Eletromagnetismo

Área do loop variável (ΔA)

Pressione Reproduzir — área do loop varia; EMF segue −dΦ/dt.

Área do loop variável (ΔA) — simulação interativa de Eletromagnetismo. Pressione Reproduzir — área do loop varia; EMF segue −dΦ/dt. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Fluxo por mudança de área

Pressione Reproduzir: a área da espira varia; a FEM segue −dΦ/dt.

Pressione Reproduzir: a área da espira varia; a FEM segue −dΦ/dt.

• EMF = −dΦ/dt
• Φ = BA

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta de direção

Um laço de fio fica em um campo magnético fixo, mas a própria área do laço oscila (imagine-o se esticando e encolhendo). Isso também induz um CEM, da mesma forma que uma mudança na intensidade do campo?

Previsões para pesar

• Sim - a lei de Faraday só se preocupa com a mudança do fluxo total Φ = BA, independentemente de B ou A ser o que está variando.
• Não – apenas uma mudança na intensidade do campo induz CEM, não uma área em mudança.
• Uma área em mudança induz CEM, mas através de um mecanismo completamente diferente de um campo em mudança.

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Tempo t (s)

O que você mede:

• EMF induzido (mV)

Como funciona a investigação

1. Abra a predefinição da área de mudança de fluxo e pressione Redefinir. O campo é fixado em 0.5 T; a área do loop oscila como A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)).
2. Ative a leitura de EMF induzido.
3. Leia o EMF induzido em cada horário listado.

Equação governante

Lei de Faraday (Área de Mudança) — Φ = B·A

O fluxo magnético através de um loop é Φ = BA. Quando A muda no tempo (B fixo), a lei de Faraday ainda se aplica: EMF = −dΦ/dt = −B·dA/dt — a mesma lei, apenas com os papéis de B e A trocados.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Para uma tentativa, calcule EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) usando B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s. Compare com a tabela.
• Compare a estrutura desta fórmula com a do experimento de mudança de fluxo b. Explique por que ambos fornecem um EMF proporcional ao produto da quantidade FIXA (B aqui, A ali) e a taxa de variação da quantidade VARIANTE.

Onde isso aparece além do laboratório

• Um gerador clássico de 'haste deslizante' altera a área fechada de um circuito movendo fisicamente um lado, induzindo EMF = BLv (campo × comprimento da haste × velocidade de deslizamento) - uma versão mecânica exatamente desse efeito de mudança de área. Explique por que deslizar a haste mais rápido aumenta a FEM induzida.
• Alguns microfones funcionam fazendo com que um ímã vibre próximo (ou a área efetiva de uma bobina mude em relação a) um campo fixo, convertendo as vibrações sonoras em um fluxo variável e, portanto, em um sinal de tensão. Por que um som mais alto (maior amplitude de vibração) produz um sinal EMF maior?

• AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 13: Electromagnetic Induction
• IB Physics — D.4 Induction
• General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields

1. Bem-vindo ao Fluxo por mudança de área
2. Selecione a espira
3. Pressione Reproduzir
4. FEM por mudança de área
5. Abra o Inspetor
6. Você conseguiu!

Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.

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Lei de Faraday da Indução