Induksi Elektromagnetik adalah gejala timbulnya arus listrik pada suatu penghantar karena pengaruh medan magnetik yang berubah.

1. GAYA GERAK LISTRIK INDUKSI (GGL)

Gaya Gerak Listrik Induksi adalah gaya gerak listrik yang timbul pada ujung-ujung penghantar akibat perubahan medan magnetik.

Arus Induksi adalah arus listrik yang mengalir akibat adanya GGL Induksi.

Jika sepotong kawat digerakkan dalam medan magnet homogen dengan arah tegak lurus maka pada ujung-ujung kawat terjadi GGL Induksi.Besar GGL Induksi yang ditimbulkan dapat di hitung dengan persamaan :

Keterangan :

2. FLUKS MAGNETIKFluks Magnetik adalah banyaknya garis-garis medsan magnetik B yang ,menembus permukaan bidang seluas A secara tegak lurus.

Keterangan :

3. HUKUM FARADAYHukum Faraday menyatakan bahwa “GGL Induksi yang timbul antara ujung-ujung Loop suatu penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan Fluks Magnetik yang dilingkupi oleh Loop penghantar tersebut.

dengan

Jika kumparan terdiri banyak lilitan, GGL induksi sebesar :

keterangan

Percobaan Faraday dan Hukum Lenz:

a. Ketika Magnet diam, jarum Galvanometer juga diamb. Ketika Magnet dimasukkan ke dalam kumparan,

jarum Galvanometer akan bergerak ke kananc. Ketika Magnet dikeluarkan dari dalam kumparan

maka jaru Galvanometer akan bergerak ke kiri

4. HUKUM LENZHukum Lenz menyatakan bahwa arah arus induksi akibat GGL induksi pada suatu rangkaian adalah sedemikian rupa sehingga menimbulkan medan Magnetik yang menentang perubahan medan magnetik (arus induksi berusaha mempertahankan agar fluks magnetik total adlah kontan).

5. INDUKTANSI DIRIApabila arus dan fluks magnet dalam rangkaian mengalami perubahan maka GGL akan terinduksi oleh rangkaian. Oleh karena itu Induktansi di disuatu rangkaian besarnya konstan.

Keterangan :

Besar Induktansi diri pada pusat solenoid :

Keterangan :

Besar Induktansi diri pada pusat toroid :

Keterangan :

Energi yang tersimpan dalam Induktor :

Keterangan :

6. INDUKTANSI SILANGInduktansi Silang yaitu dua buah kumparan yangtberdekatan, kedua kumparan akan saling meninduksi kumparan lainnya.

Keterangan :

7. PENERAPAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK a. Generator Generator adalah alat untuk mengupah energi gerak menjadi energi listrik.

Keterangan :

1. Generator Arus Bolak –balik (Generator AC) Generator AC memiliki 2 buah cincin putar sahingga arus listrik yang timbul berupa arus bolak-balik (arus AC). Dapat berputar 360°.

2. Generator Arus Searah (Generator DC) Generator DC hanya memiliki satu cincin yang terbelah di tengahnya yang di sebut cincin belah atau komutator. Dengan adanya komutator ini, arus listrik yang di timbulkan berupa arus searah (arus DC). Arus Dc hanya dapat berputar 180°

b. Transformator Transformator adalah suatu alat untuk mengubah nilai tegangan ( V ) arus bolak-balik (AC) tanpa kehilangan daya yang cukup besar.Transformator terdiri atas 3 bagian :1. Inti besi ( Inti Magnetik)2. Kumparan primer3. Kumparan Sekunder

1. Prinsip Kerja Transformator Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi Elektromagnetik. Kumparan primer yang dilalui oleh arus listrikbolak-balik menghasilkan medan magnetik induksi. Medan Magnetik Induksi dikurung oleh kumparan sekunder. Karena arus listrik berubah-ubah besar dan arahnya, maka medan magnetik induksi yang dikurung oleh kumparan sekunder juga berubah-ubah. Akibatnya, pada kumparan sekunder timbul GGL induksi sebagai tegangan keluaran.

