กฎของบิโอต์- ซาวารต์ และกฎของแอมแปร์ บทที่ 4 สนามแม่เหล็ก กฎของบิโอต์- ซาวารต์ และกฎของแอมแปร์

ขั้วเหมือนกัน ผลักกัน ขั้วต่างกัน ดูดกัน N S N S ขั้วเหมือนกัน ผลักกัน N S S N S N N S

ไม่มีแม่เหล็กขั้วเดี่ยว N S N S S N N S N S N S N S ไม่มีแม่เหล็กขั้วเดี่ยว ประจุไฟฟ้าเดี่ยว

ขนาดของแรงทางแม่เหล็ก ขนาดของประจุ บนอนุภาคนั้นๆ ความเร็ว ของอนุภาคนั้นๆ ความเข้มของสนามแม่เหล็ก บริเวณนั้นๆ ในระบบ SI สนามแม่เหล็กมีหน่วยเป็น หรือ เทสล่า T

อิเล็กตรอนในหลอดภาพโทรทัศน์ เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ในทิศ x ผ่านสนามแม่เหล็ก 0.025 เทสลา โดยสนามแม่เหล็กอยู่ในระนาบ xy ทำมุม 60 องศากับแกน x จงหาแรงทางแม่เหล็ก และความเร่งที่กระทำกับ อิเล็กตรอน

เส้นแรงแม่เหล็กมีทิศชี้จากขั้วเหนือไปขั้วใต้

ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นที่ผิวใดๆ มีค่า

กฎของเกาส์ในสนามแม่เหล็ก ฟลักซ์จากสนามแม่เหล็กที่เข้าผิวปิด เท่ากับฟลักซ์จากสนามแม่เหล็กที่ออก ผิวปิด เพราะไม่มีแม่เหล็กขั้วเดี่ยว ฟลักซ์จากสนามไฟฟ้า

ใช้กฎมือขวาเพื่อหาทิศของสนามแม่เหล็ก กฎของบิโอต์-ซาวารต์ ใช้กฎมือขวาเพื่อหาทิศของสนามแม่เหล็ก

z I P x z a จงหาสนามแม่เหล็กที่จุด P

x I z a p

สนามแม่เหล็ก ณ ตำแหน่งปลายเส้นลวดตัวนำกระแสตรง P I

z I a P x I สนามแม่เหล็กจากลวดตัวนำยาวอนันต์ สนามแม่เหล็กที่ห่างจากเส้นลวดตัวนำ ยาวอนันต์ที่มีกระแส I เป็นระยะ a จะมีสนามแม่เหล็กเท่ากับ I ทิศของ ณ ตำแหน่งต่างๆ

สนามแม่เหล็ก ณ จุดศูนย์กลางลวดนำกระแสที่เป็นส่วนโค้งวงกลม จากกฎมือขวาสนามแม่เหล็กที่จุด O มีทิศพุ่งออกจากกระดาน y L R x O I y I R x O

y I I R2 x R1 I O I จงหาสนามแม่เหล็กที่จุด O เนื่องจากครึ่งวงกลมเล็ก สนามแม่เหล็กที่จุด O เนื่องจากครึ่งวงกลมใหญ่ สนามแม่เหล็กรวมที่จุด O คือ

เลือกทิศทางของ ตามกฎมือขวา กฎของแอมแปร์ เลือกทิศทางของ ตามกฎมือขวา กฎของแอมแปร์

2. กระแสที่อยู่ภายในเส้นปิด และ คิดทิศการไหลของกระแส 1. ใช้ได้กับเส้นปิดที่มีรูปร่างต่างๆ แต่มักเลือกเส้นปิดที่ง่ายต่อการคำนวณ 2. กระแสที่อยู่ภายในเส้นปิด และ คิดทิศการไหลของกระแส ความหนาแน่นกระแส หรือ พื้นที่ ที่กระแสไหลผ่าน พื้นที่ผิวที่ถูกล้อมรอบด้วยเส้นปิด 3. เหมาะสำหรับหาสนามแม่เหล็กของวงจรไฟฟ้าที่มีความสมมาตรสูง 4. กฏของแอมแปร์ในรูปสมการอนุพันธ์

จงหาสนามแม่เหล็ก ณ จุดภายในและภายนอกทรงกระบอก ตัวอย่าง จงหาสนามแม่เหล็ก ณ จุดภายในและภายนอกทรงกระบอก เมื่อ

เมื่อ เมื่อ

สนามแม่เหล็กของเคเบิลที่มีแกนร่วมกัน

สนามแม่เหล็กของโซเลนอยด์ : จำนวนขดต่อความยาว : กระแสรวม : กระแสในลวดตัวนำ

แรงสู่ศูนย์กลาง แรงจากสนามแม่เหล็ก : ความถี่เชิงมุม [เรดียน/วินาที] : ความถี่[รอบ/วินาที] : คาบ[วินาที]

เกิดการเคลื่อนที่เป็นวงกลม มีองค์ประกอบความเร็วในทิศขนานกับสนามแม่เหล็ก

ประจุเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กไม่สม่ำเสมอ

การประยุกต์ใช้แรงโลเร็นตซ์ เครื่องเลือกความเร็ว

เครื่องแยกมวล จากการทดลอง

แรงบนเส้นลวดที่มีกระแสไฟฟ้า มีทิศเดียวกับกระแสในลวดตัวนำ

แรงบนเส้นลวดที่มีกระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ

จงหาแรงแม่เหล็กต่อหนึ่งหน่วยความยาวบนเส้นลวดแต่ละเส้น สนามแม่เหล็กจากเส้นลวดที่มีกระแส บนเส้นลวดอีกเส้นคือ แรงแม่เหล็กต่อหน่วยความยาว บนเส้นลวดที่มีกระแส ในทำนองเดียวกัน

จงหาแรงลัพธ์ที่ทำกับวงจรนี้ แรงที่กระทำกับส่วนที่เป็นเส้นตรง แรงที่กระทำกับส่วนที่เป็นครึ่งวงกลม แรงลัพธ์

ทอร์กบนวงจรปิดในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ แรง และ อยู่บนระนาบเดียวกัน จึงไม่ก่อให้เกิด ทอร์ก แรง และ ก่อให้เกิดทอร์กตามเข็มนาฬิกา