สนามแม่เหล็ก
| English | ไทย |
|---|---|
| magnetic field/mæɡˈnetɪk fiːld/ | สนามแม่เหล็ก |
| current/ˈkʌrənt/ | 电流的属性 |
| permanent magnets/ˈpɜːmənənt ˈmæɡnɪts/ | แม่เหล็กถาวร |
| iron filings/ˈaɪən ˈfaɪlɪŋz/ | เศษเหล็ก |
| field lines/fiːld laɪnz/ | เส้นสนาม |
| right-hand grip rule/raɪt hænd ɡrɪp ruːl/ | กฎกำปั้นมือขวา |
| solenoid/ˈsəʊlənɔɪd/ | โซเลนอยด์ |
| iron core/ˈaɪən kɔː/ | แกนเหล็ก |
| electromagnets/ɪˌlektrəʊˈmæɡnɪts/ | แม่เหล็กไฟฟ้า |
สนามแม่เหล็กที่ไม่สนใจสิ่งที่หยุดนิ่ง
- ยึดประจุไฟฟ้าที่หยุดนิ่งไว้ข้างๆแม่เหล็กกำลังสูง แล้วจะไม่มีอะไรเกิดขึ้นเลย ไม่มีแรง ไม่มีการดัน ไม่มีอะไรทั้งนั้น
- เมื่อทำให้ประจุเดียวกันนั้นเคลื่อนที่ มันจะถูกผลักไปด้านข้างทันที โดยตั้งฉากกับการเคลื่อนที่และกับสนามทั้งสองอย่าง
- ความเลือกสรรนี้คือสิ่งที่ทำให้สนามแม่เหล็กต่างจากสนามไฟฟ้า และเป็นสิ่งแรกที่คุณต้องบอกผู้สอบ
- บทเรียนนี้จะอธิบายว่า สนามแม่เหล็กคืออะไร สิ่งใดสร้างมันขึ้น และรูปแบบเส้นสนามที่คุณต้องวาดได้
สนามแม่เหล็กคืออะไร
- สนามแม่เหล็กคือบริเวณที่มี แรงกระทำต่อ ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่, ตัวนำที่มีกระแสไหลผ่านหรือ วัสดุแม่เหล็ก
- คีย์คำตอบต้องการคำว่า force (แรง) และ หนึ่งในสามสิ่งเหล่านี้ "บริเวณรอบๆแม่เหล็ก" เพียงอย่างเดียวไม่ได้คะแนน
- ระวังสิ่งที่ขาดหายไป: ประจุที่ หยุดนิ่ง จะไม่รู้สึกถึงแรงแม่เหล็กเลย สนามไฟฟ้ากระทำต่อประจุทุกชนิด แต่สนามแม่เหล็กมี Selectivity
สนามแม่เหล็กคือบริเวณที่:
แรงแม่เหล็กกระทำต่อ ประจุเคลื่อนที่ (และกระแสไฟฟ้า) เท่านั้น — ประจุที่หยุดนิ่งไม่รู้สึกถึงแรงใดๆ
สนามแม่เหล็กเป็นบริเวณที่แรงกระทำต่อสิ่งใดสิ่งหนึ่งต่อไปนี้? เลือก ทุก ข้อที่ถูกต้อง
ประจุที่หยุดนิ่งไม่ได้รับแรงแม่เหล็กเลย ซึ่งนี่แหละคือจุดที่แยกแยะสนามแม่เหล็กออกจากสนามไฟฟ้า
สิ่งใดสร้างมันขึ้น
- ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ ซึ่งในทางปฏิบัติหมายถึง กระแสไฟฟ้าในสายไฟ
- แม่เหล็กถาวร ที่สนามเกิดจากกระแสระดับอะตอมเล็กๆภายในวัสดุ
- ทั้งสองเป็นสาเหตุเดียวกันเบื้องหลัง แม่เหล็กถาวรก็คือประจุที่เคลื่อนที่เช่นกัน เพียงแต่ในระดับอะตอมเท่านั้น
ตะปูเหล็กเปลี่ยนสนามที่มองไม่เห็นให้เป็นสิ่งที่ถ่ายภาพได้
สิ่งใดต่อไปนี้จะสร้างสนามแม่เหล็ก?
ประจุเคลื่อนที่และกระแสไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็ก; แม่เหล็กถาวรก็ทำเช่นนี้ผ่านกระแสระดับอะตอม ส่วนประจุที่หยุดนิ่งสร้างได้เพียงสนามไฟฟ้าเท่านั้น
เส้นสนาม
- خارجแม่เหล็ก เส้นสนามวิ่งจาก N ไป S และจาก S ไป N ภายในมัน ดังนั้นจึงเป็น วงปิดเสมอ
- เส้น ไม่เคยตัดกัน และ เส้นที่ใกล้กันแสดงถึง สนามที่แข็งแรงกว่า ทุกเส้นต้องมี ลูกศร
- เส้นสนามมีความเข้มที่สุด (ใกล้กันที่สุด) ใกล้กับ ขั้วแม่เหล็ก
วงปิด หนาแน่นที่ขั้วแม่เหล็ก
ห้องปฏิบัติการสนามแม่เหล็ก
เปลี่ยนการจัดวางของสนามแม่เหล็กเพื่อดูว่ารูปแบบสนามเปลี่ยนแปลงอย่างไร
ภายนอกแม่เหล็ก เส้นสนามแม่เหล็กวิ่ง:
เส้นสนามออกจากขั้ว N เข้าขั้ว S ภายนอก แล้วสร้างวงปิดผ่านภายในของแม่เหล็ก
เส้นสนามแม่เหล็กไม่ตัดกัน
หากตัดกัน สนามจะชี้ไปในสองทิศทางพร้อมกัน — เป็นไปไม่ได้ เส้นที่หนาแน่นขึ้นหมายถึงสนามที่แรงขึ้น
เส้นสนามที่วาดใกล้กันมากขึ้นหมายถึงสนาม ____
ระยะห่างระหว่างเส้นแสดงถึงความเข้มของสนาม — เส้นที่ใกล้กันมากขึ้น แสดงถึงสนามที่แรงขึ้น
ตัวอย่างวิธีทำ: การวาดสนามของสายไฟตรง
- วาดเส้นสนามสี่เส้นรอบสายไฟตรงยาวที่มีกระแสไหลเข้าหน้ากระดาษ.
- เส้นเหล่านั้นเป็น วงกลมร่วมศูนย์กลางที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่สายไฟ นั่นคือคะแนนแรก
- ระยะห่างระหว่างเส้นเพิ่มขึ้นเมื่อไกลออกไป เพราะสนามอ่อนลงเมื่อเราเคลื่อนที่ออก นั่นคือคะแนนที่สอง
- ทุกเส้นมี ลูกศร และสำหรับกระแสที่ ไหลเข้า หน้ากระดาษ ทิศทางจะเป็น ทวนเข็มนาฬิกา ตาม กฎกำปั้นมือขวา: นิ้วโป้งชี้ตามกระแส นิ้ว其餘งอไปตามทิศที่สนามชี้
The patterns to know (รูปแบบที่ต้องรู้)
- แท่งแม่เหล็ก: เส้นโค้งจาก N ไป S ข้างนอก หนาแน่นใกล้ขั้ว
- สายไฟตรงยาว: วงกลมร่วมศูนย์กลาง ระยะห่างขยายออกเมื่อไกล
- คอยล์วงกลมแบน: วงลูปรอบสองด้านเสริมกันผ่านศูนย์กลาง ทำให้สนามตรงกลางตั้งฉากกับ ระนาบ ของคอยล์ และเข้มที่สุดที่ศูนย์กลาง เมื่อมองจากด้านหนึ่งคอยล์จะเป็นขั้วเหนือ จากอีกด้านเป็นขั้วใต้
- โซเลนอยด์ยาว: คอยล์หลายแบบเรียงกันthus使得 ภายในมีสนามสม่ำเสมอเกือบทั้งหมดขนานกับแกน เหมือนแท่งแม่เหล็กที่ถูกยืดออก และลดลงอย่างรวดเร็วภายนอก
สม่ำเสมอตรงกลาง และสนามแม่เหล็กที่ปลาย
การวาดเส้นสนามรอบสายไฟตรงถูกกำหนดไว้ที่จุดใด? เลือก ทุก ข้อที่เกี่ยวข้อง
วงกลม, ระยะห่างกว้างขึ้น, มีลูกศร สำหรับกระแสไหลเข้าในกระดาษ ทิศทางจะเป็นทวนเข็มนาฬิกา ตามกฎกำปั้นมือขวา
แกนเหล็ก
- การใส่ แกนเหล็ก หรือ วัสดุERENCEOUS อื่นๆภายในโซเลนอยด์จะทำให้ เพิ่มสนามอย่างมาก
- เหตุผลและเป็นคำตอบที่ได้คะแนน: แกนถูก แม่เหล็กโดยสนามของโซเลนอยด์ และ สนามของมันเองรวมเข้ากับสนามของกระแสไฟฟ้า
- นี่คือเหตุผลว่าทำไม แม่เหล็กไฟฟ้าและ หม้อแปลงจึงสร้างด้วยแกนเหล็กแทนอากาศ
สนามแม่เหล็กภายในโซเลนอยด์ที่ยาวมีลักษณะอย่างไร?
