new คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร...

26
คํานํา เอกสารประกอบการสอนฉบับนีจัดทําขึ้นเพื่อใชประกอบการสอน วิชาพื้นฐาน สนามแมเหล็กไฟฟา รหัส 3105 – 2020 เหมาะสําหรับผูที่กําลังศึกษาอยูในระดับชั้น ปวส. และ ผูสนใจทั่วไป ตรงตามหลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง พุทธศักราช 2546 ของสํานักงาน คณะกรรมการการอาชีวศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ เครื่องมือที่ใชในการเรียนรูคือ เนื้อหา แบบทดสอบกอนเรียนและหลังเรียน วิธีการสราง เอกสารการสอนนี้เริ่มจากศึกษาหลักสูตรรายวิชา มาตรฐานรายวิชา คําอธิบายรายวิชา หนังสือ ตําราและจากประสบการณของผูสอนเอง จากนั้นนํามาวิเคราะหเปนหนวยการเรียนรูจํานวน 11 หนวยการเรียนรู โดยเรียงลําดับตามความยากงายและความสัมพันธของเนื้อหา ซึ่งผูจัดทําหวังวา ผูเรียนที่ผานการใชเอกสารประกอบการสอนดังกลาวจะมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนหลังเรียนสูงกวา กอนเรียน และสามารถนําไปปรับประยุกตใชไดตอไป นายพงษศักดินิลผาย สาขาวิชาอิเล็กทรอนิกส วิทยาลัยเทคนิคทาหลวงซิเมนตไทยอนุสรณ

Upload: others

Post on 14-Oct-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

คานา

เอกสารประกอบการสอนฉบบน จดทาขนเพอใชประกอบการสอน วชาพนฐาน

สนามแมเหลกไฟฟา รหส 3105 – 2020 เหมาะสาหรบผทกาลงศกษาอยในระดบชน ปวส. และ

ผสนใจทวไป ตรงตามหลกสตรประกาศนยบตรวชาชพชนสง พทธศกราช 2546 ของสานกงาน

คณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

เครองมอทใชในการเรยนรคอ เนอหา แบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน วธการสราง

เอกสารการสอนนเรมจากศกษาหลกสตรรายวชา มาตรฐานรายวชา คาอธบายรายวชา หนงสอ

ตาราและจากประสบการณของผสอนเอง จากนนนามาวเคราะหเปนหนวยการเรยนรจานวน 11

หนวยการเรยนร โดยเรยงลาดบตามความยากงายและความสมพนธของเนอหา ซงผจดทาหวงวา

ผเรยนทผานการใชเอกสารประกอบการสอนดงกลาวจะมผลสมฤทธทางการเรยนหลงเรยนสงกวา

กอนเรยน และสามารถนาไปปรบประยกตใชไดตอไป นายพงษศกด นลผาย สาขาวชาอเลกทรอนกส วทยาลยเทคนคทาหลวงซเมนตไทยอนสรณ

