regula lui Lenz.

Deschide meniul

Are întotdeauna o astfel de direcție încât slăbește acțiunea cauzei care excită acest curent.

O demonstrație spectaculoasă a domniei lui Lenz este experimentul lui Elihu Thomson.

1 / 3

YouTube enciclopedic

domnia lui Lenz de către bezbotvy

Lecția 281. Inducția electromagnetică. Fluxul magnetic. regula lui Lenz

regula lui Lenz. Fizică

Subtitrări

Esența fizică a regulii

E i n d = - d Φ d t (\displaystyle (\mathcal (E))^(ind)=-(\frac (d\Phi)(dt)))

unde semnul minus înseamnă că fem-ul indus acționează în așa fel încât curentul indus împiedică modificarea fluxului. Acest fapt se reflectă în regula lui Lenz.

Regula lui Lenz este de natură generală și este valabilă în diferite situații fizice, care pot diferi în mecanismul fizic specific de excitare a curentului de inducție. Deci, dacă o modificare a fluxului magnetic este cauzată de o modificare a zonei circuitului (de exemplu, datorită mișcării uneia dintre laturile unui circuit dreptunghiular), atunci curentul indus este excitat de forța Lorentz acționând asupra electronilor unui conductor în mișcare într-un câmp magnetic constant. Dacă modificarea fluxului magnetic este asociată cu o modificare a mărimii câmpului magnetic extern, atunci curentul de inducție este excitat de un câmp electric turbionar care apare atunci când câmpul magnetic se modifică. Cu toate acestea, în ambele cazuri, curentul indus este direcționat astfel încât să compenseze modificarea fluxului câmpului magnetic prin circuit.

Dacă un câmp magnetic extern care pătrunde într-un circuit electric staționar este creat de un curent care circulă într-un alt circuit, atunci curentul indus poate fi direcționat fie în aceeași direcție cu cel extern, fie în sens opus: aceasta depinde dacă curentul extern scade sau crește. Dacă curentul extern crește, atunci câmpul magnetic pe care îl creează și fluxul său crește, ceea ce duce la apariția unui curent de inducție care reduce această creștere. În acest caz, curentul de inducție este direcționat în direcția opusă celei principale. În cazul opus, când curentul extern scade în timp, scăderea fluxului magnetic duce la excitarea unui curent indus, având tendința de a crește fluxul, iar acest curent este direcționat în aceeași direcție ca și curentul extern.

Subtitrări

E i n d = - d Φ d t (\displaystyle (\mathcal (E))^(ind)=-(\frac (d\Phi)(dt)))

Legături

Demonstrarea regulii lui Lenz folosind exemplul dispozitivului lui Petroevsky (video)

Note

Fundația Wikimedia.

2010.
Asediul lui Khe Sanh

Port de Hal/Hallepoort

Vedeți ce este „Regula Lenz” în alte dicționare: REGULA LUI LENZ - REGULA LUI LENZ, o lege electromagnetică derivată de fizicianul rus Heinrich Lenz (1804 65) în 1834. Legea prevede că un curent electric indus circulă în direcția opusă sarcinii care a produs curentul. vezi si INDUCTIE...

Dicționar enciclopedic științific și tehnic regula lui Lenz - - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Dicționar englez-rus de inginerie electrică și inginerie energetică, Moscova, 1999] Subiecte de inginerie electrică, concepte de bază EN legea curentului indus Legea lui Lenz regula lui Lenz ...

Dicționar enciclopedic științific și tehnic Ghidul tehnic al traducătorului

Dicționar enciclopedic științific și tehnic- o regulă care determină direcția curenților de inducție (care apar în timpul inducției electromagnetice); o consecință a legii conservării energiei. Conform regulii lui Lenz, curentul indus care apare într-un circuit închis este direcționat astfel încât... ...

- Lenko taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. legea lui Lenz; regula lui Lenz vok. Lenzsche Regel, f; Lenzsches Gesetz, n rus. legea lui Lenz, m; regula lui Lenz, n pranc. loi de Lenz, f … Fizikos terminų žodynas REGULA LENZA - determină direcția curgerii. curenți care apar ca urmare a inducției electromagnetice; este o consecință a legii conservării energiei. L. p. stabilit (1833) de E. H. Lenz. Inducţie curentul din circuit este direcționat astfel încât fluxul pe care îl creează... ...

Enciclopedie fizică- (1) brațul determină direcția vectorului intensității câmpului magnetic al unui conductor drept cu curent continuu. Dacă un braț este înșurubat în direcția curentului, atunci direcția de rotație a acestuia determină direcția liniilor magnetice de forță... ... Marea Enciclopedie Politehnică

regula lui Lenz- Regula lui Lenz, o regulă pentru determinarea direcției curentului de inducție: Curentul de inducție care rezultă din mișcarea relativă a circuitului conductiv și a sursei câmpului magnetic are întotdeauna o direcție astfel încât propriul flux magnetic ... ... Wikipedia

regula mana dreapta- o regulă ușor de memorat pentru determinarea direcției curentului de inducție într-un conductor care se mișcă într-un câmp magnetic: dacă poziționați palma dreaptă astfel încât degetul mare să fie aliniat cu direcția de mișcare... ... Dicţionar Enciclopedic de Metalurgie

regula fazei- o ecuație care leagă numărul de grade de libertate (C) ale unui sistem termodinamic cu numărul de componente (K) și numărul de faze de echilibru (F): C = K F + 2. Dacă influența presiunii asupra echilibrului de fază poate fi neglijat, atunci regula fazei are forma:... ... Dicţionar Enciclopedic de Metalurgie

regula de pârghie- , regula segmentelor este una dintre manifestările legii conservării masei unei substanţe, care stabileşte relaţia dintre compoziţiile chimice şi masele a două substanţe şi a 3-a substanţă formată din primele două; servește la determinarea din diagramă... Dicţionar Enciclopedic de Metalurgie

Cărți

clasa a XI-a. Fizica, Colectie. Discul este destinat să ajute elevii de clasa a XI-a care studiază fizica la un nivel de bază. Include material teoretic format din 15 secțiuni principale ale curriculum-ului școlar. Simplitate... Cumpărați carte audio pentru 124 de ruble

Curentul electric inductiv dintr-un conductor, care apare atunci când fluxul magnetic se modifică, este dirijat în așa fel încât câmpul său magnetic să contracareze modificarea fluxului magnetic.

În 1831, fizicianul englez Michael Faraday a descoperit ceea ce se numește acum legea lui Faraday a inducției electromagnetice, conform căreia o modificare a fluxului magnetic într-un circuit conductor excită un curent electric în acel circuit chiar și atunci când nu există nicio sursă de energie în circuit. Problema direcției curentului de inducție, lăsată deschisă de Faraday, a fost rezolvată în curând de fizicianul rus Emilius Christianovich Lenz.

Imaginați-vă un circuit circular de transport de curent închis fără o baterie conectată sau altă sursă de energie, în care începe să fie introdus un magnet cu polul nord. Acest lucru va crește fluxul magnetic care trece prin buclă și, conform legii lui Faraday, în buclă va apărea un curent indus. Acest curent, la rândul său, conform legii Biot-Savart, va genera un câmp magnetic, ale cărui proprietăți nu sunt diferite de proprietățile câmpului unui magnet obișnuit cu poli nord și sud. Lenz tocmai a reușit să afle că curentul indus va fi dirijat în așa fel încât polul nord al câmpului magnetic generat de curent să fie orientat spre polul nord al magnetului antrenat. Întrucât forțele de repulsie reciproce acționează între cei doi poli nordici ai magneților, curentul de inducție indus în circuit va curge exact în direcția care va contracara introducerea magnetului în circuit. Și acesta este doar un caz special, dar într-o formulare generalizată, regula lui Lenz afirmă că curentul indus este întotdeauna dirijat în așa fel încât să contracareze cauza principală care l-a cauzat.

Astăzi încearcă să folosească regula lui Lenz în transportul interurban de pasageri. Prototipuri de trenuri pe așa-numita levitație magnetică au fost deja construite și sunt în curs de testare. Magneți puternici sunt montați sub fundul vagonului unui astfel de tren, situat la câțiva centimetri de tabla de oțel. Când trenul se mișcă, fluxul magnetic care trece prin conturul șinei se schimbă în mod constant și în el apar curenți puternici de inducție, creând un câmp magnetic puternic care respinge suspensia magnetică a trenului (similar cu modul în care apar forțele de respingere între contur). și magnetul din experimentul descris mai sus). Această forță este atât de mare încât, după ce a câștigat o oarecare viteză, trenul se ridică literalmente de pe șină cu 10-15 centimetri și, de fapt, zboară prin aer. Trenurile cu levitație magnetică pot atinge viteze de peste 500 km/h, ceea ce le face ideale pentru transportul interurban pe distanțe medii.

