กฎของแอมแปร์

กฎของแอมแปร์

นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส อองเดร มารี อัมแปร์ (ค.ศ. 1775–1836) เสนอความสัมพันธ์ทั่วไประหว่างกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำใดๆ กับสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบๆ ตัวนำนั้น นี่คือกฎของอัมแปร์ สมการด้านล่างนี้แสดงถึงกฎของอัมแปร์

—–> กฎของแอมแปร์

ผลรวมของส่วนประกอบ (Σ) ของสนามแม่เหล็ก (B) ที่ขนานกับความยาวหนึ่งหน่วยของตัวนำ คูณด้วยความยาวหนึ่งหน่วยของตัวนำ (∆l) จะเท่ากับผลคูณของ µ _o (µ _o = 4π x 10 ^-7 Tm/A) และกระแสไฟฟ้า (I)

ตัวนำทรงกลมสร้าง Mแม่เหล็กบ้า

ถ้าตัวนำเป็นรูปวงกลม ผลรวมของหน่วยความยาวของตัวนำจะเป็นเส้นรอบวงของวงกลม ดังนั้นสูตรกฎของแอมแปร์ข้างต้นจึงเปลี่ยนไปเป็น:

—–> สูตรกฎของแอมแปร์สำหรับตัวนำทรงกลม

คำอธิบายสูตร:

B = สนามแม่เหล็ก (เทสลา)

µo ₌ค่าคงที่แม่เหล็กหรือสภาพซึมผ่านของสุญญากาศ (4π x 10⁻⁷ ^T m/A)

I = กระแสไฟฟ้า (แอมแปร์)

r = รัศมีของวงกลม (เมตร)

โซลินอยด์ทำให้เกิดปัญหา สนามแม่เหล็ก

โซลินอยด์คือขดลวดเส้นยาวที่มีหลายวง ดังแสดงในภาพด้านล่าง

I = กระแสไฟฟ้า, B = สนามแม่เหล็ก

ลูกศรแสดงทิศทางของกระแสไฟฟ้าและทิศทางของสนามแม่เหล็ก

สูตรสำหรับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากโซลินอยด์คือ:

—–> สูตรกฎของแอมแปร์สำหรับตัวนำรูปทรงโซลินอยด์

คำอธิบายสูตร:

B = สนามแม่เหล็ก (เทสลา)

µo ₌ค่าคงที่แม่เหล็กหรือสภาพซึมผ่านของสุญญากาศ (4π x 10⁻⁷ ^T m/A)

n = n/L = จำนวนห่วง (n) ต่อหน่วยความยาว (L)

I = กระแสไฟฟ้า (แอมแปร์)

นิยามของ 1 แอมแปร์

แอมแปร์เป็นหน่วยของกระแสไฟฟ้า ซึ่งปริมาณนี้ไม่ได้อยู่โดดเดี่ยว แต่ยังมีความสัมพันธ์กับปริมาณทางกายภาพอื่นๆ ด้วย หัวข้อเรื่องแรงแม่เหล็กระหว่างลวดตัวนำตรงขนานสองเส้นที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ได้อธิบายสูตรที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงแม่เหล็กต่อหน่วยความยาวของตัวนำ (F/L) กับกระแสไฟฟ้า (I) ในแต่ละตัวนำและระยะห่างระหว่างตัวนำทั้งสอง (l)ดังแสดงในภาพด้านล่าง

ถ้ากระแสไฟฟ้าที่ไหลในตัวนำแต่ละตัวเท่ากับ 1 แอมแปร์ และระยะห่างระหว่างตัวนำทั้งสองเท่ากับ 1 เมตร ค่า F/L จะเป็นเท่าใด:

จากค่า F/L ข้างต้น กระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ คือกระแสไฟฟ้าที่ไหลในตัวนำยาวขนานสองเส้นที่ห่างกัน 1 เมตร และก่อให้เกิดแรงแม่เหล็ก 2 x 10⁻⁷ ^N /m ตัวนำ