สนามแม่เหล็กรถยนต์

Posted on : 09-05-2013 | By : Author | In : ระบบต่าง ๆ ในรถยนต์

เมื่อนำเอาแม่เหล็กถาวรรูปเกือกม้าไปติดกับผงตะไบเหล็ก ผงตะไบเหล็กจะถูกดูดติดอยู่ที่ปลายของขาแม่เหล็กซึ่งเราเรียกว่า ขั้วแม่เหล็ก ดังรูปที่ 1.11


รูปที่ 1.11 แม่เหล็กรูปเกือกม้า
และเมื่อเรานำแท่งแม่เหล็กผูกเชือกเล็กๆ ตรงกลางแล้วแขวนไว้ แท่งแม่เหล็กก็จะชี้ไปยังทิศทางขั้วเหนือและขั้วใต้ของโลก ขั้วที่ชี้ไปยังขั้วเหนือของโลกเป็นขั้วแม่เหล็กเหนือ (N) และขั้วที่ชี้ไปยังขั้วใต้ของโลกก็เป็นขั้วแม่เหล็กใต้ (S) แม่เหล็กแท่งหนึ่งๆ จะต้องมีขั้วเหนือและขั้วใต้เสมอดังรูปที่ 1.12
คุณสมบติเฉพาะตัวของขั้วแม่เหล็กคือ ขั้วแม่เหล็กเหมือนกันจะผลักกันและขั้วแม่เหล็กที่ต่างกันจะดูดกัน


รูปที่ 1.12 แท่งแม่เหล็กจะชี้ขั้วเหนือและขั้วใต้เสมอ
สนามแม่เหล็กและเส้นแรงแม่เหล็ก
เมื่อโรยผงตะไบเหล็กลงบนกระจกแผ่นเรียบ ซึ่งมีแม่เหล็กรูปเกือกม้าอยู่ข้างใต้ ผงตะไบเหล็กจะเรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบเป็นเส้นๆ ผงตะไบเหล็กที่เรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบเป็นเส้นๆ นี้เรียกว่า เส้นแรงแม่เหล็ก (magnetic flux) และเรียกรวมกันทั้งหมดว่า สนามแม่เหล็ก (magnetic field) ดังรูป 1.13


รูปที่ 1.13 เส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้น
เมื่อนำเอาขั้วแม่เหล็ก N ของแม่เหล็กอันหนึ่งไปวางใกล้กับขั้วแม่เหล็ก S ของแม่เหล็กอีกอันหนึ่ง ข้างใต้กระจกซึ่งโรยผงตะไบเหล็กไว้ข้างบน จะเห็นมันต่างดึงดูดซึ่งกันและกันดังรูปที่ 1.14 (ก) และเมื่อนำเอาขั้วแม่เหล็กที่เหมือนกันมาวางไว้ใกล้กัน จะเห็นว่ามันต่างผละแยกออกจากกันดังรูปที่ 1.14 (ข)
เมื่อนำเอาเหล็กหรือตะปูไปวางไว้ในสนามแม่เหล็ก N และ S ปลายของตะปูด้านที่อยู่ชิดกับขั้ว N ของแม่เหล็กจะกลายเป็นขั้ว S และปลายด้านที่อยู่ชิดด้านขั้วแม่เหล็ก S จะเป็นขั้ว N และตะปูก็จะ กลายเป็นแม่เหล็กไปด้วยดังรูปที่ 1.15


