冷次定律

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冷次定律 (Lenz Law)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

冷次定律給定因為電磁感應產生的感應電動勢與感應電流的方向,這個定律提供法拉第感應定律的符號選擇的物理解釋,它指出:感應電動勢與磁通量的改變異號。

應用與實例

下列解釋冷次定律是正確的例子:電流產生的磁場如果和產生它的磁場改變方向相同時,這兩個磁場會產生淨磁場,這個磁場會產生兩倍大的感應電流。

這個過程會造成我們只需要移開一個磁極而持續產生無限大的電流,這會造成違反能量守恆定律。 拿一個永久磁鐵的北極與線圈,在磁極的上方架設一個顯微攝影機,當你把磁極移近線圈,你增加了通過線圈的磁通量,根據冷次定律,攝影機所看到的電流方向會是逆時針。如果你把磁極移開線圈,你減少了通過線圈的磁通量,因此,經由攝影機所看到的電流方向為順時針。如果你讓磁極保持靜止,但增加磁場的強度,這種情形下,你增加了經過線圈的磁通量,現在必須仔細閱讀冷次定律,感應電動勢所產生的電流,會使得磁通量產生與原磁通量相反方向的磁通量來抵抗它。

須要注意的是:我們特別強調磁通量的改變,磁場強度的增加只是代表磁通量的改變是指向線圈,因此冷次定律告訴我們:攝影機所看到的感應電流要是逆時針,要注意的是相同的原理也可以用在當磁極離開線圈的狀況。同樣地,當我們保持磁極靜止,但減少磁場強度時,經由攝影機所看到感應電流的方向為順時針。另外一種可能狀況為增加線圈的面積,在這種情況下,我們也增加了線圈的磁通量,使得根據法拉第定律而產生感應電流,我們可以注意到:增加線圈的面積等價於把磁極移近線圈,都會導致線圈的磁通量增加,因此攝影機所看到的電流為逆時針。減少線圈的面積也等價於將磁極移離線圈,也相當於減少線圈的磁通量,因此減少面積所產生的感應電流方向為順時針。 我們總是注意相對於攝影機的感應電流方向,這是因為物理總是重視參考座標。


參考資料

http://en.wikipedia.org/wiki/Lenz_law

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