Legge di Lenz

La legge di Lenz, formulata dal fisico russo Heinrich Friedrich Emil Lenz nel 1834, è una conseguenza del terzo principio della dinamica (di azione e reazione) e della legge di conservazione dell'energia che determina la direzione della forza elettromotrice risultante dall'induzione elettromagnetica in un circuito elettrico. La legge stabilisce che la variazione temporale del campo magnetico genera una forza elettromotrice che contrasta la variazione.

La legge

Un circuito percorso da corrente elettrica stazionaria genera un campo magnetico costante, il cui flusso, generalmente non nullo, attraversa l'area abbracciata dal circuito. Se la corrente subisce una variazione, il campo ed il flusso si trasformano di conseguenza. Poiché al campo magnetico è associata un'energia, detta energia magnetica, risulta necessario che tale energia venga trasformata in modo tale da conservare l'energia del campo elettromagnetico totale. La legge di Lenz descrive il fatto che, in seguito alla variazione del campo magnetico, nel circuito si genera un campo elettrico che "si oppone" alla variazione del campo magnetico in modo tale da rispettare la legge di conservazione dell'energia ed il terzo principio della dinamica. Più precisamente, al campo elettrico che si genera nel circuito è associata una corrente elettrica che bilancia la variazione del flusso del campo magnetico concatenato al circuito: se il campo aumenta essa ha verso opposto rispetto alla corrente che aveva generato il campo stazionario iniziale, mentre se diminuisce ha verso concorde (in accordo con il principio di azione e reazione). L'intensità di tale corrente è data dalla legge di Faraday, il cui segno negativo è in accordo con la legge di Lenz.

Auto-induzione e induzione mutua

Per approfondire, vedi Induttanza e Mutua induzione.

In relazione al fenomeno di autoinduzione, la variazione del flusso di un campo magnetico $d \Phi_{B1}$ induce per la legge di Lenz una corrente $i_1$, la quale induce un campo magnetico $B_2$ che si oppone alla variazione iniziale di $B_1$. La variazione del campo magnetico $B_2$ genera a sua volta nel circuito una corrente $i_2$ che si oppone a $i_1$, e la loro somma tende ad annullarsi.

Nel caso di mutua induzione, se un campo magnetico associato alla corrente $i_1$ induce una corrente $i_2$ allora la direzione di $i_2$ è opposta a quella di $i_1$, e se le correnti compiono due percorsi chiusi $l_{i1}$ e $l_{i2}$ rispettivamente allora $i_1$ e $i_2$ ruotano in versi opposti, e si respingono.

Bibliografia

• Paolo Mazzoldi; Massimo Nigro; Cesare Voci, Fisica - Volume II, 2^a ed., EdiSES, pp. 792. ISBN 88-7959-152-5

Voci correlate

• Campo elettrico
• Campo magnetico
• Corrente elettrica
• Energia del campo elettromagnetico
• Induttanza
• Legge di conservazione dell'energia
• Legge di Faraday
• Mutua induzione
• Principi della dinamica

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Collegamenti esterni

• (EN, IT) La Legge di Lenz all'opera.