Hukum Faraday: EMF daripada Luas Berubah

1 · Ramal

Satu gelung wayar duduk dalam medan magnet tetap, tetapi luas gelung itu sendiri berayun (bayangkan ia meregang dan mengecut). Adakah ini juga mengaruhkan EMF, dengan cara yang sama seperti kekuatan medan berubah?

• Ya -- hukum Faraday hanya peduli jumlah fluks Φ = BA berubah, tidak kira sama ada B atau A yang memvariasikan.
• Tidak -- hanya kekuatan medan berubah mengaruhkan EMF, bukan luas berubah.
• Luas berubah mengaruhkan EMF, tetapi melalui mekanisme yang sama sekali berbeza daripada medan berubah.

2 · Susun

1. Buka praset luas-fluks-berubah dan tekan Set semula. Medan ditetapkan pada 0.5 T; luas gelung berayun sebagai A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)).
2. Aktifkan bacaan EMF-teraruh.
3. Baca EMF teraruh pada setiap masa tersenarai.

3 · Kumpul Data

Plot EMF teraruh (paksi-y) melawan masa t (paksi-x) bagi tiga bacaan anda, dan lakarkan bagaimana ia berayun sepanjang satu tempoh penuh (≈2.86 s).

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira 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 jadual.
2. Bandingkan struktur formula ini dengan eksperimen fluks-b-berubah. Terangkan mengapa kedua-duanya memberi EMF berkadar dengan hasil darab kuantiti TETAP (B di sini, A di sana) dan kadar perubahan kuantiti MEMVARIASI.

5 · Lanjutkan

1. Satu penjana 'rod meluncur' klasik mengubah luas terliling litar dengan menggerakkan satu sisinya secara fizikal, mengaruhkan EMF = BLv (medan × panjang rod × laju meluncur) -- versi mekanikal tepat kesan luas-berubah ini. Terangkan mengapa peluncuran rod lebih pantas meningkatkan EMF teraruh.
2. Sesetengah mikrofon berfungsi dengan membuat satu magnet bergetar berhampiran (atau luas berkesan satu gegelung berubah relatif kepada) medan tetap, menukar getaran bunyi menjadi fluks berubah dan justeru isyarat voltan. Mengapa bunyi lebih kuat (amplitud getaran lebih besar) menghasilkan isyarat EMF lebih besar?

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma