บทที่ 1 แม่เหล็กและไฟฟ้า

แม่เหล็ก

แม่เหล็กคือ สารแม่เหล็กที่มีโมเลกุลเรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบ สามารถมีแรงกระทำต่อ สารแม่เหล็กด้วยกันได้ เมื่อแขวนแม่เหล็กอย่างอิสระขั้วเหนือ (N) จะชี้ทิศขั้วโลกเหนือ ขั้วใต้ (S) จะชี้ทิศขั้วโลกใต้ ทำให้เชื่อว่าโลกมีอำนาจแม่เหล็ก โดยขั้วเหนือ (N) ของแม่เหล็ก อยู่ทางขั้วโลกใต้ทางภูมิศาสตร์ และมีขั้วใต้ (S) ของแม่เหล็กอยู่ทางขั้วเหนือทางภูมิศาสตร์ โดยมีการทำมุมกันเล็กน้อย

สนามแม่เหล็ก

เมื่อนำแท่งแม่เหล็กไปดูดผงตะไบเหล็ก ผงตะไบเหล็กจะถูกดูดติดกับส่วนต่างๆ ของแท่งแม่เหล็ก และอยู่ใกล้ปลายแท่งแม่เหล็ก บริเวณดังกล่าว เรียกว่า ขั้วแม่เหล็ก

ถ้าใช้เชือกผูกกึ่งกลางแท่งแม่เหล็ก แล้วแขวนแท่งแม่เหล็กนี้ให้อยู่ในแนวราบ จะพบว่าแท่งแม่เหล็ก จะวางตัวอยู่ในแนวทิศเหนือและทิศใต้ เราเรียกขั้วแม่เหล็กที่ชี้ไปทิศเหนือว่า ขั้วเหนือ

และขั้วที่ชี้ไปทางทิศใต้ว่า ขั้วใต้

>>ขั้วแม่เหล็กมีแรงกระทำซึ่งกันและกัน ดังนี้

– ขั้วต่างกันออกแรงดึงดูดกัน

– ขั้วเหมือนกันออกแรงผลักกัน

แท่งแม่เหล็กเล็กๆ ที่วางตัวอยู่ในแนวราบบนแกนดิ่งปลายแหลม จะวางตัวอยู่ในแนวทิศเหนือและทิศใต้ เรียกแท่งแม่เหล็กเล็กๆ นี้ว่าเข็มทิศ

เมื่อวางเข็มทิศ ณ ตำแหน่งหนึ่งแล้วมีแรงกระทำต่อเข็มทิศนั้น กล่าวว่า ณ ตำแหน่งนั้นมีสนามแม่เหล็ก และกำหนดให้ทิศของสนามแม่เหล็กมีทิศเดียวกับทิศที่ขั้วเหนือของเข็มทิศชี้

สนามแม่เหล็ก เมื่อมีแม่เหล็กวางอยู่ ณ ที่ใดก็ตาม แม่เหล็กนั้นจะส่งอำนาจแม่เหล็กออกไปรอบตัวในบริเวรนั้น ถ้าเอาแม่เหล็กอื่นหรือวัตถุที่เป็นเหล็กเข้าไปในบริเวณนั้นจะเกิดแรงแม่เหล็กส่งมากระทำทันทีจากแม่เหล็กที่วางอยู่ก่อนนั้น อย่างนี้เราถือว่าแม่เหล็กหรือสารแม่เหล็กที่เรานำเข้าไปทีหลังไปอยู่ในบริเวณซึ่งเป็น สนามแม่เหล็กของแม่เหล็กอันแรกถ้าเราถอยแม่เหล็กหรือสารแม่เหล็กนั้นออกมาให้ห่างมาก ๆ แรงแม่เหล็กที่เคยเกิดขึ้นดังกล่าวจะหมดไป หมายความว่า แม่เหล็กอันแรกส่งแรงไปกระทำไม่ถึง จึงเห็นได้ว่าสนามแม่เหล็กคือ บริเวณรอบ ๆ แม่เหล็ก ซึ่งแท่งแม่เหล็กนั้นสามารถส่งอำนาจแม่เหล็กไปถึง

เส้นแรงแม่เหล็ก 

เป็นเส้นที่แสดงทิศของสนามแม่เหล็กรอบๆ แท่งแม่เหล็ก นอกจากนั้นยังแสดงความเข้มของสนามแม่เหล็กด้วย ทิศของสนามคือ ทิศของแรงนี้กระทำกับขั้วเหนือ ในสนามแม่เหล็กเส้นแรงแม่เหล็กแสดงให้เห็นได้โดยใช้ผงเหล็กโรยรอบๆ แท่งแม่เหล็ก หรือการระบุตำแหน่งของเข็มทิศ เล็กๆ ณ จุดต่างๆ รอบๆ แท่งแม่เหล็ก การวัดความเข้มของสนามแม่เหล็กที่จุดๆหนึ่ง แสดงได้โดย เส้นแรงแม่เหล็กที่อยู่ชิดกัน เส้นแรงแม่เหล็กที่อยู่ภายนอกแท่งแม่เหล็กจะทิศทางออกจากขั้ว N และวนเข้าหาขั้ว S ส่วนเส้นแรงภายในแท่งแม่เหล็กเอง มีทิศพุ่งจากขั้ว S ไปยังขั้ว N