Electromagnetismo
Área de bucle variable (ΔA)
Pulsa Reproducir — el área del bucle varía; la FEM sigue −dΦ/dt.
Área de bucle variable (ΔA) — simulación interactiva de Electromagnetismo. Pulsa Reproducir — el área del bucle varía; la FEM sigue −dΦ/dt. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Flujo por cambio de área
Pulsa Reproducir: el área de la espira varía; la FEM sigue −dΦ/dt.
Con B uniforme y constante, cambiar el área A de la espira modula el flujo Φ = BA. Pulsa Reproducir: la espira se expande y se contrae, y aparece una FEM = −dΦ/dt siempre que el área cambie. Compara este caso (dA/dt) con el ajuste de B variable (dB/dt) para ver la misma ley desde dos causas distintas.
- Ley de Faraday EMF = −dΦ/dt
- Flujo magnético Φ = BA
Resumen de la investigación
Planifica la pregunta antes de abrir el laboratorio
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta guía
Un bucle de alambre se encuentra en un campo magnético fijo, pero el área del bucle oscila (imagínese que se estira y se contrae). ¿Esto también induce una FEM, de la misma manera que lo hace una intensidad de campo cambiante?
Predicciones a evaluar
- Sí, a la ley de Faraday solo le importa que cambie el flujo total Φ = BA, independientemente de si lo que varía es B o A.
- No: solo una intensidad de campo cambiante induce una FEM, no un área cambiante.
- Un área cambiante induce una FEM, pero a través de un mecanismo completamente diferente al de un campo cambiante.
Roles de las variables
Lo que configuraste:
- Tiempo t (s)
Lo que mides:
- CEM inducido (mV)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el ajuste preestablecido changing-flux-area y presione Restablecer. El campo está fijo en 0.5 T; el área del bucle oscila como A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)).
- Habilite la lectura de EMF inducida.
- Lea el EMF inducido en cada momento indicado.
Ecuación rectora
Ley de Faraday (área cambiante) — Φ = B·A
El flujo magnético a través de una espira es Φ = BA. Cuando A cambia en el tiempo (B fijo), la ley de Faraday todavía se aplica: FEM = −dΦ/dt = −B·dA/dt: la misma ley, solo que con los roles de B y A intercambiados.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) usando B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s. Compare con la tabla.
- Compare la estructura de esta fórmula con la del experimento changing-flux-b. Explique por qué ambas dan una FEM proporcional al producto de la cantidad FIJA (B aquí, A allí) y la tasa de cambio de la cantidad VARIABLE.
Dónde aparece esto más allá del laboratorio
- Un generador clásico de 'varilla deslizante' cambia el área cerrada de un circuito moviendo físicamente un lado, induciendo EMF = BLv (campo × longitud de la varilla × velocidad de deslizamiento): una versión mecánica exactamente de este efecto de área cambiante. Explique por qué deslizar la varilla más rápido aumenta la FEM inducida.
- Algunos micrófonos funcionan haciendo que un imán vibre cerca (o que el área efectiva de una bobina cambie en relación con) un campo fijo, convirtiendo las vibraciones del sonido en un flujo cambiante y, por lo tanto, en una señal de voltaje. ¿Por qué un sonido más fuerte (mayor amplitud de vibración) produce una señal EMF más grande?
- 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
- Bienvenido a Flujo por cambio de área
- Selecciona la espira
- Pulsa Reproducir
- FEM por cambio de área
- Abre el panel de propiedades
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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