मोटरों के लिए फ्लेमिंग का बाएँ हाथ का नियम

इलेक्ट्रिक मोटरों के लिए फ्लेमिंग का बाएँ हाथ का नियम दृश्य निमोनिक्स की जोड़ी में से एक है, दूसरा फ्लेमिंग का दाएँ हाथ का नियम है, जनरेटर के लिए इनकी उत्पत्ति 19वीं सदी के अंत में जॉन एम्ब्रोस फ्लेमिंग द्वारा विद्युत मोटर में गति की दिशा, या विद्युत जनरेटर में विद्युत प्रवाह की दिशा जानने के सरल विधि के रूप में की गई थी।

जब किसी प्रवाहकीय तार से धारा प्रवाहित होती है, और उस प्रवाह पर बाहरी चुंबकीय क्षेत्र लगाया जाता है, जिससे प्रवाहकीय तार उस क्षेत्र और धारा प्रवाह की दिशा दोनों के लंबवत बल का अनुभव करता है (अर्थात वह परस्पर लंबवत होते हैं)। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, बाएं हाथ को इस प्रकार से पकड़ा जा सकता है कि यह अंगूठे, तर्जनी और मध्यमा उंगली पर तीन परस्पर ऑर्थोगोनल अक्षों का प्रतिनिधित्व करता है। पुनः प्रत्येक उंगली को मात्रा (यांत्रिक बल, चुंबकीय क्षेत्र और विद्युत प्रवाह) दी जाती है। इस प्रकार दाएँ और बाएँ हाथ का उपयोग क्रमशः जनरेटर और मोटर के लिए किया जाता है।

समन्वय

• यांत्रिक बल की दिशा शाब्दिक है।
• चुम्बकीय क्षेत्र की दिशा उत्तर से दक्षिण की ओर होती है।
• विद्युत धारा की दिशा पारंपरिक धारा की दिशा धनात्मक से ऋणात्मक की ओर होती है।

पहला संस्करण

• अंगूठा चालक की गति की दिशा का प्रतिनिधित्व करता है।
• तर्जनी उंगली चुंबकीय क्षेत्र की दिशा का प्रतिनिधित्व करती है।
• मध्य उंगली धारा की दिशा को दर्शाती है।

दूसरा संस्करण

• अंगूठा संवाहक पर बल के परिणामस्वरूप होने वाली गति की दिशा को दर्शाता है
• पहली उंगली चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को दर्शाती है
• दूसरी उंगली धारा की दिशा को दर्शाती है।

तीसरा संस्करण

वैन डी ग्रैफ का फ्लेमिंग के नियमों का अनुवाद एफबीआई नियम है, जिसे सरलता से याद किया जा सकता है क्योंकि यह संघीय जांच ब्यूरो के प्रारंभिक अक्षर हैं।

चौथा संस्करण

• F (अंगूठा) संवाहक के बल की दिशा को दर्शाता है
• B (तर्जनी) चुंबकीय क्षेत्र की दिशा का प्रतिनिधित्व करती है
• I (मध्य की उंगली) धारा की दिशा को दर्शाती है।

यह F (लोरेंत्ज़ बल के लिए), B (चुंबकीय प्रवाह घनत्व के लिए) और I (विद्युत प्रवाह के लिए) के पारंपरिक प्रतीकात्मक मापदंडों का उपयोग करता है, और उन्हें क्रमशः अंगूठे की पहली उंगली और दूसरी उंगली पर उसी क्रम में (FBI) लगाता है।

• अंगूठा बल F है,
• पहली उंगली चुंबकीय प्रवाह घनत्व, B है
• दूसरी उंगली विद्युत धारा I है.

निःसंदेह, यदि स्मारिका को उंगलियों के मापदंडों की भिन्न व्यवस्था के साथ सिखाया (और याद किया जाता है) तो यह स्मारिका के रूप में समाप्त हो सकता है जो दोनों हाथों की भूमिकाओं को भी विपरीत देता है (मोटर्स के लिए मानक बाएं हाथ के अतिरिक्त, दाएँ हाथ के लिए) जेनरेटर के लिए हाथ)। इन प्रकारों को एफबीआई निमोनिक्स पृष्ठ पर अधिक पूर्ण रूप से सूचीबद्ध किया गया है।

पाँचवाँ संस्करण

(फ़ील्ड को फायर करें, बल अनुभव करो और धारा को खत्म करो) यह याद रखने की विधि है कि कौन सी उंगली किस मात्रा का प्रतिनिधित्व करती है, कुछ क्रियाओं का उपयोग करती है। सबसे पहले आपको अपनी उंगलियों को नकली बंदूक की तरह चलाना होगा, तर्जनी बंदूक की नली अनुसार प्रकार कार्य करेगी और अंगूठा हथौड़े की अनुसार कार्य करेगा। पुनः निम्नलिखित क्रियाएं करें:

