| | พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า | ช่วงคลื่นแสงที่ใช้ประโยชน์ในการสำรวจข้อมูลจากระยะไกล แบ่งได้ 2 กลุ่ม | แม่เหล็กและแม่เหล็กไฟฟ้า | | | คุณสมบัติของแม่เหล็ก | เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดจากอำนาจแม่เหล็ก | มอเตอร์ยูนิเวอร์เซล (Universal Motor) | | | อุปกรณ์ที่ใช้แม่เหล็กไฟฟ้า | | | | ประโยชน์ของแม่เหล็กไฟฟ้า (Applications of electromagnets) | |

Table of Contents

3. ชนิดของวัสดุที่ใช้ทำแกนของแท่งแม่เหล็กไฟฟ้า วัสดุต่างชนิดกันจะให้ความเข็มของสนามแม่เหล็กต่างกัน เช่น แกนอากาศจะให้ความเข็มของสนามแม่เหล็กน้อยกว่าแกนที่ทำจากสารเฟอโรแมกเนติก (Ferromagnetic) หรือสารที่สามารถเกิดอำนาจแม่เหล็กได้ เช่น เหล็ก เฟอร์ไรท์ เป็นต้น สารเหล่านี้จะช่วยเสริมอำนาจแม่เหล็กในขดลวดทำให้มีความเข็มของสนามแม่เหล็กมากขึ้น
ออดไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดเสียงจากกระแสตรง แผ่นโลหะจะถูกดูดโดยแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้จุดสัมผัสแยกออก มีผลให้กระแสที่เข้ามายังแม่เหล็กไฟฟ้าหยุดไหล ดังนั้นแผ่นโลหะจึงดีดกลับ เกิดขึ้นเช่นนี้เรื่อยๆ มีผลให้แผ่นโลหะสั่นเกิดเสียงออตขึ้น ในกระดิ่งไฟฟ้ามีค้อนติดกับแผ่นโลหะใกล้กับกระดิ่งเมื่อแผ่นโลหะสั่นค้อนก็จะเคาะกระดิ่ง
พลังงงานแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Spectrum) เป็นพลังงานต่อเนื่องที่มีค่าความยาวช่วงคลื่นตั้งแต่เศษส่วนพันล้านเมตร (Nanometers, 10-9 เมตร) จนถึงหลายเมตร และเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศในลักษณะเป็นคลื่นมีความเร็วเท่ากับแสงคือ 299,792.458 กิโลเมตร/วินาที หรือประมาณ 3 x 108 เมตร/วินาที ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดพลังงานในรูปแม่เหล็กไฟฟ้าทางธรรมชาติ ซึ่งมีการแผ่พลังงานไปตามทฤษฎีของคลื่นที่มีการเคลื่อนที่แบบฮาร์โม
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบ่งได้ตาม ความยาวช่วงคลื่น ที่เรียกว่า แบนด์ (Band) ตั้งแต่ช่วงคลื่นสั้นที่สุดในแถบรังสีแกมม่า (Gamma Ray) ซึ่งมีความยาวคลื่นน้อยกว่า 10-6 เมตร จนถึงความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดในช่วงคลื่นวิทยุ (Radio Wave) มีความยาวตั้งแต่ 10-1 เมตร ขึ้นไป ดังนั้นความยาวช่วงคลื่นจึงแสดงในมาตราส่วนของล็อกการิทึม ความยาวช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบด้วยช่วงคลื่นตามลำดับ คือ รังสีแกมม่า, เอ็กซเรย์, อัลตราไวโอเลต, แสงตาตามองเห็น (Visible Light), อินฟราเรด, ไมโครเวฟ และวิทยุ
