Опыт Элиу Томсона — наглядная демонстрация правила Ленца. 12

Описание опыта: 1

1. Экспериментальная установка представляет собой вертикально расположенный соленоид с сердечником. 12
2. На сердечник надето кольцо из лёгкого металла с малым удельным сопротивлением (например, алюминия). 12
3. Концы соленоида подключаются к городской сети переменного тока. 12
4. При замыкании тока кольцо подбрасывается до потолка. 12
5. Если кольцо удерживать неподвижно (например, щипцами), оно сильно разогревается. 12
6. Если сила тока в соленоиде не слишком велика, то кольцо будет парить над соленоидом на некоторой высоте. 1

Физическое объяснение: 1

• При протекании переменного тока через обмотку соленоида в сердечнике возникает переменное магнитное поле, возбуждающее индукционные токи в кольце. 1
• Согласно правилу Ленца, эти токи текут таким образом, чтобы уменьшить то поле, которое их создаёт, то есть они текут в сторону, противоположную току в обмотке соленоида. 1
• В результате между током в соленоиде и током в кольце возникает отталкивающая сила Ампера. 1
• Если сопротивление кольца невелико, то индукционный ток достигает значительной величины, и сила отталкивания способна подкинуть кольцо на несколько метров вверх. 1
• Если силы недостаточно, чтобы подкинуть кольцо, или если удерживать кольцо внешним воздействием, то возбуждаемые токи индукции приводят к разогреву кольца в соответствии с законом Джоуля — Ленца. 1