แม่เหล็ก (Magnet) คือ สารที่สามารถดูดหรือผลักกันเองได้ และสามารถดูดสารแม่เหล็กได้โดยการเหนี่ยวนำ แม่เหล็กโดยทั่วไปจะหมายถึง แม่เหล็กธรรมชาติที่สามารถดูดเหล็กและนิเกิลได้ แท่งแม่เหล็กจะมี 2 ขั้ว คือ ขั้วเหนือ (North Po le “N”) และขั้วใต้ (South Pole “S”)
คุณสมบัติของแท่งแม่เหล็ก
1. แท่งแม่เหล็กมีขั้วแม่เหล็ก (magnetic pole) เมื่อเอาผงเหล็กเทใส่แท่งแม่เหล็ก ผงเหล็กจะถูกดูดติดมากที่ปลายทั้งสองข้างของแท่งแม่เหล็ก ส่วนอื่นๆ มีติดน้อยมาก เราจึงทราบว่าอำนาจแม่เหล็กจะแรงมากที่บริเวณปลายทั้งสองข้างของแท่งแม่เหล็ก ซึ่งเราเรียกว่า ขั้วแม่เหล็ก ส่วนบริเวณที่ถัดเข้าไปอำนาจแม่เหล็กจะอ่อนลงตามลำดับ และตอนบริเวณกลางแท่งจะมีอำนาจแม่เหล็กน้อยที่สุด
2. แท่งแม่เหล็กชี้ไปในทิศทางเหนือใต้ ถ้านำเข็มทิศแม่เหล็ก
หรือแท่งแม่เหล็กมาแขวนห้อยด้วยเชือกในแนวนอน แท่งแม่เหล็กจะชี้ไปในทิศทางเหนือใต้ ขั้วที่ชี้ไปทางทิศเหนือ เรียกว่า ขั้วเหนือ เป็นขั้วบวก และขั้วที่ชี้ไปทางทิศใต้ เรียกว่า ขั้วใต้ เป็นขั้วลบ
3. เมื่อนำแท่งแม่เหล็ก 2 แท่งมาวางไว้ใกล้ๆ กัน จะเกิดแรงระหว่างแท่งแม่เหล็กกระทำซึ่งกันและกัน ถ้านำด้านที่มีขั้วเหมือนกันมาวางใกล้กันจะเกิดแรงผลักกัน (Repel) แต่ถ้านำด้านที่มีขั้วต่างกันวางใกล้กันจะเกิดแรงดึงดูดกัน (Attract)
เส้นแรงแม่เหล็ก (Magnetic Lines of Force) คือ เส้นสมมติเสมือนว่าแท่งแม่เหล็กส่งอำนาจการดึงดูดไปถึง เพื่อความสะดวกในการศึกษาเรื่องแรงแม่เหล็ก จึงกำหนดกันว่าสนามแม่เหล็กมีลักษณะประกอบด้วยเส้นแรงแม่เหล็กแผ่กระจายเต็มสนามแม่เหล็ก เมื่อเข็มทิศวางอยู่ในตำแหน่งที่มีสนามแม่เหล็ก เข็มทิศจะวางตัวไปตามทิศทางของเส้นแรงแม่เหล็กในสนามนั้น โดยเข็มทิศจะชี้ขั้วเหนือไปตามทิศทางของเส้นแรง ถ้าบริเวณใดมีสนามแม่เหล็กแรงมาก เช่น บริเวณใกล้ชั้วแม่เหล็ก เราสามารถใช้ผงตะไบเหล็กโรยเพื่อหาเส้นแรงแม่เหล็กแทน
เส้นแรงแม่เหล็กจากแท่งแม่เหล็กหรือตัวกลางที่กระทำตัวคล้ายกับกับเป็นแท่งแม่เหล็กมีลักษณะดังนี้
1. ภายนอกแท่งแม่เหล็ก เส้นแรงแม่เหล็กมีทิศออกจากขั้วเหนือพุ่งเข้าสู่ขั้วใต้
2. ภายในแท่งแม่เหล็ก เส้นแรงแม่เหล็กมีทิศทางจากขั้วใต้ผ่านภายในแท่งไปยังขั้วเหนือ
สรุปแม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก แม่เหล็กหมายถึง สารซึ่งมีสมบัติดังต่อไปนี้
1. สามารถก่อให้เกิดแรงกับสารแม่เหล็กได้
2. มีขั้วสองชนิด คือ ขั้วเหนือและขั้วใต้ ขั้วทั้งสองของแม่เหล็กแท่งเดียวกันจะมีกำลังเท่ากันเสมอ
3. เมื่ออยู่ในภาวะอิสระสามารถเคลื่อนที่ได้คล่องตัวในแนวราบ จะวางตัวในแนวเหนือใต้เสมอ
4. ขั้วชนิดเดียวกันจะผลักกันขั้วต่างกันจะดูดกัน
5. สามารถเหนี่ยวนำให้สารแม่เหล็กกลายเป็นแม่เหล็กได้
6. อำนาจแม่เหล็กมีคุณสมบัติทำให้ประจุไฟฟ้าเปลี่ยนทิศทางการเคลี่อนที่ได้ ประจุไฟฟ้าบวกกับประจุไฟฟ้าลบจะเปลี่ยนทิศในสนามแม่เหล็กไปในทางตรงกันข้าม
7. อำนาจแม่เหล็กสามารถทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าได้
8. แรงแม่เหล็กแต่ละส่วนของแท่งแม่เหล็กมีค่าไม่เท่ากัน อำนาจแม่เหล็กจะมีค่ามากที่สุดที่บริเวณปลายทั้งสองข้างของแท่ง ส่วนบริเวณที่ถัดเข้าไปอำนาจแม่เหล็กจะอ่อนลงตามลำดับ และตอนบริเวณกลางแท่งจะมีอำนาจแม่เหล็กน้อยที่สุด
คุณสมบัติของแท่งแม่เหล็ก
1. แท่งแม่เหล็กมีขั้วแม่เหล็ก เมื่อเอาผงเหล็กเทใส่แท่งแม่เหล็ก ผงเหล็กจะถูกดูดติดมากที่ปลายทั้งสองข้างของแท่งแม่เหล็ก ส่วนอื่นๆ มีติดน้อยมาก เราจึงทราบว่าอำนาจแม่เหล็กจะแรงมากที่บริเวณปลายทั้งสองข้างของแท่งแม่เหล็ก ซึ่งเราเรียกว่า ขั้วแม่เหล็ก
2. แท่งแม่เหล็กชี้ไปในทิศทางเหนือใต้ ถ้านำเข็มทิศแม่เหล็ก หรือแท่งแม่เหล็กมาแขวนห้อยด้วยเส้นด้ายในแนวนอน แท่งแม่เหล็กจะชี้ไปในทิศทางเหนือใต้ ขั้วที่ชี้ไปทางทิศเหนือ เรียกว่า ขั้วเหนือ เป็นขั้วบวก และขั้วที่ชี้ไปทางทิศใต้ เรียกว่า ขั้วใต้ เป็นขั้วลบ
3. ขั้วเหมือนกันผลักกัน ขั้วต่างกันดูดกัน ถ้านำเข็มทิศแม่เหล็ก มาแขวนในแนวนอน และถ้านำแท่งแม่เหล็กขั้ว N ไปเข้าใกล้ขั้ว N ของเข็มทิศจะเกิดแรงผลักกันขึ้น และถ้าเอาแท่งแม่เหล็กขั้ว S เข้าใกล้ขั้ว N ของเข็มทิศ จะเกิดแรงดูดกัน
