กฏมือขวา แม่เหล็กและไฟฟ้า

สนามแม่เหล็ก (Magnetic Field, B)

ธรรมชาติของแม่เหล็ก มี 2 ขั้วเสมอคือ เหนือ (N) และใต้ (S) ขั้วเหมือนกันผลักกัน ขั้วต่างกันดูดกัน

เส้นแรงแม่เหล็ก พุ่งออกจากขั้วเหนือ (N) เข้าหาขั้วใต้ (S) เสมอ

กระแสไฟฟ้าทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก

เมื่อมีกระแสไฟฟ้า (I) ไหลผ่านลวดตัวนำ จะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้นรอบ ๆ ทันที

ลวด : สนามแม่เหล็กวนเป็นวงกลมรอบลวด (ใช้กฎมือขวา: นิ้วโป้งตามกระแส นิ้วที่เหลือกำตามสนาม)

โซเลนอยด์ (ขดลวด) : จะมีลักษณะสนามแม่เหล็กคล้ายแท่งแม่เหล็ก มีขั้วเหนือ-ใต้ชัดเจน

แรงแม่เหล็ก (Magnetic Force, F)

กระทำต่อประจุ : เมื่อประจุวิ่งตัดสนามแม่เหล็ก จะถูกแรงผลัก (ถ้าวิ่งขนานสนาม แรงจะเป็นศูนย์)

เทคนิค : ประจุบวกใช้มือขวาตามปกติ ประจุลบต้องกลับทิศทางแรงตรงข้ามกับนิ้วโป้งเสมอ

กระทำต่อเส้นลวด : เมื่อวางลวดที่มีกระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก ลวดจะถูกผลัก (หลักการของมอเตอร์ไฟฟ้า)

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

หลักการ : เมื่อสนามแม่เหล็กที่ผ่านขดลวดเกิดการเปลี่ยนแปลง (เช่น ขยับแม่เหล็กเข้า-ออก) จะทำให้เกิด "กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ" ขึ้นในขดลวดนั้น

การประยุกต์ : เป็นหัวใจสำคัญของ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) ที่เปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า

ทำไมต้องใช้ "กฎมือขวา"

ในวิชาฟิสิกส์ "แรงแม่เหล็ก" มีนิสัยประหลาดอย่างหนึ่งคือ มันชอบกระทำในทิศทางที่ "ตั้งฉาก" กับการเคลื่อนที่เสมอ เราจึงไม่สามารถบอกทิศทางด้วยการบวกลบธรรมดาได้ แต่ต้องใช้ "มือขวา" ของเราเป็นตัวช่วยกำหนดทิศทางใน 3 มิติ (กว้าง, ยาว, สูง) 

1. การหาทิศของ "แรง" ที่กระทำต่อประจุ (ท่ากำมือ)

จินตนาการว่ามีประจุไฟฟ้าวิ่งเข้าไปในพื้นที่ที่มีสนามแม่เหล็ก เราจะรู้ได้ไงว่ามันจะถูกผลักไปทางไหน?

- นิ้วทั้งสี่ : ชี้ไปทางที่ประจุวิ่งไป
- กำนิ้วทั้งสี่ : พับนิ้วลงไปหาทิศของสนามแม่เหล็ก
- นิ้วโป้ง : คือคำตอบ! นิ้วโป้งจะชี้ไปทางที่ "แรง" ผลักประจุนั้นออกมา

ท่านี้ใช้ได้กับ "ประจุบวก" เท่านั้น ถ้าในโจทย์บอกว่าเป็น "ประจุลบ" (เช่น อิเล็กตรอน) ให้เราทำทุกอย่างเหมือนเดิม แต่วงคำตอบในทิศตรงข้ามกับนิ้วโป้ง

2. กระแสไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็ก (ท่ากดไลก์)

เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเส้นลวด รอบ ๆ เส้นลวดนั้นจะกลายเป็นแม่เหล็กทันที เราหาทิศได้ง่าย ๆ คือ

- นิ้วโป้ง : ชี้ไปตามทิศที่ "กระแสไฟฟ้า" ไหล
- ปลายนิ้วที่เหลือ : ลองกำรอบเส้นลวดดู ทิศที่นิ้วเราวนไปนั่นแหละคือทิศของ "สนามแม่เหล็ก" ที่เกิดขึ้น

3. แรงกระทำต่อ "เส้นลวด" (ท่ากางมือ)

ถ้าเราเอาเส้นลวดที่มีไฟไหลผ่าน ไปวางไว้กลางแท่งแม่เหล็ก เส้นลวดจะกระดิกหรือถูกผลักทันที

- นิ้วทั้งสี่ : ชี้ไปตามทิศของกระแสไฟฟ้าในเส้นลวด
- หันฝ่ามือ : หันฝ่ามือไปทางทิศของสนามแม่เหล็ก (พุ่งออกจากขั้วเหนือไปใต้)
- นิ้วโป้ง : จะบอกทิศที่เส้นลวดถูกผลัก

สรุปเทคนิคการจำ

- นิ้วโป้ง คือ "หัวหน้า" (มักแทน แรง หรือ กระแสหลัก)
- นิ้วที่เหลือ คือ "สนามแม่เหล็ก" (ที่โอบล้อมหรือพุ่งผ่าน)
- กฎเหล็ก : ห้ามใช้มือซ้ายเด็ดขาด! เพราะทิศทางจะสลับกันทันที และอย่าลืมดูว่าโจทย์พูดถึง "ประจุบวก" หรือ "ประจุลบ" ก่อนจะตอบ