แม่เหล็กและสายไฟที่มีกระแส
แนะนำใหม่มอเตอร์ไฟฟ้า: กระแส + แม่เหล็ก = หมุนได้
- ภายในมอเตอร์ไฟฟ้าทุกตัว ลวดที่มีกระแสไหลอยู่จะอยู่ในสนามแม่เหล็ก — และจะถูกผลัก.
- เนื่องจากกระแสคือประจุที่เคลื่อนที่ สนามจึงผลัก ลวด ทั้งเส้นไปด้านข้าง.
- สลับทิศทางกระแสทุกครึ่งรอบ การผลักนี้จะกลายเป็นการ หมุน ต่อเนื่อง.
- "เอฟเฟกต์มอเตอร์" และผลย้อนกลับ powering เกือบทุกเครื่องจักรของเรา.
เอฟเฟกต์มอเตอร์
- ลวดที่มีกระแส $I$ และความยาว $L$ อยู่ในสนาม $B$ จะได้รับแรง $F = BIL$.
- เหมือนแรงที่กระทำต่อประจุเดียว แรงนี้ ตั้งฉาก กับทั้งกระแสและสนาม.
- สลับทิศทางกระแส หรือ สนาม แล้วแรงจะพลิกทิศทาง.
- กระแสใหญ่ขึ้น, สนามแรงขึ้น หรือลวดยาวขึ้น ล้วนให้แรงมากขึ้น.
แรงบนกระแส
เปลี่ยนสนาม กระแส และความยาว และดูว่าแรงแมกนีโต-เอฟเฟกต์ตอบสนองอย่างไร
$0.5\ \text{m}$ สายไฟพา $4\ \text{A}$ ตัดผ่าน $2\ \text{T}$ Field แรงที่มันรู้สึกเป็นอะไรใน $\text{N}$?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$F = BIL = 2 \times 4 \times 0.5 = 4\ \text{N}$.
แรงแบบเคลื่อนที่ที่กระทำต่อสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กคือ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$F = BIL$ — แรงแมกนีโต-เอฟเฟกต์บนกระแส
การกลับทิศทางกระแสผ่านสายจะกลับทิศทางของแรง
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การกลับทิศทางกระแส (หรือสนาม) จะพลิกทิศทางแรง
เลือก ทุก การเปลี่ยนแปลงที่เพิ่มแรงแมกนีโต-เอฟเฟกต์บนสาย
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$F = BIL$ เพิ่มขึ้นตามสนามแม่เหล็ก กระแสไฟฟ้า และความยาว. กระแสขนานให้แรงเป็นศูนย์.
กฎมือซ้ายของเฟลมิ่ง
- ชี้มือซ้าย: นิ้วชี้ = สนาม, นิ้วกลาง = กระแส, นิ้วโป้ง = แรง.
- จับให้ตั้งฉากกัน จะได้สามทิศทางที่ตั้งฉากกัน.
- เป็นวิธีที่รวดเร็วในการหาทิศทางการถูกผลักของลวด.
- (ใช้ มือ ซ้ายสำหรับแรงที่กระทำต่อกระแส; มือขวาใช้สำหรับความเร็วของประจุบวก.)
กฎมือไหนให้แรงบนสายไฟที่มีกระแส?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Fleming's left-hand rule ให้แรงแบบ current: field, current, force
กระแสก็สร้างสนามของตัวเองได้ด้วย
- สิ่งตรงกันข้ามก็เป็นจริงด้วย: ลวดที่มีกระแสไหลจะ สร้าง สนามแม่เหล็กรอบตัวมันเอง.
- ม้วนลวดให้เป็นขดลวด และสนามรวมกันจนเกิด แม่เหล็กไฟฟ้า ที่แข็งแรง.
- ปิดกระแสแล้วสนามจะหายไป — เป็นแม่เหล็กที่ควบคุมได้.
- แม่เหล็กไฟฟ้ายกรถขยะ, ร้องกริ่งประตู และขับเคลื่อนลำโพง.
คอยล์ของสายไฟที่มีกระแสทำหน้าที่เป็น ____
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
สนามแม่เหล็กของคอยล์รวมกันเพื่อให้ได้แม่เหล็กไฟฟ้าที่แรงและเปิด-ปิดได้
ใช้ มือ ซ้าย (กฎมือซ้ายของเฟมมิ่ง) สำหรับแรงที่กระทำต่อลวดที่มีกระแสไหล — ง่ายต่อการจับผิดมือ และแรงจำเป็นต้องมีกระแสไหล ตัด ผ่านสนาม: ลวดที่มีกระแสไหล ขนาน กับสนามจะไม่ได้รับแรง.
ลวดยาว $0.5\ \text{m}$ พกพากระแส $4\ \text{A}$ ตัดผ่านสนาม $2\ \text{T}$.
- $F = BIL = 2 \times 4 \times 0.5 = 4\ \text{N}$.
เพิ่มกระแสเป็นสองเท่าเป็น $8\ \text{A}$ แล้วแรงจะเป็นสองเท่าเป็น $8\ \text{N}$.
ลวดที่มีกระแสไหลอยู่ในสนามแม่เหล็กได้รับแรง เอฟเฟกต์มอเตอร์ $F = BIL$, ตั้งฉาก กับกระแสและสนาม (กฎมือ ซ้าย ของเฟมมิ่ง) สลับทิศทางกระแสหรือสนามจะพลิกทิศทาง它也 สร้าง สนาม — ซึ่งเป็นพื้นฐานของ แม่เหล็กไฟฟ้า.