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伦茨定律

1834
  • Heinrich Lenz
使用铜线圈和电流计演示伦茨定律的实验室装置。

伦茨定律提供了感应电流的方向 电动势 (电磁感应产生的电磁场(EMF)和电流。它指出,感应电流的流动方向会产生一个与产生感应电流的磁通量变化相反的磁场。这一原理是 能量守恒 并在法拉第定律中用负号表示。

伦兹定律是一个重要的定性规则,它通过指定感应电流的方向来补充法拉第感应定律。法拉第定律量化了感应电磁场的大小([latex]\mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt}[/latex]),而负号则体现了伦兹定律。该定律从根本上说是关于 节能 在电磁系统中。如果感应电流的流动方向加强了磁通量的变化,就会产生更大的磁通量变化,从而感应出更大的电流,导致失控过程,从无到有产生无限能量,违反能量守恒原理。

相反,感应电流自身产生的磁场会抵消初始变化。例如,如果一个磁场的北极 磁性 当磁铁向导电回路移动时,通过回路的磁通量会增加。为了抵消磁通量的增加,感应电流的流动方向会使回路的表面像北极一样,排斥进入的磁体。这就需要做功来推动磁铁对抗排斥力,而机械功则转化为感应电流的电能。

相反,如果北极远离磁环,磁通量就会减少。此时,感应电流将反向流动,在磁环表面形成一个南极,吸引后退的磁铁,阻止其离开。这一原理在涡流制动器中得到了很好的应用,在磁场中移动的旋转金属圆盘内部会产生环形涡流。这些电流产生与旋转相反的磁场,产生平稳、无接触的制动力,将动能转化为圆盘内的热量。

UNESCO Nomenclature: 2205
- 电磁学

类型

物理原理

中断

实质性

使用方法

广泛使用

前体

  • 迈克尔-法拉第发现电磁感应(1831 年)
  • 能量守恒定律
  • 了解电流产生的磁场(安培定律)

应用

  • 涡流制动器
  • 电磁炉
  • 金属探测器
  • 灵敏天平中的阻尼机制
  • 接地故障断路器(GFCI)
  • 心脏起搏器(用于传感)
  • 混合动力汽车的再生制动

专利:

NA

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