Page 2: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

โครงสรางการจดการเรยนร วชาพนฐานสนามแมเหลกไฟฟา รหสวชา 3105-2020 3 หนวยกต 3 ชวโมง

จดประสงครายวชา

1. เพอใหมความเขาใจหลกการพนฐานสนามไฟฟา สนามแมเหลก และคลนแมเหลกไฟฟา

2. เพอใหสามารถวเคราะหสนามไฟฟา สนามแมเหลก และคลนแมเลกไฟฟา

3. เพอใหมกจนสยในการคนควาหาความรเพมเตม

มาตรฐานรายวชา

1. วเคราะหสนามไฟฟาสถต ดวยเทคนคการวเคราะหเวกเตอร

2. วเคราะหสนามแมเหลกสถต ดวยเทคนคการวเคราะหเวกเตอร

3. วเคราะหคลนแมเหลกไฟฟา ดวยเทคนคการวเคราะหเวกเตอรและสมการแมกซเวลล

คาอธบายรายวชา

ศกษาหลกการวเคราะหเวกเตอร ระบบ Coordinate และการแปลง เวกเตอรแคลคลส

สนามไฟฟาสถต สนามไฟฟาในวสด สนามแมเหลกสถต แรง วสดและอปกรณแมเหลก

สมการแมกซเวลล และคลนแมเหลกไฟฟา

Page 3: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

การจดหนวยการเรยนร

วชาพนฐานสนามแมเหลกไฟฟา รหสวชา 3105-2020 3 หนวยกต 3 ชวโมง

จากคาอธบายรายวชา ผสอนไดนามาวเคราะหและจดเรยงลาดบหวขอการเรยนร โดย

คานงถงขนตอนการสอนเพอใหผเรยนสามารถเรยนรอยางเปนลาดบขน ประกอบดวยหนวยการ

เรยน 11 หนวย ดงน

ตารางการวเคราะหคาอธบายรายวชา

วชาพนฐานสนามแมเหลกไฟฟา รหส 3105 - 2020

หนวยท หวขอเรอง แหลงขอมล

A B C D

1 การวเคราะหเวกเตอร

2 ระบบพกด

3 การแปลงระบบพกด

4 เวกเตอรแคลคลส

5 สนามไฟฟาสถต

6 สนามไฟฟาในวสด

7 สนามแมเหลกสถต

8 แรงในสนามแมเหลก

9 วสดและอปกรณแมเหลก

10 สมการแมกซเวลล

11 คลนแมเหลกไฟฟา

แหลงขอมล

A : คาอธบายรายวชา D : ประสบการณของผสอน

B : ผเชยวชาญ C : ผชานาญงาน

Page 4: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

ตารางวเคราะหหนวยการเรยนรตามจดประสงครายวชา และมาตรฐานรายวชา

วชาพนฐานสนามแมเหลกไฟฟา รหสวชา 3105-2020

จดประสงครายวชา

1. เพอใหมความเขาใจหลกการพนฐานสนามไฟฟา สนามแมเหลก และคลนแมเหลกไฟฟา

2. เพอใหสามารถวเคราะหสนามไฟฟา สนามแมเหลก และคลนแมเลกไฟฟา

3. เพอใหมกจนสยในการคนควาหาความรเพมเตม

มาตรฐานรายวชา

1. วเคราะหสนามไฟฟาสถต ดวยเทคนคการวเคราะหเวกเตอร

2. วเคราะหสนามแมเหลกสถต ดวยเทคนคการวเคราะหเวกเตอร

3. วเคราะหคลนแมเหลกไฟฟา ดวยเทคนคการวเคราะหเวกเตอรและสมการแมกซเวลล

หนวยการเรยนร จดประสงครายวชา มาตรฐานรายวชา

1 2 3 1 2 3

1 การวเคราะหเวกเตอร

2 ระบบพกด

3 การแปลงระบบพกด

4 เวกเตอรแคลคลส

5 สนามไฟฟาสถต

6 สนามไฟฟาในวสด

7 สนามแมเหลกสถต

8 แรงในสนามแมเหลก

9 วสดและอปกรณแมเหลก

10 สมการแมกซเวลล

11 คลนแมเหลกไฟฟา

Page 5: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

การแยกแยะเนอหาตามรายการหวขอเรอง

เพอใหการประเมนคาเนอหาในแตละหวขอทไดวเคราะหมา มรายละเอยดชดเจน และ

เพอใหงายตอการพจารณาหวขอเรองทจะสอนตอไปไดดยงขน จงนาหวขอเรองทผานการพจารณา

องคประกอบตางๆมาแลว มาแตกเปนหวขอยอย เพอเขยนจดประสงคเชงพฤตกรรมไดชดเจน

สามารถระบขอบเขตของเนอหา สะดวกในการคนหาเนอหา เลอกวธการสอนได จดแผนการ

สอนไดงาย จดทาแบบสรปเนอหาไดรวดเรว ตลอดจนการวดและประเมนผล ไดตรงกบ

จดประสงคเชงพฤตกรรม

หนวยท 1 การวเคราะหเวกเตอร

1.1 บทนา

1.2 ปรมาณสเกลารและปรมาณเวกเตอร

1.3 ระบบแกนอางองสามมต x – y – z

1.4 การเขยนปรมาณเวกเตอรแบบ 3 มต

1.5 พชคณตเวกเตอร (Vector Algebra)

1.5.1 การบวกและลบเวกเตอร

1.5.2 การคณเวกเตอรดวยสเกลาร

1.5.3 การหารเวกเตอรดวยสเกลาร

1.6 ผลคณเวกเตอร

1.6.1 ผลคณแบบจดหรอผลคณชนดสเกลาร

1.6.2 ผลคณกากบาทหรอผลคณชนดเวกเตอร

1.7 สวนประกอบของเวกเตอรในทศทางทกาหนด

1.7.1 สวนประกอบชนดสเกลารของเวกเตอรหนงในทศทางของอกเวกเตอรหนง

1.7.2 สวนประกอบชนดเวกเตอรของเวกเตอรหนงในทศทางของอกเวกเตอรหนง

1.8 สนามสเกลารและสนามเวกเตอร

1.9 ขนาดเวกเตอรและเวกเตอรหนงหนวย

1.9.1 ขนาดหรอคาสมบรณของเวกเตอร

1.9.2 เวกเตอรหนงหนวย

1.10 บทสรป

Page 6: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

หนวยท 2 ระบบพกด

2.1 บทนา

2.2 ระบบพกดทรงเหลยม

2.2.1 ตวแปรในระบบพกดทรงเหลยม

2.2.2 เวกเตอรหนงหนวยในระบบพกดทรงเหลยม

2.2.3 การระบพกดในระบบพกดทรงเหลยม

2.2.4 เวกเตอรบอกตาแหนงในระบบพกดทรงเหลยม

2.3 ระบบพกดทรงกระบอก

2.3.1 ตวแปรในระบบพกดทรงกระบอก

2.3.2 เวกเตอรหนงหนวยในระบบพกดทรงกระบอก

2.3.3 การระบพกดในระบบพกดทรงกระบอก

2.3.4 เวกเตอรบอกตาแหนงในระบบพกดทรงกระบอก

2.4 ระบบพกดทรงกลม

2.4.1 ตวแปรในระบบพกดทรงกลม

2.4.2 เวกเตอรหนงหนวยในระบบพกดทรงกลม

2.4.3 การระบพกดในระบบพกดทรงกลม

2.4.4 เวกเตอรบอกตาแหนงในระบบพกดทรงกลม

2.5 บทสรป

หนวยท 3 การแปลงระบบพกด

3.1 บทนา

3.2 การแปลงเวกเตอรในระบบพกดทรงเหลยมกบระบบพกดทรงกระบอก

3.2.1 การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงเหลยมกบระบบพกด

ทรงกระบอก

3.2.1.1 การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงเหลยม

เปนระบบพกดทรงกระบอก

3.2.1.2 การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงกระบอก

เปนระบบพกดทรงเหลยม

3.2.2 การแปลงตวแปรระหวางระบบพกดทรงเหลยมและทรงกระบอก

Page 7: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

3.3 การแปลงเวกเตอรในระบบพกดทรงเหลยมกบระบบพกดทรงกลม

3.3.1 การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงเหลยมกบระบบพกด

ทรงกลม

3.3.1.1 การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงเหลยม

เปนระบบพกดทรงกลม

3.3.1.2 การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงกลมเปน

ระบบพกดทรงเหลยม

3.3.2 การแปลงตวแปรระหวางระบบพกดทรงเหลยมและทรงกลม

3.4 บทสรป

หนวยท 4 เวกเตอรแคลคลส

4.1 บทนา

4.2 เกรเดยนท

4.3 ไดเวอรเจนท

4.4 เครล

4.5 ตวดาเนนการเดลหรอเนบลา

4.6 ปรมาณดฟเฟอเรนเชยล

4.7 ทฤษฎบทไดเวอรเจนซ

4.8 ทฤษฎบทของสโตกส

4.9 บทสรป

หนวยท 5 สนามไฟฟาสถต

5.1 บทนา

5.2 กฎของคลอมบ

5.3 ความเขมสนามไฟฟาเนองจากประจชนดจด

5.4 ความเขมสนามไฟฟาเนองจากประจชนดเสน

5.5 ความเขมสนามไฟฟาเนองจากประจชนดแผน

5.6 ฟลกซไฟฟาและความหนาแนนของฟลกซไฟฟา

5.7 กฎของเกาส

5.8 ผวแบบเกาสชนดพเศษ

5.9 พลงงานไฟฟา

5.10 ศกยไฟฟาและความตางศกยไฟฟา

Page 8: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

5.11 บทสรป

หนวยท 6 สนามไฟฟาในวสด

6.1 บทนา

6.2 กระแสไฟฟาและความหนาแนนของกระแสไฟฟา

6.3 โลหะตวนา

6.4 ตวนาในสภาวะไฟฟาสถตและเงอนไขขอบเขต

6.5 ความจไฟฟา

6.6 บทสรป

หนวยท 7 สนามแมเหลกสถต

7.1 บทนา

7.2 กฎบโอทซาวารท

7.3 กฎวงจรของแอมแปร

7.4 สนามแมเหลกเนองจากกระแสในเสนลวดทมความยาวเปนอนนต

7.5 ฟลกซแมเหลกและความหนาแนนของฟลกซแมเหลก

7.6 บทสรป

หนวยท 8 แรงในสนามแมเหลก

8.1 บทนา

8.2 แรงบนประจทเคลอนทในสนามแมเหลก

8.3 แรงบนตวนากระแสในสนามแมเหลก

8.4 บทสรป

หนวยท 9 วสดและอปกรณแมเหลก

9.1 บทนา

9.2 ประเภทของสารแมเหลก

9.2.1 สารไดอาแมกเนตก 9.2.2 สารพาราแมกเนตก

9.2.3 สารเฟอรโรแมกเนตก

9.3 เสนโคงความสมพนธ HB

9.4 ตวเหนยวนา

9.5 บทสรป

Page 9: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

หนวยท 10 สมการแมกซเวลล

10.1 บทนา

10.2 สมการแมกซเวลลในสนามแมเหลกไฟฟาสถต

10.3 สมการแมกซเวลลในสนามแมเหลกไฟฟาทแปรผนตามเวลา

10.4 บทสรป

หนวยท 11 คลนแมเหลกไฟฟา

11.1 บทนา

11.2 สมการคลนแมเหลกไฟฟาบนพนฐานสมการแมกซเวลล

11.3 คลนแมเหลกไฟฟา

11.4 บทสรป

Page 10: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

การจดทารายการสอน

จากการแยกแยะหวขอเรองเปนหวขอหลกและหวขอยอยขางตน นามาจดทาเปน

รายการสอนแตละหนวยไดดงน

ตารางรายการสอน วชาพนฐานสนามแมเหลกไฟฟา รหสวชา 3105-2020

ครงท

หนวยท รายการสอน จานวนคาบ หมายเหต

1-2 1 การวเคราะหเวกเตอร 6

3 2 ระบบพกด 3

4-5 3 การแปลงระบบพกด 6

6 4 เวกเตอรแคลคลส 3

7-8-9-10 5 สนามไฟฟาสถต 12

11 6 สนามไฟฟาในวสด 3

12-13 7 สนามแมเหลกสถต 6

14 8 แรงในสนามแมเหลก 3

15 9 วสดและอปกรณแมเหลก 3

16 10 สมการแมกซเวลล 3

17 11 คลนแมเหลกไฟฟา 3

18 ประเมนผล 3

รวม 54

Page 11: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

คาแนะนาการใชเอกสารประกอบการสอน

เอกสารประกอบการสอนฉบบน ใชประกอบกจกรรมการเรยนการสอนรายวชาพนฐาน

สนามแมเหลกไฟฟา รหสวชา 3105 – 2020 ระดบประกาศนยบตรวชาชพชนสง โดยแบง

ออกเปน 11 หนวยการเรยนร ในแตละหนวยกาหนดใหผเรยนปฏบตดงน

1. ใหผเรยนศกษาจดประสงคการเรยนร 2. ใหผเรยนทาแบบทดสอบกอนเรยนและตรวจสอบคาตอบในแบบเฉลยดวยความ

ซอสตยรวมกบผสอน 3. ใหผเรยนศกษาเนอหาใหละเอยดดวยความเขาใจ 4. ใหผเรยนทาแบบฝกหดทายหนวยการเรยน และประเมนผลการทาแบบฝกหดดวย

ตนเองรวมกบผสอน 5. ใหผเรยนทาแบบทดสอบหลงเรยน และประเมนผลดวยความซอสตยรวมกบผสอน 6. หากผเรยนมปญหาจากการศกษาเอกสารประกอบการสอน สามารถปรกษาผสอน

ไดทนท

Page 12: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

สารบญ

หนา

คานา ก

โครงสรางการจดการเรยนร ข

การจดหนวยการเรยนร ค

คาแนะนาการใชเอกสารประกอบการสอน ง

สารบญ จ

รายการตาราง ฒ

รายการรปประกอบ ณ

รายการแจกแจงขอสอบประเมนผลรายวชากอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 1

ขอสอบประเมนผลรายวชากอนเรยน 5

เฉลยขอสอบประเมนผลกอนเรยน 19

หนวยท 1 การวเคราะหเวกเตอร 21

โครงสรางหนวยท 1 21

รายการแจกแจงแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 23

แบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 1) 24

แบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 2) 27

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 1) 29

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 2) 33

บทนา 37

ปรมาณสเกลารและปรมาณเวกเตอร 38

ระบบแกนอางองสามมต x-y-z 38

การเขยนปรมาณเวกเตอรแบบ 3 มต 39

พชคณตเวกเตอร 40

การบวกและลบเวกเตอร 40

การคณเวกเตอรดวยสเกลาร 42

การหารเวกเตอรดวยสเกลาร 42

Page 13: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

สารบญ (ตอ)

หนา

ผลคณเวกเตอร 43

ผลคณแบบจดหรอผลคณชนดสเกลาร 43

ผลคณกากบาทหรอผลคณชนดเวกเตอร 44

สวนประกอบของเวกเตอรในทศทางทกาหนด 46

สวนประกอบชนดสเกลารของเวกเตอรหนงในทศทางของอกเวกเตอรหนง 46

สวนประกอบชนดเวกเตอรของเวกเตอรหนงในทศทางของอกเวกเตอรหนง 47

สนามสเกลารและสนามเวกเตอร 49

ขนาดเวกเตอรและเวกเตอรหนงหนวย 50

ขนาดหรอคาสมบรณของเวกเตอร 50

เวกเตอรหนงหนวย 50

แบบฝกหด 52

เฉลยแบบฝกหด 53

แบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 1) 58

แบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 2) 60

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 1) 62

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 2) 66

หนวยท 2 ระบบพกด 71

โครงสรางหนวยท 2 71

รายการแจกแจงแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 73

แบบทดสอบกอนเรยน 74

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน 76

บทนา 81

ระบบพกดทรงเหลยมหรอระบบพกดฉาก 82

ตวแปรในระบบพกดทรงเหลยม 82

เวกเตอรหนงหนวยในระบบพกดทรงเหลยม 82

การระบพกดในระบบพกดทรงเหลยม 83

Page 14: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

สารบญ (ตอ)

หนา

เวกเตอรบอกตาแหนงในระบบพกดทรงเหลยม 83

ระบบพกดทรงกระบอก 85

ตวแปรในระบบพกดทรงกระบอก 85

เวกเตอรหนงหนวยในระบบพกดทรงกระบอก 85

การระบพกดในระบบพกดทรงกระบอก 86

เวกเตอรบอกตาแหนงในระบบพกดทรงกระบอก 86

ระบบพกดทรงกลม 88

ตวแปรในระบบพกดทรงกลม 88

เวกเตอรหนงหนวยในระบบพกดทรงกลม 88

การระบพกดในระบบพกดทรงกลม 89

เวกเตอรบอกตาแหนงในระบบพกดทรงกลม 89

แบบฝกหด 91

เฉลยแบบฝกหด 92

แบบทดสอบหลงเรยน 95

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน 97

หนวยท 3 การแปลงระบบพกด 101

โครงสรางหนวยท 3 101

รายการแจกแจงแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 103

แบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 1) 104

แบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 2) 107

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 1) 110

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 2) 115

บทนา 121

การแปลงเวกเตอรในระบบพกดทรงเหลยมกบระบบพกดทรงกระบอก 122

การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงเหลยมกบ -

ระบบพกดทรงกระบอก 122

Page 15: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

สารบญ (ตอ)

หนา

การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงเหลยมเปน -

ระบบพกดทรงกระบอก 122

การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงกระบอกเปน -

ระบบพกดทรงเหลยม 123

การแปลงตวแปรระหวางระบบพกดทรงเหลยมและทรงกระบอก 125

การแปลงเวกเตอรในระบบพกดทรงเหลยมกบระบบพกดทรงกลม 128

การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงเหลยมกบ -

ระบบพกดทรงกลม 128

การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงเหลยมเปน -

ระบบพกดทรงกลม 129

การแปลงสวนประกอบสเกลารในระบบพกดทรงกลมเปน -

ระบบพกดทรงเหลยม 130

การแปลงตวแปรระหวางระบบพกดทรงเหลยมและทรงกลม 131

แบบฝกหด 136

เฉลยแบบฝกหด 137

แบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 1) 142

แบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 2) 145

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 1) 148

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 2) 153

หนวยท 4 เวกเตอรแคลคลส 159

โครงสรางหนวยท 4 159

รายการแจกแจงแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 161

แบบทดสอบกอนเรยน 162

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน 165

บทนา 173

เกรเดยนท 174

Page 16: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

สารบญ (ตอ)

หนา

ไดเวอรเจนซ 175

เครล 177

ตวดาเนนการเดลหรอเนบลา 180

ปรมาณดฟเฟอเรนเชยล 180

ปรมาณดฟเฟอเรนเชยลของระบบพกดทรงเหลยม 180

ปรมาณดฟเฟอเรนเชยลของระบบพกดทรงกระบอก 181

ปรมาณดฟเฟอเรนเชยลของระบบพกดทรงกลม 181

ทฤษฎบทไดเวอรเจนซ 182

ทฤษฎบทของสโตกส 185

แบบฝกหด 188

เฉลยแบบฝกหด 189

แบบทดสอบหลงเรยน 195

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน 198

หนวยท 5 เวกเตอรแคลคลส 207

โครงสรางหนวยท 5 207

รายการแจกแจงแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 209

แบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 1) 210

แบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 2) 213

แบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 3) 216

แบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 4) 219

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 1) 222

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 2) 227

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 3) 232

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 4) 238

บทนา 243

กฎของคลอมบ 244

Page 17: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

สารบญ (ตอ)

