§ 60. Направление индукционного тока. Правило Ленца

При приближении магнита к замкнутому проводящему кольцу в нём возникает индукционный ток, и кольцо может отталкиваться от магнита. При удалении магнита кольцо, напротив, притягивается к нему. Если кольцо разрезано, устойчивый ток по окружности не возникает, и характерное взаимодействие резко ослабляется. Такой опыт показывает, что направление индукционного тока связано с изменением магнитного потока, а не определяется только названием приближающегося магнитного полюса.

Правило Ленца формулируют так: магнитное поле индукционного тока противодействует тому изменению внешнего потока, которое вызвало ток. Если внешний поток увеличивается, поле контура направлено так, чтобы препятствовать его увеличению. Если поток уменьшается, поле контура стремится поддержать прежний поток. Поэтому неверно говорить, будто индукционное поле всегда направлено против внешнего. При уменьшении потока направления полей могут совпадать, поскольку противодействие относится именно к изменению, а не к существованию поля.

Для определения направления тока сначала устанавливают направление внешнего поля через кольцо. Затем выясняют, возрастает или убывает поток. По правилу Ленца выбирают направление поля самого кольца и только после этого по правилу правой руки находят направление тока в его витке. Например, приближение северного полюса вызывает на обращённой к нему стороне кольца северную полярность, обеспечивающую отталкивание. При удалении того же полюса ближайшая сторона кольца становится южной, обеспечивая притяжение.

Правило согласуется с законом сохранения энергии. Чтобы приближать магнит к кольцу вопреки отталкиванию или удалять вопреки притяжению, нужно совершать механическую работу. Она может превращаться в электрическую энергию и затем в теплоту сопротивления кольца. Если бы возникающий ток сам усиливал вызывающее его изменение без затраты энергии, можно было бы получить необоснованное самоускорение процесса. Для пересказа полезно связать три звена: изменение потока, направление наведённого поля, направление тока и механическое противодействие движению магнита.