MAKALAH KELISTRIKAN
PERCOBAAN FARADAY SEDERHANA INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
DOSEN PENGAMPU:
YOSSA YONATHAN HUTAJULU, S.T., M.T.
JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PALANGKARAYA 2023
DISUSUN OLEH:
1. Suisanwi Hotmadihita Aritonang (223020504052) 2. Asido Hasiholan Ambarita (223020504069) 3. Surya Octo Bintara Sitorus (223020504051) 4. Alexander (223020504073)
5. Wilmar sinaga (223020504056)
6. Michael R S siringoringo(223020504070) 7. Pernando doloksaribu (223020504057) 8. Steven anderson sitompul (223020504063) 9. Glen p simamora (223030504096)
10. Golden c manurung (223030504084)
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah S.W.T. karena atas berkat rahmat dan karunia-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah kelistrikan kami tentang “hukum faraday”. Makalah ini disusun sebagai salah satu tugas dalam mata kuliah Kelistrikan di Program Studi Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Palangkaraya.
Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan demi penyempurnaan makalah ini di masa yang akan datang.
Akhir kata, kami berharap makalah ini dapat memberikan wawasan yang bermanfaat dan dapat dijadikan referensi bagi pembaca yang tertarik untuk lebih memahami Daur dan Komponen Hidrologi dalam kehidupan Sehari-hari.
Palangkaraya, November 2023
DAFTAR ISI
Cover ……… 1
Kata Pengantar ………. 3
Daftar Isi ……….. 4
BAB I Pendahuluan ………..…. 5
BAB II Pembahasan………..…... 7
Contoh percobaan ……… 12
Alat dan bahan………. 13
Langkah kerja………. 13
Kesimpulan percobaan……… 14
BAB III Penutup……….………... 15
Kesimpulan ………. 15
Daftar Pustaka ………. 16
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Hampir setiap hari alat atau mesin modern dari komputer ke mesin cuci ke bor listrik mempunyai rangkaian listrik dijantungnya. Tegangangan gerak elektrik diperlukan untuk mengalirkan arus dalam suatu rangkaian. Tetapi untuk sebagian besar alat – alat listrik yang digunakan dalam alat rumah tangga yang berhubungan dengan listrik sumber tegangan gerak elektrik bukan sebuah aki tapi sebuah pusat pembangkit listrik. Sebuah stasiun seperti itu menghasilkan energi listrik dengan mengkonversi bentuk energi lain.
Konversi energi ini membutuhkan suatu fenomena induksi elektromagnetik. Jika fluks magnetik yang melalui suatu rangkaian berubah, maka tge dan sebuah arus di induksi dalam rangkaian itu. Magnet – magnet bergerak relatif terhadap koil – koil kawat untuk menghasilkan sebuah fluks magnetik yang berubah – ubah dalam koil. Prinsip dari percobaan ini adalah hukum faraday yang mengaitkan tge induksi pada fluks magnetik yang berubah ubah untuk sembarang simpal. Hukum lenz juga termasuk dalam percobaan ini yang membantu meramalkan arah tge induksi dan arah arus induksi.
1.2. Rumusan Masalah
Permasalahan dalam percobaan ini adalah bagaimana membuktikan hukum induksi faraday melalui pengukuran ketergantungan tegangan induksi dari kepadatan arus, luas induksi, kecepatan induksi dan pengaplikasian hukum faraday pada listrik
1.3 Tujuan
1. Mahasiswa dapat memahami bunyi hukum faraday
2. Mengetahui akibat yang ditimbulkan oleh medan magnet berdasarkan hukum faraday
BAB II
PEMBAHASAN 2.1. Apa itu hukum Faraday
Hukum Faraday adalah serangkaian hukum-hukum elektromagnetik yang dirumuskan oleh fisikawan Inggris bernama Michael Faraday. Hukum Faraday menjelaskan hubungan antara medan magnet dengan arus listrik yang diinduksi.
Jenis Hukum Faraday
Hukum Induksi Faraday pertama:
Hukum faraday ini menyatakan bahwa arus listrik yang diinduksi dalam suatu rangkaian tertutup sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang melintasinya. Dalam kata lain, jika fluks magnetik yang melintasi suatu kawat atau rangkaian berubah, maka akan ada arus listrik yang diinduksi dalam rangkaian tersebut.
Hukum Induksi Faraday kedua:
Hukum faraday ini menyatakan bahwa besarnya gaya elektromotorik (EMF) yang diinduksi dalam suatu rangkaian tertutup sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang melintasinya. Gaya elektromotorik adalah gaya yang mendorong terjadinya arus listrik dalam rangkaian.
Hukum Lenz:
Hukum faraday ini merupakan konsekuensi dari hukum Faraday yang menyatakan bahwa arah arus listrik yang diinduksi akan selalu berlawanan dengan perubahan fluks magnetik yang menyebabkannya. Dengan kata lain, arah arus listrik yang diinduksi akan selalu berusaha untuk menghasilkan fluks magnetik yang berlawanan dengan perubahan yang menyebabkannya.
Prinsip Hukum Faraday Induksi Elektromagnetik:
Prinsip dasar Hukum Faraday adalah bahwa perubahan dalam fluks magnetik yang melintasi suatu konduktor (seperti kawat) akan menghasilkan arus listrik yang diinduksi dalam
konduktor tersebut. Dengan kata lain, jika ada perubahan dalam medan magnet yang melintasi kawat, akan ada arus listrik yang dihasilkan dalam kawat tersebut.
Perubahan Fluks Magnetik:
Hukum Faraday menyatakan bahwa arus listrik yang diinduksi bergantung pada laju perubahan fluks magnetik. Fluks magnetik adalah jumlah medan magnet yang melintasi suatu luas tertentu dalam suatu waktu tertentu. Jika fluks magnetik melalui suatu konduktor berubah, baik karena perubahan medan magnet atau perubahan posisi konduktor terhadap medan magnet, maka akan ada arus listrik yang diinduksi dalam konduktor tersebut.
Hukum Lenz:
Prinsip hukum faraday Lenz merupakan prinsip tambahan yang terkait dengan Hukum Faraday.
Prinsip ini menyatakan bahwa arus listrik yang diinduksi akan selalu berusaha untuk menghasilkan fluks magnetik yang berlawanan dengan perubahan yang menyebabkannya.
Dengan kata lain, arah arus listrik yang diinduksi akan selalu berlawanan dengan perubahan medan magnet yang menyebabkannya. Prinsip Lenz menunjukkan konservasi energi dan mengikuti hukum tindakan dan reaksi.
Bunyi Hukum Faraday
“Perubahan fluks magnetik melalui suatu kawat menghasilkan arus listrik yang diinduksi dalam kawat tersebut.”
“Besarnya gaya elektromotorik (EMF) yang diinduksi dalam suatu rangkaian tertutup sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang melintasinya.”
“Arah arus listrik yang diinduksi selalu berlawanan dengan perubahan fluks magnetik yang menyebabkannya (prinsip Lenz).”
2.2. Contoh peneraoan hukum faraday
Penerapan hukum faraday pertama adalah generator listrik merupakan salah satu penerapan utama Hukum Faraday. Prinsip kerja generator listrik adalah menghasilkan arus listrik melalui induksi elektromagnetik. Perputaran kumparan dalam medan magnet menghasilkan perubahan fluks magnetik yang kemudian menginduksi arus listrik dalam kumparan.
Transformator
Penerapan hukum faraday kedua adalah transformator adalah perangkat yang digunakan untuk mengubah tegangan listrik dari satu tingkat ke tingkat lainnya.
Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Perubahan arus listrik dalam satu kumparan menghasilkan perubahan fluks magnetik, yang kemudian menginduksi arus listrik dalam kumparan lainnya.
Mikrofon
Penerapan hukum faraday ketiga adalah mikrofon adalah perangkat yang mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik. Di dalam mikrofon, suara yang diubah menjadi getaran mekanik akan mengubah fluks magnetik dalam kumparan yang terdapat di dalamnya. Perubahan fluks magnetik tersebut kemudian menginduksi arus listrik yang mewakili sinyal suara.
