ฟลักซ์แม่เหล็กและกฎของฟาราเดย์ (1)

ยอดวิว 0

แบบฝึกหัด

EASY

ฟลักซ์แม่เหล็กและกฎของฟาราเดย์ (1) (ชุดที่ 1) Pre test

MEDIUM

ฟลักซ์แม่เหล็กและกฎของฟาราเดย์ (1) (ชุดที่ 2)

HARD

ฟลักซ์แม่เหล็กและกฎของฟาราเดย์ (1) (ชุดที่ 3)

เนื้อหา

ฟลักซ์แม่เหล็ก

การศึกษาเกี่ยวกับปรากฎการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็กต้องศึกษาควบคู่กันไป เนื่องจากปริมาณทั้งสองมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน โดยความรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก ถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวางในปัจจุบัน

แม่เหล็ก

แม่เหล็ก (magnet) เป็นสารที่สามารถดึงดูดเหล็กหรือสารที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กได้ โดยหากปล่อยให้แม่เหล็กหมุนได้อย่างอิสระ แม่เหล็กจะวางตัวในทิศเหนือ-ใต้เสมอ ปลายที่ชี้ไปในทางทิศเหนือ เรียกว่า ขั้วเหนือ (N) และปลายที่ชี้ไปในทางทิศใต้ เรียกว่า ขั้วใต้ (S) ซึ่งบริเวณดังกล่าวจะมีสนามแม่เหล็กล้อมรอบอยู่ โดยสนามแม่เหล็กจากแท่งแม่เหล็กจะมีทิศจากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้ แสดงดังภาพที่ 1(ก)

ภาพที่ 1 (ก) เส้นสนามแม่เหล็ก (ข) จุดสะเทินเนื่องจากสนามแม่เหล็กจากแท่งแม่เหล็ก 2 แท่ง

เนื่องจากแนวเส้นสนามแม่เหล็กจะไม่ตัดกัน ดังนั้น จะมีบริเวณที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก เรียกบริเวณดังกล่าวว่า จุดสะเทิน (neutral point) แสดงดังภาพที่ 1(ข) ขนาดของสนามแม่เหล็กมีความสัมพันธ์กับความหนาแน่นของเส้นสนามแม่เหล็ก นั่นคือ บริเวณที่มีเส้นสนามแม่เหล็กหนาแน่นมาก บริเวณนั้นจะมีสนามแม่เหล็กเข้มข้นมาก

ฟลักซ์แม่เหล็ก

ฟลักซ์แม่เหล็ก (magnetic flux) คือ จำนวนเส้นสนามแม่เหล็กที่ผ่านในแนวตั้งฉากกับพื้นผิวนั้น โดยฟลักซ์แม่เหล็กมีความสัมพันธ์เชิงปริมาณกับสนามแม่เหล็กและพื้นที่ที่ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กนั้น

กำหนด                

  • B  คือ ขนาดสนามแม่เหล็ก (สม่ำเสมอ) มีหน่วยเป็น เวเบอร์ต่อตารางเมตร (Wb/m2)
  • phi  คือ ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นที่ใดๆ มีหน่วยเป็น เวเบอร์ (Wb)
  • A  คือ พื้นที่ที่กำหนด มีหน่วยเป็น ตารางเมตร (m2)

สนามแม่เหล็กที่มีทิศตั้งฉากกับพื้นผิวที่กำหนด จะมีความสัมพันธ์

phi equals B A

แต่หากสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอผ่านพื้นผิวในแนวทำมุม theta กับแนวตั้งฉากกับพื้นผิวจะมีความสัมพันธ์

ϕ equals B A space cos theta

หรือในกรณีสนามแม่เหล็กทำมุมกับระนาบขดลวด ϕ

phi equals B A cos open parentheses 90 degree minus ϕ close parentheses

เนื่องจาก cos open parentheses 90 degree minus ϕ close parentheses equals sin ϕ จะได้ 

phi equals B A sin ϕ

   ภาพที่ 2 ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นผิว