Pasti teman-teman sudah mendengar istilah induksi elektromagnetik bukan? Ya, dalam ilmu fisika, materi ini berkaitan dengan arus listrik yang sering kamu temukan dalam kehidupan sehari-hari. Untuk lebih memahami pengertian, rumus, penerapan hingga contoh soal dan pembahasannya, simak penjelasan di bawah ini.
Pengertian Induksi Elektromagnetik
Seorang ilmuwan asal Jerman bernama Michael Faraday mempunyai ide untuk meneliti medan magnet yang dapat menghasilkan arus listrik. Sehingga beliau membuktikan penemuannya tersebut dalam bentuk perubahan medan magnet yang dapat menimbulkan arus listrik.
Penemuan tersebut dikenal dengan induksi elektromagnetik, yang merupakan munculnya arus listrik pada medan magnet akibat perubahan fluks magnetik. Untuk mengukur besarnya arus listrik yang timbul dalam medan magnet tersebut, menggunakan alat yang disebut dengan galvanometer.
Arus listrik muncul karena adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet yang dikenal dengan GGL atau Gaya Gerak Listrik Induksi. Untuk induksi elektromagnetiknya berupa arus listrik yang mengalir dalam medan tersebut.
Berikut beberapa faktor yang dapat mempengaruhi GGL induksi.
1. Kecepatan Perubahan Medan Magnet
GGL akan semakin besar jika kecepatan perubahan medan magnet semakin cepat.
2. Jumlah Lilitan
GGL yang muncul akan semakin besar apabila jumlah lilitan semakin banyak.
3. Kekuatan Magnet
GGL akan semakin besar jika kekuatan magnet yang diberikan semakin besar dan kuat.
Penerapan Induksi Elektromagnetik
Dalam kehidupan sehari-hari, kamu pasti sering menemukan perubahan energi dari arus listrik bukan? Dalam induksi elektromagnetik, terjadi berbagai bentuk perubahan energi dari gerak menjadi listrik.
Salah satu penerapan induksi elektromagnetik yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia adalah pembangkit energi listrik. Pada pembangkit energi listrik tersebut menggunakan suatu alat yang menggunakan prinsip induksi yaitu dinamo dan generator.
1. Dinamo
Dalam dinamo tersebut terdapat magnet dan kumparan. Hal ini menyebabkan munculnya GGL pada kumparan. Kumparan tersebut akan terus menghasilkan GGL induksi secara periodik.
Perubahan energi yang terjadi yaitu dinamo dan generator mampu mengubah energi mekanik, menjadi energi gerak rotasi. Sehingga, pembangkit energi listrik dapat digunakan oleh semua orang dan memberikan manfaat yang besar.
2. Generator listrik
Alat untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik adalah generator. Sistem kerja generator menggunakan prinsip induksi elektromagnetik, dengan cara memutarkan kumparan pada medan magnet untuk menghasilkan GGL. Generator mempunyai dua jenis yaitu generator AC atau arus bolak-balik dan generator DC atau arus searah.
3. Transformator
Alat yang dapat mengubah tegangan AC melalui kumparan, dinamakan transformator atau trafo. Trafo dapat memperbesar dan memperkecil tegangan AC menggunakan prinsip induksi elektromagnetik.
GGL yang muncul dari trafo disebabkan medan magnet yang berubah saat arus listrik AC dialirkan melalui kumparan primer. Sehingga, besi lunak yang ada dalam trafo akan mengalirkan arus ke kumparan sekunder.
Trafo mempunyai dua macam yaitu trafo step up dan trafo step down. Untuk trafo step up digunakan untuk menaikan tegangan, dan jumlah lilitan pada kumparan sekunder lebih banyak daripada lilitan pada kumparan primer. Sedangkan untuk trafo step down digunakan untuk menurunkan tegangan AC yang jumlah lilitan pada kumparan sekunder lebih sedikit.
Rumus Induksi Elektromagnetik
Di dalam prinsip induksi elektromagnetik terdapat beberapa rumus sesuai dengan aturan atau hukum masing-masing, yaitu:
1. Fluks Magnetik
Aturan ini merupakan hasil kali antara magnet satu dengan magnet lain sesuai dengan luas bidangnya. Rumus menentukan fluks magnetik yaitu:
Φ = BA
Φ = BA cos θ
Keterangan:
Φ = Fluks magnetik
B = Induksi magnet
A = Luas bidang magnet
θ =Sudut yang terbentuk antara arah garis normal dengan induksi magnet
2. Hukum Faraday
Penemu induksi elektromagnetik Faraday, melakukan percobaan dan menyatakan bahwa:
a. Besarnya GGL induksi dipengaruhi oleh kecepatan perubahan fluks magnetik dan jumlah lilitannya.
b. Pada ujung kumparan akan muncul GGL jika jumlah fluks magnetik yang masuk dalam kumparan berubah.
