Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
94
4. Sebuah kumparan berbentuk lingkar-
an mempunyai jari-jari 8 cm. Medan magnetik yang melingkupi kumparan
adalah 0,6 wbm
2
. Jika arus yang me- lalui kumparan adalah 8 mA dan
momen gaya yang dialami kumparan adalah 9 . 10
-3
Nm, tentukan banyak- nya lilitan pada kumparan
5. Sebuah kawat berarus 4 mA panjang-
nya 30 cm. Kuat medan magnetik yang ditimbulkan kawat adalah 2 wbm
2
. Jika kawat mengalami gaya Lorentz se-
besar 1,2 . 10
-3
N, berapa besar sudut yang dibentuk oleh arah arus dan arah
medan magnetik?
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
95
INDUKSI FARADAY DAN ARUS BOLAK-BALIK
BAB
6
Setelah itu, kita akan belajar tentang
tegangan dan arus sinusoidal.
Kita tentukan besarnya GGL
induksi berdasarkan hukum Faraday.
Jadi, setelah selesai mempelajari bab ini kita
akan memahami konsep arus bolak-balik dan
penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Kita juga mempelajari tentang cara
membangkitkan arus sinusoidal tersebut.
Ya. Kita akan mempelajari GGL
induksi pada generator arus bolak-balik.
Sebelumnya kita pernah mempelajari konsep
listrik arus searah. Kali ini kita akan mempelajari
listrik arus bolak-balik.
Selanjutnya, kita akan membahas
rangkaian seri RLC.
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
96
A. GGL Induksi
L
ampu sepeda pada gambar di atas dapat menyala tanpa menggunakan baterai. Lalu, dari manakah energi listrik untuk menyalakan lampu tersebut berasal? Ketika sepeda berhenti,
mengapa lampunya padam? Dinamo sepeda yang digerakkan oleh roda dapat menghasilkan arus listrik dengan prinsip seperti generator arus bolak-balik. Pada bab ini kita akan mempelajari
lebih lanjut tentang arus bolak-balik tersebut.
Kata kunci: GGL Induksi – Arus Bolak-balik – Arus Sinusoidal – Rangkaian Seri RLC
Gerbang
Listrik yang kita gunakan sehari-hari adalah listrik arus bolak-balik yang dihasilkan oleh generator arus bolak-balik. Generator arus bolak-
balik atau generator AC Alternating Current merupakan pembangkit tegangan dan arus bolak-balik. Generator ini terdiri atas stator yaitu
komponen yang diam dan rotor sebagai komponen yang dapat berputar. Putaran kumparan pada generator akan menyebabkan terjadinya
perubahan fluks magnetik yang menembus kumparan. Perubahan fluks magnetik inilah yang menyebabkan timbulnya arus listrik. Arus demikian
dikenal dengan arus induksi. Sedangkan beda potensial antara ujung-
Gambar 6.1 Dinamo sepeda menghasilkan arus bolak-balik yang dapat menyalakan lampu
Sumber: Dok. CAP
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
97
ujung kumparan disebut sebagai gaya gerak listrik GGL induksi.
Besarnya GGL induksi sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang menembus kumparan. Hal tersebut dirumuskan
oleh Michael Faraday yang dikenal dengan hukum Faraday. Secara matematis, hukum Faraday
dituliskan sebagai berikut.
d E
N dt
=
. . . 6.1
Keterangan:
E : GGL induksi volt
N : jumlah lilitan kumparan
d dt
: laju perubahan fluks magnetik wbs
Gambar 6.2 Prinsip kerja generator arus bolak-balik AC
Rep. Encharta Library 2005, Microsoft,USA
Sumbu putar a
b
Cincin geser c
d A
B
kumparan Arus induksi
Perhatikan gambar 6.2 di atas Perubahan fluks magnetik yang menembus kumparan abcd
dirumuskan sebagai berikut.
d
= dBA cos T
. . . 6.2 Jika kita anggap kumparan berputar dengan frekuensi sudut
Zselama t sekon maka
T= Zt.
d
= dBA cos Zt
. . . 6.3 Berdasarkan hukum Faraday besarnya GGL induksi yang dihasilkan
kumparan adalah: E = -N d
dt = -NBA -sin Zt E = NBA
Z sin Zt . . . 6.4
Persamaan 6.4 menunjukkan harga GGL induksi yang dihasilkan dari generator AC berubah menurut fungsi sinus. Harga NBA
Z tetap. Harga ini tidak lain adalah harga maksimum dari GGL induksi yang dihasilkan
generator tersebut. Dengan demikian, GGL induksi yang dihasilkan oleh generator AC dapat dinyatakan sebagai berikut.
E
t
= E
maks.
sin Zt
. . . 6.5
GGL Induksi