2. ช่วงคลื่นไมโครเวฟ (Microwave Wavelength) เป็นช่วงคลื่นที่อยู่ระหว่าง 1 มิลลิเมตร - 1 เมตร โดยหน่วยนับช่วงคลื่นนี้เรียกเป็นความถี่ คือ วัดเป็นจำนวนรอบต่อวินาที หรือ Hertz ประกอบด้วยคลื่นไมโครเวฟ เรดาร์ และคลื่นวิทยุ ซึ่งเรียกชื่อตามระดับความถี่ จากความถี่ต่ำสุด (ELF) ถึงความถี่สูงสุด (EHF) ช่วงไมโครเวฟของคลื่นเรดาร์ สามารถแบ่งเป็นแบนด์ต่าง ๆ ได้ดังนี้ และ L แบนด์ (20 mm) พลังงานเป็นสัดส่วนผกผันกับความยาวคลื่น คือ ความยาวคลื่นมากจะให้พลังงานต่ำ ซึ่งมีความสำคัญในการสำรวจข้อมูลระยะไกล เช่น คลื่นไมโครเวฟจากพื้นโลก (10-3 ถึง 10-1 เมตร) จะยากต่อการบันทึกมากกว่าพลังงานในช่วงคลื่นสั้นกว่า ฉะนั้น การบันทึกพลังงานช่วงคลื่นยาว ต้องบันทึกพลังงานในบริเวณกว้างและใช้เวลานานพอ ประกอบดัวย
เป็นมอเตอร์ขนาดเล็ก ใช้ได้ทั้งไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ เช่น มอเตอร์จักรเย็บผ้า มอเตอร์สว่านไฟฟ้าแบบมือถือ มอเตอร์เครื่องผสมอาหาร เป็นต้น มอเตอร์ชนิดนี้มีคุณสมบัติพิเศษ คือ เมื่อใช้กับโหลดหนักมอเตอร์จะหมุนช้า ถ้าใช้กับโหลดเบามอเตอร์จะหมุนเร็ว ดังนั้น มอเตอร์ชนิดนี้ จะต้องต่อแกนเพลามอเตอร์ไว้กับโหลดตลอดเวลา เช่น สว่านไฟฟ้าแบบมือถือ มอเตอร์จักรเย็บผ้า เป็นต้น
เซอร์กิตเบรกเกอร์ หรือเรียกชื่อย่อว่า ซี บี เป็นตัวตัดต่อวงจรไฟฟ้าภายในบ้านหรือภายในอาคารสำนักงานได้อย่างฉับพลัน เพราะตัวเซอร์กิตเบรกเกอร์นี้ ประกอบด้วยชุดอุปกรณ์ความร้อน และอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้า เป็นตัวควบคุมให้ตัดวงจรโดยอัตโนมัติเมื่อวงจรไฟฟ้านั้น ๆ ลัดวงจร ก่อนจะเกิดอันตราย หรือก่อนทำให้อาคารเกิดไฟไหม้ได้
ออดไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดเสียงจากกระแสตรง แผ่นโลหะจะถูกดูดโดยแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้จุดสัมผัสแยกออก มีผลให้กระแสที่เข้ามายังแม่เหล็กไฟฟ้าหยุดไหล ดังนั้นแผ่นโลหะจึงดีดกลับ เกิดขึ้นเช่นนี้เรื่อยๆ มีผลให้แผ่นโลหะสั่นเกิดเสียงออตขึ้น ในกระดิ่งไฟฟ้ามีค้อนติดกับแผ่นโลหะใกล้กับกระดิ่งเมื่อแผ่นโลหะสั่นค้อนก็จะเคาะกระดิ่ง
ปั้นจั่น เป็นการประยุกต์ใช้หลักการของแม่เหล็กไฟฟ้าไปใช้เป็นเครื่องมือสำหรับยกของจำพวกโลหะ ใช้สำหรับดูดเศษเหล็กจากเศษโลหะอื่นๆ เมื่อต้องการใช้ก็เปิดสวิทช์ ทำให้เหล็กที่เป็นแกนของขดลวดเป็นแม่เหล็กดูดเศษเหล็กได้ และเมื่อใช้เสร็จก็ปิดสวิทช์ แกนเหล็กก็จะไม่เป็นแม่เหล็ก ปล่อยเศษเหล็กให้หลุดลงมา
แม่เหล็กไฟฟ้าk21.gifk21.gifk21.gif

