(a) Pengertian aruhan elektromagnet.

Aruhan elektromagnet ialah proses penghasilan d.g.e. aruhan (arus aruhan) tanpa menggunakan bekalan kuasa tetapi menggunakan gerakan relatif di antara konduktor dan magnet.

(b) Mekanisme penghasilan d.g.e aruhan (arus aruhan)

Rajah(a)

Rajah (b)

Rajah (c)

Apabila magnet ditujah masuk ke dalam gegelung

(seperti pada rajah (a) ) maka pemotongan antara garis-garis medan magnet dengan konduktor (perubahan fluks magnet) berlaku. Perubahan fluks magnet mewujdkan d.g.e aruhan

Atau

Apabila gegelung digerakkan ke atas dan ke bawah(seperti pada rajah(b)) , maka pemotongan antara garis-garis medan magnet dengan konduktor (perubahan fluks magnet) berlaku.Perubahan fluks magnet mewujudkan d.g.e aruhan dan seterusnya arus aruhan dihasilkan.

Atau

Semasa suis dihidup atau dimatikan atau pada rajah (c) semasa melaraskan reostat maka pemotongan antara garis-garis medan magnetdengan konduktor (perubahan fluks magnet) berlaku.Perubahan fluks magnet mewujudkan d.g.e aruhan dan seterusnya arus aruhan dihasilkan.

Arus aruhan adalah maksimum jika arah garis-garismedan magnet berserenjang dengan arah konduktor.Arus aruhan minimum(sifar) jika arah garis-garis medan magnet selari dengan arah konduktor.

Gerakan relatif bermaksud samada

Bagi rajah(a) dan rajah(b):(a) magnet bergerak manakala konduktor pegun(b) magnet pegun manakala konduktor bergerak.lc) magnet dan konduktor bergerak pada arah bertentangan(d) magnet dan konduktor bergerak pada arah yang sama dengan halaju berlainan.

Bagi rajah(c)(a) semasa suis S dihidup atau dimatikan(b) reostat dilaraskan(c) gegelung P digerakkan dengan arus mengalir

melalui gegelung P(d) Gegelung P dialirkan dengan bekalan a.u.

(c) Hukum Faraday- Magnitud Arus Aruhan

Magnitud d.g.e aruhan(arus aruhan) berkadar langsung dengan kadar perubahan fluks magnet.

PELAJARAN 8 ARUHAN ELEKTROMAGNET

Oleh itu untuk cara menambahkan magnitud arus aruhan ialah(a) Menambahkan kekuatan magnet(b) Menambahkan bilangan lilitan gegelung(c) Menambahkan halaju gerakan relatif antara magnet dan konduktor.

(d)Hukum Lenz-Arah arus aruhan

Arah arus aruhan sentiasa mengalir pada arah yangbertentangan dengan perubahan fluks magnet yangmenghasilkannya.

Semasa kutub Selatan magnet ditujah masuk melalui hujung P, daya .................................................... dihasilkan.Oleh itu hujung P menjadi kutub ....................................dan arah arus mengalir pada arah ............................................... .Sebaliknya semasa Selatan magnet dikeluarkan melalui hujung P, daya............................................... dihasilkan.Oleh itu hujung P menjadi kutub .................................dan arah arus mengalir pada arah .............................................................................

Konsep Hukum Lenz adalah berdasarkan prinsip keabadian tenaga iaitu:Tenaga mekanik(untuk mengerakkan magnet) Tenaga elektrikTenaga haba(dilesapkan dalam gegelung).

(e) Aplikasi aruhan elektromagnetDi antara alat yang beroperasi berdasarkan aruhan elektromagnet ialah transformer dan penjana elektrik.

