การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า |
ไมเคิล ฟาราเดย์ พบว่า เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านสนามแม่เหล็กจะมีผลให้เกิดการเคลื่อนที่ การเคลื่อนที่ของตัวนำในสนาม แม่เหล็กจะก็ให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในตัวนำนั้น เรียกว่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งจะเกิดขึ้นเสมอในตัวนำที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง
กล่าวว่าขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในตัวนำเป็นสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็ก
กฏของเลนซ์ กล่าวว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะเกิดขึ้นเพื่อขัดขวางสาเหตุที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเช่น ในมอเตอร์ไฟฟ้า จะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเกิดขึ้นเสมือนเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเพื่อขัดขวางแรงเคลื่อนไฟฟ้า (e.m.f) ที่ต่อไว้สำหรับขับเคลื่อนมอเตอร์นั้น กฏมือขวาของเฟรมมิง หรือกฏไดนาโม กล่าวว่าทิศของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำหาได้จากทิศของสนามแม่เหล็ก และทิศการเคลื่อนที่โดยใช้มือขวา
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือไดนาโม (Generator or dynamo) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า จากพลังงานกล ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างง่าย จะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำแบบสลับเกิดขึ้นในขดลวด เมื่อหมุนในสนามแม่เหล็ก เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงมีคอมมิวเตเตอร์ เช่น เดียวกับมอเตอร์ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจะไหลในทิศทางเดียว
การเหนี่ยวนำร่วม (Mutual induction) เป็นการเหนี่ยวนำแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดเนื่องจาก การเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าในขดลวดอื่น การเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าจะก็ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กซึ่งเหนียวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวดที่อยู่ในสนามแม่เหล็กนั้น ปรากฏการณ์เช่นนี้แสดงให้เห็น ได้ด้วยวงแหวนเหล็กของฟาราเดย์
การเหนี่ยวนำตัวเอง (Self-induction) เป็นการเหนี่ยวนำแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวด
เนื่องจากกระแสไฟฟ้าในขดลวดนั้นเปลี่ยนแปลง ตัวอย่างเช่น เมื่อเปิดสวิตซ์กระแสในขดลวดหยุดไหลมีผลให้สนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงก่อให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวด ในบางกรณีแรงเคลื่อนไฟฟ้าแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำนี้มีค่าสูงกว่าเดิมมาก
กระแสเอ็ดดี้ (Eddy current)เป็นกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในชิ้นโลหะเมื่อสนามแม่เหล็กรอบๆมีการเปลี่ยนแปลง แม้ว่าชิ้นโลหะนั้นไม่ใช่ส่วนของวงจรไฟฟ้า กระแสเอ็ดดี้ก่อให้เกิดพลังงานความร้อนที่ไม่ต้องการ เช่น ความร้อนในแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformers) ประกอบด้วยขดลวด 2 ขดพันรอบแกนเดียวกันแกนนี้ทำด้วยสารแม่เหล็กชั่วคราว ใช้สำหรับเปลี่ยนแรงเคลื่อนไฟฟ้าสลับในขดลวดหนึ่งเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าค่าต่างๆในขดลวดอื่น เช่น แหล่งจ่ายไฟฟ้า การออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้าที่ดีจะต้องไม่มีการสูญเสียพลังงานในขดลวดทั้งสองหรือมีการสูญเสียน้อยมาก
ขดลวดปฐมภูมิ (Primary coil) ขดลวดในหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งป้อนแรงเคลื่อนไฟฟ้าสลับเข้าไปให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ
ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary coil) ขดลวดในหม้อแปลงไฟฟ้าซึ่งมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า
อัตราส่วนขดลวด (Turns ratio) เป็นอัตราส่วนระหว่างขดลวดปฐมภูมิกับขดลวดทุติยภูมิ มีค่าเท่ากับอัตราส่วนระหว่างแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดปฐมภูมิกับขดลวดทุติยภูมิ
หม้อแปลงขึ้น (Step-up transformer) เป็นหม้อแปลงที่ให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิสูงกว่าในขดลวดปฐมภูมิ มีอัตราส่วนขดลวดน้อยกว่า 1
หม้อแปลงลง (Step-down transformer) เป็นหม้อแปลงที่ให้แรงเคลื่อนไฟฟ้าใน ขดลวดทุติยภูมิน้อยกว่าในขดลวดปฐมภูมิ มีอัตราส่วนขดลวดมากกว่า 1
Create by sudarat Keawmaneewan Classroom 5/2 |