Sheria ya Lenz kuhusu Uelekezaji wa Mtagawalo: Maana & Formula

Ni ni Lenz’s Law?

Sheria ya Lenz kuhusu utengenezaji wa umeme inaelezea kwamba mwenendo wa umeme ulioutengenezwa katika mwambaji na kutokana na mabadiliko ya ukungu wa umeme (kama ilivyoelezea Faraday’s law of electromagnetic induction) ni kama vile ambavyo ukungu wa umeme ulioutengenezwa na umeme ulitengenezwa anayakataa ukungu wa umeme wa awali uliohitimisha. Mwenendo wa umeme huu unaelezwa kwa kutumia Fleming’s right hand rule.

Hii inaweza kuwa ngumu kuelewa kwanza—hivyo hebu tuseme kwa mfano.

Kumbuka kwamba wakati umeme unatumika kutokana na ukungu wa umeme, ukungu wa umeme huo unapotengenezwa atakapopanga ukungu wake mwenyewe.

Ukungu huu utakuwa daima anayekataa ukungu wa umeme ulioanza kutengeneza umeme.

Katika mfano chini, ikiwa ukungu wa umeme “B” unabadilika—kama ilivyoelezwa kwenye (1)—ukungu wa umeme ulitengenezwa utakataa yake.

Wakati ukungu wa umeme “B” unabadilika—kama ilivyoelezwa kwenye (2)—ukungu wa umeme ulitengenezwa utakataa yake tena. Lakini mara hii ‘kukataa’ inamaanisha kwamba yeye anayesaidia ukungu—tangu anayekataa kiwango cha ubadiliko.

Sheria ya Lenz ni muundo wa Sheria ya Faraday kuhusu utengenezaji wa umeme. Sheria ya Faraday inatunulia kuwa ukungu wa umeme unayebadilika utatumia umeme katika mwambaji.

Sheria ya Lenz inatunulia mwenendo wa umeme huu ulitengenezwa, ambaye anayakataa ukungu wa umeme wa awali ulioanza kutengeneza umeme. Hii inaonyeshwa kwa kutumia ishara hasi (-) katika formula ya Sheria ya Faraday.

Mabadiliko hayo ya ukungu wa umeme yanaweza kutokea kutokana na kubadilisha nguvu ya ukungu wa umeme kwa kutumia magneti kuelekea au kutoka kwenye mwito, au kutumia mwito kuelekea au kutoka kwenye ukungu wa umeme.

Vinginevyo, tunaweza kusema kwamba ukubwa wa EMF uliotengenezwa katika mwito unaelekeana na kiwango cha ubadiliko cha flux.

Formula ya Sheria ya Lenz

Sheria ya Lenz inaelezea kwamba wakati EMF unatumika kutokana na mabadiliko ya flux wa umeme kulingana na Sheria ya Faraday, polarity ya EMF uliotengenezwa ni kama vile ambavyo anayetengeneza umeme ambaye ukungu wa umeme wake unakataa ukungu wa umeme wa awali ulioanza kutengeneza umeme

Ishara hasi inatumika katika sheria ya Faraday kuhusu utengenezaji wa umeme inaelezea kwamba EMF (ε) na mabadiliko ya flux (δΦB) yana ishara tofauti. Formula ya Sheria ya Lenz inaelezwa chini:

Ambapo:

• ε = EMF iliyotengenezwa

• δΦB = mabadiliko ya flux wa umeme

• N = Idadi ya vikono katika mwito

Sheria ya Lenz na Ulinzi wa Nishati

Kusidhai ulinzi wa nishati, mwenendo wa umeme uliotengenezwa kwa kutumia Sheria ya Lenz lazima atengeneze ukungu wa umeme anayekataa ukungu wa umeme ulioanza kutengeneza umeme. Kwa kweli, Sheria ya Lenz ni athari ya sheria ya ulinzi wa nishati.

Kwa nini? Hebu tuangalie kama hakinaeleweka.

Ikiwa ukungu wa umeme uliotengenezwa unapanga na ukungu wa umeme ulioanza kutengeneza umeme, basi ukungu wa umeme huo unaweza kupanga na ukungu wa umeme ulioanza kutengeneza umeme na kutengeneza ukungu wa umeme mkubwa zaidi.

Ukungu wa umeme huu mkubwa zaidi utakapokuwa, kwa wakati, atengeneze umeme mwingine katika mwambaji wa asili wa umeme wa awali.

Na hii itakuwa, kwa wakati, inatengeneza ukungu wa umeme mwingine ambao atengeneze umeme mwingine. Na hivi punde.

Kwa hivyo tunaweza kusema kwamba ikiwa Sheria ya Lenz haikuamuru kwamba umeme uliotengenezwa lazima atengeneze ukungu wa umeme anayekataa ukungu wa umeme ulioanza kutengeneza umeme – basi tutakuwa na majira ya feedback yenye maendeleo mengi, kusababisha ulinzi wa nishati (tangu tunatumia nishati kamili).

Sheria ya Lenz pia husidhi sheria ya tatu ya Newton ya mawimbi (yaani kila kitendo kuna jibu sawa na la kinyume).

Ikiwa umeme uliotengenezwa unatengeneze ukungu wa umeme ambaye ni sawa na la kinyume na mwenendo wa ukungu wa umeme ulioanza kutengeneza umeme, basi tuanaweza kukataa mabadiliko ya ukungu wa umeme katika eneo hilo. Hii inafaa kwa sheria ya tatu ya Newton ya mawimbi.

Sheria ya Lenz Inaelezwa

Kutokana na ufafanuli kwa vizuri zaidi Sheria ya Lenz, hebu tuangalie viwango vifupi: