Lenzin laki: määritelmä ja ratkaistut harjoitukset

THE Lenzin laki on yleistys lain Faraday, joka kuvaa induktiosähkömagneettinen. Lenzin lain mukaan a magneettivuon vaihtelu se muodostuu aina tavalla, joka vastustaa tätä vaihtelua.

Ennen tämän artikkelin jatkamista on tärkeää, että ymmärrät täysin joitain Faradayn lain peruskäsitteitä, joten suosittelemme, että tutustut tekstissämme elektromagneettinen induktio.

Katso myös:Muuntajien toiminta ja suhde Lenzin lakiin

Lenzin laki

THE Lenzin laki osoittaa, mikä napaisuus sähkömoottorin voima indusoitu silmukassa sen suunnan mukaan, johon magneettivuon vaihtelu kelan tai kelan yli. Luonut HeinrichLenz, tämän lain voidaan ymmärtää täydentävän Faradayn lakia periaatteen mukaisesti suojeluantaaenergiaa.

Kuvassa on esitetty yksinkertainen koe, joka voidaan tehdä Lenzin lain osoittamiseksi.

Matemaattisesti lakisisäänLenz se on vain negatiivinen merkki, joka johtuu induktiosähkömagneettinen, katso kaava:

ε - indusoitu sähkömoottorivoima (V - volttia)

ΔΦ - magneettivuon vaihtelu (Wb - Weber tai T / m²)

t –Väli (t)

Kaavan negatiivinen merkki osoittaa, että indusoidun sähkömoottorin voiman (ε) on oltava magneettivuon vaihtelun vastainen ΔΦ.

Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)

Indusoidun sähkövirran suunta

Tietää merkitys sähkövirta indusoituna tai jopa magneettikentän kautta, on välttämätöntä, että ensin tiedämme oikean käden sääntö. Tässä säännössä todetaan, että suunta ja merkitys magneettikenttä luoma a ketjusähköinen ne voidaan määrittää eleellä sulkemalla käden sormet isovarren ympäri, joka on osoitettava suuntaan, johon virta kulkee johtimen läpi. Tällöin magneettikentän tulisi osoittaa samamielessä että sormetantaakäsi, kuten kuvassa on esitetty:

Oikean käden säännön avulla voit löytää magneettikentän tai sähkövirran suunnan.

Tämän säännön perusteella milloin lähestyä vuoro johtava / napapohjoinen yhdellä magneetti, tämä tuottaa magneettikentän, joka vastustaa että lisääntynyt magneettivuo sen sisätiloissa, ts. se tuottaa magneettisen pohjoisen karkottaakseen magneetin syötteen. Katso kuvaa:

Kuvassa alareunassa oleva nuoli osoittaa sähkövirran suunnan, tässä tapauksessa vastapäivään.

Jotta pohjoinen napaisuus vastustaisi magneetin pohjoisnavan sisäänmenoa, kelan läpi kulkeva indusoitu virta on muodostettava vastapäivään kuvan osoittamalla tavalla:

Tässä tilanteessa näytetään hieman erilainen tapaus, jossa napapohjoinen magneetin kävellä pois johtavan silmukan. Kun näin tapahtuu, spiraali pyrkii vastustaaettäpoistaminen ja siksi se tuottaa a napaeteläänmagneettinen edessäsi, niin houkutellamagneetti joka siirtyy pois. Magneettikentän on siis tuotettava a sähkövirta joka virtaa myötäpäivään, huomaa:

Lopuksi toimme kuvan, jossa havainnollistetaan mahdollisia tilanteita, joissa pohjoisnavan lähestyminen ja lähtö tapahtuu, sekä magneettisen etelänavan lähestymistä ja lähtöä:

Kuvassa magneetin magneettikenttä on kirjoitettu sinisellä (B), kun taas keloissa indusoitu magneettikenttä on kirjoitettu punaisella. ΔB puolestaan ​​osoittaa magneettikentän vaihtelusuunnan kussakin tilanteessa.

Katsomyös: Yhteenveto tärkeimmistä elektrostaatikoista

Ratkaistu harjoituksia Lenzin laista

Kysymys 1) Valitse sähkömagneettisen induktion ilmiöstä vain väärät vaihtoehdot.

I - Kun magneetti lähestytään johtavaa silmukkaa, silmukan indusoitu magneettikenttä syntyy vastustamaan magneetin kulkua.

II - Kun yritämme kuljettaa magneettia kelan sisäpuolen läpi, kelassa indusoituu magneettikenttä magneetin kulkemisen suosimiseksi.

III - Jos magneetilla on nolla suhteellinen nopeus kelaan nähden, sähkömoottorin voima kelassa indusoitu ei ole nolla.

Ovat väärät:

a) I ja II

b) II ja II

c) I, II ja III

d) I ja III

e) II ja III

Sapluuna: Kirjain e

Resoluutio:

Katsotaanpa vaihtoehtoja:

Minä - TOTTA. Indusoitu magneettikenttä vastustaa aina magneettikentän vuon vaihtelua.

II - VÄÄRÄ. Tässä tapauksessa indusoitu magneettikenttä yrittää saada magneetin pysähtymään.

III - VÄÄRÄ. Siinä tapauksessa, että magneetin ja silmukan välillä ei ole suhteellista nopeutta, ei aiheudu sähkömoottoria.

Analysoimalla vastauksia näemme, että väärät vaihtoehdot ovat kirjaimet II ja III, joten vastaus on kirjain E.

Kysymys 2) Magneetin magneettinen etelänapa on kohti johtavaa silmukkaa, kun silmukka liikkuu poispäin. Valitse kuvatun tilanteen suhteen oikea:

I - Käämi vetää magneettia.

II - Spiraali hylkää magneetin.

III - Silmukkaan muodostuvalla sähkövirralla on myötäpäivään suunta.

IV - Sähkövirran suuntaa ei voida tietää, koska emme tiedä onko silmukka magneetin oikealla vai vasemmalla puolella.

Ne ovat oikein:

a) I ja II

b) I, II ja III

c) I ja IV

d) II ja III

e) III ja IV

Sapluuna: Kirjain C

Resoluutio:

Kuvatussa tapauksessa johtava silmukka tuottaa magneettisen pohjoisnavan magneetin läheisyyteen houkutellakseen sitä vastakkain sen lisäksi, koska emme tiedä magneetin ja kelan järjestelyä, ei ole mahdollista ilmoittaa sähkövirran suuntaa kelassa. Siksi oikea vaihtoehto on C-kirjain.

Minun luona. Rafael Helerbrock