Wnioski płynące z prawa Lenza

W poprzednim artykule omówiliśmy definicję prawa Lenza oraz zastosowania dla niego, te treści możecie przypomnieć sobie tutaj: teoria i praktyka. W tym artykule zajmiemy się tym jakie wnioski pozwala nam sformułować reguła Lenza. Będzie to szczególnie przydatne w rozważaniach na temat istoty reguły oraz analizie teoretycznej zjawisk, które jej podlegają.

Reguła Lenza a pole magnetyczne

Dzięki znajomości prawa Lenza można opisać ruch zwojnicy względem magnesu. Kiedy zamknięta zwojnica porusza się względem magnesu, to wokół niej powstaje pole magnetyczne, które przeciwdziała temu ruchowi. Gdy natężenie pola magnetyczne w jej wnętrzu wzrasta, to indukuje się w niej pole oraz prąd elektryczny, mający taki kierunek, iż tworzone przezeń wtórne pole magnetyczne będzie przeciwdziałało dalszemu wzrostowi pola pierwotnego. Analogicznie w sytuacji, gdy natężenie pola magnetycznego pośrodku zwojnicy zmniejsza się, to indukowane jest w niej pole oraz prąd elektrycznym o takim kierunku, iż wytwarzane przezeń wtórne pole magnetyczne będzie podtrzymywało słabnące pole pierwotne.

Za pomocą reguły Lenza można również opisać ruch cząstki. Gdy obdarzymy ją ładunkiem elektrycznym i porusza się ona w polu magnetycznym o wzrastającym natężeniu, to ruch tej cząstki wywołuje wzrost natężenia pola magnetycznego, a za cząstką jego osłabienie. Podobnie w tym przypadku występuje analogia – gdy ruch ma miejsce w polu słabnącym jest odwrotnie. Warto też wiedzieć, że jeżeli cząstka obdarzona ładunkiem wykonuje ruch wzdłuż zakrzywionej linii pola magnetycznego, to indukowane w ten sposób pole pomniejsza krzywiznę tej linii.

Reguła Lenza jest też głęboko powiązana z prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya. Możemy ją odnaleźć w równaniach opisujących to prawo pod postacią symbolu – znaku minus.

Prawo Lenza a zasada zachowania energii

Mówiąc o fizyce teoretycznej nie można nie wspomnieć o fakcie, że reguła Lenza pochodzi także od zasady zachowania energii. Jest to szczególne, empiryczne prawo fizyki, stwierdzające, że w układzie izolowanym suma każdego rodzaju energii w nim występującej jest stała w czasie. Znaczy to, iż energia w takim przypadku nie może zostać zniszczona, ani nawet utworzona. Może dojść jedynie do przemian danej formy energii w inną. Jako przykład takiej sytuacji można podać zamianę energii chemicznej na energię cieplną. Zachodzi ona m.in. podczas procesów spalania.

Ze wspomnianej zasady wynika także kilka innych, szczególnych reguł fizycznych. W odniesieniu do zachowania energii mechanicznej – obowiązuje ono gdy na ciało lub ich układ działają siły zachowawcze. W sytuacji przeciwnej energia mechaniczna nie jest zachowana, ale przechodzi w inne formy, przykładowo energię wewnętrzną chaotycznego ruchu molekuł, które tworzą ciało. Pierwsza zasada termodynamiki również bazuje na zasadzie zachowania energii. Bezpośrednio w odniesieniu do omawianego Prawa Lenza, jest ona filozoficznym nawiązaniem do zasady, gdzie zgodnie z definicją każdy proces indukcji przebiega w kierunku przeciwnym do działającej przyczyny.