ჰაინრიხ ლენცი (ასევე მოიხსენიება როგორც ემილ ლენცი) იყო ბალტიისპირელი გერმანელი ფიზიკოსი, რომელსაც შეიძლება არ ჰქონდეს ზოგიერთი ადრეული დიდების დიდება მე -19 საუკუნის თანატოლებს მოსწონთ მაიკლ ფარადეი, მაგრამ მათ მაინც შეუწყეს ხელი საიდუმლოების ამოხსნას ელექტრომაგნეტიზმი.
მიუხედავად იმისა, რომ მისი ზოგიერთი თანატოლი ანალოგიურ აღმოჩენებს აკეთებდა, ლენცს სახელი დაარქვესლენცის კანონი დიდწილად იმის გამო, რომ მან შეასრულა სწრაფი შენიშვნა, ექსპერიმენტების ყოვლისმომცველი დოკუმენტაცია და სამეცნიერო მეთოდის ერთგულება.იმ დროისთვის არაჩვეულებრივი. თავად კანონი წარმოადგენს მნიშვნელოვან ნაწილსფარადეის კანონი ელექტრომაგნიტური ინდუქციის შესახებდა კონკრეტულად გეუბნებათმიმართულებარომელშიც ინდუცირებული დენი მიედინება.
თავიდან შეიძლება კანონის თავიდან აცილება გაუჭირდეს, მაგრამ ძირითადი კონცეფციის გაგებისთანავე კარგად იქნები თქვენი გზა ელექტრომაგნეტიზმის გაღრმავებისკენ, პრაქტიკული საკითხების ჩათვლით, როგორიცაა დაბინდვის პრობლემა დინებები.
ფარადეის კანონი
ფარადეის ინდუქციური კანონი აცხადებს, რომ გამოწვეულიაელექტრომამოძრავებელი ძალა
(EMF, ჩვეულებრივ მოიხსენიება როგორც "ძაბვა") მავთულის ხვიაში (ან უბრალოდ, მარყუჟის გარშემო) არის ამ მარყუჟის მეშვეობით მაგნიტური ნაკადის შეცვლის სიჩქარე. მათემატიკურად და დერივატივის უფრო მარტივი "ცვლილებით" ჩანაცვლება (წარმოდგენილია ∆), კანონი აცხადებს:\ text {გამოწვეული EMF} = −N \ frac {∆ϕ} {∆t}
სადტდროა,ნარის მავთულის კოჭაში მოხვევის რაოდენობა და phi (ϕ) არის მაგნიტური ნაკადი. მაგნიტური ნაკადის განმარტება ამ განტოლებისთვის საკმაოდ მნიშვნელოვანია, ამიტომ უნდა გვახსოვდეს, რომ ეს არის:
ϕ = \ bm {B ∙ A} = BA \ cos (θ)
რაც უკავშირდება მაგნიტური ველის სიძლიერეს,ბ, მარყუჟის არეზეადა კუთხე მარყუჟსა და ველს შორის (θ), მარყუჟის კუთხით განისაზღვრება, როგორც არეალის პერპენდიკულარული (ანუ მარყუჟის პირდაპირ მითითება). რადგან განტოლება მოიცავს cos- ს, ის მაქსიმალურ მნიშვნელობას ანიჭებს, როდესაც ველი პირდაპირ გასწორებულია მარყუჟთან და 0-ზე, როდესაც იგი მარყუჟის პერპენდიკულარულია (ანუ "გვერდითი მხარე").
ამ განტოლებების თანახმად, მოცემულია, რომ თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ EMF მავთულის კოჭაში, განივი მონაკვეთის შეცვლითა, მაგნიტური ველის სიძლიერებ, ან კუთხე ფართობსა და მაგნიტურ ველს შორის. გამოწვეული EMF- ის სიდიდე პირდაპირპროპორციულია ამ სიდიდეების შეცვლის სიჩქარეზე და, რა თქმა უნდა, ეს არ უნდა იყოს მხოლოდ ერთი მათგანი, რომ EMF გამოიწვიოს.
ფარადეის კანონი გამოიყენა ჯეიმს კლერკ მაქსველმა, როგორც ელექტრომაგნეტიზმის მისი ოთხი კანონიდან ერთ – ერთი, თუმცა ის ჩვეულებრივ გამოხატულია, როგორც ხაზის განუყოფელი მაგნიტური ველი დახურული მარყუჟის გარშემო (რაც არსებითად ინდუცირებული EMF– ის თქმის კიდევ ერთი გზაა) და ცვლილების სიჩქარე გამოხატულია, როგორც წარმოებული
ლენცის კანონი
ლენცის კანონი ფარადეის კანონშია ჩასმული, რადგან ის გვეუბნება მიმართულებით, რომელშიც მიედინება გამოწვეული ელექტროენერგია. ლენცის კანონის გამოხატვის უმარტივესი გზაა ის, რომ მაგნიტური ნაკადის ცვლილებები იწვევს დენებს იმ მიმართულებით, რომეწინააღმდეგება ცვლილებარამაც გამოიწვია ის.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, იმიტომ, რომ როდესაც დინება მიედინება, იგი წარმოქმნის საკუთარ მაგნიტურ ველს გამოწვეული მიმდინარეობა ისეთია, რომ ახალი მაგნიტური ველი საპირისპირო მიმართულებით იმუშავებს, რომელიც ნაკადის ცვლილებებს ახდენს შექმნა იგი. იგი ფარადეის კანონშია მოთავსებული უარყოფითი ნიშნის გამო; ეს გიჩვენებთ, რომ გამოწვეული EMF ეწინააღმდეგება მაგნიტური ნაკადის თავდაპირველ ცვლილებას.
მარტივი მაგალითისთვის, წარმოიდგინეთ მავთულის ხვია, რომელსაც გარე მაგნიტური ველი მიუთითებს პირდაპირ მას მარჯვენა მხრიდან (ე.ი. სპირალის ცენტრში და ველის ხაზებით მარცხნივ), ხოლო გარე ველი შემდეგ იზრდება სიდიდით, მაგრამ ინარჩუნებს იგივე მიმართულება ამ შემთხვევაში, მავთულში ინდუცირებული დენი შემოვა ისე, რომ წარმოქმნას მაგნიტური ველი, რომელიც კოჭისკენ მიემართება მარჯვნივ.
თუკი გარე ველი სიდიდით შემცირდებოდა, ინდუცირებული დენი შემოვა ისე, რომ წარმოქმნას მაგნიტური ველი იმავე მიმართულებით, როგორც თავდაპირველი ველი, რადგან იგი ეწინააღმდეგება დინებასცვლილებებივიდრე უბრალოდ საწინააღმდეგო მოედანი. Მას შემდეგეწინააღმდეგება ცვლილებას და არა აუცილებლად მიმართულებას, ეს ნიშნავს, რომ ის ზოგჯერ ქმნის საპირისპირო მიმართულებით და ზოგჯერ იმავე მიმართულებით.
შეგიძლიათ გამოიყენოთ მარჯვენა წესის წესი (რომელსაც ზოგჯერ განასხვავებენ მარჯვენა ხელის დაჭერის წესს) ფიზიკაში გამოყენებული სხვა მარჯვენა წესი) მიღებული ელექტრული მიმართულების დასადგენად მიმდინარე წესი საკმაოდ მარტივია: შეიმუშავეთ გამოწვეული მაგნიტური ველის მიმართულება ახლეთ და მარჯვენა ხელის ცერი მიიდეთ ამ მიმართულებით, შემდეგ კი თითები შიგნით გადააგორეთ. თქვენი თითების დახვევის მიმართულება არის მიმართულება, რომელიც მიმდინარეობს მავთულის ხვიაზე.
ლენცის კანონის მაგალითები
რამოდენიმე კონკრეტული მაგალითი იმისა, თუ როგორ მუშაობს ლენცის კანონი პრაქტიკაში, ხელს შეუწყობს ცნებების ცემენტირებას და ა.შ. უმარტივესი ძალიან ჰგავს ზემოთ მოყვანილ მაგალითს: მავთულის კოჭა მოძრაობს მაგნიტურ ველში ან გარეთ. მარყუჟის ველში გადაადგილებისას მაგნიტური ნაკადი მარყუჟის მეშვეობით გაიზრდება (მოძრაობის საპირისპირო მიმართულებით coil), მიმდინარე დენის გამომწვევი, რომელიც ეწინააღმდეგება ნაკადის ცვლილების სიჩქარეს და ამით ქმნის მაგნიტურ ველს მისი მიმართულებით მოძრაობა
თუ ხვია მოძრაობს თქვენკენ, მარჯვენა წესი და ლენცის კანონი აჩვენებს, რომ დენი შემოვა საათის საწინააღმდეგო მიმართულებით. თუ ხვია მოძრაობდაგარეთველის, მაგნიტური ნაკადის შეცვლა ძირითადად თანდათანობითი შემცირება იქნება გაზრდის ნაცვლად, ასე რომ, საპირისპიროდ მიმდინარეობა გამოწვეული იქნება.
ეს სიტუაცია ანალოგურია ბარის მაგნიტის გადაადგილების ცენტრში ან მის გარეთ, რადგან მაგნიტის გადაადგილებისას ველი იქნება გაძლიერდება და გამოწვეული მაგნიტური ველი იმუშავებს მაგნიტის მოძრაობის წინააღმდეგ, ასე რომ, საათის ისრის საწინააღმდეგოდ მაგნიტი მავთულის სპირალის ცენტრიდან გამოსვლისას მაგნიტური ნაკადი მცირდება და გამოწვეული მაგნიტური ველი კვლავ იმუშავებს მაგნიტის მოძრაობის წინააღმდეგ, ამჯერად მაგნიტის პერსპექტივიდან საათის ისრის მიმართულებით.
უფრო რთული მაგალითი მოიცავს ფიქსირებულ მაგნიტურ ველში მავთულის კოჭის მბრუნავს, რადგან კუთხის შეცვლისას მარყუჟის ნაკადიც. ნაკადის შემცირების დროს, გამოწვეული ელექტროენერგია შექმნის მაგნიტურ ველს, რომ შეეწინააღმდეგოს ნაკადის ცვლილებებს, ამიტომ იგი იმავე მიმართულებით იქნება, როგორც გარე ველი. ნაკადის ზრდის დროს, პირიქით ხდება და მიმდინარეობა იწვევს მაგნიტური ნაკადის ზრდას, ამიტომ გარე ველის საპირისპირო მიმართულებით. ეს წარმოქმნის ალტერნატიულ ძაბვას (რადგან გამოწვეული EMF ცვლის ყოველ ჯერზე, როდესაც მარყუჟი 180 გრადუსით ბრუნავს), და ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ალტერნატიული დენის წარმოსაქმნელად.
ლენცის კანონი და ედი მიმდინარეობები
Eddy current არის მცირე ელექტროენერგიის სახელი, რომლებიც ემორჩილებიან ლენცის კანონს. კერძოდ, ეს სახელი გამოიყენება მცირე, მარყუჟიანი დინების გამტარებში ანალოგიურ მორევებზე, რომლებსაც ხედავთ ნიჩბების გარშემო წყალში ნიჩბოსნის დროს.
როდესაც კონდუქტორი გადაადგილდება მაგნიტური ველის გავლით - მაგალითად, ლითონის პენალტის მსგავსად, რომელიც მოძრაობს ბოძებს შორის ცხენისწყლის მაგნიტი - მბრუნავი დინებები გამოწვეულია და ლენცის კანონის შესაბამისად, ეს ეწინააღმდეგება მოქმედების ეფექტს მოძრაობა ეს იწვევს მაგნიტურ დემპინგს (რადგან გამოწვეული ველი აუცილებლად მუშაობსწინააღმდეგმოძრაობა, რამაც შექმნა იგი), რომლის პროდუქტიულად გამოყენება შესაძლებელია მაგნიტური დამუხრუჭების სისტემებში როლიკებით ტრანსპორტირებისთვის, მაგრამ ეს ენერგიის გაფლანგვის მიზეზია ისეთი მოწყობილობებისთვის, როგორიცაა გენერატორები და ტრანსფორმატორები.
როდესაც მბრუნავი დენების შემცირებაა საჭირო, კონდუქტორი გამოყოფილია მრავალ ნაწილად თხელ საიზოლაციო ფენებით, რომლებიც ზღუდავს ბრუნვის დენების ზომას და ამცირებს ენერგიის დაკარგვას. ამასთან, ვინაიდან წვნიანი დინებები ფარადეისა და ლენცის კანონების აუცილებელი შედეგია, მათი თავიდან აცილება შეუძლებელია.