Definición y explicación de la regla de Lenz

La regla de Lenz le permite determinar la dirección de la corriente de inducción en el circuito. Dice: «la dirección de la corriente de inducción es siempre tal que su acción debilita el efecto de la causa que provoca esta corriente de inducción».

Si la trayectoria de una partícula cargada en movimiento cambia de alguna manera como resultado de la interacción de la partícula con un campo magnético, estos cambios conducen a la aparición de un nuevo campo magnético, exactamente opuesto al campo magnético que causó estos cambios.

Por ejemplo, si toma un pequeño anillo de cobre suspendido por un hilo e intenta clavarlo con el polo norte lo suficientemente fuerte imán, una vez que el imán se acerque al anillo, el anillo comenzará a repeler el imán.

Parece que el anillo comienza a comportarse como un imán, frente al polo del mismo nombre (en este ejemplo, el norte) al imán insertado en él, y por lo tanto trata de debilitar el llamado imán.

Y si detienes el imán en el anillo y comienzas a empujar desde el anillo, entonces el anillo, por el contrario, seguirá al imán, como si se manifestara como el mismo imán, pero ahora, frente al polo opuesto al tirón, imán de salida (movemos el polo norte del imán - se atrae el polo sur formado en el anillo), esta vez tratando de fortalecer el campo magnético debilitado debido a la expansión del imán.

Si haces lo mismo con un anillo abierto, entonces el anillo no responderá al imán, aunque se inducirá un EMF en él, pero como el anillo no está cerrado, no habrá corriente inducida y por lo tanto su dirección no necesita estar determinado.

¿Qué está pasando aquí realmente? Al empujar un imán en un anillo completo, aumentamos el flujo magnético que penetra en el circuito cerrado y, por lo tanto (desde según la ley de inducción electromagnética de FaradayEMF generado en el anillo es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético) EMF se genera en el anillo.

Y al empujar el imán fuera del anillo, también cambiamos el flujo magnético a través del anillo, solo que ahora no lo aumentamos, sino que lo disminuimos, y la EMF resultante será nuevamente proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético, pero dirigido en la dirección opuesta. Dado que el circuito es un anillo cerrado, la EMF, por supuesto, genera una corriente cerrada en el anillo. Y la corriente crea un campo magnético a su alrededor.

La dirección de las líneas de inducción del campo magnético generado en el anillo de corriente puede determinarse por la regla de gimlet, y estarán dirigidas precisamente de forma que impidan el comportamiento de las líneas de inducción del imán introducido: las líneas de una fuente externa ingresa al anillo, y desde el anillo, respectivamente, las líneas de una fuente externa salen del anillo, respectivamente, en el anillo, van.

Regla de Lenz en un transformador

Ahora recordemos cómo, de acuerdo con la regla de Lenz, se carga transformador de red… Supongamos que aumenta la corriente en el devanado primario del transformador, por lo tanto, aumenta el campo magnético en el núcleo. El flujo magnético que penetra en el devanado secundario del transformador aumenta.

Dado que el devanado secundario del transformador está cerrado por la carga, la FEM generada en él generará una corriente inducida, que creará su propio campo magnético en el devanado secundario. La dirección de este campo magnético será tal que debilite el campo magnético del devanado primario, esto significa que la corriente en el devanado primario aumentará (ya que un aumento de la carga en el devanado secundario equivale a una disminución de la inductancia del devanado primario del transformador, lo que significa reducir la impedancia del transformador de red). Y la red comenzará a trabajar en el devanado primario del transformador, cuyo valor dependerá de la carga en el devanado secundario.