Umiatin, M.SiJurusan Fisika UNJ

HUKUM FARADAY DAN INDUKTANSI

Hukum Faraday Ggl Gerak Hukum Lens Ggl Induksi dan Medan Listrik Generator dan Motor Arus Edy Persamaan Maxwell

Q yang diam E konstantQ bergerak E berubah B konstan

(eksperimen Hans C Oersted)

Bagaimana jika B yang berubah ?

Michael Faraday (1791-1867) seorang ahli eksperimen Fisika. Kontribusi terbesarnya dalam hal penemuan ggl induksi, motor listrik, generator listrik dan transformator

Sebuah loop dihubungkan dgn ammeter dan magnet digerakkan

Muncul arus walau tidak ada baterai

Arus yg muncul disebut arus induksi. Ggl yang muncul disebut ggl induksi

Ring besi dililiti dua koil, primer dihubungkan dgn sumber arus, sekunder dgn ammeter

Sesaat ketika saklar dihubungkan, ammeter terdefleksi, lalu ke nol

Sesaat ketika diputus terdefleksi kearah berbeda lalu ke nol

Bila arus steady, jarum di nol

Arus induksi dihasilkan ketika terjadi perubahan medan magnetik

Hukum Faraday : “ggl induksi yang dihasilkan dalam rangkaian sebanding dengan kecepatan perubahan flux magnet di dalam rangkaian tersebut”

Secara Matematik ditulis :

Bila B uniform melalui loop seluas A, maka flux magnetik bergantung B A cos

Sehingga ggl :

Untuk menghasilkan ggl dengan cara : B dirubah terhadap waktu A dirubah terhadap waktu Sudut antara A dan B dirubah terhadap

waktu Kombinasinya

Ggl gerak : dihasilkan oleh konduktor yg digerakkan dalam medan magnetik serbasama

Muatan akan mengalami gaya magnet sebesar qvB

Terjadi polarisasi muatan sehingga terdapat medan listrik internal dalam konduktor dan muatan mengalami gaya listrik qE

Konduktor berupa rangkaian tertutup untuk mengamati arus induksi.

qE = qvB E = vB

Karena V = E LMaka V = BLv

Apabila luas loop : Lx maka = B.A = BLx

Sebuah konduktor panjang L digerakkan pada rel licin seperti pada gambar dengan kecepatan awal vi dan massanya m. Batang berada pada medan magnet homogen B. Tentukan kecepatan sebagai fungsi waktu !a. Melalui penerapan Hk Newtonb. Melalui penerapan konsep energi

Pada Hukum Faraday tanda aljabar negatif . Arti fisisnya tanda - dijelaskan dgn Heinrich Lenz.

Hukum Lenz :”arus induksi yang dihasilkan pada loop haruslah menghasilkan medan magnetik yg berlawanan dengan perubahan flux magnetik yg dicakup oleh loop tersebut”

Ketika batang digerakan ke kanan, flux magnetik bertambah sehingga medan magnetik yang dihasilkan harus mengurangi. Dan sebaliknya

Perubahan fluks magnetik menyebabkan Ggl induksi dan arus Induksi. Arus terkait dng pergerakan muatan listrik. Adanya muatan listrik mengindikasikan medan listrik.

B yang berubah Medan Listrik Induksi

Ggl induksi pada gb disamping :

Gaya yang dialami muatan listrik :

Energi untuk memutar loop antara lain berasal dari air terjun dan uap hasil pembakaran bahan bakar yang digunakan untuk memutar turbin.

Loop berputar di dalam medan B sehingga flux B di dalam loop akan bervariasi thd waktu. Ini akan menghasilkan Ggl induksi dan Arus Induksi

Ujung loop dihubungkan dengan cincin yang dapat berputar jika loop berputar. Fungsinya sbg penghubung dengan rangkaian luar.

Adalah : Arus induksi yang timbul pada logam yang digerakkan di dalam B. Arah arus sesuai dengan kaidah Lenz

Dasar teori elektromagnetik Memprediksi cepat rambat gel

EM : c =1/√oo = 3 x 108 m/s Empat persamaan Maxwell :

◦ Hk Gauss utk Listrik◦ Hk Gauss utk magnet◦ Hk Faraday◦ Hk Ampere-Maxwell

Induktansi Diri

1.Apa yang dimaksud dengan induktansi diri ?

2.Sebuah kumparan memiliki induktansi

diri sebesar 3 mH. Arus yang melalui kumparan tersebut berubah dari 0.2 A sampai 1.5 A selama 0.2 sekon. Hitung ggl induksi rata – rata pada kumparan selama waktu tersebut !

3.Hitung besarnya induktansi pada rangkaian RL dimana R = 0.5 ohm dan arusnya meningkat sebesar seperempatnya dari arus awalnya dalam waktu 1.5 sekon.