قانون لنز
قانون يحدد اتجاه التيار الكهربي المستحث في ملف، وينص على أن التيار المستحث يكون في اتجاه يعاكس التغير في الفيض المغناطيسي المسبب له، وهو تطبيق لقانون بقاء الطاقة.
قانون لنز هو قاعدة أساسية في الحث الكهرومغناطيسي تُستخدم لتحديد اتجاه التيار الكهربي المستحث المتولد في موصل (مثل ملف). ينص القانون على أن: "يكون اتجاه التيار الكهربي المستحث بحيث يعاكس التغير في الفيض المغناطيسي المسبب له".
عند تقريب قطب شمالي لمغناطيس من وجه ملف، يتولد في الملف تيار مستحث يجعل هذا الوجه قطباً شمالياً مشابهاً ليحدث تنافر يعاكس حركة التقريب. وعند إبعاد القطب الشمالي، يتولد تيار يجعل الوجه قطباً جنوبياً ليحدث تجاذب يعاكس حركة الإبعاد.
يظهر تأثير قانون لنز رياضياً كإشارة سالبة في قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، حيث القوة الدافعة الكهربية المستحثة \(emf\) تعطى بالعلاقة:
\[ emf = -N \frac{\Delta \Phi_m}{\Delta t} \]حيث \(N\) هو عدد لفات الملف، و \(\frac{\Delta \Phi_m}{\Delta t}\) هو المعدل الزمني للتغير في الفيض المغناطيسي. الإشارة السالبة هنا هي الترجمة الرياضية لقانون لنز، وتؤكد أن الحث الكهرومغناطيسي يطيع قانون بقاء الطاقة، حيث يُبذل شغل ميكانيكي للتغلب على قوى التنافر أو التجاذب، ويتحول هذا الشغل إلى طاقة كهربية.
إذا كان لدينا ملف عدد لفاته \(N = 100\) لفة، وتغير الفيض المغناطيسي المار به بمقدار \(\Delta \Phi_m = 0.05\) \(Wb\) خلال فترة زمنية \(\Delta t = 0.1\) \(s\)، فإن القوة الدافعة الكهربية المستحثة تحسب كالتالي: \[ emf = -100 \times \frac{0.05}{0.1} = -50 \] \(V\). الإشارة السالبة هنا تعني أن اتجاه \(emf\) (والتيار الناتج عنها) سيعمل على توليد فيض مغناطيسي يعاكس الزيادة في الفيض الأصلي.
تخيل قانون لنز زي الشخص المعاند دايماً. لو حاولت تزقه لقدام، هيحاول يرجعك لورا ويقاومك. ولو حاولت تشده ناحيتك، هيحاول يبعد عنك ويقاوم الشد. في الكهرباء، المغناطيس لما بيقرب من الملف، الملف بيعمل مجال مغناطيسي يزقه لبره (عشان يمنعه يقرب). ولما المغناطيس يحاول يبعد، الملف بيعمل مجال يشدّه لجوه (عشان يمنعه يبعد). دايماً بيعاكس التغيير اللي بيحصل!
