ច្បាប់របស់ហ្វារ៉ាដេយ

ច្បាប់របស់ហ្វារ៉ាដេយ

Pengantar

ច្បាប់​អាំងឌុចស្យុង​អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច​របស់​ហ្វារ៉ាដេយ គឺជាគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋានមួយនៅក្នុងរូបវិទ្យា ដែលពិពណ៌នាអំពីរបៀបដែលដែនម៉ាញ៉េទិចដែលកំពុងផ្លាស់ប្តូរអាចបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងឧបករណ៍ដឹកនាំ។ ច្បាប់នេះត្រូវបានរកឃើញដោយលោក Michael Faraday ក្នុងឆ្នាំ 1831 គឺជាសសរស្តម្ភសំខាន់នៃអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច និងមានកម្មវិធីជាច្រើននៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាទំនើប ដូចជាម៉ាស៊ីនភ្លើង និងឧបករណ៍បំលែងជាដើម។ អត្ថបទនេះនឹងរៀបរាប់លម្អិតអំពីទ្រឹស្តីនៅពីក្រោយច្បាប់របស់ហ្វារ៉ាដេយ ការពិសោធន៍ដែលគាំទ្រវា និងកម្មវិធីជាក់ស្តែងផ្សេងៗរបស់វា។

ទ្រឹស្តីមូលដ្ឋាន

និយមន័យនៃច្បាប់ហ្វារ៉ាដេយ

ច្បាប់ហ្វារ៉ាដេយចែងថាកម្លាំងអេឡិចត្រូម៉ូទ័រ (EMF) ដែលបង្កឡើងនៅក្នុងសៀគ្វីបិទជិតគឺសមាមាត្រទៅនឹងអត្រានៃការផ្លាស់ប្តូរលំហូរម៉ាញេទិកតាមរយៈសៀគ្វី។ តាមគណិតវិទ្យា ច្បាប់នេះត្រូវបានចែងថា៖

\[ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt} \]

កន្លែងណា៖
– \( \mathcal{E} \) គឺជា EMF ដែលបានបង្កើត (គិតជាវ៉ុល)
– \( \Phi_B \) គឺជាលំហូរម៉ាញេទិក (គិតជាវេប៊ើរ)
– \( \frac{d\Phi_B}{dt} \) គឺជាអត្រានៃការផ្លាស់ប្តូរលំហូរម៉ាញេទិក។

សញ្ញាអវិជ្ជមាននៅក្នុងសមីការនេះបានមកពីច្បាប់ Lenz ដែលចែងថាទិសដៅនៃ EMF ដែលបង្កឡើងគឺតែងតែផ្ទុយនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៃលំហូរម៉ាញេទិកដែលបណ្តាលឱ្យវា។

លំហូរម៉ាញេទិក

លំហូរម៉ាញេទិក \( \Phi_B \) គឺជារង្វាស់នៃបរិមាណដែនម៉ាញេទិកដែលឆ្លងកាត់តំបន់ដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ លំហូរម៉ាញេទិកត្រូវបានកំណត់ដូចខាងក្រោម៖

\[ \Phi_B = B \cdot A \cdot \cos(\theta) \]

កន្លែងណា៖
– \( B \) គឺជាដែនម៉ាញេទិក (គិតជាតេឡា)
– \( A \) គឺជាផ្ទៃដែលឆ្លងកាត់ដោយដែនម៉ាញេទិក (គិតជាម៉ែត្រការ៉េ)
–\(\theta\) គឺជាមុំរវាងដែនម៉ាញេទិក និងបន្ទាត់កាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃ។

ច្បាប់របស់ Lenz

ច្បាប់របស់ Lenz ផ្តល់ទិសដៅនៃ EMF ដែលបង្កឡើង និងចរន្តលទ្ធផល។ យោងតាមច្បាប់របស់ Lenz ចរន្តដែលបង្កឡើងនៅក្នុងសៀគ្វីនឹងបង្កើតដែនម៉ាញេទិកដែលប្រឆាំងនឹងការប្រែប្រួលនៃលំហូរម៉ាញេទិកដែលបណ្តាលឱ្យវា។ តាមគណិតវិទ្យា នេះត្រូវបានបង្ហាញដោយសញ្ញាអវិជ្ជមាននៅក្នុងសមីការច្បាប់របស់ Faraday។

ការពិសោធន៍របស់ហ្វារ៉ាដេយ

ការរកឃើញនៃអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច

ម៉ៃឃើល ហ្វារ៉ាដេយ បានធ្វើការពិសោធន៍ជាបន្តបន្ទាប់នៅឆ្នាំ 1831 ដើម្បីសិក្សាពីទំនាក់ទំនងរវាងដែនម៉ាញេទិក និងចរន្តអគ្គិសនី។ ការពិសោធន៍សំខាន់ៗមួយរបស់ហ្វារ៉ាដេយ ពាក់ព័ន្ធនឹងខ្សែរបុំដែលភ្ជាប់ទៅនឹងហ្គាឡាណូម៉ែត្រ (ឧបករណ៍សម្រាប់វាស់ចរន្តអគ្គិសនី) និងមេដែករបារ។ ហ្វារ៉ាដេយ បានរកឃើញថា នៅពេលដែលមេដែករបារត្រូវបានផ្លាស់ទីទៅ ឬឆ្ងាយពីរបុំ ចរន្តអគ្គិសនីត្រូវបានបង្កើតនៅក្នុងរបុំ ដែលត្រូវបានរកឃើញដោយហ្គាឡាណូម៉ែត្រ។

បំរែបំរួលពិសោធន៍

ហ្វារ៉ាដេយក៏បានធ្វើការពិសោធន៍បំរែបំរួលមួយនៃការពិសោធន៍នេះដោយប្រើខ្សែរបុំពីរដែលរុំជុំវិញស្នូលដែក។ នៅពេលដែលចរន្តអគ្គិសនីត្រូវបានឆ្លងកាត់ខ្សែរបុំទីមួយ (ខ្សែរបុំបឋម) ដែនម៉ាញេទិកលទ្ធផលបានបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងខ្សែរបុំទីពីរ (ខ្សែរបុំទីពីរ)។ ហ្វារ៉ាដេយបានសន្និដ្ឋានថា ដែនម៉ាញេទិកដែលផ្លាស់ប្តូរនៅទូទាំងខ្សែរបុំគឺជាមូលហេតុនៃចរន្តអគ្គិសនីដែលបង្កឡើង។

ការអនុវត្តច្បាប់ហ្វារ៉ាដេយ

ម៉ាស៊ីនភ្លើង

ម៉ាស៊ីនភ្លើងគឺជាកម្មវិធីចម្បងមួយនៃច្បាប់ហ្វារ៉ាដេយ។ ម៉ាស៊ីនភ្លើងបំលែងថាមពលមេកានិចទៅជាថាមពលអគ្គិសនីតាមរយៈគោលការណ៍នៃអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ នៅពេលដែលខ្សែរបុំវិលក្នុងដែនម៉ាញ៉េទិច លំហូរម៉ាញ៉េទិចដែលផ្លាស់ប្តូរឆ្លងកាត់ខ្សែរបុំបង្កើតជាកម្លាំងអគ្គិសនី ដែលបង្កើតចរន្តអគ្គិសនី។

១. ម៉ាស៊ីនភ្លើង AC (ចរន្តឆ្លាស់)
– គោលការណ៍ធ្វើការ៖ ម៉ាស៊ីនភ្លើង AC ប្រើដែនម៉ាញេទិកដែលបង្កើតឡើងដោយមេដែកអចិន្ត្រៃយ៍ ឬអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក។ នៅពេលដែលឧបករណ៍របុំបង្វិលក្នុងដែនម៉ាញេទិក លំហូរម៉ាញេទិកឆ្លងកាត់ឧបករណ៍របុំនឹងផ្លាស់ប្តូរ ដែលបង្កើតជាចរន្តឆ្លាស់។
– ការប្រើប្រាស់៖ ម៉ាស៊ីនភ្លើង AC ត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងរោងចក្រថាមពលទ្រង់ទ្រាយធំ ទួរប៊ីនខ្យល់ និងម៉ាស៊ីនភ្លើងចល័ត។

2. ម៉ាស៊ីនភ្លើង DC (ចរន្តផ្ទាល់)
– គោលការណ៍ធ្វើការ៖ ម៉ាស៊ីនភ្លើង DC ប្រើឧបករណ៍ប្តូរចរន្តដើម្បីបំលែងចរន្តឆ្លាស់ដែលបង្កើតនៅក្នុងរបុំទៅជាចរន្តផ្ទាល់។ ឧបករណ៍ប្តូរចរន្តគឺជាឧបករណ៍មេកានិចដែលធានាលំហូរចរន្តក្នុងទិសដៅមួយ។
– កម្មវិធី៖ ម៉ាស៊ីនភ្លើង DC ត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងកម្មវិធីដូចជាការសាកថ្ម ប្រព័ន្ធថាមពលសង្គ្រោះបន្ទាន់ និងកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម។

ឧបករណ៍បំលែង

ឧបករណ៍បំលែងអគ្គិសនី គឺជាឧបករណ៍មួយដែលផ្លាស់ប្តូរវ៉ុលនៅក្នុងប្រព័ន្ធចែកចាយអគ្គិសនី ដោយផ្អែកលើគោលការណ៍នៃអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ ឧបករណ៍បំលែងអគ្គិសនីមានរបុំពីរ គឺរបុំបឋម និងរបុំទីពីរ ដែលរុំជុំវិញស្នូលដែក។

