Electromagnetic Field EMF

สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 1 สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 11.1 ความเป็ นมาเร่ืองสนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า กระแสไฟฟ้ าทีไหลผ่านเส้นลวดจะทาให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบๆเส้น ลวด ลกั ษณะของสนามแม่เหลก็ ขนึ ้ อยกู่ บั รูปร่างของเส้นลวดและกระแสไฟฟ้ าที่ ไหลผา่ น สนามแมเ่ หลก็ ทีเกิดขนึ ้ นีเ้รียกวา่ แม่เหลก็ ไฟฟ้ า ซงึ่ ใช้สร้างแมเ่ หล็กท่ีมี กาลงั สงู และใช้สาหรับทาให้เกิดการเคลื่อนที โดยกระแสไฟฟ้ าแม่เหล็กไฟฟ้ า (Electromagnets) หมายถึง อานาจแมเ่ หลก็ ทีjเกิดจากการทีjกระแสไฟฟ้ าไหล ผา่ นในวตั ถตุ วั นาหมายความวา่ ถ้าปลอ่ ยให้กระแสไฟฟ้ าไหลในวตั ถตุ วั นาจะทา ให้เกิดสนามแมเ่ หลก็ รอบ ๆ ตวั นานนั้ เมี่อมีกระแสไฟฟ้ าไหลผ่านเส้นลวดตวั นา จะเกิดเส้นแรงแมเ่ หลก็ ขึน้ รอบๆเส้นลวดตวั นานัน้ แตอ่ า นาแม่เหลก็ ที่เกิดขึน้ มีเพียงจานวนเลก็ น้อย ซงึ่ ไม่สามารถนาไปใช้ประโยชน์ได้ การจะเพิ่มความเข้มของ สนามแมเ่ หลก็ ทาได้โดยการนาเส้นลวดตวั นามาพนั เป็ นขดลวด เส้นแรงแม่เหลก็ ที_เกิดในแตล่ ะสว่ นของ เส้นลวดตวั นาจะเสริมอานาจกนั ทาให้มีความเขม็ ของสนามแมเ่ หลก็ เพิ่มขนึ ้ การค้นพบแม่เหล็กไฟฟ้ า ปี ค.ส 1820 ฮนั ส์ คริสเตียน เออร์สเตด (Hans Christian Oersted) ศาสตราจารย์ทางปรัชญาธรรมชาติใน กรุงโคเปนเฮเกน ประเทศเดนมาร์ก ค้นพบความสมั พนั ธ์ ระหวา่ งไฟฟ้ าและแม่เหล็กในตอนท้ายของชวั่ โมงการบรรยาย วิชาไฟฟ้ าและแม่เหล็กเขาวางเข็มทิศไว้ใกล้เส้นลวดท่ี มี กระแสไฟฟ้ า ปรากฏวา่ เขม็ ทศิ ชี.ไปทิศทางใหม่ เมื่อเข็มทิศเข้า ไปใกล้เส้นลวด จะมีทอร์กกระทาตอ่ เข็มทิศมากขึน้ เขาพบว่า สนามแม่เหล็กมาจากเส้นลวดที่มีกระแสไฟฟ้ าไหลนั่นเอง ดงั นนั้ เขาจึงเร่ิมหาเส้นแรงแมเ่ หล็ก พบวา่ เส้นแรงแมเ่ หลก็ mท่ี เกิดขนึ ้ เป็นวงกลมรอบเส้นลวดท่ีมีกระแสไฟฟ้ าไหล

สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 2 รูป เออร์สเตดค้นพบวา่ กระแสที่ไหลในขดลวดมีแรงกระทาตอ่ แม่เหลก็ หรืออธิบายใหมไ่ ด้วา่ ประจุ ท่ีเคลอ่ื นที่ทาให้เกิดสนามแมเ่ หลก็ เส้นแรงแม่เหลก็ เส้นแรงแม่เหลก็ ของแท่งแม่เหล็ก เม่ือนากระดาษแข็งวางบนแท่งแม่เหล็กโรยเศษผงเหล็กละเอียดบนกระดาษแล้วคอ่ ยๆเคาะด้วย นิว้ เบาๆ ผงเหลก็ จะเรียงตวั ตามเส้นแรงแมเ่ หล็กจากขวั้ N ไปขวั้ S อย่างสวยงามดงั รูปด้านบน โดยในที่ที่ มีเส้นแรงแมเ่ หลก็ เราเรียกวา่ มี สนามแม่เหล็ก เส้นแรงแม่เหล็กรอบตวั นา

สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 3 รูปด้านบนแสดงเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขนึ ้ รอบตวั นาที่มีกระแสไฟฟ้ าไหลผ่าน ซง่ึ มีลกั ษณะเป็ น รูปวงกลม โดยเส้นแรงแม่เหลก็ มีทิศทางไปในทิศของการขนั สกรูเกลียวขวาเม่ือกระแสมีทิศทางพ่งุ เข้าและ จะไปในทศิ การขนั สกรูเกลียวซ้ายเมื่อกระแสพงุ่ ออก 11.2 ความเข้มของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ า จะขึน้ อย่กู ับส่วนประกอบต่างๆ ดงั นี้ 11.2.1 จานวน รอบของการพนั เส้นลวดตวั นา การพนั จานวนรอบของเส้นลวดตวั นามากเกิด สนามแมเ่ หลก็ มาก ในทางกลบั กนั ถ้าพนั จานวนรอบน้อยการเกิดสนามแม่เหลก็ ก็น้อยตามไปด้วย 11.2.2 ปริมาณ การไหลของกระแสไฟฟ้ าผา่ นเส้นลวดตวั นา กระไฟฟ้ าไหลผา่ นมากสนา ม แมเ่ หลก็ เกิดขนึ ้ มาก และถ้ากระแสไฟฟ้ าไหลผา่ นน้อยสนามแมเ่ หลก็ เกิดน้อย 11.2.3 ชนิด ของวสั ดทุ ่ีใช้ทาแกนของแท่งแม่เหลก็ ไฟฟ้ า วสั ดตุ า่ งชนิดกนั จะให้ความเข็มของ สนามแมเ่ หลก็ ตา่ งกนั เชน่ แกนอากาศจะให้ความเขม็ ของสนามแม่เหลก็ น้อยกว่าแกนที่ทาจากสารเฟอโร แมกเนตกิ (Ferromagnetic) หรือ สารที่สามารถเกิดอานาจแมเ่ หลก็ ได้ เช่น เหลก็ เฟอร์ไรท์ เป็นต้น สาร เหลา่ นีจ้ ะชว่ ยเสริมอานาจแมเ่ หลก็ ในขดลวดทาให้มีความเขม็ ของสนามแมเ่ หลก็ มากขนึ ้ 11.2.4 ขนาดของแกนแทง่ แมเ่ หลก็ ไฟฟ้ า แกนท่ีมีขนาดใหญ่จะให้สนามแมเ่ หลก็ มาก สว่ นแกนท่ี มีขนาดเลก็ จะให้สนามแม่เหล็กน้อย

สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 4 11.3 การเคลอื่ นทขี่ องอนุภาคทม่ี ปี ระจุในสนามแม่เหลก็ เม่ืออนภุ าคที่มีประจไุ ฟฟ้ าเคล่ือนท่ีผ่านบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก จะมีแรงทางแม่เหล็กกระทาต่อ อนภุ าคนนั้ แรงกระทานีเ้รียกวา่ แรงลอเรนซ์ (Lorentz force) สามารถหาขนาดของแรงได้จาก รูปที่ 11 อนุภาคท่ีมีประจุไฟฟ้ าในสนามแม่เหลก็ ทศิ ทางของแรงท่กี ระทา เป็ นไปตามกฎมือขวาของสกรู (right hand screw rule) สาหรับประจไุ ฟฟ้ าบวก รูป กฎมือขวา

สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 5 - นิว้ หวั แมม่ ือ แทนทิศของ F - ปลายนิว้ ทงั้ สี่ แทนทิศของ V - กาปลายนิว้ ทงั้ ส่ีตามทิศของ B หรือ ใช้อีกวิธีหนงึ่ ใช้มือขวา รูป ทศิ ของ F, Vและ B ตามกฎมือขวา - นิว้ หวั แมม่ ือ แทนทศิ ของ F - นิว้ ชี ้แทนทิศของ V - นิว้ กลาง แทนทิศของ B ** ในกรณีท่ีเป็นประจไุ ฟฟ้ าลบเราก็จะต้องกลบั ทิศทางไปอีก 180 องศา หรือในทางตรงข้ามกบั ผลที่ได้จาก cross product นนั่ เอง เราอาจแยกพจิ ารณาการเคล่ือนท่ขี องประจุไฟฟ้ าในสนามแม่เหลก็ ดงั ต่อไปนี้ 1. ถ้าประจุไฟฟ้ าเคล่ือนท่ตี งั้ ฉากกบั สนามแม่เหล็ก ( ) รูปการเคลอ่ื นที่ของประจไุ ฟฟ้ าในสนามแมเ่ หลก็

สนามแม่เหล็กไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 6 แนวทางเดินของประจไุ ฟฟ้ าจะเป็ นวงกลม โดยมีแรงแม่เหล็กเป็ นแรงสศู่ นู ย์กลาง โดยทิศทางของ แรงแม่เหล็กเปลี่ยนตลอดเวลา ทาให้ทิศทางของความเร็วเปล่ียนไปด้วย จะเห็นได้ว่าแรงท่ีเกิดจาก สนามแม่เหล็กมีคา่ สม่าเสมอ และมีทิศตงั้ ฉากกบั ความเร็ว โดยแรงแม่เหล็กทาหน้าท่ีเป็ นแรงสศู่ นู ย์กลาง จะได้วา่ และรัศมี จงึ สรุปได้วา่ เมื่อประจไุ ฟฟ้ าเคล่อื นท่ีตงั้ ฉากกบั ทศิ ทางของสนามแมเ่ หลก็ ประจไุ ฟฟ้ าจะตวี งเป็นวงกลม ด้วยขนาดรัศมี (ข้อสงั เกต r m) ความเร็วเชิงมมุ 2. ประจุไฟฟ้ าเคล่ือนท่โี ดยทามุม กับสนามแม่เหล็ก รูป ประจไุ ฟฟ้ าเคลอ่ื นที่โดยทามมุ กบั สนามแม่เหลก็ ก. ถ้า เป็ น 0 องศา หรือ 180 องศา แรงกระทาจะเป็นศนู ย์ ประจจุ ะเคลอ่ื นท่ีทางเดมิ ข. ถ้า ไม่เท่ากบั 0 องศาหรือ 180 องศา และไมใ่ ช่ 90 องศาทางเดนิ จะเป็นรูปเกลยี ว รัศมีของเกลยี ว สามารถหาได้จาก

สนามแม่เหล็กไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 7 3. ประจุไฟฟ้ าเคล่ือนท่ผี ่านบริเวณท่มี ีสนามแม่เหล็ก ในกรณีที่สนามแม่เหล็กมีบริเวณไม่กว้างมากนกั ประจุไฟฟ้ าท่ีเข้ามาในสนามแม่เหล็กก็ย่อมถกู แรงกระทาเป็ นสว่ นโค้งของวงกลม โดยแรงกระทามีทิศทางเปล่ียนตลอดเวลา ความเร็วเปลี่ยนแปลงโดย อตั ราเร็วคงเดมิ เม่ือพ้นบริเวณที่มีสนามแมเ่ หล็กแล้วประจจุ ะเดนิ ทางเป็ นเส้นตรงด้วยอตั รา เร็วเท่ากบั ครัง้ แรก 4. ประจุไฟฟ้ าเคล่ือนท่ใี นสนามแม่เหลก็ และสนามไฟฟ้ าโดยเวกเตอร์ทงั้ สามมีทศิ ตงั้ ฉากกนั ซ่ึงประจุไฟฟ้ าจะถูกทัง้ แรงไฟฟ้ าและแรงแม่เหล็กกระทา ทาให้ประจุไฟฟ้ าเคล่ือนที่ได้โดยไม่ เบ่ยี งเบนเลยแสดงวา่ แรงแม่เหล็ก = แรงไฟฟ้ า ตัวอย่างท่ี 1 อนภุ าคท่ีมีประจไุ ฟฟ้ า +3.2 x 10-19 คลู อมบ์ เคล่ือนที่เข้าไปในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก ขนาด 1.2 เทสลา ด้วยความเร็ว 2.5 X 105 เมตรตอ่ วินาที ในทิศตงั้ ฉากกบั สนามแมเ่ หลก็ จงหาขนาดของ แรงแมเ่ หลก็ ท่ีกระทาตอ่ อนภุ าคนี ้

สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 8 ตัวอย่างท่ี 2 อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้ า เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 2 X106 เมตรต่อวินาที ในทิศตงั้ ฉากกับ สนามแม่เหล็กสม่าเสมอขนาด 5.0 X 10-2 เทสลา และมีแรงขนาด 4.8 X 10-14 นิวตนั กระทาตอ่ อนภุ าค จง หาประจไุ ฟฟ้ าของอนภุ าค แรงกระทาต่ออนุภาคท่มี ีประจุไฟฟ้ า ซ่งึ เคล่ือนท่ใี นบริเวณท่มี ีสนามแม่เหล็ก เมื่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้ าเคล่ือนที่เข้าไปในสนามแม่เหล็ก ปรากฏว่าทิศทางของอนุภาคนีจ้ ะ เปลีย่ นไปจากเดมิ แสดงวา่ มแี รงเน่ืองจากสนามแมเ่ หลก็ กระทาตอ่ อนภุ าคท่ีมีประจไุ ฟฟ้ านี ้ ซ่งึ หาความสัมพนั ธ์ได้จาก F = qvBsinθ เมื่อ F คอื แรงท่ีกระทาตอ่ ประจุ q มีหน่วยเป็น นวิ ตนั ( N ) q คอื ประจไุ ฟฟ้ าบนอนภุ าคท่ีเคลอ่ื นที่ผา่ นสนามแมเ่ หลก็ มีหนว่ ยเป็น คลู อมบ์ ( C ) v คอื ความเร็วของอนภุ าค มีหน่วยเป็น เมตรตอ่ วนิ าที ( m/s ) B คอื สนามแมเ่ หลก็ มีหน่วยเป็น เทสลา ( T ) θ คอื มมุ ระหวา่ ง v กบั B เมื่ออนภุ าคท่ีมีประจไุ ฟฟ้ าเคล่อื นที่ในสนามแม่เหลก็ แบง่ แนวการเคลื่อนที่ได้ 3 ลกั ษณะดงั นี ้ 1. เม่ืออนุภาคท่มี ีประจุเคล่ือนท่ตี ามทศิ สนามแม่เหล็กหรือสวนทางกลับสนามแม่เหล็ก ( θ = 0° หรือ θ = 180° ) จะไมเ่ กิดแรงกระทาตอ่ อนภุ าคนี ้( F = 0 ) ทางเดนิ ของอนภุ าคเป็น เส้นตรงด้วยความเร็วคงที่

สนามแม่เหล็กไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 9 2. เม่ืออนุภาคท่มี ีประจุไฟฟ้ าเคล่ือนท่ตี งั้ ฉากกับสนามแม่เหลก็ (θ = 90° ) แรงกระทาจะมี คา่ สงู สดุ และทิศของแรงที่กระทาตอ่ อนภุ าคท่ีมีประจไุ ฟฟ้ าจะมีทิศ ตงั้ ฉากกบั กบั ทศิ การเคลือ่ นท่ี ตลอดเวลาจงึ มีผลให้อนภุ าคเคล่ือนที่เป็นวงกลม หรือสว่ นหนง่ึ ของวงกลมด้วยอตั ราเร็วคงท่ี 3. เม่ืออนุภาคท่มี ีประจุไฟฟ้ าเคล่ือนท่ที ามุม 0°<θ หรือ มุมใดๆ(นอกจากกรณี1และ2) กบั สนามแม่เหลก็ จะ ได้ F = qvBsinθ โดยเกิดแรงที่กระทาตอ่ อนภุ าคมีมมุ θ กบั แนวการ เคลอ่ื นท่ีของอนภุ าคท่ีมปี ระจเุ ป็ นผลให้ การเคลื่อนที่ของอนภุ าคที่มีประจจุ ะเป็นเกลียว 11.4 กระแสไฟฟ้ าท่ที าให้เกดิ สนามแม่เหล็ก 1. สนามแม่เหล็กของลวดตวั นาตรง ฮานส์ เออร์สเตต นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก ได้ทาการทดลองได้ทาการทดลองหาความสมั พนั ธ์ ระหวา่ งไฟฟ้ ากบั แมเ่ หลก็ พบวา่ มีสนามแมเ่ หลก็ เกิดขนึ ้ รอบตวั นาท่ีมีกระแสไฟฟ้ าผา่ น รูป สนามแมเ่ หลก็ เกิดขนึ ้ รอบตวั นาที่มีกระแสไฟฟ้ าผา่ น ** ถ้าเส้นลวดยาวมาก สนาม B ท่ีระยะหา่ ง r จากเส้นลวดตรงคอื ** ทศิ ทางของสนามแมเ่ หลก็ B ในเส้นลวดตรงหาได้จากกฎมือขวา

สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 10 รูป ทิศทางของสนามแมเ่ หลก็ B ในเส้นลวดตรงหาได้จากกฎมือขวา - หวั แมม่ ือ แทนทศิ ของ กระแสไฟฟ้ า I - ปลายนวิ ้ ทงั้ 4 การอบลวดตวั นา เป็ นทิศของสนามแมเ่ หลก็ B ** การหาขวั้ แมเ่ หลก็ ท่ีเกิดจากกระแสไหลในขดลวดโซลนิ อยด์ จะหาได้จากการใช้มอื ขวากาให้นิว้ ทงั้ ส่วี น ตามทิศท่ีกระแสไหล นวิ ้ หวั แมม่ ือ จะชีไ้ ปทางด้านขวั้ N ของแม่เหลก็ ที่เกิดขนึ ้ ** ทศิ ของสนามแมเ่ หลก็ B จะขนึ ้ อยกู่ บั ทศิ ของกระแสไฟฟ้ า I ถ้าผา่ นกระแสไฟฟ้ าไปในลวดตวั นาที่ถกู ดดั เป็นวงกลม จะเกิดสนามแมเ่ หลก็ รอบๆลวดตวั นานนั้ การหาทศิ ของสนามแมเ่ หลก็ ยงั คงใช้กฎมือขวา โดยการกาลวดตวั นาแตล่ ะสว่ น จะได้ทศิ ของ สนามแมเ่ หลก็ ดงั รูป 18 (ก) นอกจากนีย้ งั อาจใช้วิธีกามอื ขวาวางบนระนาบของลวดตวั นา โดยให้นวิ ้ ทงั้ สว่ี นตามทิศของ กระแสไฟฟ้ า นิว้ หวั แมม่ ือจะชีไ้ ปตามทิศของสนามแม่เหลก็ ดงั รูป 18 (ข) จะเห็นวา่ ทิศของสนามแมเ่ หลก็ ของลวดตวั นาวงกลมมลี กั ษณะคล้ายกบั สนามแมเ่ หลก็ ของแท่ง แม่เหลก็ ดงั รูป 19

สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 11 กข รูปท่ี 18 ทิศของสนามแมเ่ หล็กของลวดตวั นาวงกลม รูปท่ี 19 ทศิ ของสนามแม่เหลก็ ของลวดตวั นาวงกลม 2. สนามแม่เหล็กของโซเลนอยด์ เม่ือนาลวดตวั นาท่ีมีฉนวนห้มุ มาขดเป็นวงกลมหลายๆวง เรียงซ้อนกนั เป็ นรูปทรงกระบอก ขดลวด ที่ได้นีเ้รียกวา่ โซเลนอยด์ (solenoid) เม่ือให้กระแสไฟฟ้ าผ่านโซเลนอยด์จะมีสนามแม่เหล็กเกิดขนึ ้ การหา ทิศของสนามแม่เหล็กใช้วิธีการกามือขวาแบบเดียวกบั การหาทิศของสนามแม่เหล็กของลวดตวั นาวงกลม ปลายขดลวดด้านท่ีสนามแมเ่ หลก็ พงุ่ ออกจะเป็ นขวั้ เหนือ และอีกปลายหน่ึงซง่ึ สนามแมเ่ หลก็ พงุ่ เข้าจะเป็ น ขวั้ ใต้ ดงั รูป

สนามแม่เหล็กไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 12 รูปท่ี 20 สนามแม่เหลก็ ของโซเลนอยด์ สนามแม่เหล็กที่เกิดจากโซเลนอยด์มีค่าสงู สดุ ท่ีบริเวณแกนกลางของโซเลนอยด์และขนาดของ สนาม แม่เ หล็ก นี ้ จะ มี ค่า เพิ่ม ขึน้ เ มื่ อกระแสไฟฟ้ าเพิ่ม หรื อจา นวน รอบของขดลว ดเพ่ิ ม ถ้าใสแ่ ท่งเหลก็ ออ่ นไว้ท่ีแกนกลางของโซเลนอยด์ เมื่อกระแสไฟฟ้ าผา่ นโซเลนอยด์ แท่งเหล็กออ่ น จะมีสมบตั ิเป็ นแม่เหลก็ แม่เหล็กท่ีเกิดจากวิธีนีเ้รียกว่า แม่เหล็กไฟฟ้ า (electromagnet) สนามแม่เหล็ก ของแม่เหล็กไฟฟ้ าจะเพิ่ม เม่ือกระแสไฟฟ้ าเพิ่มและจานวนรอบต่อความยาวของขดลวดเพิ่ม แต่เม่ือไม่มี กระแสไฟฟ้ า แทง่ เหลก็ ออ่ นจะหมดสภาพแมเ่ หลก็ ทนั ที รูป สนามแมเ่ หลก็ ของแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ าแท่งเหลก็ ออ่ น หลกั การของแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ านีถ้ กู นาไปประยกุ ต์สร้างอปุ กรณ์ไฟฟ้ า เชน่ สวติ ช์อตั โนมตั ิ สวิตช์รีเลย์ เป็นต้น

สนามแม่เหล็กไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 13 รูปการประยกุ ต์หลกั การของแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ า 3. สนามแม่เหล็กของทอรอยด์ เมื่อนาลวดตวั นาท่ีมีฉนวนห้มุ มาขดเป็นวงกลมหลายๆรอบเรียงกนั เป็นรูปทรงกระบอกแล้วขด เป็ น วงกลมขดลวดที่ได้นีเ้รียกว่า ทอรอยด์ (toroid) เม่ือให้กระแสไฟฟ้ าผ่านจะเกิดสนามแม่เหล็กภายใน ทอ รอยด์ รูปสนามแมเ่ หล็กภายในทอรอยด์ ซึ่งหาทิศของสนามได้ด้วยการกามือขวารอบแกนของทอรอยด์ ให้นิว้ ทัง้ ส่ีวนตามทิศของ กระแสไฟฟ้ า นิว้ หวั แมม่ ือจะชีท้ ิศของสนามแมเ่ หลก็ ดงั รูป สนามแมเ่ หลก็ ภายในทอรอยด์มีคา่ ไมส่ ม่าเสมอ โดยสนามแมเ่ หลก็ ที่ขอบด้านในมีคา่ สงู กว่าสนามแม่เหลก็ ที่ขอบด้านนอกปัจจบุ นั มีการนาหลกั การของทอ รอยด์ ไปสร้างสนามแม่เหลก็ ในห้องปฏิบตั ิการวิทยาศาสตร์ขนั้ สงู เช่น ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิ วชนั (fusion nuclear reaction) ท่ีเรียกว่า โทคามคั (tokamak) คาดว่าเครื่องปฏกิ รณ์นิวเคลียร์ฟิ วชนั จะเป็ น แหลง่ ผลติ พลงั งานไฟฟ้ าท่ีสาคญั ในอนาคต

