9.3 חוק לנץ
(Lenz's Law)
כתוספת לחוק פרדיי ניסח לנץ חוק המסייע בקביעת כיוון הכא"מ המושרה כתוצאה משינוי השטף המגנטי. נניח שיש מוליך, שהוא חלק ממעגל חשמלי, המצוי בתוך שדה מגנטי משתנה. השינוי בשטף המגנטי יוצר כא"מ על פני המוליך. כא"מ זה יגרום לשינוי בזרם דרך המוליך. אבל, כפי שלמדנו בפרק 8, גם השינוי בזרם דרך המוליך יגרום לשינוי בשדה המגנטי העוטף אותו. על פי חוק לנץ השינוי הזה, בשדה המגנטי, גורם להקטנת השדה המגנטי המקורי. כלומר, אותה השראה מגנטית שנוצרת כתוצאה מן הזרם המושרה מתנגדת לסיבה שיצרה את השינוי בשטף (למשל שינוי הזרם בסליל). לפי לנץ, הזרם המושרה מתנגד לסיבת היווצרותו.
אילו הכא"מ המושרה היה גורם להגדלת השינוי בשטף המגנטי, השטף המגנטי היה גדל עוד יותר (בגלל הגידול בזרם), ויוצר בכך גידול נוסף בזרם, וכן הלאה עד אינסוף, תוך ביצוע עבודה אינסופית, דבר שכמובן עומד בסתירה לחוק שימור האנרגיה.
על כן הניסוח המדויק לחישוב כא"מ מושרה בסליל הנו:
(9.1)
סימן הכא"מ המושרה הפוך תמיד למגמת שינוי השטף (המינוס הוא תוצאה של חוק לנץ).
באיורים 9.1 ו- 9.2 מוצגות שתי דוגמאות שממחישות את קביעת כיוון הכא"מ בסליל שעובר בו זרם משתנה.
דוגמה ראשונה - זרם במגמת עלייה
איור 9.1
כיוון הזרם במעגל נקבע לפי קוטביותו החיובית של מקור המתח. לכן קוטביות מפל המתח בנגד היא בניגוד לזרם, ואילו בסליל, מאחר שהזרם גדל , גדלה גם מגמת השטף המגנטי בסליל. לכן, על פי חוק לנץ, קוטביות הכא"מ מנוגדת לסיבה שיצרה אותו, כלומר כיוון הכא"מ כלפי מעלה.
הזרם דרך הנגד נקבע לפי:
לכן הגדלת UL גורמת להקטנת הזרם דרך הסליל.
דוגמה שנייה - מגמת זרם בירידה
איור 9.2
על אף שכיוון הזרם דרך הסליל הוא כלפי מטה, בשל העובדה שמגמת שינוי הזרם היא שלילית (בירידה), מתקבל שגם מגמת השטף בסליל שלילית ועל כן קוטביות הכא"מ חיובית וכיוון הכא"מ הוא כלפי מטה. כלומר, הקטנת זרם המקור יוצרת כא"מ השואף להגדיל את הזרם במעגל.
מגמת שינוי הזרם (גדל או קטן) היא הקובעת את קוטביות הכא"מ המושרה ולא כיוון הזרם הכולל, דרך הסליל.