ในโลกที่เต็มไปด้วยเทคโนโลยีสุดล้ำสมัยนี้ หลายคนอาจไม่เคยรู้ว่าจุดเริ่มต้นของนวัตกรรมมากมายล้วนมีรากฐานมาจากการค้นพบอันยิ่งใหญ่ในอดีต หนึ่งในนั้นคือ การค้นพบ "การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า" โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษนามว่า ไมเคิล ฟาเรเดย์ (Michael Faraday)
ย้อนกลับไปในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ฟาเรเดย์ได้ทำการทดลองมากมายที่เกี่ยวข้องกับแม่เหล็กและไฟฟ้า ซึ่งในขณะนั้นยังเป็นสองปรากฏการณ์ที่แยกจากกัน จนกระทั่งในปี ค.ศ. 1831 เขาก็ได้ค้นพบความลับที่ธรรมชาติซ่อนไว้ นั่นคือ การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้
การทดลองอันเรียบง่าย สู่การปฏิวัติโลก
การทดลองของฟาเรเดย์นั้นเรียบง่าย แต่ผลลัพธ์ของมันกลับสร้างความสั่นสะเทือนไปทั่ววงการวิทยาศาสตร์ เขาได้พันขดลวดทองแดงสองชุดรอบวงแหวนเหล็ก จากนั้นจึงต่อขดลวดชุดหนึ่งเข้ากับแบตเตอรี่ และต่ออีกชุดหนึ่งเข้ากับ กัลวานอมิเตอร์ (Galvanometer) ซึ่งเป็นเครื่องมือวัดกระแสไฟฟ้า
เมื่อเขาเปิดสวิตช์ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดชุดแรก เขาสังเกตเห็นว่าเข็มของกัลวานอมิเตอร์ที่ต่ออยู่กับขดลวดชุดที่สองเกิดการกระดิก ซึ่งบ่งบอกว่ามีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน แต่ที่น่าสนใจคือ กระแสไฟฟ้านี้จะเกิดขึ้นเพียงชั่วขณะในตอนที่เขาเปิดหรือปิดสวิตช์เท่านั้น
ฟาเรเดย์สรุปว่า การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากการเปิด-ปิดสวิตช์นั้น เป็นตัวการที่เหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวดชุดที่สอง เขาเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า" (Electromagnetic Induction)
กฎของฟาเรเดย์: รากฐานของเทคโนโลยีมากมาย
จากการค้นพบนี้ ฟาเรเดย์ได้กำหนดกฎที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและกระแสไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำ กฎของฟาเรเดย์ (Faraday's Law of Induction) กล่าวว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (Induced Electromotive Force) ในวงจรปิด จะแปรผันตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นที่ที่วงจรนั้นล้อมรอบ
กฎของฟาเรเดย์นี้ ถือเป็นหนึ่งในกฎพื้นฐานของแม่เหล็กไฟฟ้า และเป็นรากฐานของเทคโนโลยีมากมายที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบัน อาทิเช่น
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator): เครื่องจักรที่เปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า
- หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer): อุปกรณ์ที่ใช้เพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าสลับ
- มอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor): เครื่องจักรที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล
- ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ (Hard Disk Drive): อุปกรณ์ที่ใช้บันทึกข้อมูลในคอมพิวเตอร์
Fun Fact: รู้หรือไม่?
หน่วยของความจุไฟฟ้า "ฟารัด" (Farad) นั้น ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ ไมเคิล ฟาเรเดย์
สรุป
การค้นพบการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาเรเดย์ นับเป็นก้าวสำคัญที่นำไปสู่การปฏิวัติเทคโนโลยีครั้งใหญ่ ผลงานของเขาไม่เพียงแต่เปลี่ยนแปลงโลกในยุคสมัยของเขาเท่านั้น หากแต่ยังคงส่งผลต่อชีวิตของเราในทุกวันนี้
#ฟิสิกส์ #ฟาเรเดย์ #แม่เหล็กไฟฟ้า #เทคโนโลยี
บทความ
