ผู้ค้นพบผลแม่เหล็กของกระแส ผลกระทบทางแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้า

เกี่ยวกับสาเหตุและธรรมชาติของเส้นสนามแม่เหล็ก (MFL) ที่เกิดขึ้นใกล้กับแม่เหล็กถาวรและตัวนำไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้า ในบทความก่อนหน้านี้ ฉันตั้งสมมติฐานว่าสนามแม่เหล็กใกล้กับแม่เหล็กถาวรหรือตัวนำที่มีกระแสไหลอยู่แสดงถึงรูปแบบการรบกวนจาก MSL ที่มีความเข้มต่างกัน ฉันแนบความหมายทางกายภาพบางอย่างกับคำว่า MSL สิ่งเหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงเส้นเรขาคณิต แต่เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างที่ซับซ้อนของสนามแม่เหล็ก ซึ่งประกอบด้วยคลื่นขนาดเล็กมากที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก เมื่อชิ้นส่วนของเหล็กหรือตะไบเหล็กสัมผัสกับสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร สนามนี้เป็นสนามภายนอก (EMF) สัมพันธ์กับชิ้นส่วนของเหล็กหรือตะไบเหล็ก ในขั้นแรก VMF จะเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก (SMF) ของตัวเองในชิ้นส่วนของเหล็กหรือตะไบเหล็ก จากนั้นจึงโต้ตอบกับ SMF นี้ผ่านทาง MFL

นอกจากนี้ยังใช้กับตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าด้วย ตราบใดที่ยังมีกระแสไฟฟ้าอยู่ในตัวนำของวงจรปิด (ซึ่งหมายความว่ามี SMP อยู่รอบๆ ตัวนำ) VMF จะโต้ตอบกับ SMP ของตัวนำผ่าน MSL เมื่อไม่มีกระแสในตัวนำ และไม่มี MSL รอบตัวนำ EMF จะไม่กระทำการกับตัวนำเอง แม้ว่า MSL ของมันจะทะลุโครงสร้างจุลภาคของตัวนำก็ตาม

ในบทความนี้เราจะพูดถึงปฏิสัมพันธ์ของแม่เหล็กและตัวนำกับกระแสผ่าน MSL

ขอให้เราระลึกถึงสิ่งที่ทราบเกี่ยวกับเรื่องนี้จากสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น G. Oersted ในปี 1820 ทดลองสาธิตปฏิกิริยาระหว่างแม่เหล็กและตัวนำกับกระแส พฤติกรรมของเข็มแม่เหล็กใกล้กับตัวนำที่มีกระแสตรงแสดงว่ามีสนามแม่เหล็กอยู่รอบตัวนำนี้ ต่อมาเกิดการเชื่อมต่ออย่างใกล้ชิดระหว่างสนามแม่เหล็กและกระแส โดยสรุปการทดลองของเขา Oersted แสดงให้เห็นว่าการมีกระแสไฟฟ้าอยู่ในตัวนำของวงจรปิด ไม่ว่าลักษณะของพวกมันจะเป็นอย่างไร มักจะก่อให้เกิดสนามแม่เหล็ก MSL รอบตัวนำของวงจรนี้เสมอ เป็นอันตรกิริยาระหว่าง MSL ของตัวนำกับ MSL ของเข็มแม่เหล็กที่ทำให้มันหมุนขั้วใดขั้วหนึ่งเข้าหาตัวนำด้วยกระแสไฟฟ้า

ในปี พ.ศ. 2364 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส A. Ampere ได้สร้างความสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้าและแม่เหล็กในกรณีที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจรและไม่มีความสัมพันธ์ดังกล่าวกับไฟฟ้าสถิต

เพื่อตรวจสอบว่าการโต้ตอบ MSL ที่ระบุนั้นเกิดขึ้นพร้อมกันหรือไม่ เช่น ไม่ว่าแม่เหล็กจะกระทำต่อตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าหรือไม่ ให้ทำการทดลองต่อไปนี้ (รูปที่ 1) ตัวนำที่มีกระแสตรงถูกแขวนไว้เหนือแม่เหล็กถาวรที่อยู่กับที่ ปรากฎว่าตัวนำกระแสไฟไหลผ่านมีพฤติกรรมคล้ายกับเข็มแม่เหล็ก

การทดลองที่น่าสนใจคือการใช้ตัวนำที่ยืดหยุ่นซึ่งตั้งอยู่ใกล้กับแม่เหล็กแถบขนาน เมื่อมีกระแสไฟฟ้าปรากฎในตัวนำ มันจะพันรอบแถบแม่เหล็ก (รูปที่ 2) สิ่งนี้บ่งชี้ว่า MSL ปรากฏรอบๆ แต่ละส่วนของตัวนำไฟฟ้าที่มีกระแสไหลอยู่ ซึ่งมีปฏิกิริยากับ MSL ของแถบแม่เหล็ก

ข้อสรุปเดียวกันนี้จัดทำโดย D. Arago ผู้ซึ่งในการทดลองของเขาได้ดึงความสนใจไปที่ข้อเท็จจริงที่ว่าหากคุณจุ่มลวดฉนวนที่มีกระแสไฟอยู่ในตะไบโลหะ ตะไบนั้นจะเกาะติดกับลวดตลอดความยาวเหมือนแม่เหล็ก เมื่อกระแสไฟดับขี้เลื่อยจะหายไป

ปฏิกิริยาที่คล้ายกันเกิดขึ้นระหว่างตัวนำสองตัวที่มีกระแสตรงตั้งอยู่ใกล้กัน ในการทดลอง (รูปที่ 3) มีการติดตั้งตัวนำไฟฟ้าแบบขนานสองตัวที่ระยะห่างกันเล็กน้อย ตัวนำเหล่านี้ถูกดึงดูดหรือผลักไสขึ้นอยู่กับทิศทางของมัน ในการทดลองเหล่านี้และการทดลองอื่น ๆ พบว่าผลของแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้าคล้ายคลึงกับอันตรกิริยาของแม่เหล็กสองตัว

