fluks
Post on 26-Dec-2015
39 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Nama : ARGY FERGY ANGGIA
NIM : 2011080034
KELAS : TEKNIK INDUSTRI
Fluks Magnetik
Konsep fluks magnetik menunjukan banyaknya jumlah garis gaya magnetik yang
menembus permukaan tertentu secara tegak lurus. Jika luas bidang dinyatakan dengan
A dan kuat medan magnet dinyatakan dengan B, maka fluks magnetik dinyatakan dengan:
sudut antara arah medan magnet B dengan garis normal bidang.
Rumusan fluks magnetik dapat dinyatakan dengan
dengan merupakan sudut antara arah B dengan bidang yang ditembusnya
Perhatikan gambar berikut!
Fluks magnetik yang menembus bidang BCEF adalah:
karena luas bidang yang ditembus tegak lurus oleh medan magnet adalah luas ADEF.
Contoh soal:
Jika B = 20 tesla, maka
1. Fluks magnetik yang menembus bidang ABF adalah nol, karena (B
sejajar bidang) atau
2. Fluks magnetik yang menembus bidang DCE adalah nol, karena (B
sejajar bidang) atau
3. Fluks yang menembus bidang ABCD adalah nol, karena (B sejajar
bidang) atau
4. Fluks yang menembus bidang BCEF sama dengan fluks yang menembus
bidang ADEF, yaitu
= 20 x (0,15 x 0,20) = 0,6 weber.
Perhatikan gambar berikut Induksi Elektomagnetik
Hukum Faraday menyatakan bahwa besar ggl (gaya gerak listrik) induksi pada suatu
kumparan bergantung pada jumlah lilitan dan kecepatanperubahan fluks magnetik.
GGL induksi dinyatakan dengan rumus:
= besar ggl (gaya gerak listrik)
N = jumlah lilitan
Untuk menyatakan arah arus induksi, Lenz menyatakan bahwa ggl induksi yang timbul
karena merupakan perlawanan terhadap perubahan fluks yang terjadi sehingga harus diberi tanda negatif.
Dengan demikian persamaan GGL induksi menjadi
dinamakan kecepatan perubahan fluks magnetik dengan satuan weber/
Selanjutnya perubahan fluks dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu:
1. Mengubah besar medan magnet B seperti pada transformator, solenoida atau toroida, sehingga
persamaan ggl induksi menjadi:
N = jumlah lilitan
A = luas penampang kumparan = sudut antara medan magnet dengan normal permukaan kumparan
= kecepatan perubahan medan magnet
Perubahan medan magnet B pada transformator karena perubahan arus listrik yang
melewati kumparan primer. Akibatnya timbul ggl induksi pada kumparan sekunder. Contoh soal:
Medan magnet B = (2t - t2) tesla, menembus tegak lurus bidang kumparan yang
memiliki 1000 lilitan dan luas penampang 10 cm2.
Berapa bedar ggl induksi pada saat t=10 s?
Jawab:
Diketahui:
A = 10 cm2 = 10 x 10-4m2 B = (2t - t2) tesla N = 1000 t = 10 s
Oleh karena B tegak lurus bidang, maka dan , sehingga
2. Mengubah besar luas penampang seperti gambar berikut , sehingga persamaan ggl induksi menjadi:
Ketika kawat PQ yang panjangnya bergerak ke kanan sejauh ds, maka perubahan luas
penampang yang terjadi . Sudut antara medan magnet dengan luas
penampang adalah atau . Dengan demikian persamaan ggl induksi
menjadi
= besar ggl (volt)
N = jumlah lilitan = panjang kawat (m)
v = kecepatan gerak kawat (m/s)
Contoh soal:
Perhatikan kawat berikut bergerak ke kanan dengan kecepatan 5 m/s.
Jika panjang kawat 10 cm, kuat medan magnet 100 tesla:
a. Berapa ggl yang terjadi pada kawat? b. Ujung mana yang potensialnya lebih tinggi?
Jawab:
Diketahui:
v = 5 m/s
l = 10 cm = 0,1 m B = 100 tesla a. Besar ggl induksi:
(tanda negatif dihilangkan untuk menghitung besar ggl)
Arah arus diperoleh dengan menggunakan aturan tangan kiri seperti gambar:
Sementara itu arah gaya Lorentz (F) pada kawat ke kiri ketika bergerak ke kanan sesuai
hukum Lenz yang menyatakan timbul reaksi berlawanan arah akibat adanya perubahan medan
magnet. Memutar kumparan dengan kecepatan sudut seperti terjadi pada generator, sehingga
persamaan ggl induksi menjadi:
N = jumlah lilitan
B = kuat medan magnet
A = luas penampang kumparan w = kecepatan putaran Contoh Soal: Sebuah generator dengan kumparan 5000 lilitan dan luas penampang 100 cm2.
Kumparan berputar dengan frekuensi 50 Hz. Generator menggunakan magnet dengan
kuat medan 1000 tesla. Berapa besal ggl maksimum generator? Jawab:
Diketahui:
N = 5000 A = 100 cm2 = 0,01 m2
f = 50 Hz B = 1000 tesla
Generator
Generator adalah perangkat yang dikembangkan berdasarkan prinsip induksi Faraday
yang dapat menghasilkan arus dan tegangan listrik. Animasi generator diperlihatkan pada gambar
berikut. Untuk menggerakan kumparan generator, digunakan berbagai cara misalnya dengan
mesin, air terjun, tenaga angin, bahkan dengan uap air yang berasal dari reaktor nuklir. Dengan demikian
dikenal berbagai pembangkit tenaga listrik seperti PLTD, PLTA, PLTU, PLTN, dan PLTP. Besar ggl yang dihasilkan genertor bergantung pada:
1. Besar penampang kumparan
2. Jumlah lilitan kumparan
3. Kuat medan magnet, dan 4. Kecepatan putaran turbin Sesuai dengan persamaan ggl induksi
Tranformator
Transformator adalah perangkat yang
dapat menaikan atau menurunkan (step
up dan step down) tegangan dan arus
listrik bolak balik. Transformator
menggunakan prinsip induksi Faraday
dengan skema seperti gambar di samping.
Berbagai bentuk transformator dapat kita
jumpai, mulai transformator (trafo mini) untuk charger hand phone hingga trafo yang besar di gardu induk PLN.
Perbandingan antara tegangan primer dan sekunder dan efisiensi transformator adalah sebagai berikut.
Ns = jumlah lilitan sekunder
Np = jumlah lilitan primer
= ggl pada kumparan sekunder
= ggl pada kumparan primer
= efisiensi transormator
Ps = daya keluaran kumparan sekunder Pp = daya keluaran kumparan primer
Pada trafo ideal, besar daya keluaran sama dengan daya masukan sehingga tidak ada
energi yang terbuang. Dengan demikian berlaku:
is = arus masukan
ip = arus keluaran
Contoh soal:
Sebuah trafo dengan kumparan primer
dan sekunder masing-masing 1000 lilitan
dan 500 lilitan digunakan untuk mengisi
batere. Arus yang masuk dalam batere
ketika mengisi adalah 2 A. Jika efisiensi
trafo 80%, berapa arus yang masuk ke kumparan primer?
Jawab:
Diketahui:
Np = 1000
Ns = 200
is = 2 A
= 80%
top related