Savais-tu qu'un fil conducteur de courant dans un champ magnétique subit une force ? Cette force est appelée force électromotrice, ou FEM .Cette propriété est à la base de tous les moteurs et générateurs électriques modernes. Nous savons donc qu'une force est induite sur le conducteur porteur de courant, mais comment connaître sa direction ? Si seulement il existait une méthode facile à appliquer dans presque toutes les conditions. Attends ! La règle de la main gauche de Fleming permet justement de le faire.À la fin du 19e siècle, John Ambrose Fleming a découvert une méthode importante qui permet de déterminer la direction de cette force électromotrice. Fleming a conçu une méthode simple pour trouver la direction de la force, du courant et du champ magnétique, et pour améliorer les choses, tout ce dont tu as besoin, c'est de ta main gauche !
La règle de la main gauche de Fleming indique la direction de la poussée sur un conducteur transportant un courant dans un champ magnétique, Wikimedia Commons.
La règle stipule que sinous étirons le pouce, le majeur et l'index de la main gauche de telle manièrequ'ils forment un angle de, alors le pouce pointera dans la direction de la force, lemajeur pointera dans la direction du courantet l'index représentera la direction du champ magnétique.
Un moyen facile de s'en souvenir est d'utiliser l'acronyme FBI, où les lettres représententles propriétés définies ci-dessus. Les lettres représentent chacun des doigts en commençant par le pouce et en terminant par le majeur. Travaillons maintenant sur quelques exemples de problèmes simples où nous pouvons appliquer la règle de la main gauche de Fleming.
Exemples de la règle de la main gauche de Fleming
Imagine un fil traversant l'écran de l'ordinateur, où le courant circule de la gauche vers la droite de l'écran et où le champ magnétique externe circule du haut vers le bas de l'écran. Quelle sera la direction de la force exercée sur le conducteur ?
Étant donné la direction du courant et du champ magnétique, la force ou la poussée sera dirigée vers l'écran, StudySmarter Originals.
En utilisant la règle de la main gauche de Fleming, place l'index et le majeur dans la direction du champ magnétique et du courant, respectivement. Le pouce sera dirigé vers l'écran, la force est donc dirigée vers l'écran.
Imagine un fil placé sur le sol, transportant un courant qui circule du sud vers le nord. Il subit une force vers l'est. Le champ magnétique pointe-t-il vers le sol ou vers le ciel ?
La direction du champ magnétique externe peut être trouvée en utilisant la règle de la main gauche de Fleming. en alignant le pouce et l'index dans la direction du courant et de la force, StudySmarter Originals.
En plaçant le majeur dans le sens du courant et le pouce vers l'est, on constate que le champ magnétique pointe vers le ciel.
Après ces exemples introductifs, voyons un cas d'utilisation dans lequel la règle de la main gauche de Fleming peut être appliquée.
Cas d'utilisation de la règle de la main gauche de Fleming
La règle de la main gauche de Fleming peut être appliquée dans le circuit d'un moteur électrique, où elle peut être utilisée pour déterminer la force agissant sur le fil conducteur de courant présent à l'intérieur du moteur électrique.
L'image montre le fonctionnement d'un moteur électrique grâce à l'interaction de la bobine porteuse de courant et du champ magnétique, StudySmarter Originals.
Application de la règle de la main gauche de Fleming
La figure ci-dessus montre le fonctionnement d'un moteur électrique. Nous voyons que le courant entre dans la boucle par le bras droit. Pointe le majeur dans la direction du courant dans le bras droit de la bobine. L'indexpointe vers le pôle sud car il représente la direction du champ magnétique(du nord au sud). En pointant le majeur dans la direction du courant, tu obtiendras la direction de la force exercée sur les deux bras de la bobine, comme le montre l'image. En conclusion, la bobine subit deux forces égales en magnitude mais opposées en direction, qui sont responsables de l'entraînement du moteur électrique.
Un couple est une paire de forces égales et opposées agissant sur l'une ou l'autre des extrémités d'un corps. L'ensemble de ces forces peut faire tourner un objet autour de son centre. Les forces dues à l'effet moteur exercent un couple sur le fil conducteur de courant à l'intérieur du moteur électrique.
