co je Lenzův zákon?
lenzův zákon elektromagnetické indukce uvádí, že směr proudu indukovaného ve vodiči tím, že měnící se magnetické pole (podle Faradayova zákona elektromagnetické indukce) je takový, že magnetické pole vytvořené indukovaný proud působí proti původní změně magnetického pole, které produkoval. Směr tohoto proudu je dán flemingovým pravidlem pravé ruky.
to může být zpočátku těžké pochopit-podívejme se tedy na příkladový problém., Nezapomeňte, že když je proud indukován magnetickým polem, magnetické pole, které tento indukovaný proud produkuje, vytvoří své vlastní magnetické pole. Toto magnetické pole bude vždy takové, že se postaví proti magnetickému poli, které ho původně vytvořilo. V níže uvedeném příkladu, pokud se magnetické pole „B“ zvyšuje – jak je znázorněno na (1) – indukované magnetické pole bude působit proti němu.,
Když magnetického pole „B“ klesá – jak je uvedeno v (2) – indukované magnetické pole se bude znovu jednat v opozici k ní. Tentokrát však „v opozici“ znamená, že jedná o zvýšení pole – protože je proti klesající míře změny.
Lenzův zákon je založen na faradayově indukčním zákonu. Faradayův zákon nám říká, že měnící se magnetické pole vyvolá proud ve vodiči., Lenzsův zákon nám říká směr tohoto indukovaného proudu, který je proti počátečnímu měnícímu se magnetickému poli, které ho produkovalo. To je ve vzorci Faradayova zákona označeno záporným znaménkem (‚ -‚).
Tato změna magnetického pole může být způsoben změnou magnetického pole pohybem magnetu směrem k nebo pryč od cívky, nebo pohybem cívky do nebo z magnetického pole., Jinými slovy, můžeme říci, že velikost emf indukované v obvodu je úměrná rychlosti změny toku.,
lenzův Zákon Vzorec
lenzův zákon stanoví, že pokud EMF je generována změnou magnetického toku podle Faradayova Zákona, polarita indukovaného EMF je taková, že to vytváří indukovaný proud, jehož magnetické pole působí proti původní změně magnetického pole, která vyrábí
záporné znaménko používá v Faradayův zákon elektromagnetické indukce, naznačuje, že indukovaného EMF (ε) a změna magnetického toku (δΦB) mají opačné znaky., Vzorec pro lenzův zákon je uveden níže:
Kde:
- ε = Indukovaného emf
- δΦB = změna magnetického toku
- N = počet závitů na cívce
lenzův Zákon a Zachování Energie
poslouchat zachování energie, směr proudu indukovaného přes lenzův zákon musí vytvořit magnetické pole, které působí proti magnetickému poli, který ho vytvořil. Lenzův zákon je ve skutečnosti důsledkem zákona o zachování energie.,
proč se ptáte? No, předstírejme, že tomu tak nebylo a uvidíme, co se stane.
v Případě, že magnetické pole vytvořené indukovaný proud má stejný směr jako pole, které produkoval, pak tyto dva magnetické pole by kombinovat a vytvořit větší magnetické pole. Toto kombinované větší magnetické pole by zase indukovalo další proud ve vodiči dvojnásobek velikosti původního indukovaného proudu.
a to by zase vytvořilo další magnetické pole, které by vyvolalo další proud. A tak dále., Takže vidíme, že pokud lenzův zákon neměl diktovat, že indukovaný proud musí vytvořit magnetické pole, které působí proti poli, které jej vytvořil – tak bychom mohli skončit s nekonečnou pozitivní zpětné vazby, porušení zachování energie (protože jsme efektivně vytvářet nekonečné zdroje energie).
