Legge di Lenz: definizione ed esercizi risolti

IL legge di Lenz è una generalizzazione di legge di faraday, che descrive il fenomeno di induzioneelettromagnetico. Per la legge di Lenz, la forza elettromotrice indotta da a variazione del flusso magnetico si formerà sempre in un senso che si oppone a questa variazione.

Prima di procedere con questo articolo, è importante che tu comprenda a fondo alcuni concetti fondamentali della legge di Faraday, quindi ti suggeriamo di dare un'occhiata al nostro testo sul fenomeno della induzione elettromagnetica.

Vedi anche:Come funzionano i trasformatori e la loro relazione con la legge di Lenz

Legge di Lenz

IL legge di Lenz indica quale sia la polarità del forza elettromotiva indotto in un ciclo, secondo la direzione in cui il variazione del flusso magnetico su quella bobina o bobina. Creato da HeinrichLenz, tale legge può essere intesa come un complemento alla legge di Faraday, nel rispetto del principio di conservazionedàenergia.

La figura illustra un semplice esperimento che può essere fatto per dimostrare la legge di Lenz.

Matematicamente, il leggenelLenz è solo un segno negativo attribuito alla legge di induzioneelettromagnetico, guarda la formula:

ε – forza elettromotrice indotta (V – Volt)

ΔΦ – variazione del flusso magnetico (Wb – Weber o T/m²)

t –intervallo/i di tempo

Il segno negativo della formula indica che la polarità della forza elettromotrice indotta (ε) deve essere contrario alla variazione del flusso magnetico ΔΦ.

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Direzione della corrente elettrica indotta

Per conoscere il significato di corrente elettrica indotto, o anche dal campo magnetico, è necessario che, prima, si conosca la regola della mano destra. Questa regola afferma che la direzione e il significato di campo magnetico generato da a catenaelettrico possono essere determinati dal gesto di chiudere le dita della mano attorno all'alluce, che deve essere puntato nella direzione in cui la corrente passa attraverso il conduttore. In tal caso, il campo magnetico dovrebbe puntare al stessosenso che il ditadàmano, come mostrato in figura:

La regola della mano destra consente di trovare la direzione del campo magnetico o della corrente elettrica.

In base a questa regola, quando approccio una svolta conduttivo di palonord nessuno magnete, questo produrrà un campo magnetico che si oppone al aumento del flusso magnetico al suo interno, cioè, produrrà un nord magnetico, per respingere l'ingresso del magnete. Guarda l'immagine:

Nella figura, la freccia in basso indica la direzione della corrente elettrica, in questo caso, in senso antiorario.

Affinché una polarità nord si opponga all'ingresso del polo nord del magnete, la corrente indotta che attraversa la bobina deve essere formata in senso antiorario, come mostrato in figura:

Nella situazione mostriamo un caso leggermente diverso, in cui il palonord del magnete andarsene del circuito di conduzione. Quando ciò accade, la spirale tenderà a opporsialrimozione e quindi produrrà a paloSudmagnetico davanti a te, così attrarreil magnete che si allontana. Il campo magnetico, quindi, deve essere prodotto da a corrente elettrica che scorre in senso orario, nota:

Infine, abbiamo portato un quadro in cui sono illustrate le possibili situazioni in cui si verificano l'avvicinamento e l'allontanamento del polo nord, nonché l'avvicinamento e l'allontanamento del polo sud magnetico:

Nell'immagine il campo magnetico del magnete è scritto in blu (B), mentre il campo magnetico indotto nelle bobine è scritto in rosso. ΔB, a sua volta, indica la direzione di variazione del campo magnetico in ogni situazione.

Guardaanche: Un riassunto di ciò che è più importante dell'elettrostatica

Esercizi risolti sulla legge di Lenz

Domanda 1) Per quanto riguarda il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, spuntare solo le false alternative.

I – Quando si avvicina un magnete ad una spira conduttrice, nella spira si genera un campo magnetico indotto che si oppone al passaggio del magnete.

II – Quando si cerca di far passare un magnete all'interno di una bobina, viene indotto un campo magnetico nella bobina per favorire il passaggio del magnete.

III - Nel caso in cui un magnete abbia velocità relativa nulla rispetto ad una bobina, il forza elettromotiva indotto nella bobina sarà diverso da zero.

sono false:

a) I e II

b) II e II

c) I, II e III

d) I e III

e) II e III

Modello: Lettera e

Risoluzione:

Vediamo le alternative:

IO - VERO. Il campo magnetico indotto si oppone sempre alla variazione di flusso del campo magnetico.

II- FALSO. In questo caso, il campo magnetico indotto cercherà di far fermare il magnete.

III - FALSO. Nel caso in cui non vi sia velocità relativa tra il magnete e la spira, non vi sarà alcuna forza elettromotrice indotta.

Analizzando le risposte, vediamo che le false alternative sono le lettere II e III, quindi la risposta è la lettera E.

Domanda 2) Un magnete ha il suo polo sud magnetico rivolto verso un circuito conduttore, quando quel circuito si allontana. In relazione alla situazione descritta, barrare ciò che è corretto:

I – Il magnete sarà attratto dalla bobina.

II – Il magnete sarà respinto dalla spirale.

III – La corrente elettrica che si forma nella spira avrà un verso orario.

IV – Non è possibile conoscere il verso della corrente elettrica, poiché non sappiamo se la spira è a destra oa sinistra del magnete.

Sono corretti:

a) I e II

b) I, II e III

c) I e IV

d) II e III

e) III e IV

Modello: Lettera C

Risoluzione:

Nel caso descritto, l'anello conduttore produrrà un polo nord magnetico in prossimità del magnete, per attirarlo, opponendosi così al suo inoltre, non conoscendo la disposizione del magnete e della bobina, non è possibile stabilire il verso della corrente elettrica indotto nella bobina. Pertanto, l'alternativa corretta è la lettera C.

Di Me. Rafael Helerbrock