Motor Listrik
Penerapan hukum faraday keempat adalah motor listrik menggunakan prinsip kerja yang berlawanan dengan generator listrik. Pada motor listrik, arus listrik yang mengalir dalam medan magnet menghasilkan gaya yang mendorong rotasi rotor.
Prinsip ini berdasarkan hukum Faraday dan prinsip Lenz.
Induksi Elektromagnetik dalam Teknologi Nirkabel
Hukum Faraday juga digunakan dalam teknologi nirkabel seperti pengisian daya nirkabel dan komunikasi induksi. Perubahan medan magnet yang dihasilkan oleh pengirim menginduksi arus listrik dalam perangkat penerima, yang kemudian dapat digunakan untuk mengisi daya atau mentransmisikan data.
Elektrolisis
Hukum Faraday juga berhubungan dengan elektrolisis, yaitu proses kimia di mana reaksi redoks dipicu oleh arus listrik yang melewati larutan elektrolit. Hukum Faraday digunakan untuk menghubungkan jumlah bahan yang terurai atau terbentuk dengan jumlah arus listrik yang lewat selama elektrolisis
.
2.3. Prinsip kerja hukum faraday
Michael Faraday melihat setiap atom yang diperoleh dibawa oleh satu mol elektron, hal ini diamatinya selama proses elektrolisis. Hasilnya ditemukan konstanta yang bermanfaat untuk menghitung besaran muatan yang terdapat di dalam satu mol elektron. Mempermudah dalam menghitung stoikiometri menjadi salah satu manfaat yang didapat.
Terdapat konstanta Faraday yang dipakai untuk menghitung besarnya muatan yang terdapat di dalam satu mol elektron. Konstanta Faraday memudahkan proses perhitungan stoikiometri elektrolisis dan dampaknya membuat konstanta Faraday memungkinkan dalam melakukan perhitungan stoikiometri tanpa harus memperhitungkan muatan elektron di setiap saat.
Konstanta Faraday disimbolkan dengan F dan memiliki nilai seperti berikut, F adalah L/Mol x muatan elektron atau elektron, F adalah (6,02214 x 10^23 elektron/mol) x (1,6022 x 10^-19 C/elektron) dan F adalah 96.500 C. Setelah itu pemahaman selanjutnya terkait Faraday adalah pembagian hukum ini yang dibedakan menjadi dua jenis.
Pada dasarnya hukum Faraday dipakai dalam melakukan hipotesis atau prediksi terkait bagaimana suatu medan magnet mampu berinteraksi dengan rangkaian listrik. Berguna memunculkan gaya gerak listrik atau disebut dengan induksi elektromagnetik. Hukum Faraday dibagi menjadi dua jenis, yakni Hukum Faraday I dan Faraday II.
Hukum Faraday I
Hukum Faraday I menyatakan jika suatu massa zat yang dilarutkan atau diendapkan akan berbanding lurus dengan muatan yang dilewati dalam sel dan massa ekivalen dari zat tersebut. Hukum Faraday I berbunyi sebagai berikut, massa zat yang didapat pada elektroda ketika proses elektrolisis sebanding dengan jumlah muatan listrik yang mengalir.
Dari bunyi hukum di atas dapat dilihat bahwa massa produk yang disimbolkan dengan W, diendapkan atau dilarutkan pada elektroda akan semakin banyak. Bertambah banyaknya jumlah massa itu beriringan dengan peningkatan pada muatan listrik yang disimbolkan dengan Q yang digunakan, sehingga dapat disimpulkan bahwa W = Q, rumus hukum Faraday I adalah W = e . i . t/F.
W adalah massa zat yang dihasilkan dengan ketentuan gram.
e adalah ekuivalen.
i adalah kuat arus dengan ketentuan ampere.
t adalah waktu dengan ketentuan sekon.
F adalah tetapan Faraday yakni 96.500 Coulomb/mol.
