Wat is de wet van Lenz?de wet van Lenz inzake elektromagnetische inductie stelt dat de richting van de stroom die in een geleider wordt geïnduceerd door een veranderend magnetisch veld (volgens de wet van Faraday inzake elektromagnetische inductie) zodanig is dat het magnetische veld dat door de geïnduceerde stroom wordt gecreëerd, tegengesteld is aan het initiële veranderend magnetisch veld dat het heeft geproduceerd. De richting van deze stroom wordt gegeven door de rechterhand van Fleming.
Dit kan in het begin moeilijk te begrijpen zijn – dus laten we eens kijken naar een voorbeeld probleem., Vergeet niet dat wanneer een stroom wordt geïnduceerd door een magnetisch veld, het magnetische veld dat deze geïnduceerde stroom produceert zijn eigen magnetisch veld zal creëren. Dit magnetisch veld zal altijd zo zijn dat het zich verzet tegen het magnetische veld dat het oorspronkelijk creëerde. In het onderstaande voorbeeld, als het magnetische veld “B” toeneemt – zoals getoond in (1) – zal het geïnduceerde magnetische veld in tegenstelling tot het handelen.,
wanneer het magnetische veld” B ” afneemt – zoals getoond in (2) – zal het geïnduceerde magnetische veld opnieuw tegenwerken. Maar deze keer betekent’ in oppositie ‘ dat het handelt om het veld te vergroten – omdat het zich verzet tegen het dalende tempo van verandering.de wet van Lenz is gebaseerd op de inductiewet van Faraday. Faraday ‘ s wet vertelt ons dat een veranderend magnetisch veld een stroom in een geleider zal induceren., Lenzs wet vertelt ons de richting van deze geïnduceerde stroom, die tegen het eerste veranderende magnetische veld dat het geproduceerd. Dit wordt in de formule voor Faraday ‘ s wet aangeduid met het negatieve teken (‘–’).
deze verandering in het magnetische veld kan worden veroorzaakt door het veranderen van de sterkte van het magnetische veld door een magneet naar of van de spoel te bewegen, of door de spoel in of uit het magnetische veld te bewegen., Met andere woorden, we kunnen zeggen dat de grootte van de EMF geïnduceerd in het circuit is evenredig met de snelheid van verandering van flux.,
Wet van Lenz Formule
Lenz s law stelt dat wanneer een EMF gegenereerd door een verandering in de magnetische flux volgens de Wet van Faraday, de polariteit van de geïnduceerde EMF is zo, dat het produceert een geïnduceerde stroom waarvan het magnetische veld, tegen de eerste veranderend magnetisch veld dat geproduceerd
De negatieve teken dat wordt gebruikt in de wet van Faraday van elektromagnetische inductie, geeft aan dat de geïnduceerde EMF (ε) en de verandering van de magnetische flux (δΦB) hebben een tegengesteld teken., De formule voor de wet van Lenz is hieronder weergegeven:
Waar:
- ε = Geïnduceerde emf
- δΦB = verandering in de magnetische flux
- N = Geen bochten in de spoel
Wet van Lenz en het Behoud van Energie
om Te gehoorzamen aan het behoud van energie, de richting van de stroom opgewekt via de wet van Lenz moet creëren een magnetisch veld dat zich verzet tegen het magnetische veld die het heeft aangemaakt. In feite is de wet van Lenz een gevolg van de wet van behoud van energie.,
Waarom vraagt u dat? Laten we doen alsof dat niet het geval was en kijken wat er gebeurt.
als het magnetische veld dat door de geïnduceerde stroom wordt gecreëerd dezelfde richting heeft als het veld dat het heeft geproduceerd, dan zouden deze twee magnetische velden combineren en een groter magnetisch veld creëren. Dit gecombineerde Grotere magnetische veld zou op zijn beurt weer een andere stroom veroorzaken binnen de geleider tweemaal de grootte van de oorspronkelijke geïnduceerde stroom.
en dit zou op zijn beurt weer een ander magnetisch veld creëren dat weer een andere stroom zou opwekken. En zo verder., Dus we kunnen zien dat als de wet van Lenz niet dicteerde dat de geïnduceerde stroom een magnetisch veld moet creëren dat tegengesteld is aan het veld dat het creëerde – dan zouden we eindigen met een eindeloze positieve terugkoppelingslus, waardoor het behoud van energie wordt verbroken (aangezien we effectief een eindeloze energiebron creëren).de wet van Lenz volgt ook de derde bewegingswet van Newton (dat wil zeggen dat er bij elke actie altijd een gelijke en tegengestelde reactie is)., Als de geïnduceerde stroom een magnetisch veld creëert dat gelijk en tegengesteld is aan de richting van het magnetische veld dat het creëert, dan kan alleen het de verandering in het magnetische veld in het gebied weerstaan. Dit is in overeenstemming met Newton ‘ s derde wet van beweging.
