เข้าสู่บทเรียนที่ 10
ปุจฉา
ฟาราเดย์ ได้ศึกษาและทดลองเกี่ยวกับกระแสเหนี่ยวนำเป็นคนแรก โดยใช้แท่งแม่เหล็กเคลื่อนที่เข้าไปในขดลวดโซเลนอยด์
จากการทดลอง พบว่า เกิดกระแสขึ้นทุกครั้งที่แท่งแม่เหล็กเคลื่อนที่เข้าออกจากขดลวด หรือขดลวดเคลื่อนที่เข้าหาหรือออก
จากแท่งแม่เหล็ก ซึ่งกระแสที่เกิดขึ้น ในขดลวดมีทิศตรงข้าม และเมื่อกลับขั้วของแท่งแม่เหล็กก็จะ ทำให้กระแสไหล
เปลี่ยนทิศไปด้วย กระแสไฟฟ้า ที่เกิดขึ้นนี้ เรียกว่า
กระแสเหนี่ยวนำ
ปริมาณของกระแสเหนี่ยวนำจะมีค่ามากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับ
1. กำลังขั้วของแท่งแม่เหล็ก ถ้ามีกำลังมากก็จะเกิดกระแสมาก
2. ความเร็วของแท่งแม่เหล็กหรือขดลวด ถ้าเคลื่อนที่เร็วเกิดกระแสมาก
3. จำนวนรอบของขดลวด จำนวนรอบมากเกิดกระแสมาก
กระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นบนเส้นลวดที่เคลื่อนที่ตัดเส้นแรงแม่เหล็ก
เมื่อให้ลวดตัวนำเคลื่อนที่ในแนวตั้งฉากกับฟลักซ์แม่เหล็ก จะมีผลทำ ให้อิเล็กตรอนที่อยู่ภายในตัวนำเคลื่อนที่ด้วย จึงเกิดแรงกระทำ
ต่อ อิเล็กตรอนให้เคลื่อนที่จากปลาย ด้านหนึ่งไปยังปลาย ด้านหนึ่ง เกิดกระแสเหนี่ยวนำขึ้นในลวดนี้ทิศจากสวนทางกับการเคลื่อนท ี่
ของ อิเล็กตรอน
ถ้าต่อลวดตัวนำให้ครบวงจร ปลายทั้งสองของลวดตัวนำจะทำหน้าที่เป็น แหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้า ซึ่งมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เรียกว่า
แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
ความสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
การหาทิศของกระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในเส้นลวดตัวนำเมื่อต่อครบวงจร หาได้จากกฎมือขวา กำมือขวาจาก v ไปยัง B นิ้วหัวแม่มือ
ตั้งฉากกับนิ้วทั้งสี่ จะเป็นทิศของกระแสเหนี่ยวนำในเส้นลวด
กฎของฟาราเดย
์ กล่าวว่า ถ้ามีฟลักซ์แม่เหล็กที่มีค่าเปลี่ยนแปลงผ่านขดลวดตัวนำ จะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นใน
ขดลวดตัวนำนั้น โดยทิศของแรงเคลื่อน ไฟฟ้าเหนี่ยวนำมีทิศตรงข้ามกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเดิม
ซึ่งจาก การทดลองและทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง พบว่า กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (I) และแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (E) จะเป็นสัดส่วน
โดยตรงกับ อัตราเร็วของลวดตัวนำ (v) ขนาดของสนามแม่เหล็ก (B ) และความยาวของเส้นลวด
โดยถ้าค่าความเร็วของลวดตัวนำทำมุมค่าหนึ่งกับทิศของสนามแม่เหล็ก
จะได้ว่า
กระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในขดลวดตัวนำ
ปุจฉา
ถ้าให้ขดลวดอยู่กับที่ มีฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงผ่านขดลวดนี้
เมื่อเราต่อแอมมิเตอร์เข้ากับขดลวดตัวนำให้เป็นวงจรปิด
ขณะนี้ไม่มีกระแสฟฟ้าในวงจร
เมื่อทดลองเคลื่อนแท่งแม่เหล็กเข้า ปรากฏว่าเข็มของแอมมิเตอร์
เมือนำแท่งแม่เหล็กหยุดเข็มจะกลับมาที่สเกลศูนย์
และเมือ่เคลื่อนแท่งแม่เหล็กออกเข็มของแอมมิเตอร์จะกระดิก
ไปในทิศทางตรงข้ามกับตอนเคลื่อนที่เข้า
