Биография Великого физика
Окончив в 1828 году университетский курс со званием действительного студента, в 1829 году Ленц получил степень кандидата, после этого он стал учителем в ревельской Domschule, а впоследствии инспектором пансиона при ней.
Весной 1830 года Ленц получил командировку за границу для изучения философии, вовершив в рамках командировки путешествие по Германии и Швейцарии, Ленц в 1832 году стал изучать восточные языки, в первую очередь санскрит, у востоковеда Франца Боппа в Берлине.
Как результат в 1833 году он был послан за казённый счет в Англию для совершенствования в санскрите; посетил Лондон, Оксфорд, затем и Париж.
В июне 1835 года Ленц возвратился в Петербург и вскоре стал адъюнктом Академии, получив затем назначение кафедру санскритского языка в университете и став первым профессором-санскритологом в России.
Научная работа
Основные его работы посвящены вопросам теории и практического применения электричества, исследования в этой области Ленц начал в 1831 в лаборатории первого русского электротехника – академика В.В.Петрова.
Здесь Ленц сконструировал чувствительный гальванометр, проверил справедливость закона Ома, вскоре после открытия Фарадеем явления электромагнитной индукции Ленц сформулировал закон, устанавливающий направление индуцированного тока (1833), известный как «Правило Ленца».
Особое место в научной деятельности Ленца занимало сотрудничество с академиком Б.С.Якоби, результатом которого стала их совместная работа "О законах электромагнитов" (1838–1844), где изложены методы расчета электромагнитов в электрических машинах, вместе ученые установили существование в этих машинах так называемой «реакции якоря».
В 1842 Ленц в своей работе "О законах выделения тепла гальваническим током", подтвердил (независимо от Дж.Джоуля) справедливость закона теплового действия тока (закон Джоуля – Ленца).
Правило Ленца
Действие индукционного тока
В результате электромагнитной индукции изменение магнитного поля через проводящий контур приводит к появлению в нем ЭДС и электрического тока, который называется индукционным.
Индукционный ток, как и любой другой ток, должен привести к появлению нового магнитного поля, эти два поля (внешнее и появившееся) должны взаимодействовать точно так же, как взаимодействуют обычные постоянные магниты.
ЭДС индукции определяется как скорость изменения магнитного потока.
Опыт Ленца
Теперь, если взять постоянный магнит и внести его в кольцо с разрезом – ничего не произойдет, однако, если попытаться внести постоянный магнит в сплошное кольцо – коромысло начнет вращаться, уводя кольцо от магнита.
Данное явление можно объяснить только возникновением тока в сплошном кольце, этот ток, в свою очередь, порождает новое магнитное поле, которое и начинает взаимодействовать с полем постоянного магнита.
В кольце с разрезом ток не возникает, и взаимодействующего поля нет.
Алгоритм определения направления индукционного тока (по правилу Ленца):
- Определяем направление внешнего магнитного поля В0;
- Определяем направление изменения магнитного потока: если поток увеличивается, то ΔФ > 0, если уменьшается, то ΔФ < 0;
- Определяем направление индукционного магнитного поля: если ΔФ > 0, то направление индукции В противоположно направлению внешнего поля В0, если ΔФ < 0, то поля со направлены;
- По правилу правой руки определяем направление индукционного тока.
Закон Джоуля - Ленца
Определить количество теплоты, выделяемой проводником при прохождении через него электричества, можно по следующей формуле:
Q=I2⋅R⋅t
Где:Q — количество теплоты в джоулях;
I — сила тока в амперах;
R — сопротивление проводника в омах;
t — время в секундах.
Электрический ток при протекании через проводник или любой электрический прибор совершает работу, эта работа может быть полезной.
Например, нагревание утюга, свечение электрической лампы и так далее.
Данный закон позволяет рассчитать, какими, например, должны быть провода, а какими спирали нагревательных приборов, чтобы потери были минимальны, а энергия выделялась там, где нам нужно.
Нельзя сказать, что каждый человек применяет в жизни этот закон, но его знание позволяет понять, почему, например, соединение проводов электрической цепи в доме должно быть очень надежным.
Если контакт плохой, то в этом месте сопротивление будет большим, и место контакта станет нагреваться, что может спровоцировать пожар.
Конструкторы используют этот закон для расчета спиралей электронагревательных приборов или элементов предохранителей, которые отключают электричество в случае опасности.
