Www pec9 com ฟิสิกส์ เฉลย บทที่ 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

1

บทที่ 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

15.1 แม่เหลก็และสนามแม่เหลก็ 6

แม่เหล็ก ( magnet ) คือวตัถุท่ีดูดเหล็กได้ และวตัถุท่ีแม่เหล็กส่งแรงกระท ำเรียกสารแม่เหลก็ ( magnetic substance )

แท่งแม่เหล็ก 1 แท่ง จะมี 2 ขั้ว คือ ขั้วเหนือและขั้วใตเ้สมอ ขั้วแม่เหล็กชนิด เดียวกนัจะผลกักนั และขั้วต่ำงกนัจะดูดกนั เสมอ

15.1.1 สนามแม่เหลก็ เม่ือวำงแท่งแม่เหล็กลงบนแผน่กระดำษ

แลว้โปรยผงเหล็กลงไป จะพบวำ่แท่งแม่เหล็ก จะมีแรงกระท ำต่อผงเหล็กเหล่ำนั้น บริเวณท่ีมี แรงกระท ำต่อผงเหล็กเรียกสนามแม่เหลก็ (ma- gnetic field) และแรงกระท ำน้ีจะท ำใหผ้ง เหล็กเรียงตวัเป็นแนวเรียกแนวน้ีวำ่เส้นสนาม แม่เหลก็ (magnetic field line)

สนำมแม่เหล็กเป็นปริมำณเวกเตอร์ซ่ึง ภำยนอกแท่งแม่เหล็ก จะมีทิศออกจำกขั้วแม่ เหล็กเหนือเขำ้หำขั้วแม่เหล็กใต ้ส่วนภำยใน แท่งแม่เหล็กจะมีทิศจำกขั้วแม่เหล็กใตไ้ปหำ ขั้วแม่เหล็กเหนือ

แรงดดู

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16081&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16081&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16081&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16081&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16081&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16081&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16082&list=463

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

2

1. ไดอะแกรมต่อไปน้ี รูปใดไม่สำมำรถใชแ้ทนสนำมแม่เหล็ก 2 แท่งได ้

15.1.2 สนามแม่เหลก็โลก โลกของเรำนั้นเป็นเสมือนแท่งแม่เหล็กขนำด

ใหญ่แท่งหน่ึง โดยทำงทิศเหนือจะเป็นขั้วแม่เหล็ก ใต ้ ส่วนทำงทิศใตจ้ะเป็นขั้วแม่เหล็กเหนือดงัรูป ( ขั้วแม่เหล็กจะตรงขำ้มกบัช่ือขั้วโลกท่ีเรำเรียกกนั ) รอบโลกของเรำจึงเตม็ไปดว้ยสนำมแม่เหล็กเรียก สนามแม่เหลก็โลก (earth’s manetic field) และ เน่ืองจำกสนำมแม่เหล็กภำยนอกแท่งแม่เหล็ก จะมี ทิศออกจำกขั้วแม่เหล็กเหนือไปหำขั้วแม่เหล็กใต ้ ดงันั้นสนำมแม่เหล็กโลกจึงมีทิศพุง่ข้ึนดงัรูป สนำมแม่เหล็กโลกท ำหนำ้ท่ีป้องกนัชีวติจำก ลมสุริยะ (solar wind) จำกดวงอำทิตย ์ กล่ำวคือ กำรระเบิดท่ีดวงอำทิตยจ์ะผลกัดนัใหมี้กระแสของ อนุภำคท่ีมีประจุพุง่ออกมำ ซ่ึงเม่ือมำถึงโลกอนุ- ภำคเหล่ำน้ีจะถูกสนำมแม่เหล็กโลกเบ่ียงเบนใหเ้คล่ือนไปทำงอ่ืนไม่สำมำรถเขำ้สู่โลกได ้ และ ในชั้นบรรยำกำศโลกระดบัควำมสูง 100 – 300 กิโลเมตร อนุภำคเหล่ำน้ีจะชนเขำ้กบัอะตอมของออกซิเจนและไนโตรเจน จำกนั้นอะตอมออกซิเจนและไนโตรเจนจะปล่อยแสงในช่วงท่ีตำมองเห็นออกมำ เรียกวำ่ออโรรา (aurora)

1. 2.

3. 4.

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16083&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16083&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16083&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16083&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16083&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16083&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16083&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16083&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16084&list=463

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

3

2(แนว มช) บริเวณใดบนพื้นโลกท่ีสนำมแม่เหล็กมีทิศตั้งฉำกกบัพื้นโลกมำกท่ีสุด 1. แถบทวปียโุรป 2. แถบเส้นศูนยสู์ตร

3. แถบขั้วโลกเหนือและใต ้ 4. แถบทวปีแอฟริกำ

15.1.3 ฟลกัซ์แม่เหลก็ ฟลกัซ์แม่เหลก็ (magnetic flux) คือเส้นแรงแม่เหล็กท่ีผำ่นพื้นท่ีหน่ึงๆ ขนำดของฟลกัซ์แม่เหล็กมีหน่วยเป็นเวเบอร์ ( Wb ) เรำสำมำรถค ำนวณหำขนำดของ ฟลกัซ์แม่เหล็ก ท่ีตกบนพื้นท่ีรองรับ หน่ึงๆ ไดจ้ำก

= B A sin

เม่ือ คือขนำดของฟลกัซ์แม่เหล็ก ( เวเบอร์ ) A คือพื้นท่ีรองรับฟลกัซ์แม่เหล็ก ( เมตร2 ) B คือควำมหนำแน่นฟลกัซ์แม่เหล็ก หรือขนำดของสนำมแม่เหล็ก

( เวเบอร์/เมตร2 , เทสลำ ) คือมุมระหวำ่งทิศของสนำมแม่เหล็กกบัระนำบพื้นท่ีรองรับฟลกัซ์แม่เหล็ก 3. ขดลวดพื้นท่ี 10 x 10–4 ตำรำงเมตร วำงอยูใ่นบริเวณท่ีมีสนำมแม่เหล็กขนำดสม ่ำเสมอ 10

เทสลำ จงหำค่ำฟลักซ์แม่เหล็กท่ีผ่ำนขดลวด เม่ือระนำบของขดลวดท ำมุม 90o กับสนำมแม่เหล็ก

1. 2.0 x 10–2 2. 1.0 x 10–2 3. 0.5 x 10–2 4. 0

4. จำกขอ้ท่ีผ่ำนมำ จงหำค่ำฟลกัซ์แม่เหล็กท่ีผ่ำนขดลวด เม่ือระนำบของขดลวดท ำมุม 30o กบัสนำมแม่เหล็ก 1. 2.0 x 10–2 2. 1.0 x 10–2 3. 0.5 x 10–2 4. 0

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16085&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16085&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16085&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16086&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16087&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16087&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16087&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16087&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16088&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16088&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16088&list=463

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

4

5. จำกขอ้ท่ีผำ่นมำ จงหำค่ำฟลกัซ์แม่เหล็กท่ีผำ่นขดลวด เม่ือระนำบของขดลวดท ำมุม 0o

กบัสนำมแม่เหล็ก 1. 2.0 x 10–2 2. 1.0 x 10–2 3. 0.5 x 10–2 4. 0

15.2.4 การเคลือ่นทีข่องอนุภาคทีม่ีประจุไฟฟ้าในสนามแม่เหลก็ เม่ืออนุภำคไฟฟ้ำบวกเคล่ือนท่ีตดัสนำมแม่เหล็ก จะเกิดแรงของสนำมแม่เหล็กกระท ำต่ออนุภำคไฟฟ้ำบวกนั้น ในทิศทำงซ่ึงสำมำรถหำไดโ้ดยใชก้ฎมือขวำดงัน้ี ขั้น 1. แบมือขวำพร้อมกำง หวัแม่มือออก แลว้ช้ีน้ิวทั้งส่ีไปตำม แนวกำรเคล่ือนท่ีของอนุภำค ( v ) ขั้น 2. หนัหนำ้มือแบไป ตำมทิศของสนำมแม่เหล็ก ( B ) ขั้น 3. หวัแม่มือท่ีกำงออก จะช้ีบอกทิศของแรงท่ีเกิด ( F ) ดงัรูป

ในกรณีท่ีอนุภำคไฟฟ้ำลบเคล่ือนท่ีตดัสนำมแม่เหล็ก จะเกิดแรงของสนำมแม่เหล็กกระท ำต่ออนุภำคไฟฟ้ำลบนั้นเช่นกนั แต่ทิศทำงของแรงท่ีเกิดจะตรงกนัขำ้มกบัแรงท่ีกระท ำต่ออนุภำคไฟฟ้ำบวก เรำสำมำรถหำทิศของแรงกระท ำต่ออนุภำคไฟฟ้ำลบไดโ้ดยใชก้ฎมือซำ้ยซ่ึงท ำไดต้ำมขั้นตอนเดียวกบักำรใชก้ฎมือขวำหำทิศของแรงกระท ำต่อประจุบวกนัน่เอง

ส ำหรับขนำดของแรงท่ีกระท ำต่ออนุภำคไฟฟ้ำ เรำสำมำรถหำค่ำไดจ้ำกสมกำร F = q v B sin เม่ือ F คือแรงกระท ำต่ออนุภำคท่ีมีประจุ ( นิวตนั ) q คือขนำดของประจุไฟฟ้ำ ( คูลอมบ ์) v คือควำมเร็วของอนุภำคนั้น ( เมตร/วนิำที ) B คือขนำดของสนำมแม่เหล็ก ( เทสลำ ) คือมุมระหวำ่งทิศของสนำมแม่เหล็กกบัทิศควำมเร็วอนุภำคไฟฟ้ำ

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16089&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16089&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16089&list=463http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16090&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16090&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16090&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16090&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16090&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16090&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16090&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16090&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16090&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16090&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16092&list=464

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

5

6(แนว มช) ถำ้มีอิเล็กตรอนวิ่งตำมแนวรำบไปทำงขวำผ่ำนสนำมแม่เหล็กขนำดสม ่ำเสมอซ่ึงมี ทิศพุง่ออกมำตั้งฉำกกบัระนำบของแผน่กระดำษ แนวทำงกำรเคล่ือนท่ีของอิเล็กตรอนคือ 1. วิง่ในแนวรำบตำมเดิม 2. เบ่ียงเบนจำกแนวเดิมลงขำ้งล่ำง 3. เบ่ียงเบนพุง่ออกมำจำกแผน่กระดำษตำมทิศของสนำมแม่เหล็ก

4. เบ่ียงเบนจำกแนวเดิมข้ึนขำ้งบน

7(แนว มช) ถ้ายิงโปรตอนไปทางทิศตะวนัออก โปรตอนจะถูกเบ่ียงเบนดว้ยสนามแม่เหล็กโลกไปในทิศใด

1. เหนือ 2. ระหวำ่งทิศเหนือกบัทิศตะวนัออก 3. เบนข้ึนในแนวด่ิง 4. ไม่มีขอ้ถูก

8. ประจุไฟฟ้ำ –3.2 x 10–19 คูลอมบ์ เคล่ือนท่ีด้วยควำมเร็ว 2.5 x 105 เมตรต่อวินำที ผำ่นเขำ้ไปในบริเวณท่ีมีสนำมแม่เหล็กขนำด 1.2 เทสลำ โดยทิศของควำมเร็วตั้งฉำกกบั ทิศของสนำมแม่เหล็ก จงหำขนำดของแรงท่ีกระท ำต่อประจุไฟฟ้ำน้ี 1. 4.8 x 10–13 N 2. 9.6 x 10–13 N

3. 4.8 x 10–14 N 4. 9.6 x 10–14 N

9. โปรตอนตวัหน่ึงเขำ้มำในสนำมแม่เหล็กขนำด 1.5 เทสลำ ดว้ยควำมเร็ว 2 x 107 เมตร/-วนิำที โปรตอนเป็นอนุภำคมีประจุไฟฟ้ำ 1.6 x 10–19 คูลอมบ ์ จงค ำนวณหำแรงท่ีสนำม แม่เหล็กน้ีกระท ำต่อโปรตอน เม่ือโปรตอนเคล่ือนท่ีท ำมุม 30o กบัสนำมแม่เหล็ก

1. 1.2 x 10–14 N 2. 2.4 x 10–14 N 3. 1.2 x 10–12 N 4. 2.4 x 10–12 N

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16093&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16093&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16093&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16093&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16093&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16093&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16094&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16094&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16094&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16094&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16096&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16096&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16096&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16096&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16096&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16097&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16097&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16097&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16097&list=464http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16097&list=464

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

6

ข้อควรทราบเพิม่เติมเกีย่วกับแรงที่สนามแม่เหลก็กระท าต่ออนุภาคทีเ่คลือ่นทีต่ัดผ่าน 1. จำกสมกำร F = q v B sin จะไดว้ำ่กรณีต่อไปน้ี แรงกระท ำต่ออนุภำคนั้นมีค่ำเป็นศูนย ์ ( F = 0 ) เสมอ

ก. เม่ืออนุภำคนั้นมีขนำดประจุไฟฟ้ำเป็นศูนย ์ ( q = 0 ) เช่นอนุภำคนิวตรอน ข. กรณีควำมเร็วอนุภำคมีค่ำเป็นศูนย ์( v = 0 ) คืออนุภำคนั้นอยูน่ิ่งๆ

ค. กรณีท่ีประจุไฟฟ้ำเคล่ือนขนำนกบัทิศสนำมแม่เหล็ก กรณีน้ี = 0o จะได ้ sin = sin 0o = 0 จะท ำใหแ้รงกระท ำเป็นศูนยเ์ช่นกนั

2. เม่ืออนุภำคไฟฟ้ำถูกแรงกระท ำในสนำมแม่เหล็ก อนุภำคนั้นจะเคล่ือนท่ีเป็นรูปวงกลมซ่ึงหำรัศมีไดจ้ำก

R = qBsinm v θ

เม่ือ R คือรัศมีวงโคจรของอนุภำคไฟฟ้ำในสนำมแม่เหล็ก ( เมตร ) m คือมวลของอนุภำคนั้น ( กิโลกรัม ) v คือควำมเร็วของประจุนั้น ( เมตร/วนิำที ) q คือขนำดของประจุไฟฟ้ำ ( คูลอมบ ์) B คือขนำดของสนำมแม่เหล็ก ( เทสลำ ) คือมุมระหวำ่งทิศของสนำมแม่เหล็กกบัทิศควำมเร็วอนุภำคไฟฟ้ำ

ในกรณีท่ีอนุภำคไฟฟ้ำเคล่ือนท่ีตั้งฉำกกบัสนำมแม่เหล็ก ( = sin90o ) จะได ้ R = Bq

osin90m v ( แทนค่ำ sin90o = 1 )

นัน่คือ R = B qm v

หำกประจุเคล่ือนท่ีเอียงท ำมุม กบัสนำมแม่เหล็ก ประจุนั้นจะเคล่ือน เป็นเกลียวสปริงดงัรูป

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16098&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16098&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16098&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16098&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16098&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16098&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16098&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16098&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16098&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16098&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16102&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16102&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16102&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16102&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16102&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16102&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16102&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16102&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16102&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16104&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16104&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16104&list=465

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

7

10(แนว En) สนำมแม่เหล็กจะไม่มีผล ต่อ 1. ประจุไฟฟ้ำท่ีอยูน่ิ่ง 2. ประจุไฟฟ้ำท่ีเคล่ือนท่ี 3. แม่เหล็กถำวรท่ีอยูน่ิ่ง 4. แม่เหล็กถำวรท่ีเคล่ือนท่ี 11(แนว En) เม่ืออิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีผำ่นบริเวณหน่ึงซ่ึงมีสนำมแม่เหล็ก กรณีใดท่ีอิเล็กตรอน ไม่เปล่ียนแปลงแนวทำงกำรเคล่ือนท่ี

1. ขนำนกบัสนำมแม่เหล็ก 2. ท ำมุม 30o กบัสนำมแม่เหล็ก 3. ท ำมุม 45o กบัสนำมแม่เหล็ก 4. ตั้งฉำกกบัสนำมแม่เหล็ก

12(แนว En) อนุภำคแอลฟำและอนุภำคบีตำเคล่ือนท่ีเขำ้ไปในแนวขนำนกบัสนำมแม่เหล็ก B ท่ีมีค่ำสม ่ำเสมอดงัรูป กำรเคล่ือนท่ีในสนำมแม่เหล็กของอนุภำคทั้งสองจะเป็นอยำ่งไร 1. เป็นเส้นตรง 2. เป็นวงกลม โดยวิง่วนคนละทำงกนั 3. เป็นวงกลม โดยวิง่วนทำงเดียวกนั 4. เป็นรูปเกลียว 13. โปรตอนตวัหน่ึงเขำ้มำในสนำมแม่เหล็กขนำด 1.5 เทสลำ ดว้ยควำมเร็ว 2 x 107 เมตร/-

วินำที โปรตอนเป็นอนุภำคมีประจุไฟฟ้ำ 1.6 x 10–19 คูลอมบ์ มีมวล 1.67 x 10–27 กิโลกรัม จงค ำนวณหำรัศมีวงโคจรกำรเคล่ือนท่ีของโปรตอน เม่ือโปรตอนเคล่ือนท่ีท ำมุม 30o กบัสนำมแม่เหล็ก

1. 3.48 cm 2. 6.96 cm 3. 13.90 cm 4. 20.88 cm

B

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16099&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16099&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16099&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16100&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16100&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16100&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16100&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16101&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16101&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16101&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16101&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16101&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16101&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16103&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16103&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16103&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16103&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16103&list=465

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

8

14(แนว มช) จงหำรัศมีทำงโคจรของประจุบวก q = 4 x 10–3 คูลอมบ ์ มีมวล 9 x 10–9 กิโลกรัม เคล่ือนท่ีดว้ยควำมเร็ว 8 x 104 เมตร/วนิำที ทิศ ทิศตั้งฉำกกบัสนำมแม่เหล็ก B = 0.3 เทสลำ

1. 0.6 เมตร 2. 60 เมตร 3. 96 เมตร 4. 126 เมตร

15. อนุภำคดิวเทอรอนเคล่ือนท่ีดว้ยควำมเร็ว 9.6 x 106 เมตรต่อวินำที ในทิศทำงท่ีตั้งฉำกกบัสนำมแม่เหล็กท่ีมีขนำด 0.4 เทสลำ ท ำให้อนุภำคดิวเทอรอนเคล่ือนท่ีเป็นวงกลมรัศมี 0.5 เมตร อตัรำส่วนระหวำ่งประจุต่อมวลของอนุภำคดิวเทอรอนมีค่ำก่ีคูลอมบต่์อกิโลกรัม

1. 2.1 x 10–8 2. 2.1 x 10–6 3. 4.8 x 105 4. 4.8 x 107

x x x x x x x x

x x x x x x x x

+ q

v

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16105&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16105&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16105&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16105&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16105&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16105&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16106&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16106&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16106&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16106&list=465

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

9

16. ในเคร่ืองเร่งอนุภำคบำงแบบอนุภำคจะถูกท ำใหว้ิง่เป็นวงกลม โดยใชส้นำมแม่เหล็กท่ีมี ทิศทำงตั้งฉำกกบัแนวท่ีอนุภำควิง่ ถำ้สนำมแม่เหล็กสม ่ำเสมอขนำด B เทสลำ และอนุภำค มีมวล m ประจุ q เวลำท่ีอนุภำควิง่แต่ละรอบจะตอ้งเป็นก่ีวนิำที

1. mBq2 2. qB

m2 3. qBB3 4. m

qB2

17. อนุภำคหน่ึงวิง่ตั้งฉำกกบัสนำมแม่เหล็กขนำดสม ่ำเสมอควำมเขม้ 2 x 10–4 เทสลำ ถ้ ำ อตัรำส่วนของประจุต่อมวลของอนุภำคน้ีมีค่ำเท่ำกับ 3.14 x 1010 คูลอมบ์ต่อกิโลกรัม ควำมถ่ีของกำรเคล่ือนท่ีเป็นวงกลมของอนุภำคน้ีมีค่ำก่ีเมกะเฮิรตซ์

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16107&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16107&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16107&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16107&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16108&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16108&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16108&list=465

