3.4.5 Правило Ленца

При изменении магнитного потока через замкнутый проводящий контур в нём возникает индукционный ток. Направление этого тока определяют по правилу Ленца.

Правило Ленца: индукционный ток направлен так, что создаваемый им магнитный поток препятствует изменению внешнего магнитного потока, вызвавшему этот ток.

Важно

Индукционный ток противодействует не внешнему магнитному полю вообще, а изменению магнитного потока через контур.

Как действует правило

Индукционный ток создаёт собственное магнитное поле ${\vec{B}}_{\text{инд}}$. Его направление зависит от того, как меняется внешний магнитный поток:

• если внешний поток увеличивается, поле индукционного тока направлено так, чтобы ослабить это увеличение;
• если внешний поток уменьшается, поле индукционного тока направлено так, чтобы поддержать убывающий поток.

На рисунке внешний поток направлен к наблюдателю. При его увеличении индукционное поле направлено от наблюдателя, а при уменьшении — к наблюдателю. Направление тока найдено по правилу буравчика.

Алгоритм определения направления тока

1. Определить направление внешнего магнитного поля через контур.
2. Установить, увеличивается или уменьшается внешний магнитный поток.
3. По правилу Ленца определить направление поля ${\vec{B}}_{\text{инд}}$:
   • против внешнего поля, если поток увеличивается;
   • по внешнему полю, если поток уменьшается.
4. По правилу буравчика определить направление индукционного тока, создающего поле ${\vec{B}}_{\text{инд}}$.

Физический смысл

Правило Ленца является проявлением закона сохранения энергии. Если бы индукционный ток усиливал вызвавшее его изменение, магнитный поток и ток могли бы самопроизвольно возрастать без затраты энергии.

На практике изменение потока приходится поддерживать внешним воздействием. Например, при приближении магнита к замкнутому контуру возникающий ток создаёт поле, которое препятствует приближению магнита.

Связь со знаком в законе Фарадея

Знак «минус» в законе электромагнитной индукции Фарадея выражает правило Ленца: направление ЭДС индукции противоположно тому направлению, которое усиливало бы изменение магнитного потока.

Не путать

• Если внешний поток уменьшается, поле индукционного тока направлено так же, как внешнее поле: оно препятствует уменьшению потока.
• Направление тока нельзя определять сразу по внешнему полю. Сначала нужно установить характер изменения потока, затем найти ${\vec{B}}_{\text{инд}}$.
• Правило Ленца определяет направление индукционного тока. Величину ЭДС индукции определяет закон Фарадея.
• Индукционный ток существует только в замкнутом контуре; в разомкнутом контуре может возникать ЭДС индукции, но ток не течёт.

Коротко

Индукционный ток всегда мешает изменению магнитного потока, которое вызвало этот ток. При увеличении внешнего потока поле индукционного тока направлено против внешнего поля, а при уменьшении — по внешнему полю.