Batas ni Faraday: EMF mula sa Nagbabagong Area
1 · Humula
Nakaupo ang loop ng wire sa fixed na magnetic field, pero umuulosci late ang mismong area ng loop (isipin na humihigpit at lumalapad ito). Nag-i-induce rin ba ito ng EMF, gaya ng nagbabagong field strength?
- Oo — ang batas ni Faraday ay ang kabuuang flux Φ = BA lang ang pakialam, kung B o A ang nagbabago.
- Hindi — ang nagbabagong field strength lang ang nag-i-induce ng EMF, hindi ang nagbabagong area.
- Nag-i-induce ang nagbabagong area, pero sa ibang mekanismo.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang changing-flux-area preset at pindutin ang I-reset. Nakapirmi ang field sa 0.5 T; umuulosci late ang area bilang A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)).
- I-enable ang induced-EMF readout.
- Basahin ang induced EMF sa bawat nakatalang oras.
3 · Mangulekta ng Data
| Oras t (s) | Induced EMF (mV) |
|---|---|
| 0.50 | |
| 1.00 | |
| 1.50 |
I-plot ang induced EMF (y-axis) laban sa oras t (x-axis) para sa tatlong reading, at i-sketch ang ososcylation nito sa isang buong periodo (≈2.86 s).
4 · Mag-analisa
- Para sa isang trial, kalkulahin ang EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) gamit ang B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s. Ihambing sa table.
- Ihambing ang istruktura ng formula na ito sa changing-flux-b. Ipaliwanag kung bakit pareho silang nagbibigay ng EMF na proporsyonal sa produkto ng FIXED na quantity (B dito, A doon) at rate ng pagbabago ng VARYING na quantity.
5 · Palawakin
- Ang klasikong 'sliding rod' generator ay binabago ang sakop na area ng circuit sa pamamagitan ng pisikal na paggalaw ng isang panig, na nag-i-induce ng EMF = BLv (field × haba ng rod × sliding speed) — mekanikal na bersyon ng eksaktong changing-area effect na ito. Ipaliwanag kung bakit tumataas ang induced EMF kapag mas mabilis nadulas ang rod.
- May mga mikroponong gumagawa gamit ang magnet na umaudyos malapit sa fixed na field (o nagbabagong epektibong area ng coil), na ginagawang nagbabagong flux at voltage signal ang sound vibration. Bakit mas malaking EMF signal ang nagagawa ng mas malakas na tunog (mas malaking amplitud)?
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Batas ni Faraday (Nagbabagong Area)
Ang magnetic flux sa loop ay Φ = BA. Kapag ang A ang nagbabago sa oras (fixed ang B), gumagana pa rin ang batas ni Faraday: EMF = −dΦ/dt = −B·dA/dt — parehong batas, pinagpalit lang ang papel ng B at A.