้นี้เรียกว่า ทอรอยด์ เมื่อให้กระแสไฟฟ้าผ่าน จะเกิดสนามแม่เหล็กภายในทอรอยด์ ซึ่งหาทิศของสนามได้ด้วยการกำมือขวารอบแกนของทอรอยด์ ให้นิ้วทั้งสี่วนตามทิศของกระแสไฟฟ้า นิ้วหัวแม่มือจะชี้ทิศของสนามแม่เหล็ก  สนามแม่เหล็กภายในทอรอยด์มีค่าไม่สม่ำเสมอ โดยสนามแม่เหล็กที่ขอบด้านในมีค่าสูงกว่าสนามแม่เหล็กที่ขอบด้านนอก

แม่เหล็ก เป็นแร่หรือโลหะที่มีสมบัติดูดเหล็กได้ ในประวัติศาสตร์ พบว่า สาร”Magnesian stone”)”หินแมกแนเซียน” เป็นวัตถุที่ดูดเหล็กได้ แม่เหล็ก (มาจากภาษากรีก) แม่เหล็กสามารถทำให้เกิดสนามแม่เหล็กได้ นั่นคือมันสามารถส่งแรงดูดหรือแรงผลัก ออกไปรอบ ๆ ตัวมันได้ แม้ว่าสนามแม่เหล็กจะเป็นสิ่งที่ไม่สามารถมองเห็นได้แต่มันเป็นเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติสำคัญของแม่เหล็กโดยตรง ได้แก่ คุณสมบัติการดูดและการผลักกันระหว่างแท่งแม่เหล็ก เราสามารถสร้างแม่เหล็กขึ้นมาได้ วิธีแรกคือ นำเหล็กมาถูกับแม่เหล็ก วิธีที่สองคือ ป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดที่พันรอบเหล็ก แรงเหนี่ยวนำในขดลวดทำให้เหล็กนั้นกลายเป็นแม่เหล็กชั่วคราว และทำให้เกิด สนามแม่เหล็กรอบ ๆ เหล็กนั้น เราเรียกแม่เหล็กแบบนี้ว่า แม่เหล็กไฟฟ้า ปัจจุบัน มีสารอื่นที่ทำให้เป็นแม่เหล็กได้ เช่น นิเกิล โคบอล แมงกานีส
 รูปแสดงการเรียงตัวของผงตะไบเหล็กในสนามแม่เหล็ก
เนื้อหา
1 คุณสมบัติของแม่เหล็ก
2 การประดิษฐ์แม่เหล็ก
3 การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่ทีประจุไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก
4 กระแสไฟฟ้าทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก
5 แรงแม่เหล็กกระทำต่อลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า
6 แกลแวนอมิเตอร์และมอเตอร์กระแสตรง
7 กระแสเหนี่ยวนำและแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
8 แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
8.1 การนำความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็กไปใช้ประโยชน์
9 การนำไปใช้งาน
10 แหล่งข้อมูลอื่น

