Transcript ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า - eDLTV เพื่อพัฒนาอาชีพ

่
วิชา เครืองกลไฟฟ
้า
( 2104
2106
)
กระแสตรง
คาอธิบายรายวิชา
ศึกษาทฤษฎีแม่เหล็ก วงจรแม่เหล็ก
หลักการเหนี่ ยวนาแม่เหล็ก
โครงสร ้างส่วนประกอบ วงจรขดลวดอาร ์เมเจอร ์
่
ของเครืองกลไฟฟ
้ ากระแส
ตรง หลักการทางาน ชนิ ด การเกิดแรงดันไฟฟ้า
่
ในเครืองก
าเนิ ดไฟฟ้ากระแส
่
ตรง สาเหตุทเครื
ี่ องก
าเนิ ดไม่เกิดแรงดัน คอมมิว
่ ั อาร ์เมเจอร ์รีแอคชน
่ ั การคานวณหาค่า
เตชน
แรงดันไฟฟ้าเหนี่ ยวนา ประสิทธิภาพ คุณลักษณะ
่
การนาไปใช้งานของเครืองก
าเนิ ดไฟฟ้า ครู วชิระ
่
วิชา เครืองกลไฟฟ
้า
( 2104
2106
)
กระแสตรง
จุดประสงค ์รายวิชา
่
1. เพือให้
มค
ี วามเข้าใจทฤษฎี
แม่เหล็กและการเหนี่ ยวนาแม่เหล็ก
่
2. เพือให้
มค
ี วามเข้าใจหลักการทางาน
่
ของเครืองก
าเนิ ดไฟฟ้ากระแสตรงและการ
นาไปใช้งาน
่
3. เพือให้
เข้าใจหลักการทางานของ
มอเตอร ์ไฟฟ้ากระแสตรง
และการนาไปใช้งาน
่
4. เพือให้
มเี จตคติทดี
ี ่ ตอ
่ อาชีพ มีความ
่
่ ยน ร ักงาน
มันใจและภาคภู
มใิ จ ในวิชาชีพทีเรี
ครู วชิระ
้
รายการเนื อหา
หน่ วยการสอนที่ 1
้
่ ยวข้
่
หลักการพืนฐานที
เกี
องกับ
การทางาน
่
่
่
้
ของเครื
องกลไฟฟ
เรืองที 1 แม่เหล็กเบื้ ากระแสตรง
องต้
น
่
่ 2 วงจรแม่เหล็ก
เรืองที
่ 3 โครงสร ้างและส่วนประกอบของ
่
เรืองที
่
เครืองกลไฟฟ
้า
่
่ 4 การก
เรืองที
าเนิ ดแรงด ันไฟฟ้าเหนี่ ยวนา
กระแสตรง
่
ของเครืองกลไฟฟ
้า
กระแสตรง
ครู วชิระ
้
รายการเนื อหา
หน่ วยการสอนที่ 1
้
่ ยวข้
่
หลักการพืนฐานที
เกี
องกับ
การทางาน
่
ของเครื
องกลไฟฟ
้ ากระแสตรง
่
่
เรืองที 5 การแปลงไฟฟ
้ ากระแสสลับ
เป็ นไฟฟ้ากระแสตรง
่
่ 6 ขดลวดสนามแม่
เรืองที
เหล็์ กและ
โดยคอมมิวเตเตอร
ขดลวดอาร ์เมเจอร ์
่
่ 7 การพั
่
เรืองที
นขดลวดอาร
ของเครื
องกลไฟฟ
้ า ์เมเจอร ์
่
ของเครื
องกลไฟฟ
้า
กระแสตรง
่
่ ดขึนใน
่ 8 ปักระแสตรง
้
เรืองที
ญหาทีเกิ
่ั
ครู วชิระ
กระบวนการคอมมิวเตชน
้
รายการเนื อหา
หน่ วยการสอนที่ 2
่
เครืองก
าเนิ ดไฟฟ้า
กระแสตรง
่
่ 9 เครืองก
่
เรืองที
าเนิ ดไฟฟ้ากระแสตรง
ชนิ ดกระตุน
้ ภายนอก
่
่ 10 และชนิ
่ ดขนาน
เรืองที
เครืองก
าเนิ ดไฟฟ้า
่
่ 11 ด
่ กรม
เรืองที
เครื
าเนิ ดไฟฟ้า
กระแสตรงชนิ
อนุองก
่
่ 12 การไม่
กระแสตรงชนิ
ดผสม
เรื
องที
กาเนิ ดแรงดันไฟฟ้า
่
ของเครืองก
าเนิ ดไฟฟ้า
กระแสตรง
ครู วชิระ
้
รายการเนื อหา
หน่ วยการสอนที่ 3
มอเตอร ์ไฟฟ้ากระแสตรง
่
่ 13 มอเตอร ์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิ ด
เรืองที
่ น
เรื
องที
มอเตอร ์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิ ด
กระตุ
้ ่ 14
ภายนอก
่
่ 15 มอเตอร ์ไฟฟ้ากระแสตรง
เรืองที
ขนาน
่ อนุ ก่ 16
ชนิเรืดองที
รม มอเตอร ์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิ ด
ผสม
ครู วชิระ
้
รายการเนื อหา
หน่ วยการสอนที่ 4
่
การใช้งานเครืองกลไฟฟ
้า
กระแสตรง
่
่ 17 กาลังและประสิทธิภาพของ
เรืองที
่
เครืองกลไฟฟ
้า
่
่ 18 กระแสตรง
่
เรืองที
การนาเครืองกลไฟฟ
้ าไปใช้
งานและการบารุงร ักษา
่
เครืองกลไฟฟ
้ ากระแสตรง
ครู วชิระ