Hukum Faraday II
Hukum Faraday II memiliki poin yang sangat menarik, di mana hukum ini berlaku pada dua sel elektrolisis dengan kepemilikan zat berbeda. Adanya jumlah zet produk elektrolisis yang berbeda sehingga memunculkan berbanding lurus dengan massa ekuivalen dari zat-zat yang ada tersebut, dalam memahami hal ini sesuai dengan bunyi hukum Faraday II.
Bunyi hukum Faraday II adalah massa zat yang dihasilkan dalam suatu elektroda yang muncul selama elektrolisis (W) berbanding lurus dengan massa ekuivalen (e) dari zat tersebut. Jika sebagian sel elektrolisis disusun berdasarkan seri atau arus listrik dalam jumlah yang sama termasuk jumlah muatan listrik yang sama juga.
Sehingga akan memunculkan perbandingan massa zat-zat yang diperoleh menjadi sama dengan perbandingan massa ekuivalen masing- masing zat. Rumus hukum Faraday II adalah W1 / W2 = e1 / e3, W1 adalah massa zat 1 (gram), W2 adalah massa zat 2 (gram), ei adalah ekuivalen zat 1 dan e2 adalah ekuivalen zat 2.
Penjelasan ini menegaskan jika memang adanya penerapan hukum ini dipakai untuk memperhitungkan aspek kuantitatif zat-zat yang terlibat dalam reaksi di dalam sel elektrolisis. Selain itu faraday juga merupakan suatu hukum mengenai induksi elektromagnetik setelah dilakukannya percobaan mengenai bagaimana medan magnet melakukan induksi terhadap suatu arus listrik
2.4. CONTOH PERCOBAAN
2.4.1 ALAT DAN BAHAN
1. Pisau 2. Gunting 3. Magnet 4. Kumparan 5. Kabel 6. Lampu 7. Multitester
Adapun fungsi dari masing2 alat yaitu 1.kumparan
Sebagai Media merambat arus listrik serta mempengaruhi intensitas energi listrik yang dihasilkan
2.Magnet
sebagai Penghasil gaya gerak listrik 3.Kabel
Sebagai media penghantar arus listrik 4.Bola lampu
Media apakah energi dapat menyalakan lampu atau tidak 5.Multitester
Mengukur arus listrik yang dapat dihasilkan
2.4.2 LANGKAH KERJA 1.Rangkai semua alat
Seperti pada gambar percobaan berikut
2.Hidupkan multitester dan arahkan ke arus DC 3. Arahkan adaptor pada kabel
4. Dekatkan dan gerakkan magnet pada kumparan 5. kemudian akan muncul data pada multitester Pada percobaan ini didapatkan kurang dari 1 volt
2.4.3. KESIMPULAN PERCOBAAN
Ketika magnet digesek atau dilakukan gerakan pada kumparan akan menghasilkan tegangan dimana tegangan yang dihasilkan rendah akibat nya tegangan yang terlalu rendah tidak mampu menghidupkan lampu tersebut
BAB III PENUTUP
1.1. Kesimpulan
Hukum Faraday adalah hukum yang menjelaskan tentang hubungan antara
jumlah listrik yang digunakan dengan massa zat yang dihasilkan, baik di katode maupun anode pada proses elektrolisis. Hukum ini ditemukan oleh Michael Faraday, seorang ahli kimia dan fisika asal Inggris pada tahun 1834. Itulah mengapa, hukum ini dinamakan hukum Faraday, sesuai dengan nama penemunya.
Hukum Faraday ini menjadi salah satu hukum yang memiliki sumbangsih yang besar terhadap kemajuan listrik.
DAFTAR PUSTAKA
Zemansky, Sears. 2000. “Fisika Universitas edisi 10 jilid 2”. Jakarta : Erlangga
Haliiday, David. 2003. “Fundamental of Physics”. United States of America : John Wiley and Sons. Inc
Tipler, Paul A. 2008. “ Physics for Scientist and Engineers volume 2”. New York : WH.
Freeman and Company
Dosen – Dosen Fisika. 2010. “ Fisika II”. Surabaya : -