รูปที่1.14 แสดงเส้นแรงแม่เหล็ก


รูปที่ 1.15 สารแม่เหล็กเมื่ออยู่กับแม่เหล็กก็จะกลายเป็นแม่เหล็กด้วย


รูปที่ 1.16 เส้นแรงแม่เหล็กจะไหลซึมผ่านสารแม่เหล็กได้ดีกว่าอากาศ
เส้นแรงแม่เหล็กสามารถแทรกซึมเข้าไปในสารที่เป็นแม่เหล็กได้ดีกว่าในที่ว่างเปล่าหรืออากาศ และเมื่อนำเอาสารที่เป็นแม่เหล็กได้ง่ายมาเชื่อมต่อเข้ากับแม่เหล็ก เส้นแรงแม่เหล็กทั้งหมดของขั้ว N ก็จะผ่านเข้าไปในสารที่เป็นแม่เหล็กแล้วผ่านไปยังขั้ว S ดังรูปที่ 1.16
แม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic)
การทดสอบว่าเมื่อมีกระแสไฟไหลผ่านตัวนำรอบๆ ตัวนำจะมีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้น โดยการนำเอาเส้นลวดตัวนำสอดผ่านแผ่นกระดาษ และโรยผงตะไบเหล็กลงบนแผ่นกระดาษ เมื่อจ่ายกระแสไฟให้กับเส้นลวดตัวนำ ผงตะไบเหล็กจะเรียงตัวซ้อนกันเป็นวงกลมรอบๆ เส้นลวด ความเข้มของสนามแม่เหล็กจะมีมากที่สุดรอบๆ ตัวนำ และเมื่อห่างออกไปความเข้มของสนามแม่เหล็กก็จะลดลงไปดังรูปที่ 1.17


รูปที่ 1.17 กระแสไหลผ่านตัวนำรอบๆ ตัวนำจะมีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้น
การหาทิศทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและทิศทางของเส้นแรงแม่เหล็ก หาได้โดยใช้กฎมือซ้าย จากรูปที่ 1.18 อิเล็กตรอนจะไหลผ่านตัวนำจากซ้ายไปขวา และเส้นแรงแม่เหล็กรอบๆ ตัวนำจะมีทิศทาง ตามเข็มนาฬิกา


รูปที่ 1.18 กฎมือซ้ายหาทิศทางการเคลื่อนที่ของเส้นแรงแม่เหล็ก
เรายังสามารถใช้กฎมือซ้ายหาขั้วแม่เหล็กเหนือของแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดังรูปที่ 1.19 หัวแม่มือจะแสดงทิศเหนือของแม่เหล็กไฟฟ้า และนิ้วมือทั้ง 4 แสดงทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า


รูปที่ 1.19 กฎมือซ้ายหาขั้วแม่เหล็กเหนือของแม่เหล็กไฟฟ้า
เมื่อนำลวดตัวนำมาพันให้เป็นขดลวดรูปทรงกระบอก และให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าไปภายในขดลวด ทางด้านบนดังรูปที่ 1.20 ตามกฎมือซ้าย ด้านบนของขดลวดจะเป็นขั้ว N ส่วนด้านล่างจะเป็นขั้ว S จำนวนของเส้นแรงแม่เหล็กจะเพิ่มมากขึ้นหรือน้อยลงก็ขึ้นอยู่กับจำนวนรอบของขดลวด ถ้ามีกระแสไฟฟ้าไหลเข้าไปในขดลวดมาก ความเข้มของสนามแม่เหล็กก็จะมากขึ้นด้วย และถ้าเราใส่แกนเหล็กอ่อนเข้าไปภายในขดลวด จะทำให้แกนเหล็กอ่อนเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า มันจะสามารถดูดแผ่นโลหะให้มาติดกับมันได้ด้วยความแรงอันเป็นผลมาจากเส้นแรงแม่เหล็กที่เพิ่มขึ้น โดยแกนเหล็กอ่อนก็จะเกิดเส้นแรงแม่เหล็กขึ้นจำนวนมากด้วย ดังรูปที่ 1.21


รูปที่ 1.20 ขดลวดตัวนำพันเป็นรูปทรงกระบอก ไม่มีแกนเหล็กอ่อน สนามแม่เหล็กน้อย


รูปที่ 1.21 ขดลวดตัวนำพันเป็นรูปทรงกระบอก ใส่แกนเหล็กอ่อน สนามแม่เหล็กเพิ่มมากขึ้น

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.