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Legge di Lenz

1834
  • Heinrich Lenz
Laboratorio di dimostrazione della legge di Lenz con bobina di rame e galvanometro.

(generate image for illustration only)

Lenz’s law provides the direction of the induced electromotive force (EMF) and current resulting from electromagnetic induction. It states that the induced current will flow in a direction that creates a magnetic field opposing the change in magnetic flux that produced it. This principle is a consequence of the conservation of energy and is represented by the negative sign in Faraday’s law.

Lenz’s law is a crucial qualitative rule that complements Faraday’s law of induction by specifying the direction of the induced current. While Faraday’s law quantifies the magnitude of the induced EMF ([latex]\mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt}[/latex]), the negative sign embodies Lenz’s law. The law is fundamentally a statement about energy conservation in electromagnetic systems. If the induced current were to flow in a direction that reinforced the change in flux, it would create a larger change in flux, which would induce an even larger current, leading to a runaway process that generates infinite energy from nothing, violating the principle of conservation of energy.

Instead, the induced current generates its own magnetic field that counteracts the initial change. For example, if the north pole of a magnete is moved towards a conducting loop, the magnetic flux through the loop increases. To oppose this increase, the induced current will flow in a direction that makes the loop’s face act like a north pole, repelling the incoming magnet. This requires work to be done to push the magnet against the repulsive force, and this mechanical work is converted into the electrical energy of the induced current.

Conversely, if the north pole is moved away from the loop, the flux decreases. The induced current will now flow in the opposite direction, creating a south pole on the loop’s face to attract the receding magnet, opposing its departure. This principle is elegantly applied in eddy current brakes, where a rotating metal disc moving through a magnetic field has circular eddy currents induced within it. These currents create magnetic fields that oppose the rotation, generating a smooth, contactless braking force that converts kinetic energy into heat within the disc.

UNESCO Nomenclature: 2205
– Electromagnetism

Tipo

Principio fisico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Michael Faraday’s discovery of electromagnetic induction (1831)
  • Il principio di conservazione dell'energia
  • Understanding of magnetic fields produced by currents (Ampère’s Law)

Applicazioni

  • freni a correnti parassite
  • piani cottura a induzione
  • metal detector
  • meccanismi di smorzamento nelle bilance sensibili
  • interruttori differenziali (GFCI)
  • pacemaker cardiaci (per il rilevamento)
  • frenata rigenerativa nei veicoli ibridi

Brevetti:

NA

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