Visa källa för Lenz lag

[[Bild:Electromagnetic induction.svg|mini|Principen för Lenz lag: Om ytdensiteten B i magnetflödet ändras genom ett område omges det därmed av ett elektriskt virvelfält E.]]
[[File:19. Ленцово правило - постојан.ogv|mini|Aluminiumring förflyttas genom elektromagnetisk induktion, vilket demonstrerar Lenz lag]]
'''Lenz lag''' innebär att en [[induktion (fysik)|inducerad]] [[Elektrisk spänning|spänning]] i en sluten krets ger upphov till en inducerad [[Elektrisk ström|ström]] med sådan riktning att orsaken till induktionen motverkas. Lagen har fått sitt namn efter [[Heinrich Lenz]] (1804-1865) som formulerade den 1834.<ref>Lenz, E. (1834), "[http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k151161/f499.image.r=lenz.langEN Ueber<!--[sic]--> die Bestimmung der Richtung der durch elektodynamische Vertheilung erregten galvanischen Ströme]", ''Annalen der Physik und Chemie'', '''107''' (31), pp. 483–494. A partial translation of the paper is available in  Magie, W. M. (1963), ''A Source Book in Physics'', Harvard: Cambridge MA, pp. 511–513.</ref> En inducerad ström har alltid sådan riktning att orsaken till dess uppkomst motverkas och erbjuder sålunda ett enkelt sätt att bestämma riktningen hos inducerade strömmar.

Ett exempel på detta är [[Faradays lag]],
:<math>V=-\frac{d\Phi}{dt} </math>,
vilken innebär att den inducerade spänningen i en ledare i vila är lika med ändringen av det [[magnetiska flödet]] med tiden ''med omvänt tecken''. Det negativa tecknet avser att spänningen ger upphov till en ström som motverkar ändringen i magnetiskt flöde.

Lenz lag kan ses som analog med [[Newtons tredje lag]] i [[klassisk mekanik]]<ref name="Electromagnetics explained:
a handbook for wireless/RF, EMC, and high-speed electronics">Schmitt, Ron. [https://archive.org/details/electromagnetics0000schm/page/75 <!-- quote="lenz's law" "newton's third law". --> ''Electromagnetics explained'']. 2002. Retrieved 16 July 2010.</ref><ref>{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=8qHGRTC7h-MC&dq=Lenz%27s+law+newton%27s+third+law&pg=PT181 |title=An Introduction to Electrical Science |first=Adrian |last=Waygood |year=2013 |publisher=Taylor & Francis|isbn=9781135071134 }}</ref> och [[Le Chateliers princip]] i [[kemi]].<ref>{{cite journal |last1=Thomsen |first1=Volker B.E. |title=LeChâtelier's Principle in the Sciences |journal=J. Chem. Educ. |date=2000 |volume=77 |issue=2 |pages=173 |doi=10.1021/ed077p173 |bibcode=2000JChEd..77..173T |url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2000JChEd..77..173T/abstract}}</ref>

==Definition==
Lenz lag säger att:
:Den ström som induceras i en krets på grund av en förändring i ett magnetiskt fält är riktad för att motverka förändringen i flöde och att utöva en mekanisk kraft som motverkar rörelsen.

Lenz lag ingår i den rigorösa behandlingen av [[Faradays induktionslag]] (storleken på [[Elektromotorisk kraft|EMF]] som induceras i en spole är proportionell mot förändringshastigheten för det magnetiska flödet),<ref>{{Cite web|title=Faraday's law of electromagnetic induction|date=26 February 2021 |url=https://www.electricalclassroom.com/faradays-law-of-induction/|access-date=2021-02-27|language=en-US}}</ref> där den kommer till uttryck genom det negativa tecknet:

<math display=block>\mathcal{E}=-\frac{\mathrm{d} \Phi_\mathbf{B}}{\mathrm{d} t},</math>

vilket anger att inducerad [[elektromotorisk kraft]] <math>\mathcal{E}</math> och förändringshastigheten i [[magnetiskt flöde]] <math>\Phi_\mathbf{B}</math> har motsatta tecken.<ref>{{cite book|last=Giancoli|first=Douglas C.|title=Physics: principles with applications|url=https://archive.org/details/physicsprinciple00gian|url-access=registration|year=1998|pages=[https://archive.org/details/physicsprinciple00gian/page/624 624]|edition=5th}}</ref>

Detta betyder att riktningen för den bakre EMF av ett inducerat fält motsätter sig den förändrade strömmen som är orsaken. ''D. J. Griffiths ''sammanfattade det med: ''Naturen avskyr en förändring i flux''.<ref>{{cite book |last1=Griffiths |first1=David |title=Introduction to Electrodynamics |isbn=978-0-321-85656-2 |pages=315|year=2013 |publisher=Pearson }}</ref>

