GGL Induksi pada Konduktor yang Bergerak dalam Medan Magnetik

LISTRIK untuk SMP Mata Pelajaran Fisika SMA KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: INDUKSI ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G 17 Pada saat loop berputar dalam medan magnetik, fluks magnetik yang dilingkupi oleh loop berubah terhadap waktu sehingga menimbulkan ggl dan arus induksi dalam loop. Ujung loop dihubungkan dengan cincin selip yang ikut berputar dengan loop. Koneksi dari cincin selip ini, yang bertindak sebagai terminal output generator, ke rangkaian luar yang diwakili oleh sikat tetap yang berkontak dengan cincin selip ini. Gambar 1.8 a Skema diagram generator ac. b GGL induksi bolak-balik dalam loop diplot sebagai fungsi dari waktu. Misalkan loop memiliki N lilitan dengan luas penampang A dan berputar di dalam medan magnetik dengan kelajuan sudut konstan . Jika  adalah sudut antara medan magnetik dan garis normal loop seperti tampak pada Gambar 1.9, maka fluks magnetik yang menembus loop dalam waktu t adalah Sehingga besar ggl induksi sesaat dalam loop adalah ........................... 1.6 Dari persamaan 1.6 nampak bahwa harga ggl induksi bervariasi secara sinusoidal terhadap waktu seperti ditunjukkan oleh Gambar 1.8b. Dari persamaan ini diperoleh bahwa GGL induksi maksimum adalah ........................... 1.7 yang dicapai ketika atau ketika . Dengan kata lain, ketika medan magnetik pada bidang kumparan dan laju perubahan fluks adalah maksimum. Selanjutnya, ggl sama dengan nol ketika , yaitu ketika B adalah tegak lurus terhadap bidang kumparan dan laju perubahan fluks adalah nol. Untuk lebih jelas tentang perubahan besar ggl induksi hubungannya dengan putaran loop bisa dilihat pada Gambar 1.9 Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud 18 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: INDUKSI ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G 18 Gambar 1.9 GGL induksi bolak balik yang dihasilkan oleh loop kawat yang berputar di dalam medan magnetik Contoh 6 Sebuah generator memiliki 10 lilitan kawat dengan luas penampang 0.080 m 2 dan hambatan 15,0 . Loop berputar di dalam medan magnetik 0,50 T pada frekeunsi konstan 50 Hz. a Hitung ggl induksi maksimum b Berapa arus induksi maksimum ketika terminal keluaran dihubungkan dengan konduktor berhambatan rendah? c Tuliskan persamaan ggl induksi dan arus induksi terhadap waktu Penyelesaian: a b . c ,

b. Generator DC

Generator dc sangat mirip dengan generator ac, kecuali kontak pada loop yang berputar menggunakan satu cincin selip bercelah yang disebut komutator seperti diilustarsikan pada Gambar 1.10a. LISTRIK untuk SMP Mata Pelajaran Fisika SMA KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: INDUKSI ELEKTROMAGNETIK KELOMPOK KOMPETENSI G 19 Gambar 1.10 a Skema diagram generator dc. b Besarnya ggl bevariasi terhadap waktu tetapi polaritas tidak pernah berubah. Dalam konfigurasi seperti ini tegangan keluaran selalu memiliki polaritas yang sama dan berdenyut terhadap waktu seperti tampak pada Gambar 1.10b. Hal ini dapat dipahami karena kontak ke cincin seplit berbalik setiap setengah siklus. Pada saat yang sama, polaritas ggl induksi berbalik; maka, polaritas cincin seplit yang sama dengan polaritas tegangan output tetap sama. Bentuk grafik keluaran berupa denyut tidak cocok untuk sebagian besar aplikasi alat elektronik. Untuk mendapatkan keluaran dc yang lebih halus saat ini, generator dc komersial menggunakan beberapa kumparan sehingga ketika pulsa ini ditumpangkan, output dc hampir bebas dari fluktuasi.

c. Motor

Motor adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Pada dasarnya, motor adalah sebuah generator yang beroperasi secara terbalik. Jika pada generator kumparan diputar untuk menghasilkan arus, sementara pada motor arus diberikan oleh sumber tegangan ke dalam kumparan sehingga berputar. Gambar 1.11 Motor Pada prinsipnya sebuah motor listrik memiliki kumparan yang berada dalam medan magnet tetap, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.11. Apabila pada kumparan tersebut dialiri arus listrik, maka pada kumparan tersebut akan bekerja gaya magnetik. Arah gaya magnet pada sisi kumparan antara kanan dan kiri mempunyai