dasar elektromagnetik

DASAR ELEKTROMAGNETIK
Deni Hendarto, S.T., M.Si.
[email protected]
Teknik Tenaga Listrik (Teknik Mesin)
Fakultas Teknik
Universitas Ibn Khaldun Bogor
1
2010
2
DEFINISI
[email protected]
Elektromagnetisme adalah cabang fisika tentang medan elektromagnetik yang
mempelajari mengenai medan listrik dan medan magnet. Medan listrik dapat
diproduksi oleh muatan listrik statik, dan dapat memberikan kenaikan pada gaya listrik.
Medan magnet dapat diproduksi oleh gerakan muatan listrik, seperti arus listrik yang
mengalir di sepanjang kabel dan memberikan kenaikan pada gaya magnetik.
Istilah "elektromagnetisme" berasal dari kenyataan bahwa medan listrik dan medan
magnet adalah saling "berpelintiran"/terkait, dan dalam banyak hal, tidak mungkin
untuk memisahkan keduanya. Contohnya, perubahan dalam medan magnet dapat
memberikan kenaikan kepada medan listrik; yang merupakan fenomena dari induksi
elektromagnetik, dan merupakan dasar dari operasi generator listrik, motor induksi,
dan transformer.
Istilah elektrodinamika kadangkala digunakan untuk menunjuk kepada kombinasi
dari elektromagnetisme dengan mekanika. Subjek ini berkaitan dengan efek dari medan
elektromagnetik dalam sifat mekanika dari partikel yang bermuatan listrik.
3
[email protected]
PENDAHULUAN
Medan magnet berperan penting dalam proses konversi
energi
Melalui median medan magnet, bentuk energi mekanis
dapat diubah menjadi energi listrik – Generator. Dari
bentuk energi listrik menajdi energi mekanik – Motor
Pada transformator, gandengan medan magnet berfungsi
untuk memindahkan dan mengubah energi listrik dari
rangkaian primer ke sekunder melalui prinsip induksi
elektromagnet
4
[email protected]
PENDAHULUAN
Secara elektris, medanmagnet mampu untuk mengimbaskan
tegangan pada konduktor.
Secar mekanis, medan magnet mampu untuk menghasilkan
gaya dan kopel.
Keutamaan medan magnet sebagai perangkai proses konversi
energi disebabkan terjadi bahan-bahan magnetik yang
memungkinkan diperolehnya kerapatan energi yang tinggi
Medan magnet dan rangkaian magnet merupakan bagian
penting untuk memahami proses konversi energi listrik
5
[email protected]
Radiasi Elektromagnetik
Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambat
lewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satu
bentuk radiasi elektromagnetik. Penelitian teoritis tentang radiasi elektromagnetik disebut elektrodinamik,
sub-bidang elektromagnetisme.
Gelombang elektromagnetik ditemukan oleh Heinrich Hertz. Gelombang elektromagnetik termasuk gelombang
transversal.
Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Waktu kawat (atau
panghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi elektromagnetik dirambatkan pada
frekuensi yang sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat
seperti gelombang atau seperti partikel.
Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan (kecepatan cahaya), panjang gelombang, dan frekuensi. Kalau
dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan masing-masing mempunyai energi
berhubungan dengan frekuensi gelombang ditunjukan oleh hubungan Planck E = Hν, di mana E adalah energi
foton, h ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 −34 J·s — dan ν adalah frekuensi gelombang.
Einstein kemudian memperbarui rumus ini menjadi Ephoton = hν.
6
[email protected]
Gelombang elektromagnetik
Sinar dengan panjang
gelombang besar, yaitu
gelombang radio dan infra
merah, mempunyai frekuensi
dan tingkat energi yang lebih
rendah. Sinar dengan panjang
gelombang kecil, ultra violet,
sinar x atau sinar rontgen, dan
sinar gamma, mempunyai
frekuensi dan tingkat energi
yang lebih tinggi.
7
[email protected]
Elektromagnetik
8
[email protected]
Medan Listrik
9
[email protected]
Medan Magnet
10
[email protected]
Kutub Magnet dan Selenoid
11
[email protected]
Medan Magnet dan Medan Listrik
Besaran kerapatan medan magnet dinyatakan dengan banyaknya
garis-garis fluks yang menembus suatu luas bidang tertentu dan
mempunyai simbol  kerapatan fluks dalam weber /m² (WB/m²)
Intensitas medan magnet disebut sebagai kuat medan dan
dinyatakan dengan besarnya fluksi sepanjang jarak tertentu ,
mempunyai simbol  kuat medan dalam ampere/m (A/m)
Kerapatan medan B maupun kuat medan H merupakan besaran
vektoris yang mempunyai besaran dan arah . Yang besarnya
B=H, dimana  permeabilitas dalam henry/meter (H/M)
12
[email protected]
Hukum Faraday
13
[email protected]
Hukum Faraday
14
[email protected]
Hukum Ampere
15
[email protected]
Induksi Tegangan – Hukum Faraday
Apabila medan magnet berubah-ubah terhadap waktu, arus
bolak-balik yang berbentuk sinusoid, suatu medan listrik akan
dibangkitkan atau diinduksikan. Hubungan ini dinyatakan oleh
Hukum Faraday. Medan magnet atau fluks yang berubah-ubah
pada inti besi menghasilkan gaya gerak listrik(ggl) sebesar
d
d
e  N

dt
dt
Dengan:
=N merupakan fluks linkage
 menyatakan harga fluks yang berubah-ubah terhadap waktu
[email protected]
Terima kasih
Wassalam …
16