Back to the topics list

อำนาจแม่เหล็ก

แม่เหล็กคืออะไร?

แม่เหล็กเป็นแรงที่มองไม่เห็น ซึ่งเกิดจากอิเล็กตรอนในอะตอมที่ประกอบขึ้นเป็นทุกสิ่งรอบตัวเรา ตั้งแต่เสื้อผ้าไปจนถึงโต๊ะทำงาน สสารทุกชิ้นทำจากอนุภาคเล็กๆ ที่เรียกว่าอะตอม อะตอมมีอิเล็กตรอนที่มีประจุลบซึ่งหมุนรอบตัวพวกเขา ส่วนใหญ่อิเล็กตรอนจะหมุนไปในทิศทางสุ่ม เมื่ออิเล็กตรอนทั้งหมดหมุนไปในทิศทางเดียวกัน พวกมันจะสร้างแรงที่มองไม่เห็นที่เรียกว่าแม่เหล็ก

ดาวฤกษ์ที่ยุบตัวหรือที่เรียกว่าดาวนิวตรอนมีแรงแม่เหล็กที่แรงที่สุดในบรรดาวัตถุใดๆ ในจักรวาล

แม่เหล็กคืออะไร?

แม่เหล็กเป็นวัตถุที่มีสนามแม่เหล็ก แม่เหล็กดึงดูดหรือผลักสิ่งของอื่นๆ

แม่เหล็กมักจะทำมาจากเหล็กหรือเหล็กกล้า แต่อลูมิเนียม เหล็ก-เหล็ก ทองแดง นิกเกิล และโคบอลต์ก็สามารถทำเป็นแม่เหล็กที่ทรงพลังได้เช่นกัน

ภาพประกอบด้านล่างแสดงสนามแม่เหล็กหรือแรงแม่เหล็กที่กระจายในช่องว่างรอบ ๆ และภายในแม่เหล็ก

แม่เหล็กรูปทรงต่างๆ

1. แท่งแม่เหล็ก – กำลังของแม่เหล็กจะเน้นที่เสาและน้อยกว่าที่ด้านข้าง แท่งแม่เหล็กโดยทั่วไปจะมีรูปร่างที่อ่อนแอที่สุดเนื่องจากเสานั้นมีพื้นที่ที่เล็กที่สุด เป็นรูปทรงที่ใช้กันทั่วไปในชีวิตประจำวัน เช่น แม่เหล็กติดตู้เย็นและเข็มทิศ มักใช้สำหรับการสาธิตในห้องเรียน เหล่านี้เป็นแม่เหล็กที่ถูกที่สุดและง่ายที่สุดในการเปลี่ยน

2. แม่เหล็กเกือกม้า – แม่เหล็กเกือกม้าเป็นเพียงแม่เหล็กแท่งที่โค้งงอเป็นรูปตัวยู รูปตัวยูทำให้แม่เหล็กแข็งแรงขึ้นโดยชี้เสาไปในทิศทางเดียวกัน สร้างขึ้นเพื่อทดแทนแท่งแม่เหล็ก รูปร่างนี้ได้กลายเป็นสัญลักษณ์สากลสำหรับแม่เหล็ก สามารถใช้หยิบวัตถุที่เป็นโลหะขนาดใดก็ได้ขึ้นอยู่กับความแรงของแม่เหล็กเกือกม้า ตัวอย่างเช่น เกือกม้าขนาดเล็กสามารถเก็บคลิปหนีบกระดาษในขณะที่แม่เหล็กเกือกม้าขนาดอุตสาหกรรมใช้ในการก่อสร้างและวิศวกรรมเพื่อหยิบโลหะหนักชิ้นใหญ่ แม่เหล็กเกือกม้ายังใช้ที่ด้านล่างของลูกตุ้ม

3. แม่เหล็กแบบแผ่น – โดยการเปลี่ยนรูปร่างของแม่เหล็ก เราสามารถเพิ่มพื้นที่ของเสาได้ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความแข็งแรงในการดึงของมัน เนื่องจากพื้นผิวเรียบและกว้าง แม่เหล็กดิสก์จึงมีบริเวณขั้วขนาดใหญ่ทำให้เป็นแม่เหล็กที่แข็งแรงและมีประสิทธิภาพ

