Hukum Faraday atau merupakan hukum dasar elektromagnetisme yang menjelaskan bagaimana medan magnet berinteraksi dengan sirkuit elektrik untuk menghasilkan gaya elektromagnetik. Peristiwa ini dikenal dengan induksi elektromagnetik. Hukum ini juga menjelaskan perbandingan  antara jumlah listrik yang digunakan dan massa zat yang dihasilkan dalam proses elektrolisis. 

Penemu hukum ini adalah Michael Faraday, seorang ilmuwan asal Inggris. Hukum Faraday itu sendiri terbagi dua, yaitu Hukum Faraday I dan Hukum Faraday 2. 

Sejarah Hukum Faraday 

Penemuan Michael Faraday diawali oleh penemuannya terhadap pengaruh elektromagnetik.

Penemuan tersebut adalah sebuah penemuan penting dan monumental dikarenakan artian pentingnya secara teoritis untuk menggunakan elektromagnetik sebagai penggerak arus listrik. Setelah penemuan monumental tersebut, Faraday mencoba eksperimen pada bidang kimia.

Dari hasil eksperimennya, di temukanlah hubungan antara jumlah listrik yang digunakan dengan massa zat yang dihasilkan dalam proses elektrolisis.

Penemuan tersebutlah yang kemudian dinamakan Hukum Faraday. Lebih dari itu, Faraday juga mempopulerkan banyak istilah dalam kimia seperti anoda, katoda, elektroda, dan elektrolit. 

Prinsip Kerja Hukum Faraday 

Dalam penemuan Hukum Faraday tersebut, Michael Faraday melihat bahwa suatu mol elektron yang ada di dalam setiap atom membawa atom-atom tersebut. Perubahan ini terus diamati Faraday dalam proses elektrolisis.

Setelah itu, penemuan ini juga menghasilkan konstanta Faraday, yaitu besaran muatan listrik per mol elektron, yang bernilai 96.500 coulomb/mol yang digunakan untuk menghitung jumlah muatan yang ada di dalam satu mol elektron. 

Hukum Faraday I berbunyi “Ketika proses elektrolisis berlangsung, massa zat yang dilepaskan berbanding lurus dengan jumlah listrik yang digunakan”. 

Dengan begitu, dapat dirumuskan bahwa massa zat ≈ jumlah listrik yang digunakan 

atau w ≈ Q dengan w = massa yang dihasilkan dalam elektrolisis, q = jumlah listrik yang digunakan. w sendiri dapat dirumuskan dengan w = e.i.t/F

keterangan 

w = massa zat yang dihasilkan dengan ketentuan gram 

e = ekuivalen 

i = kuat arus listrik dengan satuan ampere 

t = waktu dengan satuan sekon 

F = konstanta Faraday yaitu 96.500 coulomb/mol 

Hukum Faraday II berbunyi “Ketika proses elektrolisis berlangsung, massa zat yang dilepaskan berbanding lurus dengan massa ekuivalen zat itu”. 

Dengan demikian, hukum ini dapat dirumuskan sebagai massa zat ≈ massa ekivalen zat atau w ≈ ME dengan w = massa dan ME = massa ekuivalen zat. 

Contoh Soal 

1. Arus listrik sebesar 8 Ampere mengalirkan massa tembaga selama 12.000 detik ke dalam larutan CuSO4 (Ar Cu = 63,5). Berapa jumlah massa tembaga?
2. Arus listrik 0,2 Ampere dilewatkan ke dalam sel elektrolisis yang mengandung larutan CuCl2 selama 60 menit. Hitunglah endapan Cu yang terbentuk pada katode. (Ar Cu = 63,5). 
3. Hitunglah berapa jumlah klor dan emas yang terbentuk, jika arus listrik 5 Ampere melewati larutan emas (III) klorida selama 8 menit!
4. Berapa massa ekuivalen untuk reaksi berikut : Cu₂ + (aq) +2e – Cu (s) jika tembaga (Cu) Ar = 63,5? 
5. Berapa waktu yang dibutuhkan untuk mengendapkan 3,3 gram besi dalam larutan besi (III) klorida dengan arus 10 A? (Ar Fe = 55,85). 
6. Sebuah kumparan terdiri dari 30 lilitan, fluks magnet dalam kumparan berubah sebesar 5 x ^10-3  weber dalam selang waktu 12 milisekon. Hitunglah Gaya Gerak Listrik (GGL) Induksi pada kumparan tersebut!

Penerapan Hukum Faraday 

1. Generator Listrik 

Salah satu penerapan hukum Faraday adalah generator listrik. Pada prinsipnya, arus listrik dihasilkan generator melalui induksi elektromagnetik. Dalam medan magnet, perputaran kumparan menghasilkan fluks magnetik yang menginduksi arus listrik. 

2. Mikrofon

Mikrofon merupakan sebuah perangkat yang mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik.

Prosesnya yaitu gelombang suara diubah menjadi getaran mekanik kemudian mengubah fluks magnetik dalam kumparan. Proses tersebut menginduksi arus listrik yang mewakili sinyal suara. 

3. Transformator 

Transformator merupakan alat yang dapat mengubah tegangan listrik. Alat ini bekerja juga dengan proses induksi elektromagnetik.

Caranya yaitu perubahan arus listrik dalam satu kumparan menghasilkan perubahan fluks magnetik yang kemudian menginduksi arus listrik di kumparan yang lain. 

4. Motor Listrik 

Motor listrik bergerak menggunakan prinsip Faraday dan prinsip Lenz. Cara kerjanya berlawanan dengan generator listrik. Arus listrik yang mengalir dalam medan magnet menghasilkan gaya yang mendorong rotasi rotor. 

5. Elektrolisis

Elektrolisis merupakan sebuah proses kimia yaitu proses reaksi redoks yang dipicu arus listrik yang melewati larutan elektrolit. Hal ini sesuai dengan hukum Faraday yang menyatakan hubungan antara jumlah listrik yang digunakan dengan massa zat yang dihasilkan. 

6. Pemurnian Logam Kotor 

Proses pemurnian logam kotor dilakukan dengan cara elektrolisis. Prosesnya diawali dengan menjadikan logam kotor sebagai anode dan logam murni sebagai katode.

Proses pemurnian dilakukan dalam larutan CuSO4 yang difungsikan sebagai larutan elektrolit. Hasil dari keseluruhan proses tersebut adalah logam tunggal murni. 

7. Penyepuhan logam 

Penyepuhan logam merupakan pelapisan logam dengan jenis logam lainnya yang juga menggunakan proses elektrolisis.

Hal ini dilakukan untuk melindungi logam dari potensi korosi dan memperbaiki penampilan logam. Umumnya, penyepuhan logam dilakukan ketika akan membuat alat makan yang berbahan logam emas atau perak. 