Différence entre la règle de la main gauche et la règle de la main droite
Dans la règle de droite, le pouce indique la direction du mouvement du conducteur, Wikimedia Commons.
Fleming dispose également d'une règle de droite, qui est utilisée dans le cadre de l'induction électromagnétique.
L'induction électromagnétique est le phénomène grâce auquel un courant est induit dans un conducteur lorsque le champ magnétique qui l'entoure fluctue.
Ici, le pouce indique le mouvement du conducteur au lieu de la force sur le conducteur. Ces deux directions sont opposées l'une à l'autre, il est donc important de se souvenir de cette différence majeure avec la fonction du pouce dans la règle de Fleming pour la main gauche. L'index et le majeur ont tous deux la même fonction que dans la règle de la main gauche. Nous constatons que cette règle de la main droite nous dit la même chose que la règle de la main gauche de Fleming. Nous pouvons également le constater en plaçant les index de nos mains l'un contre l'autre, puis en plaçant les majeurs l'un contre l'autre : nos pouces pointent dans des directions opposées, affichant la différence de leur fonction entre les deux règles de la main. Il est important de connaître la différence entre ces deux règles.
Importance de la règle de la main gauche de Fleming
La règle de la main gauche de Fleming est importante car elle fournit un moyen simple et précis de trouver la direction de la force subie par un conducteur porteur de courant dans un champ magnétique, étant donné que tu connais à la fois la direction du courant et celle du champ magnétique. Nous avons vu l'importance de cette règle dans le cas d'utilisation d'un moteur électrique, où nous pouvions facilement identifier la direction dans laquelle la force agit sur les bras d'un moteur électrique. Si l'on considère que le fonctionnement de l'électromoteur (d'ailleurs très important) est bien compris en partie grâce à la règle de la main gauche de Fleming, on peut en conclure que la règle de la main gauche de Fleming est, bien qu'indirectement, importante dans la vie de tous les jours également.
Règle de la main gauche de Fleming - Principaux points à retenir
La règle de la main gauche de Fleming stipule que le pouce pointe dans la direction de la force.l'index pointera dans la direction du champ magnétique, et le majeur pointera dans la direction du courant. Un moyen mnémotechnique est le FBI.
La règle de la main droite de Fleming stipule que le pouce pointe dans la direction du mouvement du conducteur, l'index pointe dans la direction du champ magnétique, et le majeur pointe dans la direction du courant induit.
Attention à la différence de fonction du pouce entre les deux règles de la main de Fleming.
La règle de la main gauche de Fleming peut être utilisée pour identifier la direction des forces dans un moteur électrique.
La règle de la main droite de Fleming peut être utilisée pour identifier le sens du courant induit dans un générateur électrique.
Apprends plus vite avec les 8 fiches sur Règle de la main gauche de Fleming
Inscris-toi gratuitement pour accéder à toutes nos fiches.
Questions fréquemment posées en Règle de la main gauche de Fleming
Qu'est-ce que la règle de la main gauche de Fleming?
La règle de la main gauche de Fleming est une méthode utilisée pour déterminer la direction de la force, du champ magnétique et du courant dans un conducteur.
Comment utiliser la règle de la main gauche de Fleming?
Pour utiliser la règle de la main gauche de Fleming, placez votre pouce, index et majeur à angle droit: le pouce indique la force, l'index le champ magnétique et le majeur le courant.
Pourquoi la règle de la main gauche de Fleming est-elle importante?
La règle de la main gauche de Fleming est importante car elle aide à comprendre et à prédire le comportement des moteurs électriques et des générateurs.
Qui a inventé la règle de la main gauche de Fleming?
La règle de la main gauche de Fleming a été inventée par le physicien britannique John Ambrose Fleming.
How we ensure our content is accurate and trustworthy?
At StudySmarter, we have created a learning platform that serves millions of students. Meet
the people who work hard to deliver fact based content as well as making sure it is verified.
Content Creation Process:
Lily Hulatt
Digital Content Specialist
Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models’ (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.