ដែនម៉ាញេទិក៖ បាតុភូត និងការអនុវត្តរបស់វានៅក្នុងពិភពសម័យទំនើប
ដែនម៉ាញេទិកគឺជាបាតុភូតធម្មជាតិដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុតមួយ ហើយដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងទិដ្ឋភាពជាច្រើននៃជីវិតរបស់យើង ចាប់ពីការរុករកសាមញ្ញដោយប្រើត្រីវិស័យ រហូតដល់កម្មវិធីទំនើបៗក្នុងបច្ចេកវិទ្យាទំនើបដូចជាវេជ្ជសាស្ត្រ និងទូរគមនាគមន៍។ នៅក្នុងអត្ថបទនេះ យើងនឹងស្វែងយល់ពីអ្វីទៅជាដែនម៉ាញេទិក របៀបដែលវាដំណើរការ និងកម្មវិធីផ្សេងៗរបស់វានៅក្នុងពិភពសម័យទំនើប។
តើដែនម៉ាញេទិកជាអ្វី?
និយាយឱ្យសាមញ្ញទៅ ដែនម៉ាញេទិកគឺជាលំហជុំវិញមេដែក ដែលអ្នកអាចមានអារម្មណ៍ពីកម្លាំងម៉ាញេទិក។ មេដែកខ្លួនឯងគឺជាវត្ថុមួយដែលអាចទាក់ទាញ ឬរុញច្រានវត្ថុផ្សេងទៀតដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិម៉ាញេទិក។ នៅពេលដែលមេដែកត្រូវបានដាក់ក្នុងដែនម៉ាញេទិក វាបង្ហាញកម្លាំងមួយហៅថាកម្លាំងម៉ាញេទិក។ ដែនម៉ាញេទិកជារឿយៗត្រូវបានពិពណ៌នាដោយខ្សែកម្លាំងម៉ាញេទិកដែលចេញពីប៉ូលខាងជើង ហើយចូលទៅក្នុងប៉ូលខាងត្បូងនៃមេដែក។
ដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានពិពណ៌នាជាបរិមាណដោយប្រើវ៉ិចទ័រដែនម៉ាញេទិក ដែលមានសមាសធាតុសំខាន់ពីរគឺ អាំងតង់ស៊ីតេដែនម៉ាញេទិក (H) និងអាំងឌុចស្យុងម៉ាញេទិក (B)។ សមីការម៉ាក់ស្វែលគឺជាសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែលដែលពិពណ៌នាអំពីទំនាក់ទំនងរវាងដែនអគ្គិសនី និងដែនម៉ាញេទិក និងរបៀបដែលវាប្រែប្រួលក្នុងលំហ និងពេលវេលា។
ប្រភពដែនម៉ាញេទិក
១. មេដែកអចិន្ត្រៃយ៍៖ មេដែកអចិន្ត្រៃយ៍គឺជាវត្ថុដែលបង្កើតដែនម៉ាញេទិកដោយមិនតម្រូវឱ្យមានសម្ភារៈ ឬកម្លាំងខាងក្រៅណាមួយឡើយ។ មេដែកទាំងនេះត្រូវបានផលិតចេញពីវត្ថុធាតុដើមដូចជាជាតិដែក កូបាល់ នីកែល ឬយ៉ាន់ស្ព័រលោហៈមួយចំនួន។ ឧទាហរណ៍ទូទៅរួមមានមេដែកដែលប្រើក្នុងទូទឹកកក និងត្រីវិស័យ។
២. អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច៖ អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចគឺជាមេដែកដែលផលិតដោយចរន្តអគ្គិសនី។ នៅពេលដែលចរន្តអគ្គិសនីហូរកាត់ខ្សែ វាបង្កើតដែនម៉ាញ៉េទិចជុំវិញខ្សែ។ អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចអាចគ្រប់គ្រងបាន ពីព្រោះដែនម៉ាញ៉េទិចរបស់វាអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដោយការកែតម្រូវចរន្តអគ្គិសនីដែលឆ្លងកាត់វា ដែលធ្វើឱ្យវាមានប្រយោជន៍ខ្លាំងនៅក្នុងកម្មវិធីឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ។