– គោលការណ៍ធ្វើការ៖ ចរន្តអគ្គិសនីដែលហូរកាត់របុំបឋមបង្កើតជាលំហូរម៉ាញេទិកដែលបង្កើត EMF នៅក្នុងរបុំទីពីរ។ ដោយការផ្លាស់ប្តូរចំនួនជុំនៅក្នុងរបុំបឋម និងទីពីរ វ៉ុលអាចត្រូវបានបង្កើន ឬបន្ថយតាមតម្រូវការ។
– ការប្រើប្រាស់៖ ឧបករណ៍បំលែងអគ្គិសនីត្រូវបានប្រើនៅក្នុងប្រព័ន្ធចែកចាយអគ្គិសនី ដើម្បីបង្កើន ឬបន្ថយវ៉ុលអគ្គិសនី ដែលអាចឱ្យមានការបញ្ជូនអគ្គិសនីប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពពីរោងចក្រថាមពលទៅអ្នកប្រើប្រាស់។

ការសាកថ្មឥតខ្សែ

ការសាកថ្មឥតខ្សែ គឺជាបច្ចេកវិទ្យាមួយដែលប្រើប្រាស់គោលការណ៍នៃអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ដើម្បីផ្ទេរថាមពលដោយមិនចាំបាច់ប្រើខ្សែ។

– គោលការណ៍ធ្វើការ៖ ការសាកថ្មឥតខ្សែប្រើប្រាស់ដែនម៉ាញេទិកដែលបង្កើតឡើងដោយឧបករណ៍សាកថ្មដើម្បីបង្កើត EMF នៅក្នុងឧបករណ៍ទទួលដែលភ្ជាប់ទៅនឹងឧបករណ៍ដែលត្រូវសាក។ ដែនម៉ាញេទិកដែលផ្លាស់ប្តូរបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងឧបករណ៍ទទួល ដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីសាកថ្មរបស់ឧបករណ៍។
– កម្មវិធី៖ ការសាកថ្មឥតខ្សែត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចដូចជាស្មាតហ្វូន នាឡិកាឆ្លាតវៃ និងឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រចល័ត។

បាតុភូតពាក់ព័ន្ធ

១. ឥទ្ធិពលចរន្ត Eddy
– គោលការណ៍ធ្វើការ៖ ចរន្ត Eddy គឺជាចរន្តដែលបង្កឡើងនៅក្នុងឧបករណ៍ដឹកនាំដោយដែនម៉ាញេទិកដែលកំពុងផ្លាស់ប្តូរ។ ចរន្ត Eddy ទាំងនេះបង្កើតដែនម៉ាញេទិកដែលប្រឆាំងនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៃលំហូរម៉ាញេទិកដែលបណ្តាលឱ្យមានវា។
– ការប្រើប្រាស់៖ ចរន្ត Eddy ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងហ្វ្រាំងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ការរកឃើញលោហៈ និងការធ្វើតេស្តមិនបំផ្លាញ។

៣. ភាពធន់នឹងម៉ាញេទិក
– គោលការណ៍ធ្វើការ៖ ភាពធន់នឹងម៉ាញេទិក គឺជាការប្រែប្រួលនៃភាពធន់នឹងអគ្គិសនីនៃវត្ថុធាតុដែលបណ្តាលមកពីដែនម៉ាញេទិកខាងក្រៅ។ បាតុភូតនេះត្រូវបានប្រើក្នុងការផ្ទុកទិន្នន័យ និងបច្ចេកវិទ្យាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាម៉ាញេទិក។
– កម្មវិធី៖ ភាពធន់នឹងម៉ាញេទិកត្រូវបានប្រើនៅក្នុងដ្រាយថាសរឹង ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាល្បឿន និងប្រព័ន្ធចាប់សញ្ញាទីតាំង។

១. បែបផែន​សាល
– គោលការណ៍ធ្វើការ៖ ឥទ្ធិពល Hall គឺជាបាតុភូតមួយដែលដែនម៉ាញេទិកកាត់កែងទៅនឹងចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងឧបករណ៍បញ្ជូនចរន្តបង្កើតភាពខុសគ្នានៃវ៉ុលឆ្លងកាត់ឧបករណ៍បញ្ជូនចរន្ត។ វ៉ុលនេះត្រូវបានគេហៅថាវ៉ុល Hall។
– ការប្រើប្រាស់៖ ឥទ្ធិពល Hall ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Hall ដើម្បីវាស់ដែនម៉ាញេទិក ល្បឿន និងទីតាំង។

