قانون لنز - آموزش تصویری - زبان ساده
موارد زیر مکمل هم هستند. برای یادگیری پایدار، از همه آنها استفاده کنید:
1- متن را بخوانید
2- در آزمون شرکت کنید
توضیح بیشتر: دکمه راهنما در نوار بالایی را کلیک کنید .
1 - قانون لنز
قانون لنز جهت جریان القایی را مشخص می کند. این قانون می گوید: جهت جریان القایی طوری است که با تغییر شار مخالفت می کند. دو حالت پیش می آید:
- اگر شار اصلی در حال افزایش باشد جریان القایی یک میدان مغناطیسی در خلاف جهت میدان مغناطیسی اولیه ایجاد می کند. تا با افزایش شار مخالفت کند.
- اگر شار اصلی در حال کاهش باشد جریان القایی یک میدان مغناطیسی هم جهت میدان مغناطیسی اولیه ایجاد می کند. تا با کاهش شار مخالفت کند.
مثال 1: قطب S یک آهنربای میله ای به یک پیچه نزدیک می شود. جهت جریان القایی را مشخص کنید.
پاسخ:
به شکل دقت کنید. باید میدان مغناطیسی آهنربا( رنگ آبی ) را با میدان مغناطیسی القایی ( رنگ سبز) مقایسه کنیم.
به شکل دقت کنید. باید میدان مغناطیسی آهنربا( رنگ آبی ) را با میدان مغناطیسی القایی ( رنگ سبز) مقایسه کنیم.- میدان مغناطیسی که آهنربا در داخل پیچه ایجاد می کند به سمت راست است( رنگ آبی) زیرا خطوط میدان مغناطیسی وارد قطب S می شوند.
- چون آهنربا به پیچه نزدیک می شود پس شار افزایش می یابد.
- بنابر قانون لنز، پیچه یک میدان مغناطیسی القایی به سمت چپ ایجاد می کند( بردار سبز) تا با افزایش شار مخالفت کند.
- برای پیدا کردن جهت جریان القایی، از قاعده دست راست استفاده می کنیم( فصل قبل ). در این قاعده، باید چهار انگشت دست راست، در جهت میدان القایی باشد در این صورت انگشت شست جهت جریان القایی( بردار صورتی رنگ ) را نشان می دهد.
مثال 2: قطب S یک آهنربای میله ای از پیچه دور می شود. جهت جریان القایی را مشخص کنید.
پاسخ:
به شکل دقت کنید. باید میدان مغناطیسی آهنربا( رنگ آبی ) را با میدان مغناطیسی القایی ( رنگ سبز) مقایسه کنیم.
به شکل دقت کنید. باید میدان مغناطیسی آهنربا( رنگ آبی ) را با میدان مغناطیسی القایی ( رنگ سبز) مقایسه کنیم.- میدان مغناطیسی که آهنربا در داخل پیچه ایجاد می کند به سمت راست است( رنگ آبی) زیرا خطوط میدان مغناطیسی وارد قطب S می شوند.
- آهنربا از پیچه دور می شود پس شار، کاهش می یابد.
- بنابر قانون لنز، پیچه یک میدان مغناطیسی القایی به سمت راست ایجاد می کند( بردار سبز) تا با کاهش شار مخالفت کند.
- برای پیدا کردن جهت جریان القایی، از قاعده دست راست استفاده می کنیم( فصل قبل ). در این قاعده، باید چهار انگشت دست راست، در جهت میدان القایی باشد در این صورت انگشت شست جهت جریان( بردار صورتی رنگ ) را نشان می دهد.
مثال 3: قطب N یک آهنربای میله ای به پیچه نزدیک می شود. جهت جریان القایی را مشخص کنید.
پاسخ:
به شکل دقت کنید. باید میدان مغناطیسی آهنربا( رنگ آبی ) را با میدان مغناطیسی القایی ( رنگ سبز) مقایسه کنیم.
به شکل دقت کنید. باید میدان مغناطیسی آهنربا( رنگ آبی ) را با میدان مغناطیسی القایی ( رنگ سبز) مقایسه کنیم.- میدان مغناطیسی که آهنربا در داخل پیچه ایجاد می کند به سمت چپ است( رنگ آبی) زیرا خطوط میدان مغناطیسی، از قطب N خارج می شوند.
- آهنربا به پیچه نزدیک می شود پس شار، افزایش می یابد.
- بنابر قانون لنز، پیچه یک میدان مغناطیسی القایی به سمت راست ایجاد می کند( بردار سبز) تا با افزایش شار مخالفت کند.
- برای پیدا کردن جهت جریان القایی، از قاعده دست راست استفاده می کنیم( فصل قبل ). در این قاعده، باید چهار انگشت دست راست، در جهت میدان القایی باشد در این صورت انگشت شست جهت جریان( بردار صورت رنگ ) را نشان می دهد.
مثال 4: قطب N یک آهنربای میله ای از پیچه دور می شود. جهت جریان القایی را مشخص کنید.
پاسخ:
به شکل دقت کنید. باید میدان مغناطیسی آهنربا( رنگ آبی ) را با میدان مغناطیسی القایی ( رنگ سبز) مقایسه کنیم.
