แม่เหล็กไฟฟ้า
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
06 ส.ค. 64
 | 18.2K views



        เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำ อิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายเทในตัวนำจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบ ๆ ตัวนำนั้นด้วย ยิ่งขดลวดตัวนำมีพลังงานไฟฟ้าไหลผ่านมาก มีความต้านทานไฟฟ้าต่ำ มีพื้นที่หน้าตัดขนาดใหญ่ และพันขดชิดกันมาก ความเข้มของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นก็ยิ่งสูงตามไปด้วย โดยเราสามารถทดสอบการเกิดสนามแม่เหล็กได้ง่าย ๆ เพียงนำเข็มทิศไปวางทาบบริเวณสายไฟฟ้าตัวนำที่ต่อวงจรไฟฟ้าปิด หากเข็มทิศเบี่ยงเบนไปจากทิศเหนือ แสดงว่ามีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นรอบตัวนำไฟฟ้านั้น ด้วยหลักการนี้ เราสามารถสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าหรือแม่เหล็กชั่วคราวได้ ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์เป็นกระดิ่งไฟฟ้า เครื่องคัดแยกเศษเหล็ก ตลอดจนรถไฟฟ้าพลังงานสนามแม่เหล็ก

ภาพ : shutterstock.com

        โลกที่เราอาศัยอยู่นี้ ก็มีสภาพเป็นแท่งแม่เหล็กที่มีขั้วเหนือและขั้วใต้ มีสนามแม่เหล็กโลกห่อหุ้มอยู่โดยรอบ ด้วยเหตุนี้เราจึงสามารถทำเข็มทิศเพื่อบอกทิศทางได้ โดยใช้แท่งเหล็กเล็ก ๆ อย่างเช่นเข็ม ไปวางบนผิวน้ำ หรือผูกด้ายห้อยไว้ เมื่อเป็นอิสระจากแรงเสียดทาน แรงลม และแรงกระทำอื่น ๆ เข็มก็จะหมุนไปตามแนวแรงของสนามแม่เหล็กโลก โดยหันปลายทั้งสองด้านไปทางทิศเหนือและทิศใต้เสมอนั่นเอง

        หากนำขดลวดหุ้มฉนวน มาพันรอบแท่งเหล็กเป็นวงคล้ายสปริง เมื่อปล่อยกระแสไฟวิ่งผ่านขดลวดนั้น จะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้นที่บริเวณแท่งเหล็กโดยรอบ และจะทำให้แท่งเหล็กนั้นกลายเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า อาศัยหลักการนี้เราสามารถนำไปสร้างเป็นอุปกรณ์หรือเครื่องมือเครื่องจักรต่าง ๆ มากมาย ดังเช่น

        กระดิ่งไฟฟ้า ทำได้โดยให้แม่เหล็กไฟฟ้า ดึงดูดแท่งเหล็กเคาะกระดิ่งให้เคลื่อนที่ ซึ่งเมื่อเหล็กเคาะกระดิ่งเคลื่อนที่ ก็จะไปตีกระดิ่งให้เกิดเสียงดัง และวงจรไฟฟ้าก็จะกลายเป็นวงจรเปิด กระแสไฟฟ้าหยุดไหล แม่เหล็กไฟฟ้าก็จะหมดอำนาจ ทำให้แท่งเหล็กเคาะกระดิ่งดีดกลับมาที่ตำแหน่งเดิม พร้อมกับต่อวงจรไฟฟ้าเป็นวงจรปิดอีกครั้ง ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ เกิดสนามแม่เหล็กและแม่เหล็กไฟฟ้าก็จะดูดเหล็กเคาะกระดิ่งไปตีกระดิ่งอีกรอบ วนซ้ำไปซ้ำมา เราก็จะได้ยินเสียงกระดิ่งไฟฟ้าดังต่อเนื่องนั่นเอง

ภาพ : shutterstock.com

        เครื่องคัดแยกเศษเหล็ก ทำงานโดยจ่ายกระแสไฟฟ้าเพื่อสร้างแม่เหล็กชั่วคราว แล้วใช้แม่เหล็กนั้นดูดเศษเหล็กออกจากกองโลหะอื่น ๆ แล้วตัดกระแสไฟฟ้าเพื่อปล่อยเศษเหล็กที่ดูดติดมาลงในบริเวณที่ต้องการ​

ภาพ : shutterstock.com

        รางรถไฟความเร็วสูงระบบสนามแม่เหล็ก โดยอาศัยหลักการผลักกันของขั้วแม่เหล็กเพื่อยกรถไฟฟ้าให้ลอยตัวเหนือราง เป็นการลดแรงเสียดทานระหว่างล้อกับราง และใช้แรงสนามแม่เหล็กเป็นตัวขับเคลื่อนรถไฟฟ้า รถไฟฟ้าพลังสนามแม่เหล็กจึงสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก

ภาพ : shutterstock.com

        นอกจากนั้น เรายังสามารถนำหลักการกำเนิดสนามแม่เหล็กนี้ ไปประยุกต์ทำอุปกรณ์ทำความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (Induction Heater) อย่างเช่น เตาแม่เหล็กไฟฟ้า หลอดไฟพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องเชื่อมเหล็ก ได้อีกด้วย

 

จัดทำโดย มรุตเทพ วงษ์วาโย