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楞次定律
  • 时间：2024-12-22

Introduction

电和磁最初独立的学科。电力有关的指控和磁学与磁性材料。然而在19世纪丹麦物理学家奥斯特证明这两个之间有关系。他发现,电流可以创建一个磁场。

迈克尔·法拉第英国科学家报告了一个有趣的实验现象。他发现,如果我们移动一块磁铁线圈连接到一个电流计,我们看到偏转。

电路中通过的电流的存在在这种情况下意味着一个电动势会引起电路中,当我们改变它周围的磁场。这种现象叫电磁感应。感生电动势的数量是由法拉第定律。它说的变化率等于磁感生电动势的电路。然而,如果我们想知道电路中电流的方向诱导由于电磁感应,我们使用另一个法律。它被称为楞次定律。

What is Lenz s Law?

1834年,埃米尔楞次俄罗斯物理学家了一项法律,帮助我们获得感应电流的方向。它被称为楞次定律。

它说,如果一个电流感应导体内还将创建一个磁场。电流的方向将是这样形成的磁场将反对改变诱导它。为了更好的理解,让我们以一个例子。

MikeRun, Lenzs-law-cypndrical-magnet-leaving-ring, CC BY-SA 4.0

Fig:1 Illustration of Lenz’s law

假设有一个圆形导体,如上图所示。酒吧磁从左边接近它。移动的条形磁铁将导体中产生电流。我们可以看到,当前创建一个磁场顺时针和原磁场由于条形磁铁是逆时针方向。因此,由于感应电流磁场相反的感应电流的来源。

The Formula for Lenz s Law

楞次定律说,当前或emf将会反对磁通量的变化因为磁通量的变化是这个感应电动势的原因。如果磁场是由 ,和磁通量美元mathrm{φ_ {b}} $。然后

$ $ mathrm {e = -Nfrac {dphi _ {B}} {dt}} $ $

N = no。的循环

dt =时间变化量

这里负号是至关重要的,因为它告诉我们方向。“反对”这个词包含的迹象。如果我们想只感应电动势的大小,我们可以这样写

$ $ mathrm e{左| |飞行propto压裂{dphi _ {B}} {dt}} $ $

What is Induced EMF?

当导线的磁通量发生变化时,emf被诱导。它被称为感生电动势。假设有一个线圈N循环,慢慢旋转的磁场中,然后emf将诱导。感应电动势的数量可以由法拉第定律。如果磁场b ,和通量dphi变化时间 dt 。然后感应电动势

$ $ mathrm {e = n压裂{dphi _ {B}} {dt}} $ $

Experiment with Lenz s law

楞次制定他的法律理论。他的理论由以下三个实验证明。

Keministi, Lenz law demonstration, CC0 1.0

First Experiment

在第一个实验中,当电路中通过的电流,磁场被创建。当我们增加电流、磁通量增加自磁场取决于当前。目前反对任何磁通的变化。

Second Experiment

在第二个实验中,他发现,如果我们把一个通电导线,伤口一个铁棒,那么它像北极的一端,它吸引了磁铁的南极。因此一个感应电流生成。

Third Experiment

在第三个实验中,当线圈磁通的方向拖,领域内的线圈的面积减少。楞次定律告诉我们,如果我们应用感应电流方向相同线圈的运动是反对。

为此,在线圈磁场施加一个力。反对,磁力施加的电流线圈的磁场。

Apppcations

它是用于以下方面。

    读卡器、麦克风和交流发电机。

    它告诉我们磁能存储在电感器。

    这个概念用于金属探测器和烘干系统的列车

    它给的物理理解符号出现在法拉第的配方。

    它是用于涡流测功和平衡。

Conclusion

电磁感应现象在通量变化时创建一个emf导体。感应电动势的数量可以由法拉第定律。感应电动势的方向或当前是由楞次定律。它说感应电动势的方向,它反对任何改变引起通量。在许多技术应用是有用的。几乎在每个地方,可以看到其突出所使用的电磁感应现象。

FAQs

Q1。守恒定律证明了楞次定律?

答,楞次定律是能量守恒的直接后果(电)。

Q2。线圈的磁通是由美元mathrm{φ_ {B} = B_ {0}: sinomega t} $,找到感应电动势的表达式。< / B >

答。我们知道,感应电动势是$ mathrm {e = n压裂{dphi _ {B}} {dt}} $

$ $ mathrm {e = n压裂{d} {dt} (B_ {0}: sinomega t) = -NB_{0}:{ω}因为ωt} $ $

第三季。圆环半径为10厘米的平行于磁场。磁场的变化从200年的35吨- 60吨。找到感应电动势的大小。

Ans,鉴于美元半径mathrm {r = 10 ime 10 ^ {2} m} $

美元的磁通量mathrm{φ_ {B} = Bpi r ^{2}} $,因为B和相互平行。

$ $ mathrm{感生电动势:左| e锁定宽和高| =压裂φd {} {dt} _ {B} =压裂{d} {dt} (Bpi r ^ {2})} $ $

$ $ mathrm{=πr ^{2}压裂{dB} {dt} =πr ^{2}压裂{(B_ {2} -B_ {1})} {t}} $ $

$ $ mathrm{左| e锁定宽和高| =πr ^{2}压裂{25}{200}=π(10 ^ {2})(0.125)}$ $

$ $ mathrm{左| e锁定宽和高| = 0。3925 ime 10 ^ {2} V = 3.9 mv} $ $

第四季度。感应电动势,有必要应该改变磁场?

Ans。不,磁场也不需要改变。净磁通应该改变。例如,可以有磁场的情况并没有改变但面积向量可能改变。即使在这种情况下,我们可以得到感应电动势。

Q5。是什么类型的归纳,简要描述。

答,感应可以两种类型

    互感:-在这种感应,我们需要两个线圈附近和在一个线圈磁通量的变化会导致另一个的感应电动势。

    自感:——在这种感应,我们只需要一个线圈。这里线圈本身诱发emf反对当前的强度的变化。

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