Lenz ‘ s Law Explained
om de wet van Lenz beter te begrijpen, laten we twee gevallen overwegen:
geval 1: wanneer een magneet zich naar de spoel beweegt.,
wanneer de noordpool van de magneet naar de spoel nadert, neemt de magnetische flux die aan de spoel wordt gekoppeld toe. Volgens Faraday ‘ s wet van elektromagnetische inductie, wanneer er een verandering in flux, een EMF, en dus stroom wordt geïnduceerd in de spoel en deze stroom zal zijn eigen magnetisch veld te creëren.,
nu volgens de wet van Lenz, zal dit gecreëerde magnetische veld tegen zijn eigen of we kunnen zeggen tegen de toename in flux door de spoel en dit is alleen mogelijk als de naderende spoelzijde noordpolariteit bereikt, zoals we weten dat soortgelijke Polen elkaar afstoten. Zodra we de magnetische polariteit van de spoelzijde kennen, kunnen we gemakkelijk de richting van de geïnduceerde stroom bepalen door de rechter regel toe te passen. In dit geval stroomt de stroom tegen de klok in.,
geval 2: Wanneer een magneet zich van de spoel verwijdert
wanneer de noordpool van de magneet zich van de spoel verwijdert, neemt de magnetische flux die met de spoel verbonden is af. Volgens Faraday ‘ s wet van elektromagnetische inductie, een EMF en dus stroom wordt geïnduceerd in de spoel en deze stroom zal zijn eigen magnetisch veld te creëren.,
nu volgens de wet van Lenz, zal dit gecreëerde magnetische veld tegen zijn eigen of we kunnen zeggen tegen de afname in flux door de spoel en dit is alleen mogelijk als de naderende spoelzijde Zuid-polariteit bereikt, omdat we weten dat ongelijke Polen elkaar aantrekken. Zodra we de magnetische polariteit van de spoelzijde kennen, kunnen we gemakkelijk de richting van de geïnduceerde stroom bepalen door de rechter regel toe te passen. In dit geval stroomt de stroom met de klok mee.
merk op dat Voor het vinden van de richtingen van het magnetisch veld of de stroom, gebruik de rechterduimregel i.,e als de vingers van de rechterhand worden geplaatst rond de draad, zodat de duim wijst in de richting van de stroom, dan zal het krullen van de vingers de richting van het magnetische veld geproduceerd door de draad.,aw kan als volgt worden omschreven:
- Als de magnetische flux Ф het koppelen van een spoel toeneemt, wordt de richting van de stroom in de spoel zodanig zal zijn dat het zal zich verzetten tegen de toename van de flux en dus ook de geïnduceerde stroom zal produceren de flux in een richting zoals hieronder weergegeven (met behulp van het Fleming ‘ s rechterhand vuistregel)
- Als de magnetische flux Ф het koppelen van een spoel is de wind, de flux die wordt geproduceerd door de stroom in de spoel zodanig, dat zij steun zal de belangrijkste flux en dus de richting van de stroom is, zoals hieronder weergegeven.,
toepassingen van de wet van Lenz
De toepassingen van de wet van Lenz omvatten:
- de wet van Lenz kan worden gebruikt om het begrip opgeslagen magnetische energie in een inductor. Wanneer een bron van emf is aangesloten over een inductor, begint er een stroom doorheen te stromen. De back emf zal zich verzetten tegen deze toename van de stroom door de inductor. Om de stroomstroom vast te stellen, moet de externe bron van emf wat werk doen om deze tegenstelling te overwinnen., Dit werk kan worden gedaan door de emf wordt opgeslagen in de inductor en het kan worden teruggewonnen na het verwijderen van de externe bron van emf uit het circuit
- deze wet geeft aan dat de geïnduceerde emf en de verandering in flux tegengestelde tekens hebben die een fysieke interpretatie van de keuze van teken in Faraday ‘ s inductiewet geven.de wet van Lenz is ook van toepassing op elektrische generatoren., Wanneer een stroom in een generator wordt geïnduceerd, is de richting van deze geïnduceerde stroom zodanig dat het tegengesteld is aan en de omwenteling van de generator veroorzaakt (zoals in overeenstemming met de wet van Lenz) en dus de generator meer mechanische energie nodig heeft. Het biedt ook terug emf in het geval van elektromotoren.de wet van Lenz wordt ook gebruikt in elektromagnetische remmen en inductiekookplaten.,
wet van Lenz
wet van Lenz bepaalt dat de richting van de stroom die in een geleider wordt geïnduceerd door een veranderend magnetisch veld zodanig is dat het magnetische veld dat door de geïnduceerde stroom wordt gecreëerd, tegengesteld is aan het initiële veranderend magnetisch veld dat het heeft geproduceerd.
De Wet van Lenz is vernoemd naar de Duitse wetenschapper H. F. E. Lenz in 1834. Lenz ‘wet gehoorzaamt Newton’ s derde wet van beweging (i.,e voor elke actie is er altijd een gelijke en tegengestelde reactie) en het behoud van energie (d.w.z. energie mag niet worden gecreëerd of vernietigd en daarom is de som van alle energieën in het systeem een constante).
Geef een reactie