faraday

Pengaruh Perubahan fluks Magnetik terhadap arus listrik

Whenever there is relative motion between conductor and a magnetic field, the flux linkage with a coil changes and this change in flux induces a voltage across a coil.

Puru Candra Diana Resti (06)

Ni Made Dian Damayanti (07)

Putu Dita Arsintha Widma (08)

Kadek Dwi Pradnyana (09)

Gary Grinaldi Halim (10)

Pengaruh Perubahan Fluks Magnetik

Terhadap Arus Listrik

A. Tujuan

Untuk membuktikan terjadinya induksi elektromagnetik dengan menggunakan percobaan

Faraday.

B. Dasar Teori

Temuan Oersted tentang magnet yang disebabkan adanya arus listrik memberi inspirasi

adanya implikasi sebaliknya. Yaitu kemungkinan akibat timbal balik dimana medan magnet dapat

menimbulkan arus listrik. Berdasarkan hipotesisi ini, Faraday menemukan dan membuktikan

bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik yang dikenal dengan arus

induksi.

Temuan Faraday memungkinkan diproduksinya sumber energi listrik yang sebelumnya

masih terbatas pada sumber arus searah seperti elemen volta, batere, dan akumulator. Faraday

telah membuka gerbang baru produksi energi.

Pada tahun 1820, Oersted telah menemukan gejala kemagnetan akibat adanya arus listrik.

Di sekitar arus listrik timbul medan magnet. Temuan ini bermula dari berubahnya arah jarum

kompas ketika berada di sekitar arus listrik. Temuan Oersted mendorong Faraday untuk

membuat hipotesis sebaliknya yang menyatakan bahwa arus listrik dapat dihasilkan oleh adanya

medan magnet.

Pada tahun 1831 Fararay melakukan percobaan dan berhasil membuktikan hipotesisnya itu

sehingga memberikan dampak yang luar biasa sampai saat ini, yaitu produksi listrik yang

dilakukan secara massal sehingga bermanfaat bagi kehidupan manusia. Energi listrik dapat

diproduksi dengan generator dan ditransmisikan ke tempat yang jauh dengan bantuan

transformator yang dapat menaikan atau menurunkan tegangan listrik AC.

1 | P a g e

Terjadinya GGL induksi dapat dijelaskan seperti berikut. Jika kutub utara magnet

didekatkan ke kumparan. Jumlah garis gaya yang masuk kumparan makin banyak. Perubahan

jumlah garis gaya itulah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum galvanometer. Hal

yang sama juga akan terjadi jika magnet digerakkan keluar dari kumparan. Akan tetapi, arah

simpangan jarum galvanometer berlawanan dengan penyimpangan semula.

Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa penyebab timbulnya GGL induksi adalah

perubahan garis gaya magnet yang dilingkupi oleh kumparan. Menurut Faraday, besar GGL

induksi pada kedua ujung kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang

dilingkupi kumparan. Artinya, makin cepat terjadinya perubahan fluks magnetik, makin besar

GGL induksi yang timbul. Adapun yang dimaksud fluks nmgnetik adalah banyaknya garis gaya

magnet yang menembus suatu bidang.

C. Alat dan bahan

NO ALAT DAN BAHAN JUMLAH

1 Kumparan yang berbeda jumlah lilitannya 2 buah

2 Magnet batang dengan kekuatan yang berbeda 2 buah

3 Galvanometer 1 buah

4 Kabel Penghubung 2 buah

D. Langkah Kerja

1. Alat dirangkai seperti pada gambar diatas

2. Kutub utara magnet batang masuk ke dalam kumparan digerakkan dan kemudian diamati

jarum galvanometernya.

3. Setelah ujung magnet batang di dalam, kemudian magnet didiamkan dan jarum

galvanometernya diamati.

4. Magnet batang ditarik keluar sambil mengamati jarum galvanometer

5. Kutub batang magnet dibali dan ujung selatan magnet dimasukkan ke dalam kumparan.

Kemudian jarum galvanometer diamati.

2 | P a g e

6. Jarum galvanometer diamati saat kutu selatan diam di dalam kumparan

7. Magnet batang ditari keluar, kemudian mengamati penyimpanan jarum galvanometer

8. Magnet batabf dimasukkan dan ditarik dengan lebih cepat, kemudian amati penyimpangan

jarum galvanometer

9. Kumparan diganti dengan jumlah lilitan yang lebih banyak, kemudian melakukan kegiatan

seperti pada langkah no 8 dan mengamati penyimpangan jarum galvanometer

10. Magnet pertama diganti dengan magnet lain yang lebih kuat, kemudian melakukan langkah

no 9 dan mengamati perubahan simpangan jarum galvanometer.

E. Hasil Pengamatan

Kutub Magnet Arah Gerak MagnetArah gerak Jarum

Galvanometer

U

Masuk kumparan Ke kanan (+)

Diam dalam kumparan Diam di 0 A

Keluar kumparan Ke kiri (-)

Keluar masuk kumparan ( perlahan )Ke kanan dan ke kiri serta

pergerakan jarum lambat

Keluar masuk kumparan ( cepat )Ke kanan dan ke kiri serta

pergerakan jarum cepat

S

Masuk kumparan Ke kiri (-)


Keluar kumparan Ke kanan (+)

Keluar masuk kumparan ( perlahan )Ke kiri dan ke kanan serta


Keluar masuk kumparan ( cepat )Ke kiri dan ke kanan serta


Tabel 1: Magnet I dengan 300 lilitan

3 | P a g e

Kutub Magnet Arah Gerak MagnetArah gerak Jarum

Galvanoeter

U

Masuk kumparan Ke kanan (+)


Keluar kumparan Ke kiri (-)

Keluar masuk kumparan ( perlahan )Ke kanan dan ke kiri serta


Keluar masuk kumparan ( cepat )Ke kanan dan ke kiri serta


S

Masuk kumparan Ke kiri (-)


Keluar kumparan Ke kanan (+)

Keluar masuk kumparan ( perlahan )Ke kiri dan ke kanan serta


Keluar masuk kumparan ( cepat )Ke kiri dan ke kanan serta


Tabel 2: Magnet II dengan 1200 lilitan

F. Pembahasan

Berdasarkan percobaan didapatkan bahwa:

Pergerakan magnet keluar dan masuk kumparan menghasilkan arus listrik, itu dapat

dilihat dari pergerakan jarum galvanometer ke kanan dan kiri.

Magnet yang berada di dalam kumparan (tidak bergerak) tidak menghasilkan arus litrik.

Arus yang berlawanan (positif dan negatif) akan dihasilkan oleh pergerakan magnet

masuk dan keluar kumparan.

Laju masuk keluarnya magnet ke dalam kumparan berbanding lurus dengan laju

pergerakan jarum galvanometer.

Arus yang dihasilkan oleh pergerakan magnet pada kumparan dengan 300 lilitan dan

1200 lilitan berbeda. Kumparan dengan 1200 lilitan menghasilkan arus yang lebih besar

dibandingkan kumparan dengan 300 lilitan.

Perbedaan kutub magnet (utara dan selatan) yang dimasukkan ataupun dikeluarkan dari

kumparan mempengaruhi arus yang dihasilkan oleh pergerakan magnet tersebut.

4 | P a g e

Penyimpangan jarum galvanometer pada percobaan tersebut menunjukkan bahwa dalam

rangkaian kumparan terdapat arus listrik atau aliran muatan listrik. Muatan listrik dapat

mengalir pada suatu penghantar jika pada ujung-ujung penghantar itu terdapat beda tegangan.

Beda tegangan pada ujung-ujung penghantar selama magnet digerakkan disebut gaya

gerak listrik induksi (ggl induksi atau ggl imbas). Muatan listrik yang mengalir pada kumparan

disebut arus induksi atau arus imbas.

Jika kutub U magnet batang di dekatkan kumparan, maka akan terjadi pertambahan garis

gaya magnet yang dilingkupi kumparan. Gejala yang tampak ialah jarum galvanometer

menyimpang. Sesuai dengan hukum Lens, maka akan timbul garis gaya magnet baru untuk

menentang pertambahan garis gaya magnet tersebut. Garis gaya magnet baru tersebut

ditimbulkan oleh arus induksi pada kumparan. Jika kutub U magnet batang dijauhkan, maka

akan terjadi kebalikannya.

Saat magnet batang diam dalam kumparan, jumlah garis gaya magnetik yang dilingkungi

kumparan tidak mengalami perubahan sehingga jarum galvanometer tidak menyimpang.

Ketika kutub utara magnet batang digerakkan masuk ke dalam kumparan, jumlah garis

gaya-gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan bertambah banyak. Bertambahnya

jumlah garis- garis gaya ini menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL

induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir menggerakkan jarum

galvanometer. Arah arus induksi dapat ditentukan dengan cara memperhatikan arah

5 | P a g e

medan magnet yang ditimbulkannya. Pada saat magnet masuk, garis gaya dalam kumparan

bertambah. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat mengurangi garis gaya itu.

Dengan demikian, ujung kumparan itu merupakan kutub utara sehingga arah arus induksi.

Ketika kutub utara magnet batang digerakkan keluar dari dalam kumparan, jumlah

garis-garis gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan berkurang. Berkurangnya jumlah

garis-garis gaya ini juga menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi

yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir dan menggerakkan jarum galvanometer.

Sama halnya ketika magnet batang masuk ke kumparan. pada saat magnet keluar garis

gaya dalam kumparan berkurang. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat

menambah garis gaya itu. Dengan demikian, ujung, kumparan itu merupakan kutub selatan,

sehingga arah arus induksi.

Ketika kutub utara magnet batang diam di dalam kumparan, jumlah garis-garis gaya

magnet di dalam kumparan tidak terjadi perubahan (tetap). Karena jumlah garis-garis gaya

tetap, maka pada ujung-ujung kumparan tidak terjadi GGL induksi. Akibatnya, tidak terjadi arus

listrik dan jarum galvanometer tidak bergerak.

Jadi, GGL induksi dapat terjadi pada kedua ujung kumparan jika di dalam kumparan terjadi

perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik). GGL yang timbul akibat adanya

perubahan jumlah garis-garis gaya magnet dalam kumparan disebut GGL induksi. Arus

listrik yang ditimbulkan GGL induksi disebut arus induksi. Peristiwa timbulnya GGL induksi

dan arus induksi akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet disebut induksi

elektromagnetik.

Secara matematis besar ggl induksi yang dihasilkan dapat dituliskan dalam bentuk

persamaan:

e=∆θ∆ t

6 | P a g e

G. Penutup

Kendala :

Kurangnya pemahaman dalam menggunakan alat.

Kurangnya waktu yang disediakan dalam melakukan praktikum.

Kurangnya ketelitian dalam mengamati pergerakan jarum galvanometer.

Kesimpulan

Perubahan garis gaya magnet yang disebabkan oleh pergerakan magnet itu sendiri dapat

menimbulkan GGL induksi.

Perubahan kerapatan fluks magnet mengakibatkan perubahan potensial listrik pada ujung-

ujung kumparan kawat penghantar yang diamati dengan menggukan galvanometer.

Jumlah lilitan berbanding lurus dengan GGL yang dihasilkan.

Kecepatan perubahan fluks berbanding lurus dengan GGL yang dihasilkan.

7 | P a g e

faraday

Documents