ច្បាប់ឡេន ជនីតា និងម៉ូទ័រ

ស្រមៃថាអ្នកកាន់មេដែកមួយ ហើយរុញវាចូលក្នុងប៊ូប៊ីន ។ អ្នកមានអារម្មណ៍ថាមានកម្លាំងមួយរុញមេដែកត្រឡប់មកវិញ ។ ពេលអ្នកទាញមេដែកចេញ អ្នកមានអារម្មណ៍ថាមានកម្លាំងមួយទាញវាទប់ ។ កម្លាំងទាំងពីរនោះកើតពីចរន្តអាំងឌូក្នុងប៊ូប៊ីន ។ ចរន្តនេះមិនដែលជួយចលនារបស់អ្នកទេ — វាតែងតែប្រឆាំងនឹងអ្វីដែលអ្នកកំពុងធ្វើ ។

ដូច្នេះ ៖

• បើភាគម៉ាញេទិចឆ្លងកាត់ប៊ូប៊ីនកើនឡើង ចរន្តអាំងឌូបង្កើតដែនម៉ាញេទិចរបស់វាផ្ទុយទិសនឹងដែនដើម ដើម្បីទប់កំណើននោះ ។
• បើភាគម៉ាញេទិចថយចុះ ចរន្តអាំងឌូបង្កើតដែនម៉ាញេទិចដូចទិសនឹងដែនដើម ដើម្បីទប់កុំឱ្យវាបាត់អស់ទៅ ។

នេះជាខ្លឹមសារនៃច្បាប់ឡេន ។ ក្នុងរូបមន្ត $e=-\frac{d\Phi }{dt}$ សញ្ញាដកមិនមែនជាលេខគណនាទេ — វាជាការបញ្ជាក់ទិស ។

រូបមន្ត $E=-\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}$ គណនាតម្លៃមធ្យមលើរយៈពេល $\Delta t$ មួយ ។ តែភាគម៉ាញេទិចអាចប្រែប្រួលខុសៗគ្នាក្នុងរយៈពេលនោះ ។ បើយើងធ្វើឱ្យ $\Delta t$ តូចណាស់ រហូតដល់ $\Delta t\to 0$ នោះតម្លៃមធ្យមក្លាយជាតម្លៃខណៈ $e$ គឺតម្លៃនៅខណៈមួយភ្លែត ។

គណិតវិទ្យាហៅដែនកំណត់នេះថា ដេរីវេ ៖ $e=-\frac{d\Phi }{dt}$ ។ ក្រាហ្វិក វាជាមេគុណប្រាណ (slope) នៃក្រាហ្វ $\Phi$ ធៀបនឹង $t$ ។ បើភាគម៉ាញេទិចថយចុះលឿន មេគុណប្រាណជាលេខអវិជ្ជមាន ហើយ $e$ ក្លាយជាវិជ្ជមាន ។ ដូច្នេះទំហំនៃ $e$ អាស្រ័យនឹងល្បឿននៃបម្រែបម្រួលភាគម៉ាញេទិច មិនមែនអាស្រ័យនឹងទំហំភាគម៉ាញេទិចទេ ។

គេយកដុំដែកដែលមានដងយោល (ឬធ្វើពីវត្ថុធាតុដែលមិនមែនជាដែក) ត្រង់ចន្លោះប៉ូលនៃអេឡិចត្រូម៉ាញេទិច ។ កាលណាគេបិទកុងតាក់ដើម្បីឱ្យមានចរន្តក្នុងប៊ូប៊ីន គេសង្កេតឃើញចាសលយប់វិលភ្លាម ហាក់ដូចជាគេចាប់ទុក ។

មូលហេតុ ៖ ដែនម៉ាញេទិចឆ្លងកាត់ចាសកើនឡើងភ្លាមៗ ។ ចាសជាដុំលោហៈ ដូច្នេះចរន្តអាំងឌូរត់ជាស្ពីរបន្តក្នុងដុំលោហៈនោះ ។ គេហៅចរន្តនេះថា ចរន្តហ្វូកូ ឬ ចរន្តអេឌី ។ តាមច្បាប់ឡេន ចរន្តនេះប្រឆាំងនឹងចលនារបស់ចាស ដូច្នេះវាបង្កើតកម្លាំងប្រក់ដែលចាប់ទប់ចាសមិនឱ្យវិល ។

