Qual è la legge di Lenz?
La legge di Lenz sull’induzione elettromagnetica afferma che la direzione della corrente indotta in un conduttore da un campo magnetico mutevole (secondo la legge di induzione elettromagnetica di Faraday) è tale che il campo magnetico creato dalla corrente indotta si oppone al campo magnetico mutevole iniziale che lo ha prodotto. La direzione di questo flusso di corrente è data dalla regola della mano destra di Fleming.
Questo può essere difficile da capire in un primo momento – quindi diamo un’occhiata a un problema di esempio., Ricorda che quando una corrente viene indotta da un campo magnetico, il campo magnetico che questa corrente indotta produce creerà il proprio campo magnetico. Questo campo magnetico sarà sempre tale da opporsi al campo magnetico che lo ha originariamente creato. Nell’esempio seguente, se il campo magnetico “B” è in aumento – come mostrato in (1) – il campo magnetico indotto agirà in opposizione ad esso.,
Quando il campo magnetico “B” sta diminuendo – come mostrato in (2) – il campo magnetico indotto agirà nuovamente in opposizione ad esso. Ma questa volta ‘in opposizione’ significa che sta agendo per aumentare il campo-dal momento che si oppone al tasso decrescente di cambiamento.
La legge di Lenz si basa sulla legge di induzione di Faraday. La legge di Faraday ci dice che un campo magnetico mutevole indurrà una corrente in un conduttore., La legge di Lenzs ci dice la direzione di questa corrente indotta, che si oppone al campo magnetico iniziale che lo ha prodotto. Questo è significato nella formula per la legge di Faraday dal segno negativo (‘–’).
Questo cambiamento nel campo magnetico può essere causato da cambiare l’intensità del campo magnetico muovendo un magnete verso o lontano dalla bobina, o spostare la bobina dentro o fuori il campo magnetico., In altre parole, possiamo dire che la grandezza dell’EMF indotta nel circuito è proporzionale alla velocità di cambiamento del flusso.,
la Legge di Lenz Formula
la legge di Lenz si afferma che, quando un EMF è generato da una variazione di flusso magnetico secondo la Legge di Faraday, la polarità della FEM indotta è tale, che produce una corrente indotta, il cui campo magnetico che si oppone iniziale cambiando il campo magnetico che lo ha prodotto
Il segno negativo utilizzato in legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica, indica che la FEM indotta (ε) e la variazione di flusso magnetico (δΦB) hanno segno opposto., La formula per la legge di Lenz è mostrato di seguito:
in Cui:
- ε = fem Indotta
- δΦB = variazione di flusso magnetico
- N = numero di spire nella bobina
la Legge di Lenz e la Conservazione dell’Energia
Per obbedire alla conservazione dell’energia, la direzione della corrente indotta attraverso la legge di Lenz necessario creare un campo magnetico che si oppone al campo magnetico che l’ha creata. In effetti, la legge di Lenz è una conseguenza della legge di conservazione dell’energia.,
Perché lo chiedi? Beh, facciamo finta che non fosse cosi ‘ e vediamo cosa succede.
Se il campo magnetico creato dalla corrente indotta è la stessa direzione del campo che lo ha prodotto, allora questi due campi magnetici si combinerebbero e creerebbero un campo magnetico più grande. Questo campo magnetico combinato più grande, a sua volta, indurrebbe un’altra corrente all’interno del conduttore due volte la grandezza della corrente indotta originale.
E questo, a sua volta, creerebbe un altro campo magnetico che indurrebbe un’altra corrente. E così via., Quindi possiamo vedere che se la legge di Lenz non dettasse che la corrente indotta deve creare un campo magnetico che si oppone al campo che lo ha creato – allora finiremmo con un ciclo di feedback positivo infinito, rompendo la conservazione dell’energia (dal momento che stiamo effettivamente creando una fonte di energia infinita).
La legge di Lenz obbedisce anche alla terza legge del moto di Newton (cioè ad ogni azione c’è sempre una reazione uguale e opposta)., Se la corrente indotta crea un campo magnetico uguale e opposto alla direzione del campo magnetico che lo crea, allora solo può resistere al cambiamento nel campo magnetico nell’area. Questo è in accordo con la terza legge del moto di Newton.
