BAB VI IMBAS ELEKTROMAGNETIK 2016

(1)

Induksi Elektromagnetik http://klasakura.blogspot.com

by : Ketut Kicen 1

BAB VI

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

A. FLUKS MAGNETIK (



)

Fluks Magnetik adalah banyaknya garis gaya magnet (B) yang dilingkupi secara tegak lurus suatu luas penampang tertentu ( A ).

B. Gaya gerak listrik Induksi yang Memotong Medan Magnetik

Gambar di samping memperlihatkan timbulnya ggl induksi elektromagnetik. Kita asumsikan medan B tegak lurus terhadap permukaan yang dibatasi sebuah konduktor berbentuk U. Sebuah konduktor lain yang dapat bergerak dengankecepatan v dipasang pada konduktor U. Maka pada ujung-ujung konduktor akan timbul beda potensial yang disebut ggl induksi dan dinyatakan dengan :



= - Blv

Dengan :

 = ggl induksi (volt/V) l = panjang penghantar (m) B = induksi magnetic (T)

v = kecepatan penghantar (ms-1)

Jika kecepatan penghantar dan medan magnet tidak saling tegak lurus, maka ggl induksi yang timbul adalah :



= - Blv sin



Dengan  sudut antara v dan B

Perbedaan potensial pada penghantar l mengakibatkan timbulnya arus listrik. Arus listrik yang timbul akibat dari ggl induksi disebut arus induksi, yaitu :

I =

Arah arus induksi dapat ditentukan denga kaidah tangan kanan : “ apabila tangan kanan dibuka sedemikian rupa sehingga ibu jari menunjukkan arah kecepatan (v) rapatan empat jari lainnya menunjukkan arah medan magnet, maka arah arus listrik induksi searah dengan telapak tangan mendorong“

Contoh :

Kawat penghantar yang panjangnya 40 cm digerakkan tegak lurus medan magnet 0,5 T dengan kecepatan 10 m/s seperti gambar. Jika R = 5  maka tentukan arus dan arahnya yang melalui penghantar AC

Ф =

B . A Cos

θ

De ga :

B : I duksi ag etik Tesla

A : luas pe a pa g

2

(2)

by : Ketut Kicen 2

C. HUKUM FARADAY Percobaan Faraday

Ketika magnet tidak digerakkan (gambar a) maka jarum galvanometer tidak menyimpang karena tidak ada perubahan medan magnet dalam kumparan. Ketika magnet digerakkan memasuki kumparan (gambar b) maka jarum galvanometer menyimpang ke kanan karena terjadi perubahan medan magnet yang dilinkupi oleh kumparan. Begitu pula jika magnet digerakkan ke luar maka jarum galvanometer menyimpang ke kiri

Berdasarkan percobaan di atas, maka Faraday menyatakan : Besar GGL Induksi pada suatu kumparan

1. Sebanding dengan jumlah lilitan

2. Sebanding dengan kecepatan perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan

pernyataan di atas disebut juga hukum Faraday. Secara matematis ditulis :

Δt

ΔΦ

N

ε

Atau

dt dΦ N

ε

Dengan :

 = ggl induksi (V)

N = jumlah lilitan pada kumparan

Δt

ΔΦ_{= laju perubahan fluks magnetik}

D. HUKUM LENZ

Hukum Le z e yataka bahwa : “Arah arus i duksi akibat i duksi pada suatu ra gkaia adalah sedemikian rupa sehingga menimbulkan medan magnetik induksi yang menentang perubahan medan magnetic (arah induksi berusaha mempertahankan agar fluks magnetic total adalah konstan)

Contoh soal :

1. Sebuah kumparan mempunyai 600 lilitan kawat dimasuki fluks magnet 8 x 10-5 Wb. Apabila jumlah fluks berkurang menjadi 3 x10-5 Wb dalam waktu 0,015 detik, tentukan besar GGL induksi pada kumparan tersebut

(3)

by : Ketut Kicen 3

Tegangan input (V1)

Kumparan primer (N1)

Kumparan skunder (N2)

t N V

    1  1

t N V

  

 2 

2

2.

Jawab :

E. INDUKTANSI DIRI

Induktansi diri merupakan sifat yang dimiliki oleh kumparan yang memungkinkan terjadinya ggl induksi akibat perubahan arus listrik pada kumparan tersebut. Besar ggl induksi diri pada kumparan adalah :

 = -L

Dengan :

L = koefisien induktansi diri (Henry/H)

Besar induktansi diri pada solenoid adalah : L = µoN 2

A/l

F. PENERAPAN INDUKSI ELEKTROMEGNETIK

1. Transformator

Transformator adalah alat untuk memperbesar atau memperkecil tegangan listrik arus bolak-balik yang berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.

Traformator penurun tegangan = trafo step down Transformator penaik tegangan = trafo step up Dasar kerja transformator

Perhatikan gb diatas!

Jika kumparan primer N1 mengalirkan arus bolak-balik maka timbul medan magnet yang berubah-ubah pada seluruh inti besi (teras).

Medan magnet yang berubah-ubah pada teras ini menimbulkan ggl yang berubah-ubah (arus bolak-balik) pada kumparan sekunder N2.

Besarnya tegangan input: Besarnya tegangan input:

Persamaaan (1) Persamaan (2)

(4)

Bagi pers 1 dengan pers 2, maka diperoleh:

Pada tranformator ideal daya input (Pin) sama dengan daya output (P out)

P in = Pout  V1 . i1 = V2 . i2

Keterangan :

V1 = tegangan primer atau tegangan input I1 = arus yang masuk (A) V2 = tegangan skunder atau tegangan output I2 = daya yang keluar (A) N1 = jumlah lilitan primer

N2 = jumlah lilitan skunder P in = daya yang masuk (watta) P out = daya yang keluar (watt)

Efisiensi Transformator (η)

Atau atau

dengan:

efisiensi transformator ( 0 <  V1= tegangan primer (volt)

V2= tegangan skunder (volt) I1 = arus primer (ampere) I2 = arus skunder (ampere) N1= banyaknya lilitan primer N2= banyaknya lilitan skunder

Contoh soal

Sebuah transformator step down digunakan untuk mengubah tegangan dari 220 volt menjadi 24 volt. Bila jumlah lilitan primernya 275 lilitan, berapa jumlah lilitan skundernya?

Penyelesaian:

(5)

by : Ketut Kicen 5

(6)