الميزان الحساس
يعتبر الميزان الحساس جهازًا يستخدم كتطبيق عملي لقانون لينز، ويُستخدم بشكل شائع في مختبرات الكيمياء. يعتمد مبدأ عمل هذا الميزان على إيقاف اهتزازه عند وضع جسم عليه.
يتكون الميزان من شريحة معدنية متصلة بذراع التوازن، موضوعة بين قطبين مغناطيسيين على شكل حذوة حصان. تتحرك الشريحة المعدنية داخل المجال المغناطيسي الناتج عن تأرجح ذراع الميزان، مما يؤدي إلى توليد تيارات كهربائية تُنتج مجالًا مغناطيسيًا مضادًا، مما يساهم في تثبيت قراءة الميزان.
جهاز كشف المعادن
يُعد جهاز كشف المعادن مكونًا من عدة ملفات تُعرف بالمحث (بالإنجليزية: Inductor)، والتي تتفاعل مع المعادن الأرضية. ويستند عمل الجهاز إلى مبدأ الحث الكهرومغناطيسي.
عند تمرير تيار في الملف لإنتاج مجال مغناطيسي، يتحرك هذا المجال عبر المعدن، مما يؤدي إلى إنتاج تيار كهربائي داخل المعدن. بعد ذلك، يولِّد التيار الكهربائي للمعدن مجالًا مغناطيسيًا يعاكس التيار الداخل من الملف، مما يُشير إلى وجود معادن في الأرض.
المحوّلات الكهربائية
تُعتبر المحولات أجهزة كهرومغناطيسية تقوم بتحويل الجهد الكهربائي إلى القيمة المطلوبة، سواء بالزيادة أو النقصان. تشمل مكوناتها نواة تمثل مغناطيسًا حديديًا، ولفائف سلكية أولية وثانوية.
عند مرور تيار متناوب عبر الملف الأول في المحوِّل، يُنتَج مجال مغناطيسي نابض. وتوجه نواة المحوِّل المجال المغناطيسي بين الوصلات الأولية والثانوية، مما يقلل من فقد الطاقة. عندما يصل المجال المغناطيسي إلى الملف الثاني، يتحرك الإلكترونات داخله لإنتاج تيار كهربائي بجهد مختلف، وهو ما يعرف بالحث الكهرومغناطيسي.
المحركات الكهربائية
تتشابه المحركات الكهربائية مع المولدات الكهربائية بشكل كبير، حيث يُمكن اعتباره نفس الجهاز. في المحرك، يُمرر تيار داخل الملف لإنتاج عزم دوران، بينما في المولد يتطلب الأمر تطبيق عزم خارجي لتحريك الملف وتوليد تيار كهربائي.
عند تمرير التيار في المحرك، يتكون مجال مغناطيسي يُسبب تدوير الملف. أثناء دوران الملف داخل المجال المغناطيسي، يُنتج تيارًا مستحثًا، وحسب قانون لينز يكون التيار الناتج معاكسا لاتجاه التيار الأصلي، مما يسهل التحكم في دوران المحرك.
الملف الابتدائي
الملف الابتدائي هو سلك دائري مُلتف على شكل حلقات، وليس بالضرورة أن يحتوي على عدد لفات مختلف مقارنة بالملفات الثانوية، ويعتبر جزءًا من لفائف الأسلاك في المحولات الكهربائية.
ووفقًا لقانون لينز؛ عندما يسري تيار كهربائي داخل الأسلاك الابتدائية، يتكون مجال مغناطيسي عبرها ينتج قوة دافعة كهربائية حثية تعاكس حركة التيار في الملف الثانوي.
الملف الثانوي
الملف الثانوي هو سلك دائري ملتف على شكل حلقات، وليس بالضرورة أن يكون له عدد لفات مختلف عن الأسلاك الابتدائية، ويُمثل جزءًا من المحولات الكهربائية.
وحسب قانون لينز، يُسبب مرور تيار كهربائي في الأسلاك الابتدائية مجالًا مغناطيسيًا يُنتج تيارًا كهربائيًا في الملف الثانوي، مما يُولد قوة دافعة كهربائية حثية تعاكس حركة التيار في الملف الابتدائي.
الحث الذاتي
تُعتبر خاصية الحث الذاتي أحد أشكال الحث الكهرومغناطيسي، حيث تنشأ عندما يتغير تيار كهربائي في سلك، مُسببًا تغييرًا في المجال المغناطيسي مما يؤدي إلى استطالة أو استقرار الجهد في نفس الدارة.
الحث المتبادل
الحث المتبادل يُعرف بأنه العلاقة بين القوة الكهربائية الدافعة المتولدة في الملف الثانوي وتغير التيار في الملف الابتدائي. يُعتبر المحولات من أكثر التطبيقات شيوعًا لهذا المبدأ، ويمكن ملاحظته بين ملفين معزولين وملفوفين حول قطع حديدية.
عند مرور تيار متغير في الملف الأول، يتولد في الملف الآخر مجال مغناطيسي مستحث يعاكس اتجاه التيار من الملف الأول، مما يُعد تطبيقًا مباشرًا لقانون لينز.
التيارات الدوامية
التيارات الدوامية تتشكل على شكل حلقي في موصل نتيجة للقوة الكهرومغناطيسية، وهي حالة خاصة من قانون لينز، تتكون نتيجة حركة الإلكترونات باتجاه عمودي على المجال المغناطيسي المتغير.
نتيجة لتعارض المجالات المغناطيسية الناشئة عن التيارات الدوامية مع المجال المغناطيسي للمغناطيس الحلقي المحيط بالموصل، يحدث تجاذب يعكس تأثير الطاقة نحو الحرارة.
ينص قانون لينز على أن تغير المجال المغناطيسي في موصل كهربائي يُنتج جهدًا حثيًا، مما يؤدي إلى إنشاء مجال مغناطيسي يعاكس اتجاه التيار الأصلي.
توجد العديد من التطبيقات التي يمكن تفسيرها عبر قانون لينز، بما في ذلك: المحولات الكهربائية، المحركات الكهربائية، أجهزة كشف المعادن، الميزان الحساس، والمكوّنات الأخرى مثل الملف الابتدائي، الملف الثانوي، الحث الذاتي، الحث المتبادل، والتيارات الدوامية.