GAYA GERAK LISTRIK HUKUM LENZ HUKUM FARADAY TRANSFORMATOR TRANSFORMATOR IDEAL TRANSFORMATOR TIDAK IDEAL GGL INDUKSI ADA KUMARAN INDUKTANSI DIRI GENERATOR ERSAMAAN INDUKTANSI DIRI INDUKTANSI ADA TOROIDA INDUKTANSI TIMBAL-BALIK ENERGI INDUKTOR IR. STEVANUS ARIANTO 1
GAYA GERAK LISTRIK (GGL) IMBAS / INDUKSI s F Lorentz v v Jka sebuah kawat ab dgerakkan ke kanan memotong gars-gars gaya magnet yang homogen maka pada kawat ab mengalr kuat arus (), Yatu kuat arus mbas (GGL), ketka tu pula pada kawat ab akan tmbul gaya Lorentz yang arahnya berlawanan dengan arah gerak kawat. LANJUT. F Lorentz GAYA GERAK LISTRIK (GGL) IMBAS / INDUKSI v s Kadah tangan kanan. Arahkan empat jar dengan arah gerak kawat penghantar (v) dan arahkan telapak tangan sesua arah medan magnetk (B), maka arah bu jar tangan menunjukkan arah arus nduks (). LANJUT IR. STEVANUS ARIANTO
GAYA GERAK LISTRIK (GGL) IMBAS / INDUKSI F Lorentz v s Wlstrk = Wmekank E..t = -FLorentz.s E..t = -B...v.t E = -B..v E = -B..v sn - Arah GGL menurut Hukum LENZ Sudut arah v dengan medan magnetk GAYA GERAK LISTRIK IMBAS Kawat ABCD dletakkan dalam medan magnet hngga bdangnya tegak lurus pada fluks. Ujung kawat Q dapat dgeser sepanjang AB dan CD dengan kecepatan 0 cm/s (gesekan boleh dabakan) anjang Q = 10 cm, rapat gars gayanya =.10 - tesla dan hambatan dalam rangkaan = 4 ohm, maka tentukan : gaya yang menggerakkan kawat dan usaha yang dkerjakan tap detk. IR. STEVANUS ARIANTO 3
JAWABAN GAYA GERAK LISTRIK IMBAS A D F v B B C Q...10.10..10 4.10 1 1 4 B v volt R. 4 4.10 10 R 4 4 1 7 B.. F.10.10.10.10 4 amper newton W. Rt. W (10 ).4.1 4.10 4 8 joule HUKUM FARADAY Besarnya GGL nduks sebandng dengan laju perubahan flux magnetknya. E..t = -B...S B..S adalah banyaknya garsgars gaya yang dpotong oleh kawat ab, atau banyaknya perubahan gars-gars gaya yang drangkumkan -Arah GGL menurut Hukum LENZ E t Besar GGL dalam setap saat d E lm E t 0 t Bla dalam pengamatan yang lan kta gunakan N lltan, maka besarnya E : d E N E N t IR. STEVANUS ARIANTO 4
HUKUM FARADAY Berapa banyak muatan yang dapat dalrkan pada galvanometer balstk yang hambatannya 00 ohm, yang dhubungkan dengan kumparan yang terdr dar 1000 lltan dan berhambatan 400 ohm; dameter penampang cm, jka ntenstas medan magnet yang besarnya 9000 A/m paralel terhadap kumparan berkurang dengan cepat ke arah nol? JAWABAN HUKUM FARADAY R R R 00 400 600ohm Galvanometer kumparan R.. R N N t t NBA.. onha... tr. tr. N.. tr. B. q. t 4.10.1000.9000. (10 ) q 600 7 BA oh onha... qt( ) tr. 6.10 7 coulomb IR. STEVANUS ARIANTO 5
