บทที่ 16 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก 1
เรื่อง แม่เหล็กไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเส้นลวดจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบๆเส้นลวด ลักษณะของสนามแม่เหล็กขึ้นอยู่กับรูปร่างของเส้นลวดและกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นนี้ เขียนได้โดยวิธีเดียวกับสนามแม่เหล็กจาก แม่เหล็กถาวร ผลที่เกิดขึ้นเรียกว่า แม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งใช้สร้างแม่เหล็กที่มีกำลังสูง และใช้สำหรับทำให้เกิดการเคลื่อนที่โดยกระแสไฟฟ้า

กฏว่ายน้ำของแอมแปร์ กล่าวว่า ขั้วเหนือของเข็มทิศซึ่งวางอยู่ใกล้เส้นลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จะเบนไปทางมือซ้าย ของคนที่ว่ายน้ำไปในทิศทางที่กระแสไหล โดยหันหน้าเข้าหาเส้นลวด

ขดลวด (Coil) หมายถึง ขดลวดหลายๆขดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ทำได้โดยใช้เส้นลวดพันรอบวัตถุที่เป็นแกน ตัวอย่างเช่น ขดลวดแบนและโซลินอยด์ขดลแบน (Flat coil or plane coil) เป็นขดลวดที่มีความยาวน้อยเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลาง
โซลินอยด์ (Solenoid) เป็นขดลวดที่มีความยาวมากเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูย์กลางสนามแม่เหล็กที่เกิดจากโซลินอยด์คล้ายกับแท่งแม่เหล็ก ตำแหน่งของขั้วขึ้นอยู่กับทิศของกระแสไฟฟ้าแกน (Core) เป็นวัตถุที่ใช้เป็นแกนของขดลวดเป็นสิ่งบอกความเข้มสนามแม่เหล็ก สารแม่เหล็กชั่วคราว หรือเหล็กอ่อนทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูง และนิยมใช้ทำแม่เหล็กไฟฟ้า

กฏสกรูของแมกซ์เวลล์ กล่าวว่า ทิศของสนามแม่เหล็กรอบๆ เส้นลวดที่มีกระแสไฟฟไหลผ่าน จะอยู่ในทิศสกรูหมุน เมื่อขันสกรูเข้าไปตามทิศของกระแสไฟฟ้า

กฏมือขวา (Right-hand grip rule) กล่าวว่า ทิศของสนามแม่เหล็กรอบเส้นลวดอยู่ใน
แนวนิ้วมือขวาที่กำรอบเส้นลวด โดยที่นิ้วหัวแม่มือชี้ไปตามทิศของกระแสในเส้นลวด

แม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnet) เป็นโซลินอยด์ซึ่งมีแกนเป็นสารแม่เหล็กชั่วคราวทำให้มีอำนาจแม่เหล็กหรือหมดอำนาจโดยเปิด-ปิดสวิตซ์ แม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ทั่วไปถูกสร้างขึ้นให้ 2 ขั้วที่ต่างกันอยู่ใกล้กันเพื่อให้ได้สนามแม่เหล็กความเข้มสูง แม่เหล็กไฟฟ้ามีประโยชน์มากมาย ดังตัวอย่างข้างล่าง

ประโยชน์ของแม่เหล็กไฟฟ้า (Applications of electromagnets) แม่เหล็กไฟฟ้ามีประโยชน์มากมาย ใช้หลักการที่แม่เหล็กดูดแผ่นโลหะเมื่อว่างวงจรปิดซึ่งเป็นการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล เช่นพลังงานเสียงออตไฟฟ้า (Applications of electromagnets) เป็นอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดเสียงจากกระแสตรง แผ่นโลหะจะถูกดูดโดยแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้จุดสัมผัสแยกออก มีผลให้กระแสที่เข้ามายังแม่เหล็กไฟฟ้าหยุดไหล ดังนั้นแผ่นโลหะจึงดีดกลับ เกิดขึ้นเช่นนี้เรื่อยๆ มีผลให้แผ่นโลหะสั่นเกิดเสียงออตขึ้น ในกระดิ่งไฟฟ้ามีค้อนติดกับแผ่นโลหะใกล้กับกระดิ่งเมื่อแผ่นโลหะสั่นค้อนก็จะเคาะกระดิ่ง

หูฟัง (Earpiece) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนสัญญานไฟฟ้าเป็นคลื่อนเสียง ใช้แม่เหล็กถาวร ดูดแผ่นไดอะแฟรม ความแรงของแรงดึงดูดเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าในขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า แผ่นไดอะแฟรมจะสั่นทำให้เกิดเสียง

รีเลย์ (Relay) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นสวิตซ์ ปิดวงจรโดยใช้แม่เหล็กไฟฟ้า ใช้กระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยผ่านเข้าไปในขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อเปิดสวิตซ์ให้กระแสไฟฟ้าปริมาณมากไหลในอีกวงจรหนึ่ง