1. Martino Adhi S (4211415033)2. Obi

Tahun 1830an Michael Faraday dan Josep Henry di AS menemukan bahwa medan magnetik menginduksi arus dalam kawat tetapi akan terjadi bila medan magnetiknya berubah.

Contoh Kasus 1, Ketika Anda mencabut steker dari stopkontak terkadang kita melihat adanya lecutan kecil.

Sebelum kabel diputus, kabel tersebut menyalurkan arus dan medan magnetik mengelilingi arus tersebut. Ketika kabel diputus arus akan terhenti dan medan magnetik disekelilingnya juga hilang.

Adalah kerapatan garis-garis gaya dalam medan magnetSatuan internasional dari besaran fluks magnetik diukur

dalam Weber, disingkat WbSuatu medan magnet mempunyai fluks magnetik sebesar 1

weber bila sebatang penghantar memotong garis-garis gaya magnetik selama satu detik akan menimbulkan gaya gerak listrik (ggl) sebesar satu volt

Fluks Magnetik

Medan magnetik yang tegak lurus terhadap luasannya (perhatikan gambar 1) maka fluks magnetik didefinisikan sebagai perkalian medan magnetik B dengan luasan A :фm = B A

Karena medan magnetik sebanding dengan jumlah garis medan magnetik per luas satuan, maka fluks magnetik

sebanding dengan jumlah garis yang melalui luasan Jika medan magnetik tidak tegak lurus terhadap permukaan

(perhatikan gambar 2) maka,фm = B ń A = B A cos ɵ = Bn A

gambar 1 gambar 2

Apabila fluks magnetik dengan permukaan lengkung maka besar dan arah medan magnetik berubah dan keduanya dapat membagi permukaan menjadi sejumlah elemen luasan yang sangat kecil jadi perubahan medan magnetik di seluruh elemen dapat diabaikan. Berlaku rumus :

∆фmi = B ńi ∆Ai

Untuk kumparan yang terdiri atas N lilitan, fluks yang melalui kumparan, фm = N B A cos ɵ

Adapun percobaan lain yang dilakukan Faraday, Henry jika fluks magnetik yang melalui suatu rangkaian diubah maka suatu ggl sama besarnya dengan laju perubahan fluks yang diinduksikan dalam rangkaiannya.

Ggl bisa dideteksi dengan mengamati arus dalam suatu rangkaian

GGL INDUKSI DAN HUKUM FARADAY

Rangkaian kumparan putar

HUKUM LENZHukum lenz “ggl induksi dan arus induksi

memiliki arah sedemikian rupa sehingga melawan muatan yang menghasilkan ggl dan arus induksi tersebut.”

Menunjukkan magnet batang yang bergerak kearah suatu simpal. Karena medan magnetik dari magnet batang ke arah kanan gerak magnet ke arah simpal tersebut cenderung meningkatkan fluks yang melalui simpal.

Jika magnet dijauhkan dari simpal maka fluks mengecil dan arus induksi akan berlawanan arah pada gambar

Gambar diatas menunjukkan momen magnetik induksi dalam simpal arus yang magnet bergerak kearah berlawanan

Simpal itu bertindak sebagai magnet kecil dengan kutub utaranya ke kiri dan kutub selatannya ke kanan.

Karena kutub yang berlawanan akan tarik menarik dan kutub yang sama akan tolak menolak, momen magnetik induksi simpal ini akan mengerahkan gaya pada magnet batang ke kiri untuk melawan gerak ke arah simpal.

Jika magnet batangnya digerakkan ke arah simpal, arus induksi akan menghasilkan momen magnetik untuk melawan perubahan ini

Jika arus dalam simpal berlawanan dengan arah yang ditunjukkan, momen magnetik induksi simpalnya akan menarik magnet saat magnetnya bergerak ke arah simpal dan menyebabkan magnet tersebut mengalami percepatan

Jika diawali dengan magnet yang berada pada jarak yang jauh dari simpalnya dan memberi magnet sedikit tolakan kearah simpul maka kecepatan magnet akan meningkat dan laju perubahan fluks juga akan meningkat.

GGL GERAKMerupakan ggl yang diinduksi oleh gerak

relatif medan magnetik dan lintasan arusGgl gerak diinduksi dalam suatu batang atau

kawat konduktor yang bergerak dalam suatu medan magnetik meskipun tidak ada rangkaian tertutup dan tidak ada arus arus

menunjukkan batang konduktor yang meluncur di sepanjang rel konduktor

Medan Magnetik seragam B diarahkan kedalam bidang. Karena batang konduktor bergerak ke kanan maka luasan meningkat dan fluks magnetik yang melalui rangkaian itu juga meningkat.

Menunjukkan suatu elektron dalam batang konduktor yang bergerak melalui medan magnetik seragam yanb mengarah ke dalam bidang.Karena elektron sedang bergerak secara mendatar bersama batangnya , terdapat gaya magnetik pada elektron yang memiliki komponen ke arah bawah dengan

besar qvB. Karena gaya magnetik ini, elektron akan

bergerak ke bawah (meninggalkan muatan positif di bagian atas) hingga medan magnetik yang dihasilkan oleh muatan yang terpisahkan mengerahkan gaya kearah atas yang besarnya qE .

Pada kesetimbangan, medan listrik dalam batang

E = v BBeda potensial pada batang ∆V = E = v B ℓ ℓ

Menunjukkan elektron dalam batang konduktor bergerak ke kanan dalam suatu medan magnetik yang diarahkan kedalam bidang

Kecepatan elektron (ve) membuat sudut (ɵ) maka kecepatan komponen yang mengarah kebawah vd = ve cos ɵ

dan kecepatan mendatar v = ve sin ɵ. Gaya magnetik

sebesar fm = ve BJika fm satu-satunya gaya yang bekerja pada elektron maka

batang ini mengerahkan gaya mendatar fr pada elektron untuk mengimbangi komponen

mendatar fm yang sama dengan

fm cos ɵ

Fm tidak melakukan kerja karena tegak lurus dengan gerak elektronnya, gaya yang melakukan kerja fr .

Elektron bergerak kebawah kekanan dengan lintasan diagonal yang panjangnya S = ℓ / cos ɵ.

Kerja yang dilakukan elektron selama bergerak kebawah melintasi keseluruhan panjang batang

W = e B v ℓ

Arus Pusar / Arus Eddy merupakan arus listrik yang diinduksikan

kedalam konduktor dengan mengubah medan magnet konduktor tersebut. Sirkulasi pusaran arus ini memiliki induktansi dan medan magnet. Medan ini dapat menyebabkan tolakan, tarikan, dorongan, dan efek pemanasan.

Arus eddy terbentuk ketika terjadi perubahan letak konduktor dalam sebuah medan magnet. Konduktor yang bergerak dalam sebuah medan magnet yang tetap ataupun medan magnet yang berubah disekitar konduktor yang diam, keduanya menyebabkan arus eddy terbentuk dalam konduktor tersebut.

Arus eddy menghasilkan losses resistif yang dapat mengubah beberapa bentuk energi, seperti energi kinetik menjadi panas.

Disipasi Daya Arus EddyDengan beberapa asumsi, daya yang hilang

selama ada arus eddy per unit massa untuk lapisan tipis atau kabel dapat dihitung menggunakan rumus:

P = daya yang hilang per unit massa (W/kg)Bp = puncak medan magnet (T)d = ketebalan lapisan atau diameter kabel (m)f = frekuensi (Hz)k = konstanta, 1 untuk lapisan tipis dan 2

untuk kabelρ = resistifitas bahan (Ωm)D = densitas bahan (kg/m3)

Skin EffectSkin Effect merupakan kecenderungan arus

AC menjadi terdistribusi kedalam sebuah konduktor sehingga kepadatan arus terbesarnya terdapat didekat permukaan konduktor, dan berkurang sebanding dengan kedalaman konduktor.

Dalam perubahan medan yang sangat cepat, medan magnet tidak sepenuhnya menembus bahan. Hal ini mengakibatkan terjadinya skin effect.

Rumus menghitung Kedalaman tembus

δ = kedalaman penetrasi (m)f = frekuensi (Hz)µ = permeabilitas magnet bahan (H/m)σ = konduktivitas listrik bahan (S/m)

Generator dan Motor

Induktansiberimbas, ikut ikutan,