Penjelasan Peristiwa Induksi Elektromagnetik

Posted on

Induksi Elektromagnetik Adalah?☑️ Pengertian, Prinsip, sifat, rumus & Contoh soal peristiwa Induksi Elektromagnetik mengubah energi☑️

Listrik dan magnet merupakan dua hal yang tidak dapat dipisahkan. Seperti yang diketahui bersama, keduanya dapat saling memproduksi satu dan lainnya. Inilah yang dikenal dengan istilah induksi elektromagnetik. Untuk mengetahui lebih lanjut, simak penjelasan berikut ini.

Pengertian Induksi Elektromagnetik

induksi elektromagnetik
Via : Toppr.com

Pengertian Induksi Elektromagnetik adalah Fenomena adanya arus listrik yang dihasilkan oleh tegangan (gaya gerak listrik) akibat dari perubahan medan magnet pada penghantar listrik (kumparan).

Peristiwa Induksi Elektromagnetik pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday pada tahun 1831 yang kemudian diteruskan oleh James Clerk Maxwell dengan memunculkan teori secara matematis sebagai hukum induksi Faraday.

Nilai induksi dapat dihitung menggunakan alat bernama galvanomener.  Galvanomener adalah alat yang digunakan untuk mengukur nilai induksi elektromagnetik yang sudah diakui oleh dunia International.

Jika terjadi induksi, jarum di alat tersebut akan bergerak ke kanan atau kiri. Ini menunjukkan bahwa induksi dan perubahannya merupakan besaran vector yaitu harus mencantumkan arah.

Untuk lebih detail dalam memahami apa yang dimaksud dengan induksi elektromagnetik, simak beberapa point point penting dibawah ini :

  • Fluks magnetik

Sebelum lanjut, anda perlu mengetahui fluks magnet. Ini merupakan istilah untuk menggambarkan garis-garis yang menghubungkan kedua kutub. Fluks juga identic dengan kekuatan magnet itu sendiri.

  • Kumparan dan aliran listrik

Selanjutnya, elektromagnetik terjadi pada kumparan yang diberikan arus listrik. Satu sisi dan lainnya saling berdekatan sehingga menimbulkan gaya tarik menarik. Prinsip dua listrik. Gaya ini mirip seperti magnet bahkan memiliki karakter yang sama.

  • Perubahan fluks dan arah

Induksi elektromagnetik adalah perubahan fluks pada kumparan tersebut karena adanya magnet batang yang digerakkan keluar masuk. Fluks berubah arah, satuan, dan komposisi mengikuti pergerakan tersebut. Perubahan inilah yang akhirnya menyebabkan gerak lalu menjadi energi yang nanti disalurkan kembali sebagai listrik.

Prinsip Induksi Elektromagnetik

rangkaian induksi elektromagnetik
Via : byjus.com

Dalam penelitiannya mengenai Peristiwa Induksi Elektromagnetik mengubah energi menjadi energi listrik, Michael Faraday mengatur kabel konduktor sesuai pengaturan yang bisa anda lihat pada contoh gambar rangkaian diatas.

Terlihat sebuah kabel terpasang ke perangkat untuk mengukur tegangan di sirkuit. Ketika magnet batang digerakkan melalui kumparan, detektor tegangan mengukur nilai tegangan yang ada pada rangkaian tersebut.

Peristiwa Induksi Elektromagnetik Ini terjadi ketika sebuah konduktor ditempatkan dalam medan magnet yang bergerak (saat menggunakan sumber daya AC) atau ketika sebuah konduktor terus-menerus bergerak dalam medan magnet stasioner.

Melalui eksperimennya, ia menemukan bahwa ada faktor-faktor tertentu yang mempengaruhi nilai tegangan pada rangkaian listrik tersebut, yang diantaranya adalah :

  • Jumlah Kumparan: Tegangan induksi berbanding lurus dengan jumlah lilitan/kumparan kawat. Semakin besar jumlah lilitan, semakin besar tegangan yang dihasilkan
  • Medan Magnet: Perubahan yang terjadi pada medan magnet akan mempengaruhi hasil tegangan induksi. Proses Ini dapat dilakukan dengan menggerakkan medan magnet di sekitar konduktor atau menggerakkan konduktor dalam medan magnet.

