Zdjęcie okładkowe (poglądowe) przedstawia wyładowania atmosferyczne na granatowym niebie. Na tle zdjęcia umieszczono tytuł "Zastosowania reguły Lenza".
Zdjęcie okładkowe (poglądowe) przedstawia wyładowania atmosferyczne na granatowym niebie. Na tle zdjęcia umieszczono tytuł "Zastosowania reguły Lenza".
Zastosowania reguły Lenza
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
Czy to nie ciekawe?
W tym e‑materiale będziemy zajmować się praktycznym zastosowaniem reguły Lenza. Pozwala ona na szybkie wyznaczenie kierunku prądu indukcyjnego. W istocie reguła Lenza jest ściśle związana z zasadą zachowania energii, ale tutaj nie będziemy się tym zajmować (zobacz e‑materiał „Reguła Lenza a zasada zachowania energii”), a jedynie będziemy ćwiczyć jej zastosowania. Wykorzystamy w tym celu animację; miejmy nadzieję, w pomocny sposób.
RSLTNPCaqc2gT
Rys. a. Zdjęcie przedstawia dawną halę fabryczną. Widoczne są trzy masywne, wielkie koła ustawione pionowo w jednej płaszczyźnie, jedno za drugim. Koła są częściowo zagłębione w otworach w podłodze, a z ich środków wychodzą poziome, metalowe pręty, na których osadzono mniejsze walce. Aparatura ma wiele skomplikowanych, drobnych części.
Rys. a. Generator elektryczny z początku XX w. Jego działanie jest zgodne z regułą Lenza.
Źródło: Sergei Prokudin-Gorskii, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gorskii_04414u.jpg [dostęp 16.05.2022], domena publiczna.
Twoje cele
W tym e‑materiale:
poznasz regułę Lenza,
nauczysz się ją stosować w praktyce,
przeanalizujesz sytuację pokazaną na rysunku b; uzasadnisz przedstawiony na nim kierunek przepływu prądu indukcyjnego.
R1Cwb5zotC484
Rys. b. Na rysunku znajdują się pionowe linie zakończone strzałkami skierowanymi w dół, które symbolizują linie pola magnetycznego. Na tle tych linii narysowano prostokątną ramkę, która obraca się wokół poziomej osi. Płaszczyzna ramki tworzy kąt rozwarty z kierunkiem linii pola. Narysowano 4 wektory zaczepione w środkowym punkcie ramki: wektor indukcji magnetycznej skierowany pionowo w dół i oznaczony literą wielkie B ze strzałką nad nią, wektor prostopadły do płaszczyzny ramki skierowany w dół i w prawo i oznaczony literą wielkie S ze strzałką nad nią, wektor indukcji magnetycznej wyindukowanego pola magnetycznego prostopadły do płaszczyzny ramki skierowany przeciwnie do wektora wielkie S, czyli w górę i w lewo i oznaczony literą wielkie B z indeksem dolnym ind i ze strzałką nad nią, oraz pionową składową wektora indukcji magnetycznej wyindukowanego pola magnetycznego skierowaną do góry i oznaczoną literą wielkie B z indeksem dolnym ind oraz z indeksem górnym składającym się z dwóch krótkich, pionowych odcinków i ze strzałką nad nią. Obok przeciwległych boków ramki znajdują się dwie pomarańczowe strzałki wskazujące kierunek przepływu prądu zgodny z kierunkiem ruchu wskazówek zegara, gdy patrzymy od góry, o czym informuje napis pod ramką. Na lewo od ramki znajduje się napis i równanie: Strumień indukcji magnetycznej, litera grecka wielkie fi z indeksem dolnym wielkie B równa się litera wielkie B ze strzałką nad nią, kropka, oznaczająca iloczyn skalarny, litera wielkie S ze strzałką nad nią równa się litera wielkie B razy litera wielkie S razy kosinus alfa.
Rys. b. W ramce obracającej się w polu magnetycznym wzbudzany jest prąd indukcyjny o kierunku określonym regułą Lenza.
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.