Batás ni Lenz sa Elektromagnétikong Induksyon: Pahayag at Pormula

Ano ang Batas ni Lenz?

Ang Batas ni Lenz sa elektromagnetikong induksyon ay nagsasaad na ang direksyon ng kasalukuyang inindok sa isang konduktor ng isang nagbabagong magnetic field (ayon sa Batas ni Faraday sa elektromagnetikong induksyon) ay gaya ng magnetic field na nililikha ng inindok na kasalukuyan kontra sa unang nagbabagong magnetic field na lumikha nito. Ang direksyon ng pag-usbong ng kasalukuyan ay ibinigay ng Patakaran ng Kanan ni Fleming.

Maaaring mahirap maintindihan ito sa unang panahon—kaya tayo ay tingnan ang isang halimbawa ng problema.

Tandaan na kapag ang kasalukuyan ay inindok ng isang magnetic field, ang magnetic field na nililikha ng inindok na kasalukuyan ay maglilikha ng sarili nitong magnetic field.

Ang magnetic field na ito ay laging gaya ng kontra sa magnetic field na orihinal na lumikha nito.

Sa halimbawang ito, kung ang magnetic field “B” ay tumataas – tulad ng ipinakita sa (1) – ang inindok na magnetic field ay maglalaban dito.

Kapag ang magnetic field “B” ay bumababa – tulad ng ipinakita sa (2) – ang inindok na magnetic field ay muli maglalaban dito. Ngunit sa pagkakataong ito, ang 'kontra' nangangahulugan na ito ay gumagana upang taasan ang field – dahil ito ay kontra sa bumababang rate ng pagbabago.

Ang Batas ni Lenz ay batay sa Batas ni Faraday ng induksyon. Ang Batas ni Faraday ay nagsasabi na ang isang nagbabagong magnetic field ay mag-iindok ng kasalukuyan sa isang konduktor.

Ang Batas ni Lenz ay nagsasabi ng direksyon ng inindok na kasalukuyan, na kontra sa unang nagbabagong magnetic field na lumikha nito. Ito ay ipinapakita sa formula para sa Batas ni Faraday ng negatibong sign (‘–’).

Ang pagbabago sa magnetic field ay maaaring sanhi ng pagbabago sa lakas ng magnetic field sa pamamagitan ng paglipat ng magnet patungo o palayo mula sa coil, o paglipat ng coil pumasok o labas sa magnetic field.

Sa ibang salita, maaari nating sabihin na ang magnitude ng EMF na inindok sa circuit ay proporsyonal sa rate of change ng flux.

Pormula ng Batas ni Lenz

Ang Batas ni Lenz nagsasaad na kapag ang EMF ay lumikha sa pamamagitan ng pagbabago sa magnetic flux ayon sa Batas ni Faraday, ang polarity ng inindok na EMF ay gaya ng, ito ay lumilikha ng inindok na kasalukuyan na may magnetic field na kontra sa unang nagbabagong magnetic field na lumikha nito

Ang negatibong sign na ginamit sa Batas ni Faraday ng elektromagnetikong induksyon ay nagsasaad na ang inindok na EMF (ε) at ang pagbabago sa magnetic flux (δΦB) ay may kontranyong mga sign. Ang pormula para sa Batas ni Lenz ay ipinapakita sa ibaba:

Kung saan:

• ε = Inindok na emf

• δΦB = pagbabago sa magnetic flux

• N = Bilang ng turns sa coil

Batas ni Lenz at Pagpapanatili ng Enerhiya

Upang sundin ang pagpapanatili ng enerhiya, ang direksyon ng kasalukuyan na inindok sa pamamagitan ng Batas ni Lenz ay dapat lumilikha ng magnetic field na kontra sa magnetic field na lumikha nito. Sa katunayan, ang Batas ni Lenz ay isang resulta ng batas ng pagpapanatili ng enerhiya.

Bakit iyon, sasabihin mo? Well, hayaan nating mag-pretend na hindi iyon ang kaso at tingnan natin ano ang mangyayari.

Kapag ang magnetic field na nililikha ng inindok na kasalukuyan ay nasa parehong direksyon ng field na lumikha nito, ang dalawang magnetic fields na ito ay magkakombinasyon at lalikha ng mas malaking magnetic field.

Ang kombinadong mas malaking magnetic field na ito ay, sa kanyang pagkakataon, mag-iindok ng isa pang kasalukuyan sa loob ng conductor na dalawang beses ang magnitude ng orihinal na inindok na kasalukuyan.

At ito, sa kanyang pagkakataon, ay lalikha ng isa pang magnetic field na mag-iindok ng isa pang kasalukuyan. At ganyan pa din.

Kaya tayo makikita na kung ang Batas ni Lenz ay hindi nagtatalaga na ang inindok na kasalukuyan ay dapat lumilikha ng magnetic field na kontra sa field na lumikha nito – kaya tayo matatapos sa isang walang hanggang positibong feedback loop, nakakasira ng pagpapanatili ng enerhiya (dahil tayo ay epektibong lumilikha ng isang walang hanggang pinagmulan ng enerhiya).

Ang Batas ni Lenz ay sumusunod din sa ikatlong batas ng motion ni Newton (i.e sa bawat aksyon ay may palaging pantay at kontranyong reaksiyon).

Kapag ang inindok na kasalukuyan ay lumilikha ng magnetic field na pantay at kontra sa direksyon ng magnetic field na lumikha nito, kaya lang ito ay maaaring labanan ang pagbabago sa magnetic field sa lugar. Ito ay ayon sa ikatlong batas ng motion ni Newton.

Pali