플레밍의 모터에 대한 왼손 법칙
Fleming's left-hand rule for motors |
플레밍의 전기 모터에 대한 왼손 법칙은 시각적 연상법 중 하나이고, 다른 하나는 플레밍의 오른손 법칙입니다[1].[2][3]그것들은 19세기 후반 John Ambrose Fleming에 의해 전기 모터의 운동 방향이나 전기 발전기의 전류 방향을 계산하는 간단한 방법으로 시작되었다.
전류가 전도선을 통해 흐르고 외부 자기장이 이 흐름에 인가되면 전도선은 해당 자기장과 전류 흐름 방향에 모두 수직인 힘(즉, 서로 수직인 힘)을 경험합니다.왼손은 그림과 같이 엄지와 집게손가락, 중지에 서로 직교하는 3개의 축을 나타내도록 잡을 수 있다.그런 다음 각 손가락에 수량(기계력, 자기장 및 전류)을 할당합니다.오른손은 제너레이터에, 왼손은 모터에 각각 사용됩니다.
관습
- 기계력의 방향은 문자 그대로입니다.
- 자기장의 방향은 북쪽에서 남쪽입니다.
- 전류의 방향은 [재래 전류]의 방향입니다.양에서 음으로.
제1변종
- 엄지손가락은 컨덕터의 움직임 방향을 나타냅니다.
- Fore 핑거는 자기장의 방향을 나타냅니다.
- 중앙 핑거는 전류의 방향을 나타냅니다.
두 번째 변종
- 엄지손가락은 도체에 가해지는 힘에 의해 발생하는 운동 방향을 나타냅니다.
- 첫 번째 손가락은 자기장의 방향을 나타냅니다.
- 두 번째 손가락은 전류의 방향을 나타냅니다.
세 번째 변종
Fleming의 규칙에 대한 Van de Graff의 번역은 FBI 규칙이며, 이것은 연방수사국의 이니셜이기 때문에 쉽게 기억된다.
제4변종(FBI)
- F(엄지)는 도체의 힘 방향을 나타냅니다.
- B(Forefinger)는 자기장의 방향을 나타냅니다.
- I(중앙 핑거)는 전류의 방향을 나타냅니다.
이것은 F([로렌츠 힘]의 경우), B([자속 밀도]의 경우) 및 I([전류]의 경우)의 기존 기호 매개변수를 사용하며 각각 엄지와 첫째 손가락 및 둘째 손가락의 순서로 귀속합니다.
- 엄지는 힘이다, F
- 첫 번째 손가락은 자속 밀도, B
- 두 번째 손가락은 전류입니다.
물론, 니모닉을 손가락에 대한 다른 매개 변수 배열로 가르친다면(및 기억), 두 손의 역할도 역전시키는 니모닉으로 끝날 수 있다(모터용 표준 왼손, 제너레이터용 오른손 대신).이러한 변형은 [FBI 니모닉스] 페이지에 자세히 나와 있습니다.
다섯 번째 변형(전장을 발사하고 힘을 느껴 전류를 차단)
어떤 손가락이 어떤 동작을 사용하는지 기억하기 위한 이 접근법입니다.먼저, 검지가 총신 역할을 하고 엄지가 망치 역할을 하면서, 마치 가짜 총처럼 손가락을 겨누어야 합니다.그런 다음 다음 작업을 수행합니다.
- 집게손가락으로 "밭에 불을 질러"
- 엄지손가락으로 총의 '힘을 느껴라'가 뒤로 물러난다.
- 마지막으로 "전류를 끊을" 때 가운데 손가락을 펼칩니다.
오른손 법칙과 왼손 법칙의 구별
플레밍의 왼손 법칙은 전기 모터에 사용되고, 플레밍의 오른손 법칙은 전기 발전기에 사용됩니다.즉, 플레밍의 왼손 법칙은 움직임을 만들 때, 플레밍의 오른손 법칙은 전기를 만들 때 사용되어야 한다.
원인과 결과의 차이 때문에 모터와 발전기에는 서로 다른 손을 사용해야 합니다.
전기 모터에는 전류와 자기장이 존재하며(이것이 원인), 그것들은 운동을 만드는 힘(효과)으로 이어지기 때문에 왼손 법칙이 사용됩니다.발전기는 운동과 자기장이 존재하며(원인), 그것이 전류(효과)의 발생으로 이어지기 때문에 오른손 법칙을 사용한다.