HUKUM LENZ Jka GGL dsebabkan oleh perubahan fluks yang melalu suatu rangkaan tertutup, arus menmbulkan medan magnet yang ddalam luas penampang yang dbatas oleh rangkaan adalah : a. Berlawanan dengan medan asal, jka fluksnya bertambah. b. Arahnya sama dengan medan asal, jka fluksnya berkurang. v v mbas mbas TRANSFORMATOR Transformator adalah alat yang dapat dgunakan untuk mengubah tegangan arus bolak-balk. Terdr atas nt bes B, dan dua kumparan masng-masng K1 dan K. B K1 K nput output output LANJUT IR. STEVANUS ARIANTO 6
nput MACAM TRANSFORMATOR output jumlah lltan kumparan sekunder lebh banyak darpada jumlah lltan kumparan prmer, tegangan sekunder lebh besar dar tegangan prmer dsebut : step-up transformer jumlah lltan kumparan sekunder lebh sedkt darpada jumlah lltan kumparan prmer, tegangan sekunder lebh kecl dar tegangan prmer dsebut : step-down transformer LANJUT nput TEGANGAN TRANSFORMATOR output erubahan flux magnetk dalam nt bes membangktkan GGL nduks pada kumparan sekunder. E E p S E E d N d N S N N E : E N : N S S S S : IR. STEVANUS ARIANTO 7
TRANSFORMATOR IDEAL Kumparan prmer sebuah transformator mempunya 3000 lltan kawat. Transformator dgunakan untuk menurunkan tegangan dar 0 volt menjad 11 volt Htunglah : a. Banyak lltan pada kumparan sekunder b.jka arus prmer A, berapa arus sekundernya? JAWABAN TRANSFORMATOR IDEAL : N : N 0 :11 3000: N 1 1 11.3000 N 0 1 1 150ll tan : : 0:11 : 0. 11 40amper IR. STEVANUS ARIANTO 8
KUAT ARUS TRANSFORMATOR TRANSFORMATOR UMUMNYA nput output EFFISIENSI () < 100% s p TRANSFORMATOR IDEAL. EFFISIENSI () = 100% N : N : S S S ES 1. E S N S 1. N S TRANSFORMATOR TIDAK IDEAL Sebuah transformator step-up mempunya perbandngan lltan 1 : 3, bla GGL prmer 110 volt dan arus nput = amper, maka : Tentukan besar arus output jka effsens trafo 80 %. IR. STEVANUS ARIANTO 9
JAWABAN TRANSFORMATOR TIDAK IDEAL : N : N 1 1 110.3 1 80 s p.110. 176 watt 100 s 110 : 1: 3 330volt s 176 0,5333amper 330 s. s GGL INDUKSI ADA KUMARAN B Q S d E R A1. B E Bdang kumparan dputar beraturan dengan kecepatan sudut dalam t detk empuh sudut t. A cos. B d(a.b cos t) A. B cos E. BA..sn. t t Jka jumlah lltan kumparan N maka besar GGL : E N. B. A..sn. t IR. STEVANUS ARIANTO 10
KUMARAN DALAM MEDAN MAGNETIK Angker dnamo pada generator AC 60 Hz berputar dalam medan magnet 0,15 tesla, jka luas permukaan kumparan.10 - m, Berapa jumlah lltan yang harus dmlk kumparan agar keluarannya memlk nla puncak 170 volt JAWABAN KUMARAN DALAM MEDAN MAGNETIK. f.3,14.60 376,8 rad / s NBA... o o 170 N 150,389 150ll tan BA.. 0,15..10.376,8 IR. STEVANUS ARIANTO 11
GENERATOR GENERATOR ADALAH ALAT YANG DIGUNAKAN MEMBANGKITKAN DAYA LISTRIK BAIK ARUS SEARAH MAUUN ARUS BOLAK-BALIK, YANG BERRINSI KERJA BERDASARKAN GGL INDUKSI ADA KUMARAN. INDUKTANSI DIRI saklar Rgeser Jka Saklar utup maka mengalrlah arus I, maka pada kumparan akan tmbul nduks magnetk, jka R d ubah-ubah maka akan terjad perubahan I, yang berakbat terjadnya perubahan nduks magnetk. Induks yang terjad dalam suatu penghantar sebaga akbat dar perubahan arus dalam penghantar tu sendr dsebut nduktans dr (Induks dr). IR. STEVANUS ARIANTO 1
ERSAMAAN INDUKTANSI DIRI GGL nduks dr sebandng dengan perubahan arus tap satuan waktu. d Satuan L : volt. det E L E lm L E L t t 0 t A atau Henry L dsebut koefsen nduks dr atau nduktans dr. d d E N dane L d d N L Ld Nd L=Koefsen nduktans dr = banyak gars-gars gaya (flux magnet) I=arus lstrk. L N L d N d 0 0 INDUKTANSI DIRI Sebuah nduktor terdr dar 600 lltan, dalam nduktor selang waktu 1 ment terjad perubahan kuat arus dar 0,1 Amper hngga nol. menghaslkan ggl sebesar 4 volt Htunglah besar nduktans dr nduktor tersebut. IR. STEVANUS ARIANTO 13
JAWABAN INDUKTANSI DIRI 0,1 L 4 L t 60 L 4.60 0,1.400henry INDUKTANSI ADA TOROIDA erubahan nduks magnetk pada sumbu toroda db 0. n. di = N 0.. d I erubahan flux magnetnya : d A. db N 0.. A. di d di E N N 0. A. d t d di L N 0. A. d t L 0. A.N IR. STEVANUS ARIANTO 14
INDUKTANSI ADA TOROIDA Sebuah nduktor berbentuk torod dengan teras bes. dameter torod adalah 5 cm dan penampang teras luasnya 1 cm. ermeabltas relatf bes 500. Tentukan nduktans dr jka torod mempunya 1000 lltan. JAWABAN INDUKTANSI ADA TOROIDA L r. oan.. L 500.4.10.10.(1000).5.10 7 4 0,4henry IR. STEVANUS ARIANTO 15
INDUKTANSI BOLAK- BALIK d M N d M N d = M LL d 1. 1 1 1 INDUKTOR RUHMKORFF : N p Ns M 0.. A INDUKTANSI TIMBAL BALIK Sebuah solonoda yang panjangnya 10 cm berpenampang 1 cm dan terdr dar 1000 lltan. solonoda lan yang lebh kecl dan pendek mellt solonoda tersebut d dekat pusatnya dengan 100 lltan. Berapa nduktans tmbal balk antara kedua solonoda tersebut. IR. STEVANUS ARIANTO 16
JAWABAN INDUKTANSI TIMBAL BALIK M. 1.. M on N A 4.10.1000.100.10 1 10 7 4 4.10 5 henry dw ENERGI ADA INDUKTOR Ketka sebuah nduktor dhubungkan ke batera, arus mengalr dalam nduktor, dan usaha (kerja) dlakukan oleh batera pada nduktor adalah : d dw L.. dw. w dw 0 0 dw E.. 1 W L L.. d IR. STEVANUS ARIANTO 17
ENERGI LISTRIK ADA INDUKTOR Arus sebesar 0, amper mengalr dalam kumparan Yang mempunya 400 lltan, menyebabkan tm- Bulnya flux sebesar 10-4 weber. Bla arus dputus setelah 0,08 detk. Htunglah energ yang tersmpan dalam kumparan. JAWABAN ENERGI LISTRIK ADA INDUKTOR L N L 10 400 0, 4 0, 1 1.0,.(0,) 0,004 W L joule IR. STEVANUS ARIANTO 18
ROFICIAT KAMU TELAH MENYELESAIKAN ELAJARAN INI YAITU TENTANG IMBAS ELEKTROMAGNET DAN ERLU KAMU MENGERJAKAN TUGAS, DAN KAMU AKHIRI DENGAN MENGERJAKAN SOAL-SOAL WEB. IR. STEVANUS ARIANTO 19