2. Persamaan Transformator

Keterangan:

3. Jenis-jenis Transformator a) Transformator Step-Up, berfungsi untuk

menaikkan /memperbesar tegangan bolak-balik suatu sumber.Ciri-ciri :

b) Transformator Step-Down, berfungsiuntuk menurunkan /memperkecil tegangan bolak-balik suatu sumber.Ciri-ciri :

4. Efisiensi Transformator Efisiensi adalah besaran yang menyatakan

perbandingan antara daya keluaran dengan daya masukan.

atau atau atau

Keterangan :

Arus bolak – balik adalah arus yang besarnya sama selalu berubah secara periodik. Rangkaian listrik bolak – balik (AC) terdiri atas elemen – elemen rangkaian dan sumber tegangan AC . eleman – elemen ramgkaian dapat berupa hambatan (resistor), kumparan ( induktor ), kapasitor.

1. BESARAN ARUS DAN TEGANGAN BOLAK-BALIK Tegangan bolak-balik merupakan tegangan yang nilainya berubah terhadap waktu.

dan

a. Arus dan Tegangan EfektifNilai efektif arus dan tegangan bolak-balik

adalah nilai arus dan tegangan bolak-balik yang dianggap setara dengan arus dan tegangan searah yang menghasilkan sejumlah kalor yang sama ketika melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama.

Keterangan :

b. Arus dan Tegangan Rata-RataHarga rata-rata arus bolak-balik adalah harga

yang dianggap setara dengan harga arus searah yang tetap memindahkan sejumlah muatan yang sama dalam waktu yang sama.

dan

Keterangan :

c. Diagram fasorFasor adalah sebuah gambar anak panah yang

digunakan untuk menyatakan tegangan atau arus bolak-balik. Untuk menganalisis tegangan atau arus bolak-balik digunakan diagram fasor. Kata ‘fasor’ berasal adri bahas Inggris “phasor” yang disingkat dari kata-kata “phase vektor” ayangartinya vektor fase.

2. RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK (AC) Rangkaian arus bolak-balik adalah suatu rangkaian listrik yang terdiri atas satu atau beberapa beban yang dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik.

a. Resistor (Hambatan Murni) Apabila sebuah resistor R dihubungkan dengan

sumber tegangan bolak-balik. Maka beda tegangan listrik pada resistor sama dengan tegangan sumber.

Hukum ohm menyatakan bahwa besarnya tegangan sesuai dengan kuat arus dikalikan hambatan :

Dengan demikian akan berlaku :

Keterangan:

b. Induktor

Rangkaian Induktif adalah rangkaian yang terdiri atas sebuah induktor L yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC. Rumus reaktansi induktif :

Keterangan :

c. Kapasitor

Rangkaian Kapasitif adalah rangkaian yang terdiri atas sebuah kapasitor C yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC. Rumus reaktansi kapasitor :

Keterangan :

d. Rangkaian Seri Antara R dan L

Apabila R dan L dirangkai seri kemudian dihubungkan dengan suber tegangan bolak-balik maka berlaku :

Keterangan :

Diagram fasor rangkaian RL :

e. Rangkaian Seri Antara R dan C

Apabila R dan C dirangkai seri lalu dihubungkan dengan suber tegangan bolak-balik maka berlaku :

Keterangan :

Diagram fasor rangkaian RC :

f. Rangkaian Seri Antara L dan CApabila suatu rangkaian terdiri atas L dan C,

rangkaian dapat bersifat induktif atau kapasitif .V=VL – VC, jika VL> VC bersifat induktif, V= Vc - VL jika VL < Vc bersifat kapasitifV= 0, jika VL = Vc terjadi resonansi

Keterangan:

Diagram fasor rangkaian LC

g. Rangkaian Seri R-L -CApabila rangkaian R-L-C dirangkai seri lalu

dihubungkan dengan sumber tegangan arus bolak-balik maka berlaku.

Keterangan:

sifat rangkain seri R-L-C sebagai berikut :

1. XL > X c sifat rangkaian induktif karena 2. XL < X c sifat rangkaian kapasitif karena 3. XL=Xc fasenya sama, sifat rangkaian resistif, terjadi resonansi Z=RDiagram fasor rangkaian RL :

h. Resonansi

Resonansi terjadi apabila Z = R . oleh karena itu reaktansi induktif dan reaktansi kapasitifnya sama atau XL=XC . dengan demikian rumus akan menjadi Z=dan terjadi resonansi. Besar frekuensi resonansi dirumuskan :

Keterangan:

i. Daya pada Arus Bolak-Balik

Daya sesaat yang mengalir pada rangkaian arus bolak-balik dirumuskan.

Sementara daya sesungguhnya atau daya aktif dirumuskan :

Keterangan :cos disebut faktor daya

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.