Демонстрация Закона Ленца - Интерактивная Симуляция

Интерактивная демонстрация электромагнитной индукции и закона Ленца с визуализацией катушки, магнита и гальванометра

Магнитный Поток: 0.00 mWb
Индуцированная ЭДС: 0.00 mV
Индуцированный Ток: 0.00 mA
Позиция Магнита: 0.00 cm

Гальванометр

-I 0 +I
Направление Тока: Нет Тока

Магнитный Поток vs Время

Индуцированная ЭДС vs Время

Индуцированный Ток vs Время

Параметры

Физические Уравнения

Магнитный Поток: Φ = ∫B·dA = B·A·cos(θ)
Закон Фарадея: ε = -N·dΦ/dt
Закон Ома: I = ε/R
Закон Ленца: ε opposes Φ change

Опции Отображения

Что такое Закон Ленца?

Закон Ленца гласит, что направление индуцированного тока таково, что он противодействует изменению магнитного потока, который его создал. Это следствие сохранения энергии и выражается в законе индукции Фарадея отрицательным знаком: ε = -N·dΦ/dt.

Магнитный Поток (Φ)

Магнитный поток - это количество линий магнитного поля, проходящих через данную площадь. Для однородного магнитного поля B, перпендикулярного поверхности площадью A, поток равен Φ = B·A. Когда угол между B и нормалью к поверхности равен θ, поток становится Φ = B·A·cos(θ).

Закон Индукции Фарадея

Закон Фарадея гласит, что изменяющееся магнитное поле индуцирует электродвижущую силу (ЭДС) в проводнике. Индуцированная ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока: ε = -N·dΦ/dt, где N - количество витков в катушке. Отрицательный знак представляет закон Ленца.

Объяснение Закона Ленца

Когда магнит вставляется в катушку, магнитный поток через катушку увеличивается. Согласно закону Ленца, индуцированный ток создает магнитное поле, которое противодействует этому увеличению. Индуцированный ток течет в направлении, таком, что его магнитное поле противодействует изменению. Когда магнит извлекается, поток уменьшается, и индуцированный ток меняет направление, чтобы попытаться поддержать поток.

Применения

Закон Ленца фундаментален для многих электрических устройств, включая трансформаторы, электрические генераторы, асинхронные двигатели, электромагнитные тормозные системы, металлоискатели и технологию беспроводной зарядки. Он объясняет, почему возникают вихревые токи в проводниках, движущихся через магнитные поля, и как эти токи могут использоваться для торможения или нагрева.