โซเลนอยด์คือขดลวดหลายขดเรียงต่อกัน ทำให้สนามภายในมีความสม่ำเสมอเหมือนแม่เหล็กแท่งที่ถูกดึงออก และจะลดลงอย่างรวดเร็วภายนอก
จับคู่การจัดวางแต่ละรูปแบบกับรูปร่างของสนามแม่เหล็ก
ทั้งสี่แบบ都值得被记忆绘制, พร้อมลูกศรและระยะห่างที่แสดงตำแหน่งที่สนามแรง
คะแนนที่หลุดหายไป
- นิยามต้องใช้คำว่า force (แรง) และอย่างใดอย่างหนึ่ง: ประจุเคลื่อนที่ ตัวนำที่มีกระแสไหลผ่าน วัสดุแม่เหล็ก ประจุหยุดนิ่งไม่รู้สึกอะไร
- เส้นสนามเป็น วงปิด: N ไป S ข้างนอก S ไป N ภายใน พวกเขาไม่หยุดเฉยๆ
- เส้นสนามของสายไฟเป็น วงกลมร่วมศูนย์กลางwhose spacing กว้างขึ้นและแต่ละเส้นต้องมี ลูกศร
- แกนเหล็กทำงานเพราะมันถูก แม่เหล็กและเพิ่มสนามของตัวเอง ไม่ใช่เพราะมัน "รวมศูนย์" หรือ "ดึงดูด" สนาม
ทำไมแกนเหล็กจึงเพิ่มสนามแม่เหล็กของโซเลนอยด์ได้อย่างมาก?
แม่เหล็กระดับอะตอมในแกนเรียงตัวและสร้างสนามของตัวเอง นี่คือคำศัพท์ที่ใช้ในการวัดผล และเป็นเหตุผลที่แม่เหล็กไฟฟ้าและหม้อแปลงใช้แกนเหล็ก
คุณเข้าใจแล้ว
- สนามแม่เหล็กคือบริเวณที่มีแรงกระทำต่อ ประจุเคลื่อนที่, ตัวนำที่มีกระแสไหลผ่านหรือ วัสดุแม่เหล็ก; ประจุหยุดนิ่งไม่รู้สึกอะไร
- เกิดจาก ประจุที่เคลื่อนที่ หรือเกิดจาก แม่เหล็กถาวร ซึ่งเป็นกระแสไฟระดับอะตอม
- เส้นสนามวิ่ง N ไป S ข้างนอกและ S ไป N ภายใน เป็นวงปิด; ไม่ตัดกัน และใกล้กันแสดงถึงความเข้ม
- รูปแบบ: แท่งแม่เหล็ก, วงกลมร่วมศูนย์กลางรอบสายไฟตาม กฎกำปั้นมือขวา, คอยล์ทำหน้าที่เป็นแม่เหล็กขนาดเล็ก และ โซเลนอยด์ที่มีสนามสม่ำเสมอภายใน; แกนเหล็กถูกแม่เหล็กและเพิ่มสนามของตัวเอง