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%