INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Induksi

Elektromagnetik

Pada suatu malam, ketika Ani sedang belajar IPA. Tiba-tiba ayah Ani mendekat sambil bertanya kepada Ani. Apa bedanya arus listrik yang ditimbulkan oleh sebuah baterai dengan arus listrik dari PLN? Dan menggunakan alat apakah arus listrik dari pembangkit listrik yang bertegangan besar dapat digunakan di rumah-rumah dengan tegangan kecil? Ani diam sejenak, terlihat dari wajahnya bahwa ia sedang berpikir sambil menyatakan tegangan yang ditimbulkan oleh baterai itu kecil sehingga jika kesetrum tidak menyebabkan kecelakaan yang fatal sedang untuk PLN sebaliknya bisa terbakar dan meninggal. Oleh karena itu, untuk PLN mestinya ada alat yang bisa menurunkan tegangan. Bagaimana prinsip kerja alat tersebut, untuk lebih jelasnya bisa kalian pelajari pada Bab 13 ini.

A.  Hubungan an tara Pe rgerakan Garis Medan Magn et den gan Terj adinya Gaya Ge rak Listrik Ind uksi

Kegiatan

A.  Tujuan

Mengetahui medan magnet dapat menghasilkan arus listrik.

B.  Alat dan Bahan

1.  Dua buah  magnet batang

2.  Galvanometer

3.  Dua buah solenoida yang berbeda jumlah lilitannya

C.  Cara Kerja

1.  Susunlah alat seperti pada gambar.

2.  Gerakkan kutub utara magnet batang masuk ke dalam kumparan. Amatilah jarum galvanometer, lihat gambar (a), apa yang terjadi?

3.  Diamkan magnet batang di dalam kumparan, amati

galvanometer, apa yang terjadi?

4.  Gerakkan kutub utara magnet batang keluar dari kumparan.

Amati apa yang terjadi pada jarum galvanometer, lihat gambar (b).

5.  Ulangi dengan menggerakkan magnet batang masuk-keluar terus menerus. Amati jarum galvanometer, apa yang terjadi.

6.  Ulangi langkah-langkah tersebut dengan mengganti magnet batang yang lebih kuat. Amati terus jarum galvanometer, apa yang terjadi.

    7. Ulangi langkah-langkah tersebut dengan mengganti solenoida yang lebih banyak jumlah lilitannya. Amati apa yang terjadi pada jarum galvanometer.

   8.  Apabila yang digerakkan masuk-keluar adalah kutub selatan

magnet batang. Bagaimana arah penyimpangan jarum galvanometer.

D.  Hasil Pengamatan

Bagaimana kesimpulan kalian dari kegiatan di atas jika dikaitkan pengaruh medan dengan pergerakan galvanometer?

Kalian telah mengetahui bahwa ada beberapa bentuk energi antara lain: energi kalor, energi kimia, energi cahaya, energi bunyi, dan energi listrik. Di antara bentuk-bentuk energi tersebut, energi listriklah yang paling mudah diubah menjadi bentuk energi lain. Oleh karena itu, energi listrik banyak digunakan untuk kepentingan manusia. Energi listrik diperoleh dari mesin pembangkit listrik yaitu generator.

Generator menghasilkan energi listrik dengan beda tegangan yang sangat tinggi yaitu dalam orde megavolt, oleh sebab itu sebelum sampai ke rumah- rumah perlu ada alat penurun tegangan. Alat yang digunakan adalah trafo atau transformator. Dasar k er ja  tr afo  dan  gen er ato r  adalah  in du k s i elektromagnetik.

Terjadinya GGL Induksi

Seorang ilmuwan dari Jerman yang bernama Michael Faraday (1991 – 1867) memiliki gagasan dapatkah medan magnet menghasilkan arus listrik? Gagasan ini didasarkan oleh adanya penemuan dari Oersted bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet.

Karena termotivasi oleh gagasan tersebut kemudian pada tahun 1822,Faraday memulai melakukan percobaan-percobaan. Pada tahun 1831

Faraday berhasil membangkitkan arus listrik dengan menggunakan medan magnet.

Alat-alat yang digun ak an  Faraday dalam percobaannya adalah gulungan kawat atau kumparan yang  u ju ng-u ju ngnya  dihu bu ngkan  dengan galvanometer. Jarum galvanometer mula-mula pada posisi nol. Kalian pasti sudah mengetahui, bahwa galvanometer adalah sebuah alat untuk menunjukkan ada atau tidaknya arus listrik di dalam rangkaian.

Percobaan Faraday untuk menentukan arus listrik dengan menggunakan medan magnet, dilakukan antara lain seperti kegiatan di atas. Pada kegiatan tersebut diketahui bahwa ketika kutub utara magnet bergerak ke dalam kumparan maka jarum galvanometer, menyimpang ke kanan. Ketika magnet ditarik dari dalam kumparan maka jarum galvanometer menyimpang ke kiri. Pada saat kutub selatan bergerak masuk ke dalam kumparan, jarum galvanometer akan menyimpang ke kiri, sedangkan ketika kutub selatan ditarik dari dalam kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kanan.

Dari hasil percobaan di atas maka dapat diambil kesimpulan bahwa arus induksi yang timbul dalam k um paran arah nya bo lak- balik sepert i yan g ditunjukkan oleh penyimpangan jarum galvanometer yaitu ke kanan dan ke kiri.

Karena arus induksi selalu bolak-balik, maka disebut arus bolak-balik (AC = Alternating Current). Faraday menggunakan konsep garis gaya magnet untuk menjelaskan peristiwa di atas.

Perhatikan Gambar 13.1!

1.  Magnet didekatkan pada kumparan maka gaya yang melingkupi kumparan menjadi bertambah banyak, sehingga pada kedua ujung kumparan timbul gaya gerak listrik (GGL).

2.  Magnet dijauhkan terhadap kumparan maka garis

gaya yang melingkupi kumparan menjadi berkurang, kedua ujung kumparan juga timbul GGL.

3.  Magnet diam terhadap kumparan, jumlah garis

gaya magnet yang melingkupi kumparan tetap, sehingga tidak ada GGL.

Kesimpulan percobaan di atas adalah:

Timbulnya gaya listrik (GGL) pada kumparan hanya apabila terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet.

S                         U

Gambar 1 3.1 Gaya gerak listrik timbul akibat perubahan garis gaya magnet

Gaya gerak listrik yang timbul akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet disebut GGL induksi, sedangkan arus yang m engalir dinamakan arus induksi dan peristiwanya disebut induksi elektromagnetik.

Ada beberapa 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 gelaja kemagnetannya, maka GGL

induksi yang timbul juga semakin besar.

Untuk memperkuat gejala kemagnetan pada kumparan dapat dengan jalan memasukkan inti besi lunak.

GGL induksi dapat ditimbulkan dengan cara lain yaitu:

1.  Memutar magnet di dekat kumparan atau memutar kumparan di dekat magnet. Maka kedua ujung kumparan akan timbul GGL induksi.

2.  Memutus-mutus atau mengubah-ubah arah arus

searah pada kumparan primer yang di dekatnya terletak kumparan sekunder maka kedua ujung kumparan sekunder dapat timbul GGL induksi.

Induksi  Elektromagnetik    287

3.  Mengalirkan arus AC pada kumparan primer, maka kumparan sekunder didekatkan dapat timbul GGL induksi. Arus induksi yang timbul adalah arus AC dan gaya gerak listrik induksi adalah GGL AC.