8. Produksi zat atau bahan-bahan kimia 

Bahan-bahan kimia yang digunakan dalam laboratorium, industri maupun dalam kehidupan sehari-hari dihasilkan dari elektrolisis. Beberapa contohnya antara lain gas hidrogen, oksigen, dan klorin di laboratorium. 

The post Hukum Faraday: Pengertian, Sejarah, Prinsip dan Contoh appeared first on HaloEdukasi.com.

Berikut kita akan membahas tentang arus litrik, pengertiannya apa, karakteristiknya dan rumus untuk menghitung arus listrik.

Pengertian Arus Listrik

Arus listrik adalah aliran elektron yang bergerak dari atom ke atom, gerakan elektron ini terjadi di sebuah penghantar dan terjadi pada kecepatan dan waktu tertentu. Arus listrik bisa terjadi karena ada beda potensial di ke dua ujung penghantar, hal ini terjadi karena adanya tenaga yang membuat elektron-elektron tersebut berpindah-pindah tempat.

Arus listrik memiliki satuan internasional yaitu A (ampere), sedangkan lambangnya adalah I (Current), arus listrik selalu mengalir dari arah positif ke arah yang bermuatan negatif. Satuan arus listrik internasional adalah ampere (A), sedangkan arus listrik memiliki lambang I (current).

Sifat Arus Listrik

Arus listrik memilii sifat dan karakteristiknya antara lain:

• Arus listrik selalu mengalir dari potensial tinggi menuju ke potensial rendah
• Arus listrik mengalir dari kutub yang positif ke negatif
• Arus listrik hanya bisa mengalir pada rangkaian listrik yang tertutup
• Arus listrik dapat menciptakan suatu energi yaitu energi panas
• Arus listrik juga bisa menghasilkan energi magnet, energi cahaya dan kimia.

Bagian Arus Listrik

Muatan listrik terdiri dari muatan positif dan muatan negatif, hal ini terjadi karena fenomena tarik menarik dan tolak menolak antara dua partikel yang bermuatan listrik.

• Aliran Arus Listrik Positif

Arus listrik positif disebut juga dengan istilah arus konvensional, arus listrik positifdibawa oleh partikel yang bermuatan positif. Ciri-cirinya yaitu keluar dari kutub yang positif dan masuk ke kutub negatif (potensial tiggi ke potensial rendah)

• Aliran Arus Listrik Negatif

Aliran arus listrik negatif atau aliran elektron memiliki ciri-ciri keluar dari kutub negatif, masuk ke kutub yang positif. Fakta yang terjadi pada aliran ini tidak sama dengan pengertian arus listrik, yaitu listrik mengarah dari potensial tinggi (+) ke potensial rendah (-).

Penting untuk diingat jika menyebut istilah “arus listrik”, maka yang dimaksud adalah arus listrik positif. Jika membahas aliran listrik negatif, maka kita menyebutnya dengan ”arus elektron”.

Jenis Arus Listrik

Jenis arus listrik ada dua yaitu arus searah (DC) dan arus AC (bolak-balik), berikut penjelasan tentang dua jenis arus listrik tersebut.

• Arus Listrik Searah (DC)

DC adalah singkatan dari Direct Current atau arus listrik searah, arus DC mengalir secara konstan atau tetap, baik besarnya dan juga arahnya. Arus DC bekerja pada rangkaian arsu tertutup dari arah yang selalu sama serta juga menghasilkan aliran arus listrik yang memiliki arah sama yaitu dari kutub positif ke kutub negatif.

Arus DC memiliki sumber listrik dari alat atau komponen yang menjadi sumber listrik arus searah dan menghasilkan arus searah secara tetap. Sumber arus listrik DC yang paling umum adalah sumber arus yang membangkitkan listrik secara kimia dan juga mekanik, contohnya Elemen elektro kimia, Elemen Volta, Accumulator (aki).

• Arus Listrik Bolak-Balik (AC)

AC adalah singkatan dari Alternating Current atau arus bolak-balik. Arus Ac merupakan arus listrik yang besar dan arahnya bisa berganti-ganti secara periodik pada waktu tertentu. Pada arus Ac tegangan dan arahnya berubah-ubah dengan ritme tertentu, hal ini membuat tidak dapat menentukan letak kutub positif dan negatifnya, meskipun memiliki dua ujung penghantar.

Arus ini merupakan jenis arus yang digunakan untuk kelistrikan di rumah tempat tinggal kita, sumber arus listrik dihasilkan oleh pembangkit listrik AC dari PT. PLN.

Hambatan Arus Listrik

Yang dimaksud dengan hambatan listrik adalah sebuah perbandingan antara tegangan listrik pada komponen elektronik dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan listrik disebut juga dengan resistansi, merupakan kemampuan untuk menghambat aliran arus listrik.

Satuan hambatan listrik adalah ohm dengan simbol Ω, hambatan disebut juga dengan resistansi listrik, yaitu besaran listrik yang mengukur sejauh mana sebuah perangkat dapat mengurangi aliran arus listrik yang melewati.

Rumus Hambatan Listrik: R = V/I

Keterangan:
V= tegangan
I=arus.
Satuan SI untuk Hambatan adalah Ohm (Ω)

Rumus Arus Listrik

Berikut adalah rumus untuk menghitung arus listrik

• Rumus Arus Listrik

I = q/t

• Rumus Hukum Kirchoff

Imasuk = Ikeluar

Keterangan satuan:

I = arus listrik (A)
q = muatan listrik yang mengalir (C)
t = waktu yang diperlukan (t).

Contoh Soal Arus Listrik

1. Sebuah penghantar dialiri muatan listrik sebesar 6 C dalam waktu 3 detik. Berapakah kuat arus listrik kawat tersebut?

Jawaban:

Diketahui:

Q = 6 C
t = 3 s

Ditanyakan:

I…?

Penyelesaian:

I = Q/t
= 6/3
= 2 A

Jadi, kuat arus listrik kawat tersebut adalah 2 A.

2. Apabila telah diketahui bahwa kuat arus sebuah sumber arus listrik ialah 5 A, maka hitunglah muatan yang mengalir selama 1 menit!

Penyelesaian:

Diketahui

I = 5 A
t = 1 menit = 60 detik

Ditanya Q = …. ???

Jawab

I = Q/t
Q = Ixt
= 5 A x 60 s
= 300 C

Jadi, banyaknya muatan yang mengalir adalah 300 C.

Kesimpulan Pembahasan

Arus listrik merupakan aliran yang bermuatan listrik yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah atau dari kutub positif ke kutub negatif.

Arus listrik dikenal ada dua jenis yaitu arus searah atau DC dan arus bolak-balik atau AC, pada umumnya arsu AC adalah jenis arus listrik yang banyak digunakan sehari-hari misalnya saja aliran listrik di tempat tinggal kita yang listriknya bersumber dari pembangkit listrik milik PLN dan juga generator yang banyak dipakai oleh perkantoran atau pabrik.

The post Arus Listrik: Jenis – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.