(Electromagnets) หมายถึง อำนาจแม่เหล็กที่เกิดจากการที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านในวัตถุตัวนำหมายความว่าถ้าปล่อยให้ กระแสไฟฟ้าไหลในวัตถุตัวนำจะทำให้เกิด สนามแม่เหล็กรอบ ๆ ตัวนำนั้น

เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเส้นลวดตัวนำ จะเกิดเส้นแรงแม่เหล็กขึ้นรอบๆ เส้นลวดตัวนำนั้น แต่อำนาจแม่เหล็กที่เกิดขึ้นมีเพียงจำนวนเล็กน้อย ซึ่งไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ การจะเพิ่มความเข้มของสนามแม่เหล็ก ทำได้โดยการนำเส้นลวดตัวนำมาพันเป็นขดลวด เส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดในแต่ละส่วนของเส้นลวดตัวนำจะเสริมอำนาจกัน ทำให้มีความเข็มของสนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้น

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเส้นลวดจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบๆเส้นลวด ลักษณะของสนาม แม่เหล็กขึ้นอยู่กับรูปร่างของเส้นลวดและกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นนี้ เขียนได้โดยวิธีเดียว กับสนามแม่เหล็กจาก แม่เหล็กถาวร ผลที่เกิดขึ้นเรียกว่า

แม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งใช้สร้างแม่เหล็กที่มีกำลังสูง และ ใช้สำหรับทำให้เกิดการเคลื่อนที่โดยกระแสไฟฟ้า

aee.jpg

กฏว่ายน้ำของแอมแปร์ กล่าวว่า ขั้วเหนือของเข็มทิศซึ่งวางอยู่ใกล้เส้นลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จะเบนไปทางมือซ้าย ของคนที่ว่ายน้ำไปในทิศทางที่กระแสไหล โดยหันหน้าเข้าหาเส้นลวดพันรอบวัตถุที่เป็นแกนตัวอย่างเช่น ขดลวดแบนและโซลลลินอยด์


rw.jpg


ขดลวด (Coil) หมายถึงขดลวดหลายๆขดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านทำได้โดยใช้เส้นลวด

ขดลวดแบน (Flat coil or plane coil) เป็นขดลวดที่มีความยาวน้อยเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลาง

โซลินอยด์ (Solenoid) เป็นขดลวดที่มีความยาวมากเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูย์กลางสนาม แม่เหล็กที่เกิดจากโซลินอยด์คล้ายกับแท่งแม่เหล็ก ตำแหน่งของขั้วขึ้นอยู่กับทิศของกระแสไฟฟ้า

แกน (Core) เป็นวัตถุที่ใช้เป็นแกนของขดลวดเป็นสิ่งบอกความเข้มสนามแม่เหล็ก สารแม่เหล็กชั่วคราว หรือเหล็กอ่อนทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูง และนิยมใช้ทำแม่เหล็กไฟฟ้า

azq.jpg

กฏสกรูของแมกซ์เวลล์ กล่าวว่า ทิศของสนามแม่เหล็กรอบๆ เส้นลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จะอยู่ในทิศสกรูหมุน เมื่อขันสกรูเข้าไปตามทิศของกระแสไฟฟ้า

qw.jpg

กฏมือขวา (Right-hand grip rule) กล่าวว่า ทิศของสนามแม่เหล็กรอบเส้นลวดอยู่ในแนวนิ้วมือขวาที่กำรอบเส้นลวด โดยที่นิ้วหัวแม่มือชี้ไปตามทิศของกระแสในเส้นลวด

qe.jpg




ความเข้มของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า จะขึ้นอยู่กับส่วนประกอบต่างๆ ดังนี้

1. จำนวนรอบของการพันเส้นลวดตัวนำ การพันจำนวนรอบของเส้นลวดตัวนำมากเกิดสนามแม่เหล็กมาก ในทางกลับกันถ้าพันจำนวนรอบน้อยการเกิดสนามแม่เหล็กก็น้อยตามไปด้วย

2. ปริมาณการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านเส้นลวดตัวนำ กระไฟฟ้าไหลผ่านมากสนาม แม่เหล็กเกิดขึ้นมาก และถ้ากระแสไฟฟ้าไหลผ่านน้อยสนามแม่เหล็กเกิดน้อย

3. ชนิดของวัสดุที่ใช้ทำแกนของแท่งแม่เหล็กไฟฟ้า วัสดุต่างชนิดกันจะให้ความเข็มของสนามแม่เหล็กต่างกัน เช่น แกนอากาศจะให้ความเข็มของสนามแม่เหล็กน้อยกว่าแกนที่ทำจากสารเฟอโรแมกเนติก (Ferromagnetic) หรือสารที่สามารถเกิดอำนาจแม่เหล็กได้ เช่น เหล็ก เฟอร์ไรท์ เป็นต้น สารเหล่านี้จะช่วยเสริมอำนาจแม่เหล็กในขดลวดทำให้มีความเข็มของสนามแม่เหล็กมากขึ้น

4. ขนาดของแกนแท่งแม่เหล็กไฟฟ้า แกนที่มีขนาดใหญ่จะให้สนามแม่เหล็กมาก ส่วนแกนที่มีขนาดเล็กจะให้สนามแม่เหล็กน้อย

ประโยชน์ของแม่เหล็กไฟฟ้า (Applications of electromagnets)

แม่เหล็กไฟฟ้ามีประโยชน์มากมาย ใช้หลักการที่แม่เหล็กดูดแผ่นโลหะเมื่อว่างวงจรปิดซึ่งเป็นการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล เช่นพลังงานเสียง

ออดไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดเสียงจากกระแสตรง แผ่นโลหะจะถูกดูดโดยแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้จุดสัมผัสแยกออก มีผลให้กระแสที่เข้ามายังแม่เหล็กไฟฟ้าหยุดไหล ดังนั้นแผ่นโลหะจึงดีดกลับ เกิดขึ้นเช่นนี้เรื่อยๆ มีผลให้แผ่นโลหะสั่นเกิดเสียงออตขึ้น ในกระดิ่งไฟฟ้ามีค้อนติดกับแผ่นโลหะใกล้กับกระดิ่งเมื่อแผ่นโลหะสั่นค้อนก็จะเคาะกระดิ่ง



eqw.jpg


พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า

พลังงงานแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Spectrum) เป็นพลังงานต่อเนื่องที่มีค่าความยาวช่วงคลื่นตั้งแต่เศษส่วนพันล้านเมตร (Nanometers, 10-9 เมตร) จนถึงหลายเมตร และเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศในลักษณะเป็นคลื่นมีความเร็วเท่ากับแสงคือ 299,792.458 กิโลเมตร/วินาที หรือประมาณ 3 x 108 เมตร/วินาที ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดพลังงานในรูปแม่เหล็กไฟฟ้าทางธรรมชาติ ซึ่งมีการแผ่พลังงานไปตามทฤษฎีของคลื่นที่มีการเคลื่อนที่แบบฮาร์โม

นิค (Harmonic) ซึ่งมีช่วงซ้ำและจังหวะเท่ากันในเวลาหนึ่งมีความเร็วเท่าแสง (c) ระยะทางจากยอดคลื่นถึงยอดคลื่นถัดไปเรียกว่าความยาวคลื่น และจำนวนยอดคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านจุดคงที่จุดหนึ่งต่อหน่วยเวลา เรียกว่า ความถี่คลื่น (ƒ) ซึ่งมีความสัมพันธ์กับความเร็วคลื่น คือ

