¿Cómo conserva la energía la ley de Lenz en este caso?

Un imán está cayendo en la bobina como se muestra. La corriente en la bobina crea un imán como se muestra (por la regla de agarre de la mano derecha). Ahora, a medida que el imán cae hacia la bobina, aumenta la fuerza del campo magnético en la dirección hacia abajo. La fem inducida es tal que se opone a este cambio, por lo que la fem inducida disminuye la corriente en el circuito, lo que hace que la fuerza del campo magnético disminuya para contrarrestar el aumento del imán. Ahora bien, si la potencia en el circuito disminuye, algo más debe estar ganando esa energía. Pero la atracción magnética entre el polo que se aproxima y el polo debido a la corriente también ha disminuido, entonces, ¿adónde se ha ido esta energía?

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Respuestas (2)

Creo que su argumento está bien hasta la oración: "Ahora, si la potencia en el circuito disminuye, algo más debe estar ganando esa energía". Habrá una fuerza contraelectromotriz inducida en el circuito por el imán que se aproxima, y ​​eso reducirá la corriente y la potencia , que es la velocidad a la que la batería suministra energía. ¡El hecho de que la energía no se transfiera desde la batería a una velocidad tan alta no significa que la energía se vaya a otra parte!

No entiendo... Si la energía en el circuito es menor de lo que debería ser, la energía de otra cosa debería ser mayor de lo que debería ser por conservación de energía.
¿Qué puedes hacer con "la energía del circuito"? Esto no es solo un detalle. En un circuito, la energía se transfiere, en este caso de la batería a, en estado estable, energía aleatoria en el cable de la bobina. Cuando la corriente se reduce debido a la fem opuesta inducida por la aproximación del imán, la batería suministra energía a un ritmo más bajo (con respecto al tiempo). No se trata de que la energía se vaya a otra parte. Si se me permite decirlo, creo que sería útil si leyera sobre la conservación de la energía, de una fuente que analiza varios ejemplos .
Pero si tuviéramos solo una bobina como se muestra (sin batería), entonces la corriente inducida crearía un campo magnético que repelería el imán entrante. Se tendría que hacer algún trabajo contra esta fuerza magnética, y este trabajo se manifestaría en forma de energía del circuito. ¿Por qué no podemos aplicar un argumento similar a este caso?
En el caso sin batería, el trabajo lo realiza la agencia que empuja el imán, y este trabajo proporciona indirectamente energía aleatoria a los cables del circuito, debido a la corriente inducida. En el segundo caso, la bobina realiza trabajo sobre el imán, ya sea dándole KE o realizando trabajo sobre el soporte del imán. La fem inducida en la bobina por el imán tiende a debilitar el polo sur (y por lo tanto también el polo norte) de la bobina, induciendo una fem inversa y, por lo tanto, reduciendo la corriente. Por lo tanto, se reduce la tasa de transferencia de energía de la batería. ¡A menos que me equivoque!
De acuerdo, entonces la 'energía' del circuito permanece sin cambios, pero es la tasa la que disminuye. Sin embargo, como dijiste, la fem debilita los polos norte y sur, por lo que la fuerza de atracción magnética que ejercen disminuirá, por lo que el trabajo realizado por esta fuerza también disminuirá. ¿Esta energía 'perdida' no se manifiesta en algún otro lugar?
Como he insinuado antes, creo que tienes algunas ideas extrañas sobre la energía. Como usted dice, el trabajo realizado por la fuerza magnética será menor (para una distancia determinada), pero eso no significa que el trabajo 'faltante' se haya ido a otra parte, ¡solo que parte del trabajo nunca se realiza!
¿Podría por favor explicar esto usando algunas ecuaciones? Si ese trabajo nunca se lleva a cabo, ¿entonces esa energía aún está en manos del campo magnético?

El imán que cae tiene un campo eléctrico solenoidal (las líneas de fuerza forman bucles) que está orientado de manera que disminuye la corriente eléctrica existente. La fem inducida debido a esa disminución de corriente en realidad se opondrá a esta disminución, pero no puede detenerla ni negarla; la fem opuesta solo puede aparecer si la corriente sigue disminuyendo. Esto significa que cuando el imán se acerca lo suficiente, la corriente disminuye.

Como resultado, la batería empujará menos cargas y pondrá menos energía por unidad de tiempo en el circuito (que antes se disipaba en calor). La energía que ya estaba en el campo magnético no se pierde, simplemente se redistribuye en el espacio y parte de ella puede terminar como un aumento de la energía cinética del imán.

¿Cómo conserva la energía la ley de Lenz en este caso?
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