BAB VII : GAYA GERAK LISTRIK IMBAS (GGL)

BAB VII : GAYA GERAK LISTRIK IMBAS (GGL)

7.1 Fluks Magnet

Medan magnet dapat dilukiskan dengan garis-garis medan (atau garis gaya magnet), dengan ketentuan bahwa vector B di suatu titik pada garis medan , berarah menurut garis singgung pada garis medan itu di titik tersebut. Apabila garis-garis ini dilukiskan sedemikian rupa hingga jumlahnya yang menembus satuan luas secara tegak lurus adalah sama dengan nilai B setempat, maka garis medan juga disebut gaaris fluks magnet.

Fluks magnet () yang melalui luas A adalah jumlah garis fluks yang menembus luas tersebut. Jika BT adalah komponen B yang tegak lurus permukaan A, maka

Fluks magnet yang melalui luas itu = = BT A(7.1)

Fluks magnet dinyatakan dalam satuan weber (Wb).

Apabila terdapat perubahanfluks yang menembus suatu lilitan, maka dalam lilitan tersebut terimbas suatu ggl induksi. GGL ini terjadi selama fluks yang terangkum berubah.

7.2 Hukum Faraday

Misalkan fluks yang melalui kumparan terdiri dari N lilitan berubah. Jika dalam waktu terjadi perubahan fluk dalam kumparan tersebut sebesar , maka ggl rata-rata yang terinduksikan antara kedua ujung kumparan adalah :

(7.2)

GGL induksi ini bersatuan volt (V) jika perubahan perubahan dinyatakan sebagai Wb/s. Tanda minus menunjukkan bahwa ggl induksi ini melawan perubahan yang menjadi penyebabnya timbul. Hal ini dikenal sebagai hokum Faraday.

7.3 Hukum Lenz

GGL induksi selalu berarah sedemikianrupa hingga melawan perubahan fluks magnet, yang adalah penyebabnya. Sebagai contoh, jika dalam kumparan fluk bertambah , arus yang timbul karena terjadinya ggl induksi (arus ini disebut arus induksi) akan menghasilkan suatu fluks yang mencoba meniadakan penambahan fluks tadi. Atau, jika dalam kumparan berkurang, arus induksi yang timbul demikian arahnya hingga fluks yang menyertainya, berkecenderungan memulihkan kembali fluks yang berkurang tadi.

7.4 GGL Imbas karena Gerak

Setiap kali suatu konduktor bergerak dalam medan magnet, hingga memotong garis-garis fluks, akan timbul ggl induksi didalamnya sesuai dengan hokum Faraday. Dalam kasus ini berarti jumlah garis fluks yang terpotong oleh konduktor yang bergerak itu, maka :

= jumlah garis fluks yang terpotong per detik(7.3)

Lambang berarti bahwa kita hanya ingin tahu tentang besar ggl yang terimbas.

GGL yang terinduksikan dalam konduktor yang panjang L dan bergerak dengan kecepatan v tegak lurus pada medan B, adalah :

(7.4)

dengan B, v dan kawat (konduktor) harus saling tegak lurus.

Dalam hal ini hokum Lenz tetap berlaku, yakni ggl induksi ini melawan proses yang sedang berlangsung. Perlawanan yang timbul berupa gaya yang dilakukan oleh medan pada konduktor yang berarus induksi itu. Jadi arah arus induksi haruslah sedemikian rupa sehingga gaya magnet yang timbul melawan gerak konduktor. Dengan mengetahui arah arus induksi, diketahuilah juga arah ggl induksi.

7.5 Generator Listrik

Generator listrik adalah alat yang dapat mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Pada dasarnya generator terdiri dari medan magnet yang dihasilkan electromagnet atau magnet permanen, dan suatu rotor terbuat dari besi dengan beberapa konduktor di permukaannya. Apabila rotor diputar, karena konduktor ini memotong garis-garis fluks magnet hingga terinduksilah suatu ggl bolak-balik dalam masing-masing konduktor. Jika arus searah dikehendaki, haruslah dipasang sesuatu yang disebut komutator.

Dalam banyak tipe generator arus searah, medan magnet diam, sedangkan rotornya berputar, sedangkan dalam generator arus bolak-balik biasanya medan magnet yang diputar dan rotornya diam. Dalam kedua hal itu suatu ggl induksi dihasilkan karena adanya gerak relatif antaravmedan dan konduktor-konduktor pada rotor.

7.6 Induktansi

Kumparan dapat mengimbas suatu ggl pada dirinya sendiri. Jika arus mengaliri kumparan berubah, maka fluks yang melalui kumparan berubah pula. Akibatnya, arus dalam kumparan yang berubah mengimbas ggl dalam kumparan itu sendiri.

Karena ggl induksi berbanding dengan , dan karena berbanding dengan , dengan i adalah arus yang menyebabkan fluks, maka :

(7.5)

Disini i adalah arus yang melalui kumparan yang sama dengan kumparan dimana ditimbulkan. Tanda minus berarti, bahwa ggl yang diimbaskan oleh dirinya sendiri itu merupakan suatu ggl balik, hingga melawan perubahan arus tadi. Tetapan di atas bergantung pada ukuran kumparan, dan akan dilambangkan dengan huruf L, dinamakan induktansi diri kumparan. Maka :

(7.6)

Apabila dinyatakan dalam volt, i dalam ampere, dan t dalam detik, maka satuan L disebut henry (H).

Apabila fluk kumparan yang satu menembus kumparan lain, maka masing-masing kumparan dapat mengimbas ggl pada yang lain. Kumparan yang merupakan sumber enrginya disebut kumparan primer, sedangkan kumparan lainnya disebut kumparan sekunder. GGL sekunder yang terimbas , berbanding lurus dengan laju perubahan arus primer

EMBED Equation.3 , yaitu :

(7.7)

M disebut induktansi bersama kedua kumparan ini.

7.7 Energi dalam Induktor

Karena inductor memiliki ggl balik oleh induksi diri, maka diperlukan usaha untuk memperbesar arus dalam inductor dari nol sampai harga I. Energi yang diberikan pada kumparan selama proses ini, dihimpun dalam kumparan, dan akan diperoleh kembali seandainya arus dalam kumparan diperkecil kembali dari I sampai nol. Jika arus I mengalir dalam inductor dengan tetapan induktansi diri L, maka energi yang tersimpan didalamnya ialah :

(7.8)

Apabila L dinyatakan dalam henry, dan I dalam ampere, maka energi bersatuan joule.

PAGE 67

_1113322313.unknown

_1113323487.unknown

_1113323983.unknown

_1113324025.unknown

_1113324074.unknown

_1113324369.unknown

_1113324018.unknown

_1113323780.unknown

_1113323801.unknown

_1113323629.unknown

_1113322524.unknown

_1113323412.unknown

_1113322406.unknown

_1113322019.unknown

_1113317590.unknown

_1113317785.unknown

_1113317550.unknown