่
่
เรืองที
1
แม่เหล็ก
้
เบืองต้
น
ครู วชิระ
่
่
เรืองที
1
แม่เหล็ก
้
เบืองต้
น
นำเข ้ำสูบ
่ ทเรียน โดยกำรทดลองแรงดูดของ
แม่เหล็กกับวัสดุ
ชนิ ดต่ำงๆ
ครู วชิระ
่
่
เรืองที
้
แม่เหล็ก1เบืองต้
น
จุดประสงค ์
หลังจากเรียนจบบทเรียนแล้ว
ต้องสามารถ
1. บอกความหมายและแบ่งประเภทของ
ดของ
แม่2.
เหล็บอกความหมายและชนิ
กได้
กการประดิษฐ ์แม่เหล็กถาวร
แม่3.
เหล็บอกหลั
กถาวรได้
่
และบอกชือ
่ ดจากการ
4.ของแม่
อธิบายโครงสร
้างและส่
วนประกอบ
เหล็กถาวรที
เกิ
ของแม่
ประดิ
ษฐเหล็
์ได้ กถาวรได้
ครู วชิระ
่
่
เรืองที
้
แม่เหล็ก1เบืองต้
น
จุดประสงค ์
หลังจากเรียนจบบทเรียนแล้ว
ต้องสามารถ
5. บอกความหมายของแม่เหล็กไฟฟ้า
ได้ 6. อธิบายโครงสร ้าง และส่วนประกอบ
7. เอธิ
ของแม่
หล็บกายการสร
ไฟฟ้าได้้างอานาจแม่เหล็ก
้ ไฟฟเ้ หล็
8. หาขั
กของขดลวด
ของแม่
เหล็กวแม่
าได้
บอกชนิ
ดของวัสดุแม่เหล็กได้
แม่เ9.
หล็ก
ไฟฟ้าได้
๊ ์แม่เหล็ก
10. บอกคุณสมบัตข
ิ องฟลักซ
ิ องแม่เหล็กได้
ได้11. บอกคุณสมบัตข
ครู วชิระ
่
่ 1 แม่เหล็ก
เรืองที
้ ่ น่
เบื
องต้
แม่เหล็ก เป็ นสิงทีมีความสาค ัญต่อ
การดาเนิ นชีวต
ิ ของมนุ ษย ์เป็ นอย่างมาก โดย
่ าคัญของสิงต่
่ างๆ
จะเป็ นส่วนประกอบทีส
่
มากมาย
เช่น สวิตช ์แม่เหล็ก เครือง
่
กาเนิ ดไฟฟ้า มอเตอร ์ไฟฟ้า เครืองมื
อวัด
ไฟฟ้า ลาโพง ไมโครโฟนแม่คอมพิ
ว
เตอร
์
เหล็ก ทาให้เกิด
รถยนต ์ เป็ นต้น
พลังงานกล
แมกเนติก คอน
แทคเตอร ์
( Magnetic
รีเลย ์
( Relay
)
: การดู ด
สวิ
ตช ์แม่เหล็
และการผลั
ก ก ใช้
ประโยชน์จากแรงดู ด
ของแม่เหล็กไฟฟ
้ าระ
ครู วชิ
่
่ 1 แม่เหล็ก
เรืองที
้ ่ น่
เบื
องต้
แม่เหล็ก เป็ นสิงทีมีความสาค ัญต่อ
การดาเนิ นชีวต
ิ ของมนุ ษย ์เป็ นอย่างมาก โดย
่ าคัญของสิงต่
่ างๆ
จะเป็ นส่วนประกอบทีส
่
มากมาย
เช่น สวิตช ์แม่เหล็ก เครือง
่
กาเนิ ดไฟฟ้า มอเตอร ์ไฟฟ
้แม่
าเหล็
เครื
องมื
่ อวัด
ก เปลียน
ไฟฟ้า ลาโพง ไมโครโฟน
พลัคอมพิ
งงานกลวเตอร ์
เป็ น
รถยนต ์ เป็ นต้น
พลังงานไฟฟ้า
่
เครืองก
าเนิ ด อ ัลเทอร ์เน
เตอร ์รถยนต ์
ไฟฟ้า
ไมโครโ
ฟน
ครู วชิระ
่
่ 1 แม่เหล็ก
เรืองที
้ ่ น่
เบื
องต้
แม่เหล็ก เป็ นสิงทีมีความสาค ัญต่อ
การดาเนิ นชีวต
ิ ของมนุ ษย ์เป็ นอย่างมาก โดย
่ าคัญของสิงต่
่ างๆ
จะเป็ นส่วนประกอบทีส
่
มากมาย
เช่น สวิตช ์แม่เหล็ก เครือง
่ เปลีอ
่ วัด
กาเนิ ดไฟฟ้า มอเตอร ์ไฟฟแม่
้ า เหล็
เครืกองมื
ยน
งงานไฟฟ
้า ์
ไฟฟ้า ลาโพง ไมโครโฟนพลัคอมพิ
วเตอร
เป็ น
รถยนต ์ เป็ นต้น
พลังงานกล
มอเตอร ์
่
เครืองว
ัด
ลาโ
พง
ครู วชิระ
1. ความหมายของแม่เหล็ก
+
แม่เหล็ก หมายถึง วัตถุทสร
ี่ ้าง
้
สนามแม่เหล็ก ( Magnetic Field ) ขึน
้
ภายนอกชินวัตถุได้
โดยสามารถดูดเหล็ก (
iron ) และวัสดุอนบางอย่
ื่
างได้
ซึง่
อาจจะอยู ่ในรู ปแบบของแม่เหล็กถาวร
( Permanent Magnet ) หรือ
แม่เหล็กไฟฟ้า ( Electromagnet )
-
เหล็ก
เหล็ก
แม่เหล็กถาวร
แม่เหล็กไฟ
ฟ้า
ครู วชิระ
2. ประเภทของแม่เหล็ก
แม่เหล็ก แบ่งเป็ น 2 ประเภท คือ
2.2.
2.1 แม่เหล็กถาวร
( Permanent แม่เหล็กไฟฟ้า
(
Magnet )
Electromagnet )
Permanent
Magnet
Circular Electro Lifting Ma