ចរន្តហ្វូកូក៏កើតមានដែរ ក្នុងម៉ាសលោហៈដែលស្ថិតក្នុងដែនម៉ាញេទិចប្រែប្រួល ដូចជាដែនម៉ាញេទិចនៃចរន្តឆ្លាស់ ។ ក្នុងគ្រប់ករណីទាំងអស់ ចរន្តហ្វូកូឱ្យផលទៅជាកម្តៅ ។ នេះជាការខាតបង់ថាមពលក្នុងម៉ាស៊ីនអគ្គិសនីដែលប្រើចរន្តឆ្លាស់ ។

ដើម្បីបន្ថយអាំងតង់ស៊ីតេចរន្តហ្វូកូ គេធ្វើដំណើរលោហៈដែលរងអាំងឌុចស្យុងម៉ាញេទិចប្រែប្រួលឱ្យទៅជាសន្លឹកឆ្លាស់ ។ សន្លឹកទាំងនោះញែកពីគ្នាដោយសារធាតុអ៊ីសូឡង់ ហើយដាក់យ៉ាងណាឱ្យបម្រែបម្រួលភាគម៉ាញេទិចឆ្លងកាត់វាមានតម្លៃតូចបំផុត ។ ក្នុងសំណង់ត្រង់ស្វ័រម៉ាទ័រ គេធ្វើស្នូលដែកជាសន្លឹកលោហៈ ប៉ុន្តែទោះយ៉ាងណា ក៏នៅមានការខាតបង់ថាមពលដោយសារចរន្តហ្វូកូដែរ ។

បើអ្នកផ្លាស់របារលោហៈកាត់ដែនម៉ាញេទិច អ្នកអាចបង្កើតកម្លាំងអគ្គិសនីចលករ ។ តែការធ្វើបែបនេះត្រូវផ្លាស់ទីត្រឡប់ទៅវិញមកយ៉ាងឆាប់ ដើម្បីឱ្យមានចរន្តជាប់ ។ ក្នុងការអនុវត្ត គេប្រើប៊ូប៊ីនមួយដែលវិលក្នុងដែនម៉ាញេទិច ៖ ប៊ូប៊ីនវិលធ្វើឱ្យភាគម៉ាញេទិចឆ្លងកាត់វាប្រែប្រួលជាប់ៗ ដូច្នេះគេផលិតចរន្តអាំងឌូបានជាប់ជានិច្ច ដោយមិនត្រូវផ្លាស់មេដែកទៅវិញទៅមក ។

ថាមពលមេកានិចដែលបង្វិលប៊ូប៊ីនអាចមកពីប្រភពផ្សេងៗ ៖ ទឹក ខ្យល់ ម៉ាស៊ីនចំហេះសាំង ។ល។ តែគោលការណ៍គ្រឹះដូចគ្នា ៖ ថាមពលមេកានិចបង្វិលប៊ូប៊ីនក្នុងដែនម៉ាញេទិច ដើម្បីបង្កើតកម្លាំងអគ្គិសនីចលករអាំងឌូ ។

ប៊ូប៊ីនវិលដោយល្បឿនថេរ ។ មុំរវាងខ្សែកងនៃប៊ូប៊ីន និងដែនម៉ាញេទិចកើនស្មើៗគ្នាតាមពេល ។ ដូច្នេះភាគម៉ាញេទិចប្រែប្រួលជាកូស៊ីនុស ហើយកម្លាំងអគ្គិសនីចលករប្រែប្រួលជាស៊ីនុស ។ នេះជាហេតុដែលចរន្តចេញពីជនីតាជាចរន្តឆ្លាស់ ៖ វាប្តូរទិសពីរដងក្នុងមួយជុំ ។

ចំណុចសំខាន់ដែលត្រូវចាំ ៖ កម្លាំងអគ្គិសនីចលករអតិបរមា កាលណាភាគម៉ាញេទិចសូន្យ ហើយកម្លាំងអគ្គិសនីចលករសូន្យ កាលណាភាគម៉ាញេទិចអតិបរមា ។ មូលហេតុ ៖ កម្លាំងអគ្គិសនីចលករអាស្រ័យនឹងល្បឿនបម្រែបម្រួល មិនមែនអាស្រ័យនឹងទំហំភាគម៉ាញេទិច ។

លំដាប់នៃថាមពលក្នុងម៉ូទ័រគឺច្រាសពីជនីតា ៖ គេចាប់យកថាមពលអគ្គិសនី បញ្ចូលចរន្តទៅក្នុងប៊ូប៊ីនដែលស្ថិតក្នុងដែនម៉ាញេទិច ។ ខ្សែចម្លងដែលមានចរន្តរងម៉ូម៉ង់កម្លាំងបង្វិល ដូច្នេះប៊ូប៊ីនវិល ហើយផលិតកម្មន្តមេកានិច ។

ក្នុងជនីតា គេបង្វិលប៊ូប៊ីនដើម្បីឱ្យបានចរន្ត ។ ក្នុងម៉ូទ័រ គេប្រើចរន្តដើម្បីបង្វិលប៊ូប៊ីន ។ ដូច្នេះគេអាចនិយាយបានថា ម៉ូទ័រ និងជនីតា មានភាពរេវ័រស៊ីប (ទៅមក) ។

ច្បាប់ឡេន ៖ ភាគម៉ាញេទិចដែលបង្កើតឡើងដោយចរន្តអាំងឌូ ប្រឆាំងនឹងបម្រែបម្រួលភាគអាំងឌុចទ័រ ។ មានន័យថា បើភាគអាំងឌុចទ័រកើនឡើង ភាគអាំងឌូមានសញ្ញាផ្ទុយពីភាគអាំងឌុចទ័រ ហាក់ដូចជាប្រឆាំងនឹងកំណើនភាគអាំងឌុចទ័រ ។ បើភាគអាំងឌុចទ័រថយចុះ ភាគអាំងឌូមានសញ្ញាដូចភាគអាំងឌុចទ័រ ហាក់ដូចជាទប់កុំឱ្យភាគអាំងឌុចទ័របាត់អស់ទៅ ។

ច្បាប់ឡេនបញ្ជាក់ពីអត្ថន័យសញ្ញា (−) ក្នុងរូបមន្តកម្លាំងអគ្គិសនីចលករអាំងឌូ ។ ដូច្នេះ ដើម្បីរកទិសចរន្តអាំងឌូ ត្រូវឆ្លើយសំណួរបី ៖ (១) ភាគម៉ាញេទិចដើមឆ្លងកាត់សៀគ្វីមានទិសដូចម្តេច ? (២) វាកំពុងកើន ឬថយ ? (៣) ដើម្បីប្រឆាំងនឹងបម្រែបម្រួលនោះ ដែនម៉ាញេទិចរបស់ចរន្តអាំងឌូត្រូវមានទិសដូចម្តេច ? រួចទើបប្រើក្បួនដៃស្តាំ ដើម្បីរកទិសចរន្ត ។

សំគាល់ ៖

ច្បាប់ឡេន បញ្ជាក់ពីអត្ថន័យសញ្ញា (−) ក្នុងរូបមន្តកម្លាំងអគ្គិសនីចលករអាំងឌូ ។ សញ្ញានេះមិនមែនជាការគណនាទេ — វាប្រាប់ថាចរន្តអាំងឌូមានទិសប្រឆាំងនឹងបម្រែបម្រួលដែលបង្កើតវា ។ ដូច្នេះ បើគេសួរតែទំហំ គេយកតម្លៃដាច់ខាត; បើសួរទិស ត្រូវគិតសញ្ញានេះ ។

ច្បាប់ឡេនសំដែងថា ចរន្តអាំងឌូមានទិសដៅយ៉ាងណាឱ្យផលរបស់វាប្រឆាំងនឹងបុព្វហេតុដែលឱ្យកើតវា ឬចរន្តអគ្គិសនីបង្កើតឱ្យមានដែនម៉ាញេទិចមួយ ដើម្បីប្រឆាំងនឹងបម្រែបម្រួលភាគម៉ាញេទិចដែលឆ្លងកាត់វា ។

កាលណាចាសលោហៈវិលកាត់ដែនម៉ាញេទិចរវាងប៉ូល N និង S នោះកើតមានអាំងឌុចស្យុង ហើយចរន្តអាំងឌូរត់ជាស្ពីរក្នុងដុំលោហៈនោះ ។ គេហៅចរន្តនេះថា ចរន្តហ្វូកូ ឬ ចរន្តអេឌី (eddy current) ។

កាលណាភាគម៉ាញេទិចឆ្លងកាត់ដុំលោហៈមួយប្រែប្រួល នៅក្នុងដុំលោហៈនោះកើតមានចរន្តមួយ ហៅថា ចរន្តហ្វូកូ ឬចរន្តអេឌី ។

ភាគម៉ាញេទិច គឺជាចំនួនខ្សែដែនម៉ាញេទិចឆ្លងកាត់ផ្ទៃមួយ ។ សរសេរជាអក្សរ $\Phi$ ។ បើអាំងឌុចស្យុងម៉ាញេទិច $B$ ឆ្លងកាត់ផ្ទៃ $A$ ដែល $B$ បង្កើតបានមុំ $\theta$ ជាមួយខ្សែកង និងផ្ទៃ នោះ $\Phi =BA\cos \theta$ ។

ជនីតា គឺជាឧបករណ៍មួយដែលបំលែងថាមពលមេកានិចទៅជាថាមពលអគ្គិសនី ។ ថាមពលមេកានិចអាចបានមកពីប្រភពផ្សេងៗគ្នា ដូចជាថាមពលមេកានិចនៃទឹក ថាមពលមេកានិចនៃខ្យល់ ថាមពលមេកានិចនៃម៉ាស៊ីនចំហេះសាំង ។ល។ ក្នុងគ្រប់ករណី ថាមពលមេកានិចត្រូវបានប្រើដើម្បីធ្វើឱ្យចម្លងខ្សែវិលក្នុងដែនម៉ាញេទិចមួយ ដើម្បីបង្កើតកម្លាំងអគ្គិសនីចលករអាំងឌូ ។

ជនីតា និង ម៉ូទ័រ គឺជាឧបករណ៍សម្រាប់បំលែងរវាងថាមពលមេកានិច និងថាមពលអគ្គិសនី ។ ជនីតាអគ្គិសនីប្រើថាមពលមេកានិចដើម្បីផលិតថាមពលអគ្គិសនី ។ ម៉ូទ័រអគ្គិសនីដំណើរការច្រាសពីជនីតា គឺថាមពលអគ្គិសនីត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតកម្មន្តមេកានិច ។

កុំច្រឡំ ៖ ជនីតា ៖ យើងបង្វិលប៊ូប៊ីន → បានចរន្ត ។ ម៉ូទ័រ ៖ យើងបញ្ចូលចរន្ត → ប៊ូប៊ីនវិល ។ ធាតុដូចគ្នា (ប៊ូប៊ីន + មេដែក) តែលំដាប់ថាមពលផ្ទុយគ្នា ។

កម្លាំងអគ្គិសនីចលករអាំងឌូខណៈ គឺជាកម្លាំងអគ្គិសនីចលករដែលកើតឡើងនៅខណៈមួយ (មិនមែនមធ្យមលើរយៈពេល) ។

• តួអក្សរ ៖ $e$
• ឯកតា SI ៖ វ៉ុល (V)
• និយមន័យដោយរូបមន្ត ៖ $e={\lim }_{\Delta t\to 0}\left(-\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}\right)=-\frac{d\Phi }{dt}$
• សម្រាប់ប៊ូប៊ីន $N$ ស្នូល ៖ គុណនឹង $N$ គឺ $e=-N\frac{d\Phi }{dt}$

កម្លាំងអគ្គិសនីចលករអតិបរមា $E_m$ គឺជាតម្លៃធំបំផុតនៃកម្លាំងអគ្គិសនីចលករក្នុងជនីតា ។ ក្នុងប៊ូប៊ីន $N$ ស្នូល ផ្ទៃ $A$ វិលដោយល្បឿនមុំ $\omega$ ក្នុងដែន $B$ ៖ $E_m=NBA\omega$ ។

• តួអក្សរ ៖ $E_m$ (m = maximum)
• ឯកតា SI ៖ វ៉ុល (V)
• ទំនាក់ទំនង ៖ $e=E_m\sin \omega t$ ; ដូច្នេះ $e$ យោលរវាង $-E_m$ និង $+E_m$

សំគាល់ ៖

កម្លាំងអគ្គិសនីចលករអាំងឌូនៅក្នុងប៊ូប៊ីននេះ មានដោយសារចរន្តអគ្គិសនីក្នុងប៊ូប៊ីនប្តូរទិសដៅ ២ ដងក្នុងមួយជុំ ។ ដោយសារតែបែបនេះហើយ គេហៅវាថា ជនីតាចរន្តឆ្លាស់ ឬហៅដោយខ្លីថា ជនីតា AC (Alternating Current) ។

ភាគម៉ាញេទិចត្រូវបានគិតជាវ៉េប៊ែ (Wb) ។ ដោយ $1\mathrm{Wb}=1\mathrm{T}\cdot {\mathrm{m}}^2$ នោះ វ៉េប៊ែមួយគឺជាភាគម៉ាញេទិចឆ្លងកាត់ផ្ទៃ $1{\mathrm{m}}^2$ កាត់កែងនឹងដែនដែលមានអាំងឌុចស្យុង $1\mathrm{T}$ ។

• តួអក្សរ ៖ $\Phi$
• ឯកតា SI ៖ វ៉េប៊ែ (Wb) $=\mathrm{T}\cdot {\mathrm{m}}^2$

ចំណាំអក្សរ ៖ សៀវភៅប្រើ $N$ ជាចំនួនស្នូល (turns) ក្នុង $E_m=NBA\omega$ តែក្នុងឧទាហរណ៍ទំព័រ ១៣០ សៀវភៅប្រើ $N$ ជាប្រេកង់ក្នុង $\omega =2\pi N$ ។ អក្សរ $N$ មានន័យពីរផ្សេងគ្នា — អានបរិបទជានិច្ច ។ / Symbol note: the book uses $N$ for the number of turns in $E_m=NBA\omega$, but in the worked example on page 130 it uses $N$ for the frequency in $\omega =2\pi N$. The letter $N$ carries two meanings — always read the context.

រូបមន្ត៖ កម្លាំងអគ្គិសនីចលករមធ្យម

$$E=-\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}$$

- $E$ ៖ កម្លាំងអគ្គិសនីចលករមធ្យម (ឯកតា៖ V, វ៉ុល)

- $\Delta \Phi$ ៖ បម្រែបម្រួលភាគម៉ាញេទិច (ឯកតា៖ Wb, វ៉េប៊ែ)

- $\Delta t$ ៖ រយៈពេលដែលភាគម៉ាញេទិចប្រែប្រួល (ឯកតា៖ s, វិនាទី)

- ប្រើពេលណា៖ ពេលសួរ «កម្លាំងអគ្គិសនីចលករមធ្យម» លើរយៈពេលមួយ ។

- ចំណាំ៖ សញ្ញា (−) ជាការបញ្ជាក់ទិសតាមច្បាប់ឡេន ។ បើសួរតែទំហំ គេយកតម្លៃដាច់ខាត ។

- ទម្រង់បំប្លែង៖ $\Delta \Phi =-E\Delta t$ , $\Delta t=-\frac{\Delta \Phi }{E}$

- កុំច្រឡំ៖ $E$ នេះជាតម្លៃមធ្យម លើរយៈពេល $\Delta t$ មិនមែនតម្លៃនៅខណៈមួយទេ ។ តម្លៃខណៈគឺ $e=-\frac{d\Phi }{dt}$ ។