Hukum Faraday mempunyai rumus yaitu:
ε = -N (ΔΦ/Δt)
Keterangan;
ε = Gaya Gerak Listrik induksi dalam satuan volt
N = Jumlah atau banyaknya lilitan
ΔΦ atau Δt = Kecepatan perubahan fluks magnet
3. Hukum Lenz
Arah arus listrik pada penghantar dapat menimbulkan medan magnet dan dapat menantang perubahan medan magnetnya. Dalam aturan ini menyatakan bahwa, arus induksi dapat muncul dari berbagai arah dan dapat menentang perubahan arah yang dihasilkan.
Rumus hukum Lenz yaitu:
ε = B. l v
Keterangan:
ε = GGL yang dihasilkan dalam satuan volt
B = Induksi magnet
I = Arus listrik yang diberikan
v = Kecepatan perubahan medan magnet
4. Hukum Henry
Percobaan yang dilakukan oleh Joseph Henry menyatakan bahwa penghantar dapat berubah setiap waktu. GGL tersebut dikenal dengan GGL induksi diri yang dirumuskan yaitu:
ε = – L (dI / dt)
Keterangan:
ε = GGL induksi diri satuan volt
L = Induktansi diri
dI / dt = Perubahan arus yang terjadi dalam satuan waktu atau A/s
Jika GGL yang terjadi pada penghantar, dapat dirumuskan dengan:
L = N Φ / I
Keterangan:
L = Induktansi diri
N = Banyak jumlah lilitan pada kumparan
Φ = Fluks magnet dalam satuan Wb
I = Besarnya kuat arus
Selain itu, induksi elektromagnetik yang diterapkan pada generator. Generator sendiri mempunyai rumus yaitu:
ε = B x A x ω x N x sin θ
ε maks = B x A x ω x N
Keterangan:
ε = GGL yang muncul satuan volt
ε maks = GGL maksimum satuan volt
B = Induksi magnet satuan T
A = Luas bidang magnet satuan m2
ω = Kecepatan sudut pada kumparan satuan rad/s
θ = Sudut yang hasilkan dari kecepatan dan waktu
Untuk GGL maksimum apabila sudutnya θ = 900 sehingga nilai sin θ adalah 1.
Contoh Soal Induksi Elektromagnetik
Contoh Soal 1
Sebuah dinamo mempunyai jumlah lilitan pada kumparan sebanyak 100. Dinamo tersebut dapat menimbulkan perubahan fluks magnet sekitar 10-4 Wb dengan waktu 0.01 sekon. GGL induksi yang muncul berapa?
Diketahui:
Jumlah lilitan atau N = 100 lilitan
Fluks magnet = 10-4 Wb
Waktu atau t = 0.01 detik
dΦ / dt = 10-4 / 0.01 = 10-2 Wb/s
Ditanyakan:
Berapakah besarnya GGL induksi yang muncul?
Jawab:
ε = -N (dΦ / dt)
ε = – 100 (10-2)
ε = – 1 volt
Maka, GGL induksi yang muncul pada dinamo tersebut adalah 1 Volt.
Contoh Soal 2
Sebuah generator mempunyai induksi magnet sebesar 0.5T. Sedangkan luas bidang magnet tersebut 2.5m2. Kecepatan kumparan yaitu 0.05 rad/s dengan jumlah lilitan sebanyak 200. Sudut yang dihasilkan yaitu 600. Berapakah GGL yang timbul pada generator tersebut?
Diketahui:
Induksi magnet atau B = 0.5T
Luas bidang atau A = 2.5m2
Kecepatan sudut atau ω = 0.05 rad/s
sudut atau θ = 600
Jumlah lilitan atau N = 200
Ditanyakan: Berapa GGL pada generator?
Jawab:
ε = B x A x ω x N x sin θ
ε = 0.5 x 2.5 x 0.05 x 200 x sin 600
ε = 10.83 volt
Maka GGL yang muncul pada generator tersebut adalah 10.83 volt.
REKOMENDASI
- Listrik Dinamis Listrik dinamis merupakan aliran muatan listrik melalui titik konduksi. Listrik dinamis sering disebut sebagai arus listrik. Ketika Anda menghubungkan kabel ke terminal baterai, muatan dapat mengalir dan jalur lengkap yang…
- Apa yang Dimaksud Paragraf Deduktif, Induktif, dan Campuran Saat Kamu mempelajari mengenai paragraf saat pelajaran Bahasa Indonesia di sekolah, kamu akan mengetahui bahwa paragraf itu ada beberapa jenis yaitu paragraf deduktif, induktif dan campuran. Masing-masing dari jenis paragraf…
- Memahami Materi Statistik Inferensial Dengan Lebih Mudah… Statistik Inferensial - Sebenarnya, statistika ada dua macam yaitu statistika deskriptif dan statistika inferensial. Nah, sebelum mengetahui lebih lanjut lagi tentang statistika iferensial, apakah kamu sudah mengerti apa sebenarnya statistika…
- Mengenal Lebih Jauh tentang Zat Gas Zat gas merupakan salah satu dari empat keadaan mendasar materi bersama dengan zat padat, cair, dan plasma. Dalam kondisi biasa, keadaan gas adalah antara keadaan cair dan plasma. Suatu gas…
- Persamaan Dasar Akuntansi Akuntansi memiliki fungsi sebagai sistem informasi. Selain itu anda pasti akan mempelajari unsur-unsur dasar Akuntansi. Salah satunya adalah persamaan dasar akuntansi. Meski kata ‘persamaan’ tersemat pada unsur ini, namun bukan…
- Degree of Comparison Dalam kehidupan sehari-hari, pasti kamu pernah membandingkan satu hal dengan hal lain. Dalam bahasa Inggris, terdapat degree of comparison yang dapat kamu gunakan untuk membandingkan dua hal. Tingkat perbandingan dalam…
- Materi Persamaan Kuadrat : Rumus ABC, Contoh Soal Dan… Pengertian persamaan kuadrat adalah suatu persamaan dari variabel-variabel yang memiliki pangkat paling tinggi dua. Bentuk umum dari persamaan kuadrat ialah: ax2 + bx + c = 0 Dari persamaan di…
- Gerund and Infinitives Pernahkah kalian mendengar istilah gerund dan infinitives? Meskipun terdengar asing, ternyata gerund and infinitives sangat sering dijumpai dalam berbagai teks bahasa Inggris lho. Oleh karena itu, ada baiknya jika kamu…
- Arus Bolak-balik Dalam dunia kelistrikan, terdapat salah satu arus yang banyak digunakan untuk berbagai kebutuhan. Arus listrik tersebut dikenal dengan arus bolak-balik atau arus AC. Arus AC merupakan pergerakan muatan listrik yang…
- Fluida Statis Bagi kamu yang gemar belajar fisika atau memang mendapatkan mata pelajaran fisika, kamu harus tahu apa itu fluida. Tidak lengkap rasanya jika mempelajari ilmu fisika tanpa mengetahui tentang fluida. Fluida…
- Pelaku Ekonomi Pada suatu negara, perekonomian negara tersebut dijalankan dan digerakkan oleh berbagai pihak. Pihak yang menjalankan perekonomian dalam negara inilah yang disebut sebagai pelaku ekonomi. Pelaku yang dimaksud bisa dalam bentuk…
- Gaya Lorentz Berbicara tentang ilmu fisika pasti tidak asing dengan istilah gaya bukan? Yap, Gaya mempunyai jenis yang beragam, salah satunya gaya Lorentz. Penamaan gaya tersebut biasanya diambil dari nama belakang penemu…
- Integral Substitusi dan Parsial Intergral substitusi dan parsial merupakan metode yang bisa kamu gunakan dalam menyelesaikan permasalahan integral itu sendiri. Integral substitusi yaitu metode yang digunakan pada persoalan integral dimana pada bagian fungsi adalah…
- Efek Fotolistrik Tahukah Kamu pada abad ke 19 terdapat suatu eksperimen untuk mengamati sebuah fenomena radiasi? Yaps, dari eksperimen tersebut ditemukan sebuah energi yang timbul akibat elektron saat cahaya menabrak permukaan benda…
- Efek Rumah Kaca Rumah kaca memang dapat membuat suhu ruangan menjadi hangat. Namun, tahukah kamu jika efek rumah kaca dapat menyebabkan global warming? Karena banyaknya gas rumah kaca salah satunya karbon dioksida, membuat…