ครู วชิระ
2.1 แม่เหล็กถาวร ( Permanent
Magnet
2.1.1 )ความหมายของแม่เหล็กถาวร
่
แม่เหล็กถาวร เป็ นแท่งเหล็กทีมี
อานาจแม่เหล็กในต ัวเอง
2.1.2 ชนิ ดของแม่เหล็กถาวร
1) แม่เหล็กธรรมชาติ ( Natural
่ กค้นพบ
Permanent Magnet
แม่เหล็ก)ถาวร ทีถู
้ั
ครงแรก
มีลก
ั ษณะเป็ นหินแร่เหล็ก
่ ดตามธรรมชาติ มีอานาจแม่เหล็ก
ทีเกิ
ในตัวเอง คือแร่แมกเนไตต ์ ( Magnetite )
่
่ แมกนี เซีย ประเทศกรีซ
ซึงพบที
แร่
Magnetiteครู วชิระ
2) แม่เหล็กประดิษฐ ์ (
่ ดจากการ
Manufactureแม่Magnet
เหล็กถาวร) ทีเกิ
ประดิษฐ ์ ใช้วธ
ิ ก
ี ารเหนี่ ยวนา
วัสดุแม่เหล็กชนิ ด เฟอโรแมกเนติก (
่ คา
Ferromagnetic )
ทีมี
่
ความคงทนของอานาจแม่เหล็ก(
Remanent ) สู ง
ให้เป็ นแท่ง
แม่เหล็กด้วยขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า
่ ขนาดกระแสสู ง
กระแสตรงทีมี
แกนเหล็ก
ขดลวด
่
่ ยวนา มีวัสดุ
แหล่งจ่ายเมือหยุ
ด
ให้
ก
ารเหนี
แม่นเหล็ก
สภาพเป็
แม่เหล็กก:ไฟฟ
้า
แกนเหล็
แกนของ
้า
ขดลวด
ชนิไฟฟ
ดเฟอโรแมกเนติ
กจะ
แม่เหล็ก
กระแสตรง
วัสดุ
่ ขวแม่
้ั
เป็ นแท่งแม่เหล็ก: ที
มี
เหล็ถาวร
กคงที่ และ
เฟอโรแมกเนติก
ค่
Remanent
สู ง
มีอานาจแม่เหล็กาตกค้
าง
ครู วชิระ
่
ตัวอย่างของแม่เหล็กถาวร ทีได้
จากการประดิษฐ ์
2.1)
Neodymium
Magnet
:ทาโดยการให้ความ
ร ้อนอนุ ภาคหรือ
ผงของโลหะนี โอดาย
เมียม เหล็ก
นี โอไดเมียม (
่
และโบรอน ทีมี
NdFeB )
่
การนาไปใช้งาน
อุณหภู มต
ิ ากว่
าจุด
่ หลอมละลาย
่
ใช้ประกอบในเครืองใช้
ไฟฟ้า เครืจน
องแยกเศษเ
่ รวมกั
ฮาร ์ดดิส มอเตอร ์ เครืองก
าเนินดเป็ไฟฟ
า น เซนเซอร ์ ฯล
นก้้ อ
ครู วชิระ
้
2.2) Samariumcobalt Magnet
: ทาจาก Samarium
และ cobalt มี
แรงดู ดสู ง เป็ นชนิ ดที่
ทนต่ออุณหภู ม ิ
ซามาเรียมโคบอลต ์ (
สู งและการสึกหรอ
SmCo )
การนาไปใช้งาน
่
ิ า เคร
ส่วนมากใช้ประกอบในเครืองมื
อ นาฬก
แม่พม
ิ พ ์ ฯลฯ
ครู วชิระ
2.3) Ceramic
Magnet
: ทาจากส่วนผสมระหว่าง
เหล็ก
่
อ๊อกไซด ์และแบเรียม
คาร ์บอเนตหรือ
สตรอนเตียม
เซรามิก หรือ เฟอไรต ์
้ั
ง
คาร
์บอเนต
บางคร
การนาไปใช้งาน
เรี
ยกว่
าชนิ ดหลายที
เฟอไรต
่ กน
่ ด์ ( เพรา
เป็ นแม่เหล็กทีใช้
ั อย่
างแพร่
สุ
Ferrite ป)ระกอบในเครื
มี
่
และทนความร ้อน ส่วนมากใช้
องใช้
ไฟ
ราคาถู
กว่าแม่
เหล็อสาร
่ ก
วิทยาศาสตร ์ และวิศวกรรม
อุปก่ กรณ์
การสื
ขอ
ประเภทอืนๆ
ครู วชิระ
2.4 ) Alnico Magnet
: หล่อจากอลู มเิ นี ยม ( Al )
นิ เกิล ( nickel )
และ โคบอลต ์ ( Cobalt )
เป็ นแม่เหล็กที่
ทนต่ออุณหภู มส
ิ ู ง และ
อ ัลนิ โก (
ทนต่อ อุณหภู มท
ิ ี่
Alnico )
่
เปลี
ยนแปลงได้
เป็ นอย่างดี
การนาไปใช้งาน
้
ส่วนมากใช้ประกอบในอุปกรณ์จบ
ั ยึดชินงาน
แม่พม
ิ พ ์ ฯลฯ
ครู วชิระ
2.1.3 โครงสร ้างของแม่เหล็กถาวร
แม่เหล็กถาวร มีโครงสร ้าง
เป็ นแท่งแม่เหล็ก สร ้าง
สนามแม่เหล็ก ( Magnetic Field ) ปก
คลุมแท่งแม่เหล็ก โดยส่ง
๊ ์แม่เหล็กฟลั
ฟลักซ
( กซ
Magnetic
Flux,)
๊ ์ 
้ แม่อเหล็
ออกจากขัวเหนื
( North
ก
Pole , N ) และกลับเข้าแท่งแม่เหล็กที่
้
้
ขัวแม่
เ( South แท่
เ
ง , S ) ขัวแม่
วใต้
Pole
หล็ก
หล็ก
แม่เหล็ก
๊ ์
ฟลักซ
แม่เหล็ก