Fuse merupakan alat pengaman pada sistem elektronik. Dalam kehidupan sehari-hari, fuse dikenal sebagai sekring. Fuse dapat ditemukan di dalam rangkaian elektronik maupun perangkat elektronik sebagai pengaman. Fuse akan bekerja pada saat ada kerusakan atau kelebihan beban listrik.

Terdapat beberapa tipe fuse berdasarkan bentuknya. Ada yang berbentuk seperti tabung dan ada pula yang berbentuk seperti pisau. Fuse dengan bentuk tabung umumnya digunakan dalam peralatan rumah tangga. Sedangkan fuse berbentuk pisau biasanya digunakan dalam kendaraan bermotor.

Fuse biasanya dipasang secara seri dengan rangkaian elektronik yang akan dilindungi. Pemasangan ini melalui terminal fuse. Terminal yang ada pada fuse berjumlah sebanyak 2.

Jenis Fuse

Fuse memiliki beberapa bentuk yakni tabung dan pisau. Bentuk fuse ini disesuaikan dengan kegunaannya dalam berbagai macam perangkat elektronik. Berikut ini jenis fuse berdasarkan bentuknya:

Fuse Tipe Blade/Wedge/Pisau

Fuse dengan tipa pisau paling banyak digunakan. Hal ini disebabkan oleh fuse yang dirancang dengan elemen metal. Bentuknya lebih kompak sehingga tidak mudah pecah. Rumah pelindung fuse ini terbuat dari warna yang tembus pandang.

Karena rumah pelindung berwarna tembus pandang maka ketika kawat putus akan terlihat. Selain itu, fuse tipe pisau ini juga anti terbakar dan lebih tahan terhadap arus yang terputus-putus.

Fuse Tipe Tabung/Glass/Catridge

Fuse tipe tabung adalah fuse yang terdiri atas kawat yang diletakkan di dalam tabung kaca. Angka yang tertera pada penutup tabung kaca merupakan besaran kapasitas fuse.

Fungsi Fuse

Fuse mempunyai fungsi pengaman dalam sistem listrik maupun perangkat elektronik. Fuse akan memutus arus listrik yang melewatinya bila dalam keadaan adanya hubungan arus pendek atau terjadi kelebihan beban arus listrik.

Prinsip Kerja Fuse

Fuse merupakan alat perlindungan paling umum pada perangkat elektronik dan rangkaian listrik. Fuse dipasang di dalam rangkaian listrik. Pada saat aliran arus melebihi beban maksimumnya maka fuse akan putus atau meletus.

Fuse yang putus atau meletus ini karena elemen yang terdapat di dalamnya meleleh. Hal ini membuka rangkaian listrik serta mencegah komponen lain rusak akibat dilewati oleh arus yang berlebih.

Fuse tersusun atas kawat yang mudah meleleh. Jika arus yang melewati fuse terlalu besar, maka kawat dalam fuse akan memanas. Bila hal ini terus terjadi maka kawat fuse akan meleleh dan membuat rangkaian listrik menjadi terbuka. Dan arus listrik tidak mengalir lagi.

Faktor Penyebab Fuse Rusak

Ada beberapa hal yang dapat membuat fuse menjadi rusak yakni:

• Rangkaian Listrik Kelebihan Beban

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, fuse dapat putus bila arus yang melewatinya terlalu besar. Hal ini yang membuat fuse menjadi rusak. Perhatikan pada rangkaian atau peralatan elektronik yang mengonsumsi energi yang besar.

• Hubungan Arus Pendek

Hubungan arus pendek adalah salah satu jenis kesalahan atau cacat dalam rangkaian listrik. Pada umumnya, cacat terjadi ketika suatu arus listrik mengalir keluar jalur akibat kurangnya hambatan listrik (misalnya dari isolasi atau pemutus sirkuit).

Hal ini membuat 2 titik tersebut terhubung secara lemah dan memasok daya pada rangkaian. Kondisi ini berujung pada kelebihan aliran arus listrik pada sumber daya dan terjadilah hubungan arus pendek. Kawat fuse yang kelebihan beban akan putus dan rusak.

• Cacat Ground

Cacat ground merupakan jenis khusus dari hubungan arus pendek. Arus listrik mengalir langsung secara tidak sengaja ke ground (tanah) atau menyentuh bagian sistem ground (misalnya kawat ground atau electric box). Adanya hubungan arus pendek membuat fuse akan putus.

• Cacat Busur

Cacat busur terjadi akibat masalah perkabelan dan sambungan ke terminal listrik. Contohnya adalah sambungan kendur pada baut terminal. Hal ini akan menciptakan hubungan arus pendek dan berujung pada rusaknya fuse.

• Stop Kontak Rusak atau Usang

Adanya cacat pada sambungan kabel atau sambungan pada bagian sistem listrik misalnya karena stop kontak rusak atau usang mampu menimbulkan resiko gelombang arus sementara. Hal ini dapat membuat fuse menjadi putus atau rusak.

• Rusaknya Kabel

Kabel yang rusak misal isolatornya terkelupas sehingga bersentuhan dengan kabel lain dapat juga menyebabkan hubungan arus pendek. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, hubungan arus pendek mampu memicu putus atau rusaknya fuse.

Cara Mengukur Fuse dengan Multimeter

Beberap fuse memiliki wadah pelindung yang transparan. Hal ini membantu Anda untuk mengetahui kondisi fuse. Akan tetapi, ada pula fuse dengan wadah pelindung yang tidak tembus pandang. Hal ini membuat Anda tidak mengetahui kondisi kawat fuse dalam keadaan bagus atau sudah terputus.

Untuk mngetahui kondisi fuse, Anda bisa menggunakan multimeter digital. Berikut ini langkah dalam mengukur fuse menggunakan multimeter:

• Aturlah posisi saklar pada multimeter di Ohm (Ω)
• Kemudian hubungkan probe multimeter pada tiap-tiap terminal fuse
• Fuse tidak mempunyai polaritas sehingga posisi probe merah dan probe hitam tidak masalah
• Pastikan nilai yang ditunjukkan pada display multimeter ialah 0 Ohm. Kondisi ini menandakan fuse dalam kondisi baik
• Bila display multimeter menunjukkan tak terhingga maka menandakan kondisi fuse sudah putus, rusak atau terbakar

The post Fuse: Pengertian, Fungsi dan Cara Mengukurnya appeared first on HaloEdukasi.com.

Pada artikel ini, kita akan membahas hukum arus dan tegangan Kirchhoff dan bagaimana menggunakannya dalam analisis rangkaian.

Pengertian Hukum Khircoff

Pada tahun 1845, seorang fisikawan Jerman, Gustav Kirchhoff mengembangkan sepasang hukum yang berhubungan dengan konservasi arus dan energi dalam rangkaian listrik. Kedua hukum ini umumnya dikenal sebagai Hukum Tegangan dan Arus Kirchhoff.