៣. ដែនម៉ាញេទិករបស់ផែនដី៖ ផែនដីរបស់យើងផ្ទាល់គឺជាមេដែកដ៏ធំមួយ។ ស្នូលរបស់ផែនដី ដែលផ្សំឡើងពីជាតិដែករាវ និងនីកែលដែលធ្វើចលនា បង្កើតដែនម៉ាញេទិកមួយ ដែលគេស្គាល់ថាជាដែនម៉ាញេទិករបស់ផែនដី។ ដែននេះគឺចាំបាច់សម្រាប់ការធ្វើនាវាចរណ៍ និងការពារយើងពីភាគល្អិតដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់ ដែលមកពីព្រះអាទិត្យ និងលំហអាកាស។
កម្មវិធីដែនម៉ាញេទិក
១. ការរុករក
ជាងពីរពាន់ឆ្នាំមុន នាវិកចិនបានប្រើត្រីវិស័យម៉ាញេទិកសម្រាប់ការធ្វើនាវាចរណ៍។ ត្រីវិស័យដំណើរការលើគោលការណ៍ដែលម្ជុលម៉ាញេទិកតែងតែចង្អុលទៅប៉ូលខាងជើង និងខាងត្បូងរបស់ផែនដី។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យនាវិក និងអ្នកតាំងលំនៅកំណត់ទិសដៅរបស់ពួកគេនៅលើសមុទ្របើកចំហ ដែលមិនមានទីតាំងភូមិសាស្ត្រច្បាស់លាស់។
២. ការផ្ទុកទិន្នន័យ
បច្ចេកវិទ្យាផ្ទុកទិន្នន័យបានរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័ស ហើយដែនម៉ាញេទិកគឺជាមូលដ្ឋាននៃបច្ចេកវិទ្យាផ្ទុកទិន្នន័យជាច្រើនទាំងនេះ ដូចជាដ្រាយវ៍ថាសរឹង (HDD)។ នៅក្នុង HDD ទិន្នន័យត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងទម្រង់ជាដែនម៉ាញេទិកនៅលើចានដែក។ ប៊ីតទិន្នន័យនីមួយៗត្រូវបានតំណាងដោយទិសដៅដែនម៉ាញេទិកនៃភាគល្អិតនៅលើផ្ទៃថាស។
២. វេជ្ជសាស្ត្រ
នៅក្នុងពិភពវេជ្ជសាស្ត្រ ដែនម៉ាញេទិកដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់។ ការថតរូបភាពវិនិច្ឆ័យដោយប្រើការថតរូបភាពអនុភាពម៉ាញេទិក (MRI) គឺជាបច្ចេកវិទ្យាមួយដែលប្រើប្រាស់ដែនម៉ាញេទិក។ MRI ប្រើប្រាស់ដែនម៉ាញេទិកខ្លាំង និងរលកវិទ្យុ ដើម្បីបង្កើតរូបភាពលម្អិតនៃសរីរាង្គ និងជាលិកានៅក្នុងខ្លួន ដែលជួយវេជ្ជបណ្ឌិតធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យ និងរៀបចំផែនការព្យាបាលបានកាន់តែត្រឹមត្រូវ។
៥. ឧស្សាហកម្ម និងផលិតកម្ម
ដែនម៉ាញេទិកក៏ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្ម និងផលិតកម្មផងដែរ។ ឧទាហរណ៍ នៅក្នុងដំណើរការផ្សារ ដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានប្រើដើម្បីណែនាំលំហូរនៃលោហៈរលាយ។ នៅក្នុងដំណើរការដែក ដែនម៉ាញេទិកអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបំបែកសារធាតុ ferromagnetic ពីវត្ថុធាតុមិនមែន ferromagnetic ឬដើម្បីកំដៅលោហៈដោយប្រើអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក។
៥. ទូរគមនាគមន៍ និងអេឡិចត្រូនិក
ដែនម៉ាញេទិកត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងឧបករណ៍ទូរគមនាគមន៍ និងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិច ដូចជាមីក្រូឈីបជាដើម។ ឧទាហរណ៍ ឧបករណ៍បំលែងដែលប្រើក្នុងការចែកចាយថាមពលដំណើរការលើគោលការណ៍នៃអាំងឌុចស្យុងម៉ាញេទិក។ ឧបករណ៍បំពងសម្លេង និងមីក្រូហ្វូនក៏ប្រើដែនម៉ាញេទិកដើម្បីបំលែងសញ្ញាអគ្គិសនីទៅជាសំឡេង និងច្រាសមកវិញផងដែរ។
៦. រថភ្លើងម៉ាញ៉េទិច
បច្ចេកវិទ្យាដឹកជញ្ជូនទំនើបៗដូចជារថភ្លើងម៉ាញ៉េទិច (maglev) ក៏ប្រើប្រាស់ដែនម៉ាញ៉េទិចផងដែរ។ នៅក្នុងរថភ្លើងម៉ាញ៉េទិច ដែនម៉ាញ៉េទិចត្រូវបានប្រើដើម្បីលើករថភ្លើងឱ្យខ្ពស់ជាងផ្លូវដែក ហើយរុញវាទៅមុខ។ នេះនាំឱ្យមានការធ្វើដំណើររលូន និងលឿនខ្លាំង ពីព្រោះរថភ្លើងមិនមានទំនាក់ទំនងដោយផ្ទាល់ជាមួយផ្លូវដែក ដែលកាត់បន្ថយការកកិត និងការពាក់។
របៀបដែលដែនម៉ាញេទិកដំណើរការ
ច្បាប់របស់ Biot-Savart និង Ampère
ច្បាប់ប៊ីយ៉ូត-សាវ៉ាត និងអំពែរ គឺជាច្បាប់ជាមូលដ្ឋានដែលប្រើដើម្បីគណនាដែនម៉ាញេទិកដែលបង្កើតឡើងដោយចរន្តអគ្គិសនី។ ច្បាប់ប៊ីយ៉ូត-សាវ៉ាត ចែងថាដែនម៉ាញេទិកនៅចំណុចមួយដែលបង្កើតឡើងដោយធាតុចរន្តតូចបំផុត គឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងចរន្ត និងប្រវែងនៃធាតុចរន្ត ហើយសមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងការ៉េនៃចម្ងាយពីធាតុ។
ច្បាប់របស់ហ្វារ៉ាដេយ
ច្បាប់អាំងឌុចស្យុងម៉ាញេទិករបស់ហ្វារ៉ាដេយ ពន្យល់ពីរបៀបដែលដែនម៉ាញេទិកដែលកំពុងផ្លាស់ប្តូរអាចបង្កើតចរន្តអគ្គិសនី។ នេះជាគោលការណ៍មូលដ្ឋាននៅពីក្រោយម៉ាស៊ីនភ្លើង និងឧបករណ៍បំលែងអគ្គិសនីជាច្រើន។ នៅពេលដែលដែនម៉ាញេទិកជុំវិញឧបករណ៍ដឹកនាំផ្លាស់ប្តូរ ឧបករណ៍ដឹកនាំនឹងបង្កើតចរន្តអគ្គិសនីអវិជ្ជមានក្នុងរង្វិលជុំបិទជិត។
ច្បាប់របស់ Lenz
ច្បាប់លេនស៍ គឺជាគោលការណ៍មួយដែលបំពេញបន្ថែមច្បាប់ហ្វារ៉ាដេយ។ ច្បាប់នេះចែងថា ទិសដៅនៃចរន្តដែលបង្កើតដោយដែនម៉ាញេទិកដែលកំពុងផ្លាស់ប្តូរ គឺតែងតែជារបៀបដែលដែនម៉ាញេទិកដែលបង្កើតដោយចរន្តដែលបង្កើតនេះ ប្រឆាំងនឹងការផ្លាស់ប្តូរដំបូងនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក។
គោលការណ៍នៃអាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច
អាំងឌុចស្យុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច គឺជាបាតុភូតមួយដែលដែនម៉ាញ៉េទិចដែលកំពុងផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងឧបករណ៍ដឹកនាំមួយបង្កើតកម្លាំងអេឡិចត្រូម៉ូទ័រ (EMF)។ បាតុភូតនេះគឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ប្រតិបត្តិការនៃឧបករណ៍បំលែង ម៉ូទ័រអគ្គិសនី និងម៉ាស៊ីនភ្លើង។ គោលការណ៍នេះក៏ត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចជាច្រើនដែលយើងប្រើប្រាស់ជារៀងរាល់ថ្ងៃផងដែរ។
ការសិក្សាករណី៖ ការប្រើប្រាស់ដែនម៉ាញេទិកក្នុងបច្ចេកវិទ្យាទំនើប
MRI នៅក្នុងពិភពវេជ្ជសាស្ត្រ
ការថត MRI ប្រើប្រាស់ដែនម៉ាញេទិកខ្លាំងមួយ ដើម្បីបង្កើតដែនម៉ាញេទិកឯកសណ្ឋានជុំវិញរាងកាយរបស់អ្នកជំងឺ។ បន្ទាប់មក រលកវិទ្យុត្រូវបានប្រើដើម្បីរំខានដល់ដែនម៉ាញេទិកនេះ ដែលបណ្តាលឱ្យប្រូតុងនៅក្នុងរាងកាយរបស់អ្នកជំងឺស្រូបយកថាមពល និងផ្លាស់ប្តូរទិសដៅ។ នៅពេលដែលរលកវិទ្យុឈប់ ប្រូតុងនឹងត្រឡប់ទៅទីតាំងដើមរបស់វាវិញ ហើយបញ្ចេញថាមពលដែលស្រូបយកក្នុងទម្រង់ជាសញ្ញា ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានដំណើរការទៅជារូបភាព។
រថភ្លើង Maglev នៅប្រទេសជប៉ុន
រថភ្លើងម៉ាញ៉េទិចគឺជាបច្ចេកវិទ្យាដឹកជញ្ជូនទំនើបបំផុតមួយ ដោយប្រើប្រាស់ដែនម៉ាញ៉េទិចដើម្បីលើក និងរុញរថភ្លើងដោយមិនចាំបាច់ប៉ះផ្ទាល់ជាមួយផ្លូវដែក។ ប្រព័ន្ធនេះកាត់បន្ថយការកកិត និងអនុញ្ញាតឱ្យរថភ្លើងឈានដល់ល្បឿនរហូតដល់ 600 គីឡូម៉ែត្រក្នុងមួយម៉ោង។ ដែនម៉ាញ៉េទិចដែលប្រើក្នុងរថភ្លើងម៉ាញ៉េទិចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចធំៗដែលដាក់នៅក្នុងផ្លូវដែក និងរថភ្លើងខ្លួនឯង។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ដែនម៉ាញេទិកគឺជាគោលគំនិតជាមូលដ្ឋានមួយនៅក្នុងរូបវិទ្យា និងវិស្វកម្ម ដែលមានកម្មវិធីរីករាលដាលពាសពេញវិស័យជាច្រើន។ ចាប់ពីការរុករកបុរាណជាមួយត្រីវិស័យ រហូតដល់បច្ចេកវិទ្យាទំនើបដូចជា MRI និងរថភ្លើង Maglev ដែនម៉ាញេទិកនៅតែបន្តដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យា និងជីវិតមនុស្ស។ ជាមួយនឹងការយល់ដឹងកាន់តែស៊ីជម្រៅ និងការស្រាវជ្រាវបន្ថែម ដែនម៉ាញេទិកអាចដោះសោរនូវភាពច្នៃប្រឌិតជាច្រើនទៀតដែលនឹងផ្លាស់ប្តូររបៀបដែលយើងរស់នៅ និងធ្វើអន្តរកម្មជាមួយពិភពលោក។
