modul j induksi elektromagnetik

Modul J Induksi Elektromagnetik

LABORATORIUM FISIKA UNIKOM 38

MODUL J

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

I. Tujuan Percobaan 1. Dapat menjelaskan bagaimana Gaya Gerak Listrik (GGL) dapat terinduksi oleh induksi

elektromagnetik dan menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhinya. 2. Dapat memahami bahwa induksi elektromagnetik terjadi bila fluks magnetik berubah

terhadap waktu.

II. Alat-alat Percobaan 1. Multimeter digital 2. Kumparan dengan 500 dan 1000 lilitan 3. Magnet batang Al Ni Co 4. Catu daya 5. Inti-I 6. Kabel penghubung

III. Teori Dasar

Di dalam kumparan timbul suatu beda potensial (atau gaya gerak listrik ε, GGL). Timbulnya

GGL dengan cara ini disebut induksi elektromagnetik. Sebatang magnet memiliki medan magnet di sekitarnya. Medan magnet divisualkan dalam bentuk garis-garis medan. Sebuah batang magnet mempunyai bentuk garis-garis medan magnet seperti ditunjukkan oleh gambar 1 di bawah. Sekumpulan garis-garis medan disebut fluks magnet.

Gambar 1. Bentuk garis-garis medan magnet pada sebuah batang magnet GGL yang diinduksi oleh fluks magnet yang berubah dapat dianggap terdistribusi di seluruh rangkaiannya. Perhatikan suatu simpul kawat tunggal dalam suatu medan magnet seperti gambar 2 di bawah ini.

U S



Gambar 2. GGL didistribusikan melewati simpul dan ekivalen dengan E yang sejajar dengan kawat

Integral tertutup medan listrik E disekeliling rangkaian tertutup sama dengan kerja yang dilakukan per satuan muatan :

2

2..

rNBNBA

rEdt

ddE

m

C

m

πφ

πφ

ε

==

=−== ∫ l

tanda negatif hukum Faraday pada rumus di atas berhubungan dengan arah GGL induksinya. Arah GGL induksi dan arus induksi dapat diperoleh dari hukum Lenz.

IV. Prosedur Percobaan

1) Menjelaskan bagaimana GGL terinduksi oleh induksi Elektromagnetik (EM)

1. Susun rangkaian seperti gambar 3.

Gambar 3. Rangkaian dengan multimeter digital dan kumparan

E B

1



2. Pasang kumparan 500 lilitan. 3. Fungsikan multimeter digital sebagai ammeter dengan batas ukur 200 µA DC. 4. Sambil mengamati ammeter, gerakan batang magnet ke dalam kumparan. Catat hasil

pengamatan Anda pada tabel data. 5. Sambil mengamati ammeter, gerakan batang magnet ke luar kumparan. Catat hasil

pengamatan Anda pada tabel data. 6. Ulangi langkah 4 dan 5 untuk gerakan magnet yang lebih cepat. Catat hasil pengamatan

Anda pada tabel data. 7. Ganti kumparan 500 lilitan dengan kumparan 1000 lilitan, kemudian ulangi langkah 4

sampai 6. Catat hasil pengamatan Anda pada tabel data.

2) Induksi elektromagnetik terjadi bila fluks magnetik berubah terhadap waktu (DC)

1. Susun rangkaian seperti gambar 4.

Gambar 4. Rangkaian dengan multimeter digital, kumparan dan catu daya 2. Pastikan catu daya mati dan pilih tegangan keluaran 6 V DC. 3. Fungsikan multimeter digital sebagai ammeter dengan batas ukur 200 µA DC 4. Tempatkan kumparan 500 lilitan dan 1000 lilitan sejajar satu sama lain seperti ditunjukkan

gambar 5

Catu Daya



Gambar 5. Rangkaian kumparan 500 lilitan sejajar dengan

1000 lilitan dengan sumber tegangan DC 5. Hubungkan kumparan 500 lilitan ke catu daya dan yang lainnya ke ammeter. 6. Nyalakan catu daya 7. Amati arus dan catat pada tabel data 8. Masukka inti-I ke dalam kumparan 9. Ulangi langkah 6 dan 7. Apabila arus melebihi batas ukur ammeter, pindahkan tombol

pemilih ke batas ukur yang lebih besar. 10. Matikan catu daya 11. Keluarkan inti-I dari dalam kumparan

3) Induksi elektromagnetik terjadi bila fluks magnetik berubah terhadap waktu (AC)

1. Susun rangkaian seperti gambar 6

Gambar 6. Rangkaian kumparan 500 lilitan sejajar dengan

1000 lilitan dengan sumber tegangan AC 2. Pilih keluaran catu daya 6 V AC 3. Fungsikan multimeter digital sebagai ammeter dengan batas ukur 200 mA AC. 4. Nyalakan catu daya 5. Amati arus yang ditunjukkan ammeter dan catat arus pada tabel data. 6. Matikan catu daya dan masukkan inti-I ke dalam kumparan. 7. Ulangi langkah 4 dan 5. Jika arus melebihi batas ukur ammeter, pindahkan tombol pemilih

ke batas ukur yang lebih besar.

V. Tugas Pendahuluan 1. Jelaskan bunyi hukum Faraday dan hukum Lenz tentang GGL induksi

2. Apa pengaruh inti besi terhadap garis gaya magnet pada sebuah kumparan yang diberi arus

listrik ?

A

A



3. Kumparan dengan 500 lilitan memiliki jari-jari 5 cm dan tahanan 30 Ω . Pada laju

berapakah medan magnet (dB/dt) yang tegak lurus harus berubah untuk

menghasilkan arus sebesar 4 A dalam kumparan tersebut ?

4. Jelaskan dan gambarkanlah pengaruh sebuah batang magnet ketika melewati sebuah

simpul yang memiliki tahanan R secara hukum Lenz ?

VI. Tugas Jurnal

A. Menjelaskan bagaimana GGL terinduksi oleh induksi Elektromagnetik (EM)

Buatlah suatu ringkasan berkaitan dengan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya GGL

elektromagnetik yang dihasilkan berkaitan dengan kecepatan gerakan magnet masuk atau

keluar kumparan.

B. Induksi elektromagnetik terjadi bila fluks magnetik berubah terhadap waktu (DC dan

AC)

1. Apa yang terjadi apabila medan magnet yang melingkupi kumparan berubah ?

2. Apa pengaruhnya arus masukan (DC atau AC) terhadap arus di kumparan 1000 lilitan ?



TABEL DATA MODUL J

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

1. GGL terinduksi oleh induksi EM

Kumparan Gerakan magnet ke luar

Arus (A) Gerakan magnet ke dalam

Arus (A)

Lambat Lambat

500 lilitan

Cepat Cepat

Lambat Lambat

1000 lilitan Cepat Cepat

2. Induksi EM oleh fluks magnet berubah terhadap waktu (DC)

3. Induksi EM oleh fluks magnet berubah terhadap waktu (AC)

Arus kumparan 1000 lilitan Kondisi

Nyala Mati

Tanpa inti-I

Dengan inti-I

Arus kumparan 1000 lilitan Kondisi

Nyala Mati

Tanpa inti-I

Dengan inti-I

modul j induksi elektromagnetik

Documents