Indukált áram iránya
A mágneses mezőben megfelelően mozgatott vezető feszültségforrásként működik, ilyenkor az elektromos energiát mechanikai munkavégzés árán nyerjük. Teljesen hasonló módon termelik az elektromos energiát a generátorok a hő- vagy vízierőművekben. A gőz illetve a lezúduló víz energiáját alakítják át mozgási, majd elektromos energiává. Vizsgáljuk meg, miért kell energiabefektetés, milyen erők ellenében kell a munkavégzés a mozgási indukció jelenségében!
A vezető két vége síneken csúszik, melyeket a mágneses téren kívül összekapcsolunk egy érzékeny árammérőn keresztül. Így a mozgó vezeték két végén felhalmozódott töltés, mint egy feszültségforrás két pólusa, zárt áramkörbe kapcsolható. Mivel a zárt körben az eddig felhalmozott töltések megindulnak, s áram keletkezik, a vezetékvégeken a töltésmennyiség, s ezzel együtt a mozgó vezetékben az elektromos tér lecsökken. Ezért a "Lorentz-erő újra erőre kap", s pótolja a mozgó vezeték végeiről elvándorolt töltéseket. Így a mozgás során a töltésszétválasztás, a töltésáramlás folyamatosan fenntartható a mozgó vezeték belsejében is! Ez azt jelenti, hogy - a megállapodás szerinti áram irányát tekintve - a pozitív töltéshordozók folyamatosan áramlanak a mozgó vezetékben a (+)-szal jelölt hely felé. Ebben az esetben a mozgó vezeték árammal átjárt vezetővé válik, amelyre mágneses térben erő hat. Alkalmazva a jobbkéz-szabályt, látható, hogy az erő a sebességgel ellentétes irányban, a mozgást fékezve hat. Okoskodásunk általánosítása a fizikában Lenz törvényeként ismeretes:
Lenz törvénye: Az indukció során a mozgó vezetőben olyan irányú áram folyik, amely mágneses hatásával akadályozza az őt létrehozó változást, a mozgást.
Lenz törvénye
A Lenz-törvény bemutatására közelítsünk egy rúdmágnest felfüggesztett alumínium-gyűrű felé. (Az alumínium nem mágnesezhető!)
Tapasztalhatjuk, hogy a mágnes közeledésével a gyűrű ellenkező irányba kilendül. A mágnes távolodáskor pedig a mágnes felé lendül. A jelenséget Lenz törvényével értelmezhetjük. Mozgatáskor a gyűrűben indukált áram az alumíniumkarikát elektromágnessé "varázsolja", amelyben az indukált áram úgy fejti ki gátló hatását, hogy közelítéskor igyekszik taszítani a mágnest, távolodáskor pedig megpróbálja vonzani azt. Tapasztalható, hogy a karikát egy helyen elvágva a karika mozdulatlan marad, mivel az indukált áram nem folyhat végig a körön.
Lenz (Henrik) (1804 - 1865), német származású oroszországi fizikus, a szentpétervári akadémia tagja és az ottani egyetem tanára volt.. Ezenkívül tanított még pedagógiai intézetben és a Mihajlov-féle tüzériskolában. Lenz kutatásai különösen az elektromos áramok terjedésére vonatkoztak. Különböző anyagok vezető képességére nézve méréseket eszközölt, meghatározta a hőmérséklet befolyását a vezető képességre és az emberi test vezetési ellenállását. Lenz vizsgálta az elektromos áram hőhatását és azt találta, hogy az áramkörben fejlődő hőmennyiség a keletkezett durranógáz mennyiségének négyzetével, tehát az intenzitás négyzetével is egyenes arányban áll. Megismételte Faradaynak az indukált áramokra vonatkozó kísérleteit és méréseinek eredményeit törvény alakjában is kimondta, mely az ő nevén vált ismertté. Számos tudományos értekezése jelent meg.
21. századi közoktatás - fejlesztés, koordináció (TÁMOP-3.1.1-08/1-2008-0002)
