Agbara Oofa lori Waya Ti N Gbe Lowo
Lílo agbára mágnẹ́ẹ̀tì sí wáyà tí ń gbé ìṣàn jẹ́ èrò pàtàkì nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ màgnẹ́ẹ̀tì, ẹ̀ka ìmọ̀ físíìsì. Hans Christian Ørsted ló kọ́kọ́ ṣàwárí ìṣẹ̀lẹ̀ yìí ní ọdún 1820 nígbà tí ó kíyèsí pé iná mànàmáná kan tí ń ṣàn nípasẹ̀ wáyà kan ní ipa lórí abẹ́rẹ́ kọ́mpásì kan tí ó wà nítòsí. Àwárí yìí fi ìbáṣepọ̀ tímọ́tímọ́ tí ó wà láàárín iná mànàmáná àti mágnẹ́ẹ̀tì hàn, èyí tí àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì bíi André-Marie Ampère àti Michael Faraday yóò tún ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀ síwájú sí i.
Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ó jíròrò àwọn ìlànà ìpìlẹ̀ ti agbára mágnẹ́ẹ̀tì lórí wáyà tí ń gbé ìṣàn, bí agbára yìí ṣe ń ṣiṣẹ́, àwọn òfin ìpìlẹ̀ ti fisíìsì, àti àwọn ìlò lílò tí ó fi bí èrò yìí ṣe ní ipa lórí ìgbésí ayé ojoojúmọ́ hàn.
Àwọn Ìlànà Pàtàkì ti Agbára Oofa
Tí iná mànàmáná bá ń ṣàn kọjá wáyà kan, a máa ń ṣe pápá mánàmáná yí wáyà náà ká. Èyí ni a lè ṣàlàyé nípa lílo òfin Biot-Savart tí ó sọ pé pápá mánàmáná \(\mathbf{B}\) ní ojú kan nínú ààyè tí ohun èlò ìsinsìnyí \(I\) nínú wáyà náà fà ni a lè ṣírò nípa lílo ìṣirò yìí:
\[ d\mathbf{B} = \frac{\mu_0 I}{4\pi} \frac{d\mathbf{s} \times \mathbf{\hat{r}}}{r^2} \]
iṣẹ́ mi:
– \(\mu_0\) ni agbara igbale,
– \(d\mathbf{s}\) ni ohun gígùn ti okun waya naa,
– \(\mathbf{\hat{r}}\) jẹ́ fekito ẹyọ kan tí ó tọ́ka láti ohun tí ó wà lọ́wọ́lọ́wọ́ sí ibi tí a ti ṣírò pápá náà,
– \(r\) ni ijinna laarin eroja lọwọlọwọ ati aaye naa.
Ìgbékalẹ̀ yìí fihàn pé pápá mágnẹ́ẹ̀tì tí wáyà tí ń gbé ìṣàn ń ṣe kò sinmi lórí ìṣàn nìkan ṣùgbọ́n ó tún sinmi lórí ìjìnnà àti ìtọ́sọ́nà tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ohun tí ń gbé ìṣàn. Ibùdó mágnẹ́ẹ̀tì tí ó yọrí sí jẹ́ àyíká onígun mẹ́rin tí ó yí wáyà náà ká, a sì lè pinnu ìtọ́sọ́nà rẹ̀ nípa lílo òfin ọwọ́ ọ̀tún.
Agbara Oofa lori Waya Ti N Gbe Lowo
Agbára mágnẹ́ẹ̀tì tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí wáyà tí ń gbé ìṣàn lọ́wọ́ nínú pápá mágnẹ́ẹ̀tì òde ni a lè ṣàlàyé nípa òfin Ampère tí ó sọ pé agbára \(\mathbf{F}\) lórí ẹ̀yà wáyà tí ó ní gígùn \(dl\) tí ó gbé ìṣàn lọ́wọ́ \(I\) nínú pápá mágnẹ́ẹ̀tì \(\mathbf{B}\) ni a fi hàn nípasẹ̀:
\[ d\mathbf{F} = I (d\mathbf{l} \times \mathbf{B}) \]
Òfin yìí fihàn pé agbára lórí wáyà kan kò sinmi lórí ìṣàn àti gígùn ohun èlò wáyà nìkan, ṣùgbọ́n ó tún sinmi lórí ìtọ́sọ́nà ohun èlò wáyà náà ní ìbámu pẹ̀lú pápá mágnẹ́ẹ̀tì. Tí pápá mágnẹ́ẹ̀tì àti ìtọ́sọ́nà ohun èlò wáyà náà bá ní igun kan pàtó, agbára tí ó yọrí sí yóò wà ní ìtọ́sọ́nà tí ó dúró ní ìpele sí àwọn fítíkù méjèèjì.
Sísopọ̀ agbára yìí pọ̀ mọ́ gbogbo gígùn wáyà náà fún wa ní agbára gbogbo tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí wáyà náà nínú pápá mágnẹ́ẹ̀tì. Àwọn ohun èlò kan tí ó ṣàfihàn èrò yìí ni mọ́tò iná mànàmáná, àwọn generators, àti solenoids.
Òfin Ampère àti Agbára Lorentz
Ampère tún ṣe àgbékalẹ̀ òfin tí a kọ lókè yìí sí òfin gbogbogbòò tí a mọ̀ sí Òfin Ampère ní ìrísí ìṣọ̀kan tí ó sọ pé ìṣọ̀kan ìlà ti pápá oofa \(\mathbf{B}\) ní ojú ọ̀nà tí a ti sé \(\mathbf{C}\) jẹ́ ìbámu pẹ̀lú gbogbo ìṣàn omi tí ń ṣàn la ojú náà kọjá:
\[ \oint_{\mathbf{C}} \mathbf{B} \cdot d\mathbf{l} = \mu_0 I_{\text{enc}} \]
Ní àkókò kan náà pẹ̀lú àgbékalẹ̀ yìí, Lorentz ṣe àfikún òfin kan tí ó ṣàlàyé agbára tí ń ṣiṣẹ́ lórí agbára ìgbésẹ̀ nínú pápá iná mànàmáná \(\mathbf{B}\). Agbára Lorentz fún agbára ìgbésẹ̀ \(q\) tí ń lọ pẹ̀lú iyara \(\mathbf{v}\) ni:
\[ \mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B}) \]
Nínú ọ̀ràn wáyà tí ń gbé ìṣàn, iyàrá \(\mathbf{v}\) ti àwọn agbára tí ó wà nínú wáyà náà jẹ́ nítorí ìṣàn, nítorí náà agbára Lorentz yìí ń ṣe àfikún sí agbára mágnẹ́ẹ̀tì tí a rí tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí wáyà náà.
Àwọn Ohun Èlò Tó Wúlò
Ọkọ ina
Ọ̀kan lára àwọn ohun tí a mọ̀ dáadáa nípa agbára mágnẹ́ẹ̀tì nínú àwọn wáyà tí ń gbé lọ́wọ́lọ́wọ́ ni mọ́tò iná mànàmáná. Àwọn mọ́tò iná mànàmáná ń ṣiṣẹ́ lórí ìlànà pé wáyà tí ń gbé lọ́wọ́lọ́wọ́ nínú pápá mágnẹ́ẹ̀tì ní ìrírí agbára tí ó ń fa ìṣípo. Fún àpẹẹrẹ, nínú mọ́tò DC tí ó rọrùn, a ń lo commutator láti rí i dájú pé ìṣàn omi ń ṣàn nípasẹ̀ àwọn apá wáyà tí ó wà nínú pápá mágnẹ́ẹ̀tì, nípa bẹ́ẹ̀ ó ń jẹ́ kí rotor náà máa yípo.
Ẹ̀rọ ina mànàmáná
Ó fẹ́rẹ̀ẹ́ jẹ́ pé ó yàtọ̀ sí mọ́tò iná mànàmáná, ẹ̀rọ iná mànàmáná kan máa ń lo ìṣípo ẹ̀rọ láti mú ìṣàn iná mànàmáná jáde nínú wáyà tí a gbé sínú pápá mánàmáná kan. Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, nígbà tí wáyà náà bá yípo nínú pápá mánàmáná kan, pápá mánàmáná tí ó ń yí padà nínú rẹ̀ máa ń fa kí fóltéèjì wà nínú wáyà náà gẹ́gẹ́ bí òfin Faraday ti ìfàsẹ́yìn mànàmáná.
Àwọn Solenoids àti Àwọn Electromagneti
Solenoid jẹ́ ẹ̀rọ kan tí ó ní okùn waya tí ó ń mú kí pápá oofa jáde nígbà tí iná mànàmáná bá ń kọjá. A sábà máa ń lo Solenoids gẹ́gẹ́ bí actuator nínú onírúurú iṣẹ́ ẹ̀rọ àti ẹ̀rọ itanna. A lè darí pápá oofa tí solenoid ń mú jáde nípa yíyípadà iye ìṣàn tí ń ṣàn nípasẹ̀ wáyà náà.
Penutup
Agbára oofa lórí wáyà tí ń gbé ìṣàn jẹ́ èrò pàtàkì nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ itanna tí ó ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìlò nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ òde òní. Láti inú àwọn mọ́tò iná mànàmáná sí àwọn ẹ̀rọ generators àti solenoids, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ẹ̀rọ àti ẹ̀rọ ojoojúmọ́ wa gbára lé ìlànà yìí. Òye jíjinlẹ̀ nípa àwọn òfin tí ó wà lábẹ́ agbára oofa yìí kìí ṣe pé ó ń mú kí òye wa nípa bí àgbáyé ṣe ń ṣiṣẹ́ gbòòrò sí i nìkan ni, ó tún ń ṣí agbára fún ìṣẹ̀dá tuntun ìmọ̀ ẹ̀rọ ọjọ́ iwájú sílẹ̀.
Òye yìí nípa agbára mágnẹ́ẹ̀tì ti yípadà láti àwọn ìwádìí tí ó rọrùn sí àwọn ìlò dídíjú nínú ìmọ̀-ẹ̀rọ òde-òní, èyí tí ó fi hàn pé àwọn àwárí wọ̀nyí ṣe pàtàkì sí ìlọsíwájú ìmọ̀-ẹ̀rọ àti ìmọ̀-ẹ̀rọ. Bí a ṣe ń tẹ̀síwájú láti wádìí jinlẹ̀ sí i, a lè retí láti ṣàwárí àwọn ọ̀nà tuntun sí i láti lo àwọn agbára wọ̀nyí fún ìdàgbàsókè aráyé.