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

10

15.2 กระแสไฟฟ้าท าให้เกดิสนามแม่เหลก็

เออร์เสตด นกัฟิสิกส์ชำวเดนมำร์คเป็นผูค้น้พบวำ่ เม่ือปล่อยใหก้ระแสไฟฟ้ำไหลผำ่นเส้นลวดตวัน ำ จะเกิด สนำมแม่เหล็กวนรอบๆ เส้นลวดตวัน ำนั้น ในทิศทำง กำรวนซ่ึงหำไดจ้ำกกฎมือขวำ โดยใชมื้อขวำก ำเส้นลวด ตวัน ำและใหห้วัแม่มือช้ีไปตำมทิศกำรไหลของกระแสไฟ ฟ้ำ สนำมแม่เหล็กท่ีเกิดจะวนไปตำมทิศของน้ิวทั้งส่ีท่ี ก ำเส้นลวดนั้น ส ำหรับขนำดของสนำมแม่เหล็กท่ีเกิดหำไดจ้ำก B = ( 2 x 10–7 ) RI เม่ือ B คือขนำดของสนำมแม่เหล็กเหน่ียวน ำรอบลวดโลหะตวัน ำ ( เทสลำ ) I คือกระแสไฟฟ้ำ ( แอมแปร์ ) R คือระยะห่ำงจำกตวัน ำถึงจุดท่ีวดัขนำดสนำมแม่เหล็ก ( เมตร ) โปรดสังเกต ทิศของสนำมแม่เหล็กจะตั้งฉำกกบัทิศของกระแสไฟฟ้ำเสมอ หำกเรำปล่อยกระแสไฟฟ้ำไหลวนในขดลวด ซ่ึงพนัเป็นเกลียว จะเกิดสนำมแม่เหล็กไหลวนรอบ เกลียวขดลวดนั้นดงัรูป ทิศกำรไหลวนของสนำม แม่เหล็กน้ีสำมำรถหำไดจ้ำกกฎมือขวำ โดยใชมื้อ ขวำก ำขดลวดทั้งเกลียวและใหน้ิ้วทั้งส่ีวนตำมกระแส ไฟฟ้ำ หำกหวัแม่มือช้ีไปทำงทิศใดสนำมแม่เหล็กจะ วนออกขดลวดทำงดำ้นนั้น ลกัษณะน้ีจะท ำให้ขดลวดน้ีเป็นเสมือนแท่งแม่เหล็กแท่งหน่ึง โดยดำ้นท่ีหวัแม่มือช้ีไปจะเป็นขั้วแม่เหล็กเหนือ เพรำะมีสนำมแม่เหล็กพุง่ออกดงักล่ำว ขดลวดท่ีมี กระแสไฟฟ้ำไหลผำ่นแลว้กลำยเป็นเสมือนแท่งแม่เหล็กเช่นน้ี เรียกขดลวดโซลนิอยด์

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16138&list=465

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

11

18(แนว En) AB เป็นส่วนของลวดตรงยำวมีกระแส I

จำก A ไป B และมีอิเล็กตรอนประจุ –e ก ำลงั วิง่ผำ่นจุด C ดว้ยควำมเร็ว v ซ่ึงมีทิศขนำนกบั AB ดงัรูป ขณะนั้นอิเล็กตรอนเคล่ือนท่ีตำมขอ้ใด 1. เบนเขำ้หำเส้นลวด AB 2. เบนออกจำกเส้นลวด AB

3. เคล่ือนท่ีเป็นเส้นตรงพุง่ไปขำ้งหนำ้ 4. เคล่ือนท่ีเป็นเส้นตรงยอ้นมำขำ้งหลงั

15.3 แรงกระท าต่อลวดตวัน าทีม่กีระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหลก็

ในกรณีท่ีมีเส้นลวดตวัน ำวำงอยูใ่น สนำมแม่เหล็ก เม่ือมีกระแสไฟฟ้ำไหล ผำ่นเส้นลวดตวัน ำ นั้น จะเกิดแรงกระ ท ำต่อเส้นลวดนั้น เรำสำมำรถหำทิศของ แรงท่ีกระท ำนั้นไดจ้ำกกฎมือขวำดงัน้ี ขั้น 1. แบมือขวำพร้อมกำงหวัแม่ มือออก แลว้ช้ีน้ิวทั้งส่ีไปทิศของกระแสไฟฟ้ำ ขั้น 2. หนัหนำ้มือแบไปตำมทิศของสนำมแม่เหล็ก ขั้น 3. หวัแม่มือท่ีกำงออกจะช้ีบอกทิศของแรงกระท ำท่ีเกิดข้ึน

ส ำหรับขนำดของแรงกระท ำนั้น สำมำรถหำไดจ้ำกสมกำร F = I L B sin เม่ือ F คือแรงกระท ำต่อเส้นลวดนั้น ( นิวตนั ) I คือกระแสไฟฟ้ำท่ีไหลผำ่น (แอมแปร์) L คือควำมยำวของเส้นลวด ( เมตร ) คือมุมระหวำ่งทิศกำรไหลกระแสไฟฟ้ำกบัทิศของสนำมแม่เหล็ก

C V A B I

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16139&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16139&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16139&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16139&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16139&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16139&list=465http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16151&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16151&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16151&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16151&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16151&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16151&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16151&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16151&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16151&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16152&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16152&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16152&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16152&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16152&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16152&list=470

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

12

19. เส้นลวดตวัน ำยำว 60 เซนติเมตร มีกระแสไฟฟ้ำไหลผำ่น 10 แอมแปร์ และท ำมุม 30o กบัทิศของสนำมแม่เหล็กขนำด 1.5 เทสลำ จงหำขนำดของแรงท่ีเกิดในหน่วยนิวตนั 1. 3.0 2. 4.5 3. 6.0 4. 7.5 20. จำกขอ้ท่ีผ่ำนมำ ถำ้เส้นลวดมีมวล 9 กิโลกรัม จงหำควำมเร่งของกำรเคล่ือนท่ีของเส้น ลวดน้ีในหน่วยเมตร/วนิำที2 1. 0.5 2. 1.0 3. 3.0 4. 6.0 21. จำกขอ้ท่ีผ่ำนมำ จงหำว่ำถ้ำตอนแรกเส้นลวดอยู่น่ิงๆ ในเวลำ 2 วินำที จะมีควำมเร็ว ก่ีเมตร/วนิำที 1. 0.5 2. 1.0 3. 3.0 4. 6.0

22. ถำ้ตอ้งกำรให้เส้นลวดตวัน ำยำว 20 เซนติเมตร มวล 0.1 กิโลกรัม ลอยน่ิงอยูใ่น สนำมแม่เหล็กท่ีมีขนำด 1.0 เทสลำ และมีทิศทำง

ดงัในรูป จะตอ้งผำ่นกระแสไฟฟ้ำเขำ้ไปในเส้น ลวดก่ีแอมแปร์และไหลไปทำงทิศใดในรูปภำพ 1. 3 A ไปทำงซำ้ย 2. 3 A ไปทำงขวำ

3. 5 A ไปทำงซำ้ย 4. 5 A ไปทำงขวำ (สนำมแม่เหลก็มีทิศเขำ้กระดำษ)

x x x x x x x x

x x x x x x x x

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16153&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16153&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16153&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16154&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16154&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16154&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16155&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16155&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16155&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16156&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16156&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16156&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16156&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16156&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16156&list=470

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

13

15.4 แรงระหว่างลวดตัวน าสองเส้นทีข่นานกนัและมกีระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

ลวดตวัน ำ 2 เส้นท่ีวำงตวัขนำนกนั เม่ือมีกระ แสไฟฟ้ำไหลผำ่น เส้นลวดทั้งสองนั้นจะเกิดแรงกระ ท ำซ่ึงกนัและกนัเสมอ โดยท่ี หำกกระแสไฟฟ้ำในเส้นลวดทั้งสองไหลไปใน ทำงตรงกนัขำ้มลวดทั้ง 2 จะเกิดแรงผลกักนั หำกมีกระแสไฟฟ้ำในเส้นลวดทั้งสองไหลไปทำงเดียวกนัลวดทั้ง 2 จะเกิดแรงดูดกนั 23(แนว En) สำยไฟท่ีเดินในอำคำรประกอบข้ึนด้วยลวดทองแดง 2 เส้น หุ้มฉนวนและมี

เปลือกหุม้ให ้ 2 เส้น รวมอยูด่ว้ยกนัอีกชั้นหน่ึง เม่ือมีกำรใชเ้คร่ืองไฟฟ้ำในบำ้นลวด 2 เส้นจะมีแรงกระท ำต่อกนัหรือไม่และอยำ่งไร

1. ไม่มีแรงกระท ำต่อกนั เพรำะมีฉนวนหุม้แยกจำกกนัไม่ได ้ 2. มีแรงกระท ำต่อกนั โดยผลกัและดูดสลบักนัเพรำะเป็นไฟฟ้ำกระแสสลบั 3. มีแรงกระท ำต่อกนัและเป็นแรงดูดเขำ้หำกนั 4. มีแรงกระท ำต่อกนัและเป็นแรงผลกัซ่ึงกนัและกนั

15.5 แรงกระท าต่อขดลวดทีม่กีระแสไฟฟ้าผ่านและอยู่ในสนามแม่เหลก็

หำกเรำน ำขดลวดไปไวใ้นสนำมแม่เหล็ก แลว้ ปล่อยกระแสไฟฟ้ำเขำ้ไปไหลวนดงัรูป จะพบวำ่ แรงกระท ำต่อขดลวด 2 ขำ้งจะมีทิศตรงกนัขำ้ม จะ ส่งผลท ำใหข้ดลวดนั้นเกิดกำรหมุนตวั เรำสำมำรถ หำโมเมนตก์ำรหมุนของขดลวดน้ีไดจ้ำกสมกำร

M = N I A B cos

เม่ือ M คือโมเมนตข์องแรงคู่ควบ ( นิวตนั.เมตร ) N คือจ ำนวนรอบของขดลวด A คือพื้นท่ีของขดลวด ( เมตร2) B คือขนำดของสนำมแม่เหล็ก ( เทสลำ ) คือมุมระหวำ่งระนำบพื้นท่ี ( A) กบัสนำมแม่เหล็ก (B)

I I

แรงผลกั

I

I

เกิด เกิด แรงดูด

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16157&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16157&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16157&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16157&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16157&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16157&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16158&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16158&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16158&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16158&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16158&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16158&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16158&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16159&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16159&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16159&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16159&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

14

ควรจ ำ 1) โมเมนตสู์งสุดเกิดเม่ือ A ขนำนกบั B คือ = 0o 2) โมเมนตต์ ่ำสุดเกิดเม่ือ A ตั้งฉำกกบั B คือ = 90o

เพรำะ M = N I A B cos = N I A B cos 90o = N I A B (0) = 0

24. ขดลวดตวัน ำรูปส่ีเหล่ียมผืนผำ้พื้นท่ี 10 ตำรำงเซนติเมตร วำงอยูใ่นบริเวณท่ีมีสนำมแม่ เหล็ก 5 เทสลำ ถำ้จ ำนวนรอบของขดลวดตวัน ำเท่ำกบั 400 รอบ จงหำโมเมนตข์องแรง คู่ควบท่ีเกิดข้ึน เม่ือระนำบขดลวดท ำมุม 60o กบัแนวสนำมแม่เหล็ก ค่ำของกระแสท่ีผำ่น ขดลวดเท่ำกบั 6 แอมแปร์ 1. 2 N.m 2. 3 N.m 3. 6 N.m 4. 9 N.m

25(แนว มช) ขดลวดวงกลมมีพื้นท่ีหน้ำตดั 50 ตำรำงเซนติเมตร มีขดลวดพนัอยู ่ 1000 รอบ และมีกระแสไหลผ่ำน 1 แอมแปร์ วำงไวใ้นสนำมแม่เหล็กท่ีมีควำมเข้ม 1 เทสลำ โมเมนตสู์งสุดของขดลวดจะมีค่ำก่ีนิวตนั.เมตร

15.6 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

จำกหลกักำรของขดลวดหมุนตวัในสนำม แม่เหล็กท่ีผำ่นมำ เรำสำมำรถน ำไปสร้ำงเป็นมอ เตอร์กระแสตรงได ้ แต่จะมีปัญหำเบ้ืองตน้และวธีิ แกไ้ขดงัน้ี ปัญหาที ่1 เม่ือขดลวดหมุนไปไดค้ร่ึงรอบ สำยไฟท่ีต่อกระแสเขำ้จะเกิดกำรไขวก้นัท ำใหก้ระ แสไหลกลบัดำ้นกบัตอนแรกส่งผลใหข้ดลวดหมุน กลบัไปกลบัมำดงัรูป

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16160&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16161&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16161&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16161&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16161&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16161&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16162&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16162&list=470http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16162&list=470

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

15

วธีิแก้คือ ใส่คอมมิวเทเตอร์วงแหวนผำ่ ซีก และแปรงสัมผสัท่ีปลำยขดลวดดงัรูป แปรง กบัวงแหวนผำ่ซีกจะเพียงสัมผสักนั ไม่ไดเ้ช่ือมติด ดงันั้นเม่ือขดลวดหมุนไป ก็จะไม่ลำกสำยไฟไป พนักนัท ำใหข้ดลวดหมุนไปในทิศทำงเดียวไดอ้ยำ่ง ต่อเน่ือง

ปัญหาที ่2 เม่ือขดลวดหมุนตวัไป 1/4 รอบ ระนำบพื้นท่ีจะตั้งฉำกกบัสนำมแม่เหล็ก โมเมนต ์กำรหมุนจะมีค่ำเป็น 0 ขดลวดจะหยดุหมุน

วธีิแก้คือ ใส่ขดลวดเพิ่มเขำ้ไปอีกในระนำบเอียงท ำมุมเหมำะสมกบัขดลวดเดิม ดงัรูป

15.7 กระแสไฟฟ้าเหน่ียวน าและแรงเคลือ่นไฟฟ้าเหน่ียวน า เม่ือมีฟลกัซ์แม่เหล็กท่ีมีขนำดเปล่ียนแปลงตดัผำ่นลวดตวัน ำ จะท ำใหเ้กิดแรงเคล่ือนไฟ ฟ้ำระหวำ่งปลำยของลวดตวัน ำนั้น แรงเคล่ือนไฟฟ้ำท่ีเกิดน้ีเรียกวำ่แรงเคลือ่นไฟฟ้าเหน่ียวน า ( induced electromotive force ) และเม่ือต่อใหค้รบวงจรจะเกิดกระแสไฟฟ้ำไหลในลวดตวัน ำนั้น เรียกกระบวนกำรเกิดกระแสไฟฟ้ำลกัษณะน้ีวำ่การเหน่ียวน าแม่เหลก็ไฟฟ้า (electromagnetic induction ) และเรียกกระแสไฟฟ้ำท่ีเกิดจำกวธีิน้ีวำ่ กระแสไฟฟ้าเหน่ียวน า ( induce current ) กฎกำรเหน่ียวน ำของฟำรำเดยก์ล่ำวว่ำ " แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหน่ียวน าที่เกิดขึ้นในขดลวด เป็นสัดส่วนกบัอตัราการเปลีย่นแปลงของฟลกัซ์แม่เหลก็ทีผ่่านขดลวดน้ันเมื่อเทยีบกบัเวลา " กรณีท่ีเรำเคล่ือนเส้นลวดตวัน ำตดัสนำมแม่ เหล็กดว้ยควำมเร็ว v ดงัรูป จะท ำใหเ้กิดแรง เคล่ือนไฟฟ้ำเหน่ียวน ำ และกระแสไฟฟ้ำเหน่ียว น ำซ่ึงหำทิศทำงไดจ้ำกกฎมือขวำ โดยแบมือขวำ และกำงน้ิวหวัแม่มือออก ใหน้ิ้วทั้ง 4 ช้ีไปตำม ทิศของควำมเร็ว v ของเส้นลวด แบหนำ้มือไป ตำมทิศของสนำมแม่เหล็ก หวัแม่มือจะช้ีไปตำม ทิศของกระแสไฟฟ้ำเหน่ียวน ำทนัที

