INDUKSI ELEKTROMAGNETIK


Induksi Elektromagnetik



Sebelum mempelajari induksi elektromagnetik kita harus mengetahui dahulu fluks magnet yaitu besarnya induksi magnet (medan magnet) yang menembus suatu daerah.
Fluks magnet dapat dihitung dengan rumus :



Induksi Elektromagnetik adalah peristiwa dihasilkannya GGL Induksi jika terjadi perubahan fluks magnet dalam suatu daerah yang dibatasi oleh suatu kawat penghantar.
Besarnya GGl Induksi dapat dihitung dengan rumus :

T
Turunan rumusan dapat diubah menjadi 


Arah arus induksi dapat ditentukan dengan aturan yang dikemukakan oleh Lent yaitu arah arus induksi sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan medan magnet yang yang arahnya melawan perubahan yang yang menimbulkannya.


Induksi diri



Jika kumparan seperti pada gambar dibawah dihubungkan dengan sumber listrik (V) dan saklar terputus, maka tidak akan ada arus listrik yang mengalir dalam kumparan, tetapi ketika saklar dihubungkan, secara spontan dalam kumparan akan mengalir arus listrik dan ini sama artinya dengan timbulnya medan magnet didalam kumparan tersebut. Dengan demikian terjadi juga perubahan fluks magnet dalam kumparan tersebut sehingga antara ujung-ujung kumparan dihasilkan GGL induksi (E). GGL induksi yang dihasilkan dengan cara seperti ini dinamakan GGL Induksi diri, yang besarnya dapat dirumuskan sbb :


Induktansi Induktor

Besar Induktansi sebuah induktor dapat dihitung dengan rumus :


Energi Potensial Pada Kumparan

Besarnya energi yang tersimpan pada sebuah kumparan dapat dihitung dengan menggunakan rumus sbb:



Aplikasi pada Induksi elektomagnetik adalah generator pembangkit listrrik yang akan di bahas pada bab arus bolak balik dan Transformator;
berikut adalah gambaran generator pembangkit, arah putar dapat diputar oleh uap yang dihasilkan dari pembakaran batu bara yang kita kenal dengan PLTU (pembangkit listrik tenaga Uap) bahkan bisa pula dirancang dari PLTN (pembangkit listrik tenaga nuklir), atau putaran tangan diganti dengan PLTA (pembangkit listrik tenaga Air)




selain generator pada penerapan induksi elektromagnetik dapat digunakan sebagai transformator, yang sering kita gunakan dalam kehidupan sehari hari seperti mencas handphone. prinsip kerjanya seperti berikut ini;




terdiri  dari stepdown dan stepup.






Soal No. 1
Kawat PQ panjang 50 cm digerakkan tegak lurus sepanjang kawat AB memotong medan magnetik serba sama 0,02 Tesla seperti pada gambar.

Tentukan : a) besar ggl induksi
 b) kuat arus yang mengalir pada kawat PQ c) arah kuat arus pada kawat PQ d) potensial yang lebih tinggi antara titik P dan Q e) besar gaya Lorentz pada PQ f) arah gaya Lorentz pada PQ g) daya yang diserap hambatan R = 0,02 Ω



Pembahasan
a) besar ggl induksi





b) kuat arus yang mengalir pada kawat PQ


c) arah kuat arus pada kawat PQ

Kaidah tangan kanan untuk arah arus induksi :
- 4 jari = arah medan magnetik (B)
- ibu jari = arah gerak kawat (v)
- telapak tangan = arah arus induksi (i)

Arah arus dari P ke Q ( atau dari Q ke P melalui hambatan R)
d) potensial yang lebih tinggi antara titik P dan Q
Potensial P lebih tinggi dari Q karena arus listrik mengalir dari potensial lebih tinggi ke rendah.


e) besar gaya Lorentz pada PQ

f) arah gaya Lorentz pada PQ

Kaidah tangan kanan untuk menentukan arah gaya Lorentz (gaya magnetik) :
- 4 jari = arah kuat medan maganet (B)
- ibu jari = arah arus listrik (i)
- telapak tangan = arah gaya (F)
Arah gaya F ke kiri (berlawanan dengan arah gerak v)

g) daya yang diserap hambatan R = 0,02 Ω



Soal No. 2
Sebuah kumparan memiliki jumlah lilitan 1000 mengalami perubahan fluks magnetik dari 3 x 10−5 Wb menjadi 5 x 10− 5 Wb dalam selang waktu 10 ms. Tentukan ggl induksi yang timbul!

Pembahasan
Data dari soal :
Jumlah lilitan N = 1000
Selang waktu Δ t = 10 ms = 10 x 10−3 sekon
Selisih fluks Δ φ = 5 x 10− 5− 3 x 10− 5 = 2 x 10− 5 Wb


Soal No. 3
Kumparan dengan 10 lilitan mengalami perubahan fluks magnetik dengan persamaan:
φ = 0,02 t3 + 0, 4 t2 + 5
dengan φ dalam satuan Weber dan t dalam satuan sekon. Tentukan besar ggl induksi saat t = 1 sekon!

Pembahasan
Soal No. 4
Sebuah solenoida yang mempunyai 500 lilitan, dialiri arus searah sehingga timbul fluks magnet sebesar 2 . 10–3 weber. Jika induktansi solenoida 0,4 henry maka arus yang mengalir besarnya...
A. 0,25 ampere
B. 1,5 ampere
C. 2 ampere
D. 2,5 ampere
E. 25 ampere

Pembahasan
Data
Solenoida
N = 500
Δ φ = 2 . 10–3 weber
L = 0,4 H
I =....

Soal No. 5
Seseorang bekerja mereparasi sebuah generator listrik. Kumparan diganti dengan yang baru yang memiliki luas penampang 2 kali lipat dari semula dan jumlah lilitan 1,5 kali dari jumlah semula. Jika kecepatan putar generator diturunkan menjadi 3/4 kali semula, tentukan perbandingan GGL maksimum yang dihasilkan generator dibandingkan sebelum direparasi!

Pembahasan
GGL maksimum yang dihasilkan generator

V = Blv

Perbandingan sesudah direparasi dengan sebelum direparasi