18.4.5 Wet van Lenz

Les Voortgang
0% voltooid

Wanneer elektromagnetische inductie plaatsvindt in een spoel, en de spoel is verbonden aan een gesloten stroomkring, dan zal een geïnduceerde stroom door de spoel gaan lopen. Net als alle stromen wordt deze stroom vergezeld van een magnetisch veld, dat we geïnduceerd magnetisch veld noemen.

De wet van Lenz stelt dat: de richting van het geïnduceerde magnetische veld is zodanig, dat het de oorspronkelijke verandering in magnetische flux in de spoel tegenwerkt.

Uit deze wet kan de omloopzin van de geïnduceerde stroom bepaald worden (gebruik de tweede rechterhandregel); hieruit volgt dan de richting van de geïnduceerde spanning.

Voorbeeld: We kunnen nu de stroomrichting verklaren in de inductiesituatie die hier getoond is.

De zuidpool van een magneet bevindt zich ter linkerzijde van een spoel. Dus lopen de magnetische veldlijnen in de spoel van rechts naar links (B). Deze zuidpool wordt naar de spoel toe bewogen; hierdoor neemt de magnetische  flux in de spoel toe.

De wet van Lenz zegt nu dat het geïnduceerde magnetische veld deze toename tegenwerkt, door de omgekeerde richting te hebben. Dus loopt het geïnduceerde magnetische veld van links naar rechts.

De stroom door de spoel loopt met de klok mee als we kijken in de richting van de stroom. Gezien de manier waarop de spoel gewikkeld is, moet de stroom de spoel van links naar rechts doorlopen; in de aangesloten schakeling gaat de stroom terug van rechts naar links. Dus kan de rechterkant van de spoel aangemerkt worden als de positieve pool, en de linkerkant als de negatieve pool van de geïnduceerde spanning.

De wet van Lenz volgt in feite uit de wet van energiebehoud. In de aangesloten schakeling wordt elektrische energie verbruikt, en die energie moet ergens vandaan komen. Uiteindelijk komt zij uit de bewegingsenergie van de magneet. Het geïnduceerde magnetische veld in de spoel moet dus zo zijn, dat het door aantrekking of afstoting de oorspronkelijke beweging van de magneet afremt.

Een eenvoudige toepassing wordt gevonden in een fietsdynamo, die een draaiende magneet en een spoel bevat. Wanneer deze de fietsverlichting van stroom voorziet, is er een remmende magnetische kracht binnen in de dynamo, die het fietsen zwaarder maakt. Zo wordt bewegingsenergie uit het wiel omgezet in elektrische energie voor de verlichting.