วงแหวนคร่ึงซีก

E

I

I

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

16

กรณีท่ีเรำหมุนขดลวดตดัสนำมแม่เหล็กจะ ท ำใหฟ้ลกัซ์แม่เหล็กท่ีผำ่นขดลวดนั้นมีกำรเปล่ียน แปลงท ำใหเ้กิดกระแสไฟฟ้ำเหน่ียวน ำเช่นกนั แต่ กระแสไฟฟ้ำท่ีเกิดข้ึนน้ีจะมีทิศกลบัไปกลบัมำจึง เรียกวำ่ไฟฟ้ากระแสสลบั

กรณีท่ีเรำเคล่ือนสนำมแม่เหล็กผำ่นขดลวด ซ่ึงอยูก่บัท่ีจะท ำใหฟ้ลกัซ์แม่เหล็กท่ีผำ่นขดลวดนั้น มีกำรเปล่ียนแปลงท ำใหเ้กิดกระแสไฟฟ้ำเหน่ียวน ำ ซ่ึงหำทิศทำงกำรไหลเวยีนไดจ้ำกกฎมือซำ้ยดงัน้ี 1. ก ำมือมือซำ้ยแลว้กำงหวัแม่มือออกแลว้ช้ีน้ิวหวัแม่ มือไปตำมทิศของสนำมแม่เหล็ก ( ทิศออกไปทำงขั้วเหนือ ) 2. หำกฟลกัซ์แม่เหล็กท่ีผำ่นพื้นท่ีขดลวดมีปริมำณ เพิ่มข้ึน ( เช่นกรณีท่ีเคล่ือนแท่งแม่เหล็กเขำ้ใกลข้ดลวด ) กระแสไฟฟ้ำเหน่ียวน ำจะมีทิศวนตำมน้ิวทั้ง 4 ท่ีเหลือ แต่ถำ้ฟลกัซ์แม่เหล็กมีปริมำณลดลง ( เช่นกรณีท่ีเคล่ือนแท่งแม่เหล็กถอยห่ำงขดลวด ) กระแสเหน่ียวน ำจะมีทิศวนในทิศตรงกนัขำ้มกบัน้ิวทั้ง 4 26(แนว มช) ดึงแท่งแม่เหล็กขั้วเหนือออกจำกห่วง ซ่ึงท ำดว้ย

พลำสติกดงัรูป อยำกทรำบวำ่จะเกิดผลอยำ่งไร 1. จะเกิดสนำมไฟฟ้ำเหน่ียวน ำในห่วงไปตำมทิศ 2. จะเกิดสนำมไฟฟ้ำหน่ียวน ำในห่วงไปตำมทิศ 3. จะเกิดกระแสเหน่ียวน ำในห่วงไปตำมทิศ 4. ไม่เกิดอะไรเลยเน่ืองจำกเป็นฉนวน

27(แนว มช) จำกกฎกำรเหน่ียวน ำทำงแม่เหล็ก ในบริเวณท่ีสนำมแม่เหล็กมีกำรเปล่ียนแปลง จะ มีกำร เหน่ียวน ำให้เกิดสนำมไฟฟ้ำข้ึนในบริเวณนั้นดงัแสดงในรูป ก และ ข ถำ้ B ช้ี ทิศเดียวกบั B แสดงวำ่สนำมแม่เหล็กเพิ่มข้ึน และถำ้ B ช้ีทิศตรง ขำ้มกบั B แสดงวำ่ สนำมแม่เหล็กลดลง อยำกทรำบวำ่สนำมไฟฟ้ำท่ีเกิดข้ึนจะเกิดข้ึนในทิศทำงใด ตำมล ำดบั

B

N

S

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16214&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16215&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16215&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16215&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16215&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16215&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16215&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16215&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16215&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16215&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16215&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16215&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16216&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16216&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16216&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16216&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16216&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16216&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

17

1. 1 E

และ 3 E

2. 1 E และ 4 E

3. 2 E และ 3 E

4. 2 E

และ 4 E

15.8 เคร่ืองก าเนิดไฟฟ้าและแรงเคลือ่นไฟฟ้าเหน่ียวน าในมอเตอร์

15.8.1 เคร่ืองก าเนิดไฟฟ้า หลกักำรท ำงำนของเคร่ืองก ำเนิด ไฟฟ้ำโดยพื้นฐำนแลว้จะตอ้งหมุนขดลวด ตดัสนำมแม่เหล็ก และจะเกิดแรงเคล่ือน ไฟฟ้ำเหน่ียวน ำข้ึนในขดลวดนั้น ถำ้สม- มุติเวลำท่ีหมุนขดลวด 1 รอบมีค่ำเป็น T จะพบวำ่ช่วงกำรหมุนขดลวดคร่ึงรอบแรก ( จำก 0 – 2

T ) แรงเคล่ือนไฟฟ้ำจะมีค่ำ เพิ่มข้ึนแลว้ลดลง จำกนั้นคร่ึงรอบหลงั ( จำก 2

T – T ) แรงเคล่ือนไฟฟ้ำจะมีทิศ ยอ้นกลบั จึงเรียกกระแสไฟฟ้ำลกัษณะน้ี วำ่กระแสสลบั เคร่ืองก ำเนิดไฟฟ้ำบำงประเภท ใชว้ธีิหมุนแท่งแม่เหล็กใหฟ้ลกัซ์แม่เหล็ก ตดัขดลวดตวัน ำ จะท ำใหมี้ไฟฟ้ำกระแส สลบัเกิดข้ึนในขดลวดไดเ้ช่นกนั

E

t 0 2T

T

+ + – –

B B

1 E

2 E

รูป (ก)

3 E

4 E

B

รูป (ข) B

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16217&list=479

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

18

เคร่ืองก ำเนิดไฟฟ้ำกระแสสลบั ท่ีใชต้ำมโรงงำนไฟฟ้ำ มกัจะมีขดลวด ตวัน ำอยู ่ 3 ชุด ลอ้มรอบแท่งแม่เหล็ก ระนำบขดลวดแต่ละขดจะท ำมุม 120o ต่อกนั ลกัษณะน้ีจะไดก้ระแสไฟฟ้ำ สลบัถึง 3 กระแสซ่ึงมีเฟสต่ำงกนั 120o จึงเรียกเป็นเคร่ืองก ำเนิดไฟฟ้ำ 3 เฟส 15.8.2 แรงเคลือ่นไฟฟ้าเหน่ียวน าในมอเตอร์ ในกรณีของมอเตอร์นั้น เรำตอ้งปล่อยกระแสไฟฟ้ำใหไ้หลเขำ้ไปในขดลวดท่ีอยูใ่นสนำมแม่เหล็ก จะท ำใหม้อเตอร์เกิดกำรหมุน ขณะ เดียวกนักำรหมุนน้ีจะท ำใหเ้กิดแรงเคล่ือนไฟฟ้ำเหน่ียว น ำ ( e ) ซ่ึงจะมีทิศตรงกนัขำ้มกบัแรงเคล่ือนไฟฟ้ำท่ี

เรำใส่เขำ้ไป ( E ) จึงเรียกแรงเคลือ่นไฟฟ้าดันกลบั (e) ดงันั้น แรงเคล่ือนไฟฟ้ำลพัธ์ = E – e

กระแสไฟฟ้ำท่ีไหลเขำ้มอเตอร์ จะหำค่ำได ้จำก I = r R

e E

เม่ือ I คือกระแสไฟฟ้ำท่ีไหลเขำ้มอเตอร์ ( แอมแปร์ ) E คือแรงเคล่ือนไฟฟ้ำท่ีใส่เขำ้ไป (โวลต ์) e คือแรงเคล่ือนไฟฟ้ำดนักลบั (โวลต ์) r คือควำมตำ้นทำนภำยในของแหล่งก ำเนิดไฟฟ้ำ (โอห์ม) R คือควำมตำ้นทำนภำยนอกแหล่งก ำเนิดไฟฟ้ำ (ควำมตำ้นทำนของมอเตอร์) (โอห์ม) จำกสมกำรน้ีจะเห็นว่ำถ้ำมอเตอร์ฝืดหรือไฟฟ้ำตก จะท ำให้มอเตอร์หมุนช้ำลงท ำให้แรงเคล่ือนไฟฟ้ำดนักลบั ( e ) จะมีค่ำนอ้ยลง ดงันั้นแรงเคล่ือนไฟฟ้ำลพัธ์ ( E – e ) จะมีค่ำมำก ท ำใหก้ระแสไฟฟ้ำ ( I ) ท่ีไหลเขำ้มอเตอร์มีค่ำมำกกวำ่ท่ีควร อำจท ำใหม้อเตอร์ไหมไ้ด ้

E

t 0 เฟสท่ี 1

E

t 0 เฟสท่ี 2

E

t เฟสท่ี 3 0

E

e

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16218&list=479

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

19

28(แนว มช) แบตเตอร่ีขนำด 6 โวลต์ มีควำมตำ้นทำนภำยใน 1 โอห์ม ต่อเขำ้กับมอเตอร์ กระแสตรงซ่ึงมีควำมตำ้นทำนของขดลวดของมอเตอร์เท่ำกบั 1 โอห์ม ในขณะท่ีมอเตอร์ หมุนสำมำรถวดักระแสไฟฟ้ำ 0.5 แอมแปร์ แรงเคล่ือนไฟฟ้ำดนักลบัมอเตอร์มีค่ำเท่ำใด 1. 7.5 V 2. 5.5 V 3. 5.0 V 4. 4.5 V 29. มอเตอร์เคร่ืองหน่ึงใช้กบัแรงเคล่ือนไฟฟ้ำ 12 โวลต์ ขณะมอเตอร์ก ำลงัท ำงำนจะเกิด แรงเคล่ือนไฟฟ้ำตำ้นกลบั 10 โวลต ์ และมีกระแสผำ่นมอเตอร์ 8 แอมแปร์ ขดลวดของ มอเตอร์มีควำมตำ้นทำนเท่ำใด

30(แนว มช) ถำ้มอเตอร์ฝืดจนหยดุหมุนเป็นเวลำนำนจะท ำใหม้อเตอร์ไหมเ้พรำะ 1. มีควำมเสียดทำนเกิดข้ึนตำมจุดหมุนเป็น 2. เกิดแรงเคล่ือนไฟฟ้ำเหน่ียวน ำซ่ึงมีทิศตรงกนัขำ้มกบัแรงเคล่ือนไฟฟ้ำเดิม 3. ไม่มีแรงเคล่ือนไฟฟ้ำดนักลบัเกิดข้ึน 4. ท ำใหฟ้ลกัซ์แม่เหล็กท่ีผำ่นขดลวดมีกำรเปล่ียนแปลง เกิดกระแสเหน่ียวน ำข้ึนเป็น

จ ำนวนมำก

15.9 หม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้า คือเคร่ืองมือท่ีใชเ้ปล่ียนควำมต่ำงศกัย ์( หรือแรงเคล่ือนไฟฟ้ำ ) ใหมี้ค่ำสูงข้ึนหรือต ่ำลงตำมตอ้งกำร หมอ้แปลงไฟฟ้ำมี 2 แบบ ไดแ้ก่ 1. หมอ้แปลงข้ึน (Set up Transformer) ใชเ้ปล่ียนควำมต่ำงศกัยจ์ำกต ่ำเป็นสูงข้ึน 2. หมอ้แปลงลง (Step down Transformer) ใชเ้ปล่ียนควำมต่ำงศกัยจ์ำกสูงเป็นต ่ำลง

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16220&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16220&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16220&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16220&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16221&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16221&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16221&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16223&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16223&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16223&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16223&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16223&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16223&list=479http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16225&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16225&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16225&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16225&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16225&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16225&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16225&list=480

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

20

ส่วนประกอบของหม้อแปลงไฟฟ้า 1. แกนเหล็กอ่อน ท ำด้วยเหล็กอ่อนแผ่นบำงๆ หลำยๆ แผ่นวำงซ้อนกัน นิยมตดัเป็นส่ีเหล่ียมจตุัรัสกลำงกลวงหรือตดัเป็นรูปตวั E ท ำหนำ้ท่ีรวมเส้นแรงแม่เหล็กจำกขดลวด 2. ขดลวดปฐมภูมิ (Pimary coil) เป็นขดลวดท่ีปล่อยใหก้ระแสไฟฟ้ำเขำ้ พนัอยูท่ี่ขำขำ้งหน่ึงของแกนเหล็ก 3. ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary coil) เป็นขดลวดท่ีส่งกระแสไฟฟ้ำออก จะพนัอยูท่ี่ปลำยอีกขำ้งหน่ึงของแกนเหล็ก

หลกัการท างานของหม้อแปลงไฟฟ้า เม่ือใหแ้รงเคล่ือนไฟฟ้ำ (E1) ผำ่นไปยงัขด ลวดปฐมภูมิ จะเกิดสนำมแม่เหล็กวนรอบๆ ขด ลวดปฐมภูมิข้ึน และฟลกัซ์แม่เหล็กท่ีเกิดข้ึนจะ เหน่ียวน ำให้เกิดแรงเคล่ือนไฟฟ้ำ (E2) ท่ีขดลวด ทุติยภูมิ

ควำมสัมพนัธ์ ของแรงเคล่ือนไฟฟ้ำทั้งสองคือ

2E1E =

2N1N =

2V1V

เม่ือ E1 , E2 คือแรงเคล่ือนไฟฟ้ำของขดลวดปฐมภูมิ และทุติยภูมิ ตำมล ำดบั N1 , N2 คือจ ำนวนขดลวดปฐมภูมิ และทุติยภูมิ ตำมล ำดบั V1 , V2 คือควำมต่ำงศกัยข์องขดลวดปฐมภูมิ และ ทุติยภูมิ ตำมล ำดบั ข้อควรรู้ 1. หมอ้แปลงลง จะมีค่ำ E2 < E1 และ V2 < V1 และ N2 < N1

