Page 122 - physics5

106 บทที่ 15 | แม่เหล็กและไฟฟ้า ฟิสิกส์ เล่ม 5 ฟิสิกส์ เล่ม 5 บทที่ 15 | แม่เหล็กและไฟฟ้า 107

ำ
ู
ำ
12. ขดลวดตัวนารูปส่เหล่ยมผืนผ้าขนาด 3 × 5 ตารางเซนติเมตร จานวน 20 รอบ อย่ในสนามแม่เหล็ก
ี
ี
ขนาดสม่ำาเสมอ 0.5 เทสลา โดยระนาบของขดลวดอยู่ในแนวขนานกับสนามแม่เหล็กและด้าน
ี
ื
ของขดลวดท่มีความยาว 5 เซนติเมตร ต้งฉากกับสนามแม่เหล็ก เม่อให้กระแสไฟฟ้า 5 แอมแปร ์
ั
ำ
ผ่านขดลวดน จงหาขนาดของแรงท่กระทาต่อขดลวดแต่ละด้านและขนาดของโมเมนต์ของ
ี
้
ี
แรงคู่ควบที่กระทำาต่อขดลวด
วิธีทำา
จาก F = IlB sin θ
ด้านของขดลวดที่มีความยาว 5 เซนติเมตร ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก ดังนั้นจะได้
F = IlB
-2
แทนค่า F = (5 A)(5 × 10 m)(0.5 T)
= 0.125 N
แต่เน่องจากขดลวดมีจานวน 20 รอบ ดังน้นแรงลัพธ์ท่กระทาต่อขดลวดด้านท่ม ี
ำ
ำ
ี
ื
ี
ั
ความยาว 5 เซนติเมตรจึงมีค่าเท่ากับ 20 เท่า จะได้
∑
F = (20)(0.125 N)
= 2.50 N
ส่วนด้านของขดลวดท่ยาว 3 เซนติเมตร ลวดวางขนานกับสนามแม่เหล็ก ดังน้นแรงแม่เหล็ก
ี
ั
ที่กระทำาต่อลวดด้านนี้เป็นศูนย์
หาขนาดโมเมนต์จาก M = NIBA cos θ
เนื่องจากระนาบของขดลวดทำามุม 0 องศา กับสนามแม่เหล็ก ดังนั้น
M = NIBA
-4 2
แทนค่า M = (20)(5 A)(0.5 T)(3 × 5 × 10 m )
-2
= 7.5 × 10 N m
ตอบ แรงที่กระทำาต่อขดลวดด้านที่ยาว 5 เซนติเมตร เท่ากับ 2.5 นิวตัน และแรงที่กระทำาต่อ

ขดลวดด้านที่ยาว 3 เซนติเมตร เท่ากับศูนย์ โมเมนต์ของแรงคู่ควบที่กระทำาต่อขดลวด
-2
เท่ากับ 7.5 × 10 นิวตัน เมตร

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี