Warto przeczytać

Regułę Lenza formułuje się najczęściej w następujący sposób:

Kierunek prądu indukcyjnego jest taki, że przeciwdziała przyczynie, która go wywołała.

Rozszyfrujmy to zdanie. Zacznijmy od przyczyny. Przyczyną płynięcia prądu indukcyjnego jest zmienny strumień indukcji magnetycznej $\overrightarrow{B}$strumień indukcji magnetycznejstrumień indukcji magnetycznej $\overrightarrow{B}$ przez powierzchnię rozpiętą na obwodzie, w którym ma popłynąć prąd. Przeciwdziałanie przyczynie polega tu na tym, że gdy strumień rośnie, to pole magnetyczne ${\overrightarrow{B}}_{ind}$ wytworzone przez prąd indukcyjny jest tak skierowane, żeby zmniejszyć ten strumień. I odwrotnie: gdy strumień maleje, to wyindukowane pole magnetyczne jest tak skierowane, żeby strumień wzmocnić. Podsumowując, jeśli pole $\overrightarrow{B}$ jest prostopadłe do płaskiej powierzchni rozpiętej na zamkniętym przewodniku, to

Gdy ${\Phi }_B$ maleje, to  ${\overrightarrow{B}}_{ind}$ jest równoległy do $\overrightarrow{B}$.

Gdy ${\Phi }_B$ rośnie, to ${\overrightarrow{B}}_{ind}$ jest antyrównoległy do $\overrightarrow{B}$.

W ogólniejszym przypadku należy podać warunek na kąty między tymi wektorami, co stanie się jasne po tym, jak obejrzysz animację.

Gdy już stwierdzimy, jak skierowany jest (w obrębie obwodu) wektor indukcji magnetycznej ${\overrightarrow{B}}_{ind}$, powinniśmy skojarzyć z tym wektorem prąd indukcyjny i ustalić jego kierunek.

Pokażemy teraz regułę Lenza w działaniu; oto konkretny przykład.

W polu magnetycznym wytworzonym przez prostoliniowy przewodnik z prądem znajduje się obwód kołowy leżący w jednej płaszczyźnie z przewodnikiem (Rys. 1a.). Prąd w przewodniku prostoliniowym płynie w górę. W którą stronę popłynie prąd w pierścieniu, jeśli będziemy go przysuwać do przewodnika?

Rx4WFluyLZ30S

Rys. 1a. Na rysunku znajduje się pionowa linia ze strzałką skierowaną do góry, wskazującą kierunek prądu. Obok strzałki zapisano literę wielkie i. Na prawo od linii znajduje się okrąg ze strzałką, skierowaną poziomo w lewo, która wskazuje kierunek przesuwania okręgu.

Prąd w przewodniku prostoliniowym wytwarza wokół siebie pole magnetyczne. Aby określić kierunek wektora indukcji magnetycznej w obrębie przewodnika kołowego, stosujemy znaną metodę prawej ręki. Kciuk ustawiamy tak, jak skierowany jest prąd, a palce pokażą nam pole magnetyczne „oplatające” ten prąd. Po prawej stronie przewodnika, tam gdzie znajduje się pierścień, linie pola wchodzą „w głąb”, co pokazano na Rys. 1b.

R1DmzUC3IH0oY

Rys. 1b. Na rysunku znajduje się pionowa linia ze strzałką skierowaną do góry, wskazującą kierunek prądu. Obok strzałki zapisano literę wielkie i. Na prawo od linii znajduje się okrąg ze strzałką, skierowaną poziomo w lewo, która wskazuje kierunek przesuwania okręgu. W środku okręgu narysowano małe kółko z ukośnym krzyżykiem, które symbolizuje linię pola magnetycznego prostopadłą do płaszczyzny rysunku i skierowaną za płaszczyznę, czyli od nas.

Przybliżanie pierścienia powoduje wzrost strumienia pola magnetycznegostrumień indukcji magnetycznejstrumienia pola magnetycznego przenikającego przez pierścień (rośnie wartość indukcji magnetycznej $B$). Zgodnie z regułą Lenza prąd w pierścieniu musi płynąć tak, żeby wektor pola magnetycznego ${\overrightarrow{B}}_{ind}$ wytworzony przez ten prąd był skierowany przeciwnie niż wektor wywołujący zjawisko indukcji $\overrightarrow{B}$. Czyli wektor ${\overrightarrow{B}}_{ind}$ jest skierowany „do nas” (Rys. 1c).

RIyA0F8KUYGaN

Rys. 1c. Na rysunku znajduje się pionowa linia ze strzałką skierowaną do góry, wskazującą kierunek przepływu prądu. Obok strzałki zapisano literę wielkie i. Na prawo od linii znajduje się okrąg ze strzałką skierowaną poziomo w lewo, która wskazuje kierunek przesuwania okręgu. W środku okręgu narysowano małe kółko z ukośnym krzyżykiem, które symbolizuje linię pola magnetycznego prostopadłą do płaszczyzny rysunku i skierowaną za tę płaszczyznę. Wewnątrz okręgu znajdują się 3 małe kółka z kropką, które symbolizują linie wyindukowanego pola magnetycznego prostopadłe do płaszczyzny rysunku i skierowane przed tę płaszczyznę, czyli do nas. Obok kółek z kropką zapisano wektor wielkie B z indeksem dolnym ind. Na okręgu znajduje się strzałka wskazująca kierunek prądu indukcyjnego skierowana przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Obok strzałki zapisano literę wielkie i z indeksem dolnym ind.

Znowu stosujemy regułę prawej ręki. Tym razem kciuk kierujemy tak, jak wektor indukcji ${\overrightarrow{B}}_{ind}$, a pozostałe palce pokażą nam kierunek prądu indukcyjnego. Będzie przeciwny do kierunku ruchu wskazówek zegara.

Słowniczek