LAPORAN PRAKTIKUM GAYA GERAK LISTRIK INDUKSI
Standar Kompetensi : 2. Menerakan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaiannmasalah dan produk teknologi
Kompetensi Dasar : 2.3 Memformulasikan konsep induksi faraday dan arus bolak balik serta penerapannya
Kelas/Semester : XII/I
1. Nama Percobaan : Gaya Gerak Listrik Induksi
2. Tujuan Percobaan: Menyelidiki gejala kelistrikan yang di timbulkan oleh induksi magnetic
3. Landasan Teori :
Melalui berbagai percobaan, Michael Faraday (1791-1867), seorang ilmuwan jenius dari inggris akhirnya berhasil membuktikan bahwa arus listrik memang dapat dihasilkan dari perubahan medan magnetik. Peristiwa dihasilkannya arus listrik akibat adanya perubahan medan magnetik dinamakan induksi elektromagnetik, sedangkan arus yang dihasilkan dari induksi elektromagnetik dinamakan arus induksi. Penemuan ini dikenal dengan “Hukum Faraday”. Penemuan ini dianggap sebagai penemuan monumental. Mengapa? Pertama, “Hukum Faraday” memiliki arti penting dalam hubungan dengan pengertian teoretis tentang elektromagnetik. Kedua, elektromagnetik dapat dipergunakan sebagai penggerak secara terus-menerus arus aliran listrik seperti yang digunakan oleh Faraday dalam pembuatan dinamo listrik pertama.
Di dalam kumparan timbul suatu beda potensial (atau gaya gerak listrikε, GGL). Timbulnya GGL dengan cara ini disebut induksi elektromagnetik.Batang magnet memiliki medan magnet di sekitarnya. Medan magnet divisualkan dalam bentuk garis-garis medan. Sebuah batang magnet mempunyai bentuk garis-garis medan magnet.
Sekumpulan garis-garis medan disebut fluks magnet. Bentuk garis-garis medan magnet pada sebuah batang magnet. GGL yang diinduksi oleh fluks magnet yang berubah dapat dianggap terdistribusi di seluruh rangkaiannya.
4. ALAT/BAHAN YANG DIGUNAKAN :
1. PERSIAPAN PERCOBAAN:
a. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan b. Buatlah rangkaian sesuai gambar di atas :
Saklar masih terbuka (posisi “0”)
Basicmeter di fungsikan sebagai voltmeter dengan batas ukur 100 mVDC
Gunakan kumparan 500 lilitan c. Periksa kembali susunan dari rangkaian 2. LANGKAH-LANGKAH KEGIATAN :
NO URUT NAMA ALAT/BAHAN JUMLAH
1. Kabel Penghubung Merah 1
2. Kabel penghubung Hitam 1
3. Basicmeter 1
4. Kumparan 1000 lilitan 1
5. Kumparan 500 lilitan 1
6. Penghubung jembatan 2
7. Papan Rangkaian 1
8. Magnet batang Ainico 1
GALVANOMETER KUMPARAN
1. Dekatkan/jauhkan ujung batang magnet terhadap lubang kumparan secara agak pelan-pelan. Amati simpangan jarum voltmeter dan catat hasil pengukuran voltmeter ke dalam table 1
2. Ulangi langkah (1), tetapi dengan gerakan magnetyang lebih cepat.
3. Ganti kumparan 500 lilitan dengan kumparan 1000 lilitan 4. Ulangi langkah (1) d an (2)
5. Pasang (masukkan) besi inti I ke dalam kumparan 500 lilitan 6. Ulangi langkah (1) sampai dengan (4)
7. Kemasi alat dan bahan yang telag igunakan dan diskusikan isian label untuk dapat didiskusikan isian table untuk dapat diambil kesimpulan tentang hubungan tegangan listrik induksi dengan tegangan listrik induksi dengan kecepatan medan magnetic dan jumlah lilitan kumparan.
