Электродвигатели повсюду: от огромных промышленных машин до настолько маленьких устройств, что их невозможно увидеть без микроскопа. Технология, используемая для этих двигателей, может различаться в зависимости от конфигурации и применения, но, как правило, все они основаны на одних и тех же идеях электромагнетизма для создания движения. Чтобы точно понять, как электрический ток взаимодействует с магнитным полем, важно знать правило левой руки.
Правило левой руки — это метод, используемый для прогнозирования направления движения, возникающего, когда электрический проводник пропускает ток, находясь в магнитном поле. Чтобы использовать его, расположите левую руку так, чтобы большой палец был направлен вверх, указательный палец был направлен вперед, а средний палец — вправо. В конечном результате все углы должны быть прямыми. Ваш указательный палец представляет направление магнитного поля, движущегося от северного полюса к южному. Ваш средний палец указывает в направлении обычного потока электрического тока. Затем ваш большой палец показывает направление силы, действующей на проводник, которая определяет направление движения внутри двигателя.
Сила, представленная в Правиле левой руки, известна как сила Лоренца, которая создает силу, приводящую в движение электродвигатель. Само правило было разработано британским физиком и инженером Джоном Амброузом Флемингом, который использовал его, чтобы помочь своим ученикам понять, как направление тока и магнитных полей влияет на силы, действующие в электрических системах.
Понимание правила правой руки
Основные идеи, лежащие в основе правила левой руки Флеминга, присутствуют в электродвигателях, которыми многие люди пользуются каждый день. Сюда входят двигатели, работающие от постоянного тока, обычно встречающиеся в аккумуляторных электроинструментах, робототехнике и других устройствах, для эффективной работы которых требуется точное управление. Это также относится к двигателям переменного тока, которые приводят в действие все: от потолочных вентиляторов и стиральных машин до систем отопления, вентиляции и кондиционирования, насосов и более крупного оборудования. Хотя конструкция этих двигателей может различаться, все они зависят от взаимодействия между электрическим током и магнитными полями, обеспечивающими движение.
В то время как правило левой руки используется для электродвигателей, правило правой руки используется для генераторов. Это правило определяет направление тока, возникающего при движении проводника в магнитном поле. Чтобы воспользоваться правилом, вытяните большой, указательный и средний пальцы правой руки так, чтобы они смотрели под прямым углом. Большой палец указывает направление движения проводника, а указательный палец показывает направление магнитного поля с севера на юг. Средний палец показывает направление тока.
Правило правой руки применимо к множеству устройств, многие из которых ежедневно используются людьми в реальных приложениях. Сюда входят ручные фонарики для кемпинга, гидроэлектрогенераторы, велосипедные динамо-машины, ветряные турбины и многое другое. Поскольку правило правой руки — это более простой способ понять взаимосвязь между движением, магнитными полями и током, легче понять работу многих энергогенерирующих систем.
