Induksi Elektromagnetik

G

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 ?

Bagaimana hal itu dapat terjadi ?

G

G1 G0

Apa yang terjadi dengan jarum galvanometer saat

penghantar digerakkan memotong garis – garis

gaya magnet ?

Apa yang terjadi saat penghantar digerakkan

searah garis – garis gaya magnet ?

Jika ada penyimpangan jarum galvanometer dapat

menjelaskan ada apa pada ke dua ujung penghatar

yang dihubungkan pada galvanometer

mengapa jarum galvanometer tidak dapat menyimpang ?

Jika jarum galvanometer tidak menyimpang menjelaskan pada

kedua ujung penghantar yang dihubungkan dengan

galvanometer tidak ada apa ?

Cara menimbulkan GGL Induksi

• Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan

• Memutar magnet di depan kumparan

G

• Memutus mutus arus pada kumparan primer

yang didekatnya terdapat kumparan sekunder

G dc

AC

• Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan primer yang di dekatnya terdapat kumparan sekunder.

G

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

G

Arah arus listrik induksi

Kutub Utara magnet bergerak menjauhi kumparan

G

Arah arus listrik induksi

Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi

1. GGL Induksi

sebanding

dengan

kecepatan

perubahan

flug magnet. G

G

Δt

ΔΦ ε

Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi

1. GGL Induksi

sebanding

dengan jumlah

lilitan

G

G

N ε

Besar GGL Induksi :

1. Sebanding dengan jumlah lilitan

2. Sebanding dengan kecepatan perubahan

jumlah garis gaya magnet yang memotong

kumparan

Δt

ΔΦNε

(volt) induksi gglε

lilitanjumlah N

(Weber/s)magnet gaya garisjumlah perubahan kecepatan Δt

ΔΦ

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 ?

Δt

ΔΦNε

volt10000ε

60

2000-300ε

60

3000-1000300ε

A

C B

D

B

Saat penghantar pada sisi AB berputar 90o sampai di A1B1 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

B1 ke A1

Saat penghantar pada sisi A1B1 berputar 90o sampai di A2B2

maka penghantar A1B1 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

A2 ke B2

1

1

F

B

I

F1

I1

F2

I2

2

2

Generator AC

Generator DC

A

C B

D

B

1

1

I1

F1

Saat penghantar pada sisi AB berputar 180o,

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

MagnetCincin luncur

Sikat karbon

Kumparan

V

t

Bentuk gelombang AC

2. Dinamo dc

Magnet

KomutatorCincin belah

Sikat karbon

Kumparan

Bentukgelombang dc V

t

3. Dinamo Sepeda

Roda dinamo

Sumbu dinamo

Magnet

Inti besi

kumparan

4. Transformator

• Bagian utama Transformator

Kumparan

primer

Kumparan

sekunder

Inti besi

Kumparan

primer Kumparan

sekunder

Inti besi

Sumber

Tegangan AC

• Alat untuk mengubah tegangan bolak-balik ( AC )

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

Np Ns Vp Vs

Np Ns Vp Vs

Persamaan Transformator Pada trnasformator jumlah lilitan transformator sebanding

dengan tegangannya.

Vs

Vp

Ns

Np

• Np = Jumlah lilitan primer

• 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

Ip

Is

Vs

Vp

• Is = kuat arus sekunder

• Ip = kuat arus primer

Np Ns Vp Vs

Primer

Masukan

In Put

Dicatu

Dihubungkan pada

sumbertegangan

Sekunder

Keluar

Out Put

Hasil

Dihubungkan pada lampu

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

6000 Vs = 240 V. 200

Jawab Vp

Vs =

Np

Ns

240 V

Vs =

6000

200

240 V. 200

6000 = Vs

8 volt = Vs

Efisiensi Transformator • Efisiensi Transformator adalah perbandingan energi yang

keluar dari transformator dengan energi yang masuk pada transformator

x100%Wp

Wsη

x100%Pp

Psη

x100%Ip Vp

Is Vsη

η = Efisiensi transformator

Ws = energi sekunder Wp = energi primer

Ps = daya sekunder

Pp = daya primer

Penggunaan transformator pada transmisi

energi listrik jarak jauh

Generator PLTA

30MW

10000 V

Trafo

Step

Up

Trafo

Step

down

20 kV

Trafo

Step

down

220 V

Transmisi energi listrik jarak jauh

1. Dengan Arus Besar 2. Dengan Tegangan Tinggi

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.

V

PI

volt10.000

watt30.000.000I

I = 3.000 A kuat arus tinggi

Daya yang hilang diperjalanan karena

berubah menjadi kalor adalah

Kita tentukan kuat arus transmisi

P = I2 R

= 3.0002 . 10

= 90 MW daya yang hilang besar

Kita tentukan kuat arus transmisi

V

PI

volt150.000

watt30.000.000I

I = 200 A kuat arus rendah

Daya yang hilang diperjalanan karena

berubah menjadi kalor adalah

P = I2 R

= 2002 . 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