การทดลองที่เราได้พิจารณาเกี่ยวกับอันตรกิริยาของสนามแม่เหล็กแสดงให้เห็นว่าอันตรกิริยาทั้งหมด ทั้งในกรณีของแม่เหล็กถาวรและระหว่างแม่เหล็กถาวรกับตัวนำที่มีกระแสไหลผ่าน ตลอดจนตัวนำที่มีกระแสไหลผ่านสองตัวที่มีกันและกัน จะลดลงเหลือเพียงอันตรกิริยาเท่านั้น ของสนามแม่เหล็กผ่าน MSL โดยคำนึงถึงความจริงที่ว่าในทางปฏิบัติอุปกรณ์ทางเทคนิคจำนวนมากถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กโดยเฉพาะอย่างยิ่งบนพื้นฐานของปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กและตัวนำกับกระแสเราควรนำเสนอการทดลองบางอย่างที่เรา จะต้องอธิบายปรากฏการณ์บางอย่างในพื้นที่นี้ในภายหลัง

พิจารณาการทดลองต่อไปนี้เกี่ยวกับอันตรกิริยาของสนามแม่เหล็กและตัวนำกับกระแสไฟฟ้า ในสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กเกือกม้า มีส่วนที่เป็นเส้นตรงของตัวนำที่นำกระแสไฟฟ้า (รูปที่ 4) ด้วยการเปลี่ยนทิศทางของกระแสในตัวนำและการเปลี่ยนตำแหน่งของมันสัมพันธ์กับทิศทางของสนามแม่เหล็ก คุณสามารถกำหนดทิศทางของแรงที่กระทำต่อตัวนำได้ เมื่อกระแสไฟเปิด (ขึ้นอยู่กับทิศทาง) ตัวนำสามารถดึงเข้าไปในแม่เหล็กหรือผลักออกจากแม่เหล็กได้ ในกรณีนี้ สนามแม่เหล็กจะกระทำต่อตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเฉพาะเมื่อตั้งฉากกับทิศทางของสนาม MSL เมื่อตัวนำและ MSL ขนานกัน สนามปฏิสัมพันธ์จะไม่เกิดขึ้น

แรงที่กระทำต่อตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กนั้นพิจารณาจากความสัมพันธ์:

F= k*H*I*L*ซินา

โดยที่ H คือความแรงของสนามแม่เหล็ก I คือความแรงของกระแส L คือความยาวของส่วนตรงของตัวนำ และ a คือมุมระหว่าง H และ I

ความสัมพันธ์นี้เรียกว่ากฎของแอมแปร์ ในทางปฏิบัติ ในกรณีส่วนใหญ่ เราต้องจัดการกับตัวนำที่มีรูปร่างต่างๆ ที่กระแสไหลผ่าน และผลของสนามแม่เหล็กที่มีต่อตัวนำดังกล่าวที่มีกระแสนั้นค่อนข้างซับซ้อน เรามาดูกันว่าสนามแม่เหล็กทำหน้าที่อย่างไรกับตัวนำไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าในรูปแบบง่าย ๆ ในรูปของขดลวดหรือโซลินอยด์

ดังการทดลองแสดงให้เห็นว่าขดลวดที่มีกระแสนั้นคล้ายกับแม่เหล็กแบนซึ่งมีขั้ว (เหนือและใต้) อยู่บนระนาบตรงข้ามของขดลวด เสาตั้งฉากกับระนาบของขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน คุณสามารถกำหนดได้ว่าขั้วใดอยู่ทางเหนือและขั้วใดอยู่ทางใต้โดยใช้กฎสว่าน ขั้วเหนือของขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าถูกกำหนดโดยทิศทางของด้ามจับการหมุน - การเปรียบเทียบกับทิศทางของ MSL หากคุณขันสว่านไปตามทิศทางของกระแส MSL ที่โผล่ออกมาจากระนาบของคอยล์จะชี้ไปที่ขั้วโลกเหนือ ขั้วแม่เหล็กของโซลินอยด์ถูกกำหนดในลักษณะเดียวกัน

สนามแม่เหล็กภายนอกซึ่งกระทำต่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้า มีแนวโน้มที่จะหมุนเพื่อให้ MSL ของขดลวดขนานกับ MSL ของสนามแม่เหล็กภายนอก ในการวิเคราะห์แรงที่กระทำต่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้า จะสะดวกในการทำให้เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ในกรณีนี้ สมมติว่าทั้งสองด้านของขดลวดขนานกับทิศทางของสนามแม่เหล็ก และอีกสองด้านตั้งฉากกัน (รูปที่ 5) สองด้านแรกของขดลวดไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็ก แต่อีกสองด้านของขดลวดอยู่ภายใต้แรงแม่เหล็กที่เท่ากันและตรงกันข้ามซึ่งเกิดจากทิศทางตรงกันข้ามของกระแส แรงเหล่านี้ก่อให้เกิดแรงบิดที่หมุนขดลวดด้วยระนาบปัจจุบันตั้งฉากกับทิศทางของสนามแม่เหล็ก อีกสองด้านของขดลวด สนามแม่เหล็กจะกระทำต่อแรงสองแรงที่มีทิศทางเท่ากันแต่ตรงข้ามกัน ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทำให้ขดลวดเสียรูป (บีบอัดหรือยืด) ขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแส

จากผลการทดลองข้างต้นและการทดลองอื่น ๆ สามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้

สนามแม่เหล็กกระทำบนส่วนตรงของตัวนำที่มีกระแสไหลผ่านด้วยแรง ซึ่งมีทิศทางตั้งฉากกับทิศทางของกระแสและทิศทางของ MSL ของสนามแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็กสร้างแรงบิดที่มีแนวโน้มหมุนขดลวดหรือโซลินอยด์เพื่อให้ทิศทางจากขั้วใต้ของขดลวดหรือโซลินอยด์ไปยังขั้วโลกเหนือเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของสนามแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็กไม่กระทำกับตัวนำที่มีกระแสไหลผ่านซึ่งอยู่ในทิศทาง MSL

MSL ไม่ได้เป็นเพียงเส้นเรขาคณิต แต่เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างที่ซับซ้อนของสนามแม่เหล็ก ซึ่งประกอบด้วยคลื่นขนาดเล็กมากที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก

เราจะพูดถึงธรรมชาติและลักษณะของพลังเหล่านี้และพลังอื่น ๆ ในบทความถัดไป

กระแสไฟฟ้าในวงจรจะแสดงออกมาในทางใดทางหนึ่งเสมอ นี่อาจเป็นงานภายใต้ภาระบางอย่างหรือผลกระทบที่เกิดขึ้นจากกระแสไฟฟ้า ดังนั้นด้วยผลกระทบของกระแสไฟฟ้า เราสามารถตัดสินว่ามีหรือไม่มีอยู่ในวงจรที่กำหนด: หากโหลดทำงาน ก็จะมีกระแสอยู่ หากสังเกตปรากฏการณ์ทั่วไปที่มาพร้อมกับกระแส แสดงว่ายังมีกระแสอยู่ในวงจร ฯลฯ

โดยทั่วไป กระแสไฟฟ้าสามารถก่อให้เกิดผลกระทบต่างๆ ได้ เช่น ความร้อน สารเคมี แม่เหล็ก (แม่เหล็กไฟฟ้า) แสงหรือทางกล และผลกระทบของกระแสประเภทต่างๆ มักเกิดขึ้นพร้อมๆ กัน ปรากฏการณ์และผลกระทบของกระแสเหล่านี้จะกล่าวถึงในบทความนี้

ผลกระทบความร้อนของกระแสไฟฟ้า

เมื่อกระแสไฟฟ้าตรงหรือกระแสสลับไหลผ่านตัวนำ ตัวนำจะร้อนขึ้น ตัวนำความร้อนดังกล่าวในสภาวะและการใช้งานที่แตกต่างกันอาจเป็น: โลหะ, อิเล็กโทรไลต์, พลาสมา, โลหะหลอมเหลว, เซมิคอนดักเตอร์, เซมิโลหะ

ในกรณีที่ง่ายที่สุด เช่น ถ้ากระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดนิกโครม กระแสไฟฟ้าก็จะร้อนขึ้น ปรากฏการณ์นี้ใช้ในอุปกรณ์ทำความร้อน: ในกาต้มน้ำไฟฟ้า หม้อไอน้ำ เครื่องทำความร้อน เตาไฟฟ้า ฯลฯ ในการเชื่อมอาร์กไฟฟ้า โดยทั่วไปอุณหภูมิของอาร์คไฟฟ้าจะสูงถึง 7000 ° C และโลหะจะละลายได้ง่าย - นี่เป็นผลกระทบจากความร้อนเช่นกัน ของปัจจุบัน

ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในส่วนของวงจรจะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับส่วนนี้ ค่าของกระแสที่ไหล และเวลาที่มันไหล ()

เมื่อเปลี่ยนกฎของโอห์มสำหรับส่วนของวงจรแล้ว คุณสามารถใช้แรงดันหรือกระแสเพื่อคำนวณปริมาณความร้อนได้ แต่คุณต้องรู้ความต้านทานของวงจรด้วย เพราะเป็นสิ่งที่จำกัดกระแสและในความเป็นจริงทำให้เกิด เครื่องทำความร้อน หรือเมื่อรู้กระแสและแรงดันในวงจรแล้ว คุณก็จะสามารถหาปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นได้อย่างง่ายดายเช่นกัน

การกระทำทางเคมีของกระแสไฟฟ้า

อิเล็กโทรไลต์ที่มีไอออนภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าตรง - นี่คือผลกระทบทางเคมีของกระแสไฟฟ้า ในระหว่างอิเล็กโทรลิซิส ไอออนลบ (แอนไอออน) จะถูกดึงดูดไปที่อิเล็กโทรดบวก (แอโนด) และไอออนบวก (แคตไอออน) จะถูกดึงดูดไปที่อิเล็กโทรดลบ (แคโทด) นั่นคือสารที่มีอยู่ในอิเล็กโทรไลต์จะถูกปล่อยออกมาที่อิเล็กโทรดของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส

ตัวอย่างเช่น อิเล็กโทรดคู่หนึ่งถูกจุ่มลงในสารละลายของกรด อัลคาไล หรือเกลือ และเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจร จะมีการสร้างประจุบวกบนอิเล็กโทรดหนึ่งและประจุลบบนอีกอิเล็กโทรด ไอออนที่มีอยู่ในสารละลายเริ่มสะสมบนอิเล็กโทรดที่มีประจุตรงกันข้าม

ตัวอย่างเช่น ในระหว่างอิเล็กโทรลิซิสของคอปเปอร์ซัลเฟต (CuSO4) แคตไอออนของทองแดง Cu2+ ที่มีประจุบวกจะเคลื่อนที่ไปยังแคโทดที่มีประจุลบ ซึ่งพวกมันจะได้รับประจุที่หายไปและกลายเป็นอะตอมของทองแดงที่เป็นกลาง และตกตะกอนบนพื้นผิวของอิเล็กโทรด หมู่ไฮดรอกซิล -OH จะปล่อยอิเล็กตรอนที่ขั้วบวก ส่งผลให้เกิดการปล่อยออกซิเจน ไฮโดรเจนไอออนบวก H+ และแอนไอออนที่มีประจุลบ SO42- จะยังคงอยู่ในสารละลาย

