Lenz se Wet van Elektromagnetiese Induktering: Definisie & Formule

Wat is Lenz se Wet?

Lenz se wet van elektromagnetiese induksie stel dat die rigting van die stroom wat in 'n geleider deur 'n veranderende magneetveld geïnduseer word (soos volgens Faraday se wet van elektromagnetiese induksie) sodanig is dat die magneetveld wat deur die geïnduseerde stroom teenwerk die oorspronklike veranderende magneetveld wat dit geskep het. Die rigting van hierdie stroomvloei word gegee deur Fleming se regterhandreël.

Dit kan moeilik om te verstaan wees aanvanklik—laat ons dus na 'n voorbeeldprobleem kyk.

Onthou dat wanneer 'n stroom deur 'n magneetveld geïnduseer word, die magneetveld wat hierdie geïnduseerde stroom produseer, sy eie magneetveld sal skep.

Hierdie magneetveld sal altyd sodanig wees dat dit teenwerk die magneetveld wat dit oorspronklik geskep het.

In die onderstaande voorbeeld, as die magneetveld “B” toeneem – soos getoon in (1) – sal die geïnduseerde magneetveld teenwerk dit.

Wanneer die magneetveld “B” afneem – soos getoon in (2) – sal die geïnduseerde magneetveld weer teenwerk dit. Maar hierdie keer beteken "teenwerk" dat dit die veld verhoog – omdat dit teen die afname van die verandering teenwerk.

Lenz se wet is gebaseer op Faraday se wet van induksie. Faraday se wet sê ons dat 'n veranderende magneetveld 'n stroom in 'n geleider sal induseer.

Lenz se wet sê ons die rigting van hierdie geïnduseerde stroom, wat teenwerk die oorspronklike veranderende magneetveld wat dit geskep het. Dit word aangedui in die formule vir Faraday se wet deur die negatiewe teken (‘–’).

Hierdie verandering in die magneetveld kan veroorsaak word deur die magneetveldsterkte te verander deur 'n magneet nader of verder van die spoel te beweeg, of deur die spoel in of uit die magneetveld te beweeg.

Met ander woorde, ons kan sê dat die grootte van die EMF wat in die stroombaan geïnduseer word, eweredig is aan die koers van verandering van vlugt.

Lenz se Wet Formule

Lenz se wet stel dat wanneer 'n EMF gegenereer word deur 'n verandering in magneetvlugt volgens Faraday se Wet, die polariteit van die geïnduseerde EMF sodanig is, dat dit 'n geïnduseerde stroom produseer waarvan die magneetveld teenwerk die oorspronklike veranderende magneetveld wat dit geskep het

Die negatiewe teken wat in Faraday se wet van elektromagnetiese induksie gebruik word, dui aan dat die geïnduseerde EMF (ε) en die verandering in magneetvlugt (δΦB) teenoorgestelde tekens het. Die formule vir Lenz se wet word hieronder getoon:

Waar:

• ε = Geïnduseerde emf

• δΦB = verandering in magneetvlugt

• N = Aantal windinge in spoel

Lenz se Wet en Energiebehoud

Om die energiebehoud te gehoorsaam, moet die rigting van die stroom wat deur Lenz se wet geïnduseer word, 'n magneetveld skep wat teenwerk die magneetveld wat dit geskep het. In werklikheid is Lenz se wet 'n gevolg van die wet van energiebehoud.

Waarom is dit so, vra jy? Nou, laat ons doen alsof dit nie die geval was nie en sien wat gebeur.

As die magneetveld wat deur die geïnduseerde stroom geskep word, in dieselfde rigting as die veld is wat dit geskep het, dan sou hierdie twee magneetvelde saamgaan en 'n groter magneetveld skep.

Hierdie saamgevoegde, groter magneetveld sou, op sy beurt, 'n tweede stroom binne die geleider induiseer, twee keer die grootte van die oorspronklike geïnduseerde stroom.

En hierdie sou, op sy beurt, 'n ander magneetveld skep wat weer 'n ander stroom induiseer. En so voort.

So kan ons sien dat as Lenz se wet nie dicteer het dat die geïnduseerde stroom 'n magneetveld moet skep wat teenwerk die veld wat dit geskep het – dan sou ons met 'n eindelose positiewe terugvoerlus eindig, wat die energiebehoud breek (omdat ons effektief 'n eindelose energiebron skep).

Lenz se wet gehoorsaam ook Newton se derde wet van beweging (d.w.s. vir elke aksie is daar altyd 'n gelyk en teenoorgestelde reaksie).

As die geïnduseerde stroom 'n magneetveld skep wat gelyk en teenoorgesteld is aan die rigting van die magneetveld wat dit geskep het, dan kan dit net die verandering in die magneetveld in die area teenwerk. Dit is in ooreenstemming met Newton se derde wet van beweging.

Lenz se Wet Verduidelik