Induksi Elektromagnetik : Pengertian, Penerapan, dan Rumus Beserta Contoh Soalnya Secara Lengkap

Posted on

Induksi Elektromagnetik : Pengertian, Penerapan, dan Rumus Beserta Contoh Soalnya Secara Lengkap – Tahukah anda apa yang dimaksud dengan Induksi Elektromagnetik ??? Jika anda belum mengetahuinya anda tepat sekali mengunjungi gurupendidikan.com. Karena pada kesempatan kali ini akan membahas tentang pengertian Induksi Elektromagnetik, penerapan Induksi Elektromagnetik, dan rumus Induksi Elektromagnetik beserta contoh soalnya secara lengkap. Oleh karena itu marilah simak ulasan yang ada dibawah berikut ini.

induksi elektromagnetik

Pengertian Induksi Elektromagnetik

Induksi Elektromagnetik adalah peristiwa timbulnya arus listrik akibat adanya perubahan fluks magnetic. Fluks magnetic adalah banyaknya garis gaya magnet yang menembus suatu bidang.

Seorang ilmuwan dari Jerman yang bernama Michael Faraday memiliki gagasan bahwa medan magnet dapat menghasilkan arus listrik. Pada tahun 1821 Michael Faraday membuktikan bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Galvanometer merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya arus listrik yang mengalir. 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.

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 gejala kemagnetannya, maka GGL induksi yang timbul juga semakin besar.


Penerapan Induksi Elektromagnetik

Induksi elektromagnetik digunakan pada pembangkit energi listrik. Pembangkit energi listrik yang menerapkan induksi elektromagnetik adalah generator dan dinamo.

1. Generator

Generator dibedakan menjadi dua, yaitu generator arus searah (DC), dan generator arus bolak-balik (AC). Genarator AC sering disebut alternator. Ciri generator AC menggunakan cincin ganda, sedangkan ciri generator DC menggunakan cincin belah (komutator). Bagian generator yang berputar disebut rotor, sedangkan bagian generator yang tidak berputar disebut stator.

2. 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 dynamo arus bolak-balik menggunakan cincin ganda (dua cincin).


Rumus  Induksi Elektromagnetik

1. Fluks Magnet
Fluks magnet diartikan sebagai perkalian antara medan magnet B (baca: medan magnet) dengan luas bidang A yang letakknya tegak lurus dengan induksi magnetnya. Secara matematis rumus fluks adalah

Φ = BA

fluks magnet

Faktanya, induksi magnet B tidak selalu tegak lurus pada bidang, bisa membentuk sudut tertentu. Misalkan ada sebuah induksi medan magnet yang membentuk sudut teta dengan garis normal maka besarnya fluks magnet yang dihasilkan adalah

Φ = BA cos θ

Φ = Fluks magnet
B = induksi magnet
A = luas bidang
θ = sudut antara arah induksi magnet B dengan arah garis normal bidang

Hukum Faraday
Hasil percobaan yang dilakukan faraday menghasilkan sebuah hukum yang berbunyi :

  • Bila jumlah fluks magnet yang memasuki suatu kumparan berubah, maka pada ujung-ujung kumparan timbul gaya gerak listrik induksi (ggl induksi)
  • Besarnya gaya gerak listrik induksi bergantung pada laju perubahan fluks dan banyaknya lilitan.

Secara matematis ggl yang dihasilkan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus

ε = -N (ΔΦ/Δt)

(tanda negatif menunjukkan arah induksi)

dengan

ε = ggl induksi (volt)
N = jumlah lilitan
ΔΦ/Δt = laju perubahan fluks magnet

dari rumus di atas, untuk menimbulkan perubahan fluks magnet agar menghasilkan ggl induksi dapat dilakukan dengan beberapa cara antara lain:

  • memperbesar perubahan induksi magnet B
  • memperkecil luas bindang A yang ditembus oleh medan magnet.
  • memperkecil sudut

2. Hukum Lenz
Hukum Lenz berbunyi “arus induksi akan muncul di dalam arah yang sedemikian rupa sehingga arah induksi menentang perubahan yang dihasilkan. Dengan kata lain, arah arus induksi yang terjadi dalam suatu penghantar menimbulkan medan magnet yang menentang penyebab perubahan medan magnet tersebut”. Perhatikan gambar di bawah ini

hukum lentz

Berdasarkan gambar di atas,

  • arah v merupakan arah dari penyebab perubahan
  • arah gaya lorentz FL akan selalu berlawanan dengan arah v
  • dengan menggunakan aturan tangan kanan, maka diperoleh arah I dari P ke Q

Rumus Hukum Lenz

ε = B. l v

GGL Induksi Diri (Hukum Henry)
Apapbila arus yang mengalir pada suatu penghantar berubah setiap waktu maka pada penghantar tersebut kan terjai ggl induksi diri dan oleh Josep Henry dirumuskan sebagai:

ε = -L (dI/dt)

dengan:

ε = ggl induksi diri (volt)
L = induktansi diri
dI/dt = besarnya perubahan arus tiap satuan waktu (A/s)

Induksi diri (L) adalah ggl yang terjadi dalam suatu penghantar dan terterjadi perubahan kuat arus 1 A setiap detiknya. Besarnya induksi diri pada sebuah penghantar dirumuskan:

L = NΦ/I

dengan:
L = induktansi diri
N = jumlah lilitan kumparan
Φ = fluks magnet (Wb)
I = kuat arus


Contoh Soal Induksi Elektromagnetik

1. Sebuah kumparan dengan jumlah lilitan 100 dalam waktu 0,01 detik menimbulkan perubhan fluks magnet sebesar 10-4 Wb, berapat ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung kumparan tersebut?

a. 1 Volt c. 50 Volt E. 300 Volt
b. 5 Volt d. 7,5 Volt

Pembahasan

Diketahui
N = 100 lilitan
dΦ /dt = 10-4 Wb/ 0,01 s = 10-2 Wb/s
ε = -N (dΦ/dt)
ε = – 100 (10-2)
ε = -1 volt
(tanda negatif hanya menunjukkan arah arus induksi)

Jadi total ggl induksi elektromagnet yang dihasilkan di ujung-ujung kumparan tersebut 1 Volt

Itulah ulasan tentang Induksi Elektromagnetik : Pengertian, Penerapan, dan Rumus Beserta Contoh Soalnya Secara Lengkap Semoga apa yang diulas diatas bermanfaat. sekian dan terimakasih. 

Baca juga refrensi artikel terkait lainnya disini :