3. HASIL PENGAMATAN : Table I : Kumparan tanpa besi inti
No Jumlah lilitan kumparan Gerakan ke dalam Tegangan
1. 500 lilitan Perlahan-lahan 4 V
Cepat 10 V
2. 1000 lilitan Perlahan-lahan 6 V
Cepat 12 V
Table II : kumparan berisi besi inti
No Jumlah lilitan kumparan Gerakan ke keluar Tegangan
1 500 lilitan Perlahan-lahan 3 V
Cepat 11 V
2 1000 lilitan Perlahan-lahan 5 V
Cepat 14 V
4. ANALISA HASIL PENGAMATAN : Untuk menentukan Nilai tegangan :
Untuk tabel I
500 lilitan pada gerakan perlahan-lahan
500 lilitan pada gerakan cepat
1000 lilitan pada gerakan perlahan-lahan
1000 lilitan pada gerakan cepat
Untuk tabel II
500 lilitan pada gerakan perlahan-lahan
500 lilitan pada gerakan cepat
1000 lilitan pada gerakan perlahan-lahan
1000 lilitan pada gerakan cepat
5. KESIMPULAN :
Timbulnya gaya listrik (GGL) pada kumparan hanya apabila terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet.Gaya gerak listrik yang timbul akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet disebut GGL induksi, sedangkan arus yang mengalir dinamakan arus induksi dan peristiwanya disebut induksi elektromagnetik. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi yaitu:
1. Kecepatan perubahan medan magnet. Semakin cepat perubahan medan magnet, maka GGL induksi yang timbul semakin besar.
2. Banyaknya lilitan Semakin banyak lilitannya, maka GGL induksi yang timbul juga semakin besar.
3. Kekuatan magnet Semakin kuat gelaja kemagnetannya, maka GGL induksi yang timbul juga semakin besar.
6. CONTOH PENERAPAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI :
Generator.
Generator dibedakan menjadi dua, yaitu generator arus searah (DC) dan generator arus bolak-balik (AC). Baik generator AC dan generator DC memutar kumparan di dalam medan magnet tetap.Generator AC sering disebut alternator.Arus listrik yang dihasilkan berupa arus bolak-balik. Ciri generator (AC) menggunakan cincin ganda. Generator- generator arus DC, arus yang dihasilkan berupa arus searah.ciri generator DC menggunakan cincin belah (komutator). Jadi, generator AC dapat diubah menjadi generator DC dengan cara mengganti cincin ganda dengan sebuah komutator.
Sebuah generator AC kumparan berputar di antara kutub- kutub yang tak sejenis dari dua magnet yang saling berhadapan. Kedua kutub magnet akan menimbulkan medan magnet. Kedua ujung kumparan dihubungkan dengan sikat karbon yang terdapat pada setiap cincin. Kumparan merupakan bagian generator yang berputar (bergerak) disebut rotor. Magnet tetap merupakan bagian generator yang tidak bergerak disebut stator.
Bagaimanakah generator bekerja? Ketika kumparan sejajar dengan arah medan magnet (membentuk sudut 0 derajat), belum terjadi arus listrik dan tidak terjadi GGL induksi (perhatikan Gambar 12.2). Pada saat kumparan berputar perlahan-lahan, arus dan GGL beranjak naik sampai kumparan membentuk sudut 90 derajat. Saat itu posisi
kumparan tegak lurus dengan arah medan magnet. Pada kedudukan ini kuat arus dan GGL induksi menunjukkan nilai maksimum.Selanjutnya, putaran kumparan terus berputar, arus dan GGL makin berkurang. Ketika kumparan mem bentuk sudut 180 derajat kedudukan kumparan sejajar dengan arah medan magnet, maka GGL induksi dan arus induksi menjadi nol.