Om en förändring i magnetfältet för ström ''i''<sub>1</sub> inducerar en annan  [[elektrisk ström]], ''i''<sub>2</sub>, är riktningen för ''i''<sub>2</sub> motsatt riktningen för förändringen i ''i''<sub>1</sub>. Om dessa strömmar finns i två koaxiella cirkulära ledare ''ℓ''<sub>1</sub> respektive ''ℓ''<sub>2</sub>, och båda är initialt 0, måste strömmarna ''i''<sub>1</sub> och ''i''<sub>2</sub> rotera mot varandra. De motsatta strömmarna kommer som ett resultat att motverka varandra.[[File:Lenz law demonstration.png|thumb|500x500px|A cheatsheet for remembering Lenz law|center]]

===Exempel===
[[Magnetiska fält]] från starka magneter kan skapa motroterande strömmar i ett koppar- eller aluminiumrör. Detta visas genom att magneten tappas genom röret. Magnetens sänkning inuti röret är observerbart långsammare än när den tappas utanför röret.

När en spänning genereras av en förändring i magnetiskt flöde enligt Faradays lag, är polariteten hos den inducerade spänningen sådan att den producerar en ström vars magnetfält motverkar förändringen som producerar den. Det inducerade magnetfältet inuti en trådslinga verkar alltid för att hålla det magnetiska flödet i slingan konstant. Riktningen för en inducerad ström kan bestämmas med hjälp av den högra regeln för att visa vilken riktning av strömflödet som skulle skapa ett magnetfält som skulle motverka riktningen för att ändra flödet genom slingan.<ref>{{Cite web|title=Faraday's law and Lenz's law|url=http://buphy.bu.edu/py106/notes/FaradaysLaw.html|access-date=2021-01-15|website=buphy.bu.edu}}</ref> I exemplen ovan agerar det inducerade fältet i opposition till flödet om detta ökar. Om det minskar, verkar det inducerade fältet i riktning mot det applicerade fältet för att motverka förändringen.

==Bevarande av momentum==
Momentum måste bevaras i processen, men situationen blir dock mer komplicerad när den ändliga hastigheten för elektromagnetisk vågutbredning introduceras. Detta innebär att det totala momentumet för de två laddningarna under en kort period inte bevaras, vilket innebär att skillnaden bör förklaras av momentum i fälten, vilket [[Richard Feynman]] hävdade.<ref name="The Feynman Lectures on Physics: Volume I, Chapter 10, page 9.">''[[The Feynman Lectures on Physics]]'': Volume I, Chapter 10, page 9.</ref> Den berömde elektrodynamikern från 1800-talet [[James Clerk Maxwell]] kallade detta "elektromagnetiskt momentum".<ref>Maxwell, James C. [https://books.google.com/books?id=t5vCDCXPUswC&q=electromagnetic+momentum&pg=PA247 ''A treatise on electricity and magnetism, Volume 2'']. Hämtad 16 juli 2010.</ref> Ändå kan en sådan behandling av fält vara nödvändig när Lenz lag tillämpas på motsatta krafter. Normalt förutsätts att de aktuella krafterna har samma tecken. Om de inte gör det, till exempel en [[proton]] och en [[elektron]], är interaktionen annorlunda. En elektron som genererar ett magnetfält skulle generera en EMF som får en proton att accelerera i samma riktning som elektronen. Till en början kan detta tyckas bryta mot lagen om bevarande av [[rörelsemängd]], men en sådan interaktion anses bevara rörelsemängden om rörelsemängden för [[elektromagnetiskt fält]] tas med i beräkningen. 

==Referenser==
{{enwp|url=https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lenz%27s_law&oldid=1265474773|artikel=Lenz's law|datum= 27 december 2024}} 
* Cheng, David (1989). ''Field and Wave Electromagnetics'' (Second edition), s. 309–310. Addison-Wesley Publishing Company, Inc.

===Noter===

<references>

</references>

== Externa länkar ==
* {{Commonscat WD}}
* [https://web.archive.org/web/20160304023738/http://www.wimp.com/copperpipe/ Virvelströmmar orsakade av magnet och kopparrör.]
* {{YouTube|fxC-AEC0ROk|A dramatic demonstration of the effect}} with an [[aluminum]] block in an [[MRI]]

{{Auktoritetsdata}}

{{STANDARDSORTERING:Lenz lag}}

[[Kategori:Elektrodynamik]]