شرح قاعدة اليد اليسرى لفلمنج

وضع جون أمبروز فليمنج قاعدة اليد اليسرى واليد اليمنى للمحركات خلال القرن التاسع عشر كوسيلة بسيطة لتحديد اتجاه الحركة في المحرك الكهربائي أو اتجاه التيار الكهربائي في مولد كهربائي .

عندما يتدفق التيار عبر سلك موصل ويطبق مجال مغناطيسي خارجي على هذا التدفق، يواجه سلك التوصيل قوة عمودية تعمل في كلا الاتجاهين، ويمكن وضع اليد اليسرى كما هو موضح في الشكل التوضيحي لتمثيل ثلاثة محاور متعامدة متبادلة على الإبهام والإصبع الأمامي والإصبع الأوسط. ثم يتم تعيين كل إصبع على قيمة (القوة الميكانيكية، المجال المغناطيسي، والتيار الكهربائي)، وتستخدم اليد اليمنى واليسرى بالتتابع في المولدات والمحركات.

الفرق بيين قاعدة اليد اليسرى وقاعدة اليد اليمنى

بشرح أبسط ، باستخدام قاعدة اليد اليسرى لفليمنج (والمعروفة أيضًا باسم “قاعدة فلمنجس اليسرى للمحركات”) ، أصبح بإمكاننا العثور على اتجاه القوة المؤثرة على الموصل خلال تواجده تحت مجال مغناطيسي  ، بالمثل ، إذا تم إحضار موصل بقوة تحت مجال مغناطيسي ، فسيكون هناك تيار مستحث في هذا الموصل ، يمكن العثور على اتجاه هذه القوة باستخدام قاعدة اليد اليمنى من فليمنج .

تتعلق قواعد اليد اليسرى واليمنى لفليمنج بالعلاقة بين المجال المغناطيسي والتيار والقوة، ويتم تحديد هذه العلاقة بشكل مباشر عن طريق قاعدة فليمنغ لليسار وقاعدة فليمنغ لليمين على التوالي .

لا تحدد هذه القواعد الحجم، ولكن بدلاً من ذلك، تُظهر اتجاه أيٍ من المعلمات الثلاثة (المجال المغناطيسي والتيار والقوة) عندما يكون اتجاه المعلمتين الأخريين معروفًا .

تنطبق قاعدة يسار فليمنغ أساسًا على المحركات الكهربائية، وتنطبق قاعدة فليمنغ اليسرى أساسًا على المولدات الكهربائية.

قاعدة فلمنغ لليد اليسرى

لقد تم اكتشاف أنه عند وضع موصل في مجال مغناطيسي، يتأثر الموصل بقوة تعمل عليه في اتجاه عمودي على اتجاهي المجال المغناطيسي. في الشكل أدناه، يتم وضع جزء من الموصل طوله `L` بشكل رأسي في مجال مغناطيسي أفقي موحد بقوة `H`، وينتج عن ذلك قطبان مغناطيسيان N و S. إذا كان التيار `I` يمر عبر الموصل، فإن القوة التي تؤثر على الموصل هي

قم بإمساك يدك اليسرى بأصابع السبابة والإصبع الثاني والإبهام في زاوية اليمين لبعضها البعض، وإذا كان السبابة تمثل اتجاه الحقل والإصبع الثاني يمثل اتجاه التيار، فإن الإبهام يحدد اتجاه القوة .

عندما يتدفق التيار في موصل، يتم إنتاج مجال مغناطيسي واحد حوله، ويمكن تصور المجال المغناطيسي من خلال النظر إلى الخطوط المغناطيسية المغلقة حول الموصل، ويمكن تحديد اتجاه خطوط القوة المغناطيسية باستخدام قاعدة مفتاح ماكسويل أو قاعدة القبضة اليمنى .

وفقًا للقواعد المغناطيسية، فإن خطوط القوة المغناطيسية (أو خطوط التدفق) تتجه في اتجاه عقارب الساعة عندما يتدفق التيار بعيدًا عن المراقب، أي أن اتجاه التيار من خلال الموصل الداخلي يكون من الأسفل وحتى الأعلى كما هو موضح في الشكل .

عند تطبيق مجال مغناطيسي أفقي على الموصل، فإن هذين المجالين المغناطيسيين، أي المجال الناتج من التيار المار في الموصل والمجال الخارجي المطبق عليه، سيتفاعلان مع بعضهما البعض .

توضح الصورة أن الخطوط المغناطيسية لقوة المجال المغناطيسي الخارجي تمتد من القطب N إلى S ، وهي من اليسار إلى اليمين .

خطوط القوة المغناطيسية للمجال المغناطيسي الخارجي وخطوط القوة المغناطيسية بسبب التيار في الموصل في نفس الاتجاه فوق الموصل ، وهم في الاتجاه المعاكس أسفل الموصل ، وبالتالي ، سيكون هناك عدد أكبر من خطوط القوة المغناطيسية ذات الاتجاه المشترك أعلى الموصل من تلك الموجودة أسفل الموصل .

وبالتالي، يتم تركيز خطوط القوة المغناطيسية بشكل أكبر في منطقة صغيرة فوق الموصل بسبب انحناء الخطوط المغناطيسية وتوترها، مثل الأربطة المطاطية الممتدة .

نتيجة لذلك ، ستكون هناك قوة تميل إلى نقل الموصل من المجال المغنطيسي الأكثر تركيزًا إلى المجال المغنطيسي الأقل تركيزًا ، أي من الموقع الحالي إلى الأسفل. الآن إذا لاحظت اتجاه المجال الحالي والقوة والمغناطيسية في التفسير أعلاه ، ستجد أن التوجيهات وفقًا لقاعدة Fleming اليسرى .

قاعدة فليمنج لليد اليمنى

وفقًا لقانون فاراداي للتحريض الكهرومغناطيسي ، عندما يتحرك الموصل داخل مجال مغناطيسي ، سيكون هناك تيار مستحث فيه. إذا تم تحريك هذا الموصل بقوة داخل المجال المغناطيسي ، فستكون هناك علاقة بين اتجاه القوة المطبقة والمجال المغناطيسي والتيار ،  هذه العلاقة بين هذه الاتجاهات الثلاثة تحددها قاعدة فليمنغ اليمنى.

تشير هذه القاعدة إلى أنه يجب أن تمسك اليد اليمنى بالإصبع الأول والإصبع الثاني والإبهام بالزاوية اليمنى مع بعضها البعض. وإذا كان السبابة تمثل اتجاه خط القوة، فإن نقطة الإبهام تشير إلى اتجاه الحركة أو القوةالمطبقة، ثم تشير نقطة الإصبع الثانية إلى اتجاه التيار المستحث.

من هو فليمنج

– وُلِدَ السير جون أمبروز فليمنج عام 1849 وتُوُفِّيَ عام 1945، وكان مهندسًا كهربائيًا وعالِمًا فيزيائيًا، واخترَعَ أول صمام حراري أو أنبوب مفرغ، وصمَّمَ جهاز الإرسال اللاسلكي الذي تم به الإرسال اللاسلكي الأول عبر الأطلسي، وأنشأ أيضًا قاعدة اليد اليمنى المستخدمة في الفيزياء .

كان فليمنج هو الأكبر بين أخوته السبعة، وكان والده وزيرًا في حزب التجمع وكانت زوجته ماري آن، وكان مسيحيًا متدينًا تم تعميده في لانكستر، لانكشاير في 11 فبراير 1850، وقد بشر في أحد الأحيان في كنيسة سانت مارتن إن فيلدز في لندن بأدلة على القيامة .

في عام 1932، قام جون فليمنغ بمساعدة دوغلاس ديوار وبرنارد أكورث في تأسيس حركة الاحتجاج على التطور. وقد ترك فليمينغ الكثير من ممتلكاته للجمعيات الخيرية المسيحية، وخاصةً للفقراء، كما كان مصورًا مشهورًا وفنانًا للألوان المائية، واستمتع بتسلق جبال الألب .

كتب فليمنج

– المصابيح الكهربائية والإضاءة الكهربائية .

المحول الكهربائي للتيار المتردد يستخدم في النظرية والتطبيق .

– المغناطيس والتيارات الكهربائية .

كتيب يتحدث عن المختبر الكهربائي وغرفة الاختبارات بعنوان `الكهربائي` .

الأمواج والتموجات في الماء والهواء والأثير بحسب نظرية ماكميلان (1902) .

يتضمن دليل الأشياء التي لا يراها مجتمع المعرفة المسيحي .

– مبادئ تلغراف الموجة الكهربائية .

تنتشر التيارات الكهربائية في الأسلاك الهاتفية والبرقية .

دليل بدائي للاشارات الراديوية والهاتف الراديوي .

بشأن معامل القدرة والتوصيل للعزل الكهربائي عند اختباره بالتيارات الكهربائية المتناوبة للتردد الهاتفي في درجات حرارة مختلفة .

– عجائب التلغراف اللاسلكي : يشرح كتاب جمعية القارئ غير الفني لتعزيز المعرفة المسيحية (1913) بعبارات بسيطة .

– تطور الصمام الحراري في مجال الراديو والتلغراف والهاتف (1919) .

يعود تاريخ الكهرباء والصحافة اللاسلكية إلى خمسين عامًا مضت (1921) .

الإلكترونات والموجات الكهربائية والهاتف اللاسلكي .

مقدمة في التلغراف اللاسلكي والاتصالات الهاتفية لشركة سير إسحاق بيتمان وأولاده المحدودة (1924) .

ذكريات العلماء مارشال، مورغان وسكوت (1934) في الحياة العلمية .

– التطور أم الخلق .