к оглавлению

ПРАВИЛО ЛЕНЦА

(Ленца закон) - установлено Э. X. Ленцем в 1834 в уточнение закона электромагнитной индукции, открытого М. Фарадеем (М. Faraday) в 1831. Ленца правило определяет направление индукционного тока в замкнутом контуре при его движении во внешнем магнитном поле, а также при деформации контура и (или) изменении магнитного поля во времени. Направление индукционного тока всегда таково, что испытываемые им со стороны магнитного поля силы противодействуют движению и деформации контура, а создаваемый этим током магнитный поток Фi стремится компенсировать изменения внешнего магнитного потока Фе. Л. п. позволило Ф. Нейману (F. Neumann) в 1846 дать матем. формулировку закона эл.-магн. индукции:

где Ф=Ф е+Ф i - магн. поток через поверхность S, опирающуюся на проводящий контур Л. п. определяет знак правой части.

[Лит.: Тамм И. Е., Основы теории электричества, 9 изд., М., 1976: Ленц Э. X., Избр. труды, М., 1950.]

ИСТОРИЯ ВОПРОСА

В 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл то, что теперь называют законом электромагнитной индукции Фарадея, согласно которому изменение магнитного потока внутри проводящего контура возбуждает в этом контуре электрический ток даже при отсутствии в контуре источника питания. Оставленный Фарадеем открытым вопрос о направлении индукционного тока вскоре решил российский физик Эмилий Христианович Ленц.

Представьте себе замкнутый круговой токопроводящий контур без подключенной батареи или иного источника питания, в который северным полюсом начинают вводить магнит. Это приведет к увеличению магнитного потока, проходящего через контур, и, согласно закону Фарадея, в контуре возникнет индуцированный ток. Этот ток, в свою очередь, согласно закону Био—Савара будет генерировать магнитное поле, свойства которого ничем не отличаются от свойств поля обычного магнита с северным и южным полюсами. Ленцу как раз и удалось выяснить, что индуцированный ток будет направлен таким образом, что северный полюс генерируемого током магнитного поля будет ориентирован в сторону северного полюса вдвигаемого магнита. Поскольку между двумя северными полюсами магнитов действуют силы взаимного отталкивания, наведенный в контуре индукционный ток потечет именно в таком направлении, что будет противодействовать введению магнита в контур. И это лишь частный случай, а в обобщенной формулировке правило Ленца гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать вызвавшей его первопричине.

Правило Ленца сегодня пытаются использовать в междугороднем пассажирском транспорте. Уже построены и испытываются опытные образцы поездов на так называемой магнитной подушке. Под днищем вагона такого поезда смонтированы мощные магниты, расположенные в считанных сантиметрах от стального полотна. При движении поезда магнитный поток, проходящий через контур полотна, постоянно меняется, и в нем возникают сильные индукционные токи, создающие мощное магнитное поле, отталкивающее магнитную подвеску поезда (аналогично тому, как возникают силы отталкивания между контуром и магнитом в вышеописанном опыте). Сила эта настолько велика, что, набрав некоторую скорость, поезд буквально отрывается от полотна на 10-15 сантиметров и, фактически, летит по воздуху. Поезда на магнитной подушке способны развивать скорость свыше 500 км/ч, что делает их идеальным средством междугороднего сообщения средней дальности.

к оглавлению