Llei de Faraday: EMF d'una àrea canviant

1 · Prediu

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?

• 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.

2 · Configura

1. 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)).
2. Activa la lectura d'EMF induït.
3. Llegeix l'EMF induït a cada temps llistat.

3 · Recull dades

Representa l'EMF induït (eix y) contra el temps t (eix x) per a les tres lectures, i esbossa com oscil·la al llarg d'un període complet (≈2.86 s).

4 · Analitza

1. 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.
2. 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.

5 · Amplia

1. 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.
2. 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?

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles