ir. stevanus arianto 1

GAYA GERAK LISTRIK
HUKUM LENZ
HUKUM FARADAY
CONTOH SOAL
CONTOH SOAL
CONTOH SOAL
TRANSFORMATOR
TRANSFORMATOR IDEAL
TRANSFORMATOR TIDAK IDEAL
GGL INDUKSI PADA KUMPARAN
CONTOH SOAL
CONTOH SOAL
GENERATOR
INDUKTANSI DIRI
PERSAMAAN INDUKTANSI DIRI
CONTOH SOAL
CONTOH SOAL
INDUKTANSI PADA TOROIDA
CONTOH SOAL
IR. STEVANUS ARIANTO
CONTOH SOAL
INDUKTANSI TIMBAL-BALIK
ENERGI INDUKTOR
1
GAYA GERAK LISTRIK (GGL)
IMBAS / INDUKSI
s
FLorentz
i
v
v
Jika sebuah kawat ab digerakkan ke kanan memotong
garis-garis gaya magnet yang homogen maka pada kawat
ab mengalir kuat arusi (i), Yaitu kuat arus imbas (GGL),
ketika itu pula pada kawat ab akan timbul gaya Lorentz
yang arahnya berlawanan dengan arah gerak kawat.
LANJUT.
GAYA GERAK LISTRIK (GGL)
IMBAS / INDUKSI
s
i
FLorentz
v
Kaidah tangan kanan.
Arahkan empat jari dengan arah
gerak kawat penghantar (v)
i dan
arahkan telapak tangan sesuai arah
medan magnetik (B), maka arah ibu
jari tangan menunjukkan arah arus
induksi (i).
IR. STEVANUS ARIANTO
LANJUT
2
GAYA GERAK LISTRIK (GGL)
IMBAS / INDUKSI
s
FLorentz
i
v
Wlistrik = Wmekanik
E.i.t = -FLorentz.s
E.i.t = -B.i. .v.t
E = -B. .v
E = -B. .v sin
- Arah GGL menurut Hukum LENZ
Sudut arah v dengan medan magnetik
CONTOH SOAL
GAYA GERAK LISTRIK IMBAS
Kawat ABCD diletakkan dalam medan magnet
hingga bidangnya tegak lurus pada fluks. Ujung
kawat PQ dapat digeser sepanjang AB dan CD
dengan kecepatan 20 cm/s (gesekan boleh diabaikan) Panjang PQ = 10 cm, rapat garis gayanya =
2.10-2 tesla dan hambatan dalam rangkaian =
4 ohm, maka tentukan :
gaya yang menggerakkan kawat dan usaha yang
dikerjakan tiap detik.
IR. STEVANUS ARIANTO
3
JAWABAN CONTOH SOAL
GAYA GERAK LISTRIK
IMBAS
A
P
B
2.10 2.10 1.2.10
B. .v
v
D
B
1
4.10 4 volt
i.R
i
C
Q
F
B.i.
F
W
i 2 .R.t
W
4
4.10
4
R
2.10 2.10 4.10
10 4 amper
1
2.10 7 newton
(10 4 ) 2 .4.1 4.10 8 joule
HUKUM FARADAY
Besarnya GGL induksi sebanding dengan
laju perubahan flux magnetiknya.
E.i.t = -B.i. .S
Besar GGL dalam setiap saat
B. .S adalah banyaknya garisgaris gaya yang dipotong oleh
kawat ab, atau banyaknya
perubahan garis-garis gaya
yang dirangkumkan
-Arah GGL menurut
Hukum LENZ
IR. STEVANUS ARIANTO
E
E
t
0
d
dt
E
t
Bila dalam pengamatan
yang lain kita gunakan N
lilitan, maka besarnya E :
E
t
lim
N
t
E
N
d
dt
4
CONTOH SOAL
HUKUM FARADAY
Berapa banyak muatan yang dapat dialirkan pada
galvanometer balistik yang hambatannya 200 ohm,
yang dihubungkan dengan kumparan yang terdiri
dari 1000 lilitan dan berhambatan 400 ohm;
diameter penampang 2 cm, jika intensitas medan
magnet yang besarnya 9000 A/m paralel terhadap
kumparan berkurang dengan cepat ke arah nol?
JAWABAN CONTOH SOAL
HUKUM FARADAY
R
RGalvanometer
i.R
N
i
i.R
t
N .B. A
t .R
q
IR. STEVANUS ARIANTO
Rkumparan
N
t
200 400 600ohm
i
o.N .H . A q
t.R
B. A
N.
t.R
i. t
4 .10 7.1000.9000. (10 2 ) 2
600
q
6
2
B
o.H
t(
o.N .H . A
)
t.R
.10 7 coulomb
5
HUKUM LENZ
Jika GGL disebabkan oleh perubahan fluks yang melalui suatu
rangkaian tertutup, arus menimbulkan medan magnet yang
didalam luas penampang yang dibatasi oleh rangkaian adalah :
a. Berlawanan dengan medan asal, jika fluksnya bertambah.
b. Arahnya sama dengan medan asal, jika fluksnya berkurang.
v
v
iimbas
iimbas
TRANSFORMATOR
Transformator adalah alat yang dapat digunakan
untuk mengubah tegangan arus bolak-balik.
Terdiri atas inti besi B, dan dua kumparan
masing-masing K1 dan K2.
B
input
input
K1
outputoutput
K2
LANJUT
IR. STEVANUS ARIANTO
6
MACAM
TRANSFORMATOR
input
jumlah lilitan kumparan
sekunder lebih banyak
daripada jumlah lilitan
output kumparan primer, tegangan
sekunder lebih besar dari
tegangan primer disebut :
step-up transformer
jumlah lilitan kumparan sekunder lebih sedikit daripada
jumlah lilitan kumparan primer, tegangan sekunder lebih
kecil dari tegangan primer disebut : step-down transformer
LANJUT
TEGANGAN
TRANSFORMATOR
Ep
input
output
Perubahan flux magnetik dalam
inti besi membangkitkan GGL
induksi pada kumparan
sekunder.
IR. STEVANUS ARIANTO
ES
EP
ES
d
NP
dt
d
NS
dt
:
NP
NS
EP : ES NP : NS
7
CONTOH SOAL
TRANSFORMATOR IDEAL
Kumparan primer sebuah transformator mempunyai
3000 lilitan kawat. Transformator digunakan untuk
menurunkan tegangan dari 220 volt menjadi 11 volt
Hitunglah :
a. Banyak lilitan pada kumparan sekunder
b.Jika arus primer 2 A, berapa arus sekundernya ?
JAWABAN CONTOH SOAL
TRANSFORMATOR IDEAL
1
:
N1 : N 2
2
N
1
:
2
i2 : i1
2
i2
IR. STEVANUS ARIANTO
1 1 .3 0 0 0
220
2 2 0 .2
11
220 :11 3000 : N 2
1 5 0 lili ta n
220 :11 i2 : 2
4 0 a m p er
8
KUAT ARUS
TRANSFORMATOR
TRANSFORMATOR UMUMNYA
EFFISIENSI ( ) < 100%
input
output
TRANSFORMATOR IDEAL.
EFFISIENSI ( ) = 100%
PP
PS
NP : NS
iS : iP
Ps
Pp
iP
iS
ES 1
.
EP
iP
iS
NS 1
.
NP
CONTOH SOAL
TRANSFORMATOR TIDAK IDEAL
Sebuah transformator step-up mempunyai perbandingan lilitan 1 : 3, bila GGL primer 110 volt dan
arus input = 2 amper, maka :
Tentukan besar arus output jika effisiensi trafo 80 %.
IR. STEVANUS ARIANTO
9
JAWABAN CONTOH SOAL
TRANSFORMATOR TIDAK IDEAL
1
:
N1 : N 2
2
110.3
1
2
Ps
110 :
Ps
is
2
176
330
1: 3
330volt
80
.110.2 176 watt
100
Pp
2
Ps
.i
2 s
0,5333amper
GGL INDUKSI PADA
KUMPARAN
B
Q
R Bidang kumparan diputar beraturan
dengan kecepatan sudut dalam t
detik ditempuh sudut
t.
P
A1 . B A cos . B
S
d
dt
E
E
d (A.B cos
dt
t)
A . B cos
E
t
.BA
. .sin .t
Jika jumlah lilitan kumparan N maka besar GGL :
E
IR. STEVANUS ARIANTO
N .B. A. .sin .t
10
CONTOH SOAL
KUMPARAN DALAM MEDAN
MAGNETIK
Angker dinamo pada generator AC 60 Hz berputar dalam medan magnet 0,15 tesla, jika luas
permukaan kumparan 2.10-2 m2,
Berapa jumlah lilitan yang harus dimiliki kumparan
agar keluarannya memiliki nilai puncak 170 volt
JAWABAN CONTOH SOAL
KUMPARAN DALAM MEDAN MAGNETIK
2 .f
2.3,14.60 376,8rad / s
o
N
o
B. A.
IR. STEVANUS ARIANTO
N .B. A.
170
150,389 150lili tan
0,15.2.10 2.376,8
11
GENERATOR
GENERATOR ADALAH
ALAT YANG DIGUNAKAN
MEMBANGKITKAN
DAYA LISTRIK BAIK
ARUS SEARAH MAUPUN
ARUS BOLAK-BALIK,
YANG BERPRINSIP
KERJA BERDASARKAN
GGL INDUKSI PADA
KUMPARAN.
