楞次电磁感应定律:定义与公式

楞次定律是什么?

楞次电磁感应定律表示由变化的磁场在导体中感应的电流的方向(根据法拉第电磁感应定律)是这样的磁场由诱导产生当前的反对产生它的初始变化的磁场。电流的方向由弗莱明右手定则

这一开始可能很难理解,所以让我们看一个例子。记住,当电流被磁场感应时,感应电流产生的磁场会产生自己的磁场。这个磁场总是这样反对最初形成它的磁场。在下面的例子中,如果磁场“B”增大-如(1)所示-则诱导磁场的作用与它相反。

电磁感应楞次定律

当磁场“B”减小时-如(2)所示-诱导磁场将再次与之相反。但是这一次' in opposition '的意思是它正在采取行动来增加磁场——因为它是在反对变化的减少速度。

楞次定律是基于法拉第的归纳法。法拉第定律告诉我们,变化的磁场会在磁场中产生电流导体.楞兹定律告诉我们方向这个感应电流反对产生它的初始变化的磁场。这在法拉第定律的公式中用负号(' - ')来表示。

楞次定律方程

磁场的这种变化可能是由改变磁场强度引起的,通过移动磁铁朝向或远离线圈,或移动线圈进入或离开磁场。换句话说,我们可以说,电路中感应的电动势的大小与电动势的变化率成正比通量

楞次定律公式

楞次定律说明当一个EMF是由磁通根据法拉第定律,感应电动势的极性是这样的,它产生一个感应电流,其磁场对抗产生它的初始变化的磁场

法拉第电磁感应定律中使用的负号表示感应电动势(ε)和磁通量变化(δΦ)B)有相反的符号。楞次定律的公式如下:

楞次定律公式

地点:

  • 感应电动势
  • δΦB=磁通量的变化
  • N =线圈的匝数

楞次定律和能量守恒

为了服从能量守恒,通过楞次定律诱导的电流的方向必须产生一个与产生它的磁场相反的磁场。事实上,楞次定律是能量守恒定律的结果。

你为什么这么问?好吧,让我们假装这不是事实,看看会发生什么。

如果感应电流产生的磁场方向和产生它的磁场方向相同,那么这两个磁场就会结合起来,形成一个更大的磁场。这个更大的磁场反过来会在导体内产生另一种电流,其大小是原始感应电流的两倍。

这反过来又会产生另一个磁场,产生另一个电流。等等。所以我们可以看到如果楞次定律没有规定感生电流一定会产生一个磁场反对创造它的场——然后我们将以一个无穷无尽的正反馈循环结束,打破能量守恒(因为我们正在有效地创造一个无穷无尽的能源)。

楞次定律也遵循牛顿第三运动定律(即每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力)。如果感应电流产生的磁场与产生它的磁场方向相等且相反,那么只有它才能抵抗该区域磁场的变化。这符合牛顿的第三运动定律。

楞次定律解释

为了更好地理解楞次定律,让我们考虑两种情况:

案例1当磁铁向线圈移动时。

什么是楞次定律

当磁体的北极接近线圈时,与线圈相连的磁通量增加。根据法拉第电磁感应定律,当磁通量发生变化时,就会产生电动势,从而在线圈中产生电流,这种电流会产生自己的磁场。

现在根据楞次定律,这个磁场创造将反对它自己或我们可以说反对通过线圈的通量的增加,这是可能的,只有接近线圈的一边达到北极性,因为我们知道相似的极互相排斥。一旦我们知道了线圈侧的磁极,我们就可以用右手定则很容易地确定感应电流的方向。在这种情况下,电流是逆时针流动的。

案例2:当磁铁离开线圈时

楞次定律的定义

当磁体的北极远离线圈时,与线圈相连的磁通量减小。根据法拉第电磁感应定律,一个电动势,因此电流在线圈中感应,这个电流将创造自己的磁场。

根据楞次定律,这个产生的磁场会和它自己的磁场相反,或者我们可以说,和通过线圈的通量的减少相反,这只有在接近线圈的一侧达到南极性时才有可能,因为我们知道不同的两极相互吸引。一旦我们知道了线圈侧的磁极,我们就可以用右手定则很容易地确定感应电流的方向。在这种情况下,电流是顺时针方向流动的。

注意寻找磁场或电流的方向,用右手拇指法则即如果右手的手指被放置在钢丝,拇指点电流的方向,然后卷曲的手指将显示导线产生的磁场的方向。

弗莱明的右手法则

楞兹定律可以表述如下:

  • 如果连接线圈的磁通量Ф增加,线圈中电流的方向将与磁通量增加的方向相反,因此感应电流将产生如下所示的磁通量方向(使用弗莱明的右手拇指法则)
州楞次定律
  • 如果连接线圈Ф的磁通量减小,线圈中电流产生的磁通量将辅助主磁通量,因此电流的方向如下所示。
定义楞次定律

楞次定律的应用

楞次定律的应用包括:

  • 楞次定律可以用来理解磁体中贮存磁能的概念电感器.当电动势源通过电感器连接时,电流就开始流过它。反电动势将阻碍通过电感器的电流的增加。为了建立电流,外部电动势源必须做一些功来克服这个阻力。这项工作可以通过将电动势存储在电感器中来完成,在从电路中去除外部电动势源后可以恢复
  • 该定律表明感应电动势与通量变化具有相反的符号,为法拉第感应定律中符号的选择提供了物理解释。
  • 楞次定律也适用于发电机。当电流感应到发电机时,这个感应电流的方向与发电机的旋转方向相反(根据楞次定律),因此发电机需要更多的机械能。它还提供反电动势的情况下必威电子竞技大赛电动马达
  • 楞次定律也被用于电磁制动和感应灶具。

州楞次定律

楞次定律指出,由变化的磁场在导体中感应到的电流的方向是这样的,感应电流产生的磁场与产生它的初始变化的磁场相对抗。

楞次定律

伦茨定律是以1834年德国科学家h·f·e·伦茨的名字命名的。楞次定律遵循牛顿第三运动定律(即每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力)和能量守恒定律(即能量既不能产生也不能消灭,因此系统中所有能量之和是一个常数)。

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