La loi de Lenz

La loi de Lenz de ( ˈlɛntsɨzˌlɔː ) donne la direction de la force électromotrice induite (emf) de et du courant résultant de l'induction électromagnétique . Le Heinrich Lenz l'a formulé en 1834.

Définition

La loi de Lenz déclare que n'importe quelle force électromotrice induite sera dans la direction telle que le flux qu'il crée s'opposera au changement du flux qui l'a produit.

Raccordement avec la loi de la conservation de l'énergie

La loi de Lenz est une conséquence du principe de la conservation de de l'énergie . Pour voir pourquoi, déplacer un à un aimant permanent vers le visage d'une boucle bloquée de fil (par exemple un solénoïde d'enroulement ou de ). Un courant électrique est induit dans le fil, parce que les électrons dans lui sont soumis à un champ magnétique croissant pendant que l'aimant s'approche. Ceci produit un emf qui agit sur eux. La direction du courant induit dépend de si le du nord ou du sud Polonais de l'aimant s'approche : un Pôle Nord de approche produira un courant dans le sens contraire des aiguilles d'une montre (de la perspective de l'aimant), et le pôle du sud approchant l'enroulement produira un courant dans le sens des aiguilles d'une montre.

Pour comprendre les implications pour la conservation de l'énergie, supposer que les directions de courants induits étaient vis-à-vis ceux juste décrites. Alors le pôle du nord du d'un aimant de approche induirait un pôle du sud du dans le visage proche de la boucle. La force attrayante entre ces poteaux accélérerait l'approche de l'aimant. Ceci ferait le champ magnétique augmenter plus rapidement, qui à leur tour augmenterait le courant de boucle, renforçant le champ magnétique, augmentant l'attraction et l'accélération, et ainsi de suite. L'énergie cinétique de l'aimant et le taux de dissipation d'énergie dans la boucle (due à chauffage de Joule de ) augmenteraient. Une petite absorption d'énergie produirait un grand résultat d'énergie, violant la loi de la conservation de l'énergie.

Ce scénario est seulement un exemple d'induction électromagnétique. La loi de Lenz déclare que le champ magnétique du n'importe quel courant induit de s'oppose au changement qui l'induit. Pour un traitement mathématique rigoureux, voir l'induction électromagnétique et les équations de Maxwell de .

Démonstrations pratiques

Une brève vidéo démontrant la loi de Lenz est chez EduMation.

Un dispositif ordonné fait par William J. Beaty fait de la lévitation un aimant au-dessus de deux rouleaux de rotation.

Une démonstration dramatique de l'effet avec un bloc de l'aluminium dans un MRI , tombant très lentement.

Une démonstration que même un petit enfant peut essayer :
- Trouver un petit motor.
- Tourner son shaft.
- Relier ses fils ensemble (avec un trombone ou une agrafe), et tourner l'axe again.
- Cette fois, le moteur résiste la rotation, parce que le courant peut traverser ses fils.

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