قانون لنز با یک آزمایش جذاب + آهنربای nd

یکی از مفاهیم جذاب و کاربردی فیزیک در حوزه الکترو مغناطیس قاعده لنز می باشد ، این قاعده در تکمیل قانون القای فارادی برای توجیج علامت منفی در فرمول EMF بیان می شود.

فیزیکدانی روسی به نام هاینریش لنز (Heinrich Friedrich Emil Lenz)، روشی برای تعیین جهت جریان القایی مطرح کرد که پس از چندین سال به قانون لنز مشهور شد.

قانون لنز

به بیانی ساده، قانون لنز عنوان می‌کند که جهت جریان القایی در یک پیچه یا یک مدار بسته به گونه‌ای است که میدان مغناطیسی حاصل از آن (میدان مغناطیسی جریان القایی)، با میدان مغناطیسی اولیه (میدان مغناطیسی تولید کننده جریان القایی) مخالفت کند.

همانطور که می دانیم تغییر شار مغناطیسی در سیم لوله یا مسیر بسته سبب القای جریان الکتریکی شده و طبق قاعده لنز جهت این جریان به گونه است که با عامل به وجود آوردنه خود (تغییر شار مغناطیسی) مخالفت می کند.

به طور مثال در شکل فوق، آهنربایی از سمت قطب N به سمت حلقه‌ای بسته نزدیک می‌شود. همان‌طور که می‌دانید، مطابق با شکل خطوط میدان مغناطیسی در یک آهنربا به صورتی است که از قطبN  خارج و به قطبS  وارد می‌شود. در اینجا می‌توان گفت که شار مغناطیسی یا چگالی خطوط میدان مغناطیسی خارجی (ناشی از آهنربا) گذرنده از حلقه با حرکت آهنربا به سمت حلقه افزایش پیدا می‌کند. در نتیجه مطابق با قانون لنز، جهت جریان القایی به گونه‌ای است که جهت میدان مغناطیسی ناشی از آن (میدان مغناطیسی القایی) با میدان مغناطیسی خارجی مخالفت کند (میدان خارجی را تضعیف کند.)

در ویدیو زیر وقتی آهنربای ND به داخل لوله مسی قطور انداخته می شود شاهد این هستیم که حرکت آن به شدت کند شده و سقوط حیرت انگیزی دارد.

از آنجایی که این کندی و ممانعت از حرکت بدون هر گونه تماس فیزیکی است منجر به ساخت سیستمی به اسم ترمز های فوکو گردیده که کاربرد گسترده ای در قطار های سریع السیر مگلو دارد.

منابع:

https://blog.faradars.org/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86-%D9%84%D9%86%D8%B2/

https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D8%B1%D9%85%D8%B2_%D9%81%D9%88%DA%A9%D9%88

https://m.youtube.com/watch?si=R9yy70KgLs71uwkw&v=E97CYWlALEs&feature=youtu.be