Lenz yasası
Lenz yasası, elektromanyetik devrelerin Newton'un üçüncü yasasına ve enerjinin korunumuna nasıl uyduğunu anlamanın yaygın bir yoludur. Lenz yasası adını Emil Lenz'den alır ve şöyle der:
İndüklenmiş bir elektromotor kuvvet (emf) her zaman manyetik alanı orijinal manyetik akıdaki değişime karşı olan bir akıma yol açar.
Lenz yasası, Faraday'ın indüksiyon yasasındaki negatif işaret ile gösterilir:
E = - ∂ Φ B ∂ t {\displaystyle {\mathcal {E}}=-{\frac {\partial \Phi _{\mathrm {B} }}{\kısmi t}}} 
,
Bu da indüklenen emf (ℰ) ve manyetik akıdaki değişimin (∂ΦB ) zıt işaretlere sahip olduğunu gösterir.
B sayfadan dışarı doğru yönlendirildiğinde ve devrenin alanı azaldığında indüklenen emf ve bunun sonucunda indüklenen akım saat yönünün tersindedir. Bu devreden geçen akı dışa doğru azalmaktadır. Şimdi indüklenen akım I kendi manyetik alanını üretir ve bu alanın yönünü hesaplamak için sağ el kavrama kuralını kullanabiliriz. Sonuç, indüklenen akımdan kaynaklanan manyetik alanın da devre içinde dışa doğru yönlendirildiğidir. Sanki doğa, bu indüklenmiş alan aracılığıyla, uygulanan B alanından kaynaklanan akıdaki azalmayı telafi etmeye çalışmış gibidir. Bunun deneysel olarak genel bir kural olduğu ortaya çıkar, böylece şunu söyleyebiliriz
İndüklenen emf'nin yönü her zaman onu üreten değişime karşıtlık oluşturacak şekildedir.
Bu Lenz'in yasasıdır.
Lenz yasasının uygulanmasına bir başka örnek olarak, bir pilin aniden bağlandığı bir tel bobini düşünün. Pilin, gözlemci tarafından görüldüğü gibi saat yönünde akan bir akım başlattığını varsayalım. Bu akım, çizgileri bobinin içinden geçecek ve bobinin dışına doğru dönecek bir manyetik alana yol açacaktır. Dolayısıyla, bataryadan kaynaklanan akım arttıkça, bobin boyunca değişen bir manyetik akı vardır ve bu bobinde indüklenmiş bir emf ile sonuçlanmalıdır. Bu indüklenen emf'nin yönü nedir? Lenz yasası bize hemen bunun saat yönünün tersine olması gerektiğini söyler, böylece akım oluşumuna karşı koyar. Benzer şekilde, bir devredeki akım kesildiğinde, indüklenen emf akımın sönmesini engellemeye çalışır ve bu da anahtarlar yavaşça açıldığında gözlenen kıvılcımı açıklar. Akımı değişen bir devrede indüklenen emf, her zaman akımdaki değişikliğe karşı çıktığı için geri emf olarak adlandırılır. Akımın kendi manyetik alanındaki değişimden kaynaklanır, bu etki öz endüktans olarak adlandırılır.
Lenz yasası doğru olmasaydı, bir bobindeki akım artışı, uygulanan bataryaya yardımcı olan bir emf ile sonuçlanır, böylece akım daha da artar, daha fazla emf indüklenir ve akımda daha fazla artış olur, ad infinitum. Bu kararsız bir durum olurdu ve enerjinin korunumu ilkesine uyulmamış olurdu.
Bu tür bir akıl yürütme, dengede
olan bir sistemin yer değiştirdiği
diğer durumlara da genişletilebilir ve aşağıdaki ilkeye ulaşılabilir.
Denge halindeki bir sistem bozulduğunda, denge, bozulmanın etkilerini ortadan kaldırma eğiliminde olan yönde yer değiştirir.
Lenz yasasının bu genellemesine Le Chatelier ilkesi
denir.
Lenzs-yasası-indüktörü
Sorular ve Yanıtlar
S: Lenz yasası nedir?
C: Lenz yasasına göre, indüklenen bir elektromotor kuvvet (emf) her zaman manyetik alanı başlangıçtaki manyetik akıdaki değişime karşı olan bir akım üretir.
S: Lenz yasası Faraday'ın indüksiyon yasasında nasıl görünür?
C: Faraday'ın indüksiyon yasasında, Lenz yasası negatif bir işaretle temsil edilir ve indüklenen emf ile manyetik akıdaki değişimin zıt olduğunu gösterir.
S: B' yandan dışa doğru yönlendirildiğinde ve devrenin yüzey alanı azaldığında indüklenen akım hangi yönde akar?
A: B' yandan dışarıya doğru hareket ettikçe indüklenen akım saat yönünün tersine hareket eder ve devrenin alanı azalır.
S: Doğa bu indüklenmiş alanla ne yapmaya çalışıyor?
C: Doğa, indüklenen akımın neden olduğu devrede dışa doğru bir manyetik alan oluşturarak uygulanan alanın neden olduğu akıdaki azalmayı telafi etmeye çalışıyor.
S: Bir pil aniden iletken bir bobine bağlandığında ne olur?
C: Bir pil aniden bir tel bobine bağlandığında, gözlemcinin bakış açısından saat yönünde ilerleyen bir akımı tetikler. Bu, Lenz yasasına göre saat yönünün tersine olan ve kuplajın neden olduğu akım artışına direnç gösteren indüklenmiş bir emf üretir.
S: Öz endüktansın akımların değiştiği devreler üzerinde nasıl bir etkisi vardır?
C: Öz endüktans, bir sargı içindeki akım artışının bu artışa direnecek bir emf'ye neden olmasına neden olur, böylece enerji korunumunun ihlal edileceği kararsız durumları önler.
S: Hangi ilke Lenz yasasından genişletilebilir?
C: Lenz yasası, Le Chatelier'in bir sistemin dengesi bozulduğunda, denge bozulmanın etkilerini iptal edecek şekilde kayar ilkesine genişletilebilir.
