อิเล็กโตรแมกเนติซึม ถูกกำหนด

นี่คือวิธีที่ดีในการกำหนดความหมายของแม่เหล็กไฟฟ้า - แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษาเกี่ยวกับแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นชนิดหนึ่งของการปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพที่เกิดขึ้นระหว่างอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า แรงแม่เหล็กไฟฟ้านี้ถูกส่งผ่านโดยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก และมันเป็นสาเหตุของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสง

ใครค้นพบแม่เหล็กไฟฟ้า?

ในปี ค.ศ. 1820 นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก ฮันส์ คริสเตียน เออร์สเตด ค้นพบว่าเข็มทิศที่อยู่ใกล้กับตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าจะถูกเบี่ยงเบน เมื่อกระแสไฟฟ้าหยุดลง เข็มทิศจะกลับไปที่ตำแหน่งเดิม การค้นพบที่สำคัญนี้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้าและแม่เหล็ก ซึ่งนำไปสู่การสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าและสิ่งประดิษฐ์อื่น ๆ ที่เป็นพื้นฐานของอุตสาหกรรมสมัยใหม่

ออร์สเตดค้นพบว่าสนามแม่เหล็กไม่มีความสัมพันธ์กับตัวนำที่มีอิเล็กตรอนไหลผ่าน เพราะตัวนำทำจากทองแดงที่ไม่ใช่แม่เหล็ก อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ผ่านสายไฟสร้างสนามแม่เหล็กรอบตัวนำ เนื่องจากสนามแม่เหล็กจะมาพร้อมกับอนุภาคที่มีประจุ ยิ่งกระแสไฟฟ้ามากเท่าไหร่ สนามแม่เหล็กก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น รูปที่ 1 แสดงสนามแม่เหล็กรอบตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน วงกลมหลายวงที่ล้อมรอบตัวนำแสดงถึงสนามแม่เหล็ก หากวาดเส้นทั้งหมด จะปรากฏเป็นทรงกระบอกที่ล้อมรอบตัวนำ

รูปที่ 1 - สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

ตราบใดที่กระแสไฟฟ้ายังคงไหลผ่านตัวนำ แนวแรงจะยังคงอยู่รอบตัวนำ [รูปที่ 10-26] ถ้ามีกระแสไฟฟ้าเล็กน้อยไหลผ่านตัวนำ จะมีแนวแรงขยายออกไปจนถึงวง A ถ้าเพิ่มกระแสไฟฟ้า แนวแรงจะขยายขนาดออกไปจนถึงวง B และถ้าเพิ่มกระแสไฟฟ้ามากขึ้น แนวแรงจะขยายออกไปจนถึงวง C ขณะที่แนวแรงเดิม (วง) ขยายจากวง A ไปวง B แนวแรงใหม่จะปรากฏที่วง A ขณะที่กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น จำนวนวงของแนวแรงจะเพิ่มขึ้น ทำให้วงนอกขยายออกจากพื้นผิวของตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

รูปที่ 2 - การขยายตัวของสนามแม่เหล็กเมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

หากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเป็นกระแสตรงที่มีความคงที่ สนามแม่เหล็กจะคงที่ เมื่อกระแสไฟฟ้าหยุด สนามแม่เหล็กจะสลายหายไป และความเป็นแม่เหล็กรอบตัวนำจะหายไป

เข็มทิศถูกใช้เพื่อแสดงทิศทางของสนามแม่เหล็กรอบตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน รูปที่ 3 แสดงวิว A แสดงเข็มทิศที่วางตั้งฉากกับและอยู่ประมาณหนึ่งนิ้วจากตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ถ้าไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เข็มทิศจะชี้ไปที่ขั้วแม่เหล็กโลก แต่เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เข็มทิศจะปรับตัวเองให้ตั้งฉากกับรัศมีที่ลากจากตัวนำ เนื่องจากเข็มทิศเป็นแม่เหล็กขนาดเล็ก ที่มีแนวแรงจากใต้ไปเหนือภายในโลหะ มันจะหมุนจนกว่าทิศทางของแนวแรงเหล่านี้จะสอดคล้องกับทิศทางของแนวแรงรอบตัวนำ ขณะที่เข็มทิศถูกย้ายรอบตัวนำ มันจะคงที่อยู่ในทิศทางตั้งฉากกับตัวนำ แสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กรอบตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเป็นวงกลม ตามที่แสดงในวิว B ของรูปที่ 3 ถ้าทิศทางของกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำเปลี่ยนไป เข็มทิศจะชี้ไปในทิศทางตรงกันข้าม แสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กได้เปลี่ยนทิศทาง

รูปที่ 3 - สนามแม่เหล็กรอบตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

วิธีที่ใช้ในการกำหนดทิศทางของแนวแรงเมื่อรู้ทิศทางของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน แสดงในรูปที่ 4 ถ้าจับตัวนำไว้ในมือซ้าย โดยนิ้วโป้งชี้ไปในทิศทางของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน นิ้วอื่น ๆ จะพันรอบตัวนำในทิศทางเดียวกับแนวแรงของสนามแม่เหล็ก นี่เรียกว่าวิธีมือซ้าย