Flemingin vasen ja oikea peukalosääntö selitetty
Mikä on Flemingen vasen- ja oikean käden sääntö?
Kun virtava johtaja tulee magneettikenttään, toimii siihen johtajalle voima. Tämän voiman suunta voidaan löytää Flemingen vasen käsivarsi säännön (myös tunnetaan nimellä 'Flemingen vasen käsivarsi sääntö moottoreille') avulla.
Samoin jos johtaja pakotetaan voiman avulla magneettikenttään, siitä syntyvä virta. Tämän voiman suunta voidaan löytää Flemingen oikea käsivarsi säännön avulla.
Molemmissa Flemingen vasen- ja oikean käsivarren säännöissä on yhteys magneettikentän, virran ja voiman välillä. Tämä suhde määräytyy suunnaltaan Flemingen vasen käsivarsi säännön ja Flemingen oikea käsivarsi säännön avulla.
Nämä säännöt eivät määrää suuruutta, vaan ne näyttävät mitkä tahansa kolmen parametrin (magneettikenttä, virta, voima) suuntia, kun muut kaksi parametria on tiedossa.
Flemingen vasen käsivarsi sääntö on pääasiassa sovellettavissa sähkömoottoreihin ja Flemingen oikea käsivarsi sääntö on pääasiassa sovellettavissa sähkögeneraattoreihin.
Mikä on Flemingen vasen käsivarsi sääntö?
On havaittu, että kun virtava johtaja sijoitetaan magneettikenttään, toimii johtajalle voima, joka on kohtisuorassa sekä virran että magneettikentän suuntaan nähden.
Kuvassa alla oleva osa johtajasta, jonka pituus on 'L', on sijoitettu pystyyn tasaiseen horisontaaliseen magneettikenttään, jonka voimakkuus on 'H' ja joka on tuotettu kahdella magnetilla N ja S. Jos virta 'I' kulkee tämän johtajan läpi, voiman suuruus, joka toimii johtajalla, on:
Pidä vasen käsi ulos, niin että etusormi, keskisormi ja peukalo ovat kohtisuorassa toisiinsa. Jos etusormi edustaa kentän suuntaa ja keskisormi virran suuntaa, niin peukalo antaa voiman suunnan.
Kun virta kulkee johtajassa, se aiheuttaa ympärilleen magneettikentän. Tätä magneettikenttää voidaan kuvitella suljetuina magneettilinjaina johtajan ympärillä.
Magneettilinjojen suunta voidaan määrittää Maxwellin kurkkusäännöllä tai oikea käsivarsi säännöllä.
Näiden sääntöjen mukaan magneettilinjojen (tai virtauslinjojen) suunta on myötäpäiväinen, jos virta kulkee pois katsojasta, eli jos virran suunta johtajassa on sisään päin viitepintaa nähden, kuten kuvassa nähdään.
Jos nyt johtajaan sovelletaan ulkoisesti vaakasuoraa magneettikenttää, nämä kaksi magneettikenttää, eli kenttä johtajan ympärillä virran vuoksi sen läpi ja ulkoisesti sovellettu kenttä, vaikuttavat toisiinsa.
Havaitsemme kuvassa, että ulkoisen magneettikentän magneettilinjat kulkevat N-polest S-poleeseen, eli vasemmalta oikealle.
Ulkoisen magneettikentän magneettilinjat ja johtajan virran vuoksi aiheutuneet magneettilinjat ovat samansuuntaiset johtajan yläpuolella, ja ne ovat vastakkaisessa suunnassa johtajan alapuolella.
Täten on enemmän samansuuntaisia magneettilinjoja johtajan yläpuolella kuin alapuolella.
Seurauksena on suurempi magneettilinjojen tiheyden konsentraatio pienessä tilassa johtajan yläpuolella. Koska magneettilinjat eivät ole enää suoria, ne ovat jännittyneinä kuin venytetyt kumirengas.
Tämän seurauksena syntyy voima, joka pyrkii siirtämään johtajan tiheyden suuremmasta magneettikentästä vähemmän tiheyden magneettikenttään, eli nykyisestä paikasta alaspäin.
Jos nyt huomaat virran, voiman ja magneettikentän suunnat edellä mainitussa selityksessä, löydät, että suunnat ovat mukana Flemingen vasen käsivarsi säännön mukaan.
Mikä on Flemingen oikea käsivarsi sääntö?
