Правило Ленца
Індукційний
електричний струм в провіднику, що виникає при зміні магнітного потоку,
спрямований таким чином, що його магнітне поле протидіє зміни
магнітного потоку.
В
1831 англійський фізик Майкл Фарадей відкрив те, що тепер називають законом
електромагнітної індукції Фарадея, згідно з яким зміна магнітного
потоку всередині проводить контуру збуджує в цьому контурі електричний струм
навіть за відсутності в контурі джерела живлення. Залишений Фарадеєм відкритим
питання про напрям індукційного струму незабаром вирішив російський фізик Емілія
Християнович Ленц.
Уявіть
собі замкнене круговою струмопровідний контур без підключеній батареї або
іншого джерела живлення, до якого північним полюсом починають вводити магніт.
Це призведе до збільшення магнітного потоку, що проходить через контур, і,
згідно з законом Фарадея, в контурі виникне індукований струм. Цей струм, в
свою чергу, згідно із законом Біо-Саварен буде генерувати магнітне поле,
властивості якого нічим не відрізняються від властивостей поля звичайного магніту з
північним і південним полюсами. Ленц як раз і вдалося з'ясувати, що індукований
струм буде спрямований таким чином, що північний полюс генерується струмом
магнітного поля буде орієнтований у бік північного полюса всовуються
магніту. Оскільки між двома північними полюсами магнітів діють сили
взаємного відштовхування, наведений в контурі індукційний струм потече саме в
такому напрямку, що буде протидіяти введенню магніту в контур. І
це лише окремий випадок, а в узагальненій формулюванні правило Ленца свідчить, що
індукційний струм завжди спрямований так, щоб протидіяти що викликала його
першопричину.
Правило
Ленца сьогодні намагаються використовувати в міжміському пасажирському транспорті.
Вже побудовані і випробовуються дослідні зразки поїздів на так званій
магнітній подушці. Під днищем вагона такого поїзда змонтовані потужні магніти,
розташовані в лічених сантиметрах від сталевого полотна. Під час руху поїзда
магнітний потік, що проходить через контур полотна, постійно змінюється, і в ньому
виникають сильні індукційні струми, що створюють потужне магнітне поле,
відразливе магнітну підвіску поїзда (аналогічно тому, як виникають сили
відштовхування між контуром і магнітом для наведеного вище досвіді). Сила ця
настільки велика, що, набравши деяку швидкість, потяг буквально відривається від
полотна на 10-15 сантиметрів і, фактично, летить по повітрю. Потяги на
магнітній подушці здатні розвивати швидкість понад 500 км/год, що робить їх
ідеальним засобом міжміського сполучення середньої дальності.
***
Емілія
Християнович Ленц
Heinrich
Friedrich Emil Lenz, 1804-65
Російський
фізик. Народився в Дерпті (нині Тарту, Естонія), закінчив Дерптський (нині
Тартуський) університет. Ще будучи студентом, брав участь у навколосвітніх
геологічної експедиції. Викладав у Петербурзькому університеті, з 1836 року
як професор. Ленц відігравав значну роль у російських наукових колах
свого часу. Всі основні наукові дослідження Ленца були спрямовані на
вивчення явищ електропровідності і електромагнетизму.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://elementy.ru/
