Новая папка / Правило Ленца

2.8. Закон электромагнитной инерции. Правило Ленца.

В 1883 г. русский академик Э. X. Ленц установил закон электромагнитной инерции, получивший название закона или правила Ленца. Формулируется он следующим образом: при всяком изменении магнитного потока, сцепляющегося с каким-либо проводящим контуром, в последнем возникают силы электрического и механического характера, стремящиеся сохранить постоянство маг­нитного потока.

«Сила электрического характера» озна­чает, что при всяком изменении магнитного потока сцепленного с замкнутым проводящим контуром, в этом контуре возникает индуктированная э. д. с., которая стремится вызвать в контуре ток, препятствующий измене­нию потокосцепления контура.

Рис. 2.8 Механическая сила, воздействующая на контур, препятствует изменению линейных размеров контура или повороту контура.

Пример 26. Перпендикулярно равномерному и неизменному во времени магнитному полю (рис. 2.8) индукции В=1,5 Тл расположен прямой провод длиной /==0,5 м. Гибкими проводниками он соединен с нагрузкой R_Н. Полное сопротивление замкнутого контура R = 20 Ом. Рассмотреть, что будет происходить при движении провода.

Решение.

Если провод неподвижен, то в нем не наводится э. д. с. и на него не действует механическая сила.

Если же провод начнет двигаться, например, влево со скоростью _n=10 м/с, так что контур будет оставаться замкнутым, то в нем наводится э. д. с. [см. (2.5)]

е= Bl_n =l,5 0,5 10 =7,5 В (а)

и по проводу пойдет ток

i = e/R = 0,375 А. (б)

При движении провода влево поток в контуре от внешнего маг­нитного поля возрастает. Индуктированный ток (направлен по часо­вой стрелке) вызывает магнитное поле, направленное встречно внеш­нему полю, и препятствует росту потока контура.

На провод действует механическая сила. Эта сила направлена противоположно скорости _n и стремится сохранить постоянство магнитного потока.

Формула (б) приближенна. Если учесть, что потокосцепление контура создано не только внешним магнитным полем индукции В, но и током i, протекающим по контуру, а также то, что с увеличением длины боковых сторон контура изме­няется индуктивность L контура, то, по второму закону Кирхгофа.

(в)

За положительное направление тока в формуле (в) 'принято направление против часовой стрелки, противоположное направлению для формулы (б). Фор­мула (б) следует из (в), если второе и третье слагаемые формулы (в) по модулю много меньше первого и четвертого слагаемых.