Generator DC Penerapanan Hukum Faraday

LISTRIK untuk SMP KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: INDUKSI ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G 27 Modul Pembinaan Karier Guru melalui Peningkatan Kompetensi Mata Pelajaran Fisika SMA Secara kuantitatif, induksi diri dapat dijelaskan dengan hukum Faraday, yaitu bahwa besarnya ggl induksi sama dengan negatif laju perubahan fluks magnetik �� = − �Φ � �� � . Fluks magnetik sebanding dengan medan magnetik yang ditimbulkan oleh arus sumber, yang pada gilirannya sebanding dengan arus sumber dalam kumparan. Oleh karena itu, ggl induksi diri � � selalu sebanding dengan laju perubahan arus sumber terhadap waktu. Untuk kumparan yang memiliki N lilitan toroida atau solenoid ideal yang membawa arus sumber I, besarnya ggl induksi diri adalah � � = −� �Φ � �� = −� �� �� ........................... 1.16 dengan L adalah induktansi kumparan yang besarnya tergantung pada geometri kumparan dan karakteristik fisik lainnya. Berdasarkan persamaan 1.16 akan didapatkan: � �� �� = � �Φ � �� � � �� = � � �Φ � �� = �Φ � � = �Φ � � ........................... 1.17 Dari persamaan 2.16 kita juga dapat menuliskan induktansi kumparan sebagai perbandingan � = − ε � �� �� ⁄ ........................... 1.18 Satuan SI dari induktansi adalah henry H, yang jika dilihat dari persamaan 1.18, adalah 1 volt-detik per ampere: 1 H = 1 V. s A Pada modul sebelumnya sudah dijelaskan bahwa induksi magnetik pada solenoida atau toroida yaitu � = � �� � dengan l adalah panjang solenoida atau keliling toroida, sehingga persamaan 1.17 dapat dituliskan: � = �� ��� �� = � � 2 � � Apabila kumparan itu berintikan bahan dielektrikum tertentu, maka induktansi kumparan dinyatakan sebagai: 28 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: INDUKSI ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G 28 PPPPTK IPA Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud � = �� 2 � � ........................... 1.19

6. Rangkaian LR

Elemen rangkaian yang memiliki induksi diri besar disebut induktor dengan simbol . Sebuah rangkaian yang mengandung induktor, seperti solenoida, akan memiliki induktansi diri yang akan mencegah arus dalam rangkaian dari peningkatan atau penurunan seketika. Karena induktansi induktor hasil dari ggl induksi diri, sebuah induktor dalam rangkaian melawan perubahan arus yang mellalui rangkaian tersebut. Jika tegangan baterai dalam rangkaian meningkat maka arus pun meningkat tetapi induktor menentang perubahan ini, sehingga peningkatan tersebut tidak seketika. Jika tegangan baterai menurun, kehadiran induktor menghasilkan penurunan arus yang lambat. Dengan demikian, induktor menyebabkan rangkaian menjadi lamban sebagai reaksi terhadap perubahan tegangan. Gambar 1.15 Sebuah rangkaian seri RL. Dengan meningkatnya arus menuju nilai maksimum, ggl yang menentang peningkatan arus diinduksi dalam induktor. Selain memiliki induktansi, induktor juga memiliki hambatan. Kita tunjukkan keadaan ini dengan menggambarkan induktansi L dan hambatan R secara terpisah, seperti pada Gambar 1.15. Sekarang kita bertanya, apa yang terjadi jika arus dc disambungkan secara seri pada rangkaian LR seperti itu? Pada saat saklar ditutup, arus mulai meningkat dan tentu saja ditentang oleh ggl induksi diri pada induktor. Namun, segera setelah arus mulai mengalir, timbul tegangan pada hambatan. Jadi tegangan yang jatuh pada induktor berkurang dan impedansi terhadap arus yang mengalir pada induktor pun berkurang. Kemudian arus akan meningkat secara bertahap, seperti terlihat pada Gambar 1.16a, dan mendekati nilai konstan � ��� = � � � jika seluruh tegangan jatuh pada hambatan. Bentuk dari kurva I merupakan fungsi waktu: � = � � � � �1 − � −�� � ........................... 1.20