ครู วชิระ
ทุกๆ โมเลกุลของแท่งแม่เหล็ก
ถาวร จะเป็ นโดเมนแม่เหล็ก
( Magnetic Domain ) โดยในแต่ละโดเมน
จะมีโมเมนต ์แม่เหล็ก
( Magnetic Moment ) หรือขนาดและ
ทิศทางของแม่เหล็ก วางตัวในแนวขนาน
กันและมีทศ
ิ ทางเดียวกัน
โดเมน
แม่เหล็ก
Magneti
อิเล็กตรอน
c
่
่
เคลื
อนที
Moment
อะตอมของ
โลหะ
ครู วชิระ
ทุกๆ โมเลกุลของแท่งแม่เหล็ก
ถาวร จะเป็ นโดเมนแม่เหล็ก
( Magnetic Domain ) โดยในแต่ละโดเมน
จะมีโมเมนต ์แม่เหล็ก
( Magnetic Moment ) หรือขนาดและ
๊ ์ 
ฟลั
กซ
ทิศทางของแม่เหล็ก จะวางตัวในแนวขนาน
แม่เหล็ก
กันและมีทศ
ิ ทางเดียวกัน
แท่ง
แม่
เหล็
๊ ์
ฟลักซ
ก เหล็ก
แม่

ครู วชิระ
2.1.4 ส่วนประกอบของแม่เหล็กถาวร
1) แท่งแม่เหล็ก ( Magnetic Bar )
่ ตฟลักซ
๊ ์แม่เหล็ก มีรูปร่างหลาย
เป็ นส่วนทีผลิ
แบบ
เช่น แท่งตรง เกือกม้า
ทรงกระบอก
วงแหวน และแผ่นโค้ง เป็ นต้น โดยบริเวณ
้
ปลายแท่งจะเป็ นขัวแม่
เหล็ก
่ ความเข้มของสนามแม่เหล็ก (
่ นส่วนทีมี
ซึงเป็
Intensity แท่ofง the field )
่ ด แม่เหล็ก
สู งทีสุ
แท่งแม่เหล็ก
ถาวร
รู ปร่างของ
แม่เหล็กถาวร ครู วชิระ
Field )
2) สนามแม่เหล็ก ( Magnetic
สนามแม่เหล็ก เป็ นส่วนที่
ปกคลุมแท่งแม่เหล็ก โดย
๊ ์แม่เหล็ก ( Magnetic
เกิดมี ฟลักซ
Flux ,  ) เดินทางจาก
้
้
ขัวเหนื
(S)
อ ( N ) ไปหาขัวใต้
ภายนอกแท่งแม่เหล็ก ส่วน
๊ ์แม่เหล็ก
ภายในแท่งแม่เหล็ก ฟลักซ
( Magnetic Flux ,  )
้
เดินทางจากขัวเหนื
อ ( N ) ไปหา
้
ขัวใต้
(S)
ครู วชิระ
2.2 แม่เหล็กไฟฟ้า (
Electromagnet
)
2.2.1 ความหมายของ
แม่เหล็กไฟฟ้า
แม่เหล็กไฟฟ้า
- +
-
+
+
 -
เป็ นแม่เหล็ก
่ั
้
ชวคราว
โดยสร ้างขึน
่ ร ับ
จากขดลวด ทีได้
การจ่ายด้วยกระแส
ไฟตรงหรือกระแสไฟ
สลับ โดย
่ ายด้วย
 เมือจ่
กระแสไฟตรง
้
่
ขัวแม่
เหล็กคงทีและ
อานาจแม่เหล็ก คงที่
่ ายด้ครู
 เมือจ่
วยวชิระ
2.2.2 ชนิ ดของ
แม่กเไฟฟ
หล็ก้ ไฟฟ
แม่เหล็
า ้า
แบ่งเป็ 1)
น 2แม่
ชนิ
ด กไฟฟ้ากระแสตรง ( DC
เหล็
Electromagnet )
่
เมือขดลวด
( Coil , Winding
) ถูกจ่ายด้วยกระแสไฟตรง
( DC Current ) ขดลวดจะ
้
้
สร ้างขัวแม่
เหล็กขึนบริ
เวณหัว
และท้ายของขดลวด
ถ้าบริเวณ
IDC
้
หัวของขดลวด เป็ นขัวเหนื
อ
้ t
บริเวณท้ายขดลวด จะเป็ นขัวใต้
้ั I นนี ตลอดไป
้
I
และมีขวเช่
่
รู
ป
คลื
นกระแส
่ กระแสไฟฟ้าไหลผ่
ตราบเท่าทีมี
ครูาวน
ชิระ
2) แม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ ( AC
Electromagnet)
่
เมือขดลวด
ถูกจ่ายด้วย
กระแสไฟฟ้าสลับ ขดลวด
้
iAC จะสร ้างขัวแม่
เหล็กสลับไป สลับมา
ตลอดเวลา
t
่
รู ปคลืนกระแสไฟฟ
้า
สลับ
I
  
