Hukum Faraday: EMF dari Area yang Berubah

1 · Memprediksi

Sebuah lingkaran kawat berada dalam medan magnet tetap, tetapi luas lingkaran itu sendiri berosilasi (bayangkan kawat itu meregang dan menyusut). Apakah ini juga menginduksi EMF, sama seperti perubahan kekuatan medan?

Ya — Hukum Faraday hanya memperhatikan perubahan fluks total Φ = BA, terlepas dari apakah B atau A yang berubah.
Tidak — hanya perubahan kekuatan medan yang menginduksi EMF, bukan perubahan area.
Perubahan area menginduksi EMF, namun melalui mekanisme yang sangat berbeda dengan perubahan medan.

2 · Pengaturan

Buka preset changing-flux-area dan tekan Reset. Medan magnet ditetapkan pada 0.5 T; area loop berosilasi sebagai A(t) = 0.025 m² × ( 1 + 0.35 cos(2π × 0.35 Hz × t)).
Aktifkan pembacaan EMF terinduksi.
Baca EMF yang diinduksi pada setiap waktu yang tercantum.

3 · Kumpulkan Data

Waktu t (s)	EMF yang diinduksi (mV)
0.50
1.00
1.50

Plot EMF yang diinduksi (sumbu y) terhadap waktu t (sumbu x) untuk tiga pembacaan Anda, dan buat sketsa bagaimana EMF berosilasi selama satu periode penuh (≈2,86 s).

4 · Analisis

Untuk satu percobaan, hitung EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) menggunakan B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s. Bandingkan dengan tabel.
Bandingkan struktur rumus ini dengan eksperimen fluks-perubahan-b. Jelaskan mengapa keduanya memberikan EMF yang sebanding dengan hasil kali besaran TETAP (B di sini, A di sana) dan laju perubahan besaran yang BERVARIASI.

5 · Perluas

Generator 'batang geser' klasik mengubah area tertutup sirkuit dengan menggerakkan satu sisi secara fisik, menginduksi EMF = BLv (bidang × panjang batang × kecepatan geser) — versi mekanis dari efek perubahan area ini. Jelaskan mengapa menggeser batang lebih cepat meningkatkan EMF induksi.
Beberapa mikrofon bekerja dengan membuat magnet bergetar di dekat (atau perubahan luas efektif kumparan relatif terhadap) medan tetap, mengubah getaran suara menjadi fluks yang berubah dan oleh karena itu menjadi sinyal tegangan. Mengapa suara yang lebih keras (amplitudo getaran lebih besar) menghasilkan sinyal EMF yang lebih besar?

Fisika di Balik Eksperimen Ini

Hukum Faraday (Perubahan Area)

Fluks magnet yang melalui suatu loop adalah Φ = BA. Ketika A berubah waktu (B tetap), hukum Faraday tetap berlaku: EMF = −dΦ/dt = −B·dA/dt — hukum yang sama, hanya peran B dan A yang ditukar.

← Kembali ke eksperimen

Elektromagnetisme

138 Lembar Kerja Laboratorium Fisika Gratis yang Bisa Dicetak