berikut :
Fluksi magnet mempunyai beberapa karakteristik : a. Fluksi magnet dimulai dari kutub U dan berakhir di kutub S suatu magnet atau magnet-magnet
b. Arah dari fluksi magnet adalah sesuai dengan arah kutub U jarum magnet bila jarum berada di dalam fluksi. c. Seperti halnya serbuk karet, garis gaya magnet di dalam fluksi berusaha sependek mungkin, sejajar dan sedekat
mungkin dengan poros U-S dari medan magnet. Pada saat yang sama, cenderung menolak garis gaya magnet lainnya yang searah, sehingga juga cenderung membentuk busur keluar poros U-S.
Induksi elektromagnetik adalah peristiwa timbulnya GGL atau arus listrik pada suatu penghantar atau kumparan akibat mengalami perubahan garis-garis gaya magnet fluks magnetic.
3.2. PENGGUNAAN HUKUM FLAMING
Cara – cara untuk menghasilkan GGLarus induksi : 1. Menggerak-gerakkan magnet di dekat kumparan percobaan faraday
2. Memutar kumparan pada medan magnet, prinsip kerja generator atau alternator
3. Memutar magnet di dalam kumparan prinsip kerja dynamo sepeda pancal
F = B .I . L Dimana :
F : gaya elektromaknetik B : Jumlah garis gaya magnit
I : Arus yang mengalir pada penghantar L :panjang penghantar
4. Menggerakkan penghantar memotong medan magnet prinsip timbulnya gaya Lorentz, digunakan pada motor stater.
5. Mengalirkan arus bolak-balik AC kepada kumparan primer untuk diinduksikan keada kumparan sekunder yang ada di dekatnya. Prinsip kerja transformator trafo
6. Mengalirkan arus searah DC yang diputus-putus kepada kumparan primer untuk diinduksikan kepada kumparan sekunder yang ada didekatnya, prinsip kerja inductor dan busi.
pada selenoit, relai, motor wiper, starter, motor penghapus kaca dan jarum penunjuk ammeter, volt meter, dan lain- lainnya.
cara kerja :
Sekarang apa yang terjadi pada fluksi magnet bila konduktornya melingkar dan bukan kawat lurus. Bila konduktor lurus secara bertahap dibengkokkanm, akan membentuk lingkaran gambar a sampa D. Fluksi dari setiap titiklingkarang adalah
sama arahnya dalam hal ini, searah jarum bila dilihat dari bawah, gabungan ini membentuk fluksi yang lebih besar dan lebih kuat.
Dengan kata lain, bila arus mengalir di dalam kumparan, arah fluksi magnet sedemikian rupa sehingga kutub U dan S dihasilkan di dalam koil seperti pada gambar di bawah.
Bila konduktor dililitkan membentik kumparan dalam suatu tabung, seperti pada gambar C, disebut solenoid.
Bila arus mengalir di dalam solenoid seperti pada gambar di bawah, arah fluksi magnet sedemikian rupa sehingga kutub S yang dihasilkan berada di atas. Jumlah garis gaya magnet juga bertambah sebanding dengan jumlah gulungan dari kumparan.
Bila arus mengalir di dalam solenoid, jumlah garis gaya magnet bertambah sebanding dengan besarnya arus. Prinsip solenoid yang diuraikan di atas dapat dipergunakan untuk relay. Bila kita tempatkan logam yang dpat bergerak, mudah terkena magnet
misalnya, plunger di bawah solenoid, dan dengan mengalirkan arus melalui solenoid. Hal ini karena medan magnet yang dihasilkan solenoid menyebabkan logam menjadi magnet sehingga tertarik. Akan tetapi bila medan magnet kurang kuat,
logam tidak akan tertarik.
Bila kita letakkan inti besi iron core di dalam solenoid, garis gaya magnet yang dihasilkan akan bertambah. Akibatnya solenoid dapat menarik logam dengan lebih kuat. Hal ini karena disamping fluksi dari kumparan itu sendiri ditambah garis
gaya magnet pada inti besi.
Gambar 17. Arah Gaya Elektromagnet Kita umpamakan kutub U dan S magnet ditempatkan berdasarkan satu dengan yang lainnya, dan konduktor diletakkan di
tengahnya, seperti pada gambar, kemudian arus listrik dialirkan melalui konduktor
.
Garis-garis gaya magnet di atas konduktor adalah lebih kecil karena fluksi magnet yang dihasilkan oleh magnet arahnya berlawanan dengan arah fluksi yang dihasilkan arus listri. Sebaliknya garis-garis gaya magnet di bawah konduktor adalah
lebih besar karena arah-arahnya sama searah. Karena garis gaya magnet bekerja serupa dengan sabuk karet, garis gaya magnet cenderung menjadi lurus. Tendensi ini di
Jika sebuah konduktor memiliki arus yang mengalir melaluinya, maka akan terbentuk medan magnet. Sebuah magnet permanen memiliki medan di antara kedua kutubnya. Pada saat konduktor yang menghantarkan arus diletakkan dalam medan
magnet permanen, maka timbul gaya yang dihasilkan pada konduktor karena medan magnet tersebut. Jika konduktor terbentuk dalam sebuah simpul dan ditempatkan dalam medan magnetik, maka hasilnya adalah sama. Karena aliran arus
berada dalam arah yang berlawanan dalam coil, sebuah sisi akan tertekan ke atas dan sisi lainnya tertekan ke bawah. Hal ini akan membuat efek rotasi atau torsi pada koil.
Sama halnya dengan dengan sebuah lilitan kawat yang diletakkan diantara kutub magnet permanen akan mulai berputar bila diberi arus gambar 1.9 arah medan magnet. Hal ini disebabkan arus mengalir dengan arah yang bearlawanan pada masing-
masing lilitan Jadi gaya yang saling memotong dari lilitan dengan dari magnet itu sendiri. Akibatnya lilitan kawat akan berputar searah
dengan jarum jam. Seperti terlihat pada gambar 1.9 Arah medan magnet.
Gambar 18. Arah medan magnet
Pada motor yang sebenarnya beberapa set kumparan dipergunakan untuk membatasi ketidak teraturan putaran dan menjaga kecepatan agar tetap konstan tetapi prinsip kerjanya sama.
Selanjutnya motor seri DC yang dikombinasikan pada motor stater menggunakan sejumlah kumparan yang disebut field coil yang dirangkai secara seri dengan beberapa kumparan armature sebagai pengganti magnet permanen gambar 1.10 Model
sederhana motor stater. Bila penghantar kumparan anker bermedan magnet, ditempatkan pada area medan magnet dari kumparan medan, garis gaya magnet dari kedua medan magnet saling berpotongan. Hal ini akan menyebabkan perbedaan
energi kemagnetan di sekitar pengantar dan menghasilkan gaya EMF Elektromagnetic Force .
Gambar 19. Model sederhana motor stater
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada sebuah rangkaian dibawah ini. Pada rangkaian ini sebuah commutator dan beberapa brush dipergunakan untuk menjaga motor listrik agar tetap berputar dengan cara mengendalikan arus yang mengalir melalui
simpul kawatwire Gambar 1.11 rangkaian comutator dan brush. Commutator berfungsi sebagai sebuah sambungan listrik
yang berputar. Ketika simpul kawatwire berputar menajauh dari sepatu kutup, segmen commutator merubah sambungan listrik antara brush dan simpul kawatwire. Hal ini akan membalikkan medan magnet pada sekeliling simpul kawatwire.
Simpul kawatwire akan tertarik kembali serta melalui potongan kutub Pole Piece yang lain. Koneksi listrik yang berubah terus-menerus akan membuat motor berputar. Sebuah gerakan tarik-dorong terus dibuat ketika setiap simpul bergerak di
dalam potongan kutub Pole Piece. Gaya elektromagnetis F tersebut sebanding dengan besarnya medan magnet B , arus yang mengalir pada penghantari
dan panjang penghantar l. Dengan kata lain gaya elektromagnetis lebih besar bila medan magnetnya makin kuat, bila arus listrik yang mengalir pada penghantar makin besar atau biila panjang penghantar yang berada pada medam magnet semakin
besar. Berbagai simpul kawatwire serta sebuah commutator dengan segmen banyak dipergunakan untuk meningkatkan daya motor
beserta kehalusannya. Setiap simpul kawatwire dihubungkan dengan segmen tersendiri pada commutator untuk menghasilkan aliran arus melalui setiap simpul kawatwire ketika brush menyentuh setiap segmen. Pada saat motor berputar,
banyak simpul kawatwire memberikan kontribusi pada gerakan tersebut dengan menghasilkan gaya putar yang halus dan konstan
.
RANGKUMAN
1. Magnet memiliki dua tempat yang gaya magnetnya paling kuat. Daerah ini disebut kutub magnet.Ada 2 kutub magnet, yaitu kutub utara U dan kutub selatan S.Seringkali kita menjumpai magnet yang bertuliskan N dan S.
2. Magnet dapat digolongkan atas 2 dua jenis yaitu magnit permanan dan non permanan. 3. Kaidah ini berbunyi ukuran gaya elektromagnetik paling besar saat arah medan magnet tegak lurus dengan arus, dan
meningkat sebanding dengan panjang konduktor, besar arus, dan kekuatan medan magnet.
EVALUASI
1. Kawat yang hambat jenisnya 0,000 001 Ωm dan luas penampangnya 0,000 000 25 m² digunakan untuk membuat elemen pembakar listrik 1kW yang harus memiliki hambatan listrik 79 ohm. Berapa panjang kawat yang diperlukan?
2. Sebuah batang penghantar dengan panjang 80 centimeter dimasukkan pada celah antara dua kutup magnet utara dan selatan yang selanjutnya batang penghantar dialiri arus sebesar 15 ampere yang menghasilkan garis-garis gaya magnet
sebesar 60 persatuan luas. Berapa besar gaya elektromagnetik yang terjadi? 3. Seutas kawat besi panjangnya 10 meter dan lulus penampangnya 1 mm
2
, mempunyai hambatan jenis 10-7 Ohm m. Jika antara ujung – ujung kawat dipasang beda potensial 60 Volt, tentukan kuat arus yang mengalir dalam kawat
4. Sebuah batang penghantar dengan panjang 110 centimeter dimasukkan pada celah antara dua kutup magnet utara dan selatan yang selanjutnya batang penghantar dialiri arus sebesar 10 ampere yang menghasilkan garis-garis gaya magnet
sebesar 60 persatuan luas. Berapa besar gaya elektromagnetik yang terjadi?
TUGAS MANDIRI
1. Kawat yang hambat jenisnya 0,000 001 Ωm dan luas penampangnya 0,000 000 25 m² digunakan untuk membuat elemen pembakar listrik 1kW yang harus memiliki hambatan listrik 57,6 ohm. Berapa panjang kawat yang diperlukan?
2. Seutas kawat besi panjangnya 20 meter dan lulus penampangnya 1 mm
2
, mempunyai hambatan jenis 10
-7
Ohm m. Jika antara ujung – ujung kawat dipasang beda potensial 60 Volt, tentukan kuat arus yang mengalir dalam kawat
3. Sebuah batang penghantar dengan panjang 60 centimeter dimasukkan pada celah antara dua kutup magnet utara dan selatan yang selanjutnya batang penghantar dialiri arus sebesar 10 ampere yang menghasilkan garis-garis gaya magnet
sebesar 50 persatuan luas. Berapa besar gaya elektromagnetik yang terjadi? 4. Sebuah batang penghantar dengan panjang 90 centimeter dimasukkan pada celah antara dua kutup magnet utara dan
selatan yang selanjutnya batang penghantar dialiri arus sebesar 10 ampere yang menghasilkan garis-garis gaya magnet sebesar 60 persatuan luas. Berapa besar gaya elektromagnetik yang terjadi.
5.
KOMPETENSI DASAR PENGALAMAN BELAJAR
Setelah mengikuti pembelajaran dengan kompetensi dasar-dasar Listrik siswa dapat :
1. Menghayati dan Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli gotong royong,
kerjasama, toleran, damai, santun, responsif dan proaktif dan menunjukan sikap sebagai bagian dari
solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial
dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
2. Memahami besaran listrik, hukum Ohm dan Kirchof padar listrik otomotip
3. Menerapkan Dasar Listrik pada rangkaian seri, paralel dan gabungan
Dari pembelajaran kompetensi dasar-dasar Listrik siswa
mendapatkan pengalaman belajar : 1.
Mengamati simulsi terkait materi pokok besaran listrik
dan Mengeksplorasi dalam pengukuran arus, tegangan
dan tahanan, 2.
Mengamati simulsi terkait materi pokok besaran listrik
dan
Mengeksplorasi dalam pengukuran arus, tegangan
dan tahanan 3.
Mengamati simulsi terkait materi pokok besaran listrik
dan
Mengeksplorasi dalam Menyelesaikan pengukuran
arus, tegangan dan tahanan 4.
Mengkomunikasikan dalam pengukuran tegangan,
tahanan dan arus 5.
Mengamati simulsi terkait materi dan Mengeksplorasipengukuran arus, tegangan dan tahanan
6.
Mengamati simulsi terkait materi pokok besaran listrik
dan Mengeksplorasi induksi sendiri, mutual pada
kemagnitan
Dalam pengukuran dasar besaran-besaran listrik yang meliputi pengukuran besaran dasar yaitu kuat arus listrik yang dinyatakan dengan Ampere, tegangan yang dinyatakan dengan satuan Volt, dan hambatan yang dinyatakan dengan satuan
Ohm.
1. AMPER
Amper meter digunakan untuk mengukur besaran arus listrik.Ukuran amper meterbiasanya dinyatakan dalam satuan yang disebut “ampere atau amp”.Umumnya, kecuali amper meter jepitan, rangkaian harus dibuka dan amper meter
dihubungkan secara seri untuk mengukur aliran arus.sebelum mengunakan alat ukur ini sebaiknya dikalibrasi dulu agar pembacaan akhir menjadi tepat. Untuk mengalibrasi amper meter analog perhatikan jarum pada skala, jarum harus tepat pada
angka O. Bila kurang tepat putar baut pada amper ke arah kiri atau ke kanan sampai jarum tepat menunjuk angka nol. Amper meter yang dijual pada toko alat teknik beraneka ragam jenisnya, saat digunakan mengukur pada sistem. Bila
kita ingin mengukur arus listrik pada arus AC maka gunakan amper meter jenis AC dan bila arus DC yang diukur gunakan amper jenis DC. Bacalah instruksi yangdibuat oleh pabrik pembuat tentang cara memasangnya atau menyambungnyake
rangkaian.Perhatikan gambar.dibawah ini, Setelah kita buka putuskan penghantar, kemudian sambungkan amperemeter di tempat itu.jangan sampai terbalik dalam pemasangan kutup positip dan kutup negatip pada amper meter, hal ini bisa
menyebabkan pembacaan alat terbalik. Seharusnya jarum menunjukkan angka pada alat ukur, karena terbalik tidak bisa menunjuk angka yang sesuai.
AL AT
U KU
R
AMPER METER VOLT METER
HAMBATAN AVO METER
AVO DIGITAL
B. PETA KONSEP
Setelah amperemeter terpasang, kita dapat mengetahui besar kuat arus yang mengalir melalui penghantar dengan membaca amperemeter melalui jarum penunjuk.
Dalam membaca amperemeter harus diperhatikan karakteristik alat ukur karena jarum penunjuk tidak selalu menyatakan angka tepat.Perhatikan amper meter sebelum membaca pada alat menggunakan satuan Mili Amper mmA,
Mikro amper µA atau Amper.
Kuat arus yang terukur pada alat dapat dihitung dengan rumus: A = Amperemeter yang digunakan
PENGUKURAN ARUS DENGAN AVO
Apabila dalam pengukuran arus menggunakan AVO meter, maka selector harus ditempatkan pada posisi DcmA, jika menggunakan AVO analog, maka cara membaca hasil pengukuran adalah batas ukur dibagi dengan penyimpangan skala
penuh kemudian dikalikan dengan penunjukkan jarum, atau dapat dituliskan dengan rumus:
Misalkan sebuah AVO meter analog untuk mengukur arus dengan batas ukur 10 amper dan simpangan skala penuh 50, apabila penunjukkan jarum pada angka 5, maka besarnya pengukuran adalah: 1050 x 5 = 1 amper
