Apa
kabar hari ini? Mudah-mudahan dalam keadaan baik. Saya akan membahas materi
yang berjudul Induksi Elektromagnetik Kelas 9 SMP.
A.
GAYA GERAK LISTRIK INDUKSI
Kawat
penghantar yang dialiri listrik dapat menimbulkan medan magnetik. Hal ini telah
diselidiki oleh Hans Christian Oersted. Berdasarkan penemuan tersebut Michael
Faraday melakukan penyelidikan tentang hubungan antara kelistrikan dan
kemagnetan, kemudian mengemukakan hipotesis bahwa “perubahan medan magnetik
dapat menghasilkan arus listrik”. Untuk membuktikan hipotesisnya,
 |
| Induksi Elektromagnetik |
Faraday kemudian melakukan eksperimen dengan menggerakkan magnet batang masuk
keluar ke dalam kumparan kawat yang kedua ujungnya dihubungkan dengan
galvanometer. Berdasarkan hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa gaya gerak
listrik induksi dapat diperbesar dengan cara memperbanyak jumlah lilitan
kumparan, mempercepat gerakan magnet ke dalam dan ke luar kumparan, dan
memperbesar kekuatan medan magnetik.
Gaya gerak listrik induksi juga dapat diperbesar dengan cara melengkapi kumparan dengan inti besi.Di samping dengan menggerakkan magnet ke dalam atau ke luar kumparan, gaya gerak listrik induksi juga dapat ditimbulkan dengan cara:
1) Memutar
magnet batang di dekat kumparan,
2) Memutar
kumparan di dekat magnet batang,
3) Memutus
hubungkan arus listrik pada kumparan primer sehingga terjadi arus induksi pada
kumparan sekunder.
B. DINAMO DAN GENERATOR
Dinamo
dan generator pada prinsipnya sama, yaitu merupakan alat yang dapat mengubah
energi gerak menjadi energi listrik. Perbedaannya, dinamo menghasilkan gaya
gerak listrik lebih kecil dibanding generator. Pada dinamo, magnet berputar di
dalam kumparan, sedangkan dalam generator, kumