PIC16F1829-E/SO1833年,俄國(guó)物理學(xué)家楞茨(Lcnz)進(jìn)一步概括了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出了確定感應(yīng)電壓方向的法則,我們稱之為楞茨定律。

[實(shí)驗(yàn)五] 將一根導(dǎo)體與兩條可擺動(dòng)的金屬帶固定聯(lián)接后,懸掛于一個(gè)U形鐵心的兩個(gè)極靴之間,并在鐵心上套入兩個(gè)串聯(lián)起來(lái)的線圈,每個(gè)線圈為600匝,通過(guò)一個(gè)可變電阻和一個(gè)電流表,將線圈接到直流電源上,調(diào)節(jié)一個(gè)2A的電流,然后來(lái)回?cái)[動(dòng)導(dǎo)體,并將兩條金屬帶相互短路。如圖2.8-5所示。

結(jié)果:運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體受到一種制動(dòng)作用。

通過(guò)感應(yīng)電壓所引起的電流,在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),它與電磁鐵的磁場(chǎng)相互疊加,如圖2.8-6所示。這樣便對(duì)導(dǎo)體產(chǎn)生一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的作用力。

[實(shí)驗(yàn)六l 將一根大約為線圈長(zhǎng)度兩倍的鐵心插人線圈之中,再將一個(gè)鋁質(zhì)的圓環(huán)套在鐵心上,用線懸掛起來(lái),并使鋁環(huán)可在鐵心之間來(lái)回?cái)[動(dòng),然后將線圈通過(guò)一個(gè)開關(guān)與直流電壓源相聯(lián)接。此時(shí),先將線圈接通電流,稍后再將其斷開。如圖2.8-7所示。

結(jié)果:在電流接通時(shí),鋁環(huán)將受到線圈的排斥;而在電流斷開時(shí),鋁環(huán)將受到線圈的吸引。

這是囚為,當(dāng)電流接通時(shí),在鏹環(huán)中的感應(yīng)電壓產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流,并由此而產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)正好與通電線圈所建立的磁場(chǎng)作用相反。

而當(dāng)電流斷開時(shí),鋁環(huán)的磁場(chǎng)作用恰恰又要反抗由于通電線圈切斷電流所引起的磁場(chǎng)消退。因此,由感應(yīng)而引起的電壓方向是這樣確定的:在任何電路中,感應(yīng)電壓產(chǎn)生的磁通總是反抗引起感應(yīng)電壓的磁通量變化。這就是楞茨定律。鋁環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓方向可以根據(jù)楞茨定律和右手螺旋法則判定。

因此,感應(yīng)電壓的大小和方向可以用下面數(shù)學(xué)公式表示:

式中的“-”號(hào)反映了楞茨定律的內(nèi)容,負(fù)號(hào)后面的表達(dá)式反映了法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容。在具體計(jì)算時(shí),這個(gè)負(fù)號(hào)常常不考慮,因?yàn)橥ǔＫ氖歉袘?yīng)電壓的數(shù)值。