Định nghĩa và giải thích quy tắc Lenz

Quy tắc của Lenz cho phép bạn xác định hướng của dòng điện cảm ứng trong mạch. Ông nói: «chiều của dòng điện cảm ứng luôn luôn sao cho tác dụng của nó làm suy yếu tác dụng của nguyên nhân gây ra dòng điện cảm ứng này».

Nếu quỹ đạo của một hạt tích điện chuyển động thay đổi theo bất kỳ cách nào do tương tác của hạt với từ trường, thì những thay đổi này dẫn đến sự xuất hiện của một từ trường mới, hoàn toàn ngược lại với từ trường gây ra những thay đổi này.

Ví dụ, nếu bạn lấy một chiếc nhẫn nhỏ bằng đồng được treo bằng một sợi chỉ và cố gắng dùng cực bắc đủ mạnh để đâm vào nó nam châm, một khi nam châm đến gần chiếc nhẫn, chiếc nhẫn sẽ bắt đầu đẩy nam châm.

Có vẻ như chiếc nhẫn bắt đầu hoạt động giống như một nam châm, đối diện với cực cùng tên (trong ví dụ này là cực bắc) với nam châm được lắp vào nó, và do đó cố gắng làm suy yếu cái gọi là nam châm.

Và nếu bạn dừng nam châm trong vòng và bắt đầu đẩy từ vòng, thì ngược lại, vòng sẽ đi theo nam châm, như thể nó biểu hiện giống như cùng một nam châm, nhưng bây giờ - hướng về cực đối diện để kéo - nam châm đầu ra (chúng ta di chuyển cực bắc của nam châm - cực nam hình thành trên vòng bị hút), lần này cố gắng tăng cường từ trường yếu đi do nam châm giãn nở.

Nếu bạn làm tương tự với một vòng hở, thì vòng đó sẽ không phản ứng với nam châm, mặc dù EMF sẽ được tạo ra trong nó, nhưng vì vòng không đóng nên sẽ không có dòng điện cảm ứng và do đó không cần hướng của nó được xác định.

Điều gì đang thực sự xảy ra ở đây? Bằng cách đẩy một nam châm vào một vòng hoàn chỉnh, chúng ta làm tăng từ thông xuyên qua vòng kín, và do đó (từ theo định luật cảm ứng điện từ FaradayEMF được tạo ra trong vòng tỷ lệ thuận với tốc độ thay đổi của từ thông) EMF được tạo ra trong vòng.

Và bằng cách đẩy nam châm ra khỏi vòng, chúng ta cũng thay đổi từ thông qua vòng, chỉ là bây giờ chúng ta không tăng nó mà giảm nó, và EMF thu được sẽ lại tỷ lệ thuận với tốc độ thay đổi của từ thông, nhưng hướng theo hướng ngược lại. Vì mạch là một vòng kín, EMF tất nhiên tạo ra một dòng điện kín trong vòng. Và dòng điện tạo ra một từ trường xung quanh chính nó.

Hướng của các đường cảm ứng của từ trường được tạo ra trong vòng dòng điện có thể được xác định theo quy tắc gimlet và chúng sẽ được định hướng chính xác theo cách ngăn chặn hành vi của các đường cảm ứng của nam châm được đưa vào: các đường của một nguồn bên ngoài đi vào vòng và từ vòng, tương ứng, các dòng của nguồn bên ngoài rời khỏi vòng, tương ứng, trong vòng, chúng đi.

Quy tắc Lenz trong máy biến thế

Bây giờ chúng ta hãy nhớ làm thế nào, theo quy tắc của Lenz, nó được tải máy biến áp… Giả sử dòng điện trong cuộn sơ cấp của máy biến áp tăng lên, do đó, từ trường trong lõi tăng lên. Từ thông xuyên qua cuộn thứ cấp của máy biến áp tăng.

Vì cuộn dây thứ cấp của máy biến áp được đóng bởi tải, EMF được tạo ra trong nó sẽ tạo ra dòng điện cảm ứng, dòng điện này sẽ tạo ra từ trường riêng trên cuộn dây thứ cấp. Hướng của từ trường này sẽ làm suy yếu từ trường của cuộn sơ cấp.Điều này có nghĩa là dòng điện trong cuộn sơ cấp sẽ tăng lên (vì tải trong cuộn thứ cấp tăng tương đương với việc giảm điện cảm của cuộn sơ cấp của máy biến áp, nghĩa là giảm trở kháng của máy biến áp nguồn). Và mạng sẽ bắt đầu thực hiện công việc trong cuộn sơ cấp của máy biến áp, giá trị của nó sẽ phụ thuộc vào tải trong cuộn thứ cấp.