Sebuah peristiwa munculnya arus listrik akibat adanya perubahan fluks magnetik disebut dengan induksi elektromagnetik. Fluks magnetik ialah banyaknya jumlah garis gaya magnet yang dapat menembus permukaan suatu bidang.
Menurut Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia sendiri, induksi elektromagnetik adalah perubahan medan magnet yang dapat menghasilkan listrik.

Pengertian Induksi Elektromagnetik Menurut Para Ahli

Seorang Fisika yang bernama Michael Faraday menyatakan bahwa medan magnet mampu menghasilkan arus listrik.

Pada tahun 1821, ilmuwan yang berasal dari Jerman ini berhasil menemukan bahwa interaksi antara medan magnet dengan rangkaian listrik dapat menghasilkan gerak-gerak listrik. Fenomena inilah yang kemudian dikenal dengan induksi elektromagnetik.

Pengertian Galvanometer

Galvanometer merupakan sebuah alat yang digunakan untuk mengukur ada atau tidaknya arus listrik di dalam suatu rangkaian listrik. Alat ini digunakan untuk mendeteksi arus listrik yang relatif kecil. Jika ingin mendeteksi arus listrik yang besar maka alat ini harus dipasangkan dengan hambatan eksternal.

Timbulnya Gaya gerak listrik galvanometer disebabkan oleh adanya perubahan pada jumlah garis-garis gaya magnet atau yang dalam hal ini disebut dengan Gaya Gerak Listrik (GGL) induksi.

Faktor yang mempengaruhi besar Gaya Gerak Listrik (GGL) induksi diantaranya adalah:

• Kecepatan perubahan medan magnet. Semakin cepat perubahan medan magnet, maka akan semakin besar GGL induksi yang ditimbulkan.
• Banyaknya lilitan kumparan, Semakin banyak lilitan kumparan, maka GGL induksi yang ditimbulkan juga semakin besar.
• Kekuatan magnet yang digunakan, Semakin kuat kemagnetannya, maka GGL induksi yang timbul juga akan semakin besar.

Penerapan Induksi Elektromagnetik

Induksi elektromagnetik telah diterapkan dalam pembangkit listrik, contohnya: generator dan dinamo. Pada generator dan dinamo didalamnya terdapat kumparan dan magnet. Kumparan dan magnet yang berputar di dalam alat tersebut dapat menyebabkan perubahan fluks magnet. Perubahan ini menimbulkan terjadinya Gaya Gerak Listrik (GGL) induksi.

Berikut ini adalah beberapa alat yang menerapkan Induksi Elektromagnetik:

Generator

Generator adalah alat yang mampu mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Bagian generator yang dapat berputar dinamakan rotor, sedangkan bagian diam dinamakan stator.

Generator terbagi menjadi dua tipe yaitu

• Dynamo

Generator arus searah (DC) atau dynamo yaitu generator yang menghasilkan arus searah (DC). Generator ini memiliki satu cincin yang dibelah sehingga dinamakan cincin belah atau komutator. Generator ini juga berkerja berdasarkan prinsip Gaya Gerak Listrik (GGL).

• Alternator

Generator arus bolak-balik (AC) atau alternator yaitu generator yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik bolak-balik (AC). Generator ini terdiri dari magnet permanen (tetap), kumparan (solenoida). cincin geser, dan sikat.

Pada generator ini, ketika kumparan berputar maka akan terjadi perubahan garis gaya magnet yang dilingkupi oleh kumparan tersebut, sehingga menimbulkan arus listrik. Generator ini biasanya digunakan pada pembangkit listrik tenaga air dan pembangkit listrik tenaga angin.

Prinsip kerja generator sesuai dengan induksi elektromagnetik yaitu dengan memutarkan (rotor) dalam suatu kumparan (stator) sehingga dapat menimbulkan Gaya Gerak Listrik (GGL) induksi.

Transformator

Transformator atau yang disebut juga dengan trafo adalah alat yang dapat mengubah tegangan arus listrik bolak balik (AC) berdasarkan pada prinsip induksi elektromagnetik. Pada alat ini, energi listrik dipindahkan secara induksi melalui kumparan primer ke kumparan skunder. Kumparan primer ialah kumparan yang dihubungkan ke sumber tegangan, sedangkan kumparan sekunder ialah kumparan yang dihubungkan pada hambatan atau beban.

Alat ini dapat menimbulkan Gaya Gerak Listrik (GGL) terutama pada kumparan skunder. Hal ini karena arus listrik bolak-balik (AC) yang dialirkan pada kumparan primer menyebabkan medan magnet berubah – ubah. Arus listrik bolak-balik (AC) ini kemudian dipindahkan secara induksi oleh besi lunak ke dalam kumparan skunder.

Trafo terbagi ke dalam 2 jenis yaitu trafo step-up dan trafo step-down. Trafo step-up adalah jenis trafo yang berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik bolak balik (AC) Sementara trafo step-down adalah jenis trafo yang berfungsi untuk menurunkan tegangan tegangan listrik bolak balik (AC).

Terjadinya Medan Magnet

Ada beberapa hal yang menyebabkan terjadinya medan magnet yakni sebagai berikut:

• Induktansi searah

Induktansi searah adalah sebuah aliran arus listrik melalui kabel yang terjadi pada garis-garis gaya magnet. Sebagai contoh misalnya jika arus listrik dialirkan melalui spul atau coil (kumparan) yang dibuat dari kabel yang digulung, maka akan terjadi garis-garis gaya yang searah yang sama dengan pembangkitan medan magnet.

• Induktansi timbal balik 

Induktansi timbal balik atau induktnsi silang atau induktansi bersama terjadi ketika sepasang kumparan saling berdekatan, dan salah satu kumparan (kumparan primer) yang diberi arus listrik AC menyebabkan timbulnya fluks magnet. Fluks magnet ini melalui kumparan sekunder dan akan membangkitkan emf (elektro motorive force) pada kumparan sekunder.

Faktor Penyebab Timbulnya Gaya Gerak Listrik Induksi

Gaya gerak listrik atau yang disingkat dengan GGL adalah beda potensial antara ujung-ujung penghantar sebelum dialiri arus listrik atau dalam suatu rangkaian. Gaya gerak listrik timbul terutama disebabkan oleh perubahan fluks magnetik dalam suatu loop penghantar.

Faktor faktor yang dapat menyebabkan timbulnya GGL induksi adalah sebagai berikut:

1. Gaya gerak listrik induksi yang timbul akibat dari luas bidang kumparan dalam medan elektromagnetik.
2. Gaya gerak listrik induksi yang timbul akibat orientasi sudut kumparan θ Terhadap medan elektromagnetik berubah
3. Gaya gerak listrik Induksi timbul akibat induksi magnetik berubah

The post Induksi Elektromagnetik: Pengertian, Penerapan dan Faktor Penyebabnya appeared first on HaloEdukasi.com.

Pengertian Medan Magnet

Medan magnet adalah medan vektor yang menggambarkan pengaruh magnetik muatan listrik dalam gerakan relatif dan material bermagnet.

Muatan yang bergerak paralel dengan arus muatan lain mengalami gaya yang tegak lurus terhadap kecepatannya sendiri.

Efek medan magnet umumnya terlihat pada magnet permanen, yang menarik material magnetik (seperti besi) dan menarik atau menolak magnet lainnya.

Medan magnet mengelilingi dan diciptakan oleh bahan bermagnet dan dengan memindahkan muatan listrik (arus listrik) seperti yang digunakan dalam elektromagnet.

Adanya kekuatan pada muatan listrik dan torsi yang bergerak di dekat magnet di dekatnya.

Selain itu, medan magnet yang bervariasi dengan lokasi memberikan gaya pada bahan magnetik.

Baik kekuatan dan arah medan magnet berbeda dengan lokasi. Dengan demikian, ini digambarkan secara matematis sebagai bidang vektor.

Medan magnet dihasilkan dengan memindahkan muatan listrik dan momen magnetik intrinsik dari partikel elementer yang terkait dengan sifat kuantum mendasar, putarannya.

Medan magnet dan medan listrik saling terkait dan keduanya merupakan komponen gaya elektromagnetik, salah satu dari empat kekuatan fundamental alam.

