หน้าหลัก » Blogs » ชั้นเรียนประถม – ประสมศาสตร์ประสานศิลป์ STEM ตอนที่ 58 – ไฟฟ้ากับอำนาจแม่เหล็ก (2)

สารบัญ

บทความที่เกี่ยวข้อง


ไฟฟ้ากับอำนาจแม่เหล็ก

ในการทดลองไฟฟ้ากับแม่เหล็ก ให้เด็กวางเข็มทิศบนโต๊ะใกล้หลอดไฟ บอกให้เด็กวางสายไฟปลายหลวม (Loose) บนเข็มทิศ ช่วยเด็กในการจัดแนว (Line up) เส้นลวดปลายหลวม ให้ขนาน (Parallel) พอดี (Exactly) กับเข็มของเข็มทิศ เมื่อปลายหลวมของเส้นลวด และเข็มของเข็มทิศอยู่ในแนวเดียวกัน (Alignment) ให้เด็กใช้เทปใสพันเส้นลวดให้เชื่อมต่อกับเข็มของเข็มทิศ แล้วให้เด็กติดเทปไฟฟ้าให้ทั้งเส้นลวดและเข็มทิศยึดติดอยู่กับโต๊ะ เพื่อมิให้มีการเคลื่อนไหว

จากนั้น บอกให้เด็กพร้อมที่จะเชื่อมปลายหลวมของเส้นลวดกับข้างซ้ายของที่ยึดหลอดไฟซึ่งยังว่างเปล่า (Empty) กล่าวคือมิได้เชื่อมกับแบตเตอรี่ บอกให้เด็กเพ่งความสนใจ (Focus) ไปที่เข็มทิศ เมื่อเด็กเชื่อมเส้นลวด หลอดไฟก็จะสว่างขึ้น ถามเด็กดูว่าได้สังเกตเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นกับเข็มของเข็มทิศทันทีที่เชื่อมเส้นลวดไหม?

หลอดไฟสว่างขึ้นแสดงว่า ไฟฟ้ากำลังเคลื่อนไปตามเส้นลวด แต่ยังมีผลกระทบอีกอย่างหนึ่งซึ่งเกี่ยวข้องกับไฟฟ้าเคลื่อนที่ โดยปรากฏขึ้นที่การเคลื่อนไหวของเข็มของเข็มทิศ หรือการเบนเข็ม (Deflect) นั่นเอง

แต่ให้เด็กลองหยุดคิดดูว่า เข็มทิศใช้ในการตรวจจับ (Detect) สนามแม่เหล็ก (Magnetic field) มิใช่หรือ? ผู้คนใช้เข็มทิศในการค้นหาทิศทางที่เขาจำเป็นต้องเดินทาง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่ออยู่ในป่าเขาลำเนาไพร (Wilderness) เข็มทิศสนองตอบต่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของโลก (Earth’s magnetic field) โดยปรับแนวเข็มของเข็มทิศให้ตรงกับทิศเหนือ

บางคนยังชอบเล่นกับเข็มของเข็มทิศ โดยนำแม่เหล็กมาเข้าใกล้ แล้วเฝ้ามองเข็มของเข็มทิศถูกดึงดูดโดยแม่เหล็ก แล้วแบตเตอรี่กับพวง (Bunch) เส้นลวดและหลอดไฟ ไปเกี่ยวข้องกับอำนาจแม่เหล็ก (Magnetism) อย่างไร ทั้งๆ ที่เด็กมิได้นำแม่เหล็กมาใกล้เข็มทิศเลย?

เมื่อแม่เหล็กปรากฏ มันจะเปลี่ยน (Alter) อาณาบริเวณ (Space) ที่อยู่รอบๆ ซึ่งวัตถุที่อยู่ใกล้จะสามารถสัมผัส (Sense) ได้ เรียกว่า “สนามแม่เหล็ก” ตัวอย่างเช่น ถ้าเรานำ 2 ขั้วใต้ของแม่เหล็ก 2 อัน เข้ามาใกล้กัน มันจะ “สัมผัส” สนามแม่เหล็กซึ่งกันและกัน แล้วปฏิเสธที่จะเข้าใกล้กันจนแตะต้องกันได้

ทุกๆ ครั้ง ที่ไฟฟ้าเคลื่อนที่ในเส้นลวด จะมีสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในเวลาเดียวกันโดยอัตโนมัติ ไฟฟ้าและอำนาจไฟฟ้าไม่สามารถแยกออกจากกันได้ สนามแม่เหล็กปรากฏขึ้นรอบๆ เส้นลวด นั่นเป็นเหตุผลที่เส้นลวดต้องถูกวางไว้บนเข็มทิศ เนื่องจากเข็มทิศสนองตอบต่อสนามแม่เหล็ก (เหมือนกับสนามแม่เหล็กของโลก) มันจึงสามารถตรวจจับสนามแม่เหล็กที่อยู่ใกล้ในเส้นลวดได้

แล้วปรากฏการณ์เช่นนี้ สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หรือไม่? สนามแม่เหล็กที่กำเนิดจากไฟฟ้าจะเป็นประโยชน์ได้อย่างไร? เครื่องมือสำคัญหนึ่งที่สร้างโดยวิธีนี้เรียกว่า “แม่เหล็กไฟฟ้า” (Electro-magnet) เราเพียงห่อหุ้ม (Wrap) เส้นลวดหลายๆ รอบในสิ่งที่ทำด้วยเหล็ก อาทิ ตะปูเหล็ก (Iron nail) และเชื่อมปลายเส้นลวดทั้ง 2 ข้างกับแบตเตอรี่ เท่านั้นก็พอ

แหล่งข้อมูล:

  1. Sawah, Rihab and Anthony Clark. (2015). The Everything STEM Handbook – Help Your Child Learn and Succeed in the Fields of Science, Technology, Engineering, and Math. Avon, MA: Adams Media.
  2. Electronmagnetism - https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetism [2017, August 3].

สมาชิกที่ใช้งานอยู่ขณะนี้ 1 คน
proudproud_