Hukum-hukum ini membantu dalam menghitung hambatan listrik dari jaringan yang kompleks atau impedansi dalam kasus AC dan aliran arus di berbagai aliran jaringan. Pada bagian berikutnya, mari kita lihat apa yang dinyatakan oleh hukum-hukum ini.

Jenis Hukum Khircoff

Hukum Pertama Kirchhoff

Menurut Hukum Kirchhoff ini adalah :

Arus total yang memasuki suatu persimpangan atau simpul sama dengan muatan yang meninggalkan simpul karena tidak ada muatan yang hilang.

Dengan kata lain, jumlah aljabar dari setiap arus yang masuk dan keluar dari simpul harus nol. Sifat hukum Kirchhoff ini biasa disebut kekekalan muatan dimana, I(keluar) + I(masuk) = 0.

Hukum pertama Kirchhoff, juga dikenal sebagai  hukum Kirchhoff saat ini (KCL). KCL menyatakan bahwa arus yang mengalir ke node harus sama dengan arus yang mengalir keluar dari node.

Ini merupakan konsekuensi dari konservasi muatan

Hukum Kedua Kirchhoff

Menurut Hukum Tegangan Kirchhoff ke 2 adalah :

Tegangan di sekitar loop sama dengan jumlah dari setiap penurunan tegangan dalam loop yang sama untuk setiap jaringan tertutup dan juga sama dengan nol.

Dengan kata lain, jumlah aljabar dari setiap tegangan dalam loop harus sama dengan nol dan sifat hukum Kirchhoff ini disebut sebagai kekekalan energi.

Hukum kedua Kirchhoff, juga dikenal sebagai hukum tegangan Kirchhoff (KVL) menyatakan bahwa jumlah semua tegangan di sekitar loop tertutup di sirkuit apa pun harus sama dengan nol. Ini lagi-lagi merupakan konsekuensi dari kekekalan muatan dan juga kekekalan energi.

KVL menyatakan bahwa jumlah semua tegangan di sekitar loop tertutup di sirkuit apa pun harus sama dengan nol. hukum ini merupakan konsekuensi dari kekekalan muatan dan juga kekekalan energi.

Rumus Hukum Khirchoff

Secara umum rumus hukum Kirchhoff 1 dapat dituliskan sebagai berikut:

Dalam rentang waktu , muatan mengalir melalui titik percabangan dari arah kiri. Dalam rentang waktu  juga, muatan  dan  bergerak ke arah kanan meninggalkan titik percabangan.

Karena muatan tersebut bukan berasal dari titik percabangan dan tidak juga menumpuk pada titik tersebut dalam keadaan tunak, maka muatan akan terkonservasi di titik percabangan tersebut, yaitu:

Secara umum rumus hukum Kirchhoff 2 dapat dinyatakan sebagai berikut:

Contoh Soal Hukum Khirchoff

Contoh 1

Jika R ₁ = 2Ω, R ₂ = 4Ω, R ₃ = 6Ω, tentukan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian di bawah ini.

Larutan:

Anda harus memilih arah arus. Dalam masalah ini, mari kita memilih arah searah jarum jam.

Ketika arus mengalir melintasi resistor, ada potensi penurunan. Oleh karena itu, V = IR bertanda negatif.

Jika arus bergerak dari rendah ke tinggi maka sumber ggl (E) bertanda positif karena adanya pengisian energi pada sumber ggl. Begitu juga jika arus bergerak dari tegangan tinggi ke rendah (+ ke -) maka sumber ggl (E) bertanda negatif karena pengosongan energi pada sumber ggl.
Dalam larutan ini, arah arus sama dengan arah putaran searah jarum jam.

– IR ₁ + E ₁ – IR ₂ – IR ₃ – E ₂ = 0

Mensubstitusi nilai-nilai dalam persamaan, kita mendapatkan

–2I + 10 – 4I – 6I – 5 = 0
-12I + 5 = 0
I = -5/- 12
I = 0,416 A 

Arus listrik yang mengalir pada rangkaian adalah 0,416 A.

Arus listrik bertanda positif yang artinya arah arus listrik sama dengan arah putaran jarum jam. Jika arus listrik negatif maka arah arus akan berlawanan arah jarum jam.

Contoh 2 :

Jika R ₁ = 2Ω, R ₂ = 4Ω, R ₃ = 6Ω, tentukan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian di bawah ini.

Diketahui :

Resistor 1 (R ₁ ) = 2Ω

Resistor 2 (R ₂ ) = 4Ω

Resistor 3 (R ₃ ) = 6Ω

Sumber ggl 1 (E ₁ ) = 9 V

Sumber ggl 2 (E ₂ ) = 3 V

Ditanya : Arus listrik (I)

Solusi:

Pertanyaan ini berkaitan dengan hukum Kirchhoff . Cara mengatasi masalah ini:

Pertama , pilih arah arus. Anda dapat memilih arus atau arah berlawanan arah jarum jam.

Kedua , saat arus yang melalui resistor (R) terjadi penurunan potensial sehingga V = IR bertanda negatif.

Ketiga , jika arus bergerak dari tegangan rendah ke tinggi (- ke +) maka sumber ggl (E) bertanda positif karena adanya pengisian energi pada sumber ggl. Jika arus bergerak dari tegangan tinggi ke rendah (+ ke -) maka sumber ggl (E) bertanda negatif karena pengosongan energi pada sumber ggl.

Dalam larutan ini, arah arus sama dengan arah putaran searah jarum jam.

– IR 1 + E 1 – IR 2 – IR 3 – E 2 = 0
– 2 I + 9 – 4 I – 6 I – 3 = 0
– 12 I + 6 = 0
– 12 I = – 6
I = -6 / -12

saya = 0,5

Arus listrik yang mengalir pada rangkaian adalah 0,5 A. Arus listrik bertanda positif artinya arah arus listrik sama dengan arah putaran jarum jam. Jika arus listrik negatif maka arus listrik berlawanan arah jarum jam.

Contoh 3 :

Tentukan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian seperti pada gambar di bawah ini.

Dalam larutan ini, arah arus sama dengan arah putaran searah jarum jam.

-20 – 5I -5I – 12 – 10I = 0
-32 – 20I = 0
-32 = 20I
I = -32 / 20
I = -1,6 A

Karena arus listriknya negatif, maka arah arus listrik sebenarnya berlawanan dengan arah jarum jam. Arah arus listrik tidak sama dengan perkiraan.

Contoh 4 :

Tentukan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian seperti pada gambar di bawah ini.

Dalam larutan ini arah arus sama dengan arah putaran searah jarum jam.

– I – 6I + 12 – 2I + 12 = 0
-9I + 24 = 0
-9I = -24
saya = 24 / 9
I = 8/3 A.

Contoh 5 :

Suatu rangkaian listrik terdiri dari empat buah resistor, R ₁ = 12 Ohm, R ₂ = 12 Ohm, R ₃ = 3 Ohm dan R ₄ = 6 Ohm, dihubungkan dengan sumber ggl E ₁ = 6 Volt, E ₂ = 12 Volt. Tentukan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian seperti pada gambar di bawah ini.

Diketahui :

Resistor 1 (R ₁ ) = 12

Resistor 2 (R ₂ ) = 12

Resistor 3 (R ₃ ) = 3

Resistor 4 (R ₄ ) = 6

Sumber ggl 1 (E ₁ ) = 6 Volt

Sumber ggl 2 (E ₂ ) = 12 Volt

Ditanya : Arus listrik mengalir pada rangkaian (I)

Solusi:

Resistor 1 ( R ₁ ) dan resistor 2 ( R ₂ ) dihubungkan secara paralel. Resistor ekivalen :

1/R ₁₂ = 1/R ₁ + 1/R ₂ = 1/12 + 1/12 = 2/12

R ₁₂ = 12/2 = 6

Dalam larutan ini, arah arus sama dengan arah putaran searah jarum jam.

– IR 12 – E 1 – IR 3 – IR 4 + E 2 = 0
– 6 I – 6 – 3I – 6I + 12 = 0
– 6I – 3I – 6I = 6 -12.

Kesimpulan Pembahasan

• Hukum Arus Kirchhoff memiliki beberapa nama sebagai Hukum Pertama Kirchhoff dan Aturan Persimpangan Kirchhoff. Menurut aturan Persimpangan, dalam suatu rangkaian, total arus di suatu persimpangan sama dengan jumlah arus di luar persimpangan.
• Hukum Tegangan Kirchhoff memiliki beberapa nama sebagai Hukum Kedua Kirchhoff dan Aturan Loop Kirchhoff. Menurut aturan loop, jumlah tegangan di sekitar loop tertutup sama dengan nol.

The post Hukum Khirchoff: Jenis – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.

Pengertian Arus Listrik

Arus listrik ialah setiap gerakan pembawa muatan listrik , seperti partikel bermuatan subatom (misalnya, elektron yang bermuatan negatif, proton yang bermuatan positif), ion ( atom yang kehilangan atau memperoleh satu atau lebih elektron), atau hole (kekurangan elektron yang dapat dianggap sebagai partikel positif).

Arus listrik diukur dalam amp (A); jika arus sangat kecil maka digambarkan dalam mili-amp (mA), 1000 mA = 1A. Gaya penggerak (tekanan listrik) di belakang aliran arus dikenal sebagai tegangan dan diukur dalam volt (V) (Tegangan juga dapat disebut sebagai beda potensial, atau gaya gerak listrik).

Sifat Arus Listrik

Arus listrik dalam kawat, di mana pembawa muatannya adalah elektron, adalah ukuran jumlah muatan yang melewati titik mana pun dari kawat per satuan waktu. Dalam arus bolak-balik , gerakan muatan listrik dibalik secara berkala; tidak dalam arus searah .

Dalam banyak konteks , arah arus dalam rangkaian listrik diambil sebagai arah aliran muatan positif, arah yang berlawanan dengan arus elektron yang sebenarnya. Ketika didefinisikan demikian, arus disebut arus konvensional.

Hambatan Arus Listrik

Sifat material yang membatasi aliran arus dikenal sebagai resistansi (R), satuan resistansi adalah ohm (Ω). Resistansi terhadap arus bolak-balik lebih tepat disebut impedansi tetapi, dalam aplikasi ini, resistansi dan impedansi dapat dianggap setara.

Hubungan antara arus, tegangan dan hambatan dinyatakan dengan Hukum Ohm. Ini menyatakan bahwa arus yang mengalir dalam rangkaian berbanding lurus dengan tegangan yang diberikan dan berbanding terbalik dengan resistansi rangkaian, asalkan suhunya tetap konstan.

Hambatan keseluruhan suatu benda tergantung pada sejumlah sifat termasuk panjangnya, luas penampang dan jenis materialnya. Semakin panjang sebuah konduktor, semakin besar resistansinya; misalnya, kawat dua meter memiliki dua kali hambatan kawat satu meter dengan sifat serupa.

Semakin besar penampang konduktor, maka semakin rendah resistansinya: kabel listrik overhead memiliki resistansi yang jauh lebih rendah daripada lampu lentur dengan panjang yang sama. Bahan yang berbeda juga memiliki kemampuan yang berbeda untuk menghantarkan listrik.

Logam menghantarkan listrik dengan sangat baik tetapi bahan seperti keramik atau kaca biasanya tidak menghantarkan listrik sama sekali dan dikenal sebagai isolator. Hewan mengandung proporsi cairan yang tinggi yang akan menghantarkan listrik dengan baik; namun kulit, lemak, tulang dan rambut adalah konduktor yang buruk.

Arus listrik akan mengambil jalur dengan hambatan paling kecil melalui jaringan hewan, sehingga hanya sebagian kecil dari arus terukur yang akan menembus otak. Hewan dengan bulu tebal, kulit tebal, lapisan lemak atau tengkorak tebal akan memiliki hambatan listrik yang tinggi.

Sumber Arus Listrik

• Generator
  Generator menggunakan energi mekanik, seperti air yang mengalir melalui bendungan atau gerakan turbin yang digerakkan oleh uap, untuk menghasilkan listrik. Outlet listrik di dinding rumah dan bangunan lain, dari mana listrik untuk mengoperasikan lampu dan peralatan, terhubung ke generator raksasa yang terletak di pembangkit listrik. Setiap outlet berisi dua terminal. Tegangan antara terminal menggerakkan arus listrik melalui alat yang dicolokkan ke stop kontak.
• Sel Elektrolisis
  Sel elektrolisis menggunakan energi kimia untuk menghasilkan listrik. Reaksi kimia dalam sel elektrolitik menghasilkan perbedaan potensial antara terminal sel. Baterai listrik terdiri dari sel atau sekelompok sel yang dihubungkan bersama .
• Sumber Lain
  Ada banyak sumber arus listrik selain generator dan sel elektrolisis. Sel bahan bakar, misalnya, menghasilkan listrik melalui reaksi kimia. Tidak seperti sel elektrolit, bagaimanapun, sel bahan bakar tidak menyimpan bahan kimia dan karena itu harus terus diisi ulang. Sumber arus listrik tertentu beroperasi dengan prinsip bahwa beberapa logam menahan elektronnya lebih kuat daripada logam lain. Platinum, misalnya, menahan elektronnya kurang kuat daripada aluminium. Jika strip platina dan strip aluminium ditekan bersama di bawah kondisi yang tepat, beberapa elektron akan mengalir dari platina ke aluminium. Saat aluminium memperoleh elektron dan menjadi negatif, platina kehilangan elektron dan menjadi positif. Kekuatan logam yang menahan elektronnya bervariasi berdasarkan suhu. Jika dua strip logam yang berbeda bergabung dan sambungan dipanaskan, elektron akan berpindah dari satu strip ke strip lainnya. Listrik yang dihasilkan langsung dengan pemanasan disebut termoelektrik. Beberapa zat memancarkan elektron ketika mereka terkena cahaya. Listrik yang dihasilkan dengan cara ini disebut fotolistrik. Ketika tekanan diterapkan pada kristal tertentu, perbedaan potensial berkembang di antara mereka. Listrik yang dihasilkan disebut piezoelektrik.

