НАПРАВЛЕНИЕ ИНДУКЦИОННОГО ТОКА ПРАВИЛО ЛЕНЦА

НАПРАВЛЕНИЕ ИНДУКЦИОННОГО ТОКА ПРАВИЛО ЛЕНЦА

Выясним важный вопрос о направлении индукционного тока.

НАПРАВЛЕНИЕ ИНДУКЦИОННОГО ТОКА ПРАВИЛО ЛЕНЦА

Правило Ленца


Присоединив катушку, в которой возникает индукционный ток, к гальванометру, можно обнаружить, что направление этого тока зависит от того, приближается ли магнит к катушке (например, северным полюсом) или удаляется от нее (см. рис. 34, б). Возникающий индукционный ток того или иного направления как-то взаимодействует с магнитом (притягивает его или отталкивает).
Правило сформулировано в 1833 году Э. Х. Ленцем. Позднее оно было обобщено на все физические явления в работах Ле Шателье (1884 год) и Брауна (1887 год), это обобщение известно как принцип Ле Шателье — Брауна. Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Катушка с протекающим по ней током подобна магниту с двумя полюсами — северным и южным. Направление индукционного тока определяет, какой конец катушки играет роль северного полюса (линии магнитной индукции выходят из него). Опираясь на закон сохранения энергии, можно предсказать, в каких случаях катушка будет притягивать магнит, а в каких отталкивать его.

 

Взаимодействие индукционного тока с магнитом. Если магнит приближать к катушке, то в ней появляется индукционный ток такого направления, что магнит обязательно отталкивается. Для сближения магнита и катушки нужно совершить положительную работу. Катушка становится подобной магниту, обращенному одноименным полюсом к приближающемуся к ней магниту. Одноименные же полюсы отталкиваются. Представим обратное. Вы подвинули магнит к катушке, и он сам собой устремился бы внутрь ее. При этом нарушился бы закон сохранения энергии.

ЭДС индукции

Ведь кинетическая энергия магнита увеличивалась бы и одновременно возникал бы ток, для чего необходима затрата энергии. Кинетическая энергия магнита и энергия тока возникали бы из ничего, без затрат энергии. При удалении магнита, наоборот, в соответствии с законом сохранения энергии требуется, чтобы появилась сила притяжения. Справедливость этого вывода можно продемонстрировать с помощью прибора, показанного на рисунке 37. На концах стержня, свободно вращающегося вокруг верти кальнои оси, закреплены два проводящих алюминиевых кольца.

 

ЭДС


Формула ленца
12 есть
0,61 нету
 

 

Одно из них с разрезом. Если поднести магнит к кольцу без разреза, то в нем возникнет индукционный ток и направлен он будет так, что кольцо оттолкнется от магнита и стержень повернется. Если удалять магнит от кольца, то оно, наоборот, притянется к магниту. С разрезанным кольцом магнит не взаимодействует, так как разрез препятствует возникновению в кольце индукционного тока. Отталкивает или притягивает катушка магнит, это зависит от направления индукционного тока в ней. Поэтому закон сохранения энергии позволяет сформулировать правило, определяющее направление индукционного тока.

 

В чем состоит различие двух опытов: приближение магнита к катушке и его удаление? В первом случае число линий магнитной индукции, пронизывающих витки катушки, или, что то же самое, магнитный поток, увеличивается (рис. 38, а), а во втором случае уменьшается (рис. 38, б). Причем в первом случае линии индукции В' магнитного поля, созданного возникшим в катушке индукционным током, выходят из верхнего конца катушки, так как катушка отталкивает магнит, а во втором случае, наоборот, входят в этот конец. Эти линии магнитной индукции на рисунке 38 изображены черным цветом. Правило Ленца. Теперь мы подошли к главному: при увеличении магнитного потока через витки катушки индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует нарастанию магнитного потока через витки катушки. Ведь линии индукции В' этого поля направлены против линий индукции В поля, изменение которого порождает электрический ток.

Закон электромагнитной индукции.


Если же магнитный поток через катушку ослабевает, то индукционный ток создает магнитное поле с индукцией В', увеличивающее магнитный поток через витки катушки. В этом состоит сущность общего правила определения направления индукционного тока, которое применимо во всех случаях. Это правило было установлено русским физиком Э. X. Ленцем. Согласно правилу Ленца возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван. Применять правило Ленца для нахождения направления индукционного тока /, в контуре надо так:

 

  • Установить направление линий магнитной индукции В внешнего магнитного поля. 
  • Выяснить, увеличивается ли поток магнитной индукции этого поля через поверхность, ограниченную контуром (ДФ>0), или уменьшается (АФ 0).
  • Установить направление линий магнитной индукции В' магнитного поля индукционного тока /,. Эти линии должны быть согласно правилу Ленца направлены противоположно линиям В при ДФ>0 и иметь одинаковое с ними направление при ДФ 0. 
  • Зная направление линий магнитной индукции В', найти направление индукционного тока /,, пользуясь правилом буравчика. Направление индукционного тока определяется законом сохранения энергии. Индукционный ток во всех случаях своим магнитным полем препятствует изменению магнитного потока, вызывающего данный ток.

 

1. Как определяется направление индукционного тока!

2. Как направлен индукционный ток во всех рассмотренных выше примерах! Информация расположенная на данном сайте несет информационный характер и используется для учебных целей.