به شکل دقت کنید. باید میدان مغناطیسی آهنربا( رنگ آبی ) را با میدان مغناطیسی القایی ( رنگ سبز) مقایسه کنیم.- میدان مغناطیسی که آهنربا در داخل پیچه ایجاد می کند به چپ است( رنگ آبی) زیرا خطوط میدان مغناطیسی، از قطب N خارج می شوند.
- آهنربا از پیچه دور می شود پس شار، کاهش می یابد.
- بنابر قانون لنز، پیچه یک میدان مغناطیسی القایی به سمت چپ ایجاد می کند( بردار سبز) تا با کاهش شار مخالفت کند.
- برای پیدا کردن جهت جریان القایی، از قاعده دست راست استفاده می کنیم( فصل قبل ). در این قاعده، باید چهار انگشت دست راست، در جهت میدان القایی باشد در این صورت انگشت شست جهت جریان( بردار صورت رنگ ) را نشان می دهد.
توجه: با دقت در چهار حالت قبل مشاهده می کنید که جهت جریان القایی برای حالتی که قطب S نزدیک می شود مشابه حالتی است که قطب N دور می شود. و برعکس
مثال 5: 
در شکل روبرو، یک آهنربا در حال حرکت است. به دلیل حرکت آهنربا یک جریان القایی در حلقه رسانا ایجاد می شود. اگر جریان در جهتی باشد که با بردار قرمز رنگ نشان دادیم. آهنربا به سمت چپ حرکت می کند یا راست؟
در شکل روبرو، یک آهنربا در حال حرکت است. به دلیل حرکت آهنربا یک جریان القایی در حلقه رسانا ایجاد می شود. اگر جریان در جهتی باشد که با بردار قرمز رنگ نشان دادیم. آهنربا به سمت چپ حرکت می کند یا راست؟پاسخ:
باید جهت میدان مغناطیسی القایی را پیدا کنیم و سپس با میدان مغناطیسی آهنربا مقایسه کنیم.
باید جهت میدان مغناطیسی القایی را پیدا کنیم و سپس با میدان مغناطیسی آهنربا مقایسه کنیم.- باید از قانون چهار انگشت باز دست راست استفاده کنیم. انگشت شست در جهت جریان( بردار قرمز ) باشد. بنابراین چهار انگشت به سمت چپ هستند در نتیجه میدان مغناطیسی القایی در جهت چپ است.
- میدان مغناطیسی آهنربا به سمت چپ است زیرا از قطب N خارج می شود پس هر دو میدان هم جهت هستند. در نتیجه، شار در حال کاهش است یعنی آهنربا در حال دور شدن است.
مثال 6: 
در شکل روبرو، در کنار یک مدار الکتریکی، یک حلقه رسانا قرار دارد. وقتی که کلید را می بندیم. جهت جریان القایی در حلقه سمت چپ، چگونه است؟
در شکل روبرو، در کنار یک مدار الکتریکی، یک حلقه رسانا قرار دارد. وقتی که کلید را می بندیم. جهت جریان القایی در حلقه سمت چپ، چگونه است؟پاسخ:
وقتی که در مدار سمت چپ، کلید بسته می شود جریان در مدار برقرار می گردد.
وقتی که در مدار سمت چپ، کلید بسته می شود جریان در مدار برقرار می گردد.- با توجه به علامت قطب های باتری جهت جریان را تشخیص می دهیم که در جهتی است که با فلش قرمز نشان دادیم.
- این جریان یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که با توجه به قاعده دست راست( دست شماره 1) در درون حلقه درونسو است.
- وقتی که کلید را می بندیم جریان از صفر افزایش می یابد بنابراین شار مغناطیسی افزایش می یابد و جریانی در حلقه القا می گردد
- بنابر قانون لنز، . جهت میدان القایی( درونسو) خلاف میدان اصلی( برونسو ) است. بنابر قاعده دست راست( دست شماره 2) جریان القایی پاد ساعتگرد است.
2 - چرا جریان القایی با تغییر شار مخالفت می کند
دلیل آن قانون بقای انرژی است. اگر قانون لنز نبود می توانستیم از هیچ انرژی ایجاد کنیم. یک سیملوله را در نظر بگیرید. وقتی که آهنربا را به آن نزدیک می کنیم شار مغناطیسی که از درون سیملوله می گذرد افزایش می یابد. بنابراین با افزایش شار مخالفت می شود. در نتیجه مانع نزدیک شدن آهنربا به سیملوله می شود
اگر چنین نبود چه اتفاقی می افتاد؟
فرض کنید وقتی آهنربا را به سیملوله نزدیک می کنیم سیملوله به جای مخالفت، آن را جذب می کرد. در این صورت، قانون بقای انرژی نقض می شد. زیرا وقتی که آهنربا جذب سیملوله می شود. این حرکت باعث ایجاد جریان القایی می گردد. یعنی انرژی الکتریکی ایجاد می شد. از طرف دیگر، وقتی آهنربا حرکت می کند انرژی جنبشی به دست می آورد. به این ترتیب انرژی الکتریکی و انرژی جنبشی از هیچ به وجود می آمد و این امکان ندارد.
بخش نظرات
عالی و خوب متشکرم