Elektromagnetismoa

Faraday-ren legea

Espirak, eremu 
magnetiko aldakor 
batean (I)

Espirak, eremu
magnetiko aldakor
batean (II)

Faraday-ren legearen
frogapena (I)

Faraday-ren legearen 
frogapena (II)

Betatroia: partikula-
azeleragailua

Hagatxoa mugitzen
eremu magnetiko
batean zehar (I)

Hagatxoa erortzen
eremu magnetiko
batean zehar

Espira bat mugitzen
eremu magnetiko
batean zehar

Eremu magnetikoa
nola neurtu

Korronte alternoko
sorgailua

Galbanometro
balistikoa

Foucault-en
korronteak (I)

Foucault-en 
  korronteak (II)

Indukzio homopolarra

Disko bat, motore
eta sorgailua

Hagatxoa mugitzen
eremu magnetiko
batean zehar (II)

E eta B-ren momentu
angeluarra (I)

E eta B-ren momentu
angeluarra (II)

Foucault-en korronteak zilindro metaliko batean

Iman bat mugitzen hodi metaliko bertikal batean

Lenz-en legea praktikoki erakusteko esperientzia bat egin ohi da: iman zilindriko bat bertikalki erortzen uzten da kobrezko edo aluminiozko hodi baten barruan. Esperimentalki egiaztatzen da imanaren erorketa asko galgatzen edo balaztatzen dela hodiaren barruan, eta pisuaren aurka induzitzen den indarra imanaren abiaduraren proportzionala dela. Egoera honen oso antzekoa da hagatxo bat erortzen eremu magnetiko uniforme batean zehar.

k konstantea zenbait faktoreren menpekoa da: imanaren momentu magnetikoaren karratua eta hodiaren barne-erradioa, lodiera, eroankortasuna, eta abar.

Demagun iman zilindriko bat bertikalki erortzen ari dela, Ipar poloa azpian duela (irudian gorria) eta Hego poloa gainean (urdina). Iman batean eremu magnetikoaren lerroak ipar-polotik irteten dira eta hego-polotik sartu.

Ondoko irudian Lenz-en legearen aplikazio horixe erakusten da, eta imanaren erorketa galgatzen duen indarra azaltzeko metalezko hodian korronteak induzitzen direla argudiatu behar da.

Imana erortzen ari denean, eremu magnetikoaren fluxua handitzen ari da imanaren Ipar poloaren aldean. Alde horretan, hodian induzitzen den korrontea fluxua handitzearen aurkakoa da, beraz (1) irudiak erakusten duen noranzkoan.

Bestalde, imanaren Hego poloaren aldean, eremu magnetikoaren fluxua gutxitzen ari da. Alde horretan, hodian induzitzen den korrontea fluxua gutxitzearen aurkakoa da, beraz (1) irudiak erakusten duen noranzkoan.

(2) irudiak erakusten du imanaren momentu magnetikoa eta korronte induzituena.

(3) irudian ordezkatu egin dira korronteak (espirak edo solenoideak direla suposatuz) imanen ordez; eta ikusten denez, imanaren Ipar poloaren aurretik induzitutakoa, aurkako polaritateko iman batez ordezka daiteke, beraz imana aldaratu egiten du. Era berean, imanaren Hego poloaren atzetik induzitutako korrontea polaritate bereko iman batez ordezka daiteke, beraz erakarri egiten du.

Hodi metalikoan behera erortzen ari den imana aurretik aldaratua dago eta atzetik erakarrita. Hauxe da balazta-indarraren azalpen kualitatiboa Lenz-en legeaz argudiatuz.

Foucault-en korronteak zilindro metaliko batean

Aztertuta daukagu espira batean induzitzen den korrontea denborarekiko aldatzen ari den eremu magnetiko batean dagoenean.

Demagun orain zilindro eroale bat, R erradioduna, eremu magnetiko uniforme batean kokatuta dagoena. Eremua X ardatzaren paraleloa da eta denborarekiko aldakorra da ondoko ekuazioaren arabera: Bx=B0sin(w t) Simetriagatik, korronte induzituak zirkunferentziak izango dira, X ardatzean zentratuta.

Zirkunferentzia horietako batean zeharreko fluxua hau da (B eremu magnetikoa eta S gainazal-bektorea paraleloak dira).

F =B_x·p r²

Hortaz indar elektroeragile induzitua r erradiodun zirkunferentzian:

Indar elektroeragile horrek karga-eramaileak mugiarazten ditu, geruza zilindriko batean. Korronte-elementua geruza zilindrikoa da: luzera L da, erradioa r eta lodiera dr. Beraz intentsitatea hau da:

Hemen R_e geruza zilindrikoaren erresistentzia elektrikoa da, alegia 2p r luzera eta Ldr sekzioa duen korrontea (ez nahastu zilindroaren R erradioarekin).

Erresistentzia kalkulatzen da, erresistibitatea bider luzera zati sekzioa:

hemen r materialaren erresistibitatea da. Intentsitatea honela idatz daiteke:

Eta korronte-elementuan (geruza zilindrikoan) barreiatutako energia denbora unitateko (potentzia), hau da: V_ε·di. Zilindro osoan barreiatutako potentzia osoa kalkulatzeko integratu egin behar da 0 eta R bitartean (zilindroaren erradioa).

Kosinu karratu horrek adierazten du potentziak denboran zehar fluktuatzen duela, baina bere batezbesteko balioa periodo oso batean 1/2 da (periodoa t =2p /w), beraz:

Barreiatutako potentzia maiztasunaren karratuaren proportzionala da, alegia eremu magnetiko aldakorraren frekuentzia. Horregatik indukzio-labeetan maiztasun oso altuak erabili ohi dira.

Dedukzio horretan arbuiatu egin da Foucaulten korronteek sortzen duten eremu magnetikoa bera. Erresistibitate gutxiko materialetan (goi-eroaleetan adibidez) arbuiatze hori ez da zilegi.

Transformadoreetan adibidez, erabiltzen den frekuentzia finkoa da eta nukleoan kokatzen den materialaren erresistibitatea ezin da nahi adina handitu (ferromagnetikoa izan behar delako). Orduan, barreiatutako potentzia hori (galerak) gutxiagotzeko korrontearen geometria aldatzen da, induzitutako korronteak oztopatzeko, pieza metalikoen tamaina gutxitzen (ohar bedi <P> potentziak zilindroaren R erradioa "ber lau"-ren proportzionaltasuna duela):

Adibidez, R erradiodun zilindroa erdibitu egiten bada, bere ardatzarekiko paraleloki, eta geruza isolatzaile bat (urdina) tartekatzen bada, galerak nabarmen murrizten dira, korronte induzituak oztopatzen direlako. Korronte-lerroek orain beste itxura dute, eskualde txikiagoa betetzen. Baldintza hauetan, barreiatutako potentzia kalkulatzea asko konplikatzen da.

Zilindroa, ardatzarekiko paraleloki moztu beharrean, perpendikularki moztu eta isolatzen bada (korronteekiko paraleloki), barreiatutako potentzia ez da ezertan aldatzen, korronteak ez direlako oztopatzen.