Lenzin sääntö

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 5. toukokuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

Lenzin sääntö määrittää induktiovirran suunnan ja toteaa:

Induktiovirralla on aina sellainen suunta, että se heikentää tämän virran herättävän syyn vaikutusta.

— Sivukhin DV § 65. Lenzin sääntö // Fysiikan yleinen kurssi. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Sähkö. - S. 268. - 688 s.

Säännön muotoili vuonna 1833 E. H. Lenz . Le Chatelier ( 1884 ) ja Brown ( 1887 ) yleistivat sen myöhemmin kaikkiin fysikaalisiin ilmiöihin , tämä yleistys tunnetaan Le Chatelier-Brownin periaatteena .

Näyttävä osoitus Lenzin hallinnosta on Elihu Thomsonin kokeilu .

Säännön fyysinen olemus

Faradayn sähkömagneettisen induktion lain mukaan, kun magneettivuo muuttuu , tunkeutuu sähköpiiriin, siinä viritetään virta , jota kutsutaan induktioksi. Tästä virrasta vastaavan sähkömotorisen voiman suuruus määräytyy yhtälön [1] avulla : $\Phi$

{\mathcal {E}}^{ind}=-{\frac {d\Phi }{dt)),

jossa miinusmerkki tarkoittaa, että indusoitu emf toimii niin, että indusoitunut virta estää vuon muuttumisen. Tämä tosiasia heijastuu Lenzin sääntöön.

Lenzin sääntö on luonteeltaan yleistetty ja pätee erilaisissa fysikaalisissa tilanteissa, jotka voivat poiketa tietyssä fysikaalisessa mekanismissa induktiivisen virran herättämiseksi. Joten, jos magneettivuon muutos johtuu muutoksesta piirin alueella (esimerkiksi suorakaiteen muotoisen piirin yhden sivun liikkeen vuoksi), induktiovirta herätetään Lorentzin väkivallalla jatkuvassa magneettikentässä liikkuviin johtimen elektroneihin. Jos magneettivuon muutos liittyy ulkoisen magneettikentän suuruuden muutokseen, niin induktiovirtaa herättää pyörresähkökenttä , joka ilmaantuu magneettikentän muuttuessa. Molemmissa tapauksissa induktiovirta on kuitenkin suunnattu siten, että se kompensoi piirin läpi kulkevan magneettikentän vuon muutosta.

Jos kiinteään sähköpiiriin läpäisevä ulkoinen magneettikenttä syntyy toisessa piirissä kulkevasta virrasta, niin induktiovirta voidaan ohjata sekä samaan suuntaan kuin ulkoinen että vastakkaiseen suuntaan: riippuu siitä, onko ulkoinen virta vähenee tai kasvaa. Jos ulkoinen virta kasvaa, sen luoma magneettikenttä ja sen vuo kasvavat, mikä johtaa induktiovirran ilmestymiseen, joka vähentää tätä kasvua. Tässä tapauksessa induktiovirta suunnataan päävirtaan nähden vastakkaiseen suuntaan. Päinvastaisessa tapauksessa, kun ulkoinen virta pienenee ajan myötä, magneettivuon pieneneminen johtaa induktiovirran virittymiseen, joka pyrkii lisäämään vuota, ja tämä virta suuntautuu samaan suuntaan kuin ulkoinen virta.

Linkit

Lenzin säännön esittely Petrajevskin laitteen esimerkissä (video)

Muistiinpanot

↑ Sivukhin D. V. § 64. Sähkömagneettinen induktio // Fysiikan yleinen kurssi. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Sähkö. - S. 265. - 688 s.