Lenzovo pravilo
Lenzov zakon je običajen način za razumevanje, kako elektromagnetna vezja upoštevajo tretji Newtonov zakon in ohranitev energije. Lenzov zakon je poimenovan po Emilu Lenzu in pravi:
Inducirana elektromotorična sila (emf) vedno povzroči tok, katerega magnetno polje nasprotuje spremembi prvotnega magnetnega pretoka.
Lenzov zakon je prikazan z negativnim znakom v Faradayevem indukcijskem zakonu:
E = - ∂ Φ B ∂ t {\displaystyle {\mathcal {E}}=-{\frac {\partial \Phi _{\mathrm {B} }}{\partial t}}} 
,
kar pomeni, da imata inducirani emf (ℰ) in sprememba magnetnega pretoka (∂ΦB) nasprotna predznaka.
Inducirani emf in posledični inducirani tok sta v nasprotni smeri urinega kazalca, ko je B usmerjen iz strani in se površina vezja zmanjšuje. Tok skozi to vezje se zmanjšuje v smeri navzven. Inducirani tok I zdaj ustvarja lastno magnetno polje in za izračun smeri tega polja lahko uporabimo pravilo desnega ročaja. Rezultat je, da je tudi magnetno polje zaradi induciranega toka usmerjeno navzven znotraj tokokroga. Kot da bi narava s tem induciranim poljem skušala nadomestiti zmanjšanje pretoka zaradi uporabljenega polja B. Eksperimentalno se to izkaže za splošno pravilo, tako da lahko rečemo, da
Smer induciranega emfa je vedno takšna, da je nasprotna spremembi, ki ga povzroča.
To je Lenzov zakon.
Še en primer uporabe Lenzevega zakona je tuljava žice, na katero je nenadoma priključena baterija. Predpostavimo, da baterija sproži tok, ki teče v smeri urinega kazalca, kot ga vidi opazovalec. Ta tok bo povzročil magnetno polje, katerega črte bodo potekale po navojnici in krožile nazaj zunaj nje. Tako se z naraščanjem toka zaradi baterije spreminja magnetni tok skozi tuljavo, kar mora povzročiti inducirani emf v tuljavi. Kakšna je smer tega induciranega emfa? Lenzov zakon nam takoj pove, da mora biti v nasprotni smeri urinega kazalca, da nasprotuje naraščanju toka. Podobno, ko se tok v tokokrogu prekine, si inducirani emf prizadeva preprečiti, da bi tok ugasnil, kar pojasnjuje iskrenje, ki ga opazimo pri počasnem odpiranju stikal. Inducirani emf v tokokrogu, v katerem se tok spreminja, se imenuje povratni emf, saj vedno nasprotuje spremembi toka. Nastane zaradi spremembe lastnega magnetnega polja toka, kar se imenuje samoinduktivnost.
Če Lenzov zakon ne bi veljal, bi povečanje toka v tuljavi povzročilo emf, ki bi pomagal uporabljeni bateriji, s čimer bi se tok še povečal, kar bi povzročilo še več emf in nadaljnje povečanje toka, ad infinitum. To bi bila nestabilna situacija, v kateri bi bilo kršeno načelo ohranitve energije.
Tovrstno razmišljanje lahko razširimo na druge primere, ko se sistem v ravnovesju premakne, in pridemo do naslednjega načela.
Ko je sistem v ravnovesju moten, se ravnovesje premakne v smeri, ki teži k odpravi učinkov motnje.
Ta posplošitev Lenzevega zakona se imenuje Le Chatelierjevo načelo.
Lenzsov zakon-induktor
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je Lenzov zakon?
O: Lenzov zakon pravi, da inducirana elektromotorična sila (emf) vedno povzroči tok, katerega magnetno polje nasprotuje spremembi prvotnega magnetnega pretoka.
V: Kako je Lenzov zakon prikazan v Faradayevem indukcijskem zakonu?
O: V Faradayevem indukcijskem zakonu je Lenzov zakon prikazan z negativnim predznakom, kar pomeni, da imata inducirani emf in sprememba magnetnega pretoka nasprotna predznaka.
V: V katero smer teče inducirani tok, če je B' usmerjen ven iz strani in se površina tokokroga zmanjšuje?
O: Inducirani tok teče v nasprotni smeri urinega kazalca, ko je B' usmerjen iz strani in se površina vezja zmanjšuje.
V: Kaj poskuša narava narediti s tem induciranim poljem?
O: Narava poskuša nadomestiti zmanjšanje pretoka zaradi uporabljenega polja tako, da zaradi induciranega toka ustvari navzven usmerjeno magnetno polje v vezju.
V: Kaj se zgodi, ko baterijo nenadoma priključimo na tuljavo žice?
O: Ko baterijo nenadoma priključimo na tuljavo žice, začne teči tok v smeri urinega kazalca, kot ga vidi opazovalec. To bo povzročilo inducirani emf, ki bo v skladu z Lenzovim zakonom v nasprotni smeri urinega kazalca in bo nasprotoval vsakemu povečanju toka, ki ga povzroči priključitev.
V: Kakšen vpliv ima samoinduktivnost na vezja s spreminjajočimi se tokovi?
O: Samoinduktivnost povzroči, da povečanje toka v tuljavi povzroči emf, ki nasprotuje temu povečanju, in tako prepreči nestabilne situacije, v katerih bi se kršila ohranitev energije.
V:Katero načelo lahko razširimo iz Lenzovega zakona?
O:Lenzov zakon lahko razširimo v Le Chatelierjevo načelo, ki pravi, da če je bilo ravnovesje v sistemu porušeno, se bo ravnovesje premaknilo tako, da bo odpravilo vse učinke, ki jih je povzročila ta motnja.