Dari percobaan peristiwa induksi elektromagnetik diatas, dunia mendapatkan kesimpulan dari teori hukum Faraday yaitu “Jumlah tegangan yang diinduksi dalam sebuah kumparan sebanding dengan jumlah lilitan kumparan dan laju perubahan medan magnet”.

Faktor yang Mempengaruhi Nilai Induksi Elektromagnetik

Prinsip induksi elektromagnetik berdasarkan fluks, gerakan, dan listrik. Semuanya sesuai dengan prinsip induksi yang menggerakkan magnet ke besi secara searah lalu besi akan memiliki sifat magnet.

Gerakan yang sama diterapkan kumparan berlistrik lalu muncul perubahan fluks sehingga ada medan magnet baru. Faktor yang mempengaruhinya adalah sebagai berikut.

  • Kecepatan gerak magnet

Magnet batang yang bergerak cepat keluar masuk kumparan akan menimbulkan perubahan yang drastis sehingga energi juga meningkatkan. Jadi, kecepatan berbanding lurus dengan kekuatan induksi.

  • Jumlah lilitan

Faktor selanjutnya adalah jumlah lilitan. Kumparan yang memiliki lilitan sedikit maka memproduksi fluks yang rendah dan berlaku sebaliknya saat anda memberikan lebih banyak lilitan. Saat magnet lain mulai digerakkan, fluks yang banyak akan menimbulkan perubahan cepat dan lebih besar.

  • Kekuatan magnet

Setiap magnet memiliki kekuatan yaitu kemampuan untuk menarik. Misalnya, anda memiliki dua magnet batang lalu salah satu dibiarkan di luar rumah. Magnet tersebut akan tergerus sifatnya karena terpapar kotoran dan udara. Jadi, magnet yang kuat akan memberikan hasil lebih besar.

Contoh Peralatan yang Memanfaatkan Prinsip Induksi Elektromagnetik

peristiwa induksi elektromagnetik

Untuk mengetahui induksi elektromagnetik lebih dalam, anda perlu mengerti penerapan dan contoh peralatan yang menggunakan sifat induksi elektromagnetik. Simak daftar peralatan yang memanfaatkan prinsip induksi elektromagnetik berikut untuk pemahaman lebih lanjut :

  • Generator

Generator merupakan alat pembangkit listrik yang menggunakan prinsip induksi. Alat ini menggunakan magnet dan kumparan skala besar sehingga mampu memberikan perubahan fluks yang cepat lalu energi bertambah signifikan.

  • Motor listrik

Versi kecil dari generator adalah motor listrik dan dinamo. Prinsip kerjanya sama dengan sebelumnya yaitu mengandalkan gerak lalu muncul energi. Gerak ini berasal dari putaran misalnya anda memasang dinamo di sepeda maka hasil mengayuh menjadi sumber gerak bagi perubahan magnet.

  • Transformator

Induksi juga dipakai untuk mengelola tegangan. Fungsi tersebut diterapkan pada transformator. Dua kumparan saling didekatkan sehingga terjadi gaya tarik menarik secara induksi. Selanjutnya, satu sisi akan menaikkan beda potensial dan sisi lainnya menurunkan. Cara ini dipakai pln untuk membuat tegangan dan daya sesuai dengan kebutuhan masyarakat.

Contoh soal Induksi Elektromagnetik untuk materi ini dapat disimak bab komponen elektronika terutama transformator. Satu lagi yang juga penting adalah mengetahui efisiensi berdasarkan tegangan listrik yang masuk dan kelar serta jumlah lilitan.

  • Induktor

Komponen elektronika yang secara khusus menggunakan prinsip induksi adalah induktor. Sesuai dengan namanya, alat ini berfungsi untuk mengatur tegangan, sinyal, daya termasuk juga meningkatkannya.

Induktor tersebut dipasang langsung pada rangkaian elektronik atau terintegrasi sebagai IC. Tipenya juga bervariasi menyesuaikan kapasitas dan material.

Rumus Induksi Elektromagnetik

rumus induksi elektromagnetik

Untuk menghitung nilai induksi elektromagnetik tentunya anda perlu mengetahui rumusnya. Berdasarkan satuan international, rumus induksi elektromagnetik adalah e = N × dΦ / dt dengan satuan Weber per detik (Wb/s).

Dimana : 

e adalah tegangan induksi (dalam volt)
N adalah jumlah lilitan kumparan
Φ adalah fluks magnet atau jumlah medan magnet di permukaan.
t adalah waktu (dalam detik)

Menurut rumus induksi elektromagnetik yang mengacu pada hukum faraday diatas disebutkan bahwa besarnya induksi elektromagnetik berbanding lurus dengan kerapatan fluks dan jumlah loop yang ada pada konduktor, sehingga didapatkan rumus turunanan gaya gerak induksi (GGL Induksi) yaitu :

rumus ggl induksi

Jika konduktor tidak bergerak pada sudut kanan (90 °) ke medan magnet maka sudut θ°, maka rumus diatas berubah menjadi :

rumus ggl induksi 2

Dimana : 

N adalah Jumlah lilitan
A adalah  Lupas penampang kumparan
θ adalah Sudut antara medan magnet dengan permukaan kumparan
dB/dt adalah kecepatan perubahan medan magnet

Contoh Soal Induksi Elektromagnetik

Soal induksi elektromagnetik kelas 12 dan solusinya akan diuraikan pada bagian berikut ini:

1. Kumparan memiliki lilitan 100 dengan waktu 0,01 detik membuat fluks magnet 10-4 Wb, berapa ggl induksi pada kedua ujung kumparan tersebut?

Pembahasan :

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(-) menunjukkan arah dari arus induksi). Jadi total ggl induksi elektromagnet adalah 1 Volt.

2. Terdapat generator yang memiliki kumparan sebanyak 5000 lilitan dengan luas penampang 100 cm. Pada generator tersebut kumparan berputar dengan frekuensi 50 Hz dengan medan magnet 1000 tesla. Berapakah besar nilai GGL Induksi maksimum pada generator tersebut?

N = 5000
A = 100 cm2 = 0,01 m2
f = 50 Hz atau
B = 1000 tesla

= 5.000.000 atau 5000 kV

3. Sebuah medan magnet Y memiliki nilai (2t – t2) menembus tegak lurus pada kumparan yang menggunakan 1000 lilitan dan memiliki luas penampang 10 cm2. Berapakah nilai GGL Induksi saat waktu t = 10 s?

Pembahasan :

A = 10 cm2 = 10 x 10-4m2
Y = (2t – t2) tesla
N = 1000
t = 10 s

Karena magnet Y menembus bidang tegak lurus, maka A = 90′ dan θ = 0′ sehingga nilai Cos θ = 1 , maka didapatkan :

4. Sebuah Antena melingkar yang terpasang memiliki luas 3 m2. Bidang antena memiliki sudut kemiringan 47º dengan arah medan magnet bumi. Jika besar medan bumi di tempat itu adalah 40773,9 nT, berapakah fluks magnet yang dihubungkan pada antena tersebut?

Pembahasan :

B = 40773.9 nT; θ = 90º  – 47º  = 43°;

A = 3m2

Seperti yang kita ketahui bahwa ΦB = BAcosθ , maka :

Via : brainkart.com

5. Sebuah kumparan tertutup 40 lilitan dan luas 200 cm2, kemudian diputar dalam medan magnet dengan fluks 2 Wb m-2 pada bidang tegak lurus dengan sudut 30º dalam waktu 0,2 detik. Berapakah besar nilai ggl yang diinduksi dalam kumparan tersebut?

Pembahasan :

= 40 turns; B = 2 Wb m-2

= 200 cm2 = 200 ´ 10-4 m2; Maka :

Via : brainkart.com

Dari apa yang telah wiki elektronika paparkan perihal induksi elektromagnetik, anda mengetahui konsep dan rumus serta aplikasinya. Induksi dapat anda coba di rumah dengan lilitan kawat sederhana dan sumber listrik dari baterai dengan tegangan rendah.

Selanjutnya, siapkan magnet batang dan rasakan perubahan di sekitar kumparan dengan menebar biji besi atau paku. Pada umumnya, mereka akan membentuk pola atau mengarah ke sudut tertentu.

Keyword :

Induksi adalah

Related posts:
Gravatar Image
Mahasiswa telat lulus yang lagi hobi mempelajari Ilmu Elektronika!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *