Induksi Elektromagnetik Induksi elektromagnetik adalah gejala munculnya ggl induksi dan arus listrik induksi pada suatu penghantar akibat perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan Apa yang membuat jarum galvano menyimpang? G Bagaimana hal itu dapat terjadi?
Apa yang terjadi dengan jarum galvanometer saat penghantar digerakkan memotong garis garis gaya magnet? Jika ada penyimpangan jarum galvanometer dapat menjelaskan ada apa pada ke dua ujung penghatar yang dihubungkan pada galvanometer G Apa yang terjadi saat penghantar digerakkan searah garis garis gaya magnet? mengapa jarum galvanometer tidak dapat menyimpang? Jika jarum galvanometer tidak menyimpang menjelaskan pada kedua ujung penghantar yang dihubungkan dengan galvanometer tidak ada apa? G 0 G 1
Cara menimbulkan GGL Induksi Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan Memutar magnet di depan kumparan G
dc G Memutus mutus arus pada kumparan primer yang didekatnya terdapat kumparan sekunder
AC G Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan primer yang di dekatnya terdapat kumparan sekunder.
Arah arus listrik induksi Arah arus lisrik induksi dapat ditentukan dengan hukum Lents : Arah arus listrik induksi sedemikian rupa sehingga melawan perubahan medan magnet yang ditimbulkan. G
Kutub Utara magnet bergerak mendekati kumparan Arah arus listrik induksi G
Kutub Utara magnet bergerak menjauhi kumparan Arah arus listrik induksi G
Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi G 1. GGL Induksi sebanding dengan kecepatan perubahan flug magnet. ε ΔΦ Δt G
Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi 1. GGL Induksi sebanding dengan jumlah lilitan G ε N G
Besar GGL Induksi : 1. Sebanding dengan jumlah lilitan 2. Sebanding dengan kecepatan perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan ε ggl N induksi jumlah lilitan (volt) ε N ΔΦ Δt ΔΦ Δt kecepatan perubahan jumlah garis gaya magnet (Weber/s)
contoh Sebuah kumparan yang memiliki jumlah lilitan 300 lilitan bila terjadi perubahan jumlah garis gaya magnet di dalam kumparan dari 3000 Wb menjadi 1000 Wb dalam setiap menitnya tentukan besar ggl induksi yang dihasilkan? ε N ΔΦ Δt 1000-3000 ε 300 60-2000 ε 300 60 ε 10000volt
Generator AC I F B 1 2 F 1 I 1 I 2 B 1 2 A B C D Saat penghantar pada sisi AB berputar 90 o sampai di A 1 B 1 maka penghantar AB memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi Arah arus listrik induksi pada penghantar AB dapat ditetukan sebagai berikut : Karena penghantar bergerak berlawanan arah jarum jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang searah jarum jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari B 1 ke A 1 Saat penghantar pada sisi A 1 B 1 berputar 90o sampai di A 2 B 2 maka penghantar A 1 B 1 memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi Karena penghantar bergerak searah jarum jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang berlawanan arah jarum jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari A 2 ke B 2 F 2
Generator DC F 1 1 I 1 B 1 B A D C Saat penghantar pada sisi AB berputar 180 o, penghanta AB memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi Arah arus listrik induksi pada penghantar AB dapat ditetukan sebagai berikut : Karena penghantar bergerak berlawanan arah jarum jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang searah jarum jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari B1 ke A1 Arus terputus Penghantar CD menenpai posisi AB dengan arah putaran yang sama arus tetap mengalir ke atas, sehingga aah arus tetap pada satu arah.
Alat-alat yang menggunakan prinsip induksi elektromagnetik 1. Dinamo AC Cincin luncur Magnet Sikat karbon Kumparan Bentuk gelombang AC V t
2. Dinamo dc Sikat karbon Magnet Komutator Cincin belah Kumparan V Bentukgelombang dc t
3. Dinamo Sepeda Roda dinamo Sumbu dinamo Magnet Inti besi kumparan
4. Transformator Alat untuk mengubah tegangan bolak-balik ( AC ) Bagian utama Transformator Sumber Tegangan AC Kumparan primer Inti besi Kumparan sekunder Kumparan Kumparan primer sekunder Inti besi
Jenis Transformator 1. Transformator step up Ciri ciri Penaik Tegangan Ns > Np Vs > Vp Is < Ip 2. Transformator step down Ciri ciri Penurun Tegangan Ns < Np Vs < Vp Is > Ip Vp Np Ns Vs Vp Np Ns Vs
Persamaan Transformator Pada trnasformator jumlah lilitan transformator sebanding dengan tegangannya. Np = Jumlah lilitan primer Np Vp Ns Vs Ns = Jumlah lilitan sekunder Vp = Tegangan primer Vs = Tegangan sekunder Transformator ideal jika energi yang masuk pada transformator sama dengan energi yang keluar dari transformator Wp = Ws Vp. Ip. t = Vs. Is. t Vp Is Is = kuat arus sekunder Vs Ip Ip = kuat arus primer
Vp Np Ns Vs Lampu Primer Masukan In Put Dicatu Dihubungkan pada sumbertegangan Sekunder Keluar Out Put Hasil Dihubungkan pada lampu
Contoh Sebuah transformator memiliki jumlah lilitan primer dan sekunder adalah 6000 lilitan dan 200 lilitan jika kumparan primer transfomator diberi tegangan 240 volt maka tegangan yang dihasilkan transformator adalah Jawab Np Vp = Ns Vs 6000 240 V = 200 Vs 6000 Vs = 240 V. 200 240 V. 200 Vs = 6000 Vs = 8 volt
Efisiensi Transformator Efisiensi Transformator adalah perbandingan energi yang keluar dari transformator dengan energi yang masuk pada transformator η η Ws Wp Ps Pp x100% x100% η = Efisiensi transformator Ws = energi sekunder Wp = energi primer Ps = daya sekunder Pp = daya primer η Vs Is Vp Ip x100%
Penggunaan transformator pada transmisi energi listrik jarak jauh 20 kv Generator PLTA 30MW 10000 V Trafo Step Up Trafo Step down 220 V Trafo Step down
Transmisi energi listrik jarak jauh Bila pada PLTA gambar di atas menghasilkan daya 30 MW dan tegangan yang keluar dari generator 10.000 volt akan di transmisikan jika hambatan kawat untuk transmisi 10 Ω. 1. Dengan Arus Besar 2. Dengan Tegangan Tinggi Kita tentukan kuat arus transmisi I I P V 30.000.000 watt 10.000 volt I = 3.000 A kuat arus tinggi Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah P = I 2 R = 3.000 2. 10 = 90 MW daya yang hilang besar Kita tentukan kuat arus transmisi I I P V 30.000.000 watt 150.000 volt I = 200 A kuat arus rendah Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah P = I 2 R = 200 2. 10 = 0,4 MW daya yang hilang kecil
Keuntungan Transmisi energi listrik jarak jauh dengan tegangan tinggi : 1. Energi listrik yang hilang kecil 2. Memerlukan kabel yang diameternya kecil sehingga harganya lebih murah