กฎของเลนซ์: คำจำกัดความและแบบฝึกหัดที่แก้ไขแล้ว

THE กฎของเลนซ์ เป็นลักษณะทั่วไปของ กฎหมายของ ฟาราเดย์ซึ่งบรรยายถึงปรากฏการณ์ของ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า. ตามกฎของเลนซ์ แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจาก a ความแปรผันของฟลักซ์แม่เหล็ก มันจะก่อตัวขึ้นในแง่ที่ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงนี้เสมอ

ก่อนที่เราจะดำเนินการต่อในบทความนี้ เป็นสิ่งสำคัญที่คุณจะต้องเข้าใจแนวคิดพื้นฐานของกฎของฟาราเดย์อย่างถ่องแท้ ดังนั้นเราขอแนะนำให้คุณตรวจสอบข้อความของเราเกี่ยวกับปรากฏการณ์ของ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า.

ดูด้วย:Transformers ทำงานอย่างไรและความสัมพันธ์กับกฎของ Lenz

กฎของเลนซ์

THE กฎของเลนซ์ บ่งบอกว่าขั้วของ แรงเคลื่อนไฟฟ้า เกิดเป็นวงตามทิศทางที่ ความแปรผันของฟลักซ์แม่เหล็ก เหนือขดลวดหรือขดลวดนั้น สร้างโดย ไฮน์ริชเลนซ์ กฎหมายนี้สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นส่วนเสริมของกฎของฟาราเดย์ ตามหลักการของ การอนุรักษ์ให้พลังงาน.

รูปแสดงการทดลองง่ายๆ ที่สามารถทำได้เพื่อแสดงกฎของเลนซ์

ในทางคณิตศาสตร์ กฎหมายในเลนซ์ มันเป็นเพียงเครื่องหมายลบที่เกิดจากกฎของ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า, ดูสูตร:

ε – แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (V – โวลต์)

ΔΦ – การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก (Wb – Weber หรือ T/m²)

t – ช่วงเวลา

เครื่องหมายลบของสูตรแสดงว่าขั้วของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (ε) ต้องขัดกับความแปรผันของสนามแม่เหล็ก ΔΦ.

ทิศทางของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

หากต้องการทราบความหมายของ กระแสไฟฟ้า เหนี่ยวนำหรือแม้กระทั่งจากสนามแม่เหล็ก เราต้องรู้ก่อนว่า กฎมือขวา. กฎข้อนี้ระบุว่าทิศทางและความหมายของ สนามแม่เหล็ก สร้างโดย a เชื่อมต่อไฟฟ้า พวกเขาสามารถกำหนดได้ด้วยท่าทางของการปิดนิ้วมือรอบหัวแม่ตีนซึ่งจะต้องชี้ไปในทิศทางที่กระแสไหลผ่านตัวนำ ในกรณีนั้น สนามแม่เหล็กควรชี้ไปที่ เหมือนกันความรู้สึก ว่า นิ้วให้มือ, ดังแสดงในรูป:

กฎมือขวาช่วยให้คุณหาทิศทางของสนามแม่เหล็กหรือกระแสไฟฟ้าได้

ตามกฎนี้เมื่อ เข้าใกล้ เลี้ยว เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ของ เสาทิศเหนือ หนึ่ง แม่เหล็กจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่ คัดค้าน ถึง ฟลักซ์แม่เหล็กที่เพิ่มขึ้น ภายในของมัน นั่นคือ มันจะสร้างสนามแม่เหล็กเหนือ เพื่อขับไล่อินพุตของแม่เหล็ก ดูที่รูปภาพ:

ในรูป ลูกศรด้านล่างแสดงทิศทางของกระแสไฟฟ้า ในกรณีนี้คือทวนเข็มนาฬิกา

สำหรับขั้วเหนือที่จะต่อต้านอินพุตของขั้วเหนือของแม่เหล็ก กระแสเหนี่ยวนำที่ไหลผ่านขดลวดจะต้องก่อตัวเป็นทวนเข็มนาฬิกา ดังแสดงในรูป:

ในสถานการณ์นี้ เราแสดงให้เห็นกรณีที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย โดยที่ เสาทิศเหนือ ของแม่เหล็ก เดินจากไป ของวงนำ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น เกลียวจะมีแนวโน้มที่จะ ต่อต้านถึงการกำจัด และด้วยเหตุนั้น มันจะผลิต เสาใต้แม่เหล็กอยู่ตรงหน้าคุณ, ดังนั้น เพื่อดึงดูดแม่เหล็ก ที่เคลื่อนออกไป สนามแม่เหล็กจึงต้องสร้างโดย กระแสไฟฟ้า ที่ไหลตามเข็มนาฬิกา หมายเหตุ:

