شرح قاعدة الإبهام اليمنى واليسرى لفليمنغ

ما هي قاعدة فليمنغ اليمنى واليسرى؟

كلما كان موصل يحمل تيارًا تحت حقل مغناطيسي، سيكون هناك قوة تعمل على الموصل. يمكن تحديد اتجاه هذه القوة باستخدام قاعدة فليمنغ اليسرى (وتعرف أيضًا باسم 'قاعدة فليمنغ اليسرى للمحركات').

وبالمثل، إذا تم إدخال الموصل بقوة تحت حقل مغناطيسي، سيتم توليد تيار في ذلك الموصل. يمكن تحديد اتجاه هذا التيار باستخدام قاعدة فليمنغ اليمنى.

في كلا من قاعدة فليمنغ اليسرى وقاعدة فليمنغ اليمنى، يوجد علاقة بين الحقل المغناطيسي والتيار والقوة. يتم تحديد هذه العلاقة اتجاهيًا بواسطة قاعدة فليمنغ اليسرى وقاعدة فليمنغ اليمنى على التوالي.

هذه القواعد لا تحدد المقدار ولكن بدلاً من ذلك تظهر اتجاه أي من الثلاثة (الحقل المغناطيسي، التيار، القوة) عندما يكون اتجاه العنصرين الآخرين معروفًا.

تعتبر قاعدة فليمنغ اليسرى ذات صلة أساسية بـ المحركات الكهربائية وتعتبر قاعدة فليمنغ اليمنى ذات صلة أساسية بالمولدات الكهربائية.

ما هي قاعدة فليمنغ اليسرى؟

تم اكتشاف أن كلما كان موصل يحمل تيارًا موضوعًا داخل حقل مغناطيسي، فإن قوة تعمل على الموصل، في اتجاه عمودي على اتجاهي التيار والحقل المغناطيسي.

في الشكل أدناه، جزء من موصل طوله 'L' موضوع بشكل عمودي في حقل مغناطيسي أفقي موحد قوة 'H'، مُنتج بواسطة قطبين مغناطيسيين N و S. إذا كان التيار 'I' يمر عبر هذا الموصل، فإن مقدار القوة المؤثرة على الموصل هو:

قم بتوسيع يدك اليسرى بحيث تكون الإصبع الأول، والإصبع الثاني، والإبهام في زاوية قائمة مع بعضها البعض. إذا كان الإصبع الأول يمثل اتجاه الحقل، والإصبع الثاني يمثل اتجاه التيار، فإن الإبهام يعطي اتجاه القوة.

بينما يتدفق التيار عبر الموصل، يتم توليد حقل مغناطيسي حوله. يمكن تخيل الحقل المغناطيسي بأخذ عدد من الخطوط المغلقة للقوى المغناطيسية حول الموصل.

يمكن تحديد اتجاه خطوط القوى المغناطيسية باستخدام قاعدة برغي ماكسويل أو قاعدة القبضة اليمنى.

وفقًا لهذه القواعد، فإن اتجاه خطوط القوى المغناطيسية (أو خطوط الفيض) هو عقارب الساعة إذا كان التيار يتدفق بعيدًا عن المشاهد، أي إذا كان اتجاه التيار عبر الموصل داخليًا من مستوى المرجع كما هو موضح في الشكل.

الآن إذا تم تطبيق حقل مغناطيسي أفقي خارجيًا على الموصل، سيتفاعل هذان الحقلان المغناطيسيان، أي الحقل حول الموصل بسبب التيار عبره والحقل المطبق خارجيًا مع بعضهما البعض.

نلاحظ في الصورة أن خطوط القوى المغناطيسية للحقل المغناطيسي الخارجي تنتقل من القطب N إلى القطب S، أي من اليسار إلى اليمين.

خطوط القوى المغناطيسية للحقل المغناطيسي الخارجي وخطوط القوى المغناطيسية بسبب التيار في الموصل في نفس الاتجاه فوق الموصل، وهي في الاتجاه المعاكس تحت الموصل.

لذلك سيكون هناك عدد أكبر من خطوط القوى المغناطيسية المتجهة بنفس الاتجاه فوق الموصل مما هو أسفل الموصل.

وبالتالي، سيكون هناك تركيز أكبر لخطوط القوى المغناطيسية في مساحة صغيرة فوق الموصل. بما أن خطوط القوى المغناطيسية لم تعد خطوطًا مستقيمة، فهي تحت التوتر مثل الأشرطة المطاطية الممتدة.

وبالتالي، سيكون هناك قوة ستسعى إلى نقل الموصل من المجال المغناطيسي الأكثر تركيزًا إلى المجال الأقل تركيزًا، أي من الموضع الحالي إلى الأسفل.

الآن إذا راقبت اتجاه التيار والقوة والحقل المغناطيسي في الشرح أعلاه، ستجد أن الاتجاهات وفقًا لقاعدة فليمنغ اليسرى.