การกระทำทางเคมีของกระแสไฟฟ้าถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม เช่น การย่อยสลายน้ำออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ (ไฮโดรเจนและออกซิเจน) อิเล็กโทรไลซิสยังทำให้ได้โลหะบางชนิดในรูปแบบบริสุทธิ์อีกด้วย การใช้อิเล็กโทรไลซิสจะเคลือบชั้นบาง ๆ ของโลหะบางชนิด (นิกเกิล, โครเมียม) บนพื้นผิว - นี่ ฯลฯ

ในปี ค.ศ. 1832 ไมเคิล ฟาราเดย์ได้กำหนดไว้ว่ามวล m ของสารที่ปล่อยออกมาที่อิเล็กโทรดจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับประจุไฟฟ้า q ที่ไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์ หากกระแสตรง I ถูกส่งผ่านอิเล็กโทรไลต์เป็นเวลา t กฎข้อแรกของอิเล็กโทรไลซิสของฟาราเดย์ก็ใช้ได้:

ในที่นี้ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วน k เรียกว่าค่าเทียบเท่าเคมีไฟฟ้าของสาร โดยมีค่าเท่ากับมวลของสารที่ปล่อยออกมาเมื่อประจุไฟฟ้าหนึ่งประจุผ่านอิเล็กโทรไลต์ และขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของสาร

ในการปรากฏตัวของกระแสไฟฟ้าในตัวนำใด ๆ (ของแข็งของเหลวหรือก๊าซ) จะสังเกตสนามแม่เหล็กรอบ ๆ ตัวนำนั่นคือตัวนำที่มีกระแสจะได้รับคุณสมบัติทางแม่เหล็ก

ดังนั้น หากคุณนำแม่เหล็กไปที่ตัวนำซึ่งมีกระแสไหลผ่าน เช่น ในรูปของเข็มเข็มทิศแม่เหล็ก เข็มก็จะหมุนในแนวตั้งฉากกับตัวนำ และถ้าคุณพันตัวนำรอบแกนเหล็กและผ่าน กระแสตรงที่ผ่านตัวนำนั้นแกนกลางจะกลายเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า

ในปี ค.ศ. 1820 เออร์สเตดค้นพบผลทางแม่เหล็กของกระแสบนเข็มแม่เหล็ก และแอมแปร์ได้ก่อตั้งกฎเชิงปริมาณของปฏิกิริยาทางแม่เหล็กของตัวนำกับกระแส

สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นโดยกระแสไฟฟ้าเสมอ กล่าวคือ โดยการเคลื่อนย้ายประจุไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากอนุภาคที่มีประจุ (อิเล็กตรอน ไอออน) กระแสน้ำที่มีทิศตรงข้ามจะผลักกัน กระแสน้ำที่มีทิศทางเดียวจะดึงดูดกัน

ปฏิสัมพันธ์ทางกลดังกล่าวเกิดขึ้นเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กของกระแสนั่นคือประการแรกคือปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กและต่อจากนั้นทางกลเท่านั้น ดังนั้นปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กของกระแสจึงเป็นเรื่องปฐมภูมิ

ในปี ค.ศ. 1831 ฟาราเดย์ได้กำหนดไว้ว่าการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กจากวงจรหนึ่งจะสร้างกระแสในอีกวงจรหนึ่ง แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่สร้างขึ้นนั้นแปรผันตามอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก เป็นเหตุผลที่ว่ามันเป็นการกระทำทางแม่เหล็กของกระแสที่ใช้ในทุกวันนี้ในหม้อแปลงไฟฟ้าทั้งหมดและไม่ใช่แค่ในแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น (เช่นในอุตสาหกรรม)

ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดสามารถสังเกตเอฟเฟกต์การส่องสว่างของกระแสไฟฟ้าได้ในหลอดไส้ซึ่งเกลียวของหลอดนั้นถูกให้ความร้อนโดยกระแสที่ไหลผ่านไปยังความร้อนสีขาวและเปล่งแสง

สำหรับหลอดไส้ พลังงานแสงคิดเป็นประมาณ 5% ของพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายให้ และอีก 95% ที่เหลือจะถูกแปลงเป็นความร้อน

หลอดฟลูออเรสเซนต์แปลงพลังงานปัจจุบันเป็นแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยไฟฟ้ามากถึง 20% จะถูกแปลงเป็นแสงที่มองเห็นได้ ต้องขอบคุณสารเรืองแสง ซึ่งได้รับจากการคายประจุไฟฟ้าในไอปรอทหรือในก๊าซเฉื่อย เช่น นีออน

เอฟเฟกต์การส่องสว่างของกระแสไฟฟ้าจะรับรู้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นใน LED เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกส่งผ่านจุดเชื่อมต่อ pn ในทิศทางไปข้างหน้า ตัวพาประจุ - อิเล็กตรอนและรู - จะรวมตัวกันอีกครั้งพร้อมกับการปล่อยโฟตอน (เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอิเล็กตรอนจากระดับพลังงานหนึ่งไปอีกระดับหนึ่ง)

ตัวปล่อยแสงที่ดีที่สุดคือเซมิคอนดักเตอร์แบบช่องว่างโดยตรง (นั่นคือ สารกึ่งตัวนำที่ยอมให้มีการเปลี่ยนแถบความถี่แสงโดยตรง) เช่น GaAs, InP, ZnSe หรือ CdTe ด้วยการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของเซมิคอนดักเตอร์ จึงสามารถสร้าง LED สำหรับความยาวคลื่นต่างๆ ตั้งแต่อัลตราไวโอเลต (GaN) ไปจนถึงอินฟราเรดตอนกลาง (PbS) ประสิทธิภาพของ LED ในฐานะแหล่งกำเนิดแสงถึงค่าเฉลี่ย 50%

ตามที่ระบุไว้ข้างต้น ตัวนำแต่ละตัวที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านจะเกิดเป็นวงกลมรอบตัวมันเอง การกระทำของแม่เหล็กจะถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่น ในมอเตอร์ไฟฟ้า อุปกรณ์ยกแม่เหล็ก วาล์วแม่เหล็ก รีเลย์ ฯลฯ

การกระทำทางกลของกระแสหนึ่งต่ออีกกระแสหนึ่งอธิบายได้ตามกฎของแอมแปร์ กฎหมายนี้ก่อตั้งขึ้นครั้งแรกโดย André Marie Ampère ในปี 1820 สำหรับไฟฟ้ากระแสตรง เป็นไปตามนั้นตัวนำขนานที่มีกระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวจะดึงดูดและขับไล่ไปในทิศทางตรงกันข้าม

กฎของแอมแปร์ยังเป็นกฎที่กำหนดแรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อส่วนเล็กๆ ของตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า แรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อองค์ประกอบของตัวนำที่มีกระแสไหลผ่านซึ่งอยู่ในสนามแม่เหล็กจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสในตัวนำและผลิตภัณฑ์เวกเตอร์ขององค์ประกอบของความยาวของตัวนำและการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

มันขึ้นอยู่กับหลักการนี้ โดยที่โรเตอร์มีบทบาทเป็นเฟรมที่มีกระแส โดยมุ่งเน้นไปที่สนามแม่เหล็กภายนอกของสเตเตอร์ด้วยแรงบิด M

ไม่ว่าจะมีกระแสไฟฟ้าในวงจรหรือไม่นั้นสามารถกำหนดได้จากอาการต่าง ๆ ซึ่งเรียกว่าผลกระทบของกระแสไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าสามารถทำให้เกิดปรากฏการณ์ความร้อน แสง และปรากฏการณ์ทางเคมีได้ นอกจากนี้กระแสไฟฟ้ายังทำให้เกิดปรากฏการณ์แม่เหล็กอยู่เสมอ

ผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้าคือการให้ความร้อนแก่ตัวนำเมื่อมีกระแสไฟฟ้าอยู่ อย่างไรก็ตาม หากตัวนำได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงเพียงพอ ตัวนำนั้นก็สามารถเริ่มเรืองแสงได้ นั่นคือเอฟเฟกต์การส่องสว่างของกระแสจะปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากเอฟเฟกต์ความร้อน

เช่น ถ้ากระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดเหล็ก กระแสไฟฟ้าก็จะร้อนขึ้น ผลกระทบทางความร้อนที่คล้ายกันของกระแสไฟฟ้าในโลหะนั้นใช้ในกาต้มน้ำไฟฟ้าและเครื่องใช้ในครัวเรือนอื่น ๆ

ไส้หลอดทังสเตนในหลอดไส้จะเริ่มเรืองแสงเมื่อได้รับความร้อนแรง ในกรณีนี้จะใช้เอฟเฟกต์แสงของกระแสไฟฟ้า ในหลอดประหยัดไฟ ก๊าซจะเรืองแสงเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

ผลกระทบทางเคมีของกระแสไฟฟ้ามีดังต่อไปนี้ ใช้สารละลายเกลือ อัลคาไล หรือกรดบางชนิด อิเล็กโทรดสองตัวถูกจุ่มอยู่ในนั้น เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจร ประจุบวกจะถูกสร้างขึ้นบนอิเล็กโทรดตัวหนึ่งและประจุลบที่อีกอันหนึ่ง ไอออนที่มีอยู่ในสารละลาย (โดยปกติจะเป็นไอออนของโลหะที่มีประจุบวก) เริ่มสะสมบนอิเล็กโทรดที่มีประจุตรงกันข้าม ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าอิเล็กโทรไลซิส

ตัวอย่างเช่นในสารละลายของคอปเปอร์ซัลเฟต (CuSO 4) ไอออนของทองแดงที่มีประจุบวก (Cu 2+) จะเคลื่อนไปทางอิเล็กโทรดที่มีประจุลบ เมื่อได้รับไอออนที่หายไปจากอิเล็กโทรด พวกมันจะกลายเป็นอะตอมทองแดงที่เป็นกลางและเกาะอยู่บนอิเล็กโทรด ในกรณีนี้ กลุ่มไฮดรอกซิลของน้ำ (-OH) บริจาคอิเล็กตรอนให้กับอิเล็กโทรดที่มีประจุบวก เป็นผลให้ออกซิเจนถูกปล่อยออกมาจากสารละลาย ไอออนไฮโดรเจนที่มีประจุบวก (H+) และหมู่ซัลเฟตที่มีประจุลบ (SO 4 2-) จะยังคงอยู่ในสารละลาย

ดังนั้นผลของอิเล็กโทรไลซิสจึงเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้น

การกระทำทางเคมีของกระแสไฟฟ้าถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม อิเล็กโทรไลซิสช่วยให้คุณได้โลหะบางชนิดในรูปแบบบริสุทธิ์ นอกจากนี้ยังใช้เพื่อปกปิดพื้นผิวด้วยชั้นบาง ๆ ของโลหะบางชนิด (นิกเกิล, โครเมียม)

ผลทางแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้าคือตัวนำที่กระแสไหลผ่านไปทำหน้าที่กับแม่เหล็กหรือทำให้เหล็กเป็นแม่เหล็ก ตัวอย่างเช่น หากคุณวางตัวนำไฟฟ้าขนานกับเข็มแม่เหล็กของเข็มทิศ เข็มจะหมุน 90° หากคุณพันวัตถุเหล็กขนาดเล็กด้วยตัวนำ วัตถุนั้นจะกลายเป็นแม่เหล็กเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำ

ผลกระทบทางแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้าใช้ในเครื่องมือวัดไฟฟ้า

