dasar elektromagnetik - · pdf filedari elektromagnetisme dengan mekanika. ... gelombang...
TRANSCRIPT
Deni Hendarto, S.T., M.Si.
DASAR ELEKTROMAGNETIK
Teknik Tenaga Listrik (Teknik Mesin)
Fakultas Teknik
Universitas Ibn Khaldun Bogor
20101
DEFINISI
Elektromagnetisme adalah cabang fisika tentang medan elektromagnetik yang mempelajari mengenai medan listrik dan medan magnet. Medan listrik dapatdiproduksi 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 medanmagnet adalah saling "berpelintiran"/terkait, dan dalam banyak hal, tidak mungkinuntuk memisahkan keduanya. Contohnya, perubahan dalam medan magnet dapatmemberikan kenaikan kepada medan listrik; yang merupakan fenomena dari induksielektromagnetik, dan merupakan dasar dari operasi generator listrik, motor induksi, dan transformer.
Istilah elektrodinamika kadangkala digunakan untuk menunjuk kepada kombinasidari elektromagnetisme dengan mekanika. Subjek ini berkaitan dengan efek dari medanelektromagnetik dalam sifat mekanika dari partikel yang bermuatan listrik.
2
PENDAHULUAN
Medan magnet berperan penting dalam proses konversienergi
Melalui median medan magnet, bentuk energi mekanisdapat diubah menjadi energi listrik – Generator. Dari bentuk energi listrik menajdi energi mekanik – Motor
Pada transformator, gandengan medan magnet berfungsiuntuk memindahkan dan mengubah energi listrik darirangkaian primer ke sekunder melalui prinsip induksielektromagnet
3
PENDAHULUAN
Secara elektris, medanmagnet mampu untuk mengimbaskantegangan pada konduktor.
Secar mekanis, medan magnet mampu untuk menghasilkangaya dan kopel.
Keutamaan medan magnet sebagai perangkai proses konversienergi disebabkan terjadi bahan-bahan magnetik yang memungkinkan diperolehnya kerapatan energi yang tinggi
Medan magnet dan rangkaian magnet merupakan bagianpenting untuk memahami proses konversi energi listrik
4
Radiasi ElektromagnetikRadiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang berosilasi dan merambatlewat ruang dan membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Cahaya tampak adalah salah satubentuk radiasi elektromagnetik. Penelitian teoritis tentang radiasi elektromagnetik disebut elektrodinamik, sub-bidang elektromagnetisme.
Gelombang elektromagnetik ditemukan oleh Heinrich Hertz. Gelombang elektromagnetik termasuk gelombangtransversal.
Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Waktu kawat (ataupanghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi elektromagnetik dirambatkan padafrekuensi yang sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifatseperti gelombang atau seperti partikel.
Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan (kecepatan cahaya), panjang gelombang, dan frekuensi. Kalaudipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan masing-masing mempunyai energiberhubungan dengan frekuensi gelombang ditunjukan oleh hubungan Planck E = Hν, di mana E adalah energifoton, h ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 −34 J·s — dan ν adalah frekuensi gelombang.
Einstein kemudian memperbarui rumus ini menjadi Ephoton = hν.
5
Gelombang elektromagnetik
Sinar dengan panjanggelombang besar, yaitugelombang radio dan infra merah, mempunyai frekuensidan tingkat energi yang lebihrendah. Sinar dengan panjanggelombang kecil, ultra violet, sinar x atau sinar rontgen, dansinar gamma, mempunyaifrekuensi dan tingkat energiyang lebih tinggi.
6
Medan Magnet
9
Medan Magnet dan Medan Listrik
Besaran kerapatan medan magnet dinyatakan dengan banyaknyagaris-garis fluks yang menembus suatu luas bidang tertentu danmempunyai simbol kerapatan fluks dalam weber /m² (WB/m²)
Intensitas medan magnet disebut sebagai kuat medan dandinyatakan dengan besarnya fluksi sepanjang jarak tertentu , mempunyai simbol kuat medan dalam ampere/m (A/m)
Kerapatan medan B maupun kuat medan H merupakan besaranvektoris yang mempunyai besaran dan arah . Yang besarnya
B=H, dimana permeabilitas dalam henry/meter (H/M)
11
Induksi Tegangan – Hukum Faraday
Apabila medan magnet berubah-ubah terhadap waktu, arusbolak-balik yang berbentuk sinusoid, suatu medan listrik akandibangkitkan atau diinduksikan. Hubungan ini dinyatakan olehHukum Faraday. Medan magnet atau fluks yang berubah-ubahpada inti besi menghasilkan gaya gerak listrik(ggl) sebesar
Dengan:=N merupakan fluks linkage menyatakan harga fluks yang berubah-ubah terhadap waktu
dt
d
dt
dNe
15