Lenzův zákon se také řídí Newtonovým třetím zákonem pohybu (tj. na každou akci je vždy stejná a opačná reakce)., Pokud indukovaný proud vytvoří magnetické pole, které je stejné a opačné ke směru magnetického pole, které ho vytváří, pak pouze může odolat změně magnetického pole v oblasti. To je v souladu s Newtonovým třetím zákonem pohybu.
lenzův Zákon Vysvětlil
Pro lepší pochopení lenzův zákon, uvažujme dva případy:
Případ 1: Když magnet je směrem k cívce.,
Když se severní pól magnetu se blíží ke cívka, magnetický tok, spojující cívky zvyšuje. Podle Faradayova zákona elektromagnetické indukce, když dojde ke změně toku, je v cívce indukován EMF, a tedy proud a tento proud vytvoří své vlastní magnetické pole.,
podle lenzův zákon, toto magnetické pole vytvořené budou bránit jeho vlastní, nebo můžeme říct, že se staví proti zvýšení toku přes cívky a to je možné pouze tehdy, pokud se blíží na straně cívky dosáhne severní polarity, jak víme, podobné póly se navzájem odpuzují. Jakmile známe magnetickou polaritu strany cívky, můžeme snadno určit směr indukovaného proudu použitím pravidla pravé ruky. V tomto případě proud proudí ve směru hodinových ručiček.,
Případ 2: Pokud je magnet se vzdaluje od cívky
Když se severní pól magnetu se pohybuje od cívky, magnetický tok, spojující cívky klesá. Podle Faradayova zákona o elektromagnetické indukci je v cívce indukován EMF a tím i proud a tento proud vytvoří své vlastní magnetické pole.,
podle lenzův zákon, toto magnetické pole vytvořené budou bránit jeho vlastní, nebo můžeme říct, že se staví proti snížení toku přes cívky a to je možné pouze tehdy, pokud se blíží na straně cívky dosáhne jižní polaritu, jak víme odlišné póly se navzájem přitahují. Jakmile známe magnetickou polaritu strany cívky, můžeme snadno určit směr indukovaného proudu použitím pravidla pravé ruky. V tomto případě proud proudí ve směru hodinových ručiček.
Všimněte si, že pro nalezení směru magnetického pole nebo proudu použijte pravidlo pravého palce i.,e-li prsty pravé ruky jsou umístěny kolem drátu tak, že palec ukazuje směr proudu, pak curling prsty ukazují směr magnetického pole produkovaného drátu.,aw může být uvedeno takto:
- v Případě magnetického toku Ф propojení cívky zvyšuje, směr proudu v cívce bude taková, že to bude proti zvýšení toku a tedy indukovaný proud bude vyrábět její tok ve směru, jak je znázorněno níže (za použití Fleming pravou rukou palec pravidlo)
- Pokud magnetický tok Ф propojení cívky klesá, tok produkovaný proud do cívky je taková, že to bude pomoci hlavní tok a tím i směr proudu, jak je uvedeno níže.,
lenzův Zákon Aplikace
aplikace, lenzův zákon, patří:
- lenzův zákon, mohou být použity k pochopit pojem uložené magnetické energie v induktoru. Když je zdroj emf připojen přes induktor, začne proud protékat. Zadní emf bude proti tomuto nárůstu proudu prostřednictvím induktoru. Aby bylo možné stanovit tok proudu, musí externí zdroj emf udělat nějakou práci, aby překonal tuto opozici., Tato práce může být provedeno tím, emf je uložen v induktor, a to může být obnoven po odstranění externí zdroj emf z okruhu
- Tento zákon vyjadřuje, že indukované emf a změny v toku mají opačné znaky, které poskytují fyzikální interpretace volba přihlásit Faradayův zákon indukce.
- Lenzův zákon platí i pro elektrické generátory., Když proud indukovaný v generátoru, směr tohoto indukovaného proudu je takový, že je proti a způsobuje otáčení generátoru (stejně jako v souladu s lenzův zákon) a proto generátor vyžaduje více mechanické energie. Poskytuje také zpět emf v případě elektromotorů.
- Lenzův zákon se používá také v elektromagnetickém brzdění a indukčních varných deskách.,
Státní lenzův Zákon
lenzův zákon uvádí, že směr proudu indukovaného ve vodiči tím, že měnící se magnetické pole je takové, že magnetické pole vytvořené indukovaný proud působí proti původní změně magnetického pole, které produkoval.
lenzův Zákon je pojmenován podle německého vědce H. F. E. Lenz v roce 1834. Lenzův zákon se řídí Newtonovým třetím zákonem pohybu (i.,e na každé akci, tam je vždy stejná a opačná reakce) a zákon zachování energie (i.e energie může být vytvořena ani zničena, a proto součet všech energií v systému je konstantní).
Napsat komentář