I
I


I
ครู วชิระ
2.2.3 โครงสร ้างของแม่เหล็กไฟฟ้า

แหล่งจ่าย
ไฟฟ้า

 ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า ( Coil or
่ แกน
Winding ) ทีมี
่ นยอมให้ ฟลักซ
๊ ์
(แหล่
Core
)ที
ยิ
่
ง
จ่
า
ยไฟฟ
้
า
(
Source
)
ซึ
งอาจ

แม่
เหล็ก้ ผ่
านได้ด ี เช่น เหล็ก
เป็ นไฟฟ
ากระแสตรง
หรือไฟฟ้ากระแสสลับ
ครู วชิระ
2.2.4 ส่วนประกอบของแม่เหล็กไฟฟ้า
1) ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า ( Coil ,
Winding )
่ าไฟฟ้าได้ด ี เช่น
เป็ นเส้นลวดทีน
่ ามาพันเป็ นขด
ทองแดง อลู มเิ นี ยม เส้นลวดทีน
่ องกันการลัดวงจร
จะต้องมีฉนวนเคลือขดลวด
บ เพือป้
ระหว่าง
แม่เหล็กไฟฟ้า
่ มผัสกัน
รอบ ( Short Turn ) ทีสั
ครู วชิระ
2.2.4 ส่วนประกอบของแม่เหล็กไฟฟ้า
2) แกนของขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า (
Core )
๊ ์แม่เหล็ก
เป็ นวัสดุทยิ
ี่ นยอมให้ฟลักซ
ผ่านได้ด ี หรือมีคา
่ ความต้านทานแม่เหล็ก (
่
Reluctance ) ตา
เช่น เหล็กผสมซิลก
ิ อน
เหล็กหล่อ
เหล็กกล้า วัสดุทใช้
ี่ ขดลวด
ทาเป็ นแกนของขดลวด
แม่เหล็กไฟฟ้า แม่
เรีย
กว่กาไฟฟ
วัสดุ
เหล็
้า
แกน
เฟอโรแมกเนติก ( Ferromagnetic
)
ทาให้
๊ ์
ขดลวดสามารถสร ้างฟลักซ
แม่เหล็กได้มากกว่าเป็ นร ้อยเป็ นพันเท่า ถ้าเทียบ
กับ แกนอากาศ ( Air Core )
ครู วชิระ
วัสดุแม่เหล็ก ( Magnetic Materials )
วัสดุแม่เหล็ก หมายถึง วัสดุทมี
ี่
่
คุณสมบัตเิ กียวกับการแสดงอ
านาจแม่เหล็ก
วัสดุแม่เหล็ก แบ่งเป็ น 3 ชนิ ด คือ
ก. วัสดุเฟอโรแมกเนติก (
Ferromagnetic Materials )
้
หมายถึง วัสดุทขั
ี่ วแม่
เหล็ก
สามารถออกแรงดูดอย่าง
้ั งสามารถคง
แรง และบางครงยั
อานาจแม่เหล็กไว้ได้หลังจาก
่
นาสนามแม่เหล็กภายนอกทีใช้
เหนี่ยวนาออกไปแล้ว ได้แก่
ครู วชิระ
ข. วัสดุพาราแมกเนติก ( Paramagnetic
Materials )
้
หมายถึง วัสดุทขั
ี่ วแม่
เหล็ก
สามารถออกแรงดูดเพียงเบาๆ
ได้แก่ แมกนี เซียม ( Magnesium ) โม
ลิบดีน่ม
ั ( Molybdenum )
่ (
ลิเทียม ( Llithium ) แทนทาลัม
ค. วัสดุไดอะแมกเนติ
Tantalum
) และอลูกม(เิ นีDiamagnetic
ยม
Materials
) )
( Aluminium
้
หมายถึง วัสดุทขั
ี่ วแม่
เหล็ก
สามารถออกแรงผลัก ได้แก่ ทองแดง (
copper ) เงิน ( silver ) และ ทองคา (
gold )
ครู วชิระ
2.2.4 ส่วนประกอบของแม่เหล็กไฟฟ้า
)
3) กระแสไฟฟ้า ( Electric Current
่ ายให้กบ
กระแสไฟฟ้าทีจ่
ั ขดลวด
แม่เหล็กไฟฟ้า อาจเป็ น
กระแสไฟตรง หรือกระแสไฟสลับ ก็ได้แล้วแต่
วัตถุประสงค ์การใช้งาน
แต่การสร ้างอานาจแม่เหล็กของขดลวด
่
แม่เหล็กไฟฟ้า จะสร ้างได้ เมือ
้ หากตัด
มีกระแสไหลผ่านขดลวดเท่านัน
่ ายให้กบ
กระแสทีจ่
ั ขดลวดออก
 เหล็กไฟฟ้า จะหมดอ
านาจแม่

ขดลวดแม่
เหล็ก
ี ระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด ไม่มก
ทัเกินดทีอานาจแม่เหล็ก
ขดลวด
ครู วชิระ
2.2.5 ) การสร ้างอานาจแม่เหล็กของ
ขดลวดแม่
หล็
้ า ้ าไหลผ่าน
่ กไฟฟ
ก ) เเมื
อมี
กระแสไฟฟ
๊ ์
เส้นลวดต ัวนา จะเกิดฟลักซ
แม่เหล็กรอบเส้
น
ลวดตัวน
า
การหาทิศทาง
๊
ของฟลั
กซ
เหล็ก
I
ใช้ กฎเกลี์แม่
ยวสกรู
หรือ กฎมือขวา
การอบตัวนา
I
เหตุ : ใช้มอ
ื ขวา กา
รอบตัวนา โดยให้
้ วแม่มอ
้ ศ
นิ วหั
ื .. ชีทิ
ทางการไหล
ของกระแสไฟฟ้า
ครู วชิระ
2.2.5 ) การสร ้างอานาจแม่เหล็กของ
ขดลวดแม่
หล็
้ า ้ าไหลผ่าน
่ กไฟฟ
ก ) เเมื
อมี
กระแสไฟฟ
๊ ์
เส้นลวดต ัวนา จะเกิดฟลักซ
น
ลวดตัวน
า
I แม่เหล็กรอบเส้
การหาทิศทาง

๊ ์แม่เหล็ก
ของฟลั
กซ
ใช้ กฎเกลียวสกรู
I 
หรือ กฎมือขวา
การอบตัวนา


I
I
้ ้ นิ วกลาง
้
ผล : นิ วชี
้
นิ วนาง
และ
้ อย จะชี ้
นิ วก้
๊ ์
ทิศทางของฟลักซ
แม่เหล็ก ครู วชิระ
2.2.5 ) การสร ้างอานาจแม่เหล็กของ
ขดลวดแม่
หล็
้ า ้ าไหลผ่าน
่ กไฟฟ
ก ) เเมื
อมี
กระแสไฟฟ
๊ ์
เส้นลวดต ัวนา จะเกิดฟลักซ
แม่กระแส
เหล็กรอบเส้
น
ลวดตัวน
า
การหาทิศทาง
า
ไหลเข้
๊ ์แม่

ของฟลั
กซ
เหล็ก
ใช้ กฎเกลี
ยวสกรู
I
I
กระแสไหล
ออก
หรือ กฎมือขวา
า
กระแสไฟฟ้า การอบตัวน
กระแสไฟฟ้า ไหล
ไหลออก :


ทิศทาง  : ทวน
ิ า
เข็มนาฬก
เข้า :



ทิศทาง  : ตามเข็ม
ิ า
นาฬก
ครู วชิระ
2.2.5 ) การสร ้างอานาจแม่เหล็กของ
่ กไฟฟ
ขดลวดแม่
้ าลวดต ัวนามาพันเป็ น
ข )เหล็
เมือน
าเส้น
่ จานวนรอบ และจ่าย
ขดทีมี
กระแสไฟฟ้าในทิศทางใดทิศทาง
หนึ่งให้ก ับขดลวด ขดลวด
กระแสไหลเข้
าก  รอบตัวนามี
จะมี
อ
านาจแม่
เ
หล็

I
 


ทิศทาง
 ตามเข็
  มฯ

I
กระแสไหลออก  รอบตัวนามี
ทิศทาง ทวนเข็มฯ
๊
แสดงฟลักซ ์แม่เหล็กรอบตัวนาแต่ละรอบ ของขดลวด
่ กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
ครู วชิระ
เมือมี
2.2.5 ) การสร ้างอานาจแม่เหล็กของ
่ กไฟฟ
ขดลวดแม่
้ าลวดต ัวนามาพันเป็ น
ข )เหล็
เมือน
าเส้น
่ จานวนรอบ และจ่าย
ขดทีมี
กระแสไฟฟ้าในทิศทางใดทิศทาง

หนึ่งให้ก ับขดลวด ขดลวด
จะมีอานาจแม่เหล็ก

I
 









I

๊ ์แม่เหล็ก ให้
ตัวนาแต่ละตัว ร่วมก ันสร ้างฟลักซ
ครู วชิระ
2.2.5 ) การสร ้างอานาจแม่เหล็กของ
่ กไฟฟ
ขดลวดแม่
้ าลวดต ัวนามาพันเป็ น
ข )เหล็
เมือน
าเส้น
่ จานวนรอบ และจ่าย
ขดทีมี
กระแสไฟฟ้าในทิศทางใดทิศทาง