Jenis Arus Listrik

Arus Langsung (DC)

Pada jenis arus listrik ini, arahnya selalu sama. Arus listrik yang dihasilkan dari sel atau baterai adalah DC. Karena arah Arus Langsung yang sama, frekuensinya adalah NOL. Pada Arus DC salah satu ujungnya Positif (+) dan ujung lainnya Negatif (-).

Arus Bolak Balik ( AC )

Arus listrik yang arah dan nilainya terus berubah disebut Arus Bolak-balik (AC). Nilai arus AC dalam satu arah meningkat dari NOL ke Maksimum dan turun ke NOL dan kemudian dalam arah yang berlawanan meningkat dari NOL ke Maksimum lagi dan kembali ke NOL.

Karena peningkatan di kedua arah ini, grafik AC terlihat seperti Gelombang. Ini disebut gelombang sinus . Dalam Arus Alternatif atau AC, 50 siklus atau gelombang seperti itu datang dalam SATU Detik. Satu sisi AC adalah FASA dan sisi lainnya NETRAL.

Rumus Arus Listrik

Menurut hukum Ohm, rumus arus listrik adalah,

I = V/R

Di mana,

• V adalah tegangan
• R adalah hambatan
• I adalah arus.

Contoh Soal Arus Listrik

Contoh 1:

Hitung arus yang melalui rangkaian di mana tegangan dan hambatan masing-masing adalah 15V dan 3Ω?

Solusi:  Parameter yang diberikan adalah,
V = 15V
R = 3Ω

Persamaan untuk arus menggunakan hukum Ohm adalah, \(I=\frac{V}{R}\)

I =V/R
= 15/3 = 5A

Contoh 2 :

Tegangan dan hambatan rangkaian diberikan masing-masing sebagai 10V dan 4Ω. Hitung arus yang melalui rangkaian?

Solusi:  Parameter yang diberikan adalah,
V = 10V
R = 4Ω
Persamaan untuk arus menggunakan hukum Ohm adalah, \(I=\frac{V}{R}\)

I= V/R
= 10/4 = 2.5A

Contoh 3 :

Terdapat arus listrik sebesar 5 A yang mengalir melalui sebuah kawat penghantar selama 1,5 menit. Hitunglah berapa banyak muatan listrik yang melewatu kawat tersebut!

Diketahui : I=5A dan t= 1,5 menit=90 menit

Ditanya Q = …?

Jawaban:

Q= I.t
= (5A) (90 s)
= 450 C

Maka didapat bahwa banyaknya muatan arus listrik melalui sebuah kawat yaitu 450 Coulomb.

Kesimpulan Pembahasan

Aliran elektron yang terus menerus dalam suatu rangkaian listrik disebut arus listrik. Elektron bergerak ketika beda potensial diterapkan melintasi kawat atau terminal.

Arus listrik tidak lain adalah laju perubahan muatan listrik melalui suatu rangkaian. Arus ini terkait dengan tegangan dan resistansi rangkaian. Itu dapat diwakili oleh I dan satuan SI adalah Ampere. Arus listrik menghubungkan muatan listrik dan waktu.

The post Arus Listrik: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.

Apa itu Arus Bolak Balik?

Meskipun DC berguna dan mudah dipahami, ini bukan satu-satunya “jenis” listrik yang biasa digunakan. Sumber listrik tertentu (terutama generator elektromekanis putar) secara alami menghasilkan tegangan bolak-balik dalam polaritas, membalikkan positif dan negatif dari waktu ke waktu.

Baik sebagai polaritas peralihan tegangan atau sebagai arus bolak-balik, “jenis” listrik ini dikenal sebagai Arus Bolak-balik (AC): 

Jad, arus bolak balik adalah sebuah arus listrik yang menghasilkan tegangan bolak balik atau berubah ubah. Kadang negatif dan kadang positif.

Sifat Arus Bolak Balik

Perhatikan gambar diatas dengan seksama, bagaimana polaritas tegangan melintasi kumparan kawat terbalik ketika kutub berlawanan dari magnet berputar melewatinya.

Terhubung ke beban, polaritas tegangan balik ini akan menciptakan arah arus balik di sirkuit. Semakin cepat poros alternator diputar, semakin cepat magnet akan berputar, menghasilkan tegangan dan arus bolak-balik yang lebih sering berganti arah dalam waktu tertentu.

Dengan generator DC, kumparan kawat dipasang di poros di mana magnet berada pada alternator AC, dan sambungan listrik dibuat ke kumparan berputar ini melalui “sikat” karbon stasioner yang menghubungi strip tembaga pada poros yang berputar.

Sumber Arus Bolak Balik

Sumber arus bolak balik,sesua dengan namanya, yang bisa menghasilkan arus negatif dan arus positif, yaitu misalnya dinamo sepeda, generator arus bolak balik, serta sumber arus bolak-balik seperti PLN.

Atau bisa kita lihat di dekat kita, sumber listrik AC adalah, setrika, kompor listrik, kipas angin, televisi dan lain sebagainya.

Rangkaian Arus Bolak Balik

Bentuk gelombang normal AC di sebagian besar rangkaian bersifat sinusoidal di mana setengah periode positif sesuai dengan arah positif arus dan sebaliknya. Selain itu, gelombang segitiga atau persegi juga dapat digunakan untuk mewakili bentuk gelombang arus bolak-balik.

Jenis Arus Bolak Balik

Sirkuit AC yang Mengandung Resistansi Saja

Rangkaian AC resistif murni hanya berisi resistansi murni R ohm. Tidak akan ada efek induktansi dan kapasitansi di sirkuit ini. Arus dan tegangan alternatif bergerak sepanjang kedua arah sebagai mundur dan maju. Oleh karena itu, arus dan tegangan mengikuti bentuk sinus.

Sirkuit AC yang Mengandung Induktansi Saja

Jenis rangkaian ini hanya berisi induktansi. Tidak akan ada efek resistansi dan kapasitansi di sirkuit ini. Di sini, arus akan tertinggal dari tegangan dengan sudut 90 ⁰ .

Sirkuit AC yang Hanya Mengandung Kapasitor

Jenis rangkaian ini hanya mencakup kapasitor murni. Ini tidak akan mempengaruhi sifat resistansi dan induktansi. Kapasitor akan menyimpan daya listrik dalam medan listrik. Ini dikenal sebagai kapasitansi.

Contoh Arus Bolak Balik

Contoh paling dasar dari arus bolak-balik dihasilkan dalam loop kawat yang berputar dalam medan magnet. Pengaturan sederhana ini mewakili ide dasar generator AC.

Arus didorong melalui loop kawat dalam satu arah dan kemudian yang lain karena medan magnet berubah dari satu arah ke arah lainnya. Medan magnet yang berubah menginduksi arus listrik dalam konduktor.

Rumus Arus Bolak Balik 

• Gaya gerak listrik arus bolak-balik

E : gaya gerak listrik
Ε_m : gaya gerak listrik maksimum -frekuensi sudut (siklik, radian)
t : waktu.

• Intensitas maksimum arus bolak-balik

I_m : intensitas arus maksimum
_m : gaya gerak listrik maksimum
R : resistansi.

• Nilai efektif intensitas arus bolak-balik

I_ef : nilai efektif intensitas arus
I_m : intensitas arus maksimum.

• Daya rata-rata arus bolak-balik

P_avg : daya rata-rata arus bolak-balik
I_m : intensitas arus maksimum
R : resistansi.

• Nilai efektif tegangan arus bolak-balik

U_ef : nilai tegangan efektif
U_m : tegangan maksimum.

• Tegangan arus bolak-balik

U : tegangan
U_m : tegangan maksimum frekuensi sudut (siklik, radian)
t : waktu.

• Intensitas maksimum arus bolak-balik

I_m : intensitas arus maksimum
U_m : tegangan maksimum
C : kapasitansi listrik frekuensi sudut (siklik, radian).

Keuntungan Arus Bolak Balik

AC lebih mudah diubah antara level tegangan, yang membuat transmisi tegangan tinggi lebih layak. DC, di sisi lain, ditemukan di hampir semua elektronik.

Contoh Soal Arus Bolak Balik

Contoh 1 :

Sebuah benda yang dapat bergerak mampu menghasilkan tegangan maksimal sebesar 200 V. Benda tersebut membentuk sudut yang besarnya 30⁰ dalam periode waktu yang dibutuhkan yaitu 60 sekon. Dari benda tersebut, berapakah tegangan sinusoidal yang terjadi?

Diketahui:
Tegangan maksimal atau V maks = 200 V
Sudut atau W = 30⁰
Waktu atau t = 60 s

Ditanyakan:
Berapa tegangan sinusoidal benda tersebut?

Jawab:

V = V mak x sin W x t
= 200 x sin 300 x 60
= 600 V

Maka, benda tersebut mampu menghasilkan tegangan sinusoidal sebesar 600 V.

Contoh 2 :

Arus dan tegangan sesaat dari rangkaian ac diberikan oleh i = 10 sin 300 t A dan V = 200 sin 300 t V. Berapa disipasi daya dalam rangkaian?

Jawaban:

Contoh 3 :

Arus dan tegangan sesaat dari rangkaian ac diberikan oleh i = 10 sin 314 t A dan v = 50 sin 314 t V. Berapa disipasi daya dalam rangkaian? (Seluruh India 2008)
Jawaban:

The post Arus Bolak Balik: Sumber – Rumus dan Contoh Soalnya appeared first on HaloEdukasi.com.

Satu ampere didefinisikan sebagai arus konstan yang menghasilkan gaya 2 x 10^-7 Newton/meter di antara dua penghantar sejajar yang berjarak 1 meter di dalam ruang hampa. Anda dapat menggunakan kalkulator konversi satuan arus listrik di bawah ini untuk memudahkan perhitungan satuan arus.

Pengertian Arus Listrik

Kuat arus listrik adalah banyak muatan listrik yang dihasilkan oleh gerakan elektron-elektron yang mengalir pada suatu sirkuit listrik dalam satuan waktu.

Seperti pemaparan sebelumnya arus listrik secara umum diukur menggunakan satuan Ampere (A). Satuan Ampere (A) diperoleh dari Coulomb/detik.

Di dalam ilmu fisika, arus listrik dapat dirumuskan sebagai berikut,

Dengan

I = arus listrik
Q = muatan listrik
t = waktu

Sesuai dengan penjelasan Satuan Internasional (SI)

• arus listrik I adalah Ampere,
• Q adalah banyak muatan listrik dalam Coulomb,
• t adalah satuan waktu dalam detik.

Jenis Arus Listrik 

Jenis arus listrik dapat di bagi berdasarkan arah alirannya menjadi 2 jenis arus yaitu arus AC dan arus DC.

• Alternating Current (AC). Merupakan arus listrik yang mengalir secara bolak-balik sehingga tidak mempunyai kutub positif (+) dan negatif (-).
  • Gerakan bolak-balik dapat membentuk gelombang sinusoidal yang dapat menghasilkan aliran energi yang paling efisien.
  • Arus listrik AC dapat bersumber dan diperoleh langsung dari aliran listrik PLN.
• Direct Current (DC). Merupakan arus listrik yang mengalir searah yaitu dari titik dengan energi potensial lebih tinggi ke titik energi potensial lebih rendah.
  • Arus DC mempunyai kutub positif (+) dan negatif (-).
  • Sumber arus listrik DC dapat diperoleh melalui aki, baterai, generator, dan lain-lain.

Mengubah Arus Listrik

Arus dapat diubah melalui berbagai peralatan elektronik. Untuk itu diperlukan konverter listrik untuk membuat alat tersebut agar dapat bekerja.

Pada umumnya semua alat-alat listrik telah berisi konverter yang dimuat di dalamnya. Seperti komputer mempunyai PSU untuk mengubah arus listrik AC ke DC, karena perangkat komputer memerlukan aliran listrik DC yang lebih stabil.

The post Kalkulator Konversi Satuan Arus Listrik appeared first on HaloEdukasi.com.

Pengertian Hukum Lenz

Hukum Lenz, dinamai sesuai dengan fisikawan Emil Lenz yang merumuskannya pada tahun 1834.

Beliau menyatakan bahwa arah arus yang diinduksi dalam sebuah konduktor oleh medan magnet yang berubah adalah sedemikian.

Sehingga medan magnet yang diciptakan oleh induksi arus menentang medan magnet awal yang berubah.

Ini adalah hukum kualitatif yang menentukan arah arus yang diinduksi, tetapi tidak menyatakan apa-apa tentang besarnya.

Hukum Lenz menjelaskan arah banyak efek dalam gelombang elektromagnetik, seperti arah tegangan yang diinduksi dalam induktor atau lilitan kawat oleh perubahan arus, atau gaya dorong arus yang diberikan pada benda bergerak dalam medan magnet.

Sejarah Penemuan Hukum Lenz

Hukum ini ditemukan pada tahun 1834 oleh fisikawan Rusia yang bernama Heinrich Friedrich Emil Lenz.

Lenz lahir di Dorpat (kini Tartu, Estonia), pada waktu Gubernur Livonia di Kekaisaran Rusia.

Setelah menyelesaikan pendidikan menengahnya pada tahun 1820, Lenz belajar kimia dan fisika di Universitas Dorpat.

Dia bepergian dengan navigator Otto von Kotzebue dan melakukan ekspedisi tiga kali ke seluruh dunia dari tahun 1823 hingga 1826.

