กฎของฟาราเดย์

จากการทดลองของฟาราเดย์ พบว่า การเคลื่อนที่ของแท่งแม่เหล็กเข้าหาขดลวด ทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กบริเวณขดลวดเปลี่ยนแปลงไป $open parentheses increment ϕ close parentheses$ ทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (E) ในขดลวด

(1.)

E equals fraction numerator N capital delta ϕ over denominator increment t end fraction

โดยที่

$E$ คือ แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ มีหน่วยเป็น โวลต์ (V)
$N$ คือ จำนวนรอบของขดลวด
$ϕ$ คือ ฟลักซ์แม่เหล็ก มีหน่วยเป็น เวเบอร์ (Wb)
$increment t$ คือ ช่วงเวลาในการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็ก มีหน่วยเป็น วินาที (s)

เครื่องหมายลบ (-) แสดงว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้น เกิดในลักษณะต้านการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็ก ดังนั้นหากพิจารณาเฉพาะขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ จะได้

(2.)

open vertical bar E close vertical bar equals fraction numerator N capital delta ϕ over denominator capital delta t end fraction

เนื่องจาก $ϕ equals B A$ จะได้

open vertical bar E close vertical bar equals fraction numerator N increment open parentheses B A close parentheses over denominator increment t end fraction

กรณีพื้นที่หน้าตัด A คงที่ จะได้

(3.)

open vertical bar E close vertical bar equals N A fraction numerator increment B over denominator increment t end fraction

กรณีสนามแม่เหล็ก B คงที่ จะได้

(4.)

open vertical bar E close vertical bar equals N B fraction numerator increment A over denominator increment t end fraction

นอกจากนี้ การเคลื่อนที่ของลวดตัวนำยาว $open parentheses I close parentheses$ ตัดสนามแม่เหล็ก $open parentheses B close parentheses$ ด้วยอัตราเร็วคงที่ $open parentheses v close parentheses$ ทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ $open parentheses E close parentheses$ ได้เช่นกัน

(5.)

open vertical bar E close vertical bar equals v B I

กฎของเลนซ์

กฎของเลนซ์ มีใจความสำคัญ คือ ทิศของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ $open parentheses i close parentheses$ ที่เกิดในขดลวดจะมีทิศต้านการเปลี่ยนแปลง ฟลักซ์แม่เหล็กเดิม

ภาพที่ 3 ทิศของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจากกฎของเลนซ์ เมื่อสนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้น

ภาพที่ 4 ทิศของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจากกฎของเลนซ์ เมื่อสนามแม่เหล็กลดลง

การเหนี่ยวนำไฟฟ้าแม่เหล็ก

เครื่องตรวจโลหะ
หลักการทำงานของเครื่องตรวจโลหะ
ไฟฟ้ากระแสสลับไหลผ่านขดลวดตรวจวัดการเหนี่ยวนำที่ปลายแท่ง แล้วสร้างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาออกมา
เมื่อมีวัตถุโละเข้ามาในสนามแหล็กนี้ จะเกิดกระแสเอ็ดดี เท่ากับว่าพลังงานของขดลวดตรวจวัดถูกส่งผ่านไปที่วัตถุโลหะ กระแสที่ไหลผ่านจะมีคำเปลี่ยนไป กล่องควบคุมจะอ่านค่ากระแสนี้แล้วแปลงเป็นเสียง เครื่องตรวจโลหะนี้จะได้ผลแค่ไหน ขึ้นอยู่กับรูปร่างขนาดของวัตถุโลนะนั้น ๆ และความลึกใต้ดิน

สัญญาณไฟจราจรอัจฉริยะ
ก็ทำงานคล้าย ๆ กัน ในบางที่จะฝังขดลวดเหนี่ยวนำไว้ในพื้นถนน ซึ่งจะปล่อยสนามแม่เหล็คล้ายกับในขดลวดตรวจวัดการเหนี่ยวนำเมื่อรถที่มีตัวถังโลหะวิ่งผ่นขดลวดเหนี่ยวนำนี้ กระแสที่ไหลผ่นขดลวดจะเปลี่ยนไปจนกล่องควบคุมสามารถตรวจจับได้

เตาไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
เตาเซรามิกเป็นเตาไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่มีขดลวดแบน 3 - 4 ชุดฝังอยู่ในผิวเซรามิก แล้วปล่อยกระแสสลับความถี่สูงถึง 18 KH ผ่านขดลวดเหล่านี้ เมื่อนำกระทะโลหะวางบนขดลวด จะเกิดกระแสเอ็ดดีขึ้นที่ก้นและรอบๆ กระทะ
กระแสที่ไหลผ่านเนื้อโลหะจะสร้างพลังงานความร้อนจนนำไปใช้ทำอาหารได้ ถึงกระทะจะร้อนมาก แผ่นเชรามิกก็จะยังเย็นอยู่

เบรกแม่เหล็กไฟฟ้า
เบรกชนิดนี้นิมใช้ในรถขนาดใหญ่ๆ เช่น รถบรรทุกหรือรสบัส แกนล้อของรถที่ใช้เบรกชนิดนี้จะมีแผ่นจานหมุน เรียกว่า โรเตร (rotor) อยู่สองชิ้น โรเตอร์ทั้งสองมีชุดขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า เรียกว่า สเตเตอร์ (stator) อยู่ระหว่างกลาง เมื่อคนขับเหยียบเบรกจะมีกระแสไหลผ่นขดลวด ซึ่งขดที่ติดกันจะสร้างสนามแม่เหล็กที่กลับทางกัน
โรเตอร์ที่หมุนอยู่จะเคลื่อนที่ตัดฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดขึ้น จนเกิดกระแสเอ็ดดีขึ้นมาในแผ่นจาน กระแสเอ็ดดีจะไหลในทิศทางที่ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงจึงทำให้ โรเตอร์และล้อ หมุนช้าลง
เบรกชนิดนี้จะใช้งานไม่ได้ที่อัตราเร็วต่ำๆ เพราะที่อัตราเร็วน้อยๆ โรเตอร์จะหมุนตัดกับฟลักซ์ได้ช้า กระแสเอ็ดดีมีน้อยลง จนได้ผลการเบรกที่น้อยลงตามไป เราจึงต้องใช้เบรกแรงเสียดทานในการทำให้รถหยุดสนิท

ฟลักซ์แม่เหล็กและกฎของฟาราเดย์ (2)

แบบฝึกหัด

ฟลักซ์แม่เหล็กและกฎของฟาราเดย์ (2) (ชุดที่ 1)

ฟลักซ์แม่เหล็กและกฎของฟาราเดย์ (2) (ชุดที่ 2)

ฟลักซ์แม่เหล็กและกฎของฟาราเดย์ (2) (ชุดที่ 3)

เนื้อหา

กฎของฟาราเดย์

กฎของเลนซ์

การเหนี่ยวนำไฟฟ้าแม่เหล็ก

บทเรียน

ติดต่อเรา

ติดตามเรา

เราในสื่ออื่นๆ