หมวดที่ 15: แม่เหล็กและไฟฟ้า

บทนำ

• บทนี้เป็นบทสุดท้ายในเนื้อหาฟิสิกส์
• เนื้อหาหนาแน่นเกี่ยวกับแม่เหล็กและไฟฟ้า

แม่เหล็ก

• แม่เหล็กมีความสัมพันธ์กับไฟฟ้า
• แม่เหล็กไฟฟ้า: มีขั้วเหนือและขั้วใต้
  • ขั้วต่างกัน = แรงดูด
  • ขั้วเดียวกัน = แรงผลัก
• เข็มทิศช่วยให้เข้าใจทิศทางของสนามแม่เหล็ก
• สนามแม่เหล็กมีเส้นแรงวิ่งจากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้

ความเข้มของสนามแม่เหล็ก (B)

• ความเข้ม = B = Φ/A (Φ = จำนวนเส้นแรง, A = พื้นที่)
• B ต้องตั้งฉากกับ A เพื่อให้ได้ค่าที่ถูกต้อง

แรงแม่เหล็กที่กระทำต่อประจุไฟฟ้า

• แรงกระทำที่เกิดจากประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก: F = QVB sin(θ)
  • F = แรงแม่เหล็ก, Q = ประจุ, V = ความเร็ว, B = ความเข้มสนามแม่เหล็ก
• วิธีการหาทิศทางของแรง:
  • ใช้มือขวาสำหรับประจุบวก
  • ใช้มือซ้ายสำหรับประจุลบ

การสร้างแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้า

• การสร้างแม่เหล็กโดยใช้ขดลวดโซลีนอยน์ (Solenoid)
• เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้น

แรงกระทำระหว่างลวดที่มีกระแสไฟฟ้า

• หากลวดสองเส้นอยู่ใกล้กัน จะมีแรงดูดหรือแรงผลักระหว่างกันขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแส
• สูตรแรงกระทำระหว่างเส้นลวด: F/L = k * (I1 * I2)/d
  • k = ค่าคงที่, I1, I2 = กระแสไฟในลวด 1 และลวด 2, d = ระยะห่างระหว่างลวด

โมเมนต์ของแรง

• โมเมนต์ของแรงเกิดจากแรงที่กระทำต่อขดลวดในสนามแม่เหล็ก
• โมเมนต์ = BIL sin(θ), โดยที่ L = ยาวของลวด, I = กระแสไฟฟ้า, B = ความเข้มของสนามแม่เหล็ก

การผลิตไฟฟ้า

• หลักการเหนียวนำของฟาราเดย์: การเคลื่อนที่ของแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กจะเกิดกระแสไฟฟ้า
• EMF = -dΦ/dt
  • Φ = จำนวนเส้นแรงแม่เหล็กที่ตัดผ่านพื้นที่

หม้อแปลงไฟฟ้า

• หม้อแปลงไฟฟ้าใช้สำหรับเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้า
• หม้อแปลงไฟฟ้าใช้ได้กับไฟฟ้ากระแสสลับเท่านั้น
• V1/N1 = V2/N2 (N = จำนวนขดลวด)
• ประสิทธิภาพ = P2/P1 x 100%

สรุป

• แม่เหล็กและไฟฟ้ามีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด
• หลักการของแม่เหล็กและไฟฟ้าถูกนำไปใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าหลายประเภท

การทบทวน

• ทบทวนหลักการและสูตรที่สำคัญ
• แนะนำให้ทำโจทย์เพื่อเข้าใจการประยุกต์ใช้ในสถานการณ์จริง