Lenzův zákon: definice a řešená cvičení

THE Lenzův zákon je zobecněním zákon z faraday, který popisuje fenomén indukceelektromagnetické. Podle Lenzova zákona byla elektromotorická síla vyvolaná a variace magnetického toku vždy bude vytvořeno v tom smyslu, který je proti této variantě.

Než budeme pokračovat v tomto článku, je důležité, abyste plně porozuměli některým základním pojmům Faradayova zákona, a proto vám doporučujeme podívat se na náš text o fenoménu elektromagnetická indukce.

Podívejte se také:Jak fungují transformátory a jejich vztah k Lenzovu zákonu

Lenzův zákon

THE Lenzův zákon označuje polaritu elektromotorická síla indukované ve smyčce podle směru, ve kterém variace magnetického toku přes tu cívku nebo cívku. Vytvořil HeinrichLenz, tento zákon lze chápat jako doplněk Faradayova zákona v souladu se zásadou zachovánídáváenergie.

Obrázek ilustruje jednoduchý experiment, který lze provést k prokázání Lenzova zákona.

Matematicky zákonvLenz je to jen negativní znaménko připisované zákonu indukceelektromagnetické, podívejte se na vzorec:

ε - indukovaná elektromotorická síla (V - volty)

ΔΦ - variace magnetického toku (Wb - Weber nebo T / m²)

t –Časové intervaly

Záporné znaménko vzorce znamená, že polarita indukované elektromotorické síly (ε) musí být v rozporu s variací magnetického toku ΔΦ.

Směr indukovaného elektrického proudu

Znát význam elektrický proud indukované, nebo dokonce z magnetického pole, je nutné, abychom nejprve věděli pravidlo pravé ruky. Toto pravidlo uvádí, že směr a význam magnetické pole generované a řetězelektrický lze je určit gestem sevření prstů ruky kolem palce, které musí směřovat ve směru, kterým proud prochází vodičem. V takovém případě by magnetické pole mělo směřovat k stejnýsmysl že prstydáváruka, jak je znázorněno na obrázku:

Pravidlo pro pravou ruku umožňuje zjistit směr magnetického pole nebo elektrického proudu.

Na základě tohoto pravidla, kdy přístup obrat vodivý z pólseverní na jednom magnet, toto vytvoří magnetické pole, které oponuje do zvýšený magnetický tok ve svém vnitřku, to znamená, že vytvoří magnetický sever, aby odrazil vstup magnetu. Podívej se na obrázek:

Na obrázku šipka dole ukazuje směr elektrického proudu, v tomto případě proti směru hodinových ručiček.

Aby severní polarita bránila vstupu severního pólu magnetu, musí být indukovaný proud, který prochází cívkou, vytvořen proti směru hodinových ručiček, jak je znázorněno na obrázku:

V situaci ukážeme trochu jiný případ, ve kterém pólseverní magnetu jít pryč vodivé smyčky. Když k tomu dojde, spirála bude mít tendenci oponovatdoodstranění a proto bude produkovat a póljižnímagnetické před vámi, tak přilákatmagnet který se vzdaluje. Magnetické pole proto musí být vytvářeno a elektrický proud který teče ve směru hodinových ručiček, všimněte si:

Nakonec jsme přinesli obrázek, na kterém jsou znázorněny možné situace, ve kterých dochází k přiblížení a odjezdu severního pólu, stejně jako přiblížení a odchod magnetického jižního pólu:

Na obrázku je magnetické pole magnetu psáno modře (B), zatímco magnetické pole indukované v cívkách je psáno červeně. ΔB zase označuje směr variace magnetického pole v každé situaci.

Dívej setaky: Souhrn toho, co je na elektrostatice nejdůležitější

Vyřešené cvičení k Lenzovu zákonu

Otázka 1) U fenoménu elektromagnetické indukce zaškrtněte pouze falešné alternativy.

I - Když je magnet přiblížen k vodivé smyčce, vzniká indukované magnetické pole ve smyčce, které brání průchodu magnetu.

II - Když se pokusíme projít magnetem uvnitř cívky, indukuje se v cívce magnetické pole, které zvýhodňuje průchod magnetu.

III - V případě, že magnet má nulovou relativní rychlost ve vztahu k cívce, je elektromotorická síla indukované v cívce bude nenulové.

Jsou nepravdivé:

a) I a II

b) II a II

c) I, II a III

d) I a III

e) II a III

Zpětná vazba: Písmeno e

Řešení:

Podívejme se na alternativy:

Já - SKUTEČNÝ. Indukované magnetické pole vždy stojí proti kolísání toku magnetického pole.

II - NEPRAVDIVÉ. V tomto případě se indukované magnetické pole pokusí zastavit pohyb magnetu.

III - NEPRAVDIVÉ. V případě, že mezi magnetem a smyčkou není žádná relativní rychlost, nebude docházet k indukované elektromotorické síle.

Při analýze odpovědí vidíme, že falešnými alternativami jsou písmena II a III, takže odpovědí je písmeno E.

Otázka 2) Když se tato smyčka vzdaluje, magnet má svůj magnetický jižní pól obrácený k vodivé smyčce. Ve vztahu k popsané situaci zaškrtněte, co je správné:

I - Cívka přitahuje magnet.

II - Magnet bude spirálou odpuzován.

III - Elektrický proud vytvořený ve smyčce bude mít směr hodinových ručiček.

IV - Není možné znát směr elektrického proudu, protože nevíme, zda je smyčka napravo nebo nalevo od magnetu.

Mají pravdu:

a) I a II

b) I, II a III

c) I a IV

d) II a III

e) III a IV

Zpětná vazba: Písmeno C.

Řešení:

V popsaném případě bude vodivá smyčka vytvářet magnetický severní pól v blízkosti magnetu, aby jej přitáhla, a tak se postavila proti jeho dále, protože neznáme uspořádání magnetu a cívky, není možné určit směr elektrického proudu indukované v cívce. Správnou alternativou je tedy písmeno C.

Podle mě. Rafael Helerbrock