สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าผ่านลวดตัวนำ

1. สนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าผ่านในลวดตรงยาว

             เมื่อนำเข็มทิศไปวางใกล้ลวดตรงที่มีกระแสไฟฟ้าผ่าน พบว่าแนวเข็มทิศมีการเปลี่ยนแปลงไปจากแนวเหนือ-ใต้เดิม แสดงว่ารอบ ๆ ลวดมีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้น การหาทิศของสนามแม่เหล็กรอบลวดตรง หาได้โดยใช้กฎมือขวา ซึ่งทำได้โดยใช้มือขวากำรอบเส้นลวดตัวนำ ดังรูป 1, 2 ในลักษณะให้นิ้วหัวแม่มือชี้ตามทิศของกระแสไฟฟ้า ทิศทางการวนของปลายทั้งสี่จะแสดงทิศของสนามแม่เหล็กรอบ ๆ ลวดตัวนำนั้น                    

รูป 1. กระแสไฟฟ้าและทิศทางของสนามแม่เหล็ก       รูป 2. การใช้กฎมือขวาหาทิศทางของสนามแม่เหล็ก

2. สนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าผ่านในขดลวดวงกลม

             เมื่อนำเส้นลวดมาขดเป็นวงกลม แล้วผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดนั้น จะเกิดสนามแม่เหล็ก ดังรูป 3.

จากการตรวจสอบทิศของเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดกับทิศทางของกระแสไฟฟ้าพบว่า จะเป็นไปตามกฎมือขวา โดยทิศทางของกระแสไฟฟ้าตามแนวโค้งของเส้นลวดแทนด้วยนิ้วทั้งสี่ แล้วนิ้วหัวแม่มือชี้ทิศของขั้วเหนือหรือแนวเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้น

รูป 3. สนามแม่เหล็กของขดลวดวงกลม และ ของแท่งแม่เหล็ก

3. สนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าผ่านในโซเลนอยด์

โซเลนอยด์ คือ ลวดตัวนำที่มีฉนวนหุ้มหรือสายไฟ เมื่อนำมาพันเป็นขดลวดวงกลมที่มีรัศมีคงตัว เรียงซ้อนกัน ที่ขดเป็นรูปร่างคล้ายสปริง

จากการศึกษาพบว่า เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดโซเลนอยด์จะเกิดสนามแม่เหล็กรอบ ๆโซเลนอยด์ คล้ายกับเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดจากแท่งแม่เหล็ก

การหาทิศสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าผ่านลวดโซเลนอยด์ ให้ใช้กฎมือขวา โดยใช้ มือขวากำรอบลวดโซเลนอยด์ โดยให้นิ้วมือทั้งสี่วนไปตามทิศของกระแสไฟฟ้าในขดลวด นิ้วหัวแม่มือชี้ทิศเส้นแรงแม่เหล็กหรือชี้ไปทางขั้วเหนือที่เกิดขึ้น ดังรูป 5 , 6

แรงระหว่างลวดตัวนำสองเส้นขนานกันที่มีกระแสไฟฟ้า

           เมื่อนำเส้นลวดตรง 2 เส้น มาวางขนานกันแล้วผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในลวดทั้งสองจะเกิดแรงกระทำต่อเส้นลวดทั้งสองเนื่องจากสนามแม่เหล็กดังรูป 7 , 8

รูป 7. แรงกระทำบนเส้นลวดเส้นหนึ่งโดยสนามแม่เหล็กจากลวดอีกชุดหนึ่ง

เมื่อทิศของกระแสไฟฟ้าไปทางเดียวกัน แรงกระทำนี้จะเป็นแรงดูด

รูป 8. แรงกระทำบนเส้นลวดเส้นหนึ่งโดยสนามแม่เหล็กจากลวดอีกชุดหนึ่ง

เมื่อทิศของกระแสไฟฟ้าสวนทางกัน แรงกระทำนี้จะเป็นแรงผลัก

สรุป

1. ถ้ากระแสไฟฟ้าผ่านในลวดคู่ขนาน ในทิศทางเดียวกันจะเกิดแรงดูดกัน

2. ถ้ากระแสไฟฟ้าผ่านในลวดคู่ขนาน ในทิศตรงข้ามกันจะเกิดแรงผลักกัน

3. ขนาดของแรงกระทำระหว่างเส้นลวดทั้งสองที่วางขนานกัน แล้วมีกระแสผ่านจะแปรโดยตรงกับขนาดของกระแสไฟฟ้าในลวดทั้งสอง และแปรผกผันกับระยะห่างของลวดทั้งสอง

แรงกระทำต่อขดลวดที่อยู่ในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก

        เมื่อนำขดลวดตัวนำรูปสี่เหลี่ยม วางในสนามแม่เหล็ก แล้วผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในขดลวดตัวนำ ทำให้ขดลวดเกิดการหมุน แสดงว่ามีแรงขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางตรงข้ามกันกระทำต่อขดต่อขดลวดด้านที่อยู่ตรงข้ามกัน เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่าเกิด โมเมนต์ของแรงคู่ควบกระทำต่อขดขดลวด

รูป 9. ขดลวดตัวนำในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก

อ้างอิง   www.trsc.ac.th/physic56/physic_6_1/phy010.doc