INDUKTANSI DIRI
Rgeser
saklar
Jika Saklar ditutup maka mengalirlah arus I, maka pada kumparan akan timbul
induksi magnetik, jika R di ubah-ubah maka akan terjadi perubahan I, yang
berakibat terjadinya perubahan induksi magnetik.
Induksi yang terjadi dalam suatu penghantar sebagai akibat
dari perubahan arus dalam penghantar itu sendiri disebut
induktansi diri (Induksi diri).
IR. STEVANUS ARIANTO
12
PERSAMAAN
INDUKTANSI DIRI
GGL induksi diri sebanding dengan perubahan arus tiap satuan waktu.
E
L
i
t
E
lim L
t
0
i
t
E
L
di
dt
Satuan L : volt . det
A
atau Henry
L disebut koefisien induksi diri atau induktansi diri.
E
N
d
danE
dt
d
N
dt
Ldi
L
di
L
dt
Nd
di
dt
L = Koefisien induktansi diri
= banyak
garis-garis
(flux magnet)
i
gaya
I = arus listrik.
L di
N d
0
0
L
N
i
CONTOH SOAL
INDUKTANSI DIRI
Sebuah induktor terdiri dari 600 lilitan, dalam
induktor selang waktu 1 menit terjadi perubahan
kuat arus dari 0,1 Amper hingga nol.
menghasilkan ggl sebesar 4 volt
Hitunglah besar induktansi diri induktor tersebut.
IR. STEVANUS ARIANTO
13
JAWABAN CONTOH SOAL
INDUKTANSI DIRI
i
L
t
4
4.60
0,1
L
0,1
L
60
2.400henry
INDUKTANSI PADA
TOROIDA
Perubahan induksi magnetik pada sumbu toroida
dB
0
. n . dI =
0 .
N
Perubahan flux magnetnya : d
d
N
dt
E
di
L
dt
IR. STEVANUS ARIANTO
0
0
. dI
A .d B
N 2 . A . dI
dt
L
N 2 . A . dI
dt
0 .
N . A . dI
0
. A .N
2
14
CONTOH SOAL
INDUKTANSI PADA TOROIDA
Sebuah induktor berbentuk toroid dengan teras besi.
diameter toroid adalah 5 cm dan penampang teras
luasnya 1 cm2. Permeabilitas relatif besi 500.
Tentukan induktansi diri jika toroid mempunyai
1000 lilitan.
JAWABAN CONTOH SOAL
INDUKTANSI PADA TOROIDA
L
L
IR. STEVANUS ARIANTO
r. o. A.N 2
500.4 .10 7.10 4.(1000) 2
.5.10 2
0, 4henry
15
INDUKTANSI BOLAKBALIK
M
N1
d 2
di2
=M
N2
d 1
di1
M
L1.L2
INDUKTOR RUHMKORFF :
M
0
.
Np N s
.A
CONTOH SOAL
INDUKTANSI TIMBAL BALIK
Sebuah solonoida yang panjangnya 10 cm berpenampang 1 cm2 dan terdiri dari 1000 lilitan.
solonoida lain yang lebih kecil dan pendek meliliti
solonoida tersebut di dekat pusatnya dengan 100
lilitan.
Berapa induktansi timbal balik antara kedua
solonoida tersebut.
IR. STEVANUS ARIANTO
16
JAWABAN CONTOH SOAL
INDUKTANSI TIMBAL BALIK
o.N1.N 2 . A
M
4 .10 7.1000.100.10
10 1
M
4
4 .10 5 henry
ENERGI PADA
INDUKTOR
Ketika sebuah induktor dihubungkan ke baterai,
arus mengalir dalam induktor, dan usaha (kerja)
dilakukan oleh baterai pada induktor adalah :
P
dW
dt
dW
L
dW
di
.i.dt
dt
P.dt
w
IR. STEVANUS ARIANTO
E.i.dt
i
dW
0
dW
L.i.di
0
W
1 2
Li
2
17
CONTOH SOAL
ENERGI LISTRIK PADA INDUKTOR
Arus sebesar 0,2 amper mengalir dalam kumparan
Yang mempunyai 400 lilitan, menyebabkan timBulnya flux sebesar 10-4 weber.
Bila arus diputus setelah 0,08 detik.
Hitunglah energi yang tersimpan dalam kumparan.
JAWABAN CONTOH SOAL
ENERGI LISTRIK PADA INDUKTOR
L
W
IR. STEVANUS ARIANTO
N
1 2
Li
2
i
L
10 4
400
0,2
1
.0, 2.(0, 2) 2
2
0,2
0, 004 joule
18
PROFICIAT
KAMU TELAH MENYELESAIKAN PELAJARAN INI
YAITU TENTANG IMBAS ELEKTROMAGNET DAN PERLU
KAMU MENGERJAKAN TUGAS , DAN KAMU AKHIRI
DENGAN MENGERJAKAN SOAL-SOAL WEB.
IR. STEVANUS ARIANTO
19