รูปร่างนี้มีประโยชน์หลากหลายขึ้นอยู่กับขนาดของแผ่นดิสก์ แม่เหล็กแผ่นดิสก์ถูกใช้ทุกวันในเสื้อผ้า เครื่องประดับแฟชั่น และของตกแต่งบ้าน การเย็บแผ่นแม่เหล็กเป็นเสื้อผ้าเป็นวิธีที่ดีในการยึดผ้าเข้าด้วยกัน แม่เหล็กดิสก์ขนาดอุตสาหกรรมมักใช้ในการรับรถเก่าที่ลานขยะ

4. แม่เหล็กทรงกลม – แม่เหล็กทรงกลมมักจะขายเป็นของเล่นและของแปลกใหม่ แม่เหล็กทรงกลมทำของเล่นตั้งโต๊ะยอดนิยม เช่น ไข่งูหางกระดิ่ง รูปทรงนี้สามารถใช้ทำสร้อยข้อมือและสร้อยคอได้ แม่เหล็กทรงกลมเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบและโมเลกุลบางอย่างมีโครงสร้างอย่างไรหากคุณใช้ทรงกลมเพื่อเป็นตัวแทนของอะตอม

5. แม่เหล็กขด – แม่เหล็กที่เป็นขดลวดแบบเกลียวเรียกว่าแม่เหล็กไฟฟ้าและเป็นแม่เหล็กที่แรงที่สุดที่มีอยู่ อย่างไรก็ตาม พวกมันจะกลายเป็นแม่เหล็กก็ต่อเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดเข้าไปในตัวแม่เหล็กเท่านั้น ความแรงและขั้วของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถปรับได้ตามกระแสที่ไหลผ่านเส้นลวด แม่เหล็กไฟฟ้าถูกนำมาใช้ในส่วนที่เคลื่อนไหว เช่น เครื่องเล่นซีดี เครื่องเล่น DVD หน้าต่างอัตโนมัติ ฮาร์ดไดรฟ์ และประตูอัตโนมัติในซูเปอร์มาร์เก็ต

6. แม่เหล็ก ทรงกระบอกหรือแท่ง - แม่เหล็กทรงกระบอกหรือแท่งมีความหนาเท่ากับหรือใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง ซึ่งช่วยให้แม่เหล็กสร้างระดับแม่เหล็กที่สูงมากจากบริเวณขั้วพื้นผิวที่ค่อนข้างเล็ก เนื่องจากรูปร่างของมัน แม่เหล็กเหล่านี้จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านการศึกษา การวิจัย และการทดลอง

7. แม่เหล็กรูปวงแหวน – แม่เหล็ก วงแหวนส่วนใหญ่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในแนวแกน ขั้วเหนือและขั้วใต้ตั้งอยู่บนพื้นผิวทรงกลมเรียบ ("บนและล่าง") แม่เหล็กวงแหวนแม่เหล็กไดอะเมทริกบางตัวที่มีเสา "ซ้ายและขวา" ถูกทำเครื่องหมายไว้โดยเฉพาะ วงแหวนมีลักษณะคล้ายกับแผ่นดิสก์ แต่มีรูตรงกลาง ปริมาตรที่น้อยกว่าหมายความว่าวงแหวนไม่แข็งแรงเท่ากับแผ่นดิสก์ที่เทียบเคียงได้ อย่างไรก็ตาม จุดศูนย์กลางแบบกลวงทำให้วงแหวนใช้งานได้หลากหลายมากขึ้น - วงแหวนเลื่อนไปที่ท่อหรือแท่งได้อย่างง่ายดาย

ประเภทของแม่เหล็ก

แม่เหล็กมีสามประเภทหลัก – ชั่วคราว ถาวร และแม่เหล็กไฟฟ้า

ชั่วคราว – เหล็กและโลหะผสมบางชนิดสามารถถูกดึงดูดด้วยสนามแม่เหล็กที่อ่อนแรง อย่างไรก็ตาม เมื่อเอาสนามแม่เหล็กออกไป วัตถุจะค่อยๆ สูญเสียความเป็นแม่เหล็กไป

ถาวร – ตัวอย่าง ได้แก่ อัลนิโค (อะลูมิเนียม โลหะผสมนิกเกิล โคบอลต์) และเฟอร์ไรท์ (วัสดุคล้ายเซรามิกที่ทำมาจากส่วนผสมของเหล็กออกไซด์กับนิกเกิล สตรอนเทียม หรือโคบอลต์) เมื่อถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก วัตถุเหล่านี้จะไม่สูญเสียอำนาจแม่เหล็กไปโดยง่าย

