Llei de Faraday: EMF d'un camp canviant

1 · Prediu

Una malla de fil seu en un camp magnètic la intensitat del qual oscil·la en el temps (l'àrea de la malla queda fixa). Apareix un EMF a la malla tot i que la malla mateixa no es mou?

• No: l'EMF requereix moviment físic de la malla o de la font del camp.
• Sí: la llei de Faraday diu que un flux canviant indueix un EMF, fins i tot en una malla estacionària, sempre que el camp mateix canviï.
• L'EMF només apareix si la malla es mou a través del camp.

2 · Configura

1. Obre el predefinit «Llei de Faraday» i prem Restableix. L'àrea de la malla és fixa a 0.02 m²; el camp oscil·la com B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × 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 (2.5 s).

4 · Analitza

1. Per a una prova, calcula EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) amb A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s. Compara-ho amb la taula.
2. Explica per què l'EMF induït és proporcional a com de RÀPID canvia el camp (dB/dt), no al valor instantani del camp: l'EMF pot ser gran fins i tot quan B mateix és a prop del seu valor mitjà, si B hi canvia de pressa.

5 · Amplia

1. Aquest és el principi bàsic d'un generador de corrent altern: en lloc de canviar B directament, un generador gira una malla per un camp fix, cosa que canvia el flux igual d'efectivament. Explica per què el disseny de generadors sol girar la bobina en lloc d'oscil·lar l'imant.
2. El signe negatiu a EMF = −dΦ/dt (llei de Lenz) vol dir que el corrent induït s'oposa al canvi que l'ha causat. Explica què vol dir físicament «oposar-se al canvi» per a una malla en un camp creixent contra un camp decreixent.

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles