Fleming's Left And Right Hand Thumb Rules Uitgelegd

Wat zijn Flemings linker- en rechterhandregels?

Wanneer een stroomvoerende geleider zich in een magnetisch veld bevindt, werkt er een kracht op de geleider. De richting van deze kracht kan worden bepaald met behulp van Flemings linkerhandregel (ook bekend als 'Flemings linkerhandregel voor motoren').

Op soortgelijke wijze, wanneer een geleider met kracht in een magnetisch veld wordt gebracht, zal er een geïnduceerde stroom in die geleider ontstaan. De richting van deze kracht kan worden bepaald met behulp van Flemings rechterhandregel.

Bij zowel Flemings linker- als rechterhandregels is er een relatie tussen het magnetische veld, de stroom en de kracht. Deze relatie wordt respectievelijk richtingbepalend door Flemings linkerhandregel en Flemings rechterhandregel.

Deze regels bepalen niet de grootte, maar tonen de richting van één van de drie parameters (magnetisch veld, stroom, kracht) wanneer de richting van de andere twee parameters bekend is.

Flemings linkerhandregel is voornamelijk van toepassing op elektrische motoren en Flemings rechterhandregel is voornamelijk van toepassing op elektrische generatoren.

Wat is Flemings linkerhandregel?

Het blijkt dat wanneer een stroomvoerende geleider zich in een magnetisch veld bevindt, werkt er een kracht op de geleider, in een richting loodrecht op zowel de richting van de stroom als het magnetisch veld.

In de onderstaande afbeelding is een gedeelte van een geleider met lengte ‘L’ verticaal geplaatst in een uniform horizontaal magnetisch veld van sterkte ‘H’, geproduceerd door twee magnetische polen N en S. Als de stroom ‘I’ door deze geleider stroomt, is de grootte van de kracht die op de geleider werkt:

Steek je linkerhand uit met de wijsvinger, middelvinger en duim loodrecht op elkaar. Als de wijsvinger de richting van het veld voorstelt en de middelvinger de richting van de stroom, dan geeft de duim de richting van de kracht aan.

Terwijl er stroom door een geleider stroomt, wordt er een magnetisch veld omheen geïnduceerd. Het magnetisch veld kan worden verbeeld door te denken aan een aantal gesloten magnetische lijnen van kracht rond de geleider.

De richting van de magnetische lijnen van kracht kan worden bepaald met behulp van Maxwells kurkentrekkerregel of de rechterhandgreepregel.

Volgens deze regels is de richting van de magnetische lijnen van kracht (of flux lijnen) kloksgewijs als de stroom wegvloeit van de toeschouwer, dat wil zeggen als de richting van de stroom door de geleider naar binnen is vanaf het referentievlak zoals getoond in de afbeelding.

Nu, als een horizontaal magnetisch veld extern wordt toegepast op de geleider, zullen deze twee magnetische velden, namelijk het veld rond de geleider door de stroom door de geleider en het extern toegepaste veld, met elkaar interactie aangaan.

We zien in de afbeelding dat de magnetische lijnen van kracht van het externe magnetische veld van de N naar de S-pool lopen, dus van links naar rechts.

De magnetische lijnen van kracht van het externe magnetische veld en de magnetische lijnen van kracht veroorzaakt door de stroom in de geleider hebben dezelfde richting boven de geleider, en ze hebben de tegengestelde richting onder de geleider.

Dus er zullen meer co-richting magnetische lijnen van kracht boven de geleider zijn dan onder de geleider.

Als gevolg hiervan zal er een grotere concentratie van magnetische lijnen van kracht in een klein ruimte boven de geleider zijn. Omdat de magnetische lijnen van kracht geen rechte lijnen meer zijn, staan ze onder spanning, vergelijkbaar met gestrekte rubberbanden.

Hierdoor zal er een kracht zijn die de geleider van het meer geconcentreerde magnetische veld naar het minder geconcentreerde magnetische veld zal bewegen, dat wil zeggen van de huidige positie naar beneden.

Nu, als je de richting van de stroom, kracht en magnetisch veld in de bovenstaande uitleg observeert, zul je merken dat de richtingen overeenkomen met de linkerhandregel van Fleming.