Medan magnet banyak digunakan di seluruh teknologi modern, khususnya di bidang teknik listrik dan elektromekanik.

Medan magnet berputar digunakan pada motor listrik dan generator. Interaksi medan magnet dalam perangkat listrik seperti transformator dipelajari dalam disiplin sirkuit magnetik.

Gaya magnet memberikan informasi tentang pembawa muatan dalam suatu material melalui efek Hall.

Bumi menghasilkan medan magnetnya sendiri, yang melindungi lapisan ozon Bumi dari angin matahari dan penting dalam navigasi menggunakan kompas.

Sifat Medan Magnet

• Sifat magnet dapat menarik logam (seperti baja ataupun besi) atau benda sesama magnet.
• Sifat magnet memiliki dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Magnet selalu memiliki pasangan kutub. Jika dipecah-pecah pun sampai kecil, magnet tetap memiliki dua kutub.
• Kutub magnet yang senama atau satu jenis akan tolak menolak. Sedangkan kutub yang tidak sejenis senantiasa akan tarik-menarik.
• Magnet memiliki daerah di sekitarnya yang masih dipengaruhi magnet itu sendiri yang disebut dengan medan magnet.

Visualisasi Medan Magnet

Divisualisasi secara matematik sebagai vektor pada setiap titik yang berbentuk panah memiliki arah dan besaran tergantung dari besar gaya magnetik pada titik tersebut.

Visualisasi lainnya adalah dengan menggunakan garis. Setiap vektor disambungkan dengan sebuah garis yang tidak terputus dan banyaknya garis dapat dibuat sebanyak mungkin.

• Setiap garis tidak pernah berpotongan satu sama lain
• Garis akan makin semakin rapat pada wilayah dimana medan magnet semakin besar.
• Garis-garis ini tidak bermulai atau berhenti dari manapun, akan tetapi garis-garis tersebut membentuk suatu lingkaran tertutup dan tetap menyambung di dalam material magnet.
• Arah medan magnet direpresentasikan dengan panah pada garis-garisnya. Terkadang, tanda panah tidak digambar pada garis-garis medan magnet, akan tetapi medan magnet akan selalu memiliki arah dari kutub Utara (North) ke Selatan (South).
• Garis-garis ini dapat divisualisasikan secara nyata. Cara yang paling sederhana adalah dengan menyebarkan bubuk pasir besi di sekitar magnet.

Satuan dan Rumus Medan Magnet

Sesuai dengan hukum Ampere, besar medan magnet yang dihasilkan dapat dihitung dengan rumus:

I adalah besar arus listrik, r jarak dari kabel, dan konstanta permeabilitas :

Contoh soal dan Pembahasan

Soal 1

Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus sebesar 3 A. Tentukan besar medan magnet yang berjarak 3 cm dari kawat tersebut! (μ₀ = 4 πx 10^-7 Wb/Am)

Jawaban :

Soal 2

Seutas kawat dialiri arus listrik i = 2 A seperti gambar berikut !
Tentukan :
a) Kuat medan magnet di titik P
b) Arah medan magnet di titik P
c) Kuat medan magnet di titik Q
d) Arah medan magnet di titik Q

Jawaban :

a) Kuat medan magnet (B) dari suatu titik yang berjarak a dari suatu kawat lurus panjang yang dialiri kuat arus i adalah :

Kuat medan magnet di titik P :

b) Arah ditentukan dengan kaidah tangan kanan, dimana ibu jari mewakili arah arus dan empat jari sebagai arah medan magnet dengan posisi tangan menggenggam kawat. Sehingga arah kuat medan magnet di titik P adalah keluar bidang baca (mendekati pembaca).
c) Kuat medan magnet di titik Q :

d) Arah medan masuk bidang baca (menjauhi pembaca)

Soal 3

Sebuah kawat melingkar dengan jari-jari 10 cm dialiri arus 4 A dengan banyaknya lilitan kawat 10 lilitan. Berapakah besar medan magnet pada kawat tersebut? (μ₀ = 4π x 10^-7 Wb/Am)

Jawaban :

The post Medan Magnet: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal appeared first on HaloEdukasi.com.