1 Suatu daya gerak elektrik akan teraruh dalam suatu konduktor jika konduktor itu

A Pegun antara dua kutub magnetB Bergerak selari dengan garis medan

magnetC Bergerak selari dengan garis medan

elektrikD Bergerak serenjang dan memotong garis

medan magnet

2 Apabila satu magnet bar dimasukkan dan dikeluarkan daripada satu gegelung,arus teraruh dalam gegelung.Magnitud arus yang teraruh

bergantung kepada yang berikut,kecuali

A kekuatan magnetB bilangan lilitan gegelungC kelajuan gerakan magnetD kutub magnet yang menghadapi gegelung

3

Apabila suis S pada rajah di atas dihidupkan,penunjuk galvanometer G terpesong seketika.Pesongan itu dapat dikurangkan dengan

A menambah rintangan reostat RB menambah bilangan lilitan gegelung QC mengurangkan jarak x antara P dan QD memasukkan satu teras besi ke dalam Q

TUTORIAL 8

4 Dalam rajah ,dawai VW adalah berserenjang dengan PQ.Penunjuk galvanometer G akan terpesong kecuali apabila

A ketika suis dimatikanB ketika suis dihidupkanC wayar VW bergerak ke atasD wayar PQ bergerak selari dengan PQ

5 Satu galvanometer peka berpusat sifar

disambungkan kepada suatu solenoid seperti pada rajah di atas.Apakah yang terjadi kepada penunjuk galvanometer apabila kutub utara magnet bar bergetar masuk dan keluar hujung solenoid itu?

A Penunjuk galvanometer tidak terpesongB Penunjuk galvanometer terpesong ke kiriC Penunjuk galvanometer terpesong ke

kananD Penunjuk galvanometer terpesong ke kiri

dan ke kanan

6 Rajah menunjukkan sebuah magnet bar dengan kutub utaranya di bawah tergantung oleh satu spring yang panjang.Ia diayunkan supaya bergerak masuk dan keluar dari solenoid yang disambung kepada sebuah galvanometer.Bentuk graf arus,I lawan masa,t adalah,

7 Kutub selatan magnet kekal dimasukkan ke dalam satu hujung suatu gegelung dawai seperti pada rajah.Antara pernyataan berikut yang manakah tidak benar?

A Fluks magnet dipotong oleh gegelungB Arus yang teraurh mengalir dari X ke YC Penunjuk galvanometer dipesong ke

sebelah kiri dan kemudian ke sebelah kanan

D Tenaga elektrik yang terhasil bersamaan dengan kerja yang dilakukan untuk mengerakkan magnet kekal.

8 Dalam rajah di atas,wayar PQ digerakkan ke bawah dengan pantas.Manakah antara berikut akan berlaku pada penunjuk galvanometer?

A Ia tetap pegunB Ia terpesong ke sebelah tanda sifar dan

tetap disituC Ia terpesong ke kiri dan ke kanan tanda

sifarD Ia terpesong ke sebelah tanda sifar dan

kembali semula ke sifar

9 Rajah menunjukkan satu magnet yang terletak di atas satu troli yang ringan, ditolak masuk ke dalam satu solenoid yang disambung kepada satu galvanometer. Antara pernyataan berikut yang manakah benar?

A Laju magnet bertambah apabila ia memasukki hujung P solenoid

B Laju magnet semakin bertambah semasa magnet bergerak menjauhi solenoid

C Sebaik sahaja magnet itu meninggalkan solenoid,hujung Q menjadi kutub selatan

D Semasa magnet itu mendekati hujung P solenoid,jarum galvanometer terpesong ke arah X

10 D.g.e yang diaruhkan dalam gegelung boleh dikurangkan dengan

A menambahkan kekuatan magnetB menambahkan bilangan lilitan gegelungC menggunakan gegelung yang luas keratan

rentasnya lebih besarD mengurangkan laju gerakan relatif antara

gegelung dan konduktor

11 Rajah menunjukkan apabila sebatang magnet

bar digerakkan masuk ke dalam gegelung ,jarum galvanometer terpesong seketika.Antara pernyataan berikut yang manakah benar?

A Hujung KL menjadi kutub selatanB Arus aruhan terhasil mengalir pada arah

LKJMC Arah pengaliran arus aruhan ditentukan

oleh Hukum FaradayD Jarum galvanometer tetap pada satu nilai

tertentu magnet bar pegun dalam gegelung

12 Rajah di atas menunjukkan sebuah solenoid

MN yang disambung ke sebuah bateri .Satu magnet kecil digantung pada hujung N dan sekeping besi lembut digantung pada hujung M.