Vezi și:

E.H. Lenz a stabilit o lege care permite determinarea direcției curentului de inducție. După ce a primit informații despre descoperirea de către M. Faraday a fenomenului inducției electromagnetice, Lenz a efectuat o serie de experimente pentru a obține legi cantitative ale inducției. El credea că „puterea curentului instantaneu” funcționează ca o lovitură. Și forța acestei lovituri este măsurată prin viteza, care este raportată de săgeata indicatorului de curent electric. Lenz a concluzionat că aspectul curentului de inducție depinde de viteza de „separare” a bobinei de magnet, EMF care este excitat în bobină este proporțional cu numărul de spire și este egal cu EMF rezultat care este excitat în fiecare tură, în timp ce nu este afectată de materialul și diametrul înfășurărilor armăturii. Dar cea mai importantă descoperire pe care a făcut-o Lenz a fost legea (numită adesea regula) despre direcția curentului de inducție. Înaintea lui, Faraday însuși și o serie de alți oameni de știință au propus reguli foarte complexe care au făcut posibilă determinarea direcției curentului de inducție pentru cazuri speciale.

Formularea legii lui Lenz

Curentul indus este întotdeauna dirijat în așa fel încât efectul său să fie opus acțiunii cauzei care a provocat acest curent.

Legea lui Lenz este aplicabilă atunci când conductorii sunt în mișcare și câmpul magnetic este constant și în cazul în care conductorii sunt staționari și câmpul magnetic (intensitatea curentului) este variabil. Curenții induși produc întotdeauna un câmp care tinde să contracareze modificările câmpului extern care au cauzat curenții.

Legea lui Lenz este o consecință a legii conservării energiei. Deci, curenții de inducție, ca orice alți curenti, fac o anumită cantitate de muncă. Aceasta înseamnă că atunci când un conductor închis se mișcă într-un câmp magnetic, trebuie efectuată o muncă suplimentară de forțe externe. Acest lucru apare deoarece curenții de inducție interacționează cu câmpul magnetic și provoacă forțe care sunt direcționate în direcția opusă mișcării (adică împiedică mișcarea).

Dacă scriem legea inducției electromagnetice în formularea lui Maxwell:

unde este fem indusă, F este fluxul magnetic. Semnul minus din formula (1) corespunde legii lui Lenz.

Să presupunem că direcția pozitivă a normalei coincide cu direcția inducției magnetice. În acest caz, fluxul prin buclă este pozitiv. Dacă câmpul magnetic, în cazul în cauză, crește (adică title="Rendered by QuickLaTeX.com" height="22" width="54" style="vertical-align: -6px;">), то в соответствии (1), а это значит, что сила тока . Получается, что направление тока индукции является противоположным к избранному нами положительному направлению.!}

Principiul reversibilității mașinilor electrice este considerat a fi o consecință a legii lui Lenz:

O mașină electrică este reversibilă, adică poate funcționa atât ca generator, cât și ca motor.

Planifică să folosești regula lui Lenz

Regula lui Lenz, de exemplu, poate fi aplicată folosind următoarea secvență de acțiuni (convenient pentru o buclă închisă):

Determinați (luați în considerare) direcția vectorului câmpului magnetic extern.
Determinați dacă fluxul magnetic prin circuit scade sau crește.
Indicați direcția vectorului de inducție magnetică a câmpului de curent de inducție. În cazul în care fluxul magnetic al câmpului extern scade, atunci vectorul de inducție magnetică al câmpului de curent indus este codirecțional cu câmpul extern.
Folosind regula gimlet (pentru curent circular) sau regula mâinii drepte pentru curent continuu, determinați direcția curentului de inducție.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercita	Un conductor drept se deplasează paralel cu el însuși într-un câmp magnetic constant (Fig. 1). Cum va fi dirijat curentul indus?
Soluţie	Vom presupune că planul în care se mișcă conductorul este perpendicular pe planul desenului, liniile câmpului magnetic se află în planul desenului (Fig. 1). Direcția curentului de inducție și semnul EMF se determină folosind legea lui Lenz: curentul este dirijat astfel încât forța mecanică care acționează asupra unui conductor în mișcare să fie opusă vitezei de mișcare, adică încetinește conductorul. Forța care acționează asupra unui conductor care poartă curent este forța Amperi. Direcția sa este determinată folosind regula mâinii stângi: liniile câmpului magnetic trebuie să intre în palmă, patru degete sunt direcționate de-a lungul curentului, degetul mare îndoit cu 900 indică direcția forței. Pentru ca forța Amperi să fie direcționată împotriva vitezei, curentul din conductor trebuie să curgă către noi.
Răspuns	Curentul de inducție este direcționat către noi.