แม่เหล็กไฟฟ้า - ใช้เมื่อจำเป็นต้องมีแม่เหล็กที่แรงมาก แม่เหล็กไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยการวางแกนโลหะไว้ในขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเส้นลวดทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก ในขณะที่กระแสไฟฟ้าไหล แกนกลางทำหน้าที่เป็นแม่เหล็กแรงสูง คอมพิวเตอร์ โทรทัศน์ และมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า

วัสดุที่ใช้กันทั่วไปในแม่เหล็กถาวร ได้แก่ เซรามิก อัลนิโก และนีโอไดเมียม แม่เหล็กเซรามิกมีความแข็งแรงและทำงานได้ดีสำหรับการทดลองส่วนใหญ่ แม่เหล็ก Alnico นั้นแข็งแกร่งกว่าและทำงานได้ดีมากสำหรับการทดลองทางวิทยาศาสตร์ แม้ว่าจะมีราคาแพงกว่าแม่เหล็กเซรามิกก็ตาม แม่เหล็กนีโอไดเมียมมีความแข็งแรงมากจนเส้นผ่านศูนย์กลางครึ่งนิ้วสามารถยกวัตถุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกได้หลายปอนด์ เป็นแม่เหล็กที่แพงที่สุดในสามประเภทนี้

คุณสมบัติของแม่เหล็ก

1. คุณสมบัติที่น่าดึงดูดใจ – แม่เหล็กดึงดูดวัสดุที่เป็นแม่เหล็ก เช่น เหล็ก โคบอลต์ และนิกเกิล

2. คุณสมบัติขับไล่ – แม่เหล็กแต่ละตัวมีขั้วใต้และขั้วเหนือ เหมือนขั้วแม่เหล็กผลักกัน และไม่เหมือนขั้วแม่เหล็กดึงดูดกัน

• ตรงข้ามดึงดูด - ซึ่งหมายความว่าขั้วเหนือของแม่เหล็กดึงดูดขั้วใต้ของแม่เหล็กอีกตัวหนึ่ง
• ชอบขับไล่ – นี่หมายความว่าขั้วเหนือของแม่เหล็กผลักขั้วเหนือของแม่เหล็กอีกตัวหนึ่งและขั้วใต้ของแม่เหล็กผลักขั้วใต้ของแม่เหล็กอีกตัวหนึ่ง

3. คุณสมบัติ Directive – แม่เหล็กที่แขวนอย่างอิสระจะชี้ไปในทิศทางเหนือ-ใต้เสมอ

โลกคือแม่เหล็กขนาดยักษ์

โลกเป็นแม่เหล็กขนาดใหญ่มาก และมีสนามแม่เหล็กอยู่รอบตัวเรา ขั้วเหนือและขั้วใต้มีแม่เหล็กสูง ขั้วโลกเหนือของโลกยังเป็นขั้วแม่เหล็กเหนือด้วย: เข็มทิศจะชี้ไปทางเหนือสู่ขั้วโลกเหนือเพราะถูกดึงดูดด้วยสนามแม่เหล็กของโลก

ที่ศูนย์กลางของโลกหมุนแกนโลก แกนกลางประกอบด้วยเหล็กเป็นส่วนใหญ่ ส่วนนอกของแกนกลางเป็นเหล็กเหลวที่หมุนและทำให้โลกกลายเป็นแม่เหล็กขนาดยักษ์ นี่คือที่ที่เราได้รับชื่อสำหรับขั้วโลกเหนือและใต้ ขั้วเหล่านี้เป็นขั้วบวกและขั้วลบของแม่เหล็กยักษ์ของโลก สิ่งนี้มีประโยชน์มากสำหรับเราบนโลกนี้ เนื่องจากช่วยให้เราใช้แม่เหล็กในวงเวียนเพื่อค้นหาเส้นทางของเรา และทำให้แน่ใจว่าเรากำลังมุ่งหน้าไปในทิศทางที่ถูกต้อง นอกจากนี้ยังเป็นประโยชน์กับสัตว์เช่นนกและปลาวาฬที่ใช้สนามแม่เหล็กของโลกเพื่อค้นหาทิศทางที่ถูกต้องเมื่ออพยพ บางทีคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของสนามแม่เหล็กโลกก็คือมันปกป้องเราจากลมสุริยะและการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์

เข็มทิศมีแม่เหล็กขนาดเล็กอยู่ในนั้น ลูกศรชี้ไปที่ขั้วโลกเหนือเสมอ