Loi de Faraday : FEM induite par une variation d'aire

1 · Prédire

Une boucle de fil se trouve dans un champ magnétique fixe, mais la propre zone de la boucle oscille (imaginez-la s'étirer et se rétrécir). Cela induit-il également une CEM, de la même manière qu'une intensité de champ changeante ?

Oui, la loi de Faraday ne se soucie que de la variation du flux total Φ = BA, que ce soit B ou A qui varie.
Non, seule une intensité de champ changeante induit une CEM, pas une zone changeante.
Une zone changeante induit des CEM, mais par un mécanisme complètement différent de celui d'un champ changeant.

2 · Configurer

Ouvrez le préréglage de la zone de changement de flux et appuyez sur Réinitialiser. Le champ est fixé à 0.5 T  ; l'aire de la boucle oscille comme A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)).
Activez la lecture de la FEM induite.
Lisez la FEM induite à chaque instant indiqué.

3 · Collecter les données

Temps t (s)	CEM induit (mV)
0.50
1.00
1.50

Tracez la FEM induite (axe des y) en fonction du temps t (axe des x) pour vos trois lectures et esquissez comment elle oscille sur une période complète (≈2.86 s).

4 · Analyser

Pour un essai, calculez EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) en utilisant B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s. Comparez avec le tableau.
...et le taux de variation de la quantité VARIABLE.

5 · Approfondir

Un générateur classique à « tige coulissante » modifie la zone fermée d'un circuit en déplaçant physiquement un côté, induisant EMF = BLv (champ × longueur de tige × vitesse de glissement) — une version mécanique exacte de cet effet de changement de zone. Expliquez pourquoi un glissement plus rapide de la tige augmente la force électromagnétique induite.
...en faisant vibrer un aimant près d'un champ fixe (ou en faisant varier la surface effective d'une bobine face à ce champ)...

La physique derrière cette expérience

Loi de Faraday (zone changeante)

Le flux magnétique à travers une boucle est Φ = BA. Lorsque A change dans le temps (B fixe), la loi de Faraday s'applique toujours  : EMF = −dΦ/dt = −B·dA/dt — la même loi, juste avec les rôles de B et A inversés.

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Électromagnétisme

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