Electricity-Magnetism Tutorial (QUE PROJECT) 59 CHAPTER 6 INDUKSI 6. Faraday Law of Induction y Medan magnet sebakan kerena gerak muatan Muatan am pengaruhi medan magnet tetap am Baru bisa bergerak bila medan megnetnya ubah-ubah batang magnet F B B X X X X X X F X X X X X X luas daerah yang menerima medan berubah-ubahterhadap t fluks medan megnetnya berubah-ubah - arus baru teramati melewati kumparan, bila batang magnet gerak-gerakan Fluksnya berubah-ubah Φ B da Loop gerakkan dalam searah sunbu-x dengan kecepatan Vx dalam medan magnet yang bervariasi B z ( into paper) Gaya pada muatan dalam loop : F q. V. B V x F z z q x dx B y y x x x Kerja untuk menggerakkan muatan W F. dl Fz. dl Fb + 0( x x) + Fb + 0( x x )
Electricity-Magnetism Tutorial (QUE PROJECT) 60 The emf around the loop may be found by calculating the work per unit charge performed by the magnetics force in moving a charge around the loop. Consider : F (+) net F F -F net F > 0 ( positip) F (-) B B -B W F. dl ( F F ) b ( B B ) qv b x dx da ( B B ) qb q( B B ) ;da b dx - q ; B. da; perubahan fluks/detik Note B b dx is flux added to the right hand side of loop in a time B b dx is the amount of flux remode from the left hand side in the time The net rate of charge : (B -B )V x b - / Direction of B is point by in away from observe As the loop moves to right the magnitude of the negativeflux increases W q E d Φ A Only relate motion is significant there is no absolute frame of motion (special relativity of Einstein) All the laws of electricity & magnetism are relativistically invariant.
Electricity-Magnetism Tutorial (QUE PROJECT) 6 Lenz : ggl induksi berlawan dengan perubahan fluks magnetik yang menghasilkan Consider d a vlb E B in V l c b Is positif since Φ is in ward and is decreased in magnitude as the area of loop is reduced E negatif or clockwise electric i E R mechanic dw Blv R Fv P Ei Blvi B B l v R l v R Lenz mengikuti hukum kekekalan energi dalam medan listrik W q E E. dl E. dl relation with E and B field
Electricity-Magnetism Tutorial (QUE PROJECT) 6 6.. Induktansi Induktansi adalah kemampuan suatu kumparan untuk menghasilkan ggl akibat perubahan fluks Φ. Induktansi ada dua jenis yaitu : a. induktansi mutual (mutual inductance) b. induktansi ri (self inductance) 6... Induktansi mutual Induktansi mutual adalah induktansi yang timbul pada suatu kumparan karena perubahan fluks dari kumparan lain. i N Φ i N Φ Bila salah satu kumparan gerakkan dari jarak tak hingga melewati kumparan lain akan tercipta fluks magnet. Φ perubahan fluks pada kumparan ke- oleh kumparan ke- Φ perubahan fluks pada kumparan ke- oleh kumparan ke- Kerja yang terja pada muatan karena perubahan fluks magnet : w ε dq - d φ dq dq dq - dφ - i dφ kerja pada kumparan ke- : w - N λ. - N i kerja pada kumparan ke- : w - N λ. - N i
Electricity-Magnetism Tutorial (QUE PROJECT) 63 pada akhir proses kerja yang hasilkan adalah sama (karena saling mempengaruhi). w w - N i - N i - N / i - N / i Induktansi mutual (M) perubahan fluks yang terja pada suatu kumparan sebabkan karena arus dari kumparan lain. M M M - N / i - N / i (weber/amper henry) Ggl yang timbul : ε - N. /, ε - N. / Φ M/N. i M/N. ε - M. / Φ M/N. i M/N. ε - M. / ε - N. / - M. / (volt) ε - N. / - M. / (volt) 6... Induktansi ri (self inductance) Perubahan fluks magnet dapat terja pada kumparan senri bila arus yang mengalir berubah-ubah. N / L Nφ i ε L
Electricity-Magnetism Tutorial (QUE PROJECT) 64 6.3. Rangkaian induktor Induktor : komponen listrik yang buat berdasarkan pada prinsip induktansi. Simbol komponen induktor : Rangkaian induktor : a. rangkaian seri : ε ε L L Perubahan arus yang terja adalah sama : / / / ε L. (volt) ε L. (volt) Bila kedua induktor cukup dekat, akan timbul induktansi mutual M. karena saling mempengaruhi maka induktansi mutual M Ggl gabungan : ε sehingga: ±M ; + : saling melemahkan - : saling menguatkan Ggl total : ε total ε + ε + ε - L. - L. ± M ε ( L + L M ) total ± L total L + L ± M Untuk menghindari M, rangkaian buat paralel :
Electricity-Magnetism Tutorial (QUE PROJECT) 65 L L ε ε L. L. + + L L ε L total berikan oleh : ε L ε L L + L +... + L n n i -ε n i Li n L i i Li energi yang tersimpan dalam induktor : dw dq ε dq L dq L Li W L i Li 6.4. Generator listrik Prinsip kerja : ggl yang timbul pada kumparan bila beri perubahan fluks. Perubahan fluks mengubah luasan yang menerima medan magnet melalui pemutaran kumparan. θwt A B Φ AB cos ωt
Electricity-Magnetism Tutorial (QUE PROJECT) 66 N Φ NAB cos ωt ε - d(nφ) NAB sin ωt ε o sinωt simbol generator : bila beri beban : V Vo sinωt V i V R + R d V R + R d sin ωt I o sin ω arus AC Arus dan tegangan sefasa ωt
Electricity-Magnetism Tutorial (QUE PROJECT) 67