ความยาวคลื่นและความถี่คลื่นมีความสัมพันธ์กันแบบผกผัน คือ ความยาวคลื่นสั้นจะมีความถี่สูง (มาก) ส่วนคลื่นทีทมีความยาวคลื่นยาวจะมีความต่ำ (น้อย) ความยาวคลื่นมีหน่วยวัดทั่วไป คือ ไมโครมิเตอร์ หรือไมครอน [Micrometer (µm), Micron = (mµ) =0.000001 เมตร = 10-6], นาโนมิเตอร์ [Nanometers (nm) = 10-9 เมตร]

exd.jpg



คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบ่งได้ตาม ความยาวช่วงคลื่น ที่เรียกว่า แบนด์ (Band) ตั้งแต่ช่วงคลื่นสั้นที่สุดในแถบรังสีแกมม่า (Gamma Ray) ซึ่งมีความยาวคลื่นน้อยกว่า 10-6 เมตร จนถึงความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดในช่วงคลื่นวิทยุ (Radio Wave) มีความยาวตั้งแต่ 10-1 เมตร ขึ้นไป ดังนั้นความยาวช่วงคลื่นจึงแสดงในมาตราส่วนของล็อกการิทึม ความยาวช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบด้วยช่วงคลื่นตามลำดับ คือ รังสีแกมม่า, เอ็กซเรย์, อัลตราไวโอเลต, แสงตาตามองเห็น (Visible Light), อินฟราเรด, ไมโครเวฟ และวิทยุ

ช่วงคลื่นแสงที่ใช้ประโยชน์ในการสำรวจข้อมูลจากระยะไกล แบ่งได้ 2 กลุ่ม

1. ช่วงคลื่นเชิงแสง (Optical Wavelength) เป็นช่วงคลื่นที่อยู่ระหว่าง 0.4 - 14 ไมครอน ซึ่งสามารถถ่ายและบันทึกภาพด้วยฟิล์มถ่ายรูปและอุปกรณ์บันทึกภาพ (Scanner) ประกอบดัวย

ช่วงคลื่นแสงตามองเห็น ซึ่งเป็นช่วงคลื่นแคบ ที่มีผลตอบสนองต่อตามนุษย์ตั้งแต่ 0.4 - 0.7 ไมครอน แบ่งได้ 3 ช่วง คือ สีน้ำเงิน เขียว และสีแดง

ช่วงคลื่นอินฟราเรด ที่แบ่งเป็น 2 ช่วงความกว้าง ๆ คือ อินฟราเรดใกล้หรืออินฟราเรดสะท้อนแสงระหว่าง 0.7 - 3 mm. และช่วงคลื่นอินฟราเรดความร้อน ระหว่าง 3 - 15 ไมครอน

2. ช่วงคลื่นไมโครเวฟ (Microwave Wavelength) เป็นช่วงคลื่นที่อยู่ระหว่าง 1 มิลลิเมตร - 1 เมตร โดยหน่วยนับช่วงคลื่นนี้เรียกเป็นความถี่ คือ วัดเป็นจำนวนรอบต่อวินาที หรือ Hertz ประกอบด้วยคลื่นไมโครเวฟ เรดาร์ และคลื่นวิทยุ ซึ่งเรียกชื่อตามระดับความถี่ จากความถี่ต่ำสุด (ELF) ถึงความถี่สูงสุด (EHF) ช่วงไมโครเวฟของคลื่นเรดาร์ สามารถแบ่งเป็นแบนด์ต่าง ๆ ได้ดังนี้ และ L แบนด์ (20 mm) พลังงานเป็นสัดส่วนผกผันกับความยาวคลื่น คือ ความยาวคลื่นมากจะให้พลังงานต่ำ ซึ่งมีความสำคัญในการสำรวจข้อมูลระยะไกล เช่น คลื่นไมโครเวฟจากพื้นโลก (10-3 ถึง 10-1 เมตร) จะยากต่อการบันทึกมากกว่าพลังงานในช่วงคลื่นสั้นกว่า ฉะนั้น การบันทึกพลังงานช่วงคลื่นยาว ต้องบันทึกพลังงานในบริเวณกว้างและใช้เวลานานพอ ประกอบดัวย

X แบนด์ ความถี่ 8 - 12.5 GHz หรือความยาวคลื่นประมาณ 2.4 -3.75 เซนติเมตร

C แบนด์ ความถี่ 4 - 8 GHz หรือความยาวคลื่นประมาณ 3.75 - 7.5 เซนติเมตร

S แบนด์ ความถี่ 2 - 4 GHz หรือความยาวคลื่นประมาณ 7.5 - 15 เซนติเมตร

L แบนด์ ความถี่ 1 - 2 GHz หรือความยาวคลื่นประมาณ 15 - 30 เซนติเมตร

P แบนด์ ความถี่ 0.3 - 1 GHz หรือความยาวคลื่นประมาณ 30 - 100 เซนติเมตร

แม่เหล็กและแม่เหล็กไฟฟ้า


1.1 ความสำคัญของแม่เหล็กและแม่เหล็กไฟฟ้า อุปกรณ์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ที่ให้กำลังงานและแสงสว่างนั้น ส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นส่วนประกอบ เช่นไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้า เป็นต้น

1.1.1 ชนิดของแม่เหล็ก

1) แม่เหล็กธรรมชาติ หมายถึง แม่เหล็กที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ส่วนใหญ่จะเป็นออกไซด์ของเหล็ก (Fe3O4) ลักษณะของแม่เหล็กธรรมชาติจะมีรูปร่างไม่แน่นอน

2) แม่เหล็กประดิษฐ์ ได้แก่ แม่เหล็กที่มนุษย์ได้สร้างขึ้น ซึ่งจำแนกออกเป็น 2 ชนิด คือ แม่เหล็กถาวร และแม่เหล็กชั่วคราว

ก) แม่เหล็กถาวร หมายถึง แม่เหล็กที่แสดงอำนาจการเป็นแม่เหล็กนาน รูปร่างลักษณะแล้วแต่ลักษณะการใช้งาน เช่น เป็นรูปเกือกม้า สี่เหลี่ยมผืนผ้า หรืออื่น ๆ

ข) แม่เหล็กชั่วคราว หมายถึง แท่งแม่เหล็กที่แสดงจำนวนการเป็นแม่เหล็กในช่วงระยะเวลาที่ต้องการจะให้เป็นแม่เหล็กเท่านั้น เช่น แม่เหล็กที่เกิดจากการเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้า ตัวอย่างแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ในชีวิตประจำวัน เช่น ออดไฟฟ้า ไมโครโฟน มอเตอร์ที่ยกของตามท่าเรือ

1.1.2 ขั้วแม่เหล็ก มี 2 ขั้ว คือ ขั้วเหนือกับขั้วใต้ โดยที่ขั้วเหนือจะชี้ไปทางทิศเหนือ ขั้วใต้จะชี้ไปทางทิศใต้

zzzzz.jpg

1.1.3 แม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnets)หมายถึง อำนาจแม่เหล็กที่เกิดจากการที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านในวัตถุตัวนำหมายความว่าถ้าปล่อยให้กระแสไฟฟ้าไหลในวัตถุตัวนำจะทำให้เกิด สนามแม่เหล็กรอบ ๆ ตัวนำนั้น



nhy.jpg

และถ้านำลวดตัวนำต่อกับแบตเตอรี่ที่มีแรงดันกระแสไฟฟ้าสูง ก็จะเกิดเส้นแรงแม่เหล็กมากขึ้น ทำให้ตัวนำนั้นแสดงอำนาจแม่เหล็กสูงไปด้วย สรุปได้ว่า การแสดงอำนาจแม่เหล็กไฟฟ้าจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลในตัวนำที่จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กมากหรือน้อย

po.jpg



คุณสมบัติของแม่เหล็ก

1. ถ้าแขวนแท่งแม่เหล็กให้เคลื่อนที่อย่างอิสระ เมื่อหยุดนิ่ง แล้วจะชี้ตามแนวทิศ เหนือ ทิศใต้

2. สามารถดูดสสารแมกเนติกได้

3. ขั้วเหมือนกันเข้าใกล้กันจะเกิดแรงผลักกัน และขั้วต่างกันเมื่อเข้าใกล้กันจะเกิดแรงดูด

