Contoh Aplikasi Hukum Faraday S Hukum Lentz Perhatikan Gambar 7.5

248 arus yang diukur oleh sehingga muncul ggl induksi. Ini direpresentaikan oleh adanya amperemeter. Secara matematik, hokum tersebut dapat ditulis dt N d φ − = 7.9 dengan Σ : persamaan 7.9, besarnya ggl yang dihasilkan erlangsung, bukan bergantung pada berapa nilai fluks saat itu. Juga makin banyak lilitan pada upaya lebih paham dengan hukum Faraday, mari kita lihat beberapa contoh aplikasi berikut ini. litan adalah N? jumlah fluks yang menembus kumparan adalah b Σ gaya gerak liristik ggl induksi dan N : jumlah lilitan kumparan. Tampak dari bergantung pada berapa cepat perubahan fluks b kumparan makin besar ggl indukasi yang dihasilkan.

7.3 Contoh Aplikasi Hukum Faraday S

Contoh Berapa ggl induksi yang dihasilkan oleh kumparan yang berputar pada Gbr. 7.2 jika jumlah li Jawab Kita sudah hitung t a B ω φ cos engan demikian, ggl induksi yang dihasilkan adalah = D t NBab dt NBab dt N dt N t d t Bab d d ω ω ω ω φ sin cos cos = − = − = − = Contoh Suatu kumparan berbentuk lingkaran dengan jari-jari a diletakkan pada bidang horizontal . Medan magnet yang memiliki fungsi Σ bidang x-y k ct B B o ˆ + = r menembus kumparan tersebut. Jumlah lilitan pada kumparan adalah N. Berapa ggl induksi yang dihasilkan kumparan? Jawab Luas permukaan 2 a A π = . 249 arena kumparandiletakkan pada bidang x-y maka vector luas penampang kumparan dapat engan demikian, fluks magnetic yang menembus kumparan adalah ˆ ˆ 2 2 r r GGL induksi yang dihasilkan K ditulis k a A ˆ 2 π = r D k k ct B a k a k ct B A B o o • + = • + = • = π π φ ˆ ˆ ct a B a ct B a o o 2 2 2 π π π + = + = c a N dt N dt N − = − = Σ ct a B a d d o 2 2 2 π π π φ − = +

7.4 Hukum Lentz Perhatikan Gambar 7.5

arus induksi yang dihasilkan? ubah besarnya menembus kumparan. Dengan demikian terjadi erubahan fluks dalam kumparan. Berdasarkan hokum Faraday dihasilkan ggl induksi Σ. ertanyaan selanjutnya adalah ke manakah arah aliran arus dalam kumparan tersebut? Apakah a b Bt a b Bt Gambar 7.5 Medan magnet yang berubah-ubah menembus sebuah kumparan. Ke manakah arah Medan magnet yang berubah- p P arus melewati hambatan dari a ke b atau dari b ke a? 250 i ke mana arah arus induksi dalam loop rsebut tidak terungkap lebih detail dalam hokum tersebut. Arah arus induksi yang dihasilkan maka arah arus induksi harus edemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkannya memperkecil fluks tersebut. Ini agnet yang dihasilkan arus induksi berlawanan dengan arah gnet yang dihasilkan arus induksi searah dengan arah medan menembus fluks nilainya sedang berubah dari kecil ke besar maka uks dalam loop makin besar. Berdasarkan hokum Lentz, arah arus induksi harus memperkecil arus induksi menghasilkan medan arah ke bawah. Agar dihasilkan a dengan arah medan at berbentuk hutuf U diletakkan dalam medan magnet konstan dengan idang kawat tegak lurus medan magnet B yang konnstan. Sebuah batang ab diletakkan di atas sehingga terjadi kontak listrik dengan dua kaki kawat U. Batang ab digerakkan ke Hukum Faraday hanya mengungkapkan besarnya ggl induksi yang dihasilkan ketika terjadi perubahan fluks magnetic dalam suatu loop. Tetap te diungkapkan oleh hokum Lentz yang bunyinya sebagai berikut Arah arus induksi dalam suatu kumparan adalah sedemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkan arus tersebut melawan perubahan fluks penyebabnya. Apa makna pernyataan hokum ini? i Jika fluks yang menyebabkan ggl makin lama makin besar s hanya mungkin jika arah medan m medan yang diterapkan pada loop. ii Jika fluks yang menyebabkan ggl makin lama makin kecil maka arah arus induksi harus sedemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkannya memperbesar fluks tersebut. Ini hanya mungkin jika arah medan ma yang diterapkan pada loop. Kita kembali ke Gbr. 7.5. i Jika medan magnet yang fl fluks ini. Ini terjadi jika medan ke arah bawah maka dengan menggunakan aturan tangan kanan, aras arus induksi harus searah putaran jarum jam. Atau pada hambatan, arus mengalir dari b ke a. ii Jika medan magnet yang menembus fluks nilainya sedang berubah dari besar ke kecil maka fluks dalam loop makin kecil. Berdasarkan hokum Lentz, arah arus induksi harus memperbesar fluks ini. Ini terjadi jika arus induksi menghasilkan medan arah ke atas sam yang diterapkan. Agar dihasilkan medan ke arah atas maka dengan menggunakan aturan tangan kanan, aras arus induksi harus berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Atau pada hambatan, arus mengalir dari a ke b. Contoh Pada Gbr 7.6, sebuah kaw b kawat U kanan dengan laju tetap v. Jika hambatan total loop adalah R, berapa arus yang mengalir dalam loop dan ke manakah arah arus tersebut? aa × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v b L L × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × v b × × × × × × × × × × × 251 Gambar 7.6 awab ntuk menentukan ggl yang dihasilkan, kita harus menentukan fluks terlebih dahulu. tu saat jarak batang ab ke ujung kiri kawat U adalah x. Maka luas loop adalah loop apat langsung ditulis J U Misalkan sua Lx A = Karena arah medan magnet tagak lurus bidang loop maka fluks magnetic yang dilingkupi d BLx BA = = raday, ggl yang dihasilkan adalah φ Berdasarkan hokum Fa dt dx NBL dt BLx d N dt d N − = − = − = Σ φ arena batang ab hanya satu, maka jumlah lilitan loop hanya satu, atau N = 1. Besaran tidak lain dariupada laju gerakan batang ab, atau dt dx v dt dx = K . Jagi, ggl yang dihasilkan adalah BLv − = Σ Arus induksi yang dihasilkan R BLv R I − = Σ = e mana arah arus induksi? Ketika batang ab digerakkan ke kanan maka luas loop makin besar. Akibatnya, fluks magnetic K 252 yang dihasilkan makin besar. Berdasarkan hokum Lentz, arah arus induksi yang dihasilkan harus melawan perubahan fluks tersebut. Jadi, arah arus induksi yang dihasilkan harus memperkecil uks tersebut. Ini terjadi jika arah medan magnet yang dihasilkan arus induksi berlawanan yang ada. Atau arah medan magnet yang dihasilkan arus induksi magnet. Berapakah tegangan antara ujung a dan b yang dihasilkan dan ujung anakah yang memiliki tegangan lebih tinggi? Gambar 7.7 Jawab Untuk mencari gg menentukan fluks. Ini tampak sulit arena kita hanya memiliki satu batang, bukan lintasan tertutup. amun kita dapat mengakali dengan cara menghubungkan batang tersebut dengan sebuah hambatannya tak berhingga sehingga antara batang dan lintasan tambahan ini embentuk lintasan tertutup. n acb yang kita buat memiliki hambatan tak berhingga sehingga ada atau tidak adanya fl dengan arah medan magnet haris dari belakang ke depan. Dengan aturan tangan kanan, maka agar medan yang dihasilkan berarah dari belakang ke dapan maka arah arus induksi harus berlawnan dengan arah perputaran jarum jam. Contoh Sebuah batang ab yang panjangnya L berputar dalam medan magnet konstan B dengan kecepatan sudut tetap ω. Sumbu putar adalah salah satu ujung batang dan bidang putar tegak lurus medan m × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × a × × × b L × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ω × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × a × × × b L × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ω l yang dihasilkan kita harus terlebih dahulu k N lintasan yang m Lintasa lintasan tersebut tidak berpengaruh pada arus yang dihasilkan arus tetap nol. Kita tinjau suatu saat ketika batang ab telah berputar sejauh sudut θ. Luas loop saat ini adalah 2 2 2 2 2 2 L L A ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − = × − = θ π π π θ π Fluks magnetic yang dilingkupi fluks suatu saat adalah θ π θ π φ 2 4 2 2 2 2 2 BL BL BL BA − = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − = = GGl induksi yang dihasilkan dt d BL BL BL dt d dt d N θ θ π φ 2 2 4 1 2 2 2 + − = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − × − = − = Σ Tetapi, dt d θ adalah kecepatan sudut putaran batang ab, yaitu ω. Jadi kita peroleh ω 2 2 BL = Σ ari kita memisalkan lintasan acb yang kita tambahkah memiliki hambatan yang berhingga sehingga ada arus induksi dalam loop. Putaran batang ab menyebabkan luas loop berkurang sehingga fluks berkurang. Akibatnya, arus induksi harus memperbesar fluks dengan cara enghasilkan medan magnet yang searah dengan medan magnet yang telah ada. Ini hanya si searah dengan putaran jarum jam. strik. Pada sepeda, energi listrik yang dihasilkan digunakan untuk menyalakan mpu sepeda. Dinamo terdiri dari sebuah kumparan yang bergerak dalam medan magnet tetap. i bagian luar dynamo ada bagian yang dapat disentuhkan atau dilepaskan dari roda sepeda. ut berhubungan dengan kumparan di dalam dynamo. Ketika bagian ini disentuhkan Ke mana arah arus induksi? M m mungkin jika arah arus induk Agar arus induksi searah dengan putaran jarum jam, maka batang ab harus memiliki kutub positif di a dan kutub negatif di b. Dengan demikian, jika lintasan tambahan acb tidak ada maka tidak ada arus yang mengalir, tetapi batang ab memiliki tegangan yang berbeda. Tittik a memiliki tegangan yang lebih tinggi daripada titik b.

7.5 Dinamo Kita sering menjumpai dynamo pada sepeda. Dinamo digunakan untuk mengubah energi gerak