Wet van Lenz

De wet van Lenz is een kwalitatieve uitspraak, in 1834 gedaan door de Baltisch-Duitse natuurkundige Heinrich Lenz, over elektromagnetische inductie, en wel specifiek over de richting van een geïnduceerde stroom. De originele formulering van Lenz is:[1]

Vertaald

Elektromagnetisme
elektriciteit · magnetisme
Elektrostatica elektrische lading · elektrisch veld elektrische potentiaal · wet van Coulomb elektrische flux · wet van Gauss
Magnetostatica magnetisch veld · elektrische stroom wet van Ampère · lorentzkracht magnetische flux · dipoolmoment
Elektrodynamica inductie · wetten van Maxwell elektromagnetische golf wet van Faraday
Elektriciteitsleer spanning · stroom · weerstand condensator · spoel · impedantie wet van Ohm
Wetenschappers Ampère · Coulomb · Faraday · Gauss Lorentz · Maxwell · Ohm · Tesla Volta · Weber · Ørsted

In een geleider die voor de noordpool van een magneet beweegt, zal een galvanische stroom ontstaan door de elektrodynamische verdeling (= elektromagnetische inductie), die, als iemand zich zodanig in de bewegende geleider verplaatst, dat men het gezicht naar de noordpool wendt en zich daarbij met de geleider mee naar rechts beweegt, van het hoofd naar de voeten stroomt.

In een modernere en wat meer uitgebreide formulering luidt de wet:[2]

Er wordt in een gesloten stroomkring alleen dan een stroom geïnduceerd, als de magnetische flux door de kring verandert. De richting van de geïnduceerde stroom is zodanig dat het geïnduceerde magnetische veld de verandering van de flux tegenwerkt.

De wet van Lenz kan gezien worden als een gevolg 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

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

Daarin is:

${\displaystyle \nabla \times }$	de vectorrotatie
${\displaystyle E}$	de elektrische veldsterkte
${\displaystyle {\frac {\partial }{\partial t}}}$	de partiële tijdsafgeleide en
${\displaystyle B}$	de magnetische inductie

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

${\displaystyle \oint _{\!\!\!\partial A}E\mathrm {d} s=-\iint _{A}{\frac {\partial B}{\partial t}}\,\mathrm {d} A=-{\frac {\mathrm {d} {\mathit {\Phi }}_{B}}{\mathrm {d} t}}=U_{\text{ind}}}$

met

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