Dalam perjalanan itu Lenz mempelajari kondisi iklim dan sifat fisik air laut.

Hasilnya telah diterbitkan dalam Buku yang berjudul “Memoirs of the St Petersburg Academy of Sciences” (1831).

Setelah pelayaran, Lenz mulai bekerja di Universitas St. Petersburg, Rusia, di mana ia kemudian menjabat sebagai Dekan Matematika dan Fisika dari tahun 1840 hingga 1863 dan menjadi Rektor dari tahun 1863 hingga kematiannya pada tahun 1865.

Lenz juga mengajar di Petrischule di 1830 dan 1831, dan di Akademi Artileri Mikhailovskaya.

Lenz mulai mempelajari elektromagnetisme pada tahun 1831. Selain hukum yang disebut untuk menghormatinya, Lenz juga secara independen menemukan hukum Joule pada tahun 1842 untuk menghormati upayanya dalam masalah ini, ia juga diberi nama “hukum Joule-Lenz,” yang dinamai juga untuk James Prescott Joule.

Lenz dengan penuh semangat berpartisipasi dalam pengembangan teknologi elektroplating, yang ditemukan oleh teman dan kolega Moritz von Jacobi.

Pada 1839, Lenz menghasilkan beberapa medali menggunakan electrotyping.

Bersamaan dengan bantuan electrotyped yang diproduksi oleh Jacobi pada tahun yang sama, ini adalah contoh pertama dari patung galvanoplastik. Lenz meninggal di Roma, setelah menderita stroke.

Bunyi Hukum Lenz

Berikut petikan Bunyi Hukum Lenz yang di ambil dari bukunya “Memoirs of the St Petersburg Academy of Sciences“:

“Apabila ggl induksi timbul dalam suatu rangkaian pada arah arus induksi yang sebelumnya telah dihasilkan dengan sedemikian rupa akan menimbulkan medan magnetik induksi yang saling bertentangan terhadap perubahan medan magnetik (dalam hal ini arus induksi berupaya untuk mempertahankan fluks magnetik totalnya konstan)” – Lenz

Pernyataan Hukum Lenz

Ketika kedudukan magnet dan kumparan diam, tidak ada perubahan fluks magnet dalam kumparan.

Tapi, ketika kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan, maka timbul perubahan fluks magnetik.

Dengan demikian pada kumparan akan timbul fluks magnetik yang menentang pertambahan fluks magnetik yang menembus kumparan.

Oleh karena itu, arah fluks induksi harus berlawanan dengan fluks magnetik.

Dengan demikian fluks total yang dilingkupi kumparan selalu konstan. Begitu juga pada saat magnet digerakkan menjauhi kumparan, maka akan terjadi pengurangan fluks magnetik dalam kumparan.

Akibatnya pada kumparan timbul fluks induksi yang menentang pengurangan fluks magnet, sehingga selalu fluks totalnya konstan.

Arah arus induksi dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan yaitu jika arah ibu jari menyatakan arah induksi magnet maka arah lipatan jari-jari yang lain menyatakan arah arus.

Percobaan Hukum Lenz

Diketahui bahwa magnet yang didekatkan atau dijauhkan dari kumparan akan menghasilkan arus yang mengalir yang ditandai dengan menyimpangnya jarum galvanometer.

Percobaan itu membuktikan bahwa ada arus yang berlawanan arah dengan elektron atau jarum galvanometer.

Perpindahan muatan listrik terjadi karena adanya beda potensial yang disebut ggl induksi dengan arah arus listrik yang disebut arus listrik induksi.

Hal ini sesuai dengan Hukum Lenz dan kaidah tangan kanan dimana ibu jari sebagai arah kutub utara dan jari-jari yang lain menunjukkan arah arus.  

Setelah melakukan percobaan Hukum Lenz dapat disimpulkan bahwa apabila magnet batang didekatkan pada kumparan akan timbul ggl yang menghasilkan arus induksi dalam suatu kumparan.

Arus induksi tersebut mengakibatkan medan megnetik sehingga arah arus berlawanan dengan arah fluks magnetik yang dapat diamati dengan penyimpangan jarum galvanometer.

Rumus Hukum Lenz

ɛ = -N (ΔΦ/Δt)

Keterangan:
ɛ = Merupakan GGL induksi (volt)
N = Merupakan simbol Jumlah lilitan kumparan
ΔΦ = Merupakan lambang Perubahan fluks magnetik (weber)
∆t = Merupakan selang waktu (s)

Kemudian pada lambang /Tanda negatif yang terdapat dalam rumus Faraday ini mengacu terhadap arah gaya gerak listrik (ggl) induksi yakni merupakan suatu arah induksi yang dikemukakan dari Hukum Lenz.

Contoh soal dan Pembahasan

Soal 1

Sebuah Kumparan dengan Jumlah Lilitan 100 didalam Waktu 0.01 detik, dapat menimbulkan perubahan Fluks Magnet sebesar 10-4 Wb. Berapakah Gaya Gerak Listrik Induksi yang timbul di Ujung-ujung Kumparan tersebut ?

Jawaban :

ε = -N (dΦ / dt)
ε = – 100 (10-2)
ε = -1 Volt

(Tanda Negatif hanya menunjukkan Arah Arus Induksinya).

Jadi total gaya gerak listrik induksi elektromagnet yg diperoleh dari ujung kumparan tersebut sebesar 1 Volt.

Soal 2

Fluks magnetik yang dilingkupi oleh suatu kumparan berkurang dari 0,5 Wb menjadi 0,1 Wb dalam waktu 5 sekon. Kumparan terdiri atas 200 lilitan dengan hambatan 4 Ω. Berapakah kuat arus listrik yang mengalir melalui kumparan?

Jawaban :

Ggl induksi dihitung dengan persamaan:

tanda (-) menyatakan reaksi atas perubahan fluks, yaitu fluks induksi berlawanan arah dengan fluks magnetik utama. Arus yang mengalir melalui kumparan adalah:

I = ε/R = 16/4 = 4 A 

Soal 3

Sebuah kumparan flat berbentuk persegi memiliki jumlah lilitan sebanyak 5 lilitan. Kumparan tersebut memiliki sisi sepanjang 0,5 m dan memiliki medan magnet sebesar 0,5 T. Kumparan tegak lurus dengan medan magnet. Medan magnet mengalami kenaikan dari 0,5 T menjadi 1 T dalam 10 sekon. Dengan menggunakan hukum faraday, hitunglah berapa GGL induksi yang timbul.

Jawaban:

Fluks magnet adalah perubahan pada medan magnet dan dinyatakan dengan:

Medan magnet awal kita simbolkan dengan B₁

Medan magnet akhir kita simbolkan dengan B₂

Kita dapat mencari nilai GGL induksinya dengan menggunakan Hukum Faraday:

The post Hukum Lenz: Bunyi – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.