Induksi elektromagnetik atau pengaruh elektromagnetik terjadi apabila suatu kawat penghantar bergerak melewati medan magnet.
Ketika kawat penghantar sedang bergerak memotong medan magnet, akan timbul beda potensial induksi diantara ujung-ujung kawat penghantar. Namun apabila kawat penghantar berhenti bergerak, beda potensialnya pun menjadi hilang.
Beda potensial yang dihasilkan pada ketika kawat bergerak memotong medan magnet, kemudian akan menghasilkan suatu gaya yang disebut gaya gerak listrik induksi (GGL induksi).
Kemudian apabila ujung-ujung kumparan tersebut diberikan beban (hambatan), maka arus listrik yang mengalir dinamakan arus induksi.
Beda potensial yang dihasilkan pada ketika kawat bergerak memotong medan magnet, kemudian akan menghasilkan suatu gaya yang disebut gaya gerak listrik induksi (GGL induksi).
Kemudian apabila ujung-ujung kumparan tersebut diberikan beban (hambatan), maka arus listrik yang mengalir dinamakan arus induksi.
Adapun cara lain untuk menghasilkan gaya gerak listirik induksi (GGL), yaitu dengan cara menggerakan magnet disekitar kumparan, atau sebaliknya yaitu menggerakan kumparan disekitar magnet.
Pada ketika magnet atau kumparan sedang bergerak, tegangan pengaruh akan dihasilkan pada kedua ujung kumparan. Tegangan pengaruh tersebut akan berhenti apabila magnet atau kumparannya berhenti bergerak.
Pada ketika magnet atau kumparan sedang bergerak, tegangan pengaruh akan dihasilkan pada kedua ujung kumparan. Tegangan pengaruh tersebut akan berhenti apabila magnet atau kumparannya berhenti bergerak.
A. Hukun Faraday Tentang Induksi Elektromagnet.
Setelah melaksanakan sejumlah percobaan dengan induksi elektromagnet, Faraday memperoleh kesimpulan bahwa suatu GGL induksi sanggup dinaikan jumlah tegangannya.
Yaitu dengan cara :
Yaitu dengan cara :
- Memperkuat daya medan magnet
- Menambah jumlah lilitan kumparan
- Menambah kecepatan gerak magnet atau kumparan
Ketiga cara tersebut dirangkum oleh Faraday dengan menyampaikan bahwa :
"Gaya gerak listrik induksi yang dihasilkan oleh suatu kumparan sebanding dengan kecepatan perubahan fluks magnet"
Fluks magnet ialah jumlah garis-garis magnet yang menembus suatu bidang. Satuan fluks magnet ialah weber.
Pada suatu kawat melingkar, fluks magnet yang menembus bulat kawat sanggup dihitung dengan cara mengalikan rapat fluks magnet (kuat medan magnet B, satuannya tesla) dengan luas bulat kawat tersebut.
Sehingga tegangan (GGL induksi) yang dihasilkan suatu kawat melingkar sanggup dihitung dengan rumus :
Sehingga tegangan (GGL induksi) yang dihasilkan suatu kawat melingkar sanggup dihitung dengan rumus :
Keterangan :
ε = ggl induksi (volt)
N = banyaknya lilitan kumparan
ΔΦB = perubahan fluks magnetik (weber)
Δ t = selang waktu (s)
Disamping dengan cara menggerakan magnet di sekitar kumparan, GGL induksi elektromagnetik juga sanggup pula dihasilkan dengan cara mendekatkan suatu kumparan ke erat elektromagnet yang kekuatannya berubah-ubah.
Kekuatan magnet yang berubah-ubah tersebut dihasilkan dari suatu elektromagnet yang mendapatkan arus yang berubah-ubah.
Kekuatan magnet yang berubah-ubah tersebut dihasilkan dari suatu elektromagnet yang mendapatkan arus yang berubah-ubah.
Gaya gerak listrik (GGL) yang dihasilkan dengan cara menggerakan magnet di sekitar kumparan atau sebaliknya menggerakan kumparan di sekitar magnet, merupakan prinsip yang dipakai pada dinamo dan generator listrik.
Sedangkan gaya gerak listrik (GGL) yang dihasilkan dengan cara mendekatkan suatu kumparan ke elektromagnet yang kekuatannya berubah-ubah, merupakan prinsip yang dipakai pada transformator dan induktor.
B. Hukum Lenz Tentang Arah Arus Induksi Elektromagnetik.
Faraday telah berhasil menjelaskan faktor-faktor yang menghipnotis besarnya tegangan listrik induksi yang dihasilkan oleh ujung-ujung kawat pada kumparan.
Kemanakah arah arus yang mengalir dalam suatu kumparan? Hal ini dijelaskan lebih jauh oleh Lenz.
Kemanakah arah arus yang mengalir dalam suatu kumparan? Hal ini dijelaskan lebih jauh oleh Lenz.
Hukum Lenz menyatakan bahwa:
“GGL induksi selalu membangkitkan arus yang medan magnetnya berlawanan dengan asal perubahan fluks”.
Perubahan fluks yang terjadi akan menginduksi GGL dan mengakibatkan arus di dalam suatu kumparan, dan arus induksi ini membangkitkan medan magnet itu sendiri
Ketika suatu kumparan mengalami perubahan fluks magnet, maka dihasilkan kutub-kutub listrik (positif dan negatif) pada kawat kumparan yang demikian, sehingga kumparan tersebut akan menghasilkan medan magnet yang melawan perubahan fluks magnet yang dialami.
Atau dengan kata lain kumparan tersebut akan menghasilkan medan magnet yang melawan gerak kutub magnet didekatnya.
Atau dengan kata lain kumparan tersebut akan menghasilkan medan magnet yang melawan gerak kutub magnet didekatnya.
Latihan Soal 1
- Jelaskan apa yang dimaksud dengan GGL induksi!
- Jelaskan apa yang dimaksud dengan arus induksi!
- Jelaskan apa yang terjadi pada kumparan apabila suatu magnet membisu dan berada di tengah-tengah kumparan!
- Jelaskan apa yang terjadi pada kumparan apabila di dekatnya terdapat magnet batang yang bergerak-gerak!
- Jelaskan apa yang dimaksud dengan induksi elektromagnet!
C. Generator.
 |
| Sumber : Defaka.com |
Sebagaimana telah dijelaskan pada cuilan sebelumnya, GGL induksi sanggup dihasilkan oleh ujung-ujung kawat kumparan apabila kumparan tersebut bergerak disekitar medan magnet, atau disekitar kumparan tersebut terdapat magnet yang bergerak-gerak.
Alat-alat yang bekerja dengan prinsip ini diantaranya ialah generator listrik dan dinamo
Alat-alat yang bekerja dengan prinsip ini diantaranya ialah generator listrik dan dinamo
Cara kerja generator listrik intinya ialah kebalikan dari cara kerja motor listrik, lantaran secara umum generator listrik hanya berupa kumparan yang diputar memotong flluks magnet.
Ketika kedudukan kumparan horizontal, kumparan akan memotong fluks magnet dengan cepat, sehingga dihasilkan GGL induksi yang cukup tinggi.
Dan ketika kedudukan kumparan vertikal, kumparan sangat sedikit memotong fluks magnet, sehingga dihasilkan GGL induksi yang relatif kecil.
Dan ketika kedudukan kumparan vertikal, kumparan sangat sedikit memotong fluks magnet, sehingga dihasilkan GGL induksi yang relatif kecil.
Dengan demikian, generator listrik diatas akan menghasilkan arus bolak-balik (AC=Alternating Current). Arah arus listrik AC akan berbalik setiap setengah putaran generator.
Sedangkan generator arus searah (DC=Direct Current) memiliki prinsip yang hampir sama dengan generator arus bolak-balik. Akan tetapi generator arus searah (DC) memakai cincin belah (komutator) untuk membalik arah arus induksi.
Meski dihasilkan arah arus yang searah, namun GGL induksi pada generator arus searah tetap berfluktuasi (tidak rata). Pada pembentukan GGL induksi pada generator arus searah dengan memakai cincin belah, maka sikat sebelah kiri selalu memperoleh kutub negatif, dan sebelah kanan selalu memperoleh kutub positif.
Meski dihasilkan arah arus yang searah, namun GGL induksi pada generator arus searah tetap berfluktuasi (tidak rata). Pada pembentukan GGL induksi pada generator arus searah dengan memakai cincin belah, maka sikat sebelah kiri selalu memperoleh kutub negatif, dan sebelah kanan selalu memperoleh kutub positif.
Generator arus bolak-balik dan generator arus searah memiliki beberapa kelemahan, yaitu memiliki prosedur yang rumit lantaran harus memakai cincin dan sikat, juga tabrakan antara cincin dan sikat yang sanggup menghambat arus induksi.
D. Dinamo
 |
| Sumber : bukalapak.com |
Dinamo merupakan bentuk lain dari generator listrik. Dinamo merupakan salah satu komponen listrik yang memakai prinsip induksi elektromagnetik, dimana pada dinamo, magnet berputar diantara kumparan, sehingga dinamo tidak memerlukan cincin dan sikat didalamnya.
Dengan tidak adanya cincin dan sikat ini, maka akan menciptakan dinamo selalu menghasilkan arus bolak-balik (AC).
Dengan tidak adanya cincin dan sikat ini, maka akan menciptakan dinamo selalu menghasilkan arus bolak-balik (AC).
Sesuai dengan aturan Faraday mengenai induksi elektromagnetik, maka GGL induksi yang dihasilkan oleh generator dan dinamo sanggup dinaikan dengan cara :
- Menambah jumlah lilitan pada kumparan.
- Mempercepat putaran generator.
- Menggunakan magnet tetap yang kuat.
- Menyisipkan inti besi lunak ke dalam kumparan.
Latihan 2
- Jelaskan perbedaan antara generator arus bolak-balik dengan generator arus searah!
- Jelaskan perbedaan antara generator dengan dinamo!
- Jelaskan mengapa generator dan dinamo menghasilkan arus yang berfluktuasi!
- Jelaskan cara-cara biar diperoleh GGL induksi yang lebih besar pada generator dan dinamo!
- Jelaskan fungai komutator pada generator arus searah.
E. Transformator.
Sebagaimana telah dijelaskan pada cuilan sebelumnya, GGL induksi sanggup pula dihasilkan dengan cara mendekatkan suatu kumparan pada suatu elektromagnet yang kekuatannya berubah-ubah.
Elektromagnet tersebut dihasilkan oleh kumparan lain yang diberi arus bolak-balik. Hal ini menjadi prinsip kerja dari transformator.
Elektromagnet tersebut dihasilkan oleh kumparan lain yang diberi arus bolak-balik. Hal ini menjadi prinsip kerja dari transformator.
Transformator ialah alat yang bermanfaat untuk mengubah jumlah tegangan arus bolak-balik (AC). Transformator listrik banyak dipakai di perusahaan besar atau kecil lantaran dipakai untuk mentransmisikan daya listrik ke daerah yang jauh, alasannya ialah akan lebih efisien bila dipakai pada tegangan listrik yang sangat tinggi.
Untuk itu, tegangan yang dihasilkan generator listrik sanggup dinaikan dengan memakai transformator step up (penaik tegangan).
Namun pada penggunaan industri dalam rumah tangga, akan lebih kondusif bila memakai tegangan yang rendah. Untuk itu tegangan diturunkan kembali dengan transformator step down (penurun tegangan).
Untuk itu, tegangan yang dihasilkan generator listrik sanggup dinaikan dengan memakai transformator step up (penaik tegangan).
Namun pada penggunaan industri dalam rumah tangga, akan lebih kondusif bila memakai tegangan yang rendah. Untuk itu tegangan diturunkan kembali dengan transformator step down (penurun tegangan).
Transformator intinya terdiri atas dua kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.
Kumparan primer berfungsi menghasilkan elektromagnet yang kekuatannya berubah-ubah bagi kumparan sekunder. Untuk itu kumparan primer harus diberi tegangan arus bolak-balik terlebih dahulu.
Setelah kumparan sekunder mendapatkan elektromagnet dengan kekuatan yang berubah-ubah dari kumparan primer, timbul GGL induksi pada kedua ujung kawat kumparan sekunder tersebut. Dengan demikian transformator hanya sanggup bekerja apabila kumparan primer diberi arus bolak-balik saja.
Kumparan primer berfungsi menghasilkan elektromagnet yang kekuatannya berubah-ubah bagi kumparan sekunder. Untuk itu kumparan primer harus diberi tegangan arus bolak-balik terlebih dahulu.
Setelah kumparan sekunder mendapatkan elektromagnet dengan kekuatan yang berubah-ubah dari kumparan primer, timbul GGL induksi pada kedua ujung kawat kumparan sekunder tersebut. Dengan demikian transformator hanya sanggup bekerja apabila kumparan primer diberi arus bolak-balik saja.
Pada transformator step up (penaik tegangan), jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak dari jumlah lilitan kumparan sekundernya. Sebaliknya pada transformator step down (penurun tegangan), jumlah lilitan kumparan sekundernya lebih sedikit dibandingkan jumlah lilitan kumparan primernya.
Sedangkan untuk mengetahui naik dan turunnya tegangan ditentukan oleh perbandingan antara jumlah lilitan kumparan primer dengan jumlah lilitan kumparan sekunder.
0 Komentar untuk "Pengertian Induksi Elektromagnetik Beserta Contoh-Contohnya"