Batas ni Lenz sa Induksiyon Elektromagnetiko: Pahayag at Pormula

Ano ang Batas ni Lenz?

Batas ni Lenz ng elektromagnetikong induksyon nagsasaad na ang direksyon ng kasalukuyang ininduk sa isang konduktor ng isang nagbabagong magnetic field (ayon sa Batas ni Faraday ng elektromagnetikong induksyon) ay gaya ng magnetic field na nililikha ng ininduk na kasalukuyan kontra sa unang nagbabagong magnetic field na lumikha nito. Ang direksyon ng pagtakbo ng kasalukuyan na ito ay ibinibigay ng Pamantayan ni Fleming ng kanang kamay.

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

Tandaan na kapag ang isang kasalukuyan ay ininduk ng isang magnetic field, ang magnetic field na ito ay lalikha ng sarili nitong magnetic field.

Ang magnetic field na ito ay lagi na lang ganyan na kontra sa magnetic field na orihinal na lumikha nito.

Sa halimbawang ito, kung ang magnetic field “B” ay tumataas – tulad ng ipinapakita sa (1) – ang ininduk na magnetic field ay magkakontra dito.

Kapag ang magnetic field “B” ay bumababa – tulad ng ipinapakita sa (2) – ang ininduk na magnetic field ay muli magkakontra dito. Ngunit sa pagkakataong ito, ang ‘kontra’ naman ay nangangahulugang ito ay gumagana upang taasan ang field – dahil ito ay kontrahista 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 ininduk ng isang kasalukuyan sa isang konduktor.

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

Ang pagbabago sa magnetic field ay maaaring dulot ng pagbabago sa lakas ng magnetic field sa pamamagitan ng paglipat ng magnet patungo o palayo sa coil, o sa pamamagitan ng paglipat ng coil papasok o labas ng magnetic field.

Sa ibang salita, maaari nating sabihin na ang magnitudo ng EMF na ininduk sa circuit ay proporsyonal sa rate ng pagbabago ng flux.

Formula ng Batas ni Lenz

Batas ni Lenz nagsasaad na kapag ang EMF ay nalikha ng isang pagbabago sa magnetic flux ayon sa Batas ni Faraday, ang polaridad ng ininduk na EMF ay gaya ng ito, na lumilikha ng ininduk na kasalukuyan na may magnetic field na kontra sa unang nagbabagong magnetic field na lumikha nito

Ang negatibong senyas na ginagamit sa Batas ni Faraday ng elektromagnetikong induksyon ay nagsasaad na ang ininduk na EMF (ε) at ang pagbabago sa magnetic flux (δΦB) ay may magkasalungat na senyas. Ang formula para sa Batas ni Lenz ay ipinapakita sa ibaba:

Kung saan:

• ε = Ininduk na emf

• δΦB = pagbabago sa magnetic flux

• N = Bilang ng turns sa coil

Batas ni Lenz at Pag-iingat sa Enerhiya

Upang sumunod sa pag-iingat sa enerhiya, ang direksyon ng kasalukuyang ininduk sa pamamagitan ng Batas ni Lenz ay dapat lumikha ng isang magnetic field na kontra sa magnetic field na lumikha nito. Sa katunayan, ang Batas ni Lenz ay isang resulta ng batas ng pag-iingat sa enerhiya.

Bakit daw iyan, sasabihin mo? Sige, hayaan nating magpresum na hindi iyon ang kaso at tingnan natin kung ano ang mangyayari.

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

Ang kombinadong mas malaking magnetic field na ito, sa kalaunan, ay ininduk ng isa pang kasalukuyan sa loob ng konduktor na dalawang beses ang magnitud ng orihinal na ininduk na kasalukuyan.

At ito, sa kalaunan, ay lalikha ng isa pang magnetic field na ininduk ng isa pang kasalukuyan. At ganoon pa rin.

Kaya nakikita natin na kung ang Batas ni Lenz ay hindi nag-uutos na ang ininduk na kasalukuyan ay dapat lumikha ng magnetic field na kontra sa field na lumikha nito – kaya kami ay matatapos na may walang hanggang positibong feedback loop, sumusunod sa pag-iingat sa enerhiya (dahil kami ay epektibong lumilikha ng walang hanggang pinagmulan ng enerhiya).

Ang Batas ni Lenz ay sumusunod din sa ikatlong batas ng paggalaw ni Newton (na bawat aksyon ay may pantay at magkasalungat na reaksyon).

Kapag ang ininduk na kasalukuyan ay lumikha ng magnetic field na pantay at magkasalungat sa direksyon ng magnetic field na lumikha nito, kaya lang ito ay maaaring labanan ang pagbabago sa magnetic field sa lugar. Ito ay sumusunod sa ikatlong batas ng paggalaw ni Newton.