คุณสมบัติของแม่เหล็ก
แม่เหล็กมี 2 ขั้วเสมอ ขั้วเหนือและขั้วใต้ ถ้าแขวนแท่งแม่เหล็กให้เคลื่อนที่อย่างอิสระ เมื่อหยุดนิ่ง ขั้วที่ชี้ไปทางทิศเหนือ เรียกว่า ขั้วเหนือ (N) ขั้วที่ชี้ไปทางทิศใต้ เรียกว่า ขั้วใต้ (S)
ขั้วแม่เหล็กทั้งขั้วเหนือและขั้วใต้จะดูดสารแม่เหล็กเสมอ
เมื่อนำแม่เหล็ก 2 อันมาอยู่ใกล้กัน ขั้วเหมือนกันจะผลักกัน และขั้วต่างกันจะดูดกัน
แรงดูดจะมีมากที่สุดที่บริเวณขั้วทั้งสองของแม่เหล็กและลดน้อยลงเมื่อถัดเข้ามา
เส้นแรงแม่เหล็กมีทิศทางออกจากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้ ทั้งสามมิติ
สนามแม่เหล็กหมายถึงบริเวณที่แม่เหล็กส่งแรงไปถึง
การประดิษฐ์แม่เหล็ก
แท่งแม่เหล็กโดยการถู วางแท่งแม่เหล็กบนโต๊ะแล้วใช้แท่งแม่เหล็กถูลากจากปลายหนึ่งไปยังอีกข้างหนึ่งแล้วยกขึ้นนำกลับมาวางที่ปลายตั้งต้น ทำซ้ำหลาย ๆ ครั้ง จนกระทั่งแท่งแม่เหล็กกลายเป็นแม่เหล็ก สังเกตลักษณะของเหล็ก
ถ้าเหล็กเป็นเหล็กอ่อน (iron) จะได้แม่เหล็กชั่วคราว
ถ้าเหล็กเป็นเหล็กกล้า (steel) จะได้แม่เหล็กถาวร
ซึ่งแม่เหล็กจะหมดอำนาจเมื่อถูกนำไปเผาหรือทุมด้วยค้อนหลาย ๆ ครั้ง

เมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดสามารถแสดงอำนาจเป็นแม่เหล็กเกิดขึ้นได้และอำนาจจะหมดเมื่อหยุดปล่อยกระแสไฟฟ้า
การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่ทีประจุไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก
เมื่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า q เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก B ⃑ ด้วยความเร็ว v ⃑ ทำมุมใด ๆ ที่ไม่ขนานกับสนามแม่เหล็กจะมีแรงกระทำต่ออนุภาคดังสมการ F ⃑= q (V ⃑×B ⃑) โดยทิศทางสามารถหาได้จาก กฎมือขวา (right hand rule) และเมื่อนำลวดตัวนำที่มีฉนวนหุ้มมาขดเป็นวงกลมหลาย ๆ วงเรียงซ้อนกัน เป็นรูปทรงกระบอก เรียกว่า โซเลนอยด์ (solenoid)

กระแสไฟฟ้าทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก
เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านลวดตัวนำจะเกิดสนามแม่เหล็กรอบลวดตัวนำในลักษณะดังนี้

กระแสไฟฟ้าผ่านลวดตัวนำตรง จะเกิดสนามแม่เหล็กรอบลวดตัวนำ หาทิศทางของสนามแม่เหล็กได้จาก กฎมือขวาโดยการกำมือรอบลวดตัวนำตรง และให้นิ้วหัวแม่มือชี้ไปทางทิศทางของกระแสไฟฟ้า ทิศการวนตามการชี้ของนิ้วทั้งสี่จะชี้ทิศทางของสนามแม่เหล็ก
เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านโซเลนอยด์ (รวมทั้งลวดตัวนำวงกลม) จะเกิดสนามแม่เหล็กที่มีลักษณะคล้ายกับสนามแม่เหล็กของแท่งแม่เหล็ก การหาทิศทางยังคงใช้กฎมือขวาโดยวิธีกำมือขวาให้นิ้วทั้งสี่ชี้ไปตามทิศทางของกระแสไฟฟ้านิ้วหัวแม่มือจะชี้ทิศทางของสนามแม่เหล็ก
กระแสไฟฟ้าผ่านทอรอยด์ จะเกิดสนามแม่เหล็กภายในทอรอยด์ การหาทิศทางใช้วิธีกำมือขวารอบแกนทอรอยด์ให้นิ้วทั้งสี่วนไปตามทิศทางของกระแสไฟฟ้า นิ้วหัวแม้มือจะชี้ทิศทางของสนามแม่เหล็ก
แรงแม่เหล็กกระทำต่อลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า
เมื่อลวดตัวนำตรงยาว l ที่มีกระแสไฟฟ้า I ผ่านขณะวางตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก B ⃑ จะเกิดแรงกระทำด้วยขนาด F=IlB โดยทิศทางของแรงหาได้จากการกำมือขวาโดยวนนิ้วทั้งสี่ (ผ่านมุมเล็ก) จากทิศทางของกระแสไฟฟ้าไปหาทิศทางของสนามแม่เหล็กนิ้วหัวแม่มือจะชี้ทิศทางของแรง ส่วนในกรณีลวดตัวนำวางในทิศทางกระแสไฟฟ้าที่ทำมุมθกับสนามแม่เหล็กB ⃑ ขนาดของแรงจะเป็น F=IlBsin⁡θ โดยยังคงใช้กฎมือขวาหาทิศทางของแรงได้เช่นกัน แรงแม่เหล็กระหว่างลวดตัวนำสองเส้นที่ขนานกันและมีกระแสไฟฟ้าผ่าน ลวดตัวนำสองเส้นที่ขนานกันและมีกระแสไฟฟ้าผ่าน จะมีแรงกระทำระหว่างลวดตัวนำทั้งสองโดยจะเป็นแรงดึงดูดถ้ากระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำทั้งสองมีทิศทางเดียวกัน แต่จะเป็นแรงผลัก ถ้ากระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำทั้งสองมีทิศทางตรงข้ามกัน

