1.2 ความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กกับไฟฟ้า

          ในปีค.ศ. 1819 แฮนด์คริสเตียน เออสเตด (Hans Christian Oersted) นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กได้ทํา การทดลองเกี่ยวกับการไหลของกระแสไฟฟ้า และพบว่าเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลในตัวนําจะทําให้เกิดสนาม แม่เหล็กขึ้นเสมอ

รูปที่ 1

          การทดลองของเออสเตดนั้นแสดงได้ดังรูปที่ 1 โดยการนําเอาลวดตัวนําไฟฟ้า AB ต่อเข้ากับ เซลล์ไฟฟ้า และใหลตัวนํานั้นวางขนานกับเข็มทิศที่วางอยู่ใต้ตัวนํานั้น เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าผ่านลวดตัวนําจะ ทําให้เข็มทิศเกิดการเบี่ยงเบนไปจากแนวขนานเดิม โดยเข็มทิศจะตั้งฉากกับตัวนํา AB แต่เมื่อให้กระแสไฟฟ้า ไหลกลับทาง เข็มทิศจะเกิดการเบี่ยงเบนกลับทางไปอีกทิศทางหนึ่ง ซึ่งทํามุมกับตําแหน่งเดิม 180 องศา และ ยังพบอีกว่าถ้าให้ลวดตัวนําทํามุม 90 องศากับเข็มทิศและเข็มทิศจะไม่เบี่ยงเบนไปในทิศทางใด ๆ เลย

          เออสเตดยังได้ค้นพบอีกว่าสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นเนื่องจากการไหลของกระแสไฟฟ้านั้นประกอบ ไปด้วยเส้นแรงแม่เหล็กจํานวนหนึ่งจัดเรียงเป็นวงรอบ ๆ ตัวนําที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านนั้น โดยตัวนําจะเป็น จุดศูนย์กลางของวงกลมเหล่านั้น เส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบ ๆ ตัวนํานี้ถ้ายิ่งอยู่ห่างตัวนํามากอํานาจ แม่เหล็กก็ยิ่งน้อยการเกิดสนามแม่เหล็กนี้สามารถแสดงดังรูปที่ 2 โดยให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนําไฟฟ้า ที่อยู่ในแนวตั้งทะลุผ่านกระดาษแข็งแล้วนําเข็มทิศวางไว้บนกระดาษแข็งตามตําแหน่งต่าง ๆ จะสังเกตเห็นว่า ทิศทางของเข็มทิศจะหันเหเรียงตามกันไปเป็นวงกลมรอบตัวนํา โดยให้สีดําแทนด้วยขั้วเหนือและสีขาวแทน ด้วยขั้วใต้หรืออาจใช่ผงเหล็กโรยจะสังเกตเห็นว่าผงเหล็กจะจัดเรียงตัวกันเป็นวงกลม

รูปที่ 2

          ความสัมพันธ์ระหว่างทิศทางของเส้แรงแม่เหล็กรอบ ๆ ตัวนําไฟฟ้ากับทิศทางการไหลของกระแส ไฟฟ้าที่ไหลในตัวนําสามารถหาได้โดยการใช้กฎมือขวาของเส้นแรงแม่เหล็ก (Right hand rule for magnetic field) คือ ให้ใช้มือขวากํารอบตัวนําไฟฟ้า โดยให้หัวแม่มือชี้ไปตามความยาวของตัวนําแทนทิศทางการไหล ของกระแสไฟฟ้า และให้นิ้วทั้งสี่ที่เหลือกํารอบตัวนํา โดยนิ้วทั้งสี่นั้นจะแทนทิศทางของเสนแรงแม่เหล็กที่ เกิดขึ้นรอบ ๆ ตัวนํานั้นดังแสดงในรูปที่ 3

Last modified: Sunday, 27 October 2019, 9:36 PM