สนามแม่เหล็กไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 14 11.5 การเหน่ียวนาแม่เหล็กไฟฟ้ า (Electromagnetic Induction) พาราเดย์และเฮนร่ีค้นพบว่ากระแสไฟฟ้ าสามารถสร้ างขึน้ ได้โดยการเคล่ือนแม่เหล็กเข้าออก ขดลวดดงั รูปด้านลา่ งซ้าย อีกวธิ ีหนง่ึ คอื เคลอื่ นขดลวดไปตดั กบั สนามแมเ่ หลก็ ดงั รูปด้านลา่ งขวา ผลคือได้ ความตา่ งศกั ดเิ์ ท่ากนั ถ้าอตั ราเร็วในการเคลื่อนวตั ถเุ ท่ากนั การเหน่ียวนาแม่เหลก็ ไฟฟ้ า ยง่ิ ขดลวดมีจานวนขดมากจะได้ความตา่ งศกั ดิ์มากขนึ ้ ถ้าเพ่ิมจานวนวงของขดลวดมากขนึ ้ เท่าตวั ความต่างศกั ดิ์จะเพ่ิมขึน้ เท่าตวั ด้วย นนั่ หมายความว่าถ้าเพ่ิมจานวนขดลวดขึน้ 10 เท่าก็จะมีความต่าง ศกั ดิ์เพิ่มขึน้ 10 เท่า ดงั นนั้ จะดเู หมือนว่าเราสามารถสร้างความต่างศกั ด์ิได้ไม่จากดั แตใ่ นความจริง แล้ว ปัญหาอยทู่ ่ีการสร้างแมเ่ หลก็ ขนาดใหญ่มาเหนี่ยวนากบั ขดลวดจานวนหลายรอบ นนั้ จานวนขดลวดมากขนึ้ ความต่างศักด์มิ ากขนึ้ เน่ืองจากความต่างศกั ดิ์ทาให้เกิดกระแสไฟฟ้ า ย่ิงเราเคล่ือนมือเร็วความต่างศกั ด์ิจะเพิ่มสูงขึน้ และถ้าเพ่ิมจานวนรอบขดลวดจะมีความตา่ งศกั ด์ิสงู ขึน้ ปรากฏการณ์ท่ีเหนี่ยวนาความต่างศกั ดิ์ด้วยการ เปลี่ยนแปลงสนามแมเ่ หลก็ ในขดลวดอยา่ งนีเ้ราเรียกวา่ การเหน่ียวนาแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ า

สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า (Electromagnetic Field: EMF) 15 กฎของฟาราเดร์ (Faraday's Law) การเหน่ียวนาแม่เหล็กไฟฟ้ าตามกฎของฟาราเดย์ ขึน้ อยู่กับจานวนขดลวดและอัตราการ เปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็ก กระแสขึน้ อยู่กับความต่างศกั ด์ิและความต้านทานภายในขดลวด การ เหน่ียวนาแม่เหล็กไฟฟ้ าอยู่รอบตัวเรา เช่น สนามแม่เหล็กบนบัตร ATM ในวิทยุเทป รวมทัง้ คลื่อ แมเ่ หลก็ ไฟฟ้ าท่ีเราใช้ในการมองเห็นนนั่ คือแสง การสร้างกาลังไฟฟ้ า (Power Production) สิบห้าปี หลงั ท่ีไมเคิล ฟาราเดย์ค้นพบการเหนี่ยวนาไฟฟ้ า นิโคลา เทสลาสร้ างอุปกรณ์ไฟฟ้ า มากมาย และแสดงให้โลกเหน็ วา่ เราสามารถใช้ไฟฟ้ าอานวยความสะดวกและจดุ โลกให้สวา่ งไสวได้ ไดนาโมกระแสสลับ การเหน่ียวนาภายใน การเหน่ียวนาของไดนาโมกระแสสลับ *******************************************************************************************