Kekuatan Tarik Magnet Listrik
160 lainnya. Demikian pula suatu kumparan yang memiliki inti dari bahan besi lunak
akan menghasilkan fluksi magnet relatif lebih banyak dibandingkan bahan-bahan magnet lainnya karena permeabilitas besi lunak relatif lebih besar.
Kekuatan tarik magnet listrik bergantung pada harga permeabilitas inti, jumlah lilitan per satuan panjang kumparan dan besarnya arus listrik yang dialirkan
melalui kumparan magnetnya. Secara matematis kekuatan tarik magnet listrik dapat dituliskan sebagai berikut :
Dimana : B adalah kerapatan fluksi Wbm
2
atau tesla A adalah luas penampang inti m
2
o
adalah permeabilitas udara dan harganya sama dengan 4 x 10-7 Henrym
magnet-magnet listrik umumnya digunakan untuk membangkitkan medan magnet pada generator-generator listrik, motor-motor listrik, alat-alat ukur listrik,
lift, relay, kontaktor, circuit breaker, pengatur buka tutup katup secara listrik dan pengereman motor.
Tugas 2.2 Mengamati fenomena medan magnet Sebelum mempelajari tentang elektromagnet dan mengenal induksi magnet listrik,
kalian diskusikan dengan mengamati gambar di bawah ini:
Gambar 2-2.2a kumparan dialiri listrik 3 volt DC dan 6 volt DC newton
2 BA
F
o
161 Dari gambar 2-2.2a Bagaimanakah medan magnet yang ditimbulkan dari kedua
gambar tersebut? Berikan alasannya pada kumparan yang dialari listrik 3 Volt dibandingkan dengan yang dialiri listrik 6 Volt?
Gambar 2-2.2b kumparan dengan kumparan dengan listrik 3 volt DC
Dari gambar 2-2.2b Bagaimanakah medan magnet yang ditimbulkan dari kedua gambar tersebut? Berikan alasannya pada kumparan yang jumlah lilitan sedikit
yang dialiri listrik 3 Volt dibandingkan dengan jumlah lilitan yang banyak?
Gambar 2-2.2c kumparan dialiri listrik 3 volt DC dengan inti besi yang berbeda diameternya.
Dari gambar 2-2.2c. Bagaimanakah medan magnet yang ditimbulkan dari kedua gambar tersebut? Berikan alasannya pada kumparan yang dialiri listrik 3 Volt
dengan bahan inti besi yang kecil dibandingkan dengan bahan inti besi yang besar?
Jika kalian sudah mendapatkan jawabannya,maka berikan kesimpulannya.
162
2.2 Hukum Faraday Mengenai Induksi Magnet Listrik Gaya gerak listrik dapat dibangkitkan dengan cara proses kimia, proses
pemanasan dan proses magnet. Telah dijelaskan bahwa apabila suatu konduktor berarus listrik ditempatkan secara tegak lurus dalam medan magnet
homogen maka pada konduktor tersebut akan dibangkitkan suatu gaya mekanik yang memiliki arah tegak lurus terhadap bidang yang dibentuk oleh konduktor
dan garis-garis gaya magnet. Hal ini berarti bahwa apabila suatu konduktor digerakan dalam medan magnet maka pada konduktor tersebut akan
dibangkitkan gaya gerak listrik ggl yang memiliki arah tertentu, tergantung arah gerak konduktor dan arah medan magnet. Untuk jelasnya perhatikan
percobaan-percobaan Tuan Farady sebagai berikut :
Gambar 2-2.3 percobaan dengan menggunakan alat ukur galvanometer a. Percobaan Pertama
163 Gambar 2-2.4. Batang magnet permanen yang digerakkan
Kedua ujung kumparan dihubungkan dengan galvanometer G, kemudian batang magnet NS digerakkan menuju kumparan tersebut. Gejala yang
timbul pada saat batang magnet NS digerakkan menuju kumparan adalah bahwa jarum galvanometer G menunjuk suatu harga. Hal ini berarti pada
kumparan terbangkit gaya gerak listrik. Apabila batang magnet NS ini tidak digerakkan maka jarum galvanometer tidak menunjuk suatu harga tetapi
bergerak menuju angkat nol. Hal ini berarti bahwa pada kumparan tidak terbangkit gaya gerak listrik.
Selanjutnya jika batang magnit NS digerakkan lagi dalam arah yang berlawanan dari arah semula, maka jarum galvanometer G akan
menyimpang lagi tetapi dalam arah yang berlawanan dari arah simpangan semula. Pada saat batang magnit NS digerakkan menuju kumparan, maka
fluksi magnet yang melingkupi kumparan lebih banyak, sehingga pada kumparan timbul gaya gerak listrik tetapi mempunyai arah berlawanan
dengan arah sebelumnya. Pada saat batang magnet dihentikan dari gerakkannya, maka fluksi magnet masih melingkupi kumparan tetapi fluksi
dimaksud tidak berubah-ubah, sehingga pada kumparan tidak terbangkit gaya gerak listrik ggl. Ggl ini juga dapat timbul dengan cara menggerakkan
164 kumparan menjauhi atau mendekati batang magnet NS yang ditempatkan
pada posisi tetap diam.
b. Percobaan Kedua.
Gambar 2-2.5 Kumparan berarus listrik digerakkan Magnet batang NS pada percobaan pertama diganti dengan sebuah
solenoid bersumber tegangan u. Setelah melakukan urutan percobaan seperti percobaan pertama di atas ternyata diperoleh hasil bahwa pada
kumparan timbul gaya gerak listrik dan ini ditunjukkan oleh adanya simpangan jarum galvanometer G.
c. Percobaan ketiga
165 Gambar 2-2.6 Rangkaian percobaan adanya induksi magnet listrik
Tuan Faraday menemukan adanya gejala penyimpangan jarum dan ternyata jarum galvanometer kembali menyimpang. Berdasarkan gejala-gelaja
tersebut, Tuan Faraday menyimpulkan bahwa : 1 Apabila fluksi magnet yang nilainya berubah-ubah melingkupi suatu
rangkaian atau kumparan maka pada rangkaian atau kumparan tersebut akan dibangkitkan gaya gerak listrtik.
2 Apabila fluksi magnet dipotong oleh konduktor yang bergerak maka pada konduktor tersebut akan dibangkitkan gaya gerak listrik.
3 Besarnya gaya gerak listrik yang diinduksikan pada suatu kumparan, berbanding langsung dengan hasil kali banyaknya lilitan kumparan, dan
perubahan fluksi magnet yang melingkupi kumparan tersebut adalah sebagai berikut :
Dimana : e = gaya gerak listrik induksi pada kumparan n = banyaknya lilitan kumparan