Leĝo de Lenz Explicita
La leĝo de Lenz, nomita laŭ la rusa fizikisto Heinrich Lenz (1804-1865), estas fundamenta principo en elektromagnetismo. Ĝi statas, ke la direkto de la induktita elektromotforco (EMF) en fermita konduktanta cirklo ĉiam kontraŭstaras la ŝanĝon de la magnetfluo, kiu kaŭzis ĝin. Tio signifas, ke la induktita koranto kreas magnetan kampon, kiu kontraŭstaras la komenca ŝanĝon de la magnetfluo, sekve al la principoj de energikonserveco.
Komprendi la leĝon de Lenz permesas al ni aprecii la sciencan bazon de multaj ĉiutagaj aplikoj, kiel elektraj generiloj, motoroj, induktoroj kaj transformiloj. Per profunda studado de la principoj de la leĝo de Lenz, ni akiras inspekon en la internaj funkcioj de la elektromagnetika mondo, kiu ĉirkaŭas nin.
La leĝo de Lenz, nomita laŭ la rusa fizikisto Heinrich Lenz (1804-1865), estas fundamenta principo, kiu regas la elektromagnetikan indukton. Ĝi statas, ke la induktita elektromotforco (EMF) en fermita konduktanta cirklo ĉiam kontraŭstaras la ŝanĝon de la magnetfluo, kiu kaŭzis ĝin. En pli simplaj vortoj, la direkto de la induktita koranto kreas magnetan kampon, kiu kontraŭstaras la komenca ŝanĝon de la magnetfluo.
La leĝo de Lenz estas fundamenta leĝo de elektromagnetismo, kiu statas, ke la direkto de induktita elektromotforco (EMF) en cirklo estas ĉiam tia, ke ĝi kontraŭstaras la ŝanĝon, kiu ĝin kaŭzis. Matematike, la leĝo de Lenz povas esti esprimita kiel:
EMF = -dΦ/dt
Kie EMF estas la elektromotforco, Φ estas la magnetfluo, kaj dt estas la ŝanĝo en tempo. La negativa signo en la ekvacio indikas, ke la induktita EMF estas en la kontraŭa direkto al la ŝanĝo de fluo.
La leĝo de Lenz estas proksime rilata al la leĝo de Faraday pri elektromagnetika indukto, kiu statas, ke ŝanĝanta magnetkampo induktas EMF en cirklo. La leĝo de Faraday povas matematike esprimiĝi kiel:
EMF = -dΦ/dt
kie EMF estas la elektromotforco, Φ estas la magnetfluo, kaj dt estas la ŝanĝo en tempo.
La leĝo de Ampere kaj la leĝo de Biot-Savart ankaŭ estas rilatitaj al la leĝo de Lenz, ĉar ili priskribas la konduton de elektraj kaj magnetaj kampoj en la prezenco de korantoj kaj ŝargoj. La leĝo de Ampere statas, ke la magnetkampo ĉirkaŭ korantportanta drato estas proporcia al la koranto kaj la distanco de la drato. La leĝo de Biot-Savart priskribas la magnetkampon, produktitan de korantportanta drato aŭ grupo de dratoj.
Kune, tiuj leĝoj donas kompletan priskribon de la konduto de elektraj kaj magnetaj kampoj en diversaj situacioj. Pro tio, ili estas esencaj por kompreni la operacion de elektraj motoroj, generiloj, transformiloj kaj aliaj aparatoj.
Por pli bone kompreni ĝin, konsideru la scenaron de barmagneto moviĝanta vers la spiro de drato. Kiam la magneto moviĝas pli proksime al la spiro, la magnetaj linioj, kiuj pasas tra la spiro, pligrandiĝas. Laŭ la leĝo de Lenz, la polarizo de la induktita EMF en la spiro estas tia, ke ĝi kontraŭstaras la pligrandiĝon de la magnetfluo. Tiu kontraŭstaro kreas induktitan kampon, kiu kontraŭstaras la moviĝon de la magneto, finfine malrapidigante ĝin. Simile, kiam la magneto moviĝas for de la spiro, la induktita EMF kontraŭstaros la malkreskon de la magnetfluo, kreiĝante induktita kampon, kiu provos teni la magneton en loko.
La induktita kampo, kiu kontraŭstaras la ŝanĝon de la magnetfluo, sekvas la regulon de la dekstra mano. Se ni tenas nian dekstran manon ĉirkaŭ la spiro tia, ke niaj fingroj montras en la direkto de la magnetaj linioj, nia polmo montras en la direkto de la induktita koranto. La direkto de la induktita koranto estas tia, ke ĝi kreas magnetan kampon, kiu kontraŭstaras la ŝanĝon de la magnetfluo.
La polo de la magneto ankaŭ ludas gravan rolon en la leĝo de Lenz. Kiam la norda polo de la magneto moviĝas vers la spiro, la induktita koranto kreas magnetan kampon, kiu kontraŭstaras la alproksimiĝon de la norda polo. Konverse, kiam la suda polo de la magneto moviĝas vers la spiro, la induktita koranto kreas magnetan kampon, kiu kontraŭstaras la alproksimiĝon de la suda polo. La direkto de la induktita koranto sekvas la regulon de la dekstra mano, kiel ni diskutis antaŭe.
Ĝi estas rilata al la leĝo de Faraday pri elektromagnetika indukto, kiu klarigas, kiel ŝanĝanta magnetkampo povas indukti EMF en konduktanto. La leĝo de Faraday matematike priskribas la rilaton inter la induktita EMF kaj la ŝanĝrapideco de la magnetfluo. Ĝi sekvas la leĝon de Faraday, ĉar ĝi regas la direkton de la induktita EMF reago al la ŝanĝanta magnetfluo.
Ĝi estas ankaŭ rilata al la fenomeno de eddy-korantoj. Eddy-korantoj estas cirkloj de elektra koranto, induktitaj en konduktantoj per ŝanĝanta magnetkampo. La cirkulanta fluo de tiuj korantoj generas propran magnetan kampon, kiu kontraŭstaras la komencon magnetan kampon, kiu ilin kreis. Tiu efekto estas laŭ la leĝo de Lenz kaj havas praktikajn aplikaĵojn, kiel en la frendriloj de trajnoj kaj induktaj kuirpladoj.
Ĝi havas multajn praktikajn aplikaĵojn en nia ĉiutaga vivo. Ekzemple, ĝi ludas gravan rolon en la dizajno kaj funkcio de elektraj generiloj, kiuj konvertas mekanikan energion en elektran energion. En generilo, rotacianta spiro spertas ŝanĝantan magnetkampon, kondukante al la genero de EMF. La direkto de tiu induktita EMF estas determinita per la leĝo de Lenz, kiu certigas, ke la sistemo konservas energion. Simile, elektraj motoroj funkciigas bazite sur la leĝo de Lenz. En elektra motoro, la interago inter la magnetaj kampoj kaj la induktita EMF kreas momenton, kiu dirigeblas la motoron.
Ĝi estas esenca koncepto en la dizajno de induktoroj kaj transformiloj. Induktoroj estas elektronikaj komponantoj, kiuj stokas energion en sia magnetkampo, kiam koranto fluas tra ili. Ili kontraŭstaras ajnan ŝanĝon de la koranto, sekve al la principoj de la leĝo de Lenz. Transformiloj, kiuj estas uzataj por transferi elektran energion inter cirkloj, utiligas la fenomenon de elektromagnetika indukto. Kompreneble, inĝenieroj povas dizajni transformilojn.
Deklaro: Respektu la originalon, bonajn artikolojn valoras dividi, se estas ŝteltro bonvolu kontakti por forigo.