La legge di Lenz Spiegata
Per comprendere meglio la legge di Lenz, consideriamo due casi:
Caso 1: Quando un magnete si muove verso la bobina.,
Quando il polo nord del magnete si avvicina alla bobina, il flusso magnetico che si collega alla bobina aumenta. Secondo la legge di induzione elettromagnetica di Faraday, quando c’è un cambiamento nel flusso, un EMF, e quindi la corrente viene indotta nella bobina e questa corrente creerà il proprio campo magnetico.,
Ora secondo la legge di Lenz, questo campo magnetico creato si opporrà al proprio o possiamo dire si oppone all’aumento del flusso attraverso la bobina e questo è possibile solo se si avvicina lato bobina raggiunge polarità nord, come sappiamo poli simili si respingono a vicenda. Una volta che conosciamo la polarità magnetica del lato della bobina, possiamo facilmente determinare la direzione della corrente indotta applicando la regola della mano destra. In questo caso, la corrente scorre in senso antiorario.,
Caso 2: Quando un magnete si allontana dalla bobina
Quando il polo nord del magnete si allontana dalla bobina, il flusso magnetico che collega alla bobina diminuisce. Secondo la legge di Faraday di induzione elettromagnetica, un EMF e quindi la corrente viene indotta nella bobina e questa corrente creerà il proprio campo magnetico.,
Ora secondo la legge di Lenz, questo campo magnetico creato si opporrà al proprio o possiamo dire si oppone alla diminuzione del flusso attraverso la bobina e questo è possibile solo se si avvicina lato bobina raggiunge polarità sud, come sappiamo poli dissimili si attraggono. Una volta che conosciamo la polarità magnetica del lato della bobina, possiamo facilmente determinare la direzione della corrente indotta applicando la regola della mano destra. In questo caso, la corrente scorre in senso orario.
Si noti che per trovare le direzioni del campo magnetico o della corrente, utilizzare la regola del pollice destro i.,e se le dita della mano destra sono posizionate attorno al filo in modo che il pollice punti nella direzione del flusso di corrente, l’arricciatura delle dita mostrerà la direzione del campo magnetico prodotto dal filo.,aw può essere indicato come segue:
- Se il flusso magnetico Ф collegamento di una bobina aumenta, la direzione della corrente nella bobina sarà tale da opporsi all’aumento del flusso e, quindi, la corrente indotta produrrà il flusso in una direzione, come indicato di seguito (usando destra del Fleming regola empirica)
- Se il flusso magnetico Ф collegamento di una bobina è in diminuzione, il flusso generato dalla corrente nella bobina è tale, che aiuti il principale flusso e quindi la direzione della corrente è come indicato di seguito.,
la Legge di Lenz Applicazioni
Le applicazioni della legge di Lenz includono:
- la legge di Lenz può essere utilizzato per comprendere il concetto di energia magnetica immagazzinata in un induttore. Quando una fonte di emf è collegata attraverso un induttore, una corrente inizia a fluire attraverso di essa. L’emf posteriore si opporrà a questo aumento di corrente attraverso l’induttore. Al fine di stabilire il flusso di corrente, la fonte esterna di emf deve fare un certo lavoro per superare questa opposizione., Questo lavoro può essere fatto dal emf è memorizzato nell’induttore e può essere recuperato dopo aver rimosso la sorgente esterna di emf dal circuito
- Questa legge indica che l’emf indotta e il cambiamento di flusso hanno segni opposti che forniscono un’interpretazione fisica della scelta del segno nella legge di induzione di Faraday.
- La legge di Lenz si applica anche ai generatori elettrici., Quando una corrente viene indotta in un generatore, la direzione di questa corrente indotta è tale che si oppone e provoca la rotazione del generatore (come in conformità con la legge di Lenz) e quindi il generatore richiede più energia meccanica. Fornisce anche emf posteriore nel caso di motori elettrici.
- La legge di Lenz viene utilizzata anche nei piani di frenatura elettromagnetica e nei piani cottura a induzione.,
Stato Legge di Lenz
La legge di Lenz afferma che la direzione della corrente indotta in un conduttore da un campo magnetico mutevole è tale che il campo magnetico creato dalla corrente indotta si oppone al campo magnetico mutevole iniziale che lo ha prodotto.
La legge di Lenz prende il nome dallo scienziato tedesco H. F. E. Lenz nel 1834. Legge di Lenz obbedisce terza legge del moto di Newton (i.,e ad ogni azione c’è sempre una reazione uguale e opposta) e la conservazione dell’energia (cioè l’energia non può essere né creata né distrutta e quindi la somma di tutte le energie nel sistema è una costante).
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