เครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้า
เมื่อขดลวดหรือแท่งแม่เหล็กเคลื่อนที่ทำให้สนามแม่เหล็กบริเวณขดลวดเกิดการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา จึงเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นในขดลวด ซึ่งทราบได้จากเข็มของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าอย่างง่ายกระดิก หลักการที่กล่าวมาแล้วข้างต้นถูกค้นพบโดย ไมเคิล ฟาราเดย์ ( Michael Faraday ) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เมื่อ พ.ศ. 2374 โดยฟาราเดย์กล่าวว่า การเคลื่อนที่แท่งแม่เหล็กเข้าสู่ขดลวดหรือเคลื่อนที่ออกจากขดลวด และการเคลื่อนที่ขดลวดเข้าสู่ปลายแท่งแม่เหล็กหรือเคลื่อนที่ออกจากปลายแท่งแม่เหล็ก การกระทำเช่นนี้ทำให้ขดลวดตัวนำตัดกับเส้นแม่เหล็ก นอกจากนี้การเคลื่อนที่สิ่งใดสิ่งหนึ่งดังกล่าวข้างต้น จะทำให้จำนวนเส้นแรงแม่เหล็กที่ขดลวดตัวนำตัดได้นั้นเปลี่ยนแปลงไปจึงทำให้เกิด แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ขึ้น เป็นเหตุให้มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในขดลวด เราเรียกว่า กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ถ้าเราหยุดการเคลื่อนที่ขณะเส้นแรงแม่เหล็กที่ตัดกับขดลวดตัวนำมีจำนวนคงที่ จึงไม่เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นในขดลวด กระแสไฟฟ้าก็จะไม่มี นั่นคือ ถ้าเส้นแรงแม่เหล็กที่ตัดลวดตัวนำมีการเปลี่ยนแปลงแล้วจะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นที่ขดลวดตัวนำนั้น และถ้าจำนวนเส้นแรงแม่เหล็กที่ตัดลวดตัวนำเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำก็จะมีค่ามาก แต่ถ้าจำนวนเส้นแรงแม่เหล็กที่ตัดลวดตัวนำมีการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำก็จะมีค่าน้อย ฟาราเดย์จึงตั้งเป็นกฎว่า ถ้าให้ลวดตัวนำไฟฟ้าและเส้นแรงแม่เหล็กเคลื่อนที่ตัดกัน ขณะที่เคลื่อนที่นั้นจะเกิดมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นในลวดตัวนำไฟฟ้านั้น และถ้าต่อลวดตัวนำไฟฟ้าสั้นให้ครบวงจรก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรนั้น รูป ไมเคิล ฟาราเดย์ นอกจากความเร็วในการเคลื่อนที่ของขดลวดหรือแท่งแม่เหล็กจะมีผลต่อปริมาณกระแสไฟฟ้าแล้ว ความแรงของอำนาจแม่เหล็กตลอดจนจำนวนรอบของขดลวดก็มีผลต่อปริมาณกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นด้วย นอกจากนั้นการที่พบว่า เมื่อดึงแท่งแม่เหล็กเข้ากับออกจากขดลวด เข็มจะกระดิกไปในทิศทางตรงกันข้าม แสดงให้เห็นว่า ทิศทางการเคลื่อนที่ของแท่งแม่เหล็กจะมีผลต่อทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าในขดลวดตัวนำ และชนิดของขั้วแม่เหล็กก็มีผลต่อทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าด้วย กระแสไฟฟ้าทีเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของขดลวดหรือแท่งแม่เหล็ก และการทีเข็มของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้ากระดิกไปในทิศทางที่ตรงกันข้ามกัน แสดงว่า กระแสไฟฟ้ามีการเคลื่อนที่กลับไปกลับมา เราจึงเรียกกระแสไฟฟ้าประเภทนี้ว่า ไฟฟ้ากระแสสลับ จากหลักการเกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำได้นำมาสร้างเป็นอุปกรณ์เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้ ซึ่งหลักการประดิษฐ์อุปกรณ์ดังกล่าวสรุปได้ดังนี้
1.สนามแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ในการทดลองอยู่รอบๆ แท่งแม่เหล็กและสนามแม่เหล็กจะมากที่สุดบริเวณขดลวดที่หมุนนั้น เพราะเป็นการวางขั้วแม่เหล็กต่างชนิดเข้าหากัน
2.ขณะลวดอยู่กับที่จะไม่มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากสนามแม่เหล็กบริเวณขอลวดไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง เราพิจารณาจากการที่เข็มของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าอย่างง่ายไม่กระดิก หรือชี้ที่เลขศูนย์
3.การที่นักเรียนหมุนขอลวด ทำให้แม่เหล็กบริเวณขดลวดเกิดการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา จึงเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นในขดลวด
4.เราสังเกตเห็นว่า ขดลวดที่หมุนช้ากับหมุนเร็วทำให้เข็มชี้กระดิกแตกต่างกัน กล่าวคือ การหมุนขดลวดเร็วจะเกิดกระแสไฟฟ้ามาก เข็มชี้เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าจึงกระดิกมากกว่าการหมุนขดลวดช้า ทั้งนี้เนื่องจากการหมุนขดลวดเร็วทำให้ขดลวดมีพลังงานกลมากขึ้น พลังงานกลดังกล่าวนี้จะทำให้ขดลวดตัดกับสนามแม่เหล็กด้วยความเร็วสูงขึ้นจึงทำให้เกิดกระแสไฟฟ้ามากขึ้น
5.ถ้านักเรียนหมุนขดลวดในทิศทางที่ตรงกันข้ามกัน ก็จะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นเหมือนกัน แต่ทิศทางจะตรงข้ามจากเดิม เข็มชี้เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าก็จะชี้หรือกระดิกไปในทิศทางที่ตรงกันข้ามกับการหมุนครั้งแรก
6.การหมุนขดลวดโดยไม่มีสนามแม่เหล็ก จะไม่มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น เข็มของเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าจะไม่กระดิก เนื่องจากขดลวดหมุนในบริเวณที่ไม่มีสนามแม่เหล็กไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเส้นแรงแม่เหล็ก
โดยสรุปอาจกล่าวได้ว่า ถ้าให้ขดลวดหมุนตัวกับสนามแม่เหล็ก จะทำให้สนามแม่เหล็กบริเวณขดลวดเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วตลอดเวลา จึงเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นในขดลวด กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเรียกว่า กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ จากหลักการที่กล่าวมานี้ได้นำมาสร้างเป็นเครื่องจ่ายกระแสไฟฟ้าที่เรียกว่า ไดนาโม หรือที่ชาวบ้านเรียกกันว่า เครื่องทำไฟ
