楞次定律是以1834年物理學(xué)家埃米爾·楞次（Emil Lenz）的名字命名的，他在1834年提出了這一定律指出，在導(dǎo)體中，由變化的磁場感應(yīng)的電流的方向是，由感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與初始變化的磁場相反。這是一個定性定律，它規(guī)定了感應(yīng)電流的方向，但對其大小卻只字不提。Lenz定律解釋了電磁學(xué)中許多效應(yīng)的方向，如電流變化在電感器或?qū)Ь€回路中感應(yīng)的電壓方向，或在磁場中作用在運動物體上的渦流阻力。

安培定則告訴了我們，電能的流動會產(chǎn)生磁場，因此將線圈通電后，會依照安培右手定則產(chǎn)生N極或是S極的磁場；也就是電能可以轉(zhuǎn)換產(chǎn)生磁能。

牛頓運動定律中有一個法則稱之為”動者恒動，靜者恒靜”，它描述了一個有趣的物理現(xiàn)象，在物理界中的一切都喜歡維持既有狀態(tài)；在動力學(xué)中，這種維持既有狀態(tài)的能量又稱為電勢能，想要改變既有狀態(tài)，則必須施加外來能量的沖擊，且要大于原本電勢能的大小，稱之為平衡。一但突破了平衡，物理的形態(tài)就改變了，成為了一種新的既有狀態(tài)，就是有個物體不動，處于既有的電勢能狀態(tài)，你花了力量推它之后，突破它原有的平衡，一但它開始移動后，移動成為了另一種既有狀態(tài)，則還需要有額外的能量來改變它，才會再次改變形態(tài)。

將上述兩種物理現(xiàn)象結(jié)合后，安培定則及牛頓運動定律，就變成了楞次定律，其產(chǎn)生的基本方式描述如下，將磁鐵接近一組線圈就如同下圖所示，這因物理現(xiàn)象希望這兩物體間能維持前一既有位置關(guān)系，當(dāng)把磁鐵往線圈靠近時，線圈會主動感應(yīng)排斥力的磁極，好讓兩物體還是能維持相同的距離。反之，若磁鐵是要受到外力影響產(chǎn)生要遠(yuǎn)離的力量，則線圈會主動感應(yīng)出吸引的磁力，好讓兩物體維持相同的距離。

以更白的話說來，就是兩人很有默契地維持同樣的距離，當(dāng)一方要靠近，則另一方就產(chǎn)生排斥力，不讓你過來；但一方想要離開時，另一方又產(chǎn)生吸引力，想要把你吸回來，這種盡可能維持相同距離的關(guān)系，就是牛頓運動定律中的”動者恒動，靜者恒靜”的道理。又由于作用的是磁能與電能間的關(guān)系，所以會依賴安培定則，這將這兩者合并所產(chǎn)生出來的電能與磁能的感應(yīng)關(guān)系，就是楞次定律。

楞次定律的解釋實驗中，最有趣的是一種稱之為安哥拉圓盤(Arago’s disk)的實驗，是利用磁鐵帶動鋁盤移動的裝置。實驗一開始會先用磁鐵去吸鋁盤，然而鋁材并不導(dǎo)磁，所以並不會被磁鐵吸附住，當(dāng)磁鐵于鋁盤上快速移動時，鋁盤就像是被磁鐵吸住而跟著跑一樣，其原因就是楞次定律，因為鋁材雖然不導(dǎo)磁，但會導(dǎo)電，因此磁鐵靠近時，鋁盤為了維持原本的距離關(guān)系，需要排斥力作用，而在鋁盤上感應(yīng)生成了電流，產(chǎn)生磁力。我們已經(jīng)知道當(dāng)磁鐵靠近鋁盤，則鋁盤會感應(yīng)電流產(chǎn)生磁極排斥力。

此時將磁鐵順著鋁盤圓周宜動，則會順著移動方向的前方產(chǎn)生排斥磁極，后方則因此磁鐵要離開，改為形成吸力磁極。

則鋁盤受到感應(yīng)磁力的作用，而被磁鐵拖著跑，就像鋁盤忽然具有導(dǎo)磁能力，被磁鐵帶著跑的情況一樣。

將安哥拉圓盤(Arago disk)的理論延伸應(yīng)用，且可說是楞次定律最具代表性的作品，那就是感應(yīng)電機了。感應(yīng)電機的名稱取得十分貼切，表明了這類型的電機磁力的產(chǎn)生是依靠感應(yīng)而來的，但也是因為這感應(yīng)的作用是需要時間來反應(yīng)生成的，所以感應(yīng)電機是一種非同步電機，也就是電源切換的頻率與轉(zhuǎn)速會有差異，在感應(yīng)電機中的專業(yè)名詞稱為”異步”或“滑差”。

楞次定律其實解釋了發(fā)電機的原理，是由磁能狀態(tài)的變化，來產(chǎn)生相對應(yīng)的電能來抵制磁能的變化。也是一種極能代表楞次定律的應(yīng)用例子。也因此在永磁電機中，當(dāng)有一外力帶動電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，于定子線圈上會量到電壓及電流值，在永磁電機中稱為反電動勢。其實也就是線圈感應(yīng)到磁鐵接近或離開時，自動感應(yīng)出電能，想要抵抗磁能變化的能量。

結(jié)論

牛頓運動定律也告知”作用力等于反作用力”，也就是兩物體間瞬間要變化的情況越激烈，則產(chǎn)生的抵抗力也就越大。在楞次定律的實驗中可以發(fā)現(xiàn)，磁鐵移動的速度越快，則產(chǎn)生的電能就越大，而且移動的速度也就越快；磁鐵選擇磁力越強的，也會產(chǎn)生相同的效果。兩著合并起來解釋就是，單位磁間內(nèi)磁能變化幅度越大，則感應(yīng)出的電能亦越大。若要讓永磁電機的極速拉高，則磁鐵的磁力要變小，反電動勢會抵抗輸入電壓，所以要降低反電動勢的電壓值，就必需降低磁能的變化幅度，才能讓電機轉(zhuǎn)得更快，這原則也造就了弱磁控制的方法，來延伸電機極速范圍。

來源 | 今日電機