แกลแวนอมิเตอร์และมอเตอร์กระแสตรง
แกลแวนอมิเตอร์เป็นเครื่องมือวัดไฟฟ้าประกอบด้วยขดลวดทองแดงเคลือบน้ำยาที่หมุนรอบแกน มีลักษณะเป็นขดขวดสี่เหลี่ยมมีแกนหมุนที่หมุนได้คล่องซึ่งจะใช้วัตถุที่มีความแข็งมาก เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดจะเกิดโมเมนต์ของแรงคู่ควบบิดขดขวดให้หมุนไป ทำให้เข็มชี้ (ตัดกับแกนหมุนของชดลวด) เบนตามไปด้วย มุมเบนของเข็มชี้แปรผันตรงกับขนาดของกระแสไฟฟ้าที่ผ่านขดลวด การสร้างสเกลเพื่ออ่านกระแสไฟฟ้าทำได้โดยผ่านกระแสไฟฟ้าขนาดต่าง ๆ มอเตอร์กระแสตรง เป็นอุปกรณ์เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ประกอบด้วยขดลวดที่หมุนได้รอบแกนวางอยู่ในสนามแม่เหล็ก มีคอมมิวเทเตอร์และแปรงสัมผัสช่วยให้ขดลวดหมุนอย่างต่อเนื่องในทิศทางเดียวเมื่อมีกระแสจากแบตเตอรี่ผ่านเข้าขดลวด

กระแสเหนี่ยวนำและแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
กระแสไฟฟ้าในขดลวดตัวนำเกิดจากการที่มีการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวดตัวนำเรียกการทำให้เกิดกระเกิดกระแสไฟฟ้าลักษณะนี้ว่า การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า (eletro magnetic induction) และเรียกกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากวิธีนี้ว่า กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (inducedcurrent) ปลายทั้งสองของเส้นลวดตัวนำมีความต่างศักย์ ดังนั้นถ้าต่อเส้นลวดตัวนำนี้ให้ครบวงจร ก็จะมีกระแสไฟฟ้าในวงจร แสดงว่าปลายทั้งสองของเส้นลวดตัวนำทำหน้าที่ เสมือนเป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (induced electromotive force) หรือ อีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ (induced emf) กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ สรุปได้ว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในขดลวดเป็นสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวดนั้นเมื่อเทียบกับเวลา กฎของเลนซ์มีใจความว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ในขดลวดจะทำให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำในทิศทางที่จำทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กใหม่ขึ้นมาต้านการเปลี่ยนแปลง ของฟลักซ์แม่เหล็กที่ตัดผ่านขดลวดนั้น

แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
มอเตอร์ขณะหมุนจะมีฟลักซ์แม่เหล็กเปลี่ยนแปลงผ่านขดลวด ทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำมีทิศทางตรงข้ามกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเดิม เรียกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้ากลับ ในกรณีมอเตอร์ติดขัดหรือหมุนช้ากว่าปกติแรงเคลื่อนไฟฟฟ้ากลับจะมีค่าน้อยทำให้กระแสไฟฟ้าในขดลวดมีค่ามาก อาจทำให้ขดลวดร้อนจนไหม้ได้ จึงจำเป็นต้องตัดสวิตซ์เพื่อหยุดการทำงานของมอเตอร์ทุกครั้งที่แรงเคลื่อนไฟฟ้ากลับมีค่าน้อย

ค่าของปริมาณที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้ากระแสสลับ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าเปลี่ยนค่าตามเวลาในรูปฟังก์ชันไซน์

การนำความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็กไปใช้ประโยชน์
ความรู้ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กถูกนำไปใช้ในการสร้างและพัฒนาเครื่องมือเครื่องใช้ด้านต่าง ๆ เช่น ไมโครโฟน ลำโพง แผ่นบันทึกข้อมูลของคอมพิวเตอร์ ฯลฯ

การนำไปใช้งาน
บันทึกข้อมูล เช่น เทปเพลงหรือภาพยนตร์ hard disk ในเครื่องคอมพิวเตอร์ เป็นต้น โดยกำหนดให้ขั้วใดขั้วหนึ่งเป็น 1 อีกขั้วหนึ่งเป็น 0 ฉาบบาง ๆ ที่ผิว
เครดิต/เดบิต เอทีเอ็ม คาร์ด

จอภาพ
ไมโครโฟน/ลำโพง
กีตาร์ไฟฟ้า
มอเตอร์/ไดนาโม
การแพทย์
เคมี
งานดูดโลหะเช่นประตูตู้เย็น แยกขยะโลหะออกจากกองขยะ
เข็มทิศ
เครื่องประดับ เฟอร์นิเจอร์ งานศิลปะ เครื่องใช้ในครัวเรือน
โครงงานวิทยาศาสตร์
ของเล่น
ยานพาหนะ รถไฟความเร็วสูง
อุปกรณ์ไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้า (electric charge) เรียกอย่างสั้นว่า ประจุ (charge) มีสองชนิด เรียกประจุบวกและประจุลบ ประจุมีการส่งแรงกระทำระหว่างกัน โดยประจุต่างชนิดกันดึงดูดกัน ประจุชนิดเดียวกันผลักกัน นอกจากนี้ประจุยังถูกถ่ายโอนจากวัตถุหนึ่งไปอีกวัตถุหนึ่งได้ ในการถ่ายโอนประจุระหว่างวัตถุ ผลรวมของประจุทั้งหมดยังคงเดิม ซึ่งเรียกว่า กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า (law of conservation of charge)

การเหนี่ยวนำ (induction) เป็นวิธีการทำให้เกิดประจุไฟฟ้าบนตัวนำ โดยการนำวัตถุที่มีประจุเข้าไปใกล้ตัวนำจะทำให้เกิดประจุชนิดตรงข้ามบนตัวนำด้านใกล้วัตถุที่มีประจุไฟฟ้า เรียกประจุไฟฟ้าที่ได้โดยวิธีนี้ว่า ประจุเหนี่ยวนำ (induced charge)

สนามไฟฟ้า (electric field) เป็นบริเวณที่มีแรงกระทำกับประจุทดสอบ สนามไฟฟ้าเป็นปริมาณเวกเตอร์มีทิศตามทิศของแรงกระทำต่อประจุบวกที่อยู่ในบริเวณที่มีสนามไฟฟ้าและมีขนาดเท่ากับขนาดของแรงเนื่องจากสนามไฟฟ้าที่กระทำต่อประจุหนึ่งหน่วย สนามไฟฟ้ามีหน่วยเป็นนิวตันต่อคูลอมบ์ (N/C)

