D. Induksi Elektromagnetik
1. Terjadinya GGL Induksi
Michael Faraday 1991 –1867, seorang ilmuwan dari Jerman mengacu
pada penemuan 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. Hasil percobaan Faraday adalah sebagai berikut.
a. Arus listrik terjadi ketika magnet bergerak mendekat atau menjauh dan
tidak terjadi ketika magnet dalam keadaan diam. b.
Gerakan magnet mendekat dan menjauh menimbulkan perubahan medan magnet. Dengan demikian arus listrik yang terjadi karena
adanya perubahan medan magnet. c.
Semakin cepat perubahan medan magnet terjadi, arus yang timbul semakin besar. Ini artinya kecepatan perubahan fluks magnetik
mempengaruhi besar kecil arus listrik. d.
Arus dan beda potensial akibat perubahan fluks magnetik dinamikan arus dan tegangan induksi.
e. Gejala timbulnya arus dan tegangan akibat perubahan fluks magnetik
dikenal dengan induksi elektromagnetik.
2. Prinsip Kerja Dinamo dan Generator
Terjadinya arus induksi dan GGL induksi antara lain dengan cara kutub magnet digerakkan di dekat kumparan atau kumparan digerakkan di dekat
kutub magnet. Karena kita menggerakkan kutub magnet berarti terdapat energi gerak atau energi kinetik. Jadi, dalam proses terjadinya arus induksi
terdapat perubahan energi gerak menjadi energi listrik. Akibat gerakan magnet di dalam suatu kumparan menimbulkan arus induksi yang secara
langsung adanya energi lisrik yang ditimbulkan. dalam kehidupan sehari- hari berikut ini adalah peralatan yang menerapkan prinsip GGL induksi.
a.
Dinamo Sepeda
Gambar 1. Dinamo Sepeda.
Dinamo sepeda
ada yang
menerapkan magnet sebagai stator bagian yang diam dan kumparan sebagai rotor bagian yang berputar, tetapi pada umumnya
menggunakan magnet sebagai rotor. Magnet berputar dekat kumparan yang berinti besi sebagai stator. Akibat perputaran magnet, garis gaya
magnet yang memotong kumparan berubah-ubah akibatnya timbul GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. Arus induksi akan mengalir
sehingga lampu menyala, semakin cepat perputaran roda sepeda semakin terang nyala lampu.
b. Generator Arus Bolak-balik
Gambar 2. Generator Arus Bolak-balik Generator
merupakan alat
yang digunakan
untuk menghasilkan energi listrik, generator terbagi menjadi generator arus
bolak-balik dan generator arus searah.Generator arus bolak-balik disebut juga alternator terdiri dari magnet, kumparan yang berinti besi,
cincin luncur dan sikat karbon. Pada PLTA, generator dihubungkan dengan sudu-sudu yang dapat diputar oleh aliran air terjun, putaran
sudu-sudu menyebabkan kumparan berputar. Ketika kumparan berputar terjadi perubahan fluks magnet yang dilingkup oleh kumparan
tersebut, akibatnya pada kumparan akan mengalir arus induksi. GGL induksi dari kumparan dihubungkan dengan cincin sikat karbon ke
rangkaian di luar generator. Selanjutnya listrik yang dihasilkan generator bisa ditransmisikan ke rumah-rumah.
c. Generator Arus Searah
Gambar 3. Generator Arus Searah Generator arus searah DC memiliki satu cincin yang dibelah
sehingga dinamakan cincin belah atau komutator. Kedua sikat karbon bersentuhan dengan kedua cincin belah secara bergantian, sehingga
salah satu sikat karbon selalu berpolaritas positif dan yang lain berpolaritas negatif. Hal ini menyebabkan arus listrik induksi yang
mengalir ke luar generator adalah searah DC.
3. Prinsip Kerja Transformator Trafo Transformator adalah sebuah alat untuk menaikkan atau menurunkan
tegangan arus bolakbalik. Transformator sering disebut trafo. Sebuah transformator terdiri atas sebuah inti besi. Pada inti besi digulung dua
lilitan, yaitu
kumparan primer
dan kumparan
sekunder.
Gambar 4. Transformator
Prinsip kerja tranformator adalah sebagai berikut.
a.
Kumparan primer dihubungkan kepada sumber tegangan yang hendak diubah besarnya. Karena tegangan primer itu tegangan bolak-balik,
maka besar dan arah tegangan itu berubah-ubah.
b.
Dalam inti besi timbul medan magnet yang besar dan arahnya berubah- ubah pula. Perubahan medan magnet ini menginduksi tegangan bolak-
balik pada kumparan sekunder. Dari sebuah percobaan dapat ditunjukkan, bahwa:
a.
Perbandingan antara tegangan primer Vp dengan tegangan sekunder Vs sama dengan perbandingan antara jumlah lilitan primer Np dan
lilitan sekunder Ns. b.
Perbandingan antara kuat arus primer Ip dengan kuat arus sekunder Is sama dengan perbandingan jumlah lilitan sekunder dengan lilitan
primer. Dari kedua pernyataan tersebut dapat dituliskan secara singkat
dengan persamaan sebagai berikut.
Ada dua hal perlu dipahami untuk transformator ini, yaitu: a.
Transformator hanya digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan arus bolak balik AC, tidak untuk arus
searah DC b.
Transformator tidak dapat memperbesar daya listrik yaitu tidak dapat memperbesar banyaknya daya yang masuk kedalam
transformator tersebut.
4.
Efisiensi Tranformator Efisiensi tranformator, adalah persentase harga perbandingan antara
besar energi yang dilepas transformator tiap sekon pada kumparan sekunder dengan energi yang diterima transformator setiap sekon pada
kumparan primer. Energi tiap sekon disebut daya. Oleh karena itu, efisiensi dapat dinyatakan dalam perbandingan daya sekunder, Ps dan
daya primer, Pp, kali 100 dan dapat ditulis
5.
Karakteristik Transformator dan penerapannya
a.
Trasformator Step-Up Penaik tegangan
i.
Jumlah lilitan kumparan primer selalu lebih kecil dari jumlah lilitan kumparan sekunder, Np Ns
ii.
Tegangan primer selalu lebih kecil dari tegangan sekunder, Vp Vs.
iii.
Kuat arus primer selalu lebih besar dari kuat arus sekunder, Ip Is
b.
Trafo step-down
i.
Jumlah lilitan kumparan primer selalu lebih besar dari jumlah lilitan kumparan sekunder, Ip Ns
ii.
Tegangan primer selalu lebih besar dari tegangan sekunder Vp Vs
iii.
Kuat arus primer selalu lebih kecil dari kuat arus sekunder, Ip Is
26
BAB III METODE PENELITIAN
Kategori