ກະແສໄຟຟ້າ ປະຈຸໄຟຟ້າ ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ແຮງແມ່ເຫຼັກ

ບົດຄວາມກ່ຽວກັບ ກະແສໄຟຟ້າ ປະຈຸໄຟຟ້າ ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ແຮງແມ່ເຫຼັກ

ໃນປີ 1819, ນັກວິທະຍາສາດຊາວເດນມາກຊື່ Hans Christian Oersted (1777-1851) ໄດ້ຄົ້ນພົບຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງແມ່ເຫຼັກ ແລະ ກະແສໄຟຟ້າ ຫຼື ປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ເຄື່ອນທີ່. ລາວໄດ້ພົບວ່າເມື່ອເຂັມເຂັມທິດຢູ່ໃກ້ກັບສາຍໄຟທີ່ມີໄຟຟ້າ, ເຂັມເຂັມທິດຈະຫັນໄປທາງຂ້າງ. ເມື່ອບໍ່ມີກະແສໄຟຟ້າ, ເຂັມເຂັມທິດຈະຊີ້ໄປທາງທິດເໜືອ.

ເຂັມທິດແມ່ນແມ່ເຫຼັກ, ສະນັ້ນມັນສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ດ້ວຍແຮງແມ່ເຫຼັກ. ແຮງແມ່ເຫຼັກ (F) ມາຈາກໃສ? ຢູ່ໃກ້ກັບເຂັມທິດ, ມີສາຍໄຟທີ່ນຳກະແສໄຟຟ້າ ດັ່ງນັ້ນແຮງແມ່ເຫຼັກຈຶ່ງຕ້ອງຖືກກະແສໄຟຟ້າກະຕຸ້ນ.

ເບິ່ງຮູບຂ້າງໆ. ທິດທາງຂອງກະແສໄຟຟ້າ ແລະ ທິດທາງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກສາມາດພົບໄດ້ໂດຍໃຊ້ກົດມືຂວາ. ຖ້າກະແສໄຟຟ້າ (I) ເຄື່ອນທີ່ຂຶ້ນ, ທິດທາງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ (B) ຈະເປັນດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ເບື້ອງຊ້າຍ. ຖ້າທິດທາງຂອງກະແສໄຟຟ້າລົງ, ທິດທາງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກຈະເປັນດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ເບື້ອງຂວາ.

ສະໜາມແມ່ເຫຼັກສົ່ງແຮງໃສ່ສາຍໄຟຟ້າທີ່ນຳກະແສໄຟຟ້າໄປນຳ

ກ່ອນໜ້ານີ້, ມີການອະທິບາຍວ່າກະແສໄຟຟ້າສາມາດອອກແຮງໃສ່ເຂັມທິດແມ່ເຫຼັກໄດ້. ແມ່ເຫຼັກຍັງສາມາດອອກແຮງໃສ່ກະແສໄຟຟ້າໄດ້ບໍ?

ສົມມຸດວ່າມີສາຍໄຟທີ່ນຳກະແສໄຟຟ້າໄປວາງໄວ້ລະຫວ່າງຂົ້ວເໜືອ ແລະ ຂົ້ວໃຕ້ຂອງແມ່ເຫຼັກ. ທິດທາງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກແມ່ນຊີ້ບອກດ້ວຍລູກສອນຈາກຂົ້ວເໜືອໄປຫາຂົ້ວໃຕ້. ຖ້າທິດທາງຂອງກະແສໄຟຟ້າ (I) ແມ່ນຊີ້ບອກດ້ວຍລູກສອນສີແດງ, ແລ້ວແຮງແມ່ເຫຼັກ (F) ຈະປາກົດຂຶ້ນ ເຊິ່ງທິດທາງແມ່ນສະແດງດ້ວຍລູກສອນສີຟ້າ.

ທິດທາງຂອງແຮງແມ່ເຫຼັກ F ແມ່ນຕັ້ງສາກກັບທິດທາງຂອງກະແສໄຟຟ້າ I ແລະຕັ້ງສາກກັບທິດທາງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ B.

ທິດທາງຂອງກະແສໄຟຟ້າ, ທິດທາງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ແລະ ທິດທາງຂອງແຮງແມ່ເຫຼັກສາມາດກຳນົດໄດ້ໂດຍໃຊ້ກົດມືຂວາ.

ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງແຮງແມ່ເຫຼັກ, ກະແສໄຟຟ້າ ແລະ ສະໜາມແມ່ເຫຼັກສະແດງອອກໂດຍສົມຜົນຕໍ່ໄປນີ້.

F = BI l sin θ

F ເປັນສັນຍາລັກຂອງແຮງແມ່ເຫຼັກ, B ເປັນສັນຍາລັກຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ, I ເປັນສັນຍາລັກຂອງກະແສໄຟຟ້າ, l ເປັນສັນຍາລັກຂອງຄວາມຍາວຂອງສາຍໄຟທີ່ຢູ່ໃນສະໜາມແມ່ເຫຼັກ.

θ ແມ່ນມຸມລະຫວ່າງທິດທາງຂອງກະແສໄຟຟ້າ ແລະ ທິດທາງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ. ຖ້າກະແສໄຟຟ້າຕັ້ງສາກກັບສະໜາມແມ່ເຫຼັກ (90o) ແລ້ວຄ່າຂອງ sin 90 = 1. ສູດຈະປ່ຽນເປັນ F = BI l, ໃນທາງກັບກັນ ຖ້າກະແສໄຟຟ້າຂະໜານກັບສະໜາມແມ່ເຫຼັກ (0o) ແລ້ວຄ່າຂອງ sin 0 = 0 ເພື່ອໃຫ້ແຮງແມ່ເຫຼັກເທົ່າກັບ 0.

ເພື່ອຄິດໄລ່ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ, ສູດຂ້າງເທິງນີ້ຖືກປ່ຽນເປັນ: B = F / Il.

ຫົວໜ່ວຍສາກົນສຳລັບແຮງແມ່ເຫຼັກແມ່ນ Newton (ຫຍໍ້ວ່າ N), ຫົວໜ່ວຍສາກົນສຳລັບສະໜາມແມ່ເຫຼັກແມ່ນ Tesla (ຫຍໍ້ວ່າ T). Tesla ແມ່ນຕັ້ງຊື່ຕາມນັກປະດິດ ແລະ ນັກຟີຊິກສາດຊາວເຊີເບຍ-ອາເມລິກາ, Nikola Tesla (1856-1943). ອີງຕາມສູດສະໜາມແມ່ເຫຼັກຂ້າງເທິງ, ສະໜາມແມ່ເຫຼັກຍັງສາມາດສະແດງເປັນຫົວໜ່ວຍຂອງ Newtons ຕໍ່ Ampere Meter (N/A m). ນອກຈາກ Tesla ແລ້ວ, ສະໜາມແມ່ເຫຼັກຍັງສະແດງເປັນຫົວໜ່ວຍຂອງ Gauss (G). Gauss ມາຈາກຊື່ຂອງນັກຄະນິດສາດ, ນັກດາລາສາດ ແລະ ນັກຟີຊິກສາດຊາວເຢຍລະມັນ, Johann Carl Friedrich Gauss (1777-1855). 1G = 10-4T

ແຮງແມ່ເຫຼັກທີ່ເຄື່ອນທີ່ໃນປະຈຸໄຟຟ້າໃນສະໜາມແມ່ເຫຼັກ

ສະໜາມແມ່ເຫຼັກສາມາດອອກແຮງແມ່ເຫຼັກໃສ່ສາຍໄຟທີ່ມີກະແສໄຟຟ້ານຳ. ກະແສໄຟຟ້າແມ່ນປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ກຳລັງເຄື່ອນທີ່, ສະນັ້ນສະໜາມແມ່ເຫຼັກຍັງສາມາດອອກແຮງແມ່ເຫຼັກໃສ່ປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ເຄື່ອນທີ່ໄດ້ຢ່າງອິດສະຫຼະ, ບໍ່ພຽງແຕ່ໃສ່ສາຍໄຟນຳໄຟຟ້າເທົ່ານັ້ນ.

ສູດສຳລັບຄິດໄລ່ແຮງແມ່ເຫຼັກຂອງປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ເຄື່ອນທີ່ໃນສະໜາມແມ່ເຫຼັກແມ່ນມາຈາກສູດແຮງແມ່ເຫຼັກກ່ອນໜ້ານີ້ F = BI l sin θ. ເນື່ອງຈາກ I = q/t ແລະ l = vt, ສູດແຮງແມ່ເຫຼັກຈະປ່ຽນເປັນ,

ຄຳອະທິບາຍສູດ: F = ແຮງແມ່ເຫຼັກ, B = ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ, q = ປະຈຸໄຟຟ້າ, v = ຄວາມໄວຂອງການເຄື່ອນທີ່ຂອງປະຈຸ, θ = ມຸມລະຫວ່າງ v ແລະ B

ຖ້າ v ຕັ້ງສາກກັບ B ແລ້ວ θ = 90 ^o , ບ່ອນທີ່ sin 90 ^o = 1. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າ v ຂະໜານກັບ B ແລ້ວ θ = 0 ^o , ບ່ອນທີ່ sin 0 ^o = 0. ດັ່ງນັ້ນ, ແຮງແມ່ເຫຼັກຈະສູງສຸດເມື່ອ v ຕັ້ງສາກກັບ B ແລະ ແຮງແມ່ເຫຼັກຈະສູນເມື່ອ v ຂະໜານກັບ B.

ທິດທາງຂອງແຮງແມ່ເຫຼັກ F ແມ່ນຕັ້ງສາກກັບສະໜາມແມ່ເຫຼັກ B ແລະຕັ້ງສາກກັບຄວາມໄວຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ v.