ศักย์ไฟฟ้า (electric potential) ขณะที่ประจุอยู่ในสนามไฟฟ้า ประจุจะมีพลังงานศักย์ไฟฟ้า (electric potential energy) ซึ่งถ้าคิดพลังงานศักย์ไฟฟ้าต่อหนึ่งหน่วยประจุ เรียกว่า ศักย์ไฟฟ้า

ศักย์ไฟฟ้ามีหน่วยเป็นจูลต่อคูลอมบ์ (J/C) หรือ โวลต์ (V) ผลต่างของศักย์ไฟฟ้าระหว่างสองตำแหน่งเรียกว่า ความต่างศักย์ไฟฟ้า (potential difference)

กระแสอิเล็กตรอน (electron current) เมื่อต่อวงจรภายนอกกับเซลล์ไฟฟ้าเคมีจะเกิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจากขั้วไฟฟ้าลบ ซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าต่ำ ผ่านวงจรภายนอก ไปยังขั้วไฟฟ้าบวก ซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่า กล่าวได้ว่ามีกระแสอิเล็กตรอน ขณะมีกระแสอิเล็กตรอน กำหนดให้มีกระแสไฟฟ้า (electric current) เคลื่อนที่จากขั้วไฟฟ้าบวก ผ่านวงจรภายนอกไปยังขั้วไฟฟ้าลบ หากกระแสไฟฟ้าได้จากอัตราการเคลื่อนที่ของประจุหรือประจุที่เคลื่อนที่ผ่านบริเวณหนึ่งในหนึ่งหน่วยเวลา กระแสไฟฟ้ามีหน่วยเป็นคูลอมบ์ต่อวินาที (C/s) หรือแอมแปร์ (A)

แม่เหล็ก (magnets) เป็นสารที่ดึงดูดสารบางอย่างได้ เช่น เหล็ก นิกเกิล และโคบอลต์ได้สารที่ถูกแม่เหล็กดูดนี้ เรียกว่า สารแม่เหล็ก (magnetic substance) สำหรับแม่เหล็กที่เป็นแท่งบริเวณปลายแท่งแม่เหล็กจะแสดงอำนาจดึงดูดมากที่สุด เรียกว่า ขั้วแม่เหล็ก (magnetic pole) เมื่อแขวนแท่งแม่เหล็ก ๆ จะวางตัวในแนวเหนือ-ใต้ ขั้วแม่เหล็กที่ชี้ไปทางทิศเหนือเรียกว่า ขั้วเหนือ (magnetic pole) และขั้วแม่เหล็กที่ชี้ไปทางทิศใต้เรียกว่า ขั้วใต้ (south pole) แท่งแม่เหล็กเล็ก ๆ เป็นเครื่องมือบอกทิศเหนือ-ใต้ได้ เรียกว่า เข็มทิศ (compass)

สนามแม่เหล็ก (magnetic field) เป็นบริเวณที่แม่เหล็กออกแรงกระทำกับแม่เหล็กหรือสารแม่เหล็กได้ เส้นแรงแม่เหล็ก (magnetic lines of force) เป็นเส้นสมมติใช้แทนขนาดและทิศของสนามแม่เหล็ก เมื่อนำแม่เหล็กสองแท่งวางใกล้กันจะมีบางตำแหน่งที่สนามแม่เหล็กของแม่เหล็กทั้งสองหักล้างกันจนได้สนามลัพธ์เป็นศูนย์ ตำแหน่งนี้เรียกว่า จุดสะเทิน (neutral point)

ฟลักซ์แม่เหล็ก (magnetic flux) หมายถึง จำนวนเส้นแรงแม่เหล็กที่ทะลุผ่านพื้นที่ตั้งฉาก ถ้าคิดจำนวนเส้นแรงแม่เหล็กที่ทะลุผ่านพื้นที่ตั้งฉากหนึ่งตารางหน่วย เรียกว่าความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก (magnetic flux density) หรือขนาดของสนามแม่เหล็ก

ความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและกระแสไฟฟ้า เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านลวดตัวนำจะเกิดสนามแม่เหล็กรอบลวดตัวนำ ถ้าลวดตัวนำเป็นเส้นตรง เราหาทิศของสนามแม่เหล็ก โดยการกำรอบลวดตัวนำให้นิ้วหัวแม่มือชี้ทิศของกระแสไฟฟ้า นิ้วทั้งสี่จะชี้ไปตามทิศของสนามแม่เหล็ก ถ้าลวดตัวนำเป็นรูปวงกลมหรือโซเลนอยด์ อาจหาทิศโดยการกำมือขวาให้นิ้วทั้งสี่ชี้ทิศของกระแสไฟฟ้า นิ้วหัวแม่มือจะชี้ไปตามทิศของสนามแม่เหล็ก

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic induction) เมื่อขดลวดลวดเคลื่อนที่ตัดกับฟลักซ์แม่เหล็กหรือเคลื่อนที่แท่งแม่เหล็กตัดกับขดลวด จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวด ผลที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเรียกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (induced electromotiveforce) และกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเรียกว่ากระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (induced current)

หม้อแปลง (transformer) อุปกรณ์เปลี่ยนแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้เพิ่มขึ้นหรือลดลงหม้อแปลงประกอบด้วยแกนเหล็กอ่อนและขดลวด 2 ชุด คือ ขดลวดปฐมภูมิ (primary coil) เป็นขดลวดด้านเข้าของหม้อและขดลวดทุติยภูมิ (secondary coil) เป็นขดลวดด้านออกของหม้อแปลง หม้อแปลงมี 2 ชนิด คือ หม้อแปลงลง (step down transformer) จะให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านออกน้อยกว่าด้านเข้าและ หม้อแปลงขึ้น (step up transformer) จะให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านออกมากกว่าด้านเข้า

กฏมือขวาของเฟรมมิง

หรือกฏไดนาโม กล่าวว่าทิศของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำหาได้จากทิศของสนามแม่เหล็ก และทิศการเคลื่อนที่โดยใช้มือขวา

นิ้วโป้ง ชี้ขึ้นบน
นิ้วชี้ ชี้ไปข้างหน้า
นิ้วกลาง ตั้งฉาก ทางด้านซ้ายของนิ้วชี้
จะเป็น แกน 3 แกน คือ แกน x
แกน y
และ แกน z  (นิ้วทั้ง3นิ้วจะตั้งฉากกันทุกด้าน)

..แบบทดสอบ..

1.ใครเป็นผู้พบแร่ชนิดที่สามารถดูดเหล็กได้ และเรียกแร่นี้ว่าแมกนีไทต์

ก.ชาวกรีก    ข.ชาวฝรั่งเศษ   ค.ชาวอังกฤษ    ง.รัซเซีย

2.จงอธิบายคำว่าแม่เหล็ก

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

..เฉลยแบบทดสอบ..

1.ตอบ ก.ชาวกรีก

2.ตอบ  เป็นสารที่ดึงดูดสารบางอย่างได้ เช่น เหล็ก นิกเกิล และโคบอลต์ได้สารที่ถูกแม่เหล็กดูดนี้ เรียกว่า สารแม่เหล็ก สำหรับแม่เหล็กที่เป็นแท่งบริเวณปลายแท่งแม่เหล็กจะแสดงอำนาจดึงดูดมากที่สุด เรียกว่า ขั้วแม่เหล็ก 

..อ้างอิงมาจาก..

//web.ku.ac.th/schoolnet/snet3/electric/electric_content/elec_intro.htm

//www.cpn1.go.th/media/thonburi/lesson/15_ElectricMageticI/content7.html

//th.wikipedia.org

//www.neutron.rmutphysics.com