عندما يقع موصل ناقل للتيار تحت مجال مغناطيسي ، ستكون هناك قوة تؤثر على الموصل. يمكن العثور على اتجاه هذه القوة باستخدام قاعدة اليد اليسرى لفلمنج (المعروفة أيضًا باسم "قاعدة فليمنغ اليسرى للمحركات").
وبالمثل ، إذا تم إحضار موصل بقوة تحت مجال مغناطيسي ، فسيكون هناك تيار مستحث في هذا الموصل. يمكن تحديد اتجاه هذه القوة باستخدام قاعدة اليد اليمنى لـ Fleming.
في كل من قواعد اليد اليمنى واليسرى في فليمنج ، هناك علاقة بين المجال المغناطيسي والتيار والقوة. يتم تحديد هذه العلاقة بشكل مباشر من خلال قاعدة اليد اليسرى في Fleming وقاعدة اليد اليمنى لـ Fleming على التوالي.
لا تحدد هذه القواعد الحجم ولكنها تظهر بدلاً من ذلك اتجاه أي من المعلمات الثلاثة (المجال المغناطيسي ، التيار ، القوة) عندما يكون اتجاه المعلمتين الأخريين معروفًا.
تنطبق قاعدة اليد اليسرى لـ Fleming بشكل أساسي على المحركات الكهربائية ، كما تنطبق قاعدة اليد اليمنى لـ Fleming بشكل أساسي على المولدات الكهربائية.
قاعدة اليد اليسرى لفلمنج Fleming
لقد وجد أنه كلما تم وضع موصل حامل للتيار داخل مجال مغناطيسي ، فإن القوة تؤثر على الموصل ، في اتجاه عمودي على كل من اتجاهات التيار والمجال المغناطيسي.
في الشكل أدناه ، يتم وضع جزء من الموصل بطول 'L' عموديًا في مجال مغناطيسي أفقي منتظم بقوة 'H' ، ينتج بواسطة قطبين مغناطيسيين N و S. إذا كان التيار 'I' يتدفق عبر هذا الموصل ، حجم القوة المؤثرة على الموصل هي:
امسك يدك اليسرى بالسبابة والإصبع الثاني والإبهام في الزاوية اليمنى لبعضهما البعض. إذا كانت السبابة تمثل اتجاه المجال والإصبع الثاني يمثل اتجاه التيار ، فإن الإبهام يعطي اتجاه القوة.
بينما يتدفق التيار عبر موصل ، يتم تحفيز مجال مغناطيسي واحد حوله. يمكن تخيل المجال المغناطيسي من خلال النظر في عدد الخطوط المغناطيسية المغلقة للقوة حول الموصل. يمكن تحديد اتجاه خطوط القوة المغناطيسية من خلال قاعدة المفتاح اللولبي لماكسويل أو قاعدة القبضة اليمنى. وفقًا لهذه القواعد ، يكون اتجاه خطوط القوة المغناطيسية (أو خطوط التدفق) في اتجاه عقارب الساعة إذا كان التيار يتدفق بعيدًا عن العارض ، أي إذا كان اتجاه التيار عبر الموصل إلى الداخل من المستوى المرجعي كما هو موضح في الشكل
الآن إذا تم تطبيق مجال مغناطيسي أفقي خارجيًا على الموصل ، فإن هذين المجالين المغناطيسيين ، أي المجال حول الموصل بسبب التيار من خلاله والحقل المطبق خارجيًا سوف يتفاعل مع بعضهما البعض. نلاحظ في الصورة أن الخطوط المغناطيسية لقوة المجال المغناطيسي الخارجي من القطب الشمالي إلى الجنوب من اليسار إلى اليمين.
تعرف المزيد حول الظواهر الكهربائية
تكون الخطوط المغناطيسية للقوة للمجال المغناطيسي الخارجي وخطوط القوة المغناطيسية بسبب التيار في الموصل في نفس الاتجاه فوق الموصل ، وهما في الاتجاه المعاكس أسفل الموصل. ومن ثم سيكون هناك عدد أكبر من خطوط القوة المغناطيسية ذات الاتجاه المشترك فوق الموصل أكثر من تلك الموجودة أسفل الموصل.
وبالتالي ، سيكون هناك تركيز أكبر لخطوط القوة المغناطيسية في مساحة صغيرة فوق الموصل. نظرًا لأن خطوط القوة المغناطيسية لم تعد خطوطًا مستقيمة ، فهي تتعرض للتوتر مثل الأشرطة المطاطية الممتدة.
نتيجة لذلك ، ستكون هناك قوة تميل إلى تحريك الموصل من المجال المغناطيسي الأكثر تركيزًا إلى المجال المغناطيسي الأقل تركيزًا ، أي من الوضع الحالي إلى الأسفل. الآن إذا لاحظت اتجاه التيار والقوة والمجال المغناطيسي في الشرح أعلاه ، فستجد أن الاتجاهات وفقًا لقاعدة Fleming اليسرى.
قاعدة اليد اليمنى فليمنج Fleming
وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي ، كلما تحرك موصل داخل مجال مغناطيسي ، سيكون هناك تيار مستحث فيه. إذا تم تحريك هذا الموصل بقوة داخل المجال المغناطيسي ، فستكون هناك علاقة بين اتجاه القوة المطبقة والمجال المغناطيسي والتيار. هذه العلاقة بين هذه الاتجاهات الثلاثة تحددها قاعدة فليمنغ اليمنى.
تنص هذه القاعدة على "امسك اليد اليمنى بالإصبع الأول والثاني والإبهام في الزاوية اليمنى لبعضهما البعض. إذا كانت السبابة تمثل اتجاه خط القوة ، فإن الإبهام يشير إلى اتجاه الحركة أو القوة المطبقة ، ثم يشير الإصبع الثاني في اتجاه التيار المستحث ".
من اخترع قواعد إبهام اليد اليمنى واليسرى؟
أسس جون أمبروز فليمنج قواعد الإبهام اليمنى واليسرى في أواخر القرن التاسع عشر.
اكتشف جون هاتين القاعدتين وأطلق عليهما اسمه. القواعد معروفة الآن بقاعدة فليمنغ اليسرى واليمنى.