ABI ARBIANA, S.PdSMK NEGERI 3 BOJONEGORO

Standar KompetensiMenerapkan konsep kelistrikan dan

kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi

Kompetensi Dasar :Memformulasikan konsep induksi Faraday dan arus bolak-balik serta penerapannya

Indikator :

• Memformulasikan konsep induksi elektro magnetik

• Menerapkan konsep induksi elektromagnetik pada teknologi (misalnya dinamo/generator)

• Memformulasikan konsep arus induksi dan ggl induksi

Tujuan Kompetensi :

1. Siswa dapat mendefinisikan garis-garis gaya magnet 2. Siswa dapat menjelaskan proses terjadinya gaya gerak listrik induksi 3. Siswa dapat menyebutkan komponen pada dinamo/generator 4. Siswa dapat menjelaskan terjadinya induksi elektromagnetik pada dinamo/generator 5. Siswa dapat membedakan generator searah dan bolak-balik

Induksi Elektromagnetik

GInduksi elektromagnetik adalah gejala munculnya arus listrik induksi pada suatu penghantar akibat perubahan jumlah garis gaya magnet

Cara menimbulkan GGL Induksi

• Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan• Memutar magnet di depan kumparan

G

• Memutus mutus arus pada kumparan primer yang didekatnya terdapat kumparan sekunder

Gdc

AC

• Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan primer yang di dekatnya terdapat kumparan sekunder.

G

Arah arus listrik induksi• Arah arus lisrik induksi dapat ditentukan dengan hukum

Lents : Arah arus listrik induksi sedemikian rupa sehingga melawan perubahan medan

magnet yang ditimbulkan.

G

Kutub Utara magnet bergerak mendekati kumparan

G

Arah arus listrik induksi

Kutub Utara magnet bergerak menjauhi kumparan

G

Arah arus listrik induksi

Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi

1. GGL Induksi sebanding dengan kecepatan perubahan flug magnet.

G

G

ΔtΔΦ ε

Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi

1. GGL Induksi sebanding dengan jumlah lilitan

G

G

N ε

Besar GGL Induksi :1. Sebanding dengan jumlah lilitan2. Sebanding dengan kecepatan perubahan

jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan

ΔtΔΦNε

(volt) induksi gglε lilitanjumlah N

(Weber/s)magnet gaya garisjumlah perubahan kecepatan ΔtΔΦ

contoh• Sebuah kumparan yang

memiliki jumlah lilitan 300 lilitan bila terjadi perubahan jumlah garis gaya magnet di dalam kumparan dari 3000 Wb menjadi 1000 Wb dalam setiap menitnya tentukan besar ggl induksi yang dihasilkan ?

ΔtΔΦNε

volt10000ε60

2000-300ε

603000-1000300ε

Alat-alat yang menggunakan prinsip

induksi elektromagnetik1. Dinamo AC

MagnetCincin luncur

Sikat karbonKumparan

V

t

Bentuk gelombang AC

2. Dinamo dc

Magnet

KomutatorCincin belah

Sikat karbon

Kumparan

Bentukgelombang dcV

t

3. Dinamo Sepeda

Roda dinamo

Sumbu dinamo

Magnet

Inti besi

kumparan

4. Transformator• Bagian utama Transformator

Kumparan primer

Kumparan sekunder

Inti besi

Kumparan primer

Kumparan sekunder

Inti besi

Sumber Tegangan AC

Jenis Transformator1. Transformator step upCiri – ciriPenaik TeganganNs > NpVs > VpIs < Ip

2. Transformator step downCiri – ciriPenurun TeganganNs < NpVs < VpIs > Ip

Np NsVp Vs

Np NsVp Vs

Persamaan TransformatorPada transformator jumlah lilitan transformator sebanding dengan tegangannya.

VsVp

NsNp

• Np = Jumlah lilitan primer• Ns = Jumlah lilitan

sekunder• Vp = Tegangan primer• Vs = Tegangan sekunder

Transformator ideal jika energi yang masuk pada transformator sama dengan energi yang keluar dari transformator

Wp = WsVp. Ip . t = Vs . Is . t

IpIs

VsVp

• Is = kuat arus

sekunder

• Ip = kuat arus primer

Np NsVp Vs

Primer

Masukan

In Put

Dicatu

Dihubungkan pada sumbertegangan

Sekunder

Keluar

Out Put

Hasil

Dihubungkan pada lampu

Lampu

ContohSebuah transformator memiliki jumlah lilitan primer dan sekunder

adalah 6000 lilitan dan 200 lilitan jika kumparan

primer transfomator diberi tegangan 240 volt maka

tegangan yang dihasilkan transformator adalah

6000 Vs = 240 V. 200

JawabVp

Vs=

Np

Ns240 V

Vs=

6000

200

240 V. 200

6000=Vs

8 volt=Vs

Efisiensi Transformator• Efisiensi Transformator adalah perbandingan energi yang

keluar dari transformator dengan energi yang masuk pada transformator

x100%WpWsη

x100%PpPsη

x100%Ip VpIs Vsη

η = Efisiensi transformatorWs = energi sekunderWp = energi primerPs = daya sekunderPp = daya primer

Penggunaan transformator pada transmisi energi listrik jarak jauh

Generator PLTA

30MW 10000 V

Trafo Step Up

150 kV Trafo Step down

20 kV

Trafo Step down

220 V

Transmisi energi listrik jarak jauh

1. Dengan Arus Besar 2. Dengan Tegangan Tinggi

Bila pada PLTA gambar di atas menghasilkan daya 30 MW dan tegangan yang keluar dari generator 10.000 volt akan di transmisikan jika hambatan kawat untuk transmisi 10 Ω.

VPI

volt10.000 watt30.000.000I

I = 3.000 A kuat arus tinggi Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah

Kita tentukan kuat arus transmisi

P = I2 R = 3.0002 . 10 = 90 MW daya yang hilang besar

Kita tentukan kuat arus transmisi

VPI

volt150.000 watt30.000.000I

I = 200 A kuat arus rendah Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah

P = I2 R = 2002 . 10 = 0,4 MW daya yang hilang kecil