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1839年，邁克爾·法拉第 (Michael Faraday) 證明，當(dāng)電池供電時(shí)，纏繞在金屬環(huán)一側(cè)的金屬絲會(huì)讓另一側(cè)的金屬絲產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種能量的無(wú)線(xiàn)傳輸——就像變魔術(shù)一樣——從連接到第二個(gè)線(xiàn)圈的電流計(jì)(一種用來(lái)測(cè)量電流的設(shè)備)讀數(shù)的突然增高中，可以被明顯地看到。

圖解：法拉第的裝置

法拉第演示無(wú)線(xiàn)能量傳輸?shù)难b置。
在這個(gè)證明之前，漢斯·克里斯蒂安·奧斯特(Hans Christian Oersted)已經(jīng)證明了變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，現(xiàn)在法拉第(Faraday)證明了反之亦然:變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。變化是這里的關(guān)鍵詞:法拉第必須不停地連接和斷開(kāi)第一個(gè)線(xiàn)圈的電池，才能在第二個(gè)線(xiàn)圈中產(chǎn)生恒定電流。如果磁場(chǎng)在導(dǎo)線(xiàn)周?chē)鷽](méi)有變化或波動(dòng)，就不會(huì)有電場(chǎng)產(chǎn)生，因此也就不會(huì)有電流。
法拉第電磁感應(yīng)定律的公式表達(dá)為:

圖解：法拉第電磁感應(yīng)定律

根據(jù)公式, 在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε是由于磁通量的變化率(Δφ/Δt) ，即遍及地區(qū)“A”的磁場(chǎng)“B”的變化率。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也是線(xiàn)圈的圈數(shù)或匝數(shù)“N”產(chǎn)生的效果，原因很簡(jiǎn)單，匝數(shù)的個(gè)數(shù)決定了磁場(chǎng)穿過(guò)電路的次數(shù)。然而，負(fù)號(hào)代表的是什么呢?
負(fù)號(hào)象征著物理學(xué)家海因里希·倫茨（Heinrich Lenz）提出的楞次定律，根據(jù)該定律，感應(yīng)電流的方向是這樣的，即該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與它賴(lài)以存在的磁通量的變化是抵抗的?；蛘?，正如D.J.格里菲思 (D.J. Griffiths)簡(jiǎn)單總結(jié)的那樣:大自然厭惡變化中的變化。然而，為什么是這樣的呢?

為什么楞次定律是正確的 自然并不厭惡或贊同變化中的變化，該意義是深遠(yuǎn)的。否則的話(huà)，我們就可以造出永動(dòng)機(jī)，這種機(jī)器可以在沒(méi)有能量來(lái)源的情況下永久或無(wú)限期地工作，也就是產(chǎn)生無(wú)限的、無(wú)條件的能量……永不停息

圖解：永動(dòng)機(jī)的一個(gè)例子。

當(dāng)然，永動(dòng)機(jī)是不可能造出來(lái)的，因?yàn)槟芰康漠a(chǎn)生是有條件的。它們的行為違反了宇宙的一條基本定律——能量守恒定律。正如物理學(xué)教科書(shū)一直所言，能源既不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅。它只能從一種形式轉(zhuǎn)換到另一種形式，也就是說(shuō)，一個(gè)系統(tǒng)不能創(chuàng)造能量，而只能從一個(gè)能源中提取一些能量，而這個(gè)能源又是從另一個(gè)能源中提取的能量，以此類(lèi)推。
線(xiàn)圈中感應(yīng)電能的來(lái)源是一個(gè)不斷變化的磁場(chǎng)，它是由一個(gè)移動(dòng)的磁鐵產(chǎn)生的，這個(gè)磁鐵由人或機(jī)器移動(dòng)，而人又從食物中、機(jī)器從燃料中獲取能量來(lái)移動(dòng)磁鐵，以此類(lèi)推。一旦資源耗盡，不再有變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生，在系統(tǒng)中產(chǎn)生能量或在線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流在物理學(xué)上是不可能發(fā)生的。
然而，如果感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)不抵制磁通的變化，而是通過(guò)貢獻(xiàn)磁能來(lái)支持磁通的進(jìn)一步變化，電流就會(huì)進(jìn)一步增多，而不需要線(xiàn)圈從外部的能源中提取更多的能量。這是一頓免費(fèi)的午餐!

圖解：楞次定律

倫茨定律的可視化表現(xiàn)。(圖片來(lái)源: Physics LibreTexts)
事實(shí)上，電流有復(fù)合作用: 這個(gè)增加的電流會(huì)產(chǎn)生它自己的磁能，這部分磁能也會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生一個(gè)更大些的電流，又產(chǎn)生一個(gè)更大些的磁場(chǎng)，以此往復(fù)，直到產(chǎn)生無(wú)限的電流。然后，你就可以用一臺(tái)發(fā)電機(jī)隨意地?fù)u動(dòng)它周?chē)钚〉拇盆F，來(lái)給宇宙中的每一個(gè)設(shè)備供電。
這相當(dāng)于說(shuō)，一個(gè)只是向前推進(jìn)而不逐漸停止的球，會(huì)加速得越來(lái)越快，最終達(dá)到無(wú)窮大的速度，因?yàn)樗?jīng)歷的摩擦不會(huì)阻礙它的運(yùn)動(dòng)，反而幫它驅(qū)動(dòng)!負(fù)號(hào)僅僅表示能量的轉(zhuǎn)換服從能量守恒定律。如果一個(gè)系統(tǒng)僅僅用它所產(chǎn)生的能量就可以產(chǎn)生更多的能量，那為什么這行不通：