ដែនម៉ាញេទិកជុំវិញចរន្តអគ្គិសនី
Pengantar
ដែនម៉ាញេទិក គឺជាបាតុភូតធម្មជាតិមួយដែលកើតឡើងជុំវិញចរន្តអគ្គិសនី។ នៅពេលដែលចរន្តអគ្គិសនីហូរកាត់ខ្សែចរន្តអគ្គិសនី ដែនម៉ាញេទិកមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងជុំវិញវា។ បាតុភូតនេះត្រូវបានសង្កេតឃើញជាលើកដំបូងដោយលោក Hans Christian Ørsted ក្នុងឆ្នាំ 1820។ លោក Ørsted បានរកឃើញថា ម្ជុលត្រីវិស័យមួយបានបង្វែរទិសដៅនៅពេលដាក់នៅជិតខ្សែដែលមានចរន្ត ដែលបង្ហាញពីវត្តមាននៃដែនម៉ាញេទិកជុំវិញខ្សែ។ ការរកឃើញនេះបានបើកផ្លូវសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក ដែលជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃបច្ចេកវិទ្យាទំនើបជាច្រើន។
ទ្រឹស្តីមូលដ្ឋាន
ដែនម៉ាញេទិកដែលបង្កើតឡើងដោយចរន្តអគ្គិសនីអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយច្បាប់ Biot-Savart និងច្បាប់ Ampère។ ច្បាប់ Biot-Savart ចែងថាដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយធាតុតូចមួយនៃចរន្តអគ្គិសនី។ តាមគណិតវិទ្យា ច្បាប់នេះត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោម៖
\[ \mathbf{dB} = \frac{\mu_0}{4\pi} \frac{I \mathbf{dl} \times \mathbf{\hat{r}}}{r^2} \]
កន្លែងណា៖
– \(\mathbf{dB}\) គឺជាដែនម៉ាញេទិកដែលផលិតដោយធាតុចរន្តអគ្គិសនី \(\mathbf{dl}\),
– \(\mu_0\) គឺជាភាពជ្រាបចូលនៃសុញ្ញកាស
–\(I\) គឺជាចរន្តអគ្គិសនី
– \(\mathbf{\hat{r}}\) គឺជាវ៉ិចទ័រឯកតាដែលចង្អុលពីធាតុបច្ចុប្បន្នទៅចំណុចសង្កេត។
–\(r\) គឺជាចម្ងាយរវាងធាតុចរន្ត និងចំណុចសង្កេត។
ម្យ៉ាងវិញទៀត ច្បាប់អំពែរចែងថា ដែនម៉ាញេទិកដែលចរាចរជុំវិញរង្វិលជុំបិទជិតគឺសមាមាត្រទៅនឹងចរន្តអគ្គិសនីដែលហូរកាត់រង្វិលជុំនោះ។ តាមគណិតវិទ្យា ច្បាប់នេះត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោម៖
\[ \oint \mathbf{B} \cdot d\mathbf{l} = \mu_0 I_{\text{encl}} \]
កន្លែងណា៖
– \(\mathbf{B}\) គឺជាដែនម៉ាញេទិក
- \(d\mathbf{l}\) គឺជាធាតុផ្លូវ,
– \(I_{\text{encl}}\) គឺជាចរន្តអគ្គិសនីដែលរុំព័ទ្ធដោយផ្លូវបិទជិត។
ដែនម៉ាញេទិកជុំវិញខ្សែត្រង់
ចំពោះខ្សែត្រង់មួយដែលផ្ទុកចរន្តអគ្គិសនី ដែនម៉ាញេទិកលទ្ធផលអាចត្រូវបានគណនាដោយប្រើច្បាប់ Biot-Savart។ នៅចម្ងាយ \(r\) ពីខ្សែ ដែនម៉ាញេទិក \(B\) មានទំហំនៃ៖
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} \]
ដែនម៉ាញេទិកនេះមានរាងជារង្វង់ជុំវិញខ្សែដែលមានទិសដៅកំណត់ដោយច្បាប់ដៃស្តាំ៖ ប្រសិនបើមេដៃស្តាំចង្អុលទៅទិសដៅនៃចរន្តអគ្គិសនី នោះម្រាមដៃដែលគូសរង្វង់បង្ហាញពីទិសដៅនៃដែនម៉ាញេទិក។
