Explication des règles de la main gauche et de la main droite de Fleming

Quelles sont les règles de la main gauche et de la main droite de Fleming?

Lorsqu'un conducteur porteur de courant est placé dans un champ magnétique, une force s'exerce sur le conducteur. La direction de cette force peut être déterminée en utilisant la règle de la main gauche de Fleming (également connue sous le nom de 'règle de la main gauche de Fleming pour les moteurs').

De même, si un conducteur est forcé d'entrer dans un champ magnétique, un courant induit se produit dans ce conducteur. La direction de cette force peut être déterminée en utilisant la règle de la main droite de Fleming.

Dans les règles de la main gauche et de la main droite de Fleming, il existe une relation entre le champ magnétique, le courant et la force. Cette relation est déterminée directionnellement par la règle de la main gauche de Fleming et la règle de la main droite de Fleming respectivement.

Ces règles ne déterminent pas l'amplitude mais montrent plutôt la direction de l'un des trois paramètres (champ magnétique, courant, force) lorsque la direction des deux autres paramètres est connue.

La règle de la main gauche de Fleming s'applique principalement aux moteurs électriques et la règle de la main droite de Fleming s'applique principalement aux générateurs électriques.

Qu'est-ce que la règle de la main gauche de Fleming?

On constate qu'à chaque fois qu'un conducteur porteur de courant est placé à l'intérieur d'un champ magnétique, une force s'exerce sur le conducteur, dans une direction perpendiculaire aux directions du courant et du champ magnétique.

Dans la figure ci-dessous, une portion d'un conducteur de longueur 'L' est placée verticalement dans un champ magnétique uniforme horizontal de force 'H', produit par deux pôles magnétiques N et S. Si le courant 'I' circule à travers ce conducteur, la magnitude de la force agissant sur le conducteur est :

Tendez votre main gauche avec l'index, le majeur et le pouce à angle droit les uns par rapport aux autres. Si l'index représente la direction du champ et le majeur celle du courant, alors le pouce donne la direction de la force.

Lorsque le courant circule à travers un conducteur, un champ magnétique est induit autour de lui. Le champ magnétique peut être imaginé en considérant un certain nombre de lignes de force magnétiques fermées autour du conducteur.

La direction des lignes de force magnétiques peut être déterminée par la règle du tire-bouchon de Maxwell ou la règle de la prise de la main droite.

Selon ces règles, la direction des lignes de force magnétiques (ou flux) est horaire si le courant s'éloigne de l'observateur, c'est-à-dire si la direction du courant à travers le conducteur est vers l'intérieur par rapport au plan de référence, comme indiqué dans la figure.

Maintenant, si un champ magnétique horizontal est appliqué extérieurement au conducteur, ces deux champs magnétiques, c'est-à-dire le champ autour du conducteur dû au courant qui y passe et le champ appliqué extérieurement, interagiront entre eux.

Nous observons dans l'image que les lignes de force magnétiques du champ magnétique externe vont du pôle N au pôle S, c'est-à-dire de gauche à droite.

Les lignes de force magnétiques du champ magnétique externe et les lignes de force magnétiques dues au courant dans le conducteur sont dans la même direction au-dessus du conducteur, et elles sont dans la direction opposée en dessous du conducteur.

Il y aura donc un plus grand nombre de lignes de force magnétiques codirectionnelles au-dessus du conducteur qu'en dessous du conducteur.

Par conséquent, il y aura une concentration plus grande de lignes de force magnétiques dans un petit espace au-dessus du conducteur. Comme les lignes de force magnétiques ne sont plus des lignes droites, elles sont sous tension comme des élastiques tendus.

En conséquence, il y aura une force qui tendra à déplacer le conducteur du champ magnétique plus concentré vers le moins concentré, c'est-à-dire de la position actuelle vers le bas.

Si vous observez maintenant la direction du courant, de la force et du champ magnétique dans l'explication ci-dessus, vous trouverez que les directions sont conformes à la règle de la main gauche de Fleming.