หนึ่งให้ก ับขดลวด ขดลวด
จะมีอานาจแม่เหล็ก




I

 





I

๊ ์แม่เหล็ก ให้
ตัวนาแต่ละตัว ร่วมก ันสร ้างฟลักซ
ครู วชิระ
2.2.5 ) การสร ้างอานาจแม่เหล็กของ
้ า เหล็กทีสร
่ ้างโดย
ค เ)หล็
การหาขั
ขดลวดแม่
กไฟฟ้วแม่
ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า ขัวแม่
้
่ ้างโดย
เหล็กทีสร
ขดลวด สามารถหาได้จาก
การ ใช้ กฎมือขวากา
กฎมือขวากา
รอบขดลวด
รอบขดลวด
มื
อขวากาขดลวด
I
I
โดยหัวแม่มอ
ื
ทาบตามความยาวของ
้ ้ นิ วกลาง
้
เหตุ :นิ วชี
ขดลวด
้
นิ วนาง
และ
้ อย ชีตามทิ
้
นิ วก้
ศ
ทางการไหลของ ครู วชิระ
2.2.5 ) การสร ้างอานาจแม่เหล็กของ
้ า เหล็กทีสร
่ ้างโดย
ค เ)หล็
การหาขั
ขดลวดแม่
กไฟฟ้วแม่
ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า ขัวแม่
้
่ ้างโดย
เหล็กทีสร
ขดลวด สามารถหาได้จาก
การ ใช้ กฎมือขวากา
กฎมือขวากา
รอบขดลวด
รอบขดลวด
มื
อขวากาขดลวด
I
I
โดยหัวแม่มอ
ื
ทาบตามความยาวของ
้ วแม่มอ
ผล : นิ วหั
ื ชี ้
ขดลวด
้
ขัวเหนื
อ (N)
ครู วชิระ
2.2.5 ) การสร ้างอานาจแม่เหล็กของ
้ ้ า เหล็ก โดยการ
ง ) การกลั
บขัวแม่
ขดลวดแม่
เหล็กไฟฟ
กลับทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า ( I )
่
กระแสไหลเข้า ทีปลายต
ัวนา


่
A ไหลออกทีปลาย
B
 


A






I

I
B
้
ขัวแม่
เหล็กด้านซ ้ายมือ เป็ น N
้
ขัวแม่
เหล็กด้านขวามือ เป็ น S

ครู วชิระ
2.2.5 ) การสร ้างอานาจแม่เหล็กของ
้ ้ า เหล็ก โดยการ
ง ) การกลั
บขัวแม่
ขดลวดแม่
เหล็กไฟฟ
กลับทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า ( I )
่
กระแสไหลเข้า ทีปลายต
ัวนา

่
B ไหลออกทีปลาย
A



้
ขัวแม่
เหล็กด้านซ ้ายมือ เป็ น S
ด้านขวามือ เป็ น N

I
B

 