(a) Apabila suis dihidupkan apakah yang terjadi kepada

(i) kepingan besi lembut?

.............................................................................

............................................................................. (ii) magnet kekal

.............................................................................

.............................................................................

.............................................................................(b) Bateri dan suis ditanggalkan dan

digantikan dengan galvanometer sifar tengah yang peka.Nyata dan huraikan apa yang diperhatikan pada penunjuk galvanometer itu jika

(i) kepingan besi lembut diayunkan

masuk ke dalam dan keluar solenoid.

.............................................................................

............................................................................. (ii) magnet kecil diayunkan ke dalam dan

keluar solenoid.

.............................................................................

.............................................................................(c) Terangkan mengapa ayunan magnet kecil

itu berhenti lebih awal daripada ayunan kepingan besi lembut itu.

.............................................................................

.............................................................................

.............................................................................

13 Rajah di atas menunjukkan dua magnet

magnadur diletakkan dengan kutub- kutub yang bertentangan menghadapi satu sama lain pada satu dening besi bentuk-U.Satu gegelung dawai yang disambung ke sebuah galvanometer G tergantung dalam medan magnet itu.

(a) Gegelung itu kemudiannya digetarkan masuk dan keluar medan magnet itu.(i) Nyatakan apakah yang akan

diperhatikan pada penunjuk galvanometer?

....................................................................

....................................................................(ii) Berikan sebab bagi (a)(i) di atas

....................................................................

....................................................................(b) Apabila gegelung itu digetarkan ke atas

dan ke bawah dengan cepat memasukkimedan magnet,apakah yang terjadi dan berikan sebabnya.

............................................................................. .............................................................................

............................................................................. (c) Nyatakan tiga kaedah untuk

menambahkan saiz pesongan galvanometer.

.............................................................................

.............................................................................

.............................................................................(d) Nyatakan Hukum-Hukum yang terlibat

dalam eksperinen di atas.

.............................................................................

.............................................................................(e) Nyatakan perubahan tenaga yang berlaku

dalam eksperimen di atas.

.............................................................................

.............................................................................

14 Sebuah bandul terdiri daripada satu ladung loyang yang digantung di hujung satu wayar kuprum .Ia diayunkan dalam satu medan magnet yang kuat.Hujung atas bandul itu disambung kepada wayar penyambung kepada satu suis S.Ladung loyang disambung pula kepada wayar ringan yang kendur kepada satugalvanometer sifar tengah G dan suis S seperti pada rajah.(a) Apabila suis S dihidupkan dan bandul

berayun di dalam medan magnet, kelihatan jarum penunjuk galvanometer itu berayun ke kiri dan ke kanan sifar tengahnya.Huraikan apakah yang telah berlaku.

.............................................................................

.............................................................................

.............................................................................

.............................................................................

.............................................................................(b) Nyatakan jenis arus yang terhasil.

.............................................................................(c) Lakarkan graf arus-masa daripada

pemerhatian eksperimen ini.

(d) Pada kedudukan-kedudukan manakah

penunjuk galvanometer pada sifar dan nyatakan sebabnya.

.............................................................................

.............................................................................(e) Nyatakan jenis-jenis tenaga yang dipunyai

oleh ladung pada kedudukan C.

.............................................................................

.............................................................................

(f) Lama-kelamaaan bandul akan berhenti.Bandingkan masa yang diambil untuk bandul itu berhenti semasa suis S dihidupkan dan semasa suis S dimatikan.Jelaskan jawapan anda.

.............................................................................

.............................................................................

.............................................................................

.............................................................................

.............................................................................

.............................................................................15 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan

aruhan elektromagnet.

(b) Nyatakan Hukum Lenz.Huraikan eksperimen untuk mentahkik Hukum Lenz.

(c) Nyatakan Hukum Faraday.Huraikan

eksperimen untuk mentahkik Hukum Faraday .

(d) Huraikan faktor-faktor yang

mempengaruhi magnitud arus aruhan.