Lecție pe tema „Regula lui Lenz. Fenomenul de autoinducere. Energia câmpului magnetic”.

Scopul lecției : învață să determine direcția curentului de inducție; Folosind exemplul regulii lui Lenz, formulați o idee despre natura fundamentală a ESA; explicați esența fenomenului de auto-inducție; deduceți o formulă pentru calcularea energiei câmpului magnetic, aflați semnificația fizică a acestei formule.

Planul lecției:

Verificarea temelor.

Prezentarea noului material.

Consolidare.

Teme pentru acasă.

Verificarea temelor.

Plan de prezentare a noului material:

1. Direcția curentului de inducție.
2. Regula lui Lenz și ZSE.
3. Fenomenul de autoinducere.
4. EMF de autoinducere.
5. Inductanță.
6. Aplicarea și contabilizarea autoinducției în tehnologie.
7. Energia câmpului magnetic al curentului.

Direcția curentului de inducție.

Întrebări pentru elevi pentru a actualiza cunoștințele anterioare:

Numiți două serii de experimente ale lui Faraday pentru a studia fenomenul inducției electromagnetice (apariția unui curent de inducție într-o bobină atunci când un magnet sau o bobină cu curent este mutat înăuntru și în afara; apariția unui curent de inducție într-o bobină atunci când curentul se modifică în alta prin închiderea sau deschiderea unui circuit sau folosirea unui reostat).

Direcția de deviere a acului galvanometrului depinde de direcția de mișcare a magnetului față de bobină? (depinde: când magnetul se apropie de bobină, săgeata deviază într-o direcție, când magnetul este îndepărtat, în cealaltă).

Cum diferă (judecând după citirile galvanometrului) curentul indus care apare în bobină atunci când magnetul se apropie, de curentul care apare atunci când magnetul se îndepărtează (cu aceeași viteză a magnetului)? (curentul diferă în direcție).

Astfel, atunci când magnetul se mișcă în raport cu bobină, direcția de deviere a acului galvanometrului (și, prin urmare, direcția curentului) poate fi diferită (diapozitivul 5).

Folosind experimentul lui Lenz, să formulăm regula pentru găsirea direcției curentului de inducție (video „Demonstrarea fenomenului de inducție electromagnetică”). Explicația experimentului lui Lenz (diapozitivul 6): Dacă aduceți un magnet mai aproape de un inel conductor, acesta va începe să fie respins de magnet. Această repulsie poate fi explicată doar prin faptul că în inel ia naștere un curent indus, cauzat de o creștere a fluxului magnetic prin inel, iar inelul cu curentul interacționează cu magnetul.

Regula lui Lenz și legea conservării energiei (diapozitivul 7).

Dacă fluxul magnetic prin circuit crește, atunci direcția curentului indus în circuit este astfel încât vectorul de inducție magnetică al câmpului creat de acest curent este direcționat opus vectorului de inducție magnetică al câmpului magnetic extern.

Dacă fluxul magnetic prin circuit scade, atunci direcția curentului indus este astfel încât vectorul inducției magnetice a câmpului creat de acest curent este codirecțional cu vectorul inducției magnetice a câmpului extern.

Formularea regulii lui Lenz (diapozitivul 8): curentul indus are o astfel de direcție încât fluxul magnetic creat de acesta tinde întotdeauna să compenseze modificarea fluxului magnetic care a provocat acest curent.

Regula lui Lenz este o consecință a legii conservării energiei.

Să luăm în considerare un exemplu de manifestare a regulii lui Lenz în viață (diapozitivul 9) - un magnet care plutește deasupra unui bol supraconductor. Puteți explica pe scurt ce se întâmplă astfel: magnetul cade; apare un câmp magnetic alternant; apare un câmp electric vortex; în supraconductor apar curenți inelari neamortizați; conform regulii lui Lenz, direcția acestor curenți este astfel încât magnetul este respins de supraconductor; magnetul „plutește” deasupra bolului.

Fenomenul de autoinducere.

Înainte de a lua în considerare fenomenul de autoinducție, să ne amintim care este esența fenomenului de inducție electromagnetică - apariția unui curent de inducție într-un circuit închis atunci când fluxul magnetic care trece prin acest circuit se modifică. Să luăm în considerare una dintre variantele experimentelor lui Faraday (diapozitivul 10): Dacă puterea curentului este modificată într-un circuit care conține un circuit închis (bobină), atunci va apărea și un curent indus în circuitul însuși. Acest curent se va supune și regulii lui Lenz.

Să luăm în considerare un experiment de închidere a unui circuit care conține o bobină (diapozitivul 11). Când circuitul cu bobina este închis, o anumită valoare a curentului este stabilită numai după un timp.

Definiția autoinducției (diapozitivul 12): AUTOINDDUCȚIA – apariția unui câmp electric vortex într-un circuit conductor atunci când puterea curentului din acesta se modifică; un caz special de inducție electromagnetică.
Datorită auto-inducției, un circuit închis are „inerție”: puterea curentului din circuitul care conține bobina nu poate fi schimbată instantaneu.

EMF de auto-inducție (diapozitivul 13). Care este formula legii inducției electromagnetice?

(ℰ i= -). Dacă câmpul magnetic este creat de un curent, atunci se poate argumenta că Ф ~ В ~eu, adică F~ eu sau Ф= LI, Unde L– inductanța circuitului (sau coeficientul de auto-inductanță). Atunci legea inducției electromagnetice în cazul autoinducției va lua forma:ℰ si= - = - sau ℰ si = - L(formulă pentru calcularea FEM de autoinducție).

Inductanță (diapozitivul 14).

Dacă din formula de calcul f.e.m. de autoinducție exprimăm coeficientul de proporționalitateL, obținem: L= ℰ si/ . Apoi echivalăm cu unitatea valorile cantităților pe care le putem seta direct - rata de schimbare a puterii curentului este de 1 amper pe secundă. Obținem o formulă care reflectă semnificația fizică a coeficientului de autoinducție (inductanță): inductanța circuitului este numeric egală cu EMF de autoinducție care apare când curentul se modifică cu 1 A în 1 s.

Unități SI ale inductanței: = 1 = 1 H (henry).

Aplicarea și contabilizarea autoinducției în tehnologie (diapozitivul 15).

Datorită fenomenului de autoinducție, la deschiderea circuitelor care conțin bobine cu miez de oțel (electromagneți, motoare, transformatoare), se creează o f.e.m. de autoinducție semnificativă și pot apărea scântei sau chiar o descărcare de arc. Ca teme, sugerez (opțional) pregătirea unei prezentări pe tema „Cum să eliminați auto-inducția nedorită atunci când deschideți un circuit?”

Energia câmpului magnetic (diapozitivul 16):

Să ne amintim experimentul care confirmă existența fenomenului de auto-inducție: când circuitul era închis, becul nu clipea imediat, dar când circuitul cu bobina era deschis, becul, în loc să se stingă, clipea. pentru scurt timp. Evident, este nevoie de energie pentru a clipi un bec. Și această energie este stocată în bobină sub formă de energie de câmp magnetic. Pentru a deduce energia câmpului magnetic, folosim o analogie între stabilirea unui curent electric într-un circuit de mărime I și procesul prin care corpul câștigă viteza V.

1. Stabilirea curentului I în circuit are loc treptat.

1. Corpul atinge treptat viteza V.

2. Pentru a obține puterea curentă I, trebuie să se lucreze.

2. Pentru a atinge viteza V, trebuie lucrat.

3. Cu cât L este mai mare, cu atât eu cresc mai încet.

3. Cu cât m este mai mare, cu atât V crește mai lent.

4. W m =

4. E la =

Consolidare (diapozitivul 17) - întrebările 1 - 8 de la pagina 113 a manualului.

Tema pentru acasă (diapozitivul 18) - § 15