ในที่สุด เราได้นำภาพสถานการณ์ที่เป็นไปได้ซึ่งการเข้าใกล้และการออกจากขั้วโลกเหนือเกิดขึ้น รวมถึงการเข้าใกล้และการออกจากขั้วแม่เหล็กใต้:

ในภาพ สนามแม่เหล็กของแม่เหล็กเขียนด้วยสีน้ำเงิน (B) ในขณะที่สนามแม่เหล็กที่เหนี่ยวนำในขดลวดเขียนด้วยสีแดง ในทางกลับกัน ΔB จะระบุทิศทางของการแปรผันของสนามแม่เหล็กในแต่ละสถานการณ์

ดูยัง: สรุปสิ่งที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิต

แก้ไขแบบฝึกหัดเกี่ยวกับกฎของ Lenz

คำถามที่ 1) เกี่ยวกับปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ให้ติ๊กเฉพาะทางเลือกที่ผิดเท่านั้น

I – เมื่อแม่เหล็กเข้าใกล้วงนำ สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำในวงจะเกิดขึ้นเพื่อต่อต้านการเคลื่อนที่ของแม่เหล็ก

II – เมื่อเราพยายามส่งแม่เหล็กผ่านภายในขดลวด สนามแม่เหล็กจะถูกเหนี่ยวนำในขดลวดเพื่อให้แม่เหล็กเคลื่อนผ่าน

III - ในกรณีที่แม่เหล็กมีความเร็วสัมพัทธ์เป็นศูนย์เมื่อเทียบกับขดลวด แรงเคลื่อนไฟฟ้า เหนี่ยวนำในขดลวดจะไม่เป็นศูนย์

เป็นเท็จ:

ก) ฉันและII

b) II และ II

ค) I, II และ III

ง) ฉันและ III

จ) II และ III

คำติชม: จดหมาย e

ความละเอียด:

ลองดูทางเลือกอื่น:

ผม - ทรู สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำจะต่อต้านการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์ของสนามแม่เหล็กเสมอ

ครั้งที่สอง - FALSE. ในกรณีนี้ สนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำจะพยายามทำให้แม่เหล็กหยุดเคลื่อนที่

สาม - เท็จ ในกรณีที่ไม่มีความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างแม่เหล็กกับลูป จะไม่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำใดๆ

จากการวิเคราะห์คำตอบ เราพบว่าทางเลือกที่ผิดคือตัวอักษร II และ III ดังนั้นคำตอบคือตัวอักษร E

คำถามที่ 2) แม่เหล็กมีขั้วแม่เหล็กใต้หันไปทางวงนำไฟฟ้า เมื่อวงนั้นเคลื่อนออกไป เกี่ยวกับสถานการณ์ที่อธิบายไว้ ให้เลือกสิ่งที่ถูกต้อง:

ฉัน – แม่เหล็กจะถูกดึงดูดโดยขดลวด

II – แม่เหล็กจะถูกผลักโดยเกลียว

III – กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจะมีทิศทางตามเข็มนาฬิกา

IV – เป็นไปไม่ได้ที่จะทราบทิศทางของกระแสไฟฟ้า เนื่องจากเราไม่รู้ว่าวงแหวนอยู่ทางขวาหรือซ้ายของแม่เหล็ก

พวกเขาถูกต้อง:

ก) ฉันและII

b) I, II และ III

ค) ฉันและ IV

ง) II และ III

จ) III และ IV

คำติชม: ตัวอักษร C

ความละเอียด:

ในกรณีที่อธิบาย วงนำจะผลิตแม่เหล็กขั้วเหนือในบริเวณใกล้เคียงกับแม่เหล็ก เพื่อดึงดูดมัน ดังนั้นจึงเป็นปฏิปักษ์กับมัน นอกจากนี้เนื่องจากเราไม่ทราบการเรียงตัวของแม่เหล็กและขดลวด จึงไม่สามารถระบุทิศทางของกระแสไฟฟ้าได้ เหนี่ยวนำให้เกิดในขดลวด ดังนั้น ทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร C

By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก