フレミングの法則~電気入門~

皆さんこんにちは!NORIです!

今回は重要法則!「フレミングの法則」について解説していきます。

この記事をご覧になっている皆様も中学校理科あたりで習ったかと思います。…..懐かしいですよね。

電気を生業にしていない方でも結構な方が認知している、大変有名な法則かと思いますので、ご存じの方は多いかと思います。しかし、いざ学び直しとなると「あれ?どの指がどれだっけ?」「右手と左手とどう違うんだっけ?」という方も少なくないかと思います。

そこで当記事では、フレミングの法則に関する説明簡単な覚え方をふまえて、軽く例題を解いてみましょう。

フレミングの法則に関して、すこしレベルが上がると、「外積」というワードが登場しますが、ここでは簡単のため触れません。

したがって手首をくるくるすることになりますが、試験会場でやっても何も恥ずかしいことではないです。私は今でもやります(笑)

フレミングの左手の法則

まずはフレミングの左手の法則です。

フレミングの左手の法則は「導体に流れる電流の向き」「磁界の向き」が分かっていて、「導体に働く力の向き」を知りたいときに用います。すなわち、一言で言うと「モーター」です。

↓<画像1>をご覧ください。

<画像1>

イラストにある通り、中指が「導体に流れる電流の向き」、人差し指が「導体に加わる磁界の向き」、親指が「導体に働く力の向き」です。ここで覚え方としては手をイラストのようにして、右手で該当する指をさしながら、中指から「」と三回唱えましょう。

ちなみに私は「電!磁!ろう(力)!」(某先生の名前です)で覚えましたが、ろう(力)が無理やりですね。

この後例題を出しますが、その前に「電流の方向」の表現について補足をしておきます。

補足①~電流の方向の表現方法~

電流の方向の表現は↓<画像2>のようになります。

<画像2>

電流の進行方向の表現は、弓矢からインスピレーションを得ています。具体的には、

〇の中に「バッテン×」で”手前から奥に向かっている

〇の中に「点・」で”奥から手前に来ている”

 

といった表現を用います。この表現は今後当然のように用いられますので、必ず理解してください。

例題

では例題を行いましょう。

導体には画面手前から奥に向かって電流が流れていて、磁石から下向きに磁界が加えられています。導体の進行方向はどちらでしょうか?
<画像3>

左手の各指の方向としましては、中指が奥向き人差し指を下向きにすると親指は”左向き”となります。

したがって答えは、

左向き
となります。

以上が「フレミングの左手の法則」の簡単な概要になります。ここまでで皆さんは「導体にかかる力の向き」が理解できたことになります。ということは、直流モーターにおける回転子の回転方向も理解することが出来ます。↓以下参照リンク

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フレミングの右手の法則

フレミングの左手の法則は「モーター」。ではフレミングの右手の法則はどのような場合に用いるのでしょうか?

結論を言うと、フレミングの右手の法則は「発電」の時に用います。

<画像4>

↑<画像4>を参照していただくと分かるかと思いますが、各指に該当する要素は、フレミングの左手の法則の場合と同様になります。

では左手の法則との違いが何であるかというと、

磁界の向き」と「導体の動く方向」が既知であり「電流の方向」が知りたいときに用いるということです。

ここで注意が必要なのが、

親指は「”導体”の動く向き」

であるということです。

この注意事項を意識して、次の例題を考えてみましょう。

例題

磁石から発せられる磁界の方向は下向き。磁石の移動方向は右向き。導体は静止しています。導体にはどちら向きに電流が流れるでしょうか?
<画像5>

右手の各指の方向としましては、人差し指が下向き親指を左向きにすると中指は”手前向き”となります。

したがって答えは、

手前向き
となります。

上で少し強調しましたが、ポイントは「導体”の動く向き」です。

「磁石をに動かす&導体は静止」の状態と「磁石を静止&導体をに動かす」は同じと考えることが出来るのです。どちらを基準とするかの問題です。

ここで誤って、磁石の動く方向に親指を向けてしまうと電流は逆方向になってしまいますので注意してください。

終わりに

フレミングの法則はこれから電気を学んでいくうえで、非常に重要な法則です。ここをしっかり押さえて、楽しく電気を学んでいきましょう。

それではここまでで終わりたいと思います。

お疲れさまでした(*_ _)

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