تطبيقات على قانون لنز

ينص قانون لينز على أن الاتجاه من القوة الدافعة الكهربية المستحثة، ستكون كذلك إذا تسببت في تدفق تيار في موصل في دائرة خارجية، فإن هذا التيار سيولد مجالا يعارض التغيير الذي تم إنشاؤه، وينص قانون لنز في الكهرومغناطيسية على أن التيار الكهربائي المستحث يتدفق في اتجاه بحيث يعارض التيار التغيير الذي أحدثه، وتم استنتاج هذا القانون في عام 1834 من قبل الفيزيائي الروسي هاينريش فريدريش إميل لينز .

ما هو قانون لنز

هو دفع قطب من قضيب المغناطيس الدائم من خلال لفائف من الأسلاك، على سبيل المثال، يدفع التيار الكهربائي في الملف، يقوم التيار بدوره بإعداد مجال مغناطيسي حول الملف، مما يجعله مغناطيسا، يشير

قانون لنز

إلى اتجاه التيار المستحث، لأن مثل القطبين المغنطيسيين يصد أحدهما الآخر، وينص قانون لنز على أنه عندما يقترب القطب الشمالي للمغناطيس العمودي من الملف، يتدفق التيار المستحث بطريقة تجعل جانب الملف أقرب لعمود القطب، وعند سحب المغناطيس الشريطي من الملف.

يعكس التيار المستحث نفسه، ويصبح الجانب القريب من الملف قطبا جنوبيا لإنتاج قوة جذب على المغناطيس الشريطي المتراجع ، لذلك، يتم القيام بكمية صغيرة من العمل في دفع المغناطيس إلى الملف وفي إخراجه مقابل التأثير المغناطيسي للتيار المستحث.

وتتجلى كمية الطاقة الصغيرة التي يمثلها هذا العمل في تأثير التسخين الطفيف، نتيجة لمقاومة التيار المستحث في مادة الملف، ويتمسك قانون لنز بالمبدأ العام للحفاظ على الطاقة، إذا تم إحداث التيار في الاتجاه المعاكس، فإن حركته ستجذب تلقائيا مغناطيس العارضة إلى الملف بالإضافة إلى تأثير التسخين، الذي ينتهك الحفاظ على الطاقة .

تطبيقات قانون لينز

1- الميزان الحساس : يستخدم هذا الجهاز لإيقاف تذبذبه عند وضع جسم في كفته .

2- التيارات الدوامية : وهي عبارة عن تيار متولد في قطعة فلزية، والتي تتحرك داخل مجال مغناطيسي متغير .

3- المحركات الكهربائية : إذا أثر في المحرك حمل ميكانيكي كأن يقوم برفع ثقل، تكون سرعة دوران المحرك أقل، وهذا يؤدي إلى تقليل قوة دافعة كهربائية عكسية حثية .

4- الحث الذاتي : عبارة عن القوة الدافعة الكهربائية الحثية، التي تتولد في سلك يسري فيه تيار متغير .

5- المحولات الكهربائية : وهي عبارة عن جهاز يستخدم لرفع أو خفض الجهد الكهربائي المتناوب .

6- الحث المتبادل : والذي تعمل المحولات عليه، وهو عبارة عن ملفان معزول كل منهما عن الآخر كهربائيا، ملفوف حول كل منهم قلب حديدي، ويسمى أحد الملفوفين ملف إبتدائي والآخر ملف ثانوي .

7- المحول الرافع والخافض : إذا كان الجهد الثانوي أكبر من الجهد الإبتدائي، فإن المحول يكون حينها محول رافع، وإذا كان الجهد الناتج عن المحول أقل من الجهد الداخل فيه، يسمى حينها محول خافض .

8- الملف الإبتدائي : هو أحد الملفين للمحول الكهربائي، والذي يولد قوة دافعة كهربائية حثية عكسية في الملف الثانوي .

9- الملف الثانوي : هو أحد ملفين المحول الكهربائي، والذي يولد قوة دافعة كهربائية حثية عكسية في الملف الإبتدائي .

إستراتيجية حل المشكلات في قانون لينز

لاستخدام قانون لنز لتحديد اتجاهات المجالات المغناطيسية والتيارات والقوة الدافعة الكهربية المستحثة :

1- قم بعمل تخطيط للموقف لاستخدامه في تصور الاتجاهات وتسجيلها .

2- حدد اتجاه المجال المغناطيسي المطبق .

3- حدد ما إذا كان التدفق المغناطيسي يزداد أم يتناقص .

4- الآن حدد اتجاه المجال المغناطيسي المستحث، يحاول الحقل المغناطيسي المستحث تعزيز التدفق المغناطيسي الذي يتناقص أو يعارض التدفق المغناطيسي الذي يزداد، لذلك، يضيف الحقل المغناطيسي المستحث أو يطرحه على المجال المغناطيسي المطبق، اعتمادا على التغير في التدفق المغناطيسي .

5- استخدم القاعدة اليمنى ( 2 (RHR-2 ، راجع القوى والمجالات المغناطيسية) لتحديد اتجاه التيار المستحث I المسؤول عن المجال المغناطيسي المستحث \ vec {B}.

6- يمكن أن يقود اتجاه (أو قطبية) القوة الدافعة الكهربية المستحثة تيارا تقليديا في هذا الاتجاه.