ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

73. Правило Ленца

В 1834 г. русский академик Э. X. Ленц, известный своими многочисленными исследованиями в области электромагнитных явлений, дал универсальное правило для определения направления индуктированной э. д. с. в проводнике. Это правило, известное как правило Ленца, может быть сформулировано так:

направление индуктированной э. д. с. всегда таково, что вызванный ею ток и его магнитное поле имеют такое направление, что стремятся препятствовать причине, порождающей эту индуктированную э. д. с.

Справедливость правила Ленца подтверждается следующим:

1. Если расположить проводник в магнитном поле так, как показано на фиг. 108, то при движении вниз проводник будет пересекать это магнитное поле. Тогда в проводнике индуктируется э. д. с, направление которой можно определить по пра-

вилу правой руки. В нашем случае направление индуктированной э. д. с, а стало быть и тока будет «к нам». Посмотрим теперь, как будет вести себя наш проводник с током в магнитном поле. Из предыдущего нам известно, что проводник с током из магнитного поля будет выталкиваться. Направление выталкивания определяется по правилу левой руки. В нашем случае сила выталкивания направлена вверх. Таким образом, индуктированный ток, взаимодействуя с магнитным полем, мешает движению проводника, т. е. противодействует причине, которая его вызвала.

2. Для опыта соберем цепь, показанную на фиг. 109. Опуская постоянный магнит в катушку (северным полюсом вниз), заметим отклонение стрелки гальванометра. Опыт показывает, что направление индуктированного тока в катушке будет такое,. как показано стрелками на фиг. 109, а. Пусть ему соответствует отклонение стрелки влево от среднего нулевого положения. Следовательно, катушка как бы превратилась в соленоид и указанное направление тока создает наверху ее северный полюс, а внизу— южный. Так как одноименные полюса магнита и соленоида будут отталкиваться, то индуктированный ток в катушке будет мешать движению постоянного магнита, т. е. будет противодействовать причине, которая его вызвала.

Если мы будем вынимать постоянный магнит из катушки, то стрелка гальванометра отклонится вправо (фиг. 109, б). Этому отклонению стрелки гальванометра, как показывает опыт, соответствует направление индуктированного тока, показанное стрелками на фиг. 109, б, и противоположное направлению тока на фиг. 109, а.

Определяя полюса катушки по «правилу буравчика», найдем, что южный полюс будет теперь наверху катушки, а северный внизу. Разноименные полюса магнита и соленоида, притягиваясь, будут тормозить движение магнита. Значит, индуктированный ток опять будет противодействовать причине, которая его вызвала.

3. Замыкая цепь I (фиг. 110, а), пропустим ток по проводнику АБ. Направление тока показано на рисунке стрелками. Магнитное поле проводника АБ, созданное появившимся током, распространяясь во все стороны, будет пересекать проводник ВГ, и в цепи II возникает индуктированная э. д. с. Поскольку цель II замкнута на гальванометр, в ней появится ток. Гальванометр в этом случае включен так же, как н в предыдущем опыте.

Стрелка гальванометра, отклонившись влево, покажет, что ток через прибор идет сверху вниз. Сравнивая направление токов в проводниках АБ и ВГ, мы видим, что токи их направлены в разные стороны.

Как мы уже знаем, проводники, токи в которых направлены в разные стороны, отталкиваются один от другого. Поэтому проводник ВГ с индуктированным током будет стремиться оттолкнуться от проводника АБ (так же, как и проводник АБ от ВГ), устранить влияние поля проводника АБ и тем самым препятствовать причине, вызвавшей индуктированный ток.

Индуктированный ток в цепи II будет проходить непродолжительное время. Как только магнитный поток проводника АБ установится, прекратится пересечение проводника ВГ магнитным полем проводника АБ, ток в цепи II пропадет.

При размыкании цепи I исчезающий ток вызовет уменьшение магнитного поля, индукционные линии которого, пересекая проводник ВГ, создадут в нем индуктированный ток того же направления, что и в проводнике АБ (фиг. 110, б).

Нам известно, что проводники, в которых ток идет в одном направлении, притягиваются один к другому. Поэтому проводник ВГ будет стремиться протянуться к проводнику АБ, чтобы поддержать его убывающее магнитное поле.

4. Возьмем катушку, имеющую круглый сердечник, набранный из нарубленной стальной проволоки, на который свободно надето легкое алюминиевое кольцо (фиг. 111). В момент замыкания цели по обмотке катушки начинает проходить электрический ток, создающий магнитное поле, индукционные линии которого, пересекая алюминиевое кольцо, индуктируют в нем ток. В момент включения катушки в алюминиевом кольце возникает индуктированный ток, направленный обратно току в витках ка-гушки. Проводники с разными направлениями токов отталкиваются. Поэтому в момент включения катушки алюминиевое кольцо подскакивает вверх.

Нам теперь известно, что при всяком изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур, в нем появляется индуктированная э. д. с, определяемая равенством:

Выражение представляет собою среднюю скорость изменении магнитного потока по времени. Чем меньше промежуток времени , тем меньше вышеуказанная э. д. с. отличается от ее действительного значения в данный момент времени. Знак минус, стоящий перед выражением , показывает направление индуктированной э. д. с, т. е. учитывает правило Ленца.

При увеличении магнитного потока выражение будет положительным, а э. д. с. — отрицательной. В этом и заключается правило Ленца: э. д. с. и созданный ею ток противодействуют причине, которая их вызвала.

При равномерном изменении во времени магнитного потока выражение будет постоянно. Тогда абсолютное значение э. д. с. в проводнике будет равно:

Размерность магнитного потока будет:

Если мы имеем не один проводник, а катушку, состоящую из w витков, то величина индуктированной э. д. с. будет:

Произведение числа витков катушки на сцепленный с ними магнитный поток называется погокосцеплением катушки и обозначается буквой. Поэтому закон электромагнитной индукции можно записать и в другой форме:

3 Апрель, 2009              17722              ]]>Печать]]>
1 / 5 ( Отлично )

Последние комментарии : 2

Денис             Добавлен: 18 Декабрь, 2010 19:37       Ответить
СПС !!!! ))))
Александр.             Добавлен: 4 Ноябрь, 2012 00:16       Ответить
Как понять направление ЭДС . ЭДС это напряжение , а напряжение не имеет направлений.

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)

Вверх страницы