شرح قاعدة اليد اليسرى لفلمنج

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

عندما يتدفق التيار عبر سلك موصل ، ويتم تطبيق مجال مغناطيسي خارجي عبر هذا التدفق ، فإن سلك التوصيل يواجه قوة عمودية لكل من هذا الحقل واتجاه التدفق الحالي (أي يكون عموديًا بشكل متبادل) ، و يمكن وضع اليد اليسرى ، كما هو موضح في الرسم التوضيحي ، لتمثيل ثلاثة محاور متعامدة متبادلة على الإبهام والإصبع الأمامي والإصبع الأوسط. ثم يتم تعيين كل إصبع على كمية (

القوة الميكانيكية

، المجال المغناطيسي والتيار الكهربائي) ، تستخدم اليد اليمنى واليسرى للمولدات والمحركات على التوالي.[1]

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 .

في كل من قواعد اليد اليسرى واليمنى لفليمنج ، هناك علاقة بين المجال المغناطيسي والتيار والقوة ، يتم تحديد هذه العلاقة بشكل مباشر عن طريق قاعدة فليمنغ لليسار وقاعدة فليمينغ لليمين على التوالي .

لا تحدد هذه القواعد الحجم ولكن بدلاً من ذلك تُظهر اتجاه أي من المعلمات الثلاث (المجال المغناطيسي والتيار والقوة) عندما يكون اتجاه المعلمتين الآخرين معروفًا .

تنطبق قاعدة يسار فليمنغ بشكل أساسي على المحركات الكهربائية وقاعدة فلمنج اليسرى تنطبق بشكل أساسي على المولدات الكهربائية. [2]

قاعدة فلمنغ لليد اليسرى

لقد وجد أنه كلما وُضِع موصل حمل داخل مجال مغناطيسي ، تعمل قوة على الموصل ، في اتجاه عمودي على كل من اتجاهي المجال والمجال المغناطيسي ، في الشكل أدناه ، يتم وضع جزء من الموصل ذي الطول “L” رأسياً في مجال مغناطيسي أفقي موحد من القوة “H” ، ينتج عن قطبين مغنطيسيين N و S. إذا كان التيار “I” يتدفق عبر هذا الموصل حجم القوة المؤثرة على الموصل هو :

امسك يدك اليسرى مع السبابة والإصبع الثاني والإبهام في الزاوية اليمنى لبعضها البعض ، إذا كانت السبابة تمثل اتجاه الحقل والإصبع الثاني تمثل اتجاه التيار ، فإن

الإبهام

يعطي اتجاه القوة .

بينما يتدفق التيار عبر موصل ، يتم إحداث مجال مغناطيسي واحد حوله. يمكن تخيل المجال المغناطيسي من خلال النظر في أعداد الخطوط المغناطيسية المغلقة للقوة حول الموصل ، يمكن تحديد اتجاه خطوط القوة المغناطيسية من خلال قاعدة المفتاح Maxwell أو قاعدة القبضة اليمنى .

وفقًا لهذه القواعد ، يكون اتجاه خطوط القوة المغناطيسية ( أو خطوط التدفق ) في اتجاه عقارب الساعة إذا كان التيار يتدفق بعيدًا عن المشاهد ، أي إذا كان اتجاه التيار عبر الموصل داخليًا من المستوى المرجعي كما هو موضح في الشكل .

الآن إذا تم تطبيق مجال مغناطيسي أفقي خارجيًا على الموصل ، فإن هذين الحقلين المغنطيسيين ، أي الحقل المحيط بالموصل بسبب التيار من خلاله ، وسوف يتفاعل الحقل المطبق خارجيًا مع بعضهما البعض .

نلاحظ في الصورة أن الخطوط المغناطيسية لقوة المجال المغناطيسي الخارجي هي من القطب N إلى S والتي 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 ، سيكون هناك تركيز أكبر لخطوط القوة المغناطيسية في مساحة صغيرة فوق الموصل ، نظرًا لأن خطوط القوة المغناطيسية لم تعد خطوطًا مستقيمة ، فهي تحت التوتر 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.

تنص هذه القاعدة على “امسك اليد اليمنى بالإصبع الأول والإصبع الثاني والإبهام بالزاوية اليمنى مع بعضها البعض. إذا كانت السبابة تمثل اتجاه خط القوة ، فإن نقاط الإبهام في اتجاه الحركة أو القوة المطبقة ، ثم نقاط الإصبع الثانية في اتجاه التيار المستحث “.

من هو فليمنج

ولد السير جون أمبروز فليمنج عام 1849 و توفي عام 1945 ، وكان يعمل مهندسا كهربائيًا وعالمًا فيزيائيًا اخترع أول صمام حراري أو أنبوب مفرغ ، و صمم جهاز الإرسال اللاسلكي الذي تم به الإرسال اللاسلكي الأول عبر الأطلسي ، وأنشأ أيضًا قاعدة اليد اليمنى المستخدمة في الفيزياء .

وكان فليمنج الأكبر بين أخوته السبعة ، ووالده كان وزير تجمعي وزوجته ماري آن ، في لانكستر ، لانكشاير ، كما تم تعميده في 11 فبراير 1850 ، حيث كان  مسيحيًا متدينًا ، وقد بشر ذات مرة في سانت مارتن إن فيلدز بلندن على أدلة على قيامته .

في عام 1932 ، ساعد جون فليمنج  ودوغلاس ديوار وبرنارد أكورث في تأسيس حركة الاحتجاج على التطور ، لقد ترك فليمينغ الكثير من ممتلكاته إلى الجمعيات الخيرية المسيحية ، وخاصةً للفقراء ، كما كان مصورًا شهيرًا ، ورسم ألوانًا مائية ، واستمتع بتسلق جبال الألب .

كتب فليمنج

– المصابيح الكهربائية والإضاءة الكهربائية .

– محول التيار البديل في النظرية والتطبيق “كهربائي .

– المغناطيس والتيارات الكهربائية .

– كتيب عن المختبر الكهربائي وغرفة الاختبار “The Electrician” .

– الأمواج والتموجات في الماء والهواء والأثير ماكميلان (1902) .

– دليل الأشياء التي لا يراها مجتمع المعرفة المسيحي .

– مبادئ تلغراف الموجة الكهربائية .

– انتشار التيارات الكهربائية في الموصلات الهاتفية والبرقية .

– دليل ابتدائي للإشارات الراديوية والتليفون الراديوي .

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

– عجائب التلغراف اللاسلكي : شرح بعبارات بسيطة لجمعية القارئ غير الفنية لتعزيز المعرفة المسيحية (1913) .

– الصمام الثيرميوني وتطوره في الراديو و

التلغراف

والهاتف (1919) .

– خمسون عامًا من الكهرباء والصحافة اللاسلكية (1921) .

– الإلكترونات ، الموجات الكهربائية والهاتف اللاسلكي .

– مقدمة في التلغراف اللاسلكي والاتصالات الهاتفية السير إسحاق بيتمان وأولاده المحدودة (1924) .

– ذكريات الحياة العلمية مارشال ، مورغان وسكوت (1934) .

– التطور أم الخلق .