កម្មវិធីបច្ចេកវិទ្យាកម្រិតខ្ពស់

បច្ចេកវិទ្យាវេជ្ជសាស្ត្រ៖ MRI (ការថតរូបភាពអនុភាពម៉ាញេទិក)

MRI គឺជាបច្ចេកទេសថតរូបភាពវេជ្ជសាស្ត្រដែលប្រើដែនម៉ាញេទិក និងរលកវិទ្យុ ដើម្បីបង្កើតរូបភាពលម្អិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុងនៃរាងកាយមនុស្ស។

– របៀបដែលវាដំណើរការ៖ MRI ប្រើប្រាស់ដែនម៉ាញេទិកខ្លាំងមួយដើម្បីតម្រង់ទិសប្រូតុងនៅក្នុងរាងកាយ។ នៅពេលដែលដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានបើក និងបិទ ប្រូតុងទាំងនេះបញ្ចេញសញ្ញាដែលត្រូវបានចាប់យក និងដំណើរការទៅជារូបភាពដោយកុំព្យូទ័រ។
– ការប្រើប្រាស់៖ MRI ត្រូវបានប្រើដើម្បីធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យស្ថានភាពវេជ្ជសាស្ត្រជាច្រើនប្រភេទ រួមទាំងដុំសាច់ ជំងឺបេះដូង និងជំងឺសរសៃប្រសាទ។ គុណសម្បត្តិរបស់ MRI គឺសមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការផលិតរូបភាពលម្អិតខ្ពស់ដោយមិនចាំបាច់ប្រើវិទ្យុសកម្មអ៊ីយ៉ូដ។

ម៉ូទ័រអេឡិចត្រិច

ម៉ូទ័រអគ្គិសនីគឺជាកម្មវិធីទូទៅមួយនៃច្បាប់ហ្វារ៉ាដេយ ដែលដំណើរការលើគោលការណ៍នៃអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។

– គោលការណ៍ធ្វើការ៖ ម៉ូទ័រអគ្គិសនីដំណើរការដោយលំហូរចរន្តអគ្គិសនីឆ្លងកាត់ឧបករណ៍របុំដែលស្ថិតនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក ដោយហេតុនេះបង្កើតកម្លាំងដែលបណ្តាលឱ្យឧបករណ៍របុំបង្វិល។
– ការប្រើប្រាស់៖ ម៉ូទ័រអគ្គិសនីត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងឧបករណ៍ជាច្រើនប្រភេទ ចាប់ពីឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ក្នុងផ្ទះរហូតដល់ម៉ាស៊ីនឧស្សាហកម្មធំៗ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ច្បាប់​អាំងឌុចស្យុង​អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច​របស់​ហ្វារ៉ាដេយ គឺជាគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋានមួយនៅក្នុងរូបវិទ្យា ដែលពន្យល់ពីរបៀបដែលដែនម៉ាញ៉េទិចដែលកំពុងផ្លាស់ប្តូរអាចបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងឧបករណ៍បញ្ជូន។ ច្បាប់នេះត្រូវបានរកឃើញដោយលោក Michael Faraday ក្នុងឆ្នាំ 1831 ហើយបានក្លាយជាមូលដ្ឋាននៃបច្ចេកវិទ្យាទំនើបជាច្រើន រួមទាំងម៉ាស៊ីនភ្លើង ឧបករណ៍បំលែង និងបច្ចេកវិទ្យាឥតខ្សែ។ ការពិសោធន៍របស់លោក Faraday បានបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងដែនម៉ាញ៉េទិច និងចរន្តអគ្គិសនី ដែលក្រោយមកត្រូវបានពិពណ៌នាតាមគណិតវិទ្យាថាជាច្បាប់នៃអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។

ការអនុវត្តច្បាប់ហ្វារ៉ាដេយគឺទូលំទូលាយណាស់ ដែលលាតសន្ធឹងលើវិស័យដូចជា ការផលិតអគ្គិសនី ការចែកចាយ ការសាកថ្មឥតខ្សែ បច្ចេកវិទ្យាវេជ្ជសាស្ត្រ និងម៉ូទ័រអគ្គិសនី។ បាតុភូតពាក់ព័ន្ធដូចជា ឥទ្ធិពលចរន្តអេឌី ភាពធន់នឹងម៉ាញ៉េទិច និងឥទ្ធិពលហល បង្ហាញពីឥទ្ធិពលរីករាលដាលនៃអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យា។ នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យា និងការស្រាវជ្រាវរីកចម្រើន ការអនុវត្តច្បាប់ហ្វារ៉ាដេយនឹងបន្តពង្រីក ដោយបើកទ្វារទៅរកការច្នៃប្រឌិតដ៏ទំនើប និងមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុននាពេលអនាគត។