Electromagnetisme
Àrea de la malla canviant (ΔA)
Prem Reprodueix: l'àrea de la malla respira; l'EMF segueix −dΦ/dt.
Àrea de la malla canviant (ΔA) — simulació interactiva de Electromagnetisme. Prem Reprodueix: l'àrea de la malla respira; l'EMF segueix −dΦ/dt. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Flux pel canvi d'àrea
Prem Reprodueix: l'àrea de la malla respira; l'EMF segueix −dΦ/dt.
Amb B uniforme constant, canviar l'àrea A de la malla modula el flux Φ = BA. Prem Reprodueix: la malla respira i apareix EMF = −dΦ/dt sempre que canvia l'àrea. Compara aquest cas (dA/dt) amb el predefinit de canvi de B (dB/dt) per veure la mateixa llei des de dues causes.
- EMF = −dΦ/dt
- Φ = BA
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Una malla de fil seu en un camp magnètic fix, però la pròpia àrea de la malla oscil·la (imagina't-la estirant-se i encongint-se). Això també indueix un EMF, de la mateixa manera que una intensitat de camp canviant?
Prediccions a valorar
- Sí: la llei de Faraday només es fixa en el flux total Φ = BA canviant, independentment de si el que varia és B o A.
- No: només una intensitat de camp canviant indueix EMF, no una àrea canviant.
- Una àrea canviant indueix EMF, però per un mecanisme completament diferent d'un camp canviant.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Temps t (s)
El que tu mesures:
- EMF induït (mV)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Llei de Faraday» i prem Restableix. El camp és fix a 0.5 T; l'àrea de la malla oscil·la com A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)).
- Activa la lectura d'EMF induït.
- Llegeix l'EMF induït a cada temps llistat.
Equació governant
Llei de Faraday (àrea canviant) — Φ = B·A
El flux magnètic per una malla és Φ = BA. Quan A canvia en el temps (B fix), la llei de Faraday encara s'aplica: EMF = −dΦ/dt = −B·dA/dt — la mateixa llei, amb els rols de B i A intercanviats.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) amb B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s. Compara-ho amb la taula.
- Compara l'estructura d'aquesta fórmula amb la de l'experiment «Llei de Faraday». Explica per què totes dues donen un EMF proporcional al producte de la magnitud FIXA (B aquí, A allà) i el ritme de canvi de la magnitud VARIABLE.
On apareix això més enllà del laboratori
- Un generador clàssic de «vara lliscant» canvia l'àrea tancada d'un circuit movent físicament un costat, induint EMF = BLv (camp × longitud de vara × velocitat de lliscament): una versió mecànica exactament d'aquest efecte d'àrea canviant. Explica per què lliscar la vara més de pressa augmenta l'EMF induït.
- Alguns micròfons funcionen fent vibrar un imant a prop (o fent canviar l'àrea efectiva d'una bobina relativa) d'un camp fix, convertint vibracions sonores en un flux canviant i per tant un senyal de tensió. Per què un so més fort (amplitud de vibració més gran) produeix un senyal d'EMF més gran?
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 13: Electromagnetic Induction
- IB Physics — D.4 Induction
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Benvingut a Flux canviant d'àrea
- Selecciona la malla
- Prem Reprodueix
- EMF del canvi d'àrea
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →