חוק האגודל של פלמינג ימין ושמאל מוסבר
מהן כללי היד השמאלית והימנית של פלמינג?
כלומר, כאשר נשאי זרם נמצאים בשדה מגנטי, יש כוח שפועל על הנשאי הזרם. ניתן למצוא את כיוון הכוח הזה באמצעות כלל היד השמאלית של פלמינג (ידוע גם בשם 'כלל היד השמאלית למוטורים').
באותו אופן, אם נשאי זרם מועבר בכוח בשדה מגנטי, יהיה זרם מושרה בנשאי הזרם. ניתן למצוא את כיוון הכוח הזה באמצעות כלל היד הימנית של פלמינג.
בשני הכללים, כלל היד השמאלית וכלל היד הימנית של פלמינג, קיים קשר בין השדה המגנטי, הזרם והכוח. הקשר הזה נקבע כיוונית על ידי כלל היד השמאלית של פלמינג וכלל היד הימנית של פלמינג בהתאמה.
כללים אלה אינם קובעים גודל אלא מראים את הכיוון של אחד מהפרמטרים (שדה מגנטי, זרם, כוח) כאשר ידוע כיוון שני הפרמטרים האחרים.
כלל היד השמאלית של פלמינג מתאר בעיקר מנועים חשמליים וכלל היד הימנית של פלמינג מתאר בעיקר גנרטורים חשמליים.
מהו כלל היד השמאלית של פלמינג?
נמצא כי כאשר נשאי זרם נמצא בתוך שדה מגנטי, כוח פועל על הנשאי הזרם, בכיוון אנכי לשני הכיוונים של הזרם והשדה המגנטי.
בציור שלהלן, חלק מנשאי זרם באורך 'L' נמצא במאונך בשדה מגנטי אחיד בעוצמה 'H', שנוצר על ידי שני קטבים מגנטיים N ו-S. אם הזרם 'I' זורם דרך הנשאי הזרם, הגודל של הכוח הפועל על הנשאי הזרם הוא:
החזיקו את היד השמאלית שלכם כך שהאצבע הראשונה, האצבע השנייה והאגודל ניצבות זו לזו. אם האצבע הראשונה מייצגת את כיוון השדה והאצבע השנייה מייצגת את כיוון הזרם, אז האגודל נותן את כיוון הכוח.
כאשר זרם זורם בנשאי זרם, השדה המגנטי מתעורר סביבו. השדה המגנטי יכול להיות מתואר על ידי מספר סגור של קווים מגנטיים מסביב לנשאי הזרם.
כיוון הקווים המגנטיים יכול להיקבע על ידי כלל הסcrew של מקסוול או כלל החפיה של היד הימנית.
לפי הכללים הללו, כיוון הקווים המגנטיים (או קווי הפלוקס) הוא עקבי אם הזרם זורם הרחק מהצופה, כלומר אם כיוון הזרם בנשאי הזרם הוא פנימה מהטבלה המחזורית כפי שמוצג בתמונה.
כעת, אם נפעיל שדה מגנטי אופקי חיצוני לנשאי הזרם, שני השדות המגנטיים, השדה סביב הנשאי הזרם עקב הזרם דרכו והשדה המגנטי החיצוני יתנגשו זה עם זה.
נוכל לראות בתמונה שהקווים המגנטיים של השדה המגנטי החיצוני הם מהקטב N לקטב S, כלומר משמאל לימין.
הקווים המגנטיים של השדה המגנטי החיצוני והקווים המגנטיים עקב הזרם בנשאי הזרם הם באותו כיוון מעל הנשאי הזרם, והם בכיוון מנוגד מתחת לנשאי הזרם.
לכן יהיו מספר גדול יותר של קווים מגנטיים בכיוון אחד מעל הנשאי הזרם מאשר מתחת לנשאי הזרם.
כתוצאה מכך, תהיה ריכוזיות גדולה יותר של קווים מגנטיים במקום קטן מעל הנשאי הזרם. מכיוון שהקווים המגנטיים אינם יותר קווים ישרים, הם תחת המתיחה כמו פיסות גומי מתוחות.
כתוצאה מכך, יהיה כוח שיוביל את הנשאי הזרם מהריכוזיות המגנטית הרבה למקום בו הריכוזיות המגנטית קטנה יותר, כלומר מהמקום הנוכחי למטה.
אם תצפו בכיוון הזרם, הכוח והשדה המגנטי בהסבר לעיל, תמצאו שהכיוונים הם בהתאם לכלל היד השמאלית של פלמינג.
מהו כלל היד הימנית של פלמינג?
לפי חוק פאראדיי של האינדוקציה האלקטרומגנטית, כאשר נשאי זרם נע בתוך שדה מגנטי, יהיה זרם מושרה בו. אם הנשאי הזרם נע בכוח בתוך השדה המגנטי, יהיה קשר בין כיוון הכוח המופעל, השדה המגנטי והזרם.
הקשר בין שלושת הכיוונים הללו נקבע על ידי כלל היד הימנית של פלמינג.
