Lenz regel

Lenz regel bestämmer induktionsströmmens riktning och säger:

Induktionsströmmen har alltid en sådan riktning att den försvagar effekten av orsaken som exciterar denna ström.

Regeln formulerades 1833 av E. H. Lenz . Det generaliserades senare till alla fysiska fenomen av Le Chatelier ( 1884 ) och Brown ( 1887 ), denna generalisering är känd som Le Chatelier-Brown-principen .

En spektakulär demonstration av Lenz styre är Elihu Thomsons experiment .

Regelns fysiska väsen

Enligt Faradays lag om elektromagnetisk induktion, när det magnetiska flödet ändras och penetrerar den elektriska kretsen, exciteras en ström i den , kallad induktion. Storleken på den elektromotoriska kraft som är ansvarig för denna ström bestäms av ekvationen [1] :

där minustecknet betyder att den inducerade emk verkar så att den inducerade strömmen hindrar flödet från att förändras. Detta faktum återspeglas i Lenz regel.

Lenz regel är av generaliserad karaktär och är giltig i olika fysiska situationer, som kan skilja sig åt i en specifik fysisk mekanism för excitation av den induktiva strömmen. Så om en förändring i det magnetiska flödet orsakas av en förändring i kretsens område (till exempel på grund av rörelsen av en av sidorna av en rektangulär krets), så exciteras induktionsströmmen genom att Lorentz kraftverkar på ledarens elektroner som förflyttas i ett konstant magnetfält. Om förändringen i det magnetiska flödet är associerad med en förändring i storleken på det externa magnetfältet, exciteras induktionsströmmen av ett elektriskt virvelfält som uppstår när magnetfältet ändras. I båda fallen är emellertid induktionsströmmen riktad på ett sådant sätt att den kompenserar för förändringen i magnetfältsflödet genom kretsen.

Om ett externt magnetfält som penetrerar en fast elektrisk krets skapas av en ström som flyter i en annan krets, så kan induktionsströmmen riktas både i samma riktning som den externa, och i motsatt riktning: det beror på om den externa strömmen minskar eller ökar. Om den externa strömmen ökar, ökar magnetfältet som skapas av det och dess flöde, vilket leder till uppkomsten av en induktionsström som minskar denna ökning. I detta fall riktas induktionsströmmen i motsatt riktning mot huvudströmmen. I det motsatta fallet, när den externa strömmen minskar med tiden, leder en minskning av det magnetiska flödet till exciteringen av en induktionsström som tenderar att öka flödet, och denna ström riktas i samma riktning som den externa strömmen.

Länkar

• Demonstration av Lenz-regeln på exemplet med Petraevsky-enheten (video)

Anteckningar

1. ↑ Sivukhin D. V. § 64. Elektromagnetisk induktion // Fysik allmän kurs. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Elektricitet. - S. 265. - 688 sid.