그 이유를 설명하기 위해 많은 유형의 전기 모터를 전기 발전기로 사용할 수 있다는 점을 고려하십시오.이러한 모터로 구동되는 차량은 완전 충전된 배터리에 모터를 접속함으로써 고속까지 가속할 수 있다.그런 다음 모터가 완전히 충전된 배터리에서 분리되고 완전히 방전된 배터리에 연결되면 차량이 감속합니다.모터가 제너레이터 역할을 하여 차량의 운동 에너지를 다시 전기 에너지로 변환하고, 이 에너지는 배터리에 저장됩니다.운동 방향도 자기장 방향(모터/제너레이터 내부)도 변경되지 않았기 때문에 모터/제너레이터의 전류 방향이 반전되었습니다.이는 열역학 제2법칙(발전기 전류는 모터 전류에 반대해야 하며, 에너지가 보다 에너지 소스에서 덜 에너지 소스로 흐를 수 있도록 하기 위해 더 강한 전류가 다른 전류보다 우선합니다).
규칙의 물리적 기반
전자 또는 하전 입자가 같은 방향으로 흐를 때(예를 들어 금속 와이어와 같은 전기 도체의 전류와 같이), 도체를 감싸는 원통형 자기장을 생성합니다(Hans Christian örsted에 의해 발견됨).
유도 자기장의 방향은 Maxwell의 코르크따개 규칙에 의해 기억될 수 있다.즉, 일반 전류가 뷰어에서 멀어질 경우 자기장은 코르크 마개가 뷰어에서 멀어지기 위해 회전해야 하는 방향과 같은 방향으로 도체 주위를 시계 방향으로 흐릅니다.유도된 자기장의 방향은 그림에서와 같이 엄지손가락은 재래식 전류의 방향을 나타내고 손가락은 자기장의 방향을 나타내는 오른손 그립 규칙으로 기억되기도 한다.이 자기장의 존재는 비교적 큰 전류를 흘리는 전기 도체 주변의 여러 지점에 자기 나침반을 배치함으로써 확인할 수 있습니다.
엄지는 운동 방향을 나타내고 검지는 필드 라인을 나타내며 가운데 손가락은 유도 전류의 방향을 나타냅니다.
외부 자기장이 (와이어 도체 또는 전자 빔에서) 전자의 흐름을 교차하도록 수평으로 인가되면 두 자기장이 상호 작용합니다.마이클 패러데이는 이에 대한 시각적 유추를 도입했습니다. 상상의 자기력선의 형태로, 도체 안에 있는 도체 안에 있는 도체 주위에 동심원을 형성하고, 외부에 적용된 자기장 안에 있는 도체 안에 있는 도체 안에 평행선을 그리게 됩니다.도체의 한쪽이 도체를 둘러싸고 있는 방향과 반대 방향으로 (북극에서 남극으로) 달리고 있는 경우, 다른 한쪽이 도체를 통과하도록 도체가 편향됩니다(힘의 자기선이 서로 교차하거나 서로 반대 방향으로 흐를 수 없기 때문입니다).그 결과, 도체측의 좁은 공간에 다수의 자기장선이 존재하게 되어, 도체측의 원래측에는 부족한 상태가 된다.힘의 자기장 선은 더 이상 직선이 아니라 전기 전도체 주위를 돌기 위해 구부러져 있기 때문에, 자기장에 에너지가 묶여 있는 상태로 장력(연장된 탄성 밴드처럼)을 받고 있습니다.이 에너지 장은 현재 대부분 반대하지 않기 때문에, 한 방향으로의 축적이나 축출은 뉴턴의 운동 제3법칙과 유사한 방식으로 반대 방향으로 힘을 만들어 냅니다.이 힘이 작용하기 위한 이동 가능한 물체(전기 도체)는 이 시스템에 하나뿐이므로, 순효과는 자속이 방향 변경되는 방향과 반대 방향으로 외부로 적용된 자기장 밖으로 전기 도체를 내보내는 물리적인 힘입니다. 이 경우(모터), 전기 도체가 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기 도체, 전기,덕터는 기존의 전류를 위쪽으로 전달하고 외부 자기장은 뷰어에서 멀어지고 있으며 물리적 힘은 도체를 왼쪽으로 밀기 위해 작용합니다.이것이 전기 모터에서 토크가 발생하는 이유입니다.(그 후 전기모터는 도체가 자기장 밖으로 배출되면 다음 자기장 내에 배치되어 이 전환이 무기한 계속되도록 구성된다.)
패러데이의 법칙: 도체의 유도 기전력은 도체의 자속 변화율에 정비례합니다.
「 」를 참조해 주세요.
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레퍼런스
- ^ Fleming, John Ambrose (1902). Magnets and Electric Currents, 2nd Edition. London: E.& F. N. Spon. pp. 173–174.
- ^ Electrical4U. "Fleming's Left And Right Hand Thumb Rules Explained". www.electrical4u.com/. Retrieved 2021-03-22.
- ^ "Fleming's left-hand rule – Higher - Magnetic effects of currents and the motor effect - Eduqas - GCSE Physics (Single Science) Revision - Eduqas". BBC Bitesize. Retrieved 2021-03-22.
외부 링크