ผลของสนามแม่เหล็ก

มาริโอ ลอซซี่

ประสบการณ์ของเออร์สเตด

นักวิจัยกลุ่มแรกๆ เสนอแนะการมีอยู่ของการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดระหว่างไฟฟ้าและแม่เหล็ก โดยเกิดจากการเปรียบเทียบปรากฏการณ์แรงดึงดูดและแรงผลักของไฟฟ้าสถิตและสนามแม่เหล็ก ความคิดนี้แพร่หลายมากจน Cardan คนแรกและจากนั้น Hilbert ถือว่าเป็นอคติและพยายามทุกวิถีทางเพื่อพิสูจน์ความแตกต่างระหว่างปรากฏการณ์ทั้งสองนี้ แต่ข้อสันนิษฐานนี้เกิดขึ้นอีกครั้งในศตวรรษที่ 18 โดยมีเหตุผลมากขึ้น เมื่อมีการสร้างเอฟเฟกต์การดึงดูดของฟ้าผ่า และแฟรงคลินและเบคคาเรียก็สามารถบรรลุการทำให้เป็นแม่เหล็กได้โดยใช้การปล่อยขวดเลย์เดน กฎของคูลอมบ์ซึ่งอย่างเป็นทางการเหมือนกันสำหรับปรากฏการณ์ไฟฟ้าสถิตและสนามแม่เหล็ก ทำให้เกิดปัญหานี้อีกครั้ง

หลังจากที่แบตเตอรี่ของโวลตาสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เป็นเวลานาน ความพยายามที่จะค้นพบความเชื่อมโยงระหว่างปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กก็เกิดขึ้นบ่อยครั้งและรุนแรงมากขึ้น ถึงกระนั้นแม้จะมีการค้นหาอย่างเข้มข้น แต่การค้นพบก็ยังต้องรอเป็นเวลายี่สิบปี ควรค้นหาสาเหตุของความล่าช้าดังกล่าวในแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่แพร่หลายในขณะนั้น แรงทั้งหมดเข้าใจได้เฉพาะในความหมายของนิวตันเท่านั้น กล่าวคือ แรงที่กระทำระหว่างอนุภาควัตถุตามแนวเส้นตรงที่เชื่อมต่อพวกมัน ผู้ตรวจสอบจึงพยายามที่จะค้นพบแรงประเภทนี้อย่างแม่นยำ โดยการสร้างอุปกรณ์ที่พวกเขาหวังว่าจะตรวจจับแรงดึงดูดหรือแรงผลักที่คาดคะเนระหว่างขั้วแม่เหล็กกับกระแสไฟฟ้า (หรือที่เรียกโดยทั่วไปมากกว่านั้นคือระหว่าง "ของไหลกัลวานิก" และของไหลแม่เหล็ก ) หรือโดยการพยายามดึงดูดเข็มเหล็กให้กระแสไหลผ่านเข็มนั้น

Gian Domenico Romagnosi (1761-1835) ยังพยายามค้นหาอันตรกิริยาระหว่างกัลวานิกกับของไหลแม่เหล็กในการทดลองที่เขาอธิบายไว้ในบทความปี 1802 ซึ่ง Guglielmo Libri (1803-1869), Pietro Configliacchi (1777-1844) และคนอื่นๆ อีกหลายคน กล่าวถึงในภายหลังโดยถือว่า Romagnosi เป็นลำดับความสำคัญของการค้นพบนี้ อย่างไรก็ตาม ก็เพียงพอแล้วที่จะอ่านบทความนี้เพื่อให้มั่นใจว่าในการทดลองของ Romagnosi กับแบตเตอรี่วงจรเปิดและเข็มแม่เหล็ก ไม่มีกระแสไฟฟ้าเลย ดังนั้น สิ่งที่เขาสังเกตได้มากที่สุดคือการกระทำของไฟฟ้าสถิตธรรมดา

เมื่อวันที่ 21 กรกฎาคม พ.ศ. 2363 ในบทความสี่หน้าที่กระชับมากบทความหนึ่ง (เป็นภาษาละติน) เรื่อง “Experimenta circa effectum allowanceus electrici in acum magneticam” นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก ฮันส์ คริสเตียน เออร์สเตด (พ.ศ. 2320-2394) บรรยายถึงการทดลองพื้นฐานเกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้า พิสูจน์ว่ากระแสในตัวนำตรงที่วิ่งไปตามเส้นลมปราณทำให้เข็มแม่เหล็กเบี่ยงเบนไปจากทิศทางของเส้นลมปราณ ความสนใจและความประหลาดใจของนักวิทยาศาสตร์นั้นยิ่งใหญ่ไม่เพียงเพราะได้รับวิธีแก้ปัญหาที่แสวงหามายาวนาน แต่ยังเป็นเพราะใหม่ ประสบการณ์ ดังที่เห็นได้ชัดในทันที ชี้ไปที่พลังที่ไม่ใช่แบบนิวตัน ในความเป็นจริง จากการทดลองของเออร์สเตด เห็นได้ชัดว่าแรงที่กระทำระหว่างขั้วแม่เหล็กกับองค์ประกอบกระแสนั้นไม่ได้มุ่งไปตามเส้นตรงที่เชื่อมต่อพวกมัน แต่ไปตามเส้นปกติกับเส้นตรงนี้ กล่าวคือ เป็นไปตามที่พวกเขากล่าวไว้ในตอนนั้น , “พลังแห่งการเปลี่ยนแปลง” ความสำคัญของข้อเท็จจริงนี้ยังคงรู้สึกได้แม้ในขณะนั้น แม้ว่าจะได้รับการตระหนักรู้อย่างเต็มที่ในไม่กี่ปีต่อมาก็ตาม ประสบการณ์ของเออร์สเตดทำให้เกิดรอยแตกร้าวครั้งแรกในแบบจำลองโลกของนิวตัน

ความยากลำบากที่วิทยาศาสตร์ค้นพบนั้นสามารถตัดสินได้ เช่น จากความสับสนที่นักแปลชาวอิตาลี ฝรั่งเศส อังกฤษ และเยอรมัน เมื่อพวกเขาแปลบทความภาษาละตินของ Oersted เป็นภาษาแม่ของพวกเขา บ่อยครั้ง โดยได้แปลตามตัวอักษรซึ่งดูไม่ชัดเจนสำหรับพวกเขา พวกเขาจึงอ้างอิงต้นฉบับภาษาละตินในบันทึกย่อ.

