LISTRIK untuk SMP
Mata Pelajaran Fisika SMA
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: INDUKSI ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G
23
Apabila fluks magnetik yang ditimbulkan arus I
1
yang mengalir pada kumparan yang terdiri atas N
1
lilitan dengan luas penampang bidang kumparan A, maka . Jika nilai ini disubstitusikan pada persamaan 1.14 akan kita dapatkan
........................... 1.15
b. Induktansi Diri
Konsep induktansi berlaku juga pada kumparan tunggal yang terisolasi. Gambar 1.14 menunjukkan lilitan kumparan pada silinder inti besi. Jika sumber arus dalam
kumparan berubah terhadap waktu maka akan timbul perubahan fluks dalam kumparan. Ketika arah arus sumber seperti ditunjukkan pada gambar, maka medan
magnetik dalam kumparan akan mengarah dari kanan ke kiri, seperti yang terlihat pada Gambar 1.14a. Karena arus sumber berubah terhadap waktu, maka fluks
magnetik melalui kumparan juga berubah dan menginduksi ggl dalam kumparan. Dari hukum Lenz, polaritas ggl induksi ini harus sedemikian rupa sehingga menentang
perubahan medan magnetik dari arus sumber. Jika arus sumber meningkat, polaritas ggl induksi adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.14b, dan jika arus
sumber menurun, polaritas ggl induksi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.14c. Efek ini disebut induktansi diri karena perubahan fluks melalui kumparan dan resultan
ggl induksi timbul dari kumparan itu sendiri. GGL yang timbul pada peristiwa ini disebut ggl induksi diri atau sering disebut ggl kembali.
Gambar 1.14 a arus dalam kumparan menghasilkan medan magnetik yang mengarah ke kiri. b Jika arus meningkat, fluks magnetik meningkat pula dan menciptakan ggl induksi
dengan polaritas seperti ditunjukkan oleh baterai putus-putus. c Polaritas ggl induksi akan terbalik jika arus berkurang.
Secara kuantitatif, induksi diri dapat dijelaskan dengan hukum Faraday, yaitu bahwa besarnya ggl induksi sama dengan negatif laju perubahan fluks magnetik
. 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
Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
24
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: INDUKSI ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G
24
sumber terhadap waktu. Untuk kumparan yang memiliki N lilitan toroida atau solenoid ideal yang membawa arus sumber I, besarnya ggl induksi diri adalah
........................... 1.16 dengan L adalah induktansi kumparan yang besarnya tergantung pada geometri
kumparan dan karakteristik fisik lainnya. Berdasarkan persamaan 1.16 akan didapatkan:
∫ ∫
........................... 1.17 Dari persamaan 2.16 kita juga dapat menuliskan induktansi kumparan sebagai
perbandingan
⁄
........................... 1.18 Satuan SI dari induktansi adalah henry H, yang jika dilihat dari persamaan 1.18,
adalah 1 volt-detik per ampere:
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:
Apabila kumparan itu berintikan bahan dielektrikum tertentu, maka induktansi kumparan dinyatakan sebagai:
........................... 1.19
6. Rangkaian LR
Elemen rangkaian yang memiliki induksi diri besar disebut induktor dengan simbol . Sebuah rangkaian yang mengandung induktor, seperti solenoida, akan