Putaran kumparan berikutnya arus dan tegangan mulai naik lagi dengan arah yang berlawanan. Pada saat membentuk sudut 270 derajat, terjadi lagi kumparan berarus tegak lurus dengan arah medan magnetPada kedudukan kuat arus dan GGL induksi menunjukkan nilai maksimum lagi, namun arahnya berbeda. Putaran kumparan selanjutnya, arus dan tegangan turun perlahanlahan hingga mencapai nol dan kumparan kembali ke posisi semula hingga memb entuk sudut 360 derajat.
Dinamo.
Dinamo dibedakan menjadi dua yaitu, dinamo arus searah (DC) dan dinamo arus bolak-balik (AC). Prinsip kerja dinamo sama dengan generator yaitu memutar kumparan di dalam medan magnet atau memutar magnet di dalam kumparan. Bagian dinamo yang berputar disebut rotor.Bagian dinamo yang tidak bergerak disebut stator.
Perbedaan antara dinamo DC dengan dinamo AC terletak pada cincin yang digunakan.Pada dinamo arus searah menggunakan satu cincin yang dibelah menjadi dua yang disebut cincin belah (komutator).Cincin ini memungkinkan arus listrik yang dihasilkan pada rangkaian luar Dinamo berupa arus searah walaupun di dalam dinamo sendiri menghasilkan arus bolak-balik.Adapun, pada dinamo arus bolak-balik menggunakan cincin ganda (dua cincin).Alat pembangkit listrik arus bolak balik yang paling sederhana adalah dinamo sepeda.
Tenaga yang digunakan untuk memutar rotoradalah roda sepeda.Jika roda berputar, kumparan atau magnet ikut berputar.Akibatnya, timbul GGL induksi pada ujung-ujung kumparan dan arus listrik mengalir.Makin cepat gerakan roda
sepeda, makin cepat magnet atau kumparan berputar. Makin besar pula GGL induksi dan arus listrik yang dihasilkan. Jika dihubungkan dengan lampu, nyala lampu makin terang. GGL induksi pada dinamo dapat diperbesar dengan cara putaran roda dipercepat, menggunakan magnet yang kuat (besar), jumlah lilitan diperbanyak, dan menggunakan inti besi lunak di dalam kumparan.
TRANSFORMATOR
Di rumah mungkin kamu pernah dihadapkan persoalan tegangan listrik, ketika kamu akan menghidupkan radio yang memerlukan tegangan 6 V atau 12 V. Padahal tegangan listrik yang disediakan PLN 220 V. Bahkan generator pembangkit listrik menghasilkan tegangan listrik yang sangat tinggi mencapai hingga puluhan ribu volt. Kenyataannya sampai di rumah tegangan listrik tinggal 220 V. Bagaimanakah cara mengubah tegangan listrik? Alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC disebut transformator (trafo). Trafo memiliki dua terminal, yaitu terminal input dan terminal output.
Terminal input terdapat pada kumparan primer. Terminal output terdapat pada kumparan sekunder. Tegangan listrik yang akan diubah dihubungkan dengan terminal input. Adapun, hasil pengubahan tegangan diperoleh pada terminal output.Prinsip kerja transformator menerapkan peristiwa induksi elektromagnetik. Jika pada kumparan primer dialiri arus AC, inti besi yang dililiti kumparan akan menjadi magnet (elektromagnet). Karena arus AC, pada elektromagnet selalu terjadi perubahan garis gaya magnet. Perubahan garis gaya tersebut akan bergeser ke kumparan sekunder. Dengan demikian, pada kumparan sekunder juga terjadi perubahan garis gaya magnet. Hal itulah yang menimbulkan GGL induksi pada kumparan sekunder.Adapun, arus induksi yang dihasilkan adalah arus AC yang besarnya sesuai dengan jumlah lilitan sekunder.
Bagian utama transformator ada tiga, yaitu inti besi yang berlapis-lapis, kumparan primer, dan kumparan sekunder.
Kumparan primer yang dihubungkan dengan PLN sebagai tegangan masukan (input) yang akan dinaikkan atau diturunkan.
Kumparan sekunder dihubungkan dengan beban sebagai tegangan keluaran (output).