A
I

้
ขัวแม่
เหล็ก
ครู วชิระ
แบบฝึ ก ... การหาทิศทางของ
้
ขัวแม่
เหล็กไฟฟ้า
ครู วชิระ
2.3 การเหนี่ ยวนาแกนเหล็กให้เป็ น
แม่เหล็
ก ( Magnetizing
)
2.3.1
) การเหนี่ยวนาแกนเหล็
กให้เป็ น
แม่เหล็กด้วยแม่เหล็กถาวร Magnetic
Domain ของวัสดุ
Ferromagnetic
ก่อนได้ร ับการ
เหนี่ ยวนา จาก
ใช้แม่เหล็กถาวร
สนามแม่
เหล็ก
เหนี่ ยวนา โดย
ภายนอก จะวางตัว
วิธก
ี ารถูในทิศทาง
ระเกะระกะ
เดียว หลายๆ
ครง้ั Magnetic
Domain จะ
วางตัวในทิศทาง
ครู วชิระ
2.3 การเหนี่ ยวนาแกนเหล็กให้เป็ น
แม่เหล็
ก ( Magnetizing
)
2.3.1
การเหนี่ยวนาแกนเหล็
กให้เป็ น
แม่เหล็กด้วยแม่เหล็กถาวร
หลังจากได้ร ับการ
เหนี่ ยวนา
Magnetic
Domain จะวาง
ตัวในทิศทางเดียว
และ เป็ น
้
ระเบียบมากขึน
อย่างมากและ
แกนเหล็ก จะ
ครู วชิระ
แสดงอานาจ
2.3 การเหนี่ ยวนาแกนเหล็กให้เป็ น
แม่เหล็
ก ( Magnetizing
)
2.3.2
การเหนี่ยวนาแกนเหล็
กให้เป็ น
แม่เหล็กด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า
Magnetic
Domain ของวัสดุ
Ferromagnetic
ก่อนได้ร ับการ
เหนี่ ยวนา จาก
ใช้แม่เหล็กไฟฟ้า
สนามแม่
เหล็ก
่
เหนี ยวนา
ภายนอก จะวางตัว
Magnetic
ระเกะระกะ
Domain จะวางตัวใน
ทิศทางเดียวและ
เป็ นระเบียบ
ครู วชิระ
้
การเกิดอานาจแม่เหล็กของแกนเหล็ก
่ กเหนี่ยวนา จาก
เมือถู
ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า
่ นแกนของขดลวด
แกนเหล็ก ทีเป็
่ ร ับการเหนี่ ยวนาด้วยสนามแม่เหล็กทีสร
่ ้าง
เมือได้
โดยขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า จะแสดงอานาจ
แม่เหล็ก
่ ครู
วชิระ
ายให้
มากน้อย ตามปริมาณของกระแสไฟฟ้าทีจ่
2.4 การทาลายอานาจแม่เหล็ก (
Demagnetizing
) านาจแม่เหล็กถาวร
2.4.1 การทาลายอ
ก) การทาให้แท่งแม่เหล็กได้ร ับ
อุณหภู มส
ิ ู งๆ เช่น
่ มี
่
การเผา
การวางไว้
ใ
นที
ที
ข) การทาให้แท่งแม่เหล็กได้การ
ความร
้อน
่
สันสะเทื
อน เช่น
การทุบ การเคาะ การทา
แท่งแม่เหล็กตก
่
จะท
าให้
โ
ดเมนแม่
เ
หล็
ก
ซึ
งเคย
้
กระทบพืน
วางตัวในแนวเดียวกัน
อย่างเป็ นระเบียบ กลับกลายมาเป็ นการ
วางตัวระเกะระกะ ทาให้
ครู วชิระ
2.4 การทาลายอานาจแม่เหล็ก (
Demagnetizing
) านาจแม่เหล็กไฟฟ้า
2.4.2 การทาลายอ
ตัดกระแสไฟฟ้า ไม่ให้ไหลผ่าน
ขดลวด
๊ ์แม่เหล็ก
จะทาให้ไม่มฟ
ี ลักซ
รอบตัวนา ของ
ขดลวด ขดลวดจะไม่แสดง
อานาจแม่เหล็ก
ครู วชิระ
่ั
๊ ์
2.5 คุณสมบัตท
ิ วไปของฟลั
กซ
แม่เหล็ก
๊
1. ฟลักซ ์แม่เหล็ก จะค้นหาเส้นทางที่
้
่ง
จะเดินทางจากขั
วหนึ
้
่ง ในเส้นทางทีมี
่ คา
ไปยั
ง
ขั
วหนึ
๊
2. ฟลักซ ์แม่เหล็กของแท่งแม่เหล็่ ก
่ ด
ความต้
า
นทานน้
อ
ยที
สุ
่
หนึ งแท่ง จะเดินทางจาก
+
้
่
้
่งอย่างครบ
ขัวหนึ งไปยังอีกขัวหนึ
วงรอบ ( closed loop )
เหล็
ก
ครู วชิระ
่ั
๊ ์
2.5 คุณสมบัตท
ิ วไปของฟลั
กซ
๊ ์แม่เหล็ก จะไม่ต ัดกันหรือ
แม่เหล็ก3. ฟลักซ

ไขว้ก ัน ( cross
)





๊ ์แม่เหล็ก ทีขั
่ วแม่
้
4. ฟลักซ
เหล็ก
้
เหนื อและขัวแม่
เหล็กใต้
มีความเข้มเท่ากัน
ครู วชิระ
่ั
๊ ์
2.5 คุณสมบัตท
ิ วไปของฟลั
กซ
แม่เ6.หล็ความหนาแน่
ก
๊ ์แม่เหล็กหรือ
นของฟลักซ
๊ ์แม่เหล็ก จะลดลง เมือ
่
จานวนฟลักซ
้
ทางเดิ
น
มี
ค
วามยาวมากขึ
น
๊ ์แม่เหล็ก จะถู กสมมติให้มท
7. ฟลักซ
ี ศ
ิ ทางการ
ไหล ถึงแม้วา
่ ในทางปฏิบต
ั ิ
่
่ ดขึนก็
้ ตาม้
จะไม่
ม
ก
ี
ารเคลื
อนที
เกิ
๊
8. ฟลักซ ์แม่เหล็ก จะเดินทางจากขัวเหนื อไปหา
้
ขัวใต้
ภายนอกแท่งแม่เหล็ก
้ ไปหาขัวเหนื
้
และเดินทาง จากขัวใต้
อ ภายใน
แท่งแม่เหล็ก
ครู วชิระ
2.6 คุณสมบัตข
ิ องแม่เหล็ก (
Characteristic
)
1. แท่งแม่เof
หล็Magnets
กหนึ่งแท่ง จะมี
้
้ างกัน
ขัวแม่
เหล็กสองขัวต่
้
้
คือ ขัวเหนื
อ ( N ) และขัวใต้
(S)
ครู วชิระ
2.6 คุณสมบัตข
ิ องแม่เหล็ก (
Characteristic
of Magnets )
้
2. ขัวแม่เหล็กชนิ ดเดียวกัน จะออกแรง
ผลัก ( Repell ) กัน
้
เหล็กต่างชนิ ดกัน จะออกแรง
ขัวแม่
ดูด ( Attract ) กัน
ครู วชิระ
2.6 คุณสมบัตข
ิ องแม่เหล็ก (
Characteristic
่ กแบ่)ง แต่ละส่วนที่
3. แท่งแม่เof
หล็Magnets
ก เมือถู
ถูกแบ่ง จะยังคง
เป็ นแท่งแม่เหล็กเช่นเดิม
ครู วชิระ
จบ
ครู วชิระ