หมอ้แปลงข้ึน จะมีค่ำ E2 > E1 และ V2 > V1 และ N2 > N1 2. ประสิทธิภำพของหมอ้แปลงหำไดจ้ำก

Eff = 1P2P x 100 %

เม่ือ Eff คือประสิทธิภำพของหมอ้แปลง ( %) P1 คือก ำลงัไฟฟ้ำท่ีใส่เขำ้ไปท่ีขดลวดปฐมภูมิ ( วตัต ์) P2 คือก ำลงัไฟฟ้ำท่ีเกิดในขดลวดทุติยภูมิ ( วตัต ์)

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16226&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16226&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16226&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16226&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16226&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16226&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16226&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16226&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16228&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16228&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16228&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16228&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16228&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16231&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16231&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16231&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16231&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16231&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16231&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16231&list=480

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

21

หำกหมอ้แปลงมีประสิทธิภำพ 100% จะได ้ P1 = P2 ( แทนค่ำ P = I V )

จะได ้ I1 V1 = I2 V2

31(แนว มช) กระแสไฟฟ้ำสลบัในขดลวดทุติยภูมิของหมอ้แปลงไฟฟ้ำเกิดข้ึนไดเ้น่ืองจำก 1. กำรเปล่ียนแปลงสนำมไฟฟ้ำ 2. กำรเปล่ียนแปลงสนำมแม่เหล็ก 3. แกนเหล็กของหมอ้แปลงไฟฟ้ำ 4. กระแสไฟฟ้ำในขดปฐมภูมิ 32(แนว En) หมอ้แปลงไฟฟ้ำซ่ึงใชไ้ฟฟ้ำ 200 โวลต ์ มีขดลวดปฐมภูมิ 100 รอบ ถำ้ตอ้งกำร ใหห้มอ้แปลงน้ีสำมำรถจ่ำยไฟฟ้ำได ้ 3000 โวลต ์ ขดลวดทุติยภูมิตอ้งมีจ ำนวนรอบเท่ำไร 1. 750 รอบ 2. 1500 รอบ 3. 3000 รอบ 4. 4500 รอบ

33(แนว En) หมอ้แปลงเคร่ืองหน่ึง มีจ ำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิต่อจ ำนวนรอบของขดลวด ทุติยภูมิเป็น 1 : 4 ถำ้มีควำมต่ำงศกัยใ์นขดลวดทุติยภูมิเท่ำกบั 1000 โวลต ์ จงหำควำม ต่ำงศกัยใ์นขดลวดปฐมภูมิ 1. 100 V 2. 150 V 3. 200 V 4. 250 V

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16227&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16227&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16227&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16229&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16229&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16229&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16230&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16230&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16230&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16230&list=480

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

22

34(แนว En) หมอ้แปลงไฟลงจำก 20000 โวลต ์ เป็น 200 โวลต ์ เกิดก ำลงัในขดลวดทุติยภูมิ 5.6 กิโลวตัต ์ หมอ้แปลงมีประสิทธิภำพร้อยละ 80 กระแสไฟฟ้ำท่ีผำ่นขดลวดปฐมภูมิมีค่ำ เท่ำใด 1. 0.24 A 2. 0.27 A 3. 0.35 A 4. 0.54 A 35. เตำรีดไฟฟ้ำเคร่ืองหน่ึงมีควำมตำ้นทำน 20 โอห์ม ใช้กบัควำมต่ำงศกัย ์ 110 โวลต์ แต่

ไฟฟ้ำท่ีใชก้นัตำมบำ้นมีควำมต่ำงศกัย ์ 220 โวลต ์ จึงตอ้งใชห้มอ้แปลงไฟฟ้ำช่วยเม่ือใชเ้ตำรีดเคร่ืองน้ี ถ้ำหมอ้แปลงไฟฟ้ำมีประสิทธิภำพ 75% จงหำค่ำกระแสไฟฟ้ำท่ีไหลผ่ำนขดลวดปฐมภูมิ

1. 2.06 A 2. 3.7 A 3. 2.75 A 4. 11 A

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16232&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16232&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16232&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16232&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16233&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16233&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16233&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16233&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16233&list=480

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

23

36(แนว En) หมอ้แปลงเคร่ืองหน่ึง มีจ ำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิต่อจ ำนวนรอบของขดลวด ทุติยภูมิเป็น 1 : 5 ถำ้มีกระแสไฟฟ้ำและควำมต่ำงศกัยใ์นขดลวดทุติยภูมิเท่ำกบั 10 แอม- แปร์ และ 200 โวลต ์ ตำมล ำดบั จงหำควำมต่ำงศกัยแ์ละกระแสไฟฟ้ำในขดลวดปฐมภูมิ 1. 40 V และ 50 A 2. 50 V และ 40 A 3. 40 V และ 40 A 4. 50 V และ 50 A

15.10 ไฟฟ้ากระแสสลบั

15.10.1 ค่าของปริมาณทีเ่กี่ยวข้องกบัไฟฟ้ากระแสสลบั ดงัไดก้ล่ำวมำแลว้วำ่แรงเคล่ือนไฟฟ้ำเหน่ียวน ำ ท่ีเกิดจำกเคร่ืองก ำเนิดไฟฟ้ำแบบหมุนขดลวดในสนำม แม่เหล็กจะมีขนำดไม่คงท่ีและมีทิศสลบัไปมำ ควำม สัมพนัธ์ระหวำ่งแรงเคล่ือนไฟฟ้ำกบัเวลำจะอยูใ่นรูป e = Em sin t เม่ือ e คือแรงเคล่ือนไฟฟ้ำ ณ เวลำ t ใดๆ ( โวลต ์) Em คือแรงเคล่ือนไฟฟ้ำสูงสุด (โวลต ์) คือควำมเร็วเชิงมุม ( เท่ำกบัอตัรำเร็วเชิงมุมของกำรหมุนขดลวด ) ( เรเดียน/วินำที ) ค่า หาค่าไดจ้าก

= T2π หรือ = 2 f เม่ือ T คือคำบของไฟฟ้ำกระแสสลบั ( เท่ำกบัคำบของกำรหมุนขดลวด ) (วนิำที) f คือควำมถ่ีของไฟฟ้ำกระแสสลบั ( เท่ำกบัควำมถ่ีของกำรหมุนขดลวด ) ( เฮิร์ตซ )

E

t 0 2T

T

+ + – –

http://www.pec9/http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16234&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16234&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16234&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16234&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16234&list=480http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16239&list=482http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16239&list=482http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16239&list=482http://www.pec9.com/pec9v3/watch?v=16239&list=482

ติวสบายฟิสิกส ์เลม่ 4 http://www.pec9.com บทท่ี 15 ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

24

เม่ือเรำต่อแรงเคล่ือนไฟฟ้ำข้ำงต้นเข้ำกับตวัต้ำนทำน จะมีกระแสไฟฟ้ำไหลผ่ำนตัวตำ้นทำนและเกิดควำมต่ำงศกัยร์ะหวำ่