ដែនម៉ាញេទិកជុំវិញសូលេណូអ៊ីត
សូលេណូអ៊ីត គឺជាខ្សែរបុំវែងមួយដែលមានរង្វង់ច្រើន។ នៅពេលដែលចរន្តអគ្គិសនីហូរកាត់សូលេណូអ៊ីត ដែនម៉ាញេទិកខ្លាំង និងឯកសណ្ឋានមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅខាងក្នុងសូលេណូអ៊ីត។ ដែនម៉ាញេទិកនៅខាងក្រៅសូលេណូអ៊ីតគឺខ្សោយណាស់ ហើយអាចចាត់ទុកថាមិនសំខាន់។ ទំហំនៃដែនម៉ាញេទិកនៅខាងក្នុងសូលេណូអ៊ីតដ៏ល្អមួយអាចត្រូវបានគណនាដោយប្រើ៖
\[ B = \mu_0 n I \]
កន្លែងណា៖
– \(n\) គឺជាចំនួនជុំក្នុងមួយឯកតាប្រវែងនៃសូលេណូអ៊ីត
–\(I\) គឺជាចរន្តអគ្គិសនីដែលហូរកាត់សូលេណូអ៊ីត។
ការអនុវត្តដែនម៉ាញេទិកពីចរន្តអគ្គិសនី
១. ម៉ូទ័រអគ្គិសនី និងម៉ាស៊ីនភ្លើង
ម៉ូទ័រអគ្គិសនីដំណើរការលើគោលការណ៍ដែលថាចរន្តអគ្គិសនីដែលហូរកាត់ដែនម៉ាញេទិកបង្កើតកម្លាំង។ ផ្ទុយទៅវិញ ម៉ាស៊ីនភ្លើងដំណើរការដោយការបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីនៅពេលដែលចំហាយមួយផ្លាស់ទីកាត់ដែនម៉ាញេទិក។ ឧបករណ៍ទាំងពីរប្រើប្រាស់ដែនម៉ាញេទិកដែលបង្កើតឡើងដោយចរន្តអគ្គិសនីដើម្បីបំប្លែងថាមពលអគ្គិសនីទៅជាថាមពលមេកានិច ឬច្រាសមកវិញ។
2. Transformator
ឧបករណ៍បំលែងអគ្គិសនីត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើន ឬបន្ថយវ៉ុលនៅក្នុងប្រព័ន្ធចែកចាយអគ្គិសនី។ ឧបករណ៍បំលែងអគ្គិសនីដំណើរការលើគោលការណ៍នៃអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ដែលដែនម៉ាញ៉េទិចដែលផ្លាស់ប្តូរដែលបង្កើតឡើងដោយចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងរបុំបឋមបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងរបុំទីពីរ។
៣. អាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច
បាតុភូតនៃអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចត្រូវបានរកឃើញដោយលោក Michael Faraday ដែលបានបញ្ជាក់ថា ដែនម៉ាញ៉េទិចដែលផ្លាស់ប្តូរអាចបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងឧបករណ៍ដឹកនាំ។ គោលការណ៍នេះត្រូវបានប្រើនៅក្នុងកម្មវិធីផ្សេងៗដូចជា ឧបករណ៍រាវរកលោហៈ មីក្រូហ្វូន និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផ្សេងៗ។
ការស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍កម្រិតខ្ពស់
ការស្រាវជ្រាវលើដែនម៉ាញេទិក និងចរន្តអគ្គិសនីបន្តអភិវឌ្ឍរួមជាមួយនឹងវឌ្ឍនភាពបច្ចេកវិទ្យា។ វិស័យស្រាវជ្រាវគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយចំនួនរួមមាន៖
១. ឧបករណ៍បញ្ជាចរន្តអគ្គិសនីខ្លាំងជាង
