Wirtualne laboratorium/Fizyka/Magnetyzm/Reguła Lenza — kierunek prądu indukowanego

Reguła Lenza — kierunek prądu indukowanego

Wsuwaj i wysuwaj magnes z cewki. Prąd indukowany zawsze płynie tak, by przeciwdziałać zmianie strumienia: przy wsuwaniu odpycha magnes, przy wysuwaniu — przyciąga. To bezpośrednia konsekwencja zasady zachowania energii.

Reguła Lenza — kierunek prądu indukowanego
Fizyka · Magnetyzm · Reguła Lenza (FIZ.MAGN.PP.05)
Kierunek zmiany strumienia Φ\Phi
magnes wsuwany do cewki
Prędkość zmiany v=∣dΦ/dt∣v=|d\Phi/dt|2.5 Wb/s
Prąd indukowany płynie tak, by zmianie strumienia:
strumień Φ
rośnie
dΦ/dt
2.5
SEM ε
-2.5 V
natężenie I
1.25 A
🎯 Wyzwanie: reakcja cewki
seria: 0

Dam Ci kierunek zmiany strumienia — zgadnij, jak cewka zachowa się wobec magnesu (bez sterowania). Reguła Lenza.

Co się właśnie stało?

Gdy strumień pola przez cewkę rośnie, prąd indukowany tworzy pole skierowane przeciwnie — cewka „broni się” przed wzrostem i odpycha magnes. Gdy strumień maleje, prąd płynie odwrotnie, a cewka przyciąga oddalający się magnes. Zawsze przeciwdziała zmianie.

Reguła Lenza i prawo Faradaya:

ε=− dΦdt\varepsilon = -\,\dfrac{d\Phi}{dt}

Znak minus to właśnie reguła Lenza: SEM indukcji ε\varepsilon ma taki zwrot, by wywołany przez nią prąd przeciwstawiał się zmianie strumienia Φ\Phi. Im szybsza zmiana, tym większe ∣ε∣|\varepsilon| i większy prąd.

Skąd ten znak minus?

Z zasady zachowania energii. Gdyby prąd sprzyjał zmianie, wzmacniałby ją, ta wzmacniałaby prąd — dostalibyśmy energię z niczego. Dlatego przesuwanie magnesu wymaga pracy przeciw sile hamującej, a ta praca zamienia się w energię elektryczną.

Po co Ci to na maturze:

Zadania o indukcji rozwiązujesz w dwóch krokach: (1) ustal, czy strumień rośnie czy maleje, (2) wybierz kierunek prądu tak, by pole cewki przeciwdziałało tej zmianie. Znak w ε=−dΦ/dt\varepsilon=-d\Phi/dt podpowiada resztę.

Zapamiętaj: prąd indukowany zawsze przeciwdziała zmianie, która go wywołała — to reguła Lenza, konsekwencja zasady zachowania energii: ε = −dΦ/dt.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Spodobał Ci się eksperyment? Udostępnij go.

Jest darmowy — podeślij znajomym ze szkoły.

Teoria i wzory

Reguła Lenza

Prąd indukowany ma zawsze taki kierunek, że jego własne pole magnetyczne przeciwdziała zmianie strumienia, która ten prąd wywołała.

Skutek praktyczny

  • przy wsuwaniu magnesu cewka go odpycha,
  • przy wysuwaniu — przyciąga.

Dzięki temu zawsze trzeba wykonać pracę przeciw sile — inaczej powstałby ruch samopodtrzymujący i darmowa energia.

Związek z prawem Faradaya

Reguła Lenza to treść znaku minus w prawie indukcji: ε=−ΔΦΔt\varepsilon = -\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t} Jest bezpośrednią konsekwencją zasady zachowania energii.

Oznaczenia: ε\varepsilon — SEM indukcji, Φ\Phi — strumień magnetyczny, Δt\Delta t — czas zmiany strumienia.

Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.

Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.

Uczysz w klasie albo korepetujesz? Prowadź uczniów w NexTutor →

Najczęstsze pytania

›

Co mówi reguła Lenza?

Prąd indukowany ma taki kierunek, że jego pole magnetyczne przeciwdziała zmianie strumienia, która ten prąd wywołała.

›

Dlaczego prąd „przeszkadza" zmianie?

Bo inaczej powstałby ruch samopodtrzymujący i darmowa energia — reguła Lenza to zasada zachowania energii w praktyce.

›

Jak to się łączy z prawem Faradaya?

Znak minus w ε=−dΦ/dt to matematyczny zapis reguły Lenza.

Teoria (klasa): FIZ.3.3.2 → Lekcja maturalna: FIZ.M.6.2 →

Powiązane eksperymenty

Indukcja elektromagnetyczna — prawo Faradaya i reguła Lenza →Doświadczenie Oersteda i elektromagnes — pole magnetyczne prądu →Siła elektrodynamiczna — przewodnik w polu →