- Indeks Harga dan Inflasi Indeks harga dan inflasi adalah hal yang saling berkaitan dan tidak dapat dipisahkan. Tahukah Anda tentang kedua istilah tersebut? Jika belum tahu, maka Anda berada pada artikel yang tepat, karena…
- Atmosfer : Pengertian, Lapisan, Fungsi, Sifat, Ciri dan… Jika Kamu saat ini sedang duduk di tingkat SMA, pasti sudah sering mendengar lapisan atmosfer bukan? Ya, materi tentang lapisan permukaan bumi ini pasti Kamu pelajari sejak duduk di bangku…
- Besaran dan Satuan Fisika Fisika itu seperti halnya ilmu lain, melakukan pengamatan dan mengajukan pertanyaan mendasar. Misalnya, seberapa besar objek? Berapa massa yang dimilikinya? Seberapa jauh perjalanannya? Untuk menjawab pertanyaan ini, para ilmuwan fisika…
- Materi Bilangan Berpangkat Lengkap Materi Bilangan Berpangkat - Pernahkan kamu mendengar istilah bilangan berpangkat? Atau bahkan belum pernah mendengarnya sama sekali? Nah dalam kesempatan kali ini, kita akan bahas tuntas mengenai materi bilangan berpangkat,…
- Efek Doppler Ketika kamu sedang berjalan pernahkah kamu merasa takut dengan bunyi ambulans. Mungkin beberapa di antara kamu jika sedang mengendarai sepeda motor akan lebih melipir dan menunggu mobil itu jauh, hehe…
- Pengertian dan Ciri-Ciri Manusia Modern Menurut Para Ahli Ciri-ciri manusia modern - Sejak dahulu, manusia memang diberikan kemampuan untuk berpikir dan menangani segala sesuatu di sekitarnya. Mulai dari manusia purba hingga manusia modern, masih banyak hal-hal kompleks yang…
- Belajar Bunga Tunggal, Majemuk & Anuitas Dengan… Bunga Tunggal, Majemuk dan Anuitas - Ketika membicarakan tentang perbankan, mungkin yang pertama akan terbesit dalam pikiran kamu adalah mata pelajaran ekonomi atau akuntansi. Tapi, ilmu ekonomi pun tidak jauh-jauh…
- Hukum Ohm Dalam ilmu fisika terdapat suatu hukum yang menyatakan besaran arus listrik yang mengalir dalam sebuah benda sebagai penghantar. Hukum tersebut dikenal dengan hukum Ohm. Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti memanfaatkan…
- Persamaan Garis Lurus Persamaan garis lurus adalah pernyataan yang mengartikan jika suatu garis lurus masuk dalam suatu persamaan. Karateristik dari persamaan garis lurus yakni memiliki variabel dengan kuadrat tertinggi satu. Garis lurus sendiri…
- Bahas Tuntas Tentang Turunan Fungsi Trigonometri, Bonus 8… Turunan fungsi trigonometri - Sebelumnya mungkin kamu sudah paham dengan fungsi turunan aljabar, dan bagaimana aplikasinya dalam matematika maupun dalam kehidupan sehari-hari. Tapi, ternyata materi fungsi turunan belum berhenti disitu…
- Hukum Faraday: Pengertian, Bunyi, Rumus dan Contoh Soalnya Hukum Faraday merupakan hukum dasar Elektromagnetisme yang menyatakan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Hal itu juga berlaku sebaliknya, bahwa medan magnet juga dapat menghasilkan arus listrik. Hukum faraday…
- Materi Teks Eksplanasi Lengkap Materi teks eksplanasi - Berikut adalah pengertian, fungsi, ciri-ciri, struktur, kaidah kebahasaan teks eksplanasi dan cara membuatnya. Yuk simak pembahasantentang materi teks eksplanasi yang sudah pastiguna.com kemas dengan bahasa yang…
- Rumus Empiris dan Rumus Molekul Rumus Empiris dan Rumus Molekul - Setiap senyawa kimia bisa dinyatakan menggunakan rumus kima yang akan menunjukkan jumlah relatif dari atom-atom unsur yang ada pada senyawa tersebut. Rumus kimia yang…
- Suhu dan Kalor Suhu dan kalor merupakan salah satu materi yang ada dalam ilmu fisika. Pembahasan kali ini biasanya sangat identik dengan panas, namun maksud dari ilmu fisika yang satu ini tidaklah selalu…
- Dakwah: Pengertian, Tujuan, Ilmu Dakwah, Fiqhud Dakwah pastiguna.com - Berbicara mengenai pengertian dakwah dan tujuan, sebagian besar orang terutama umat muslim tentu pernah mendengarnya dalam kehidupan sehari-hari. Memang dakwah sangat berkaitan erat dengan agama Islam. Sebab, melalui…