ชุดทดลองแรงแม่เหล็กที่กระทำต่อกระแสไฟฟ้าในลวดนำไฟฟ้า (Magnetic Force on a Current-Carrying Conductor)

ชุดทดลองแรงแม่เหล็กที่กระทำต่อกระแสไฟฟ้าในลวดนำไฟฟ้า (Magnetic Force on a Current-Carrying Conductor)

🔍 องค์ประกอบในชุดทดลองนี้

จากลักษณะของอุปกรณ์ มีองค์ประกอบที่น่าจะใช้งานได้ตามนี้:

1.      แท่งโลหะยาว (ลวดนำไฟฟ้า): เป็นส่วนที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

2.      แท่งแม่เหล็กถาวร: สังเกตเห็นตัวอักษร N ที่มุมหนึ่ง แสดงถึง "ขั้วเหนือ" ของแม่เหล็ก — สร้างสนามแม่เหล็กแนวนอนผ่านลวด

3.      รางเลื่อน/ตัวนำ: สำหรับวางแท่งลวดให้เคลื่อนได้เมื่อเกิดแรง

4.      สกรูปรับ/หัวต่อทองเหลือง: อาจใช้ต่อกับแหล่งจ่ายไฟฟ้าเพื่อส่งกระแส

5.      ฐานอะลูมิเนียม/อคริลิก: ยึดโครงสร้างทั้งหมดให้นิ่ง

🧲 หลักการทดลอง

เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าผ่านลวดในแนวที่ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก จะเกิดแรงแม่เหล็กกระทำต่อลวด ทำให้ลวดเคลื่อนที่ไปในทิศที่กำหนดตามกฎมือซ้ายของเฟลมมิง

• ทิศของแรง F⃗ ขึ้นอยู่กับ:

  • ทิศของกระแสไฟฟ้า I⃗

  • ทิศของสนามแม่เหล็ก B⃗

• แรงนี้จะทำให้ลวด "ดีด" หรือ "เคลื่อนที่" ไปในแนวที่ตั้งฉากกับทั้งสนามแม่เหล็กและกระแส

🧪 ตัวอย่างการทดลอง

1.      ต่อสายไฟเข้ากับหัวต่อสองด้านของลวด

2.      วางลวดให้อยู่ในสนามแม่เหล็กถาวร

3.      จ่ายกระแสไฟฟ้า (DC)

4.      ลวดจะดีดไปด้านใดด้านหนึ่งตามทิศของแรงแม่เหล็ก

5.      เปลี่ยนทิศกระแส → ทิศทางแรงจะกลับข้าง

🎓 ใช้ในบทเรียนอะไรได้บ้าง

• ฟิสิกส์ ม.ปลาย: แรงแม่เหล็ก, ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

• วิศวกรรมไฟฟ้า: มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง, การเคลื่อนที่ของตัวนำในสนามแม่เหล็ก

• STEM: พื้นฐานการเคลื่อนที่ด้วยแม่เหล็ก