ឧបករណ៍បញ្ជាចរន្តអគ្គិសនីគឺជាវត្ថុធាតុដើមដែលអាចធ្វើចរន្តអគ្គិសនីដោយមិនមានភាពធន់នៅសីតុណ្ហភាពទាបខ្លាំង។ ដែនម៉ាញេទិកជុំវិញឧបករណ៍បញ្ជាចរន្តអគ្គិសនីបង្ហាញលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសៗ ដូចជាឥទ្ធិពល Meissner ដែលដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានយកចេញពីវត្ថុធាតុបញ្ជាចរន្តអគ្គិសនី។ ការស្រាវជ្រាវក្នុងវិស័យនេះមានគោលបំណងអភិវឌ្ឍឧបករណ៍បញ្ជាចរន្តអគ្គិសនីសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដែលអាចដំណើរការបានក្នុងសីតុណ្ហភាពជាក់ស្តែងជាងមុន។
2. សារធាតុរាវម៉ាញ៉េតូរីយ៉ូឡូស៊ី និងអេឡិចត្រូរ៉ូឡូស៊ី
សារធាតុរាវម៉ាញ៉េតូអេឡូជី (MR) និងអេឡិចត្រូរ៉េអូឡូជី (ER) គឺជាសារធាតុរាវដែលភាពស្អិតរបស់វាអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដោយការអនុវត្តដែនម៉ាញ៉េទិច ឬអគ្គិសនី។ សារធាតុរាវទាំងនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងកម្មវិធីផ្សេងៗដូចជាការបន្ថយរំញ័រ និងការភ្ជាប់ឆ្លាតវៃ។ ការស្រាវជ្រាវកំពុងបន្តដើម្បីកែលម្អដំណើរការ និងស្ថេរភាពនៃសារធាតុរាវទាំងនេះ។
៣. សម្ភារៈ Ferromagnetic និងបច្ចេកវិទ្យាណាណូ
សម្ភារៈហ្វេរ៉ូម៉ាញ៉េទិចមានម៉ាញ៉េទិចខ្លាំង ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងឧបករណ៍ជាច្រើនប្រភេទដូចជាអង្គចងចាំម៉ាញ៉េទិច និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ ជាមួយនឹងការរីកចម្រើននៃបច្ចេកវិទ្យាណាណូ សម្ភារៈហ្វេរ៉ូម៉ាញ៉េទិចអាចត្រូវបានរចនាឡើងក្នុងមាត្រដ្ឋានណាណូម៉ែត្រ ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងប្រសិទ្ធភាពរបស់វានៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិច។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ដែនម៉ាញេទិកជុំវិញចរន្តអគ្គិសនី គឺជាបាតុភូតជាមូលដ្ឋានមួយនៅក្នុងរូបវិទ្យា ដែលមានការអនុវត្តជាក់ស្តែងជាច្រើននៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ និងបច្ចេកវិទ្យាទំនើប។ ការយល់ដឹងអំពីដែនម៉ាញេទិកទាំងនេះអនុញ្ញាតឱ្យយើងអភិវឌ្ឍឧបករណ៍ដូចជា ម៉ូទ័រអគ្គិសនី ម៉ាស៊ីនភ្លើង និងឧបករណ៍បំលែង ដែលមានសារៈសំខាន់នៅក្នុងប្រព័ន្ធចែកចាយអគ្គិសនី និងអេឡិចត្រូនិច។ ការស្រាវជ្រាវក្នុងវិស័យនេះបន្តរីកចម្រើន ដោយបើកឱកាសថ្មីៗក្នុងបច្ចេកវិទ្យា superconducting សារធាតុរាវឆ្លាតវៃ និងសម្ភារៈ ferromagnetic។ ដោយមានការយល់ដឹងកាន់តែស៊ីជម្រៅអំពីដែនម៉ាញេទិក និងចរន្តអគ្គិសនី យើងអាចបន្តអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាដែលមានប្រសិទ្ធភាព និងច្នៃប្រឌិតជាងមុនសម្រាប់អនាគត។
