กฎมือขวา

การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็ก



      เมื่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก จะมีแรงทางแม่เหล็กกระทำต่ออนุภาคนั้นแรงกระทำนีเ้รียกว่า แรงลอเรนซ์ (Lorentz force) สามารถหาขนาดของแรงได้จาก 


รูป อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก 



ทศิทางของแรงที่กระทำ เป็นไปตามกฎมือขวาของสกรู (right hand screw rule) สำหรับประจุไฟฟ้าบวก 



รูป กฎมือขวา  

 - นิ้วหัวแม่มือ แทนทิศของ F


 - ปลายนิ้วทั้งสี่ แทนทิศของ V


 - กำปลายนิ้วทั้งสี่ตามทิศของ B หรือ ใช้อีกวิธีหนึ่ง ใช้มือขวา


รูป ทิศของ F, Vและ B ตามกฎมือขวา

 - นิ้วหัวแม่มือ แทนทิศของ F 


 - นิ้วชี้แทนทิศของ V 


 - นิ้วกลาง แทนทิศของ B  

** ในกรณีที่เป็นประจุไฟฟ้าลบเราก็จะต้องกลับทิศทางไปอีก 180 องศา หรือในทางตรงข้ามกับผลที่ได้จาก cross product นั่นเอง


เราอาจแยกพิจารณาการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กดังต่อไปนี้ 


     


1. ถ้าประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ ตั้ง ฉากกับสนามแม่เหล็ก



รูป การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก  


           แนวทางเดินของประจุไฟฟ้าจะเป็นวงกลม โดยมีแรงแม่เหล็กเป็นแรงสู่ศูนย์กลาง โดยทิศทางของแรงแม่เหล็กเปลี่ยนตลอดเวลา ทำให้ทิศทางของความเร็วเปลี่ยนไปด้วย จะเห็นได้ว่าแรงที่เกิดจาก สนามแม่เหล็กมีค่าสม่ำเสมอ และมีทิศตั้งฉากกับความเร็ว โดยแรงแม่เหล็กทำหน้าที่เป็นแรงสู่ศูนย์กลาง จะได้ว่า





                          และรัศมี 



จึงสรุปได้ว่า เมื่อประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ตั้งฉากกลับทิศทางของสนามแม่เหล็ก ประจุไฟฟ้าจะตีวงเป็นวงกลมด้วยขนาดรัศมี

 


ความเร็วเชิงมุม     


                                    




2. ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่โดยทำมุม กับสนามแม่เหล็ก


รูป ประจไุฟฟ้าเคลื่อนที่โดยทำมุมกับสนามแม่เหล็ก  

ก. ถ้ามุมเป็น 0 องศา หรือ 180 องศา แรงกระทำจะเป็นศูนย์ ประจุจะเคลื่อนที่ทางเดิม


ข. ถ้ามุมไม่เท่ากับ 0 องศาหรือ 180 องศา และไม่ใช่ 90 องศาทางเดินจะเป็นรูปเกลียว รัศมีของเกลียว สามารถหาได้จาก


3. ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก 


            ในกรณีที่สนามแม่เหล็กมีบริเวณไม่กว้างมากนักประจุไฟฟ้าที่เข้ามาในสนามแม่เหล็กก็ย่อมถูก แรงกระทำเป็นส่วนโค้งของวงกลม โดยแรงกระทำมีทิศทางเปลี่ยนตลอดเวลา ความเร็วเปลี่ยนแปลงโดย อัตราเร็วคงเดิม เมื่อพ้นบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กแล้วประจุจะเดินทางเป็นเส้นตรงด้วยอัตรา เร็วเท่ากับครั้งแรก

4. ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าโดยเวกเตอร์ทั้งสามมีทิศ ตั้งฉากกัน 


            ซึ่งประจุไฟฟ้าจะถูกทั้ง แรงไฟฟ้าและแรงแม่เหล็กกระทำ ทำให้ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ได้โดยไม่ เบี่ยงเบนเลยแสดงว่า  แรงแม่เหล็ก = แรงไฟฟ้า 


แรงกระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ซึ่งเคลื่อนที่ในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก 

           เมื่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่เข้าไปในสนามแม่เหล็ก ปรากฏว่าทิศทางของอนุภาคนี้จ้ะ เปลี่ยนไปจากเดิม แสดงว่ามีแรงเนื่องจากสนามแม่เหล็กกระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้านี้



ความคิดเห็น

แสดงความคิดเห็น

โพสต์ยอดนิยมจากบล็อกนี้

กฏมือซ้าย

รูปภาพ
กฏมือซ้ายมอเตอร์ กฎมือซ้ายสำหรับมอเตอร์ เนื่องจากมีความสัมพันธ์อย่างแน่นอนเกิดขึ้นระหว่าทิศทางของสนามแม่เหล็ก ทิศทางของกระแสไฟฟ้าในตัวนำและทิศทางที่ตัวนำเคลื่อนที่ซึ่งมีความสัมพันธ์ของปริมาณเหล่านี้ให้ตั้งเป็นกฎมอเตอร์ขึ้น ซึ่งกฎนี้ได้นำไปใช้แบบเดียวกันกับกฎมือขวาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นแต่เพียงใช้มือซ้ายแทนเท่านั้น กฎนี้ ได้แสดงให้เห็นดังรูปที่ 1 และได้กล่าวไว้ดังนี้คือ กลางหัวแม่มือ นิ้วชี้และนิ้วกลาง ให้ตั้งฉากซึ่งกันและกัน โดยใช้นิ้วชี้ ชี้ไปตามทิศทางของสนามแม่เหล็ก (Magnotic flux = B) นิ้วกลางชี้ไปตามทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า (Current = I) แล้วหัวแม่มือจะบอกทิศทางของการเคลื่อนที่ของตัวนำ (Force = F)แรงที่เกิดขึ้นในตัวนำการกระทำของแรงที่เกิดขึ้นเป็นตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านในขณะที่มันวางอยู่ในสนามแม่เหล็กจะเป็นปฏิภาคโดยตรงกับความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็ก ความยาวของตัวนำและค่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำแรงที่เกิดขึ้นบนตัวนำสามารถหาได้จากสมการF = BILเมื่อ F = แรงที่เกิดขึ้นบนตัวนำหนึ่งตัว หน่วย นิวตันB = ความหนาแน่นสนามแม่เหล็ก หน่วย Wb/m2I = กระแสที่ไหลในตัวนำ หน่วย แอมแปร์ (A)L ...
อ่านเพิ่มเติม