• अपनी तर्जनी के माध्यम से फ़ील्ड को फायर करें
• अपने अंगूठे के माध्यम से बंदूक के बल को पीछे हटते हुए अनुभव करें
• अंत में आप धारा खत्म करते समय अपनी मध्यमा उंगली प्रदर्शित करते हैं

दाएँ हाथ और बाएँ हाथ के नियम के मध्य अंतर

इस प्रकार फ्लेमिंग के बाएँ हाथ के नियम का उपयोग विद्युत मोटरों के लिए किया जाता है, जबकि फ्लेमिंग के दाएँ हाथ के नियम का उपयोग विद्युत विद्युत जनरेटर के लिए किया जाता है। दूसरे शब्दों में, यदि किसी को गति उत्पन्न करनी है तो फ्लेमिंग के बाएं हाथ के नियम का उपयोग किया जाना चाहिए, जबकि यदि किसी को विद्युत् उत्पन्न करनी है तो फ्लेमिंग के दाहिने हाथ के नियम का उपयोग किया जाना चाहिए।

इस प्रकार कारण और प्रभाव के मध्य अंतर के कारण मोटर और जनरेटर के लिए भिन्न-भिन्न हाथों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

विद्युत मोटर में, विद्युत धारा और चुंबकीय क्षेत्र उपस्थित होते हैं (जो कारण हैं), और वह उस बल की ओर ले जाते हैं जो गति उत्पन्न करता है (जो प्रभाव है), और इसलिए बाएं हाथ के नियम का उपयोग किया जाता है। विद्युत जनरेटर में, गति और चुंबकीय क्षेत्र उपस्थित (कारण) होते हैं, और वह विद्युत प्रवाह (प्रभाव) के निर्माण की ओर ले जाते हैं, और इसलिए दाहिने हाथ के नियम का उपयोग किया जाता है।

इसका कारण स्पष्ट करने के लिए, विचार करें कि विभिन्न प्रकार की विद्युत मोटरों का उपयोग विद्युत जनरेटर के रूप में भी किया जा सकता है। ऐसी मोटर द्वारा संचालित वाहन को मोटर को पूरी प्रकार चार्ज बैटरी (विद्युत्) से जोड़कर उच्च गति तक बढ़ाया जा सकता है। यदि मोटर को पूर्ण रूप से चार्ज की गई बैटरी से भिन्न कर दिया जाए, और इसके अतिरिक्त पूरी प्रकार से फ्लैट बैटरी से जोड़ दिया जाए, तो वाहन की गति धीमी हो जाएगी। मोटर जनरेटर के रूप में कार्य करेगी और वाहन की गतिज ऊर्जा को वापस विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करेगी, जिसे पश्चात् में बैटरी में संग्रहीत किया जाएगा। चूँकि न तो गति की दिशा और न ही चुंबकीय क्षेत्र (मोटर/जनरेटर के अंदर) की दिशा परिवर्तित होती है, मोटर/जनरेटर में विद्युत प्रवाह की दिशा विपरीत गई है। यह ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम का पालन करता है (जनरेटर धारा को मोटर धारा का विरोध करना चाहिए, और ऊर्जा को अधिक ऊर्जावान स्रोत से कम ऊर्जावान स्रोत की ओर प्रवाहित करने की अनुमति देने के लिए सशक्त धारा अन्य पर भारी पड़ती है)।

नियमों का भौतिक आधार

फ्लक्स घनत्व (B) की दिशा का पूर्वानुमान, यह देखते हुए कि धारा I अंगूठे की दिशा में बहती है।

जब इलेक्ट्रॉन, या कोई भी आवेशित कण, एक ही दिशा में प्रवाहित होते हैं (उदाहरण के लिए, किसी विद्युत चालक में विद्युत धारा के रूप में, जैसे कि धातु के तार) तो वह बेलनाकार चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं जो संवाहक के चारों ओर लपेटता है (जैसा कि हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड द्वारा खोजा गया था) ).