หนา

ความเขมสนามไฟฟาเนองจากประจชนดจด 246

ความเขมสนามไฟฟาเนองจากประจชนดเสน 249

ความเขมสนามไฟฟาเนองจากประจชนดแผน 252

ฟลกซไฟฟาและความหนาแนนของฟลกซไฟฟา 258

กฎของเกาส 260

ผวแบบเกาสชนดพเศษ 261

พลงงานไฟฟา 264

ศกยไฟฟาและความตางศกยไฟฟา 268

แบบฝกหด 271

เฉลยแบบฝกหด 273

แบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 1) 282

แบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 2) 285

แบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 3) 288

แบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 4) 291

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 1) 294

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 2) 299

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 3) 304

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 4) 310

หนวยท 6 สนามไฟฟาในวสด 315

โครงสรางหนวยท 6 315

รายการแจกแจงแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 317

แบบทดสอบกอนเรยน 318

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน 321

บทนา 327

กระแสไฟฟาและความหนาแนนของกระแสไฟฟา 328

โลหะตวนา 332

Page 18: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

สารบญ (ตอ)

หนา

ตวนาในสภาวะสถตและเงอนไขขอบเขต 335

ความจไฟฟา 339

แบบฝกหด 343

เฉลยแบบฝกหด 344

แบบทดสอบหลงเรยน 347

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน 350

หนวยท 7 สนามแมเหลกสถต 357

โครงสรางหนวยท 7 357

รายการแจกแจงแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 359

แบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 1) 360

แบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 2) 363

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 1) 366

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน (ตอนท 2) 372

บทนา 379

กฎบโอท – ซาวารท 380

กฎวงจรของแอมแปร 382

สนามแมเหลกเนองจากกระแสในเสนลวดทมความยาวเปนอนนต 385

ฟลกซแมเหลกและความหนาแนนของฟลกซแมเหลก 387

แบบฝกหด 394

เฉลยแบบฝกหด 395

แบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 1) 401

แบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 2) 404

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 1) 407

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน (ตอนท 2) 413 หนวยท 8 แรงในสนามแมเหลก 421

โครงสรางหนวยท 8 421

Page 19: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

สารบญ (ตอ)

หนา

รายการแจกแจงแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 423

แบบทดสอบกอนเรยน 424

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน 427

บทนา 435

แรงบนประจทเคลอนทในสนามแมเหลก 436

แรงบนตวนากระแสในสนามแมเหลก 438

แบบฝกหด 442

เฉลยแบบฝกหด 443

แบบทดสอบหลงเรยน 446

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน 449

หนวยท 9 วสดและอปกรณแมเหลก 457

โครงสรางหนวยท 9 457

รายการแจกแจงแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 459

แบบทดสอบกอนเรยน 460

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน 463

บทนา 469

ประเภทของสารแมเหลก 470

สารไดอาแมกเนตก 470

สารพาราแมกเนตก 470

สารเฟอรโรแมกเนตก 470

เสนโคงความสมพนธ HB

− 471

ตวเหนยวนา 472

แบบฝกหด 480

เฉลยแบบฝกหด 481

แบบทดสอบหลงเรยน 484

Page 20: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

สารบญ (ตอ)

หนา

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน 487

หนวยท 10 สมการแมกซเวลล 493

โครงสรางหนวยท 10 493

รายการแจกแจงแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 494

แบบทดสอบกอนเรยน 495

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน 498

บทนา 505

สมการแมกเวลลในสนามแมเหลกไฟฟาสถต 506

สมการแมกเวลลในสนามแมเหลกไฟฟาทเปลยนแปลงตามเวลา 509

แบบฝกหด 516

เฉลยแบบฝกหด 517

แบบทดสอบหลงเรยน 525

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน 528

หนวยท 11 คลนแมเหลกไฟฟา 535

โครงสรางหนวยท 11 535

รายการแจกแจงแบบทดสอบกอนเรยนและหลงเรยน -

ตามวตถประสงคการเรยนร 536

แบบทดสอบกอนเรยน 537

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน 540

บทนา 547

สมการคลนแมเหลกไฟฟาบนพนฐานสมการแมกซเวลล 548

คลนแมเหลกไฟฟา 551

แบบฝกหด 562

เฉลยแบบฝกหด 563

แบบทดสอบหลงเรยน 569

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน 572

Page 21: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

สารบญ (ตอ)

หนา

ขอสอบประเมนผลรายวชาหลงเรยน 579

เฉลยขอสอบประเมนผลหลงเรยน 593 เอกสารอางอง 595

Page 22: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

รายการตาราง

ตาราง หนา

3.1 ผลคณชนดจดของเวกเตอรหนงหนวยในระบบทรงเหลยมและทรงกระบอก 124

3.2 ผลคณชนดจดของเวกเตอรหนงหนวยในระบบทรงเหลยมและทรงกลม 131

Page 23: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

รายการรปประกอบ

รป หนา

1.1 แสดงระบบแกนอางองสามมตและระนาบสองมตทเกยวของ 38

1.2 แสดงแกนอางองแบบ 3 มตและเวกเตอรหนงหนวยประจาแตละแกน 39

1.3 แสดงเวกเตอร A

ในระบบแกนสามมต x – y – z 40

1.4 การบวกเวกเตอร 41

1.5 สวนประกอบชนดสเกลารและชนดเวกเตอรของ B

ในทศทางของ A

47

2.1 แสดงเวกเตอรหนงหนวยในระบบพกดทรงเหลยม 82

2.2 แสดงจดพกด P(3,3,2) 83

2.3 แสดงเวกเตอรบอกตาแหนง AP

ของจด A(3,3,3) ในระบบพกดทรงเหลยม 84

2.4 แสดงตวแปรและเวกเตอรหนงหนวยในระบบพกดทรงกระบอก 85

2.5 แสดงจดพกด P(3, 45๐, 4) 86

2.6 แสดงเวกเตอรบอกตาแหนง AP

ของจด A (4, 45 ,3) ในระบบพกดทรงกระบอก 86

2.7 แสดงตวแปรและเวกเตอรหนงหนวยในระบบพกดทรงกลม 88

2.8 แสดงจดพกด P(3, 45๐, 30๐) 89

2.9 แสดงเวกเตอรบอกตาแหนง AP

ของจด A (3, 45๐,30๐) ในระบบพกดทรงกลม 90

3.1 ตวแปรในระบบพกดทรงเหลยมและทรงกระบอก 125

3.2 ตวแปรในระบบพกดทรงเหลยมและทรงกลม 132

4.1 แสดงปรมาณดฟเฟอเรนเชยลในระบบพกดทรงเหลยม 180

4.2 แสดงปรมาณดฟเฟอเรนเชยลในระบบพกดทรงกระบอก 181

4.3 แสดงปรมาณดฟเฟอเรนเชยลในระบบพกดทรงกลม 182

4.4 แสดงปรมาณผวแบบรปทรงกระบอก 183

4.5 แสดงทศทางของ Ld

และ Sd

เปนไปตามหลกเกณฑสกรเกลยวขวา 185

4.6 แสดงทศทางของ Ld

และ Sd

186

5a.1 แสดงสนามไฟฟาเนองจากประจชนดแผนทงสองแผน 230

5a.2 แสดงเสนทางการเคลอนทของประจบนระนาบ y – z 240

5.1 แสดงสาระสาคญกฎของคลอมบ 244

5.2 รปสาหรบตวอยางท 5.2 247

5.3 แสดงสนามไฟฟาทเกดขนเนองจากประจชนดเสน 250

Page 24: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

รายการรปประกอบ (ตอ)

รป หนา

5.4 แสดงตาแหนงของเสนลวดตวนาและพกดจด P สาหรบตวอยางท 5.3 251

5.5 ลกษณะของสนามไฟฟาเนองจากประจชนดแผน 253

5.6 แสดงตาแหนงของแผนประจสาหรบตวอยางท 5.4 254

5.7 แสดงฟลกซไฟฟา 258

5.8 โลหะทรงกลมสองชน 258

5.9 แสดงความหนาแนนของฟลกซไฟฟาบนผวปดทมประจอยภายใน 260

5.10 แรงทกระทากบประจทดสอบ tQ เนองจากสนามไฟฟา E

264

5.11 แสดงงานทไดจากการเคลอนประจในทศทางตรงขาม -

และทศทางเดยวกบสนามไฟฟา 264

5.12 จด A และจด B อยทตาแหนงในแนวรศม r ของทรงกลม มประจ Q อยทจดกาเนด 265

5a.3 แสดงแผนประจสองแผนในแนวตดขวาง 276

5a.4 แสดงสนามไฟฟาเนองจากประจชนดแผนทงสองแผน 302

5a.5 แสดงเสนทางการเคลอนทของประจบนระนาบ y – z 312

6.1 แสดงปรมาณ J

, dSn , I และ Ja ในมมมองแบบสามมตและสองมต -

ในกรณททศทางของกระแสตงฉากกบพนทยอยสวน 329

6.2 แสดงปรมาณ J

, dSn , I และ Ja ในมมมองแบบสามมตและสองมต -

ในกรณททศทางของกระแสไมตงฉากกบพนทยอยสวน 330

6.3 แสดงพนทระนาบและพนทยอยสวน Sd

331

6.4 โครงสรางของแถบพลงงานของวสด 3 ชนด ทอณหภม 0º K 332

6.5 แสดงรปทรงกระบอกทมความยาว L พนทหนาตด S 333

6.6 แสดงสวนประกอบของสนามไฟฟาและสนามไฟฟาทเกดขนจรง -

บนผวตวนาภายใตเงอนไขแบบสถตและเงอนไขขอบเขต 337

6.7 แทงตวนาสองแทงมขนาดประจเทากนแตตางชนดกนวางอยในอากาศ -

หรอสารไดอเลกตรก 339

6.8 ตวเกบประจไฟฟาแบบแผนตวนา 340

7a.1 แสดงตาแหนงของเสนลวดตวนาและจดพกดบนระนาบ y – z 360,367

7a.2 แสดงเสนทางการอนทเกรตวงปดของ H

361,369

Page 25: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

รายการรปประกอบ (ตอ)

รป หนา

7a.3 แสดงเสนลวดตวนาแกน y และจดพกด (3, 2, – 3) 373

7a.4 แสดงทศทางสนามแมเหลกทเกดขนทจด (0, 0, 1) มม. 374

7.1 แสดงสาระสาคญของกฎบโอท – ซาวารท 380

7.2 สาหรบตวอยางท 7.1 381

7.3 แสดงเสนทางอนทเกรตเสนปดของ H

383

7.4 สนามแมเหลกทเกดจากกระแสไหลในเสนลวดตวนาขนาดเลกจว-

และยาวเปนอนนต 386

7.5 แสดงทศทางสนามแมเหลกเมอมกระแสไหลในเสนลวดตวนา 386

7.6 แสดงทศทางสนามแมเหลกทจด P(0, 8, 0) มม. 387

7.7 แสดงทศทางของกระแสและระนาบสเหลยม 389

7.8 แสดงเสนลวดตวนาและพนทหนาตดขวาง 391

7.9 แสดงบรเวณคานวณหาฟลกซแมเหลก 392

7.10 แสดงบรเวณคานวณหาฟลกซแมเหลกและ Sd

ซงมทศทางเปน φa 393

7a.5 แสดงเสนลวดตวนาและจดพกดทตองการหา H

∆ 395

7a.6 เสนทางอนทเกรตวงปดของ H

397

7a.7 แสดงสาระสาคญในโจทย 399

7a.8 แสดงตาแหนงของเสนลวดตวนาและจดพกดบนระนาบ y – z 401,408

7a.9 แสดงเสนทางการอนทเกรตวงปดของ H

402,410

7a.10 แสดงเสนลวดตวนาแกน y และจดพกด (3, 2, – 4) 414

7a.11 แสดงทศทางสนามแมเหลกทเกดขนทจด (0, 0, 3) 415

8a.1 แสดงทศทางของความเรวประจ สนามแมเหลก และแรงทเกดขนตามกฎมอขวา 428

8.1 แสดงทศทางของ F

, v และ B

436

8.2 แสดงทศทางของแรงแมเหลกทกระทาตอปรมาตรเลกจว 438

8.3 แสดงทศทางของแรงแมเหลกทกระทาตอเสนลวดตวนาสนจว 439

8.4 แสดงสาระสาคญของตวอยางท 8.2 440

8a.2 แสดงทศทางของความเรวประจ สนามแมเหลก และแรงทเกดขนตามกฎมอขวา 450

9a.1 เสนโคงความสมพนธ HB

− สาหรบคาถามขอ 4 – 6 461

Page 26: New คํานํา · 2020. 8. 5. · ข โครงสร างการจัดการเรียนรู วิชาพื้นฐานสนามแม เหล็กไฟฟ

รายการรปประกอบ (ตอ)

รป หนา

9.1 เสนโคง HB

− ของสารเฟอรโรแมกเนตก 471

9.2 ขดลวดตวนา N รอบ 473

9.3 สายสงชนดแผนขนาน 474

9.4 สายสงชนดโคแอกเชยล 474

9.5 ขดลวดโซลนอยด 475

9.6 ขดลวดทอรอยด 475

9.7 ขดลวดทองแดงแกนอากาศ 476

9.8 แสดงสวนแกนไมของขดลวดทอรอยด 477

9.9 แสดงภาคตดขวางของแกนกลางของขดลวดโซลนอยด 478

9a.2 เสนโคงความสมพนธ HB

− 482

9a.3 เสนโคงความสมพนธ HB

− สาหรบคาถามขอ 4 – 6 485

11.1 แสดงคลนตามขวางทคลนมทศทางตามแกน y และเคลอนทในทศทาง x 551

11.2 แสดงรปคลนของคลนแมเหลกไฟฟา 552

11.3 แสดงภาคตดขวางของคลนแมเหลกไฟฟาในรปท 11.2 552