Gerak Gaya Listrik (GGL) Electromotive Force (EMF)
advertisement
FISIKA II Gerak Gaya Listrik (GGL) Electromotive Force (EMF) Jika suatu kawat penghantar digerakkan memotong arah suatu medan magnetic, maka akan timbul suatu gaya gerak listrik pada kawat penghantar tersebut. Gaya gerak listrik yang timbul pada ujung-ujung penghantar karena adanya perubahan medan magnetic disebut gaya gerak listrik induksi (GGL Induksi) atau arus induksi. Arus listrik yang mengalir dalam suatu konduktor dapat menghasilkan medan magnet. Medan magnet memberikan gaya pada arus listrik atau muatan listrik yang bergerak. Jika arus listrik mampu menghasilkan medan magnet, apakah medan magnet mampu menghasilkan arus listrik? Induksi Elektromagnetik G Induksi elektromagnetik adalah gejala munculnya arus listrik induksi pada suatu penghantar akibat perubahan jumlah garis gaya magnet Fluks Magnetik Fluks magnet yaitu banyaknya garis gaya magnet yang menembus suatu bidang atau luas. GGL Induksi Gaya gerak listrik induksi (GGL induksi) adalah energi per muatan yang dibutuhkan untuk mengalirkan arus dalam loop kawat. Cara menimbulkan GGL Induksi G Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan Memutar magnet di depan kumparan dc G Memutus mutus arus pada kumparan primer yang didekatnya terdapat kumparan sekunder AC G Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan primer yang di dekatnya terdapat kumparan sekunder. 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 Arah arus listrik induksi G Kutub Utara magnet bergerak menjauhi kumparan Arah arus listrik induksi G Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi 1. GGL Induksi sebanding dengan kecepatan perubahan flug magnet. G ΔΦ ε Δt G Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi 1. GGL Induksi sebanding dengan jumlah lilitan G ε N G Hukum Faraday “Besar gaya gerak listrik (GGL) pada suatu kumparan berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnet persatuan magnet.” Apabila magnet digerakkan mendekati atau menjauhi kumparan, maka akan terjadi perubahan garis-garis gaya magnet yang akan menghasilkan gaya gerak listrik induksi yang besarnya : GGL Induksi akibat perubahan induksi magnet (B) GGL Induksi akibat perubahan luar (A) GGL Induksi akibat perubahan sudut bidang (ϴ) Induktansi Diri (L) “setiap terjadi perubahan jumlah garis gaya pada kumparan, maka akan timbul arus listrik” GGL Induktansi diri Induktansi diri pada kumparan Solenoida Induktansi diri pada kumparan Induktansi diri pada kumparan Toroida Energi Induktor Generator AC Contoh Penerapan GGL 1. Dinamo AC Cincin luncur Magnet Sikat karbon Kumparan Bentuk gelombang AC V t 2. Dinamo dc Magnet Sikat karbon Komutator Cincin belah Kumparan V Bentukgelombang dc t 3. Dinamo Sepeda Roda dinamo Sumbu dinamo Magnet Inti besi kumparan 4. Transformator • Bagian utama Transformator Sumber Tegangan AC Kumparan primer Kumparan sekunder Inti besi Kumparan primer Kumparan sekunder Inti besi Soal Latihan 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 ? ΔΦ ε N Δt 1000 - 3000 ε 300 60 - 2000 ε 300 60 ε 10000volt Rangkaian Listrik Sederhana Rangkaian Seri Beberapa hambatan bila disusun seri akan memiliki hambatan lebih besar namun tegangan pada masingmasing hambatan menjadi lebih kecil. Hambatan Pengganti Beberapa hambatan yang disusun seri dapat diganti dengan hambatan sebesar jumlah semua hambatan tersebut R1 R2 R3 R R = R1 + R2 + R3 Contoh R1 R2 R3 Bila R1 = 30 Ohm, R2 = 40 ohm dan R3= 10 ohm, berapakah hambatan pengganti dari rangkaian di atas? Jawab : Karena rangkaian seri, maka R = R1 + R2 + R3 R = 30 + 40 + 10 R = 80 ohm Tegangan pada rangkaian seri V1 V2 V3 V V = V1 + V2 + V3 Kuat arus pada rangkaian seri I1 I2 I I = I1 = I2 = I3 I 3 Sifat rangkaian seri Rangkaian Paralel Rangkaian Paralel Bila beberapa hambatan disusun secara paralel maka hambatan totalnya menjadi lebihkecil dari masing- masing hambatan, tetapi tegangannya tetap Hambatan pengganti pada rangkaian paralel R1 R2 R3 R 1 1 1 1 R = R1 + R2 + R3 Contoh R1 Jika R1 = 10 ohm, R2 = 15 ohm dan R3 = 30 ohm, berapakah hambatan pengganti dari rangkaian diatas? R2 R3 Jawab Karena rangkaiannya adalah paralel maka: 1 1 1 1 R = R1 + R2 + R3 R = 30 6 1 = 1 + R 10 R = 5 ohm 1 + 15 1 3+2+1 R = 30 = 6 30 1 30 Tegangan pada rangkaian paralel V1 V2 V3 V V = V1 = V2 = V3 Kuat arus pada rangkaian paralel I1 I I 2 I3 I = I1 + I2 + I3 Sifat rangkaian paralel Sifat Rangkaian Paralel Rangkaian campuran 30 Ω 5Ω 10 Ω jawab 1 1 Rp = 30 + 15 Ω 10 Ω Rp R = 10 + Rp + 5 R= 10 + 10 + 5 R = 25 Ω Berapakah hambatan total dari rangkaian di samping? 5Ω 1+2 30 = 3 30 = 30 3 Rp = 10Ω Rp = 1 15 Berapakah hambatan total dari rangkaian di samping? 8Ω 7Ω 10 Ω 20 Ω Rs1 Rs2 = 30 ohm 1 = 1 + 1 R Rs1 Rs2 = = Jawab Rs2 Rs1 = 8 + 7 Rs1 = 15 ohm Rs2 = 20 + 10 1 1 + 15 30 2 + 1 30 3 = 30 30 R= 3 R = 10 ohm Sekian