इस प्रकार प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को मैक्सवेल के पेंचकश नियम द्वारा याद किया जा सकता है। अर्थात्, यदि पारंपरिक धारा दर्शक से दूर बह रही है, तो चुंबकीय क्षेत्र संवाहक के चारों ओर दक्षिणावर्त दिशा में चलता है, उसी दिशा में जिस दिशा में दर्शक से दूर जाने के लिए कॉर्कस्क्रू को मुड़ना पड़ता है। प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को कभी-कभी दाहिने हाथ के पकड़ नियम द्वारा भी याद किया जाता है, जैसा कि चित्रण में दर्शाया गया है, जिसमें अंगूठा पारंपरिक धारा की दिशा दिखाता है, और उंगलियां चुंबकीय क्षेत्र की दिशा दिखाती हैं। इस चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व की पुष्टि अपेक्षाकृत बड़े विद्युत प्रवाह वाले विद्युत संवाहक की परिधि के चारों ओर विभिन्न बिंदुओं पर चुंबकीय कंपास रखकर की जा सकती है।

इस प्रकार अंगूठा गति की दिशा दिखाता है और तर्जनी क्षेत्र रेखाएं दिखाती है और मध्यमा उंगली प्रेरित धारा की दिशा दिखाती है।

यदि बाहरी चुंबकीय क्षेत्र को क्षैतिज रूप से प्रयुक्त किया जाता है, जिससे यह इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह (तार संवाहक में, या इलेक्ट्रॉन बीम में) को पार कर जाए, तो दो चुंबकीय क्षेत्र परस्पर क्रिया करेंगे। माइकल फैराडे ने इसके लिए बल की काल्पनिक चुंबकीय रेखाओं के रूप में दृश्य सादृश्य प्रस्तुत किया था: वह संवाहक में संवाहक के चारों ओर संकेंद्रित वृत्त बनाते हैं; बाह्य रूप से प्रयुक्त चुंबकीय क्षेत्र में वह समानांतर रेखाओं में चलते हैं। यदि संवाहक के तरफ के लोग संवाहक के निकट के लोगों के विपरीत दिशा में (उत्तर से दक्षिण चुंबकीय ध्रुव तक) चल रहे हैं, तो उन्हें विक्षेपित किया जाएगा जिससे वह संवाहक के दूसरी तरफ से निकल सकें (क्योंकि बल की चुंबकीय रेखाएं ऐसा नहीं कर सकती हैं) क्रॉस करना या दूसरे के विपरीत दौड़ना)। परिणाम स्वरुप, संवाहक के उस तरफ छोटी सी स्थान में बड़ी संख्या में चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं होंगी, और संवाहक के मूल तरफ उनकी कमी होगी। चूँकि बल की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ अब सीधी रेखाएँ नहीं हैं, किन्तु विद्युत चालक के चारों ओर घूमने के लिए घुमावदार हैं, वह तनाव में हैं (फैले हुए इलास्टिक बैंड की प्रकार), चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा बंधी हुई है। चूँकि यह ऊर्जावान क्षेत्र अब अधिकतर निर्विरोध है, दिशा में इसका निर्माण या निष्कासन - न्यूटन के गति के नियमों के अनुरूप - न्यूटन के गति के तीसरे नियम - विपरीत दिशा में बल बनाता है। चूँकि इस प्रणाली में इस बल के कार्य करने के लिए केवल ही गतिशील वस्तु (विद्युत चालक) है, इस प्रकार शुद्ध प्रभाव भौतिक बल है जो विद्युत चालक को बाह्य रूप से प्रयुक्त चुंबकीय क्षेत्र से विपरीत दिशा में बाहर निकालने के लिए कार्य करता है। इस प्रकार चुंबकीय प्रवाह को पुनर्निर्देशित किया जा रहा है - इस स्थिति में (मोटर्स), यदि संवाहक पारंपरिक धारा को ऊपर की ओर ले जा रहा है, और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र दर्शक से दूर जा रहा है, जिससे भौतिक बल संवाहक को 'बाएं' की ओर धकेलने का कार्य करेगा। इलेक्ट्रिक मोटर में टॉर्कः का यही कारण है। (तब इलेक्ट्रिक मोटर का निर्माण किया जाता है जिससे संवाहक को चुंबकीय क्षेत्र से बाहर निकालने के कारण इसे अगले चुंबकीय क्षेत्र के अंदर रखा जा सके, और इस स्विचिंग को अनिश्चित काल तक जारी रखा जा सके।)

इस प्रकार फैराडे का प्रेरण नियम|फैराडे का नियम कहता है कि किसी चालक में प्रेरित विद्युत वाहक बल चालक में चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के सीधे आनुपातिक होता है।

पॉप संस्कृति

• 2013 के वीडियो गेम मेटल गियर राइजिंग: रिवेंजेंस में, कैरेक्टर मॉनसून अपनी लड़ाई के समय फ्लेमिंग के लेफ्ट-हैंड रूल का विभिन्न बार उल्लेख करता है और उसका उपयोग करता है।

यह भी देखें

• फ्लेमिंग का दाएँ हाथ का नियम या जेनरेटर के लिए फ्लेमिंग का दाएँ हाथ का नियम

बाहरी संबंध

• Diagrams at magnet.fsu.edu