อันที่จริง สิ่งที่ยังไม่ชัดเจนในบทความของ Oersted แม้กระทั่งทุกวันนี้ก็คือคำอธิบายที่เขาพยายามมอบให้กับปรากฏการณ์ที่เขาสังเกตเห็น ซึ่งในความเห็นของเขา มีสาเหตุมาจากการเคลื่อนที่ของเกลียวก้นหอยที่มีทิศทางตรงข้ามกันสองครั้งรอบตัวนำของ "สสารไฟฟ้า บวกและลบ ตามลำดับ”

ความเป็นเอกลักษณ์ของปรากฏการณ์ที่ค้นพบโดย Ørsted ได้รับความสนใจอย่างมากจากนักทดลองและนักทฤษฎีในทันที Arago กลับจากเจนีวาซึ่งเขาได้เข้าร่วมการทดลองที่คล้ายกันซ้ำโดย De la Rive พูดเกี่ยวกับพวกเขาในปารีสและในเดือนกันยายนของปี 1820 เดียวกันเขาได้ประกอบการติดตั้งที่มีชื่อเสียงของเขาด้วยตัวนำกระแสไฟฟ้าในแนวตั้งผ่านแผ่นกระดาษแข็งที่อยู่ในแนวนอน โรยด้วยขี้เลื่อยเหล็ก แต่เขาไม่พบตะไบเหล็กวงกลมที่เรามักสังเกตเห็นเมื่อทำการทดลองนี้ นักทดลองมองเห็นวงกลมเหล่านี้อย่างชัดเจนตั้งแต่ฟาราเดย์เสนอทฤษฎี "เส้นโค้งแม่เหล็ก" หรือ "เส้นแรง" แน่นอนว่าบ่อยครั้งเพื่อที่จะเห็นบางสิ่ง คุณต้องปรารถนามันจริงๆ! Arago เพียงเห็นว่าตัวนำนั้น "ติดอยู่กับตะไบเหล็กราวกับว่ามันเป็นแม่เหล็ก" ซึ่งเขาสรุปว่า "กระแสทำให้เกิดแม่เหล็กในเหล็กที่ยังไม่เคยถูกทำให้เป็นแม่เหล็กมาก่อน"

ในปี 1820 เดียวกัน Biot อ่านรายงานสองฉบับ (30 ตุลาคมและ 18 ธันวาคม) ซึ่งเขารายงานผลการศึกษาเชิงทดลองที่เขาและ Savart ดำเนินการ ด้วยความพยายามที่จะค้นพบกฎที่กำหนดความขึ้นอยู่กับขนาดของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีต่อระยะทาง Biot จึงตัดสินใจใช้วิธีการออสซิลเลชันซึ่งคูลอมบ์เคยใช้มาก่อน ในการทำเช่นนี้เขาได้ประกอบการติดตั้งซึ่งประกอบด้วยตัวนำแนวตั้งหนาซึ่งอยู่ติดกับเข็มแม่เหล็ก: เมื่อเปิดเครื่องกระแสไฟฟ้า

การมีกระแสไฟฟ้าอยู่ในวงจรไฟฟ้ามักเกิดจากการกระทำบางอย่างเสมอ ตัวอย่างเช่น การทำงานภายใต้ภาระงานเฉพาะหรือปรากฏการณ์บางอย่างที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นจึงเป็นการกระทำของกระแสไฟฟ้าที่บ่งชี้ว่ามีอยู่ในวงจรไฟฟ้าเฉพาะ นั่นคือถ้าโหลดกำลังทำงานอยู่กระแสไฟฟ้าก็จะเกิดขึ้น

เป็นที่รู้กันว่ากระแสไฟฟ้าทำให้เกิดผลกระทบหลายประเภท ตัวอย่างเช่น สิ่งเหล่านี้รวมถึงความร้อน เคมี แม่เหล็ก เครื่องกล หรือแสง ในกรณีนี้ผลกระทบต่างๆ ของกระแสไฟฟ้าสามารถแสดงออกมาพร้อมกันได้ เราจะบอกรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับอาการทั้งหมดในเนื้อหานี้

ปรากฏการณ์ความร้อน

เป็นที่ทราบกันว่าอุณหภูมิของตัวนำจะเพิ่มขึ้นเมื่อกระแสไหลผ่าน ตัวนำดังกล่าวได้แก่โลหะหลายชนิดหรือวัสดุที่หลอมละลาย กึ่งโลหะหรือสารกึ่งตัวนำ เช่นเดียวกับอิเล็กโทรไลต์และพลาสมา ตัวอย่างเช่น เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดนิกโครม กระแสไฟฟ้าจะร้อนมาก ปรากฏการณ์นี้ใช้ในอุปกรณ์ทำความร้อน ได้แก่: ในกาต้มน้ำไฟฟ้า หม้อต้มน้ำ เครื่องทำความร้อน ฯลฯ การเชื่อมอาร์กไฟฟ้ามีอุณหภูมิสูงสุด กล่าวคือ การให้ความร้อนของอาร์กไฟฟ้าสามารถสูงถึง 7,000 องศาเซลเซียส ที่อุณหภูมินี้ โลหะจะหลอมละลายได้ง่าย

ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นโดยตรงขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับส่วนที่กำหนด เช่นเดียวกับกระแสไฟฟ้าและเวลาที่มันไหลผ่านวงจร

ในการคำนวณปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้น จะใช้แรงดันหรือกระแส ในกรณีนี้จำเป็นต้องทราบตัวบ่งชี้ความต้านทานในวงจรไฟฟ้าเนื่องจากเป็นเหตุนี้ที่กระตุ้นให้เกิดความร้อนเนื่องจากข้อ จำกัด ในปัจจุบัน นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดปริมาณความร้อนโดยใช้กระแสและแรงดันไฟฟ้า

ปรากฏการณ์ทางเคมี

ผลกระทบทางเคมีของกระแสไฟฟ้าคือการอิเล็กโทรไลซิสของไอออนในอิเล็กโทรไลต์ ในระหว่างอิเล็กโทรลิซิส แอโนดจะยึดแอนไอออนเข้ากับตัวมันเอง และแคโทดจะติดแคตไอออน

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในระหว่างอิเล็กโทรไลซิส สารบางชนิดจะถูกปล่อยออกมาบนอิเล็กโทรดของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

ยกตัวอย่าง: อิเล็กโทรดสองตัวถูกจุ่มลงในสารละลายที่เป็นกรด ด่าง หรือน้ำเกลือ จากนั้นกระแสจะถูกส่งผ่านวงจรไฟฟ้าซึ่งกระตุ้นให้เกิดการสร้างประจุบวกบนขั้วไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งและประจุลบที่อีกขั้วหนึ่ง ไอออนที่อยู่ในสารละลายจะสะสมอยู่บนอิเล็กโทรดโดยมีประจุต่างกัน

การกระทำทางเคมีของกระแสไฟฟ้าถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม ดังนั้นเมื่อใช้ปรากฏการณ์นี้ น้ำจึงสลายตัวเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน นอกจากนี้ เมื่อใช้อิเล็กโทรไลซิส จะได้โลหะในรูปแบบบริสุทธิ์ และพื้นผิวก็ถูกชุบด้วยไฟฟ้าด้วย

ปรากฏการณ์แม่เหล็ก

กระแสไฟฟ้าในตัวนำที่มีสถานะการรวมตัวใดๆ จะสร้างสนามแม่เหล็ก กล่าวอีกนัยหนึ่งตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้ามีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก

ดังนั้นหากคุณนำเข็มเข็มทิศแม่เหล็กเข้าใกล้ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหล เข็มนั้นจะเริ่มหมุนและอยู่ในตำแหน่งตั้งฉากกับตัวนำ หากคุณพันตัวนำนี้รอบแกนเหล็กและส่งกระแสตรงผ่านแกนนั้น แกนนี้จะรับคุณสมบัติของแม่เหล็กไฟฟ้า

ธรรมชาติของสนามแม่เหล็กมักจะมีกระแสไฟฟ้าอยู่เสมอ เรามาอธิบายกัน: ประจุเคลื่อนที่ (อนุภาคมีประจุ) ก่อตัวเป็นสนามแม่เหล็ก ในกรณีนี้ กระแสน้ำในทิศทางตรงกันข้ามจะผลักกัน และกระแสน้ำในทิศทางเดียวกันจะดึงดูดกัน ปฏิสัมพันธ์นี้ได้รับการพิสูจน์โดยปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กและทางกลของสนามแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้า ปรากฎว่าปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กของกระแสเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

การกระทำของแม่เหล็กใช้ในหม้อแปลงไฟฟ้าและแม่เหล็กไฟฟ้า

ปรากฏการณ์แสง

ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของการกระทำของแสงคือหลอดไส้ ในแหล่งกำเนิดแสงนี้ เกลียวจะถึงค่าอุณหภูมิที่ต้องการโดยกระแสที่ไหลผ่านไปยังสถานะความร้อนสีขาว นี่คือวิธีที่แสงถูกปล่อยออกมา ในหลอดไฟแบบไส้แบบดั้งเดิมนั้น ไฟฟ้าทั้งหมดเพียงห้าเปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่ถูกใช้ไปกับแสงสว่าง ในขณะที่ส่วนที่เหลือของสิงโตจะถูกแปลงเป็นความร้อน

อะนาล็อกที่ทันสมัยกว่าเช่นหลอดฟลูออเรสเซนต์จะแปลงไฟฟ้าเป็นแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด นั่นคือประมาณยี่สิบเปอร์เซ็นต์ของพลังงานทั้งหมดอยู่ที่พื้นฐานของแสง สารเรืองแสงได้รับรังสี UV จากการคายประจุที่เกิดขึ้นในไอปรอทหรือก๊าซเฉื่อย

การใช้การกระทำของแสงในปัจจุบันอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเกิดขึ้นที่ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านทางแยก pn กระตุ้นให้เกิดการรวมตัวของตัวพาประจุที่มีการปล่อยโฟตอนออกมา ตัวส่งสัญญาณไฟ LED ที่ดีที่สุดคือเซมิคอนดักเตอร์แบบช่องว่างโดยตรง ด้วยการเปลี่ยนองค์ประกอบของเซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้ จึงสามารถสร้าง LED สำหรับคลื่นแสงที่แตกต่างกันได้ (ความยาวและช่วงต่างกัน) ประสิทธิภาพของ LED ถึง 50 เปอร์เซ็นต์

ปรากฏการณ์ทางกล

โปรดจำไว้ว่าสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นรอบ ๆ ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า การกระทำของแม่เหล็กทั้งหมดจะถูกแปลงเป็นการเคลื่อนไหว ตัวอย่าง ได้แก่ มอเตอร์ไฟฟ้า หน่วยลิฟติ้งแม่เหล็ก รีเลย์ ฯลฯ

ในปี ค.ศ. 1820 อังเดร มารี แอมแปร์ได้รับกฎของแอมแปร์ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดี ซึ่งอธิบายผลกระทบทางกลของกระแสไฟฟ้าหนึ่งต่ออีกกระแสไฟฟ้าหนึ่ง

กฎข้อนี้ระบุว่าตัวนำไฟฟ้าคู่ขนานที่นำกระแสไฟฟ้าไปในทิศทางเดียวกันจะเกิดแรงดึงดูดระหว่างกัน และตัวนำไฟฟ้าในทิศทางตรงกันข้ามจะเกิดแรงผลักกัน

นอกจากนี้ กฎของแอมแปร์ยังกำหนดขนาดของแรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อส่วนเล็กๆ ของตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า แรงนี้เองที่รองรับการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า