Induksi Elektromagnetik

Induksi Elektromagnetik

Hukum Faraday menyatakan bahwa besar ggl (gaya gerak listrik) induksi pada suatu kumparan bergantung pada jumlah lilitan dan kecepatanperubahan fluks magnetik.

GGL induksi dinyatakan dengan rumus:

	atau
= besar ggl (gaya gerak listrik)
N = jumlah lilitan

Untuk menyatakan arah arus induksi, Lenz menyatakan bahwa ggl induksi yang timbul karena merupakan perlawanan terhadap perubahan fluks yang terjadi sehingga harus diberi tanda negatif.

Dengan demikian persamaan GGL induksi menjadi

atau

dinamakan kecepatan perubahan fluks magnetik dengan satuan weber/

Selanjutnya perubahan fluks dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu:

1.	Mengubah besar medan magnet B seperti pada transformator, solenoida atau toroida, sehingga persamaan ggl induksi menjadi:
		atau

	N A	= jumlah lilitan = luas penampang kumparan = sudut antara medan magnet dengan normal permukaan kumparan
		= kecepatan perubahan medan magnet
	Perubahan medan magnet B pada transformator karena perubahan arus listrik yang melewati kumparan primer. Akibatnya timbul ggl induksi pada kumparan sekunder. Contoh soal: Medan magnet B = (2t - t2) tesla, menembus tegak lurus bidang kumparan yang memiliki 1000 lilitan dan luas penampang 10 cm2. Berapa bedar ggl induksi pada saat t=10 s? Jawab: Diketahui:
	A	= 10 cm2 = 10 x 10-4m2
	B	= (2t - t2) tesla
	N	= 1000
	t	= 10 s
	Oleh karena B tegak lurus bidang, maka  dan , sehingga
	Maka:

2.	Mengubah besar luas penampang seperti gambar berikut , sehingga persamaan ggl induksi menjadi:
	Ketika kawat PQ yang panjangnya  bergerak ke kanan sejauh ds, maka perubahan luas penampang yang terjadi . Sudut antara medan magnet dengan luas penampang adalah atau . Dengan demikian persamaan ggl induksi menjadi
			atau
	= besar ggl (volt) N = jumlah lilitan  = panjang kawat (m) v = kecepatan gerak kawat (m/s)
	Contoh soal: Perhatikan kawat berikut bergerak ke kanan dengan kecepatan 5 m/s.
	Jika panjang kawat 10 cm, kuat medan magnet 100 tesla: a. Berapa ggl yang terjadi pada kawat? b. Ujung mana yang potensialnya lebih tinggi? Jawab: Diketahui:
	v	= 5 m/s
	l	= 10 cm = 0,1 m
	B	= 100 tesla
	a.	Besar ggl induksi: (tanda negatif dihilangkan untuk menghitung besar ggl)
	Arah arus diperoleh dengan menggunakan aturan tangan kiri seperti gambar: Sementara itu arah gaya Lorentz (F) pada kawat ke kiri ketika bergerak ke kanan sesuai hukum Lenz yang menyatakan timbul reaksi berlawanan arah akibat adanya perubahan medan magnet.
3.	Memutar kumparan dengan kecepatan sudut  seperti terjadi pada generator, sehingga persamaan ggl induksi menjadi:
			atau
	N = jumlah lilitan B = kuat medan magnet A = luas penampang kumparan w = kecepatan putaran
	Contoh Soal: Sebuah generator dengan kumparan 5000 lilitan dan luas penampang 100 cm2. Kumparan berputar  dengan frekuensi 50 Hz. Generator menggunakan magnet dengan kuat medan 1000 tesla. Berapa besal ggl maksimum generator? Jawab: Diketahui:
	N	= 5000
	A	= 100 cm2 = 0,01 m2
	f	= 50 Hz
	B	= 1000 tesla