การเหนี่ยวนำ

การเหนี่ยวนำ

          เสียงเป็นคลื่นตามยาว   เสียงแหลมและทุ้มขึ้นกับความถี่  ส่วนสียงดังหรือค่อยขึ้นอยู่กับขนาดแอมพลิจูดของคลื่นนั้น   เราทราบกันดีอยู่แล้วว่า  ไมโครโฟนมีหน้าที่แปลงสัญญาณเสียงให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า และนำสัญญาณที่ได้ไปบันทึกลงบนเทปคาสเซ็ท  แผ่น CD    หรือเครื่องเล่น MP3 ซึ่งกำลังฮิตกันอยู่ในปัจจุบัน  เมื่อเราต้องการจะนำเสียงที่บันทึกกลับออกมา   ภายในเครื่องเล่นเหล่านี้จะมีหัวอ่านคอยอ่านสัญญาณทางไฟฟ้าที่บันทึกอยู่ในเนื้อเทป  ซึ่งในขณะที่อ่านยังเป็นสัญญาณที่อ่อนมาก  จึงต้องนำเข้าเครื่องขยายสัญญาณก่อน เมื่อได้สัญญาณที่แรงพอแล้วจึงขับออกทางลำโพง กลายเป็นเสียงออกมา           

          ส่วนสำคัญที่สุดของเครื่องเล่นเหล่านี้ก็คือลำโพง  โดยหน้าที่สำคัญสุดของลำโพงคือ  เปลี่ยนสัญญาณทางไฟฟ้าที่ได้มาจากเครื่องขยายเป็นสัญญาณเสียง  ลำโพงที่ดีจะต้องสร้างเสียงให้เหมือนกับต้นฉบับเดิมมากที่สุด  โดยมีการผิดเพี้ยนน้อยที่สุด

 

เฮนรี่  เป็นชาวอเมริกัน  เกิดที่อัลบานี นิวยอร์ค  ครอบครัวย้ายมาอยู่ที่สก็อตแลนด์  ค.ศ.  1826  เป็นศาสตราจารย์ ด้านคณิตศาสตร์   และประวัติศาสตร์ที่อัลบานี  ค.ศ.  1832  สอนที่มหาวิทยาลัยปรินซ์ตัน  เฮนรี่เริ่มทำการค้นคว้าทดลองทางด้านวิทยาศาสตร์  ที่วอชิงตัน  เมื่อ ค.ศ.  1846  ผลงานของเขามีมากมาย  ได้แก่  การนำขดลวดพันรอบแกนเหล็กหลายๆ  แบบ  หลายๆรอบ  และเมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไป ทำให้เเกิดอำนาจแม่เหล็กขึ้น  นอกจากนี้ยังประดิษฐ์เครื่องวัดไฟฟ้า  มอเตอร์กระดิ่งไฟฟ้า  และศึกษาเรื่องจุดดับและการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์   หน่วยของตัวเหนี่ยวนำในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ  ใช้เป็น เฮนรี่ (H) ได้มาจากชื่อของนักวิทยาศาสตร์ผู้นี้     1  เฮนรี่  คือการเปลี่ยนแปลงของกระแสในอัตรา  1 A/s   และทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าต้านกลับ  1   โวลต์

การทดลองเสมือนจริง

กระดิ่งไฟฟ้า

มีคนจำนวนไม่น้อยที่รู้สึกพึงพอใจในเสียงที่ทุ้มนุ่มนวลของกระดิ่งไฟฟ้าสำหรับประตูมากกว่าเสียงที่กระด้างน่ารำคาญของกริ่งหรือออดไฟฟ้า  กระดิ่งไฟฟ้า แบบใหม่มักจะออกแบบให้เคาะส่งเสียงที่แตกต่างกัน 2 เสียงต่อเนื่องกันสำหรับประตูหน้าบ้าน (แบบที่มีความซับซ้อนมากกว่านี้ อาจทำให้เคาะส่งเสียงได้ถึง 4 เสียงหรือมากกว่าก็ได้ ) และเคาะส่งเสียงเพียง 1 เสียง สำหรับประตูหลังบ้านการเคาะส่งเสียงดังกล่าวเกิดจากการเคลื่อนที่ของแกนวิ่งของอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าที่เรียกว่าขดลวดเหนี่ยวนำ

การต่อสายไฟในวงจรกระดิ่งไฟฟ้ามีลักษณะเหมือนกับการต่อสายไฟฟ้าของการใช้กริ่งและออดไฟ้ฟ้าร่วมกัน  คือจะใช้หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าเพียงตัวเดียว  เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าบ้านลงก่อนจัดจ่ายให้กับกระดิ่งไฟฟ้า  แต่อย่างไรก็ตาม  เมื่อต้องการเปลี่ยนจากการใช้กริ่งและออดไฟฟ้าร่วมกันมาเป็นการใช้กระดิ่งไฟฟ้าเพียงตัวเดียวนั้น  ควรจะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่ตัวกระดิ่งใหม่ต้องการเสียก่อน  ซึ่งถ้าพบว่าหม้อแปลงแรงดันตัวเดิมจัดจ่ายแรงดันไฟฟ้าผิดไปจาก  ที่ตรวจสอบพบ  ก็จะต้องทำการเปลี่ยนหม้อแปลงใหม่ด้วย   

การทดลองเสมือนจริง

 กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์

       

         เลือก Faraday's Experiment I (การทดลองของฟาราเดย์ I) คุณสามารถใช้เคอร์เซอร์ จับคอยส์หรือแม่เหล็ก เคลื่อนที่ขึ้นหรือลงได้ ให้เปลี่ยนเคอร์เซอร์ไปที่แม่เหล็ก กดเมาส์ค้างไว้ แล้วจับแม่เหล็กใส่เข้าไปในขดลวด สังเกตดูว่า อะไรเกิดขึ้นกับกัลวานอมิเตอร์ ลูกศรสีเหลือง แสดงทิศทางของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ อย่างไรก็ตามในรูป ไม่ได้แสดงว่าขดลวดหรือคอยส์พันอยู่ในลักษณะใด แต่ให้ใช้กฎของเลนส์ (Lenz's Law) ซึ่งอธิบายได้ว่า สนามแม่เหล็กเนี่ยวนำจะมีทิศทางตรงกันข้ามกับฟลักซ์ ต่อไปให้คุณเลื่อนแม่เหล็กออก และสังเกตดูว่ามีอะไรเกิดขึ้น และตอบคำถามว่าทำไมกระแสไฟฟ้าจึงกลับทิศทาง ทดลองหาความสัมพันธ์ว่ากฎของฟาราเดย์ขึ้นกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์หรือความเร็วของการเคลื่อนที่ขึ้นลงของแท่งแม่เหล็กหรือไม่ ในทางกลับกันให้ยกคอยส์ขึ้นหรือลงโดยกำหนดให้แท่งแม่เหล็กอยู่กับที่ และสังเกตว่าผลเหมือนเดิมหรือไม่

แหล่งอ้างอิง

http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/57/inductor%20faraday.htm
http://www.kmitl.ac.th/~ktbencha/project44/CAI/Electrostatics/Induction.html