Định luật Lenz

Ở bài 1 ta biết khi từ thông biến thiên thì có dòng điện cảm ứng. Dòng điện ấy chạy theo chiều nào?

Hai chữ then chốt là "chống lại sự biến thiên", không phải "chống lại từ trường". Gọi $\vec B$ là từ trường ngoài, $\vec B_c$ là từ trường do dòng cảm ứng sinh ra (chỉ tính bên trong diện tích mạch):

Lưu ý: $\vec B_c$ chỉ làm chậm sự biến thiên, không bao giờ triệt tiêu hẳn hay đảo ngược nó. Nếu chống được hoàn toàn thì chẳng còn gì sinh ra dòng điện cảm ứng nữa.

Giả sử ngược lại: nam châm lại gần vòng dây mà dòng cảm ứng sinh ra từ trường hút nam châm thêm. Nam châm bị hút nhanh hơn, từ thông tăng nhanh hơn, dòng cảm ứng mạnh hơn, lại hút mạnh hơn... Hệ tự tăng tốc và có điện năng, nhiệt năng sinh ra từ hư không. Điều đó vi phạm bảo toàn năng lượng. Thực tế thì ngược lại: ta phải tốn công để đưa nam châm lại gần (bị vòng dây đẩy), và công ấy biến thành điện năng rồi nhiệt trên vòng dây. Định luật Lenz là cách nói về bảo toàn năng lượng cho hiện tượng cảm ứng.

Đây cũng là câu trả lời cho ống đồng ở phần khởi động: trong thành ống xuất hiện dòng điện (dòng xoáy) chống lại sự rơi của nam châm, nên nam châm rơi chậm; phần thế năng "mất đi" biến thành nhiệt trong ống.

1. Vẽ chiều $\vec B$ ngoài đi qua mạch (và chọn mặt nhìn: ta nhìn từ phía nào).
2. Xét $\Phi$ ngoài tăng hay giảm (về độ lớn).
3. Suy ra $\vec B_c$: tăng thì ngược $\vec B$, giảm thì cùng $\vec B$.
4. Dùng quy tắc nắm bàn tay phải (đã học ở phần Từ trường): ngón cái chỉ chiều $\vec B_c$ trong lòng mạch thì bốn ngón cong chỉ chiều dòng cảm ứng. Nhìn vào mặt mà $\vec B_c$ đi vào mắt (hướng về phía người nhìn) thì dòng ngược chiều kim đồng hồ; $\vec B_c$ đi ra xa mắt (vào trong trang) thì dòng cùng chiều kim đồng hồ.

• Lenz: từ trường cảm ứng $\vec B_c$ chống lại sự biến thiên của $\Phi$: $\Phi$ tăng thì $\vec B_c$ ngược $\vec B$; $\Phi$ giảm thì cùng chiều.
• Bốn bước: $\vec B$ ngoài $\to$ $\Phi$ tăng/giảm $\to$ $\vec B_c$ $\to$ nắm tay phải.
• Vòng dây cảm ứng đẩy nam châm lại gần, hút nam châm ra xa.
• Lenz là bảo toàn năng lượng: công cơ học chống lại lực cản từ biến thành điện năng.