151
Fisika SMAMA XII
C. GGL Induksi Diri
Dalam sebuah rangkaian listrik yang di dalamnya terdapat sebuah kumparan, misalnya rangkaian penyearah
arus adaptor yang diperlengkapi dengan lampu indikator, apabila dalam posisi
on kemudian kita matikan, maka lampu indikator tidak langsung padam, melainkan melalui redup
dahulu baru kemudian padam. Coba perhatikan juga lampu pijar di rumah yang tiba-tiba terjadi pemutusanpemadaman
listrik dari pusat pembangkit listriknya, maka lampu pijar tersebut tidak langsung padam melainkan redup dahulu baru
kemudian padam. Hal ini terjadi karena timbulnya ggl induksi
diri dari kumparan yang ada dalam rangkaian listrik tersebut. Dalam sebuah kumparan yang dialiri arus bolak-balik, yaitu
arus listrik yang besarnya selalu berubah-ubah maka akan menimbulkan fluks magnetik yang berubah-ubah terhadap
waktu. Perubahan fluks magnetik ini akan menginduksi kumparan dalam rangkaian itu sendiri sehingga timbul ggl
induksi. Ggl induksi yang terjadi karena adanya perubahan fluks magnetik yang ditimbulkan oleh rangkaian itu sendiri
disebut ggl induksi diri.
1. GGL Induksi Diri pada Kumparan
Perhatikan Gambar 5.8, sebuah kumparan P yang
diparalel dengan lampu L, dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan V, dan diperlengkapi dengan saklar S.
Pada kedudukan awal posisi sakelar terbuka, sehingga tidak ada arus listrik yang mengalir dalam rangkaian. Ketika
sakelar ditutup, lampu akan langsung menyala, sebaliknya pada saat sakelar dibuka kembali ternyata lampu tidak
langsung padam, tetapi melalui redup dahulu baru padam. Bagaimana peristiwa ini terjadi?
Pada saat saklar ditutup maka pada kumparan P akan mengalir arus listrik yang menyebabkan timbul perubahan
fluks magnetik dari nol mencapai nilai tertentu. Sebaliknya pada saat sakelar dibuka, arus listrik dalam rangkaian
terputus, sehingga pada kumparan kembali terjadi perubahan fluks magnetik dari nilai tertentu kembali
menjadi nol. Menurut hukum Lenz, timbulnya perubahan fluks magnetik akan menyebabkan timbulnya ggl induksi
yang arahnya selalu berlawanan yang menyebabkan terjadinya perubahan fluks magnetik. Ggl induksi diri besarnya
tergantung pada kecepatan perubahan kuat arus listrik yang
Gambar 5.8
GGL induksi diri pada kumparan menye-
babkan lampu tidak lang- sung padam
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XII
152
terjadi, arah arus induksi yang terjadi sedemikian rupa akan menimbulkan medan magnet yang berlawanan dengan
medan magnet yang menyebabkan timbulnya perubahan fluks magnetik.
Besarnya ggl induksi diri yang terjadi dapat dituliskan dalam persamaan :
.... 5.9 dengan
L adalah induktansi diri yang memiliki satuan Henry H.
Apabila perubahan kuat arus yang terjadi konstan, maka persamaan 5.9 dapat dinyatakan :
.... 5.10 dengan :
H = ggl induksi diri Volt L = induktansi diri Henry
I
1
= kuat arus pada keadaan mula-mula Ampere I
2
= kuat arus pada keadaan akhir Ampere t = selang waktu perubahan kuat arus sekon
Persamaan 5.9 dapat juga ditulis menjadi L =
, sehingga dari sini dapat untuk menyatakan definisi 1 Henry. Sebuah
kumparan memiliki induktansi diri sebesar satu henry apabila pada kumparan tersebut terjadi perubahan arus sebesar
1 ampere tiap detiknya, maka pada ujung-ujung kumparan tersebut timbul ggl induksi sebesar 1 volt.
1. Jika pada sebuah kumparan terjadi perubahan kuat arus sebesar
0,5 As, pada ujung-ujung kumparan timbul ggl induksi diri sebesar 0,2 Volt, tentukan berapa Henry induktansi diri kumparan tersebut
Contoh Soal
Di unduh dari : Bukupaket.com
153
Fisika SMAMA XII
Penyelesaian :
= 0,4 H 2.
Sebuah kumparan mempunyai induktansi diri sebesar 0,05 H, jika pada kumparan tersebut terjadi perubahan kuat arus listrik sebesar
10 As. Tentukan berapa ggl induksi diri yang timbul pada ujung- ujung kumparan tersebut
Penyelesaian :
H = L = 0,05 x 10 = 0,5 volt
Soal Latihan :
1. Sebuah kumparan induktor mempunyai induktansi
sebesar 500 mH, apabila pada induktor tersebut terjadi perubahan kuat arus yang memenuhi persamaan
I = 2 t
2
+ 4t – 5 ampere. Tentukan besarnya ggl induksi diri pada kumparan tersebut saat t = 2 sekon
2. Pada sebuah induktor jika terjadi perubahan kuat arus
dari 5 A menjadi 1A dalam waktu 0,2 sekon. Pada ujung- ujung kumparan timbul ggl induksi diri sebesar 10 Volt.
Hitunglah induktansi induktor tersebut
2. Energi yang Tersimpan pada Kumparan