伦茨定律

海因里希·弗里德里希·埃米尔·伦茨(Heinrich Friedrich Emil Lenz)是俄罗斯物理学家,在俄罗斯圣彼得堡大学工作。他于1834年制定了伦茨法律预测电流方向和诱导的电压在磁场中保持的线圈中。

Heinrich Friedrich Emil Lenz Law

伦茨定律 - 声明

诱导的E.M.F.的方向总是这样,它倾向于建立反对动作或导致E.M.F.

当线圈和磁场之间存在相对运动时,在线圈中诱导EMF。因此,根据该法律,诱导电动势或电流的方向总是如此反对磁场的变化。一开始,这可能很难理解。

解释

假设我们有一个线圈和一个永久磁铁。在这里,您必须记住以下几点。

  • 磁场的变化(field-1)在闭环中导致电流流动。
  • 如您所知,线圈中的电流流量会产生垂直于导体的磁性。因此,诱导的电流产生了自己的磁场(field-2)。

伦茨的法律指出,诱导电流的方向将是field-2由它产生的反对field-1。

伦茨的法律插图

正如您在上面的插图中注意到的那样,当永久磁铁(field-1)移动到线圈上,在其中引起电动势会产生电流(i)。EMF的极性将使磁场(field-2)由电流(i)产生的是反对Field-1向其迈出的进一步运动。

同样,当永久磁铁从线圈上移开时,诱导的EMF的极性将会使得field-2反对运动field-1远离它。

在这里永久磁铁的运动是原因诱导电流的方向设置了一个磁场反对永久磁铁的运动。

伦茨定律可以被视为牛顿第三定律的磁性推论(每个动作都有平等和相反的反应)和能源保护定律。磁场的变化是一个动作,诱导电流的方向是反应。

伦茨法律方程

伦茨的定律是基于法拉第的电磁归纳法。这两个法律的合并方程是:

伦茨法律方程

在其中,n是线圈的弯曲数,Δφ是时间ΔT的磁通量变化。负符号表示对磁场变化的反对。

实验解释了伦茨法律

上面的实验表明,两个铝环悬挂在枢轴上,使它们可以在水平面自由移动。其中一个环有一个开口,没有形成一个完整的圆圈。当带磁铁更靠近封闭环时,它被磁铁排斥。在这种情况下,诱导的电流抵消了磁铁通量的进一步变化。当磁铁向后拉时,戒指会被其吸引。在这种情况下,诱导的电流抵消了磁铁通量的减少。

当磁带向非封闭环移动或远离磁带时,由于诱导电流无法封闭磁铁,因此缺乏这种现象。

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