Hukum Faraday: EMF dari Medan yang Berubah

1 · Memprediksi

Sebuah lingkaran kawat berada dalam medan magnet yang kekuatannya berosilasi seiring waktu (luas lingkaran tetap). Apakah EMF muncul di loop meskipun loop itu sendiri tidak bergerak?

• Tidak — EMF memerlukan gerakan fisik dari loop atau sumber medan.
• Ya — Hukum Faraday mengatakan perubahan fluks menginduksi EMF, bahkan dalam loop stasioner, selama medan itu sendiri berubah.
• EMF hanya muncul jika loop bergerak melalui lapangan.

2 · Pengaturan

1. Buka preset changing-flux-b dan tekan Reset. Area loop ditetapkan pada 0.02 m²;, medan berosilasi sebagai B(t) = 0.6 T × ( 1 + 0.5 sin(2π × 0.4 Hz × t)).
2. Aktifkan pembacaan EMF terinduksi.
3. Baca EMF yang diinduksi pada setiap waktu yang tercantum.

3 · Kumpulkan Data

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 (2,5 detik).

4 · Analisis

1. Untuk satu percobaan, hitung EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) menggunakan A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s. Bandingkan dengan tabel.
2. Jelaskan mengapa EMF yang diinduksi sebanding dengan seberapa CEPAT medan tersebut berubah (dB/dt), bukan dengan nilai sesaat medan tersebut — EMF dapat menjadi besar bahkan ketika B sendiri mendekati nilai rata-ratanya, jika B berubah dengan cepat di sana.

5 · Perluas

1. Ini adalah prinsip dasar di balik generator AC: daripada mengubah B secara langsung, generator memutar loop melalui medan tetap, yang mengubah fluks dengan efektif. Jelaskan mengapa desain generator biasanya memutar kumparan daripada menggetarkan magnet.
2. Tanda negatif pada EMF = −dΦ/dt (hukum Lenz) berarti arus induksi berlawanan dengan perubahan yang menyebabkannya. Jelaskan apa arti 'menentang perubahan' secara fisik untuk perulangan di bidang yang meningkat versus bidang yang menurun.

Fisika di Balik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen