ไฟฟ้ากระแสสลับ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเครื่องแรกเป็นครั้งแรกมีพื้นฐานมาจากหลักการของไมเคิล ฟาราเดย์สร้างขึ้นโดยช่างชาวฝรั่งเศสชื่อ Hippolyte Pixii ในปี (ค.ศ.1832) หลังจากนั้น Pixii เพิ่มตัวสลับสายเข้าไปในอุปกรณ์ของเขา ซึ่งในขณะนั้นยังใช้ไฟ dc กันอย่างแพร่หลายอยู่ กระแสสลับที่เก่าแก่ที่สุดที่มีการถูกบันทึกไว้ว่าประยุกต์ใช้จริงโดย กีโยม Duchenne นักประดิษฐ์และพัฒนาไฟฟ้าบำบัด ในปี ค.ศ.1855 เขาประกาศว่า AC ใช้รักษาการหดตัวของกล้ามเนื้อได้ดีกว่า DC
ในปี ค.ศ.1876 วิศวกรชาวรัสเซียชื่อ Pavel Yablochkov คิดค้นระบบไฟส่องสว่างขึ้นโดยมีรากฐานจากชุดของขดลวดเหนี่ยวนำโดยที่ขดลวดปฐมภูมิเชื่อมต่อกับแหล่งไฟ AC ลวดทุติยภูมิสามารถเชื่อมต่อไปยังเทียนไฟฟ้า (โคมประกายไฟ) ได้หลายดวง ขดลวด Yablochkov ทำหน้าที่เป็นหม้อแปลงไฟฟ้านั่นเอง
หม้อแปลงไฟฟ้าที่ถูกพัฒนาขึ้นโดยลูเชียน Gaulard และจอห์น ดิกสัน กิ๊บส์ได้แสดงให้เห็นในลอนดอนในปี ค.ศ.1881 และดึงดูดความสนใจของเวสติงเฮ้าส์ พวกเขายังแสดงสิ่งประดิษฐ์ใน Turin ในปี ค.ศ.1884 ที่ๆมันถูกนำมาใช้สำหรับระบบไฟฟ้าแสงสว่าง งานออกแบบของพวกเขาหลายชิ้นถูกนำไปปรับใช้เป็นกฎหมายควบคุมการกระจายไฟฟ้าในสหราชอาณาจักร
วิลเลียม สแตนลี่ย์ จูเนียร์ได้ออกแบบหนึ่งในอุปกรณ์จริงครั้งแรกในการถ่ายโอนไฟ AC อย่างมีประสิทธิภาพระหว่างวงจรที่แยกออกมา การใช้คู่ของขดลวดพันบนแกนเหล็กเดียวกัน เรียกว่าขดลวดเหนี่ยวนำเป็นหม้อแปลงยุคแรก ระบบไฟ AC ได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วหลังปี ค.ศ. 1886 และรวมทั้งการอุดหนุนโดยนิโคลา เทสลา (สิทธิบัตรให้จอร์จ เวสติงเฮ้าส์) และคาร์ล วิลเฮล์ม ซีเมนส์ ระบบ AC เอาชนะข้อจำกัด ของระบบ DC ที่ใช้โดยโทมัส เอดิสัน ในการแจกจ่ายกระแสไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพในระยะทางไกล ถึงแม้ว่าเอดิสันพยายามที่จะทำลายชื่อเสียงของกระแสสลับว่าเป็นอันตรายเกินไปในสงครามแห่งกระแส
ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า
(อังกฤษ: Electromagnetism) คือ วิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นสนามที่แผ่ไปในปริภูมิ (space) และออกแรงกระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า มีผลทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอนุภาคนั้น[1] โดยแรงแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นหนึ่งในสี่อันตรกิริยาพื้นฐาน (fundamental interaction in nature) อันประกอบไปด้วยแรงนิวเคลียร์ชนิดเข้ม (strong interaction), แรงแม่เหล็กไฟฟ้า, แรงนิวเคลียร์ชนิดอ่อน (weak interaction), และแรงโน้มถ่วง
แรงแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน เป็นแรงที่กระทำระหว่างโมเลกุลต่อโมเลกุลในสสาร อิเล็คตรอนถูกดึงดูดอยู่ในวงโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอมด้วยกลไกของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า อะตอมหลายอะตอมรวมตัวกันเป็นโมเลกุล ปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็คตรอนของอะตอมหลายอะตอมที่อยู่ใกล้กัน มีผลทำให้เกิดแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและการเคลื่อนที่ของอิเล็คตรอนเหล่านั้น
มีสูตรทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายความหมายของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในสาขาดั้งเดิมของ อิเล็คโทรไดนามิคส์ สนามไฟฟ้าถูกอธิบายว่าเป็นศักย์ทางไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าด้วยกฎของโอห์ม, สนามแม่เหล็กถูกนำไปรวมกับการเหนี่ยวนำของแม่เหล็กไฟฟ้าและสถาวะแม่เหล็ก และ สมการของแมกซ์เวลล์อธิบายถึงการที่ไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กถูกสร้างมาได้อย่างไร ถูกเปลี่ยนแปลงโดยกันและกันได้อย่างไรและเกิดขึ้นหรือเปลี่ยนแปลงโดยการประจุและกระแสได้อย่างไร
- ampere (electric current)
- coulomb (electric charge)
- farad (capacitance)
- henry (inductance)
- ohm (resistance)
- tesla (magnetic flux density)
- volt (electric potential)
- watt (power)
- weber (magnetic flux)
SI electromagnetism units
|
||||
---|---|---|---|---|
Symbol[2] | Name of Quantity | Derived Units | Unit | Base Units |
I | electric current | ampere (SI base unit) | A | A (= W/V = C/s) |
Q | electric charge | coulomb | C | A⋅s |
U, ΔV, Δφ; E | potential difference; electromotive force | volt | V | kg⋅m2⋅s−3⋅A−1 (= J/C) |
R; Z; X | electric resistance; impedance; reactance | ohm | Ω | kg⋅m2⋅s−3⋅A−2 (= V/A) |
ρ | resistivity | ohm metre | Ω⋅m | kg⋅m3⋅s−3⋅A−2 |
P | electric power | watt | W | kg⋅m2⋅s−3 (= V⋅A) |
C | capacitance | farad | F | kg−1⋅m−2⋅s4⋅A2 (= C/V) |
E | electric field strength | volt per metre | V/m | kg⋅m⋅s−3⋅A−1 (= N/C) |
D | electric displacement field | coulomb per square metre | C/m2 | A⋅s⋅m−2 |
ε | permittivity | farad per metre | F/m | kg−1⋅m−3⋅s4⋅A2 |
χe | electric susceptibility | (dimensionless) | – | – |
G; Y; B | conductance; admittance; susceptance | siemens | S | kg−1⋅m−2⋅s3⋅A2 (= Ω−1) |
κ, γ, σ | conductivity | siemens per metre | S/m | kg−1⋅m−3⋅s3⋅A2 |
B | magnetic flux density, magnetic induction | tesla | T | kg⋅s−2⋅A−1 (= Wb/m2 = N⋅A−1⋅m−1) |
Φ | magnetic flux | weber | Wb | kg⋅m2⋅s−2⋅A−1 (= V⋅s) |
H | magnetic field strength | ampere per metre | A/m | A⋅m−1 |
L, M | inductance | henry | H | kg⋅m2⋅s−2⋅A−2 (= Wb/A = V⋅s/A) |
μ | permeability | henry per metre | H/m | kg⋅m⋅s−2⋅A−2 |
χ | magnetic susceptibility | (dimensionless) | – | – |