楞次定律是什么(楞次定律感应电流)

2023年4月18日18:35:11楞次定律是什么(楞次定律感应电流)已关闭评论

1832年在获悉法拉第发现电磁感应现象之后,俄国物理学家楞次立即开始电工方面的实验研究。于1833年提出楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律还可表述为:感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。如果感应电流是由组成回路的导体作切割磁感线运动而产生的,那么楞次定律可具体表述为:运动导体上的感应电流受的磁场力(安培力)总是反抗(或阻碍)导体的运动。

要正确全面地理解楞次定律必须从阻碍二字上下功夫,具体来讲:

一是起阻碍作用的是感应电流的磁场。

二是它阻碍原磁通量的变化,不是阻碍原磁场,也不是阻碍原磁通量。

三是不能简单认为感应电流的磁场必然与原磁场方向相反或感应电流的方向必然和原来电流的流向相反。所以楞次定律可理解为:当穿过闭合回路的磁通量增加时,相应感应电流(‘增加的磁通量’所感应的电流)的磁场方向总是与原磁场方向相反;当穿过闭合回路的磁通量减小时,相应感应电流(‘减小的磁通量’所感应的电流)的磁场方向总是与原磁场方向相同。

四是阻碍不能理解为阻止,应认识到,原磁场是主动的,感应电流的磁场是被动的,原磁通量仍然要发生变化,阻止不了,而感应电流的磁场只是起阻碍作用而已。感应电流的磁场的存在只是减弱了穿过电路的总磁通量变化的速度,而不会改变原磁场的变化特征和方向。

楞次定律和牛顿第一定律在本质上一样的,同属惯性定律。对于惯性,人们都不陌生:如果不受外力,静止的物体将永远保持静止状态,运动的物体将会做匀速直线运动一直运动下去。说明物体自身具有阻碍运动状态改变的本领。而楞次定律中的阻碍,是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。同理,原本处于平衡状态的物体,当受到的合力不为零时,物体的运动状态就会发生变化,不会因为物体有惯性而不发生改变。楞次定律的结果也如此。

楞次定律揭示了一因果关系:感应磁场与原磁场磁通量变化之间阻碍与被阻碍的关系:原磁场磁通量的变化是因,感应电流的产生是果,原因引起结果,结果又反作用于原因,二者在其发展过程中相互作用,互为因果。

楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁运动中的体现,符合能量守恒定律,感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化,因此,为了维持原磁场磁通量的变化,就必须有动力作用,这种动力克服感应电流的磁场的阻碍作用做功,将其他形式的能转变为感应电流的电能,所以楞次定律中的阻碍过程,实质上就是能量转化的过程。

几种有效的解题方法

电流元法:在整个导体上取几段电流元,判断电流元受力情况,从而判断导体受力情况

等效磁体法:将导体等效为一个条形磁铁,进而作出判断

阻碍相对运动法:产生的感应电流总是阻碍导体相对运动。[3]

口诀法:增反减同,来拒去留,增缩减扩。

从楞次定律的上述表述可见,楞次定律并没有直接指出感应电流的方向,它只是概括了确定感应电流方向的原则,给出了确定感应电流的程序。但这并不妨碍这个定律在电磁学的发展上具有重大的作用。

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酒剑仙