LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: PENGEMBANGAN PERENCANAAN PEMBELAJARAN KELOMPOK KOMPETENSI I
Mata Pelajaran Fisika SMA
23
Michael Faraday membuktikan bahwa medan magnetik dapat menghasilkan arus listrik. Faraday menemukan bahwa perubahan fluks magnetik dapat menghasilkan gaya gerak
listrik GGL dan arus listrik induksi. Gejala yang ditemukan oleh Michael Faraday disebut sebagai induksi elektromagnetik.
2. Fluks Magnetik Fluks magnetik
didefinisikan sebagai hasil kali antara komponen induksi magnetik tegak
lurus bidang B dengan luas bidang A, seperti pada gambar berikut
Gambar 1. Fluks Magnetik Pada gambar tersebut, suatu bidang seluas A, ditembus oleh medan magnetik homogen B. Arah
normal bidang N searah dengan B. Sehingga secara matematik:
1 Keterangan :
B : Kuat Medan Magnetik Wbm
2
atau Tesla, disingkat T A : Luas bidang yang ditembus medan magnetik B m
2
θ : Sudut yang dibentuk medan magnetik B dengan arah normal bidang N : Fluks Magnetik Weber, disingkat Wb.
Medan magnetik yang menghasilkan fluks magnetik ini disebut juga sebagai rapat fluks magnetik.
3. Arus Listrik dan GGL Induksi Perhatikan gambar berikut ini
Gambar 2. GGL Induksi
Jika kawat PQRS tersebut kita geser ke kiri dengan kecepatan v, maka pada kawat akan mengalir arus listrik sebesar i yang arahnya SRQPS.
Besarnya GGL induksi yang dihasilkan adalah sebesar : 2
cos
A B
v l
B dt
d N
A B
N
U
S
l i
v B
P Q
R S
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: PENGEMBANGAN PERENCANAAN PEMBELAJARAN KELOMPOK KOMPETENSI I
24
Keterangan : B :
Kuat Medan Magnetik Wbm
2
atau Tesla, disingkat T v
: Kecepatan penghantar ms
l :
Panjang penghantar m : GGL induksi volt, disingkat V
Jika pada kawat penghantar tersebut dirangkaikan sebuah hambatan sebesar R, maka besarnya arus listrik induksi dirumuskan :
3 Dari persamaan di atas, Faraday menyatakan bahwa besarnya ggl induksi yang terjadi dalam
rangkaian adalah sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupinya dan
jumlah lilitan kumparan. Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Faraday.
Tanda negatif menunjukkan bahwa arah arus listrik induksi selalu menentang penyebabnya. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Lenz.
Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kanan tetapi dalam konteks yang berbeda:
Gunakan punggung tangan kanan Anda sebagai arah kecepatan.
Arah empat jari sebagai arah medan magnetik. Arah ibu jari sebagai arah arus listrik
Arah gaya Lorentz adalah arah telapak tangan kanan Anda.
4. Faktor-Faktor Penyebab Timbulnya GGL Induksi
Faktor-faktor penyebab timbulnya GGL Induksi 1. Perubahan luas bidang kumparan A
2. Perubahan orientas i sudut kumparan θ terhadap medan
3. Perubahan induksi magnetik. Faktor-faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi adalah:
4. Kecepatan gerakan magnet atau kecepatan perubahan jumlah garis-garis gaya magnet fluks
magnetik 5. Jumlah lilitan
6. Besar medan magnet GGL induksi dapat ditimbulkan dengan cara lain yaitu:
1. Memutar magnet di dekat kumparan atau memutar kumparan di dekat magnet. 2. Memutus-mutus atau mengubah-ubah arah arus searah pada kumparan primer yang di
dekatnya terletak kumparan sekunder 3. Mengalirkan arus AC pada kumparan primer, maka kumparan sekunder yang didekatkan
dapat timbul GGL induksi. Arus induksi yang timbul adalah arus AC dan gaya gerak listrik induksi adalah GGL AC.
5. Aplikasi Induksi Faraday
Hingga saat ini, penemuan Michael Faraday telah memberikan perubahan yang signifikan pada kehidupan manusia, misalnya dengan adanya generator arus listrik, transformator, rem magnetik,
tape recorder, mikrofon, dst.
a Generator Arus Listrik
Generator adalah alat yang berfungsi sebagai pembangkit listrik. Generator arus listrik mengubah energi mekanik energi potensial dan energi kinetik. Perhatikan gambar generator
sederhana berikut.
R v
l B
R i