4. อำนาจแรงดึงดูดจะมีมากที่สุดที่บริเวณขั้วทั้งสองแม่เหล็ก

5. เส้นแรงแม่เหล็กมีทิศทางออกจากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้


เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เกิดจากอำนาจแม่เหล็ก




1.หม้อแปลงไฟฟ้า


หม้อแปลงไฟฟ้า คือ อุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้น หรือต่ำลงได้ โดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำ

หลักการ ...ถ้ามีการเปลี่ยนแปลงเส้นแรงแม่เหล็กในบริเวณขดลวดตัวนำไฟฟ้าแล้ว จะเกิดแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำขึ้นในขดลวดตัวนำนั้น




vc.jpg



2 . ส่วนประกอบของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้าประกอบด้วย แท่นเหล็กบาง ๆ รูปสี่เหลี่ยมตรงกลางเป็นช่องว่างที่เรียกว่าลามิเนต วางซ้อนกันหลาย ๆ แผ่น แผ่นเหล็กที่ใช้ทำจากเหล็กผสมซิลิกอน ผิวนอกฉาบ




as.jpg





ขดที่ต่อกับไฟฟ้ากระแสสลับเรียกว่า ขดลวดปฐมภูมิ ขดลวดที่ต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้าเรียกว่า ขดลวดทุติยภูมิ ถ้าจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิมากกว่าจำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิ เรียกว่า หม้อแปลงไฟฟ้าลง แต่ถ้าจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิน้อยกว่าจำนวนขดลวดทุติยภูมิ เรียกว่า หม้อแปลงไฟฟ้าขึ้น



3. มอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้า คือ เครื่องมือสำหรับเปลี่ยนจากพลังไฟฟ้าเป็นพลังงานกลเป็นตัวหมุนให้กำลังแก่อุปกรณ์ที่ต้องการแรงขับเคลื่อน เช่นมอเตอร์ที่ใช้ในลิฟท์ เครื่องสูบน้ำ เครื่องทำความร้อน เป็นต้น



de.jpg





wq.jpg






















ew.jpg





เป็นมอเตอร์ที่ใช้ในการอุตสาหกรรมเพราะมีโครงสร้างง่ายกว่ามอเตอร์ไฟฟ้าเฟสเดียว แต่จะต้องใช้กับระบบไฟฟ้า 3 เฟส ให้กำลังสูงกว่ามอเตอร์เฟสเดียวนิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดย่อมและขนาดใหญ่

ut.jpg

มอเตอร์ยูนิเวอร์เซล (Universal Motor)

เป็นมอเตอร์ขนาดเล็ก ใช้ได้ทั้งไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ เช่น มอเตอร์จักรเย็บผ้า มอเตอร์สว่านไฟฟ้าแบบมือถือ มอเตอร์เครื่องผสมอาหาร เป็นต้น มอเตอร์ชนิดนี้มีคุณสมบัติพิเศษ คือ เมื่อใช้กับโหลดหนักมอเตอร์จะหมุนช้า ถ้าใช้กับโหลดเบามอเตอร์จะหมุนเร็ว ดังนั้น มอเตอร์ชนิดนี้ จะต้องต่อแกนเพลามอเตอร์ไว้กับโหลดตลอดเวลา เช่น สว่านไฟฟ้าแบบมือถือ มอเตอร์จักรเย็บผ้า เป็นต้น

re.jpg



อุปกรณ์ที่ใช้แม่เหล็กไฟฟ้า

แม่เหล็กไฟฟ้าสามารถสร้างอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ในชีวิตประจำวันได้หลายอย่าง เช่น

1 .สวิตช์แม่เหล็ก

เป็นสวิตช์ที่ใช้กับวงจรมอเตอร์ต่าง ๆ ในเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้มอเตอร์ขนาดใหญ่ และมอเตอร์ชนิด 3 เฟส สวิตช์แม่เหล็กจะทำหน้าที่ตัดและต่อวงจรไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว ทำให้ลดความรุนแรงของการเกิดประกายไฟ เนื่องจากการติดต่อวงจรไฟฟ้า

sa.jpg

2. เซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker)

เซอร์กิตเบรกเกอร์ หรือเรียกชื่อย่อว่า ซี บี เป็นตัวตัดต่อวงจรไฟฟ้าภายในบ้านหรือภายในอาคารสำนักงานได้อย่างฉับพลัน เพราะตัวเซอร์กิตเบรกเกอร์นี้ ประกอบด้วยชุดอุปกรณ์ความร้อน และอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้า เป็นตัวควบคุมให้ตัดวงจรโดยอัตโนมัติเมื่อวงจรไฟฟ้านั้น ๆ ลัดวงจร ก่อนจะเกิดอันตราย หรือก่อนทำให้อาคารเกิดไฟไหม้ได้




sfdg.jpg

qw.jpg

ก.ขดลวดแม่เหล็กของเซอร์กิตเบรกเกอร์ข.อุปกรณ์แม่เหล็กของเซอร์กิตเบรกเกอร์

ประโยชน์ของแม่เหล็กไฟฟ้า (Applications of electromagnets)

แม่เหล็กไฟฟ้ามีประโยชน์มากมาย ใช้หลักการที่แม่เหล็กดูดแผ่นโลหะเมื่อว่างวงจรปิดซึ่งเป็นการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล เช่นพลังงานเสียง

ออดไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดเสียงจากกระแสตรง แผ่นโลหะจะถูกดูดโดยแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้จุดสัมผัสแยกออก มีผลให้กระแสที่เข้ามายังแม่เหล็กไฟฟ้าหยุดไหล ดังนั้นแผ่นโลหะจึงดีดกลับ เกิดขึ้นเช่นนี้เรื่อยๆ มีผลให้แผ่นโลหะสั่นเกิดเสียงออตขึ้น ในกระดิ่งไฟฟ้ามีค้อนติดกับแผ่นโลหะใกล้กับกระดิ่งเมื่อแผ่นโลหะสั่นค้อนก็จะเคาะกระดิ่ง



er.jpg

ปั้นจั่น เป็นการประยุกต์ใช้หลักการของแม่เหล็กไฟฟ้าไปใช้เป็นเครื่องมือสำหรับยกของจำพวกโลหะ ใช้สำหรับดูดเศษเหล็กจากเศษโลหะอื่นๆ เมื่อต้องการใช้ก็เปิดสวิทช์ ทำให้เหล็กที่เป็นแกนของขดลวดเป็นแม่เหล็กดูดเศษเหล็กได้ และเมื่อใช้เสร็จก็ปิดสวิทช์ แกนเหล็กก็จะไม่เป็นแม่เหล็ก ปล่อยเศษเหล็กให้หลุดลงมา


fd.jpg

หูฟัง เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนสัญญานไฟฟ้าเป็นคลื่นเสียง ใช้แม่เหล็กถาวรดูดแผ่นไดอะแฟรม ความแรงของแรงดึงดูดเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าในขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า แผ่นไดอะแฟรมจะสั่นทำให้เกิดเสียง

รถไฟความเร็วสูง เป็นรถไฟที่มีแม่เหล็กไฟฟ้าติดอยู่ข้างใต้ซึ่งเคลื่อนที่ ไปบนรางที่มีแม่เหล็กไฟฟ้า แม่เหล็กผลักซึ่งกันและกันทำให้รถไฟลอยเหนือราง เป็นการลดแรงเสียดทานระหว่างรถไฟและราง ทำให้เคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น


.jpg










g9.gif







ทดลองแม่เหล็กไฟฟ้า




































http://www.youtube.com/watch?v=Y_GAIaP7xGo

11/7/2012
















ฐานแม่เหล็กไฟฟ้า


































http://www.youtube.com/watch?v=59AlbLMHyuo

11/7/2012













m3.gif

HOME