Lenz' lov
Lenz' lov er en almindelig måde at forstå, hvordan elektromagnetiske kredsløb overholder Newtons tredje lov og energiens bevarelse. Lenz' lov er opkaldt efter Emil Lenz, og den siger:
En induceret elektromotorisk kraft (emf) giver altid anledning til en strøm, hvis magnetfelt er modsat ændringen i den oprindelige magnetiske flux.
Lenz' lov er vist med det negative tegn i Faradays induktionslov:
E = - ∂ Φ B ∂ t {\displaystyle {\mathcal {E}}}=-{\frac {\partial \Phi _{\mathrm {B} }}{\partial t}}}}} 
,
hvilket indikerer, at den inducerede emf (ℰ) og ændringen i den magnetiske flux (∂ΦB) har modsat fortegn.
Den inducerede spænding og den resulterende inducerede strøm er mod uret, når B er rettet ud fra siden, og kredsløbets areal er faldende. Strømmen gennem dette kredsløb er aftagende i udadgående retning. Den inducerede strøm I producerer nu sit eget magnetfelt, og vi kan bruge reglen om højre håndgreb til at beregne retningen af dette felt. Resultatet er, at det magnetiske felt som følge af den inducerede strøm også er rettet udad i kredsløbet. Det er, som om naturen gennem dette inducerede felt forsøger at kompensere for reduktionen i strømmen som følge af det påførte felt B. Dette viser sig eksperimentelt at være en generel regel, så vi kan sige, at
Retningen af den inducerede emf er altid sådan, at den resulterer i en modsætning til den ændring, der frembringer den.
Det er Lenz' lov.
Som et andet eksempel på anvendelsen af Lenz' lov kan man tænke på en trådspole, som pludselig tilsluttes et batteri. Lad os antage, at batteriet starter en strøm, der flyder med uret, set fra observatørens synsvinkel. Denne strøm vil give anledning til et magnetfelt, hvis linjer går rundt om spolen og cirkler tilbage uden for den. Efterhånden som den strøm, der skyldes batteriet, opbygges, sker der således en ændring af den magnetiske flux gennem spolen, og dette må resultere i en induceret emf i spolen. Hvilken retning har denne inducerede emf? Lenz' lov fortæller os straks, at den skal være mod uret for at modvirke opbygningen af strømmen. På samme måde søger den inducerede spænding, når strømmen i et kredsløb afbrydes, at forhindre strømmen i at dø ud, og dette forklarer den gnistdannelse, der kan observeres, når afbrydere åbnes langsomt. Den inducerede emf i et kredsløb, hvis strømstyrke ændrer sig, kaldes modemf, da den altid modvirker ændringen i strømstyrken. Den opstår som følge af ændringen i strømmenes eget magnetfelt, en effekt, der kaldes selvinduktans.
Hvis Lenz' lov ikke var sand, ville en forøgelse af strømmen i en spole resultere i en emf, som ville hjælpe det anvendte batteri og dermed øge strømmen yderligere, hvilket ville fremkalde mere emf og yderligere forøgelse af strømmen i det uendelige. Dette ville være en ustabil situation, hvor energiens bevarelsesprincippet ikke ville blive overholdt.
Denne form for ræsonnement kan udvides til andre situationer, hvor et system i ligevægt forskydes, og man når frem til følgende princip.
Når et system i ligevægt forstyrres, forskydes ligevægten i den retning, der har tendens til at ophæve virkningerne af forstyrrelsen.
Denne generalisering af Lenz' lov kaldes Le Chatelier-princippet.
Lenzs-law-induktor
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er Lenz' lov?
A: Lenz' lov siger, at en induceret elektromotorisk kraft (emf) altid giver anledning til en strøm, hvis magnetfelt er modsat ændringen i den oprindelige magnetiske flux.
Spørgsmål: Hvordan vises Lenz' lov i Faradays induktionslov?
A: I Faradays induktionslov er Lenz' lov vist med negativt fortegn, hvilket angiver, at den inducerede emf og ændringen i den magnetiske flux har modsat fortegn.
Sp: I hvilken retning løber den inducerede strøm, når B' er rettet ud fra siden, og kredsløbets areal er faldende?
Svar: Den inducerede strøm løber mod uret, når B' er rettet ud fra siden, og kredsløbets areal er faldende.
Spørgsmål: Hvad forsøger naturen at gøre gennem dette inducerede felt?
Svar: Naturen forsøger at kompensere for en reduktion i fluxen som følge af et påført felt ved at skabe et udadrettet magnetfelt i et kredsløb på grund af en induceret strøm.
Spørgsmål: Hvad sker der, når et batteri pludselig forbindes med en trådspole?
Svar: Når et batteri pludselig forbindes med en trådspole, starter det en strøm, der flyder med uret, set fra en observatørs synsvinkel. Dette vil give anledning til en induceret emf, som vil være mod uret i henhold til Lenz' lov, hvilket modvirker enhver stigning i strømmen forårsaget af tilslutningen.
Sp: Hvilken virkning har selvinduktans på kredsløb med skiftende strømme?
Svar: Selvinduktans bevirker, at en stigning i strømmen i en spole resulterer i en emf, der modvirker denne stigning, og dermed forhindrer ustabile situationer, hvor energibevarelsen ville blive overtrådt.
Spørgsmål: Hvilket princip kan udvides fra Lenz' lov?
Svar: Lenz' lov kan udvides til Le Chateliers princip, som siger, at når ligevægten i et system er blevet forstyrret, vil ligevægten blive forskudt for at ophæve de virkninger, der er forårsaget af denne forstyrrelse.
