Wet van Lenz

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Elektromagnetisme
Lightning strike jan 2007.jpg
Elektriciteit · Magnetisme

De wet van Lenz is een bijzonder geval van de wet van Faraday en stelt dat iedere magnetische fluxverandering wordt tegengewerkt door een geïnduceerde elektrische spanning volgens

U_{\mathrm{ind}} = -N \frac{\mathrm{d}\mathit{\Phi}}{\mathrm{d}t}

hierin is

Uind de opgewekte elektrische spanning in volt
Φ de magnetische flux in Weber
N het aantal windingen van de spoel
t de tijd in seconden

Achtergrond[bewerken]

De Wet van Lenz is een speciaal geval van de vierde Wet van Maxwell, ook wel wet van Faraday genoemd, die stelt dat een veranderend magneetveld een elektrisch veld opwekt. In de vectorformulering van Heaviside luidt deze wet van Maxwell

\quad\nabla\times E+\frac{\partial B}{\partial t}=0

met

\quad\nabla\times \! de vectorrotatie
E\! de elektrische veldsterkte
\quad\frac{\partial}{\partial t}\! de partiële tijdsafgeleide en
B\! de magnetische inductie.

Door toepassing van de Stelling van Stokes wordt de volgende integraalvorm gevonden, die tot de bovengenoemde formule voor een winding leidt:

\oint_{\partial A} E \mathrm{d} s = - \int\!\!\!\int_{A} \frac{\partial B}{\partial t} \mathrm{d} A = -\frac{\mathrm{d}\mathit{\Phi}_B}{\mathrm{d}t} = U_\mathrm{ind}

met

\mathrm{d}s\! de infinitesimale verandering van de plaatsvector s langs de rand \partial A\! van het oppervlak A \!
A \! het oppervlak waarover geïntegreerd wordt
\mathrm{d}A \! een infinitesimaal oppervlakte–element
\mathit{\Phi}_B\! de magnetische flux en
U_\mathrm{ind}\! de elektrische inductiespanning,

Vernoemd[bewerken]

De wet is vernoemd naar de Baltisch-Duitse natuurkundige Heinrich Lenz. De beginletter L van zijn naam wordt gebruikt als symbool van de grootheid inductantie, de coëfficiënt van zelfinductie.

Toepassingen[bewerken]

  • De wet van Lenz vormt het principe van de opwekking van wisselspanning in dynamo's en wisselstroomgeneratoren in elektriciteitscentrales enzovoorts.
  • Transformator
  • Een direct gevolg van de wet van Lenz is tevens dat velden van twee naastgelegen (of concentrische) geleiders met tegengestelde stroom elkaar opheffen. Hiermee worden verbindingen gemaakt die zeer ongevoelig zijn voor stoorsignalen van buitenaf zoals bij unshielded twisted pair en coaxkabels.
  • Magneetzweeftrein. Magneten in de rail(s) induceren vanwege de Wet van Lenz kringstromen in de bewegende trein. Deze stromen veroorzaken een magneetveld, dat tegengesteld is aan het magneetveld van de rail. Door de afstoting van de magneetvelden zweeft de trein. Omgekeerde systemen komen ook voor, waarbij magneten in de trein kringstromen in de baan of rail veroorzaken, met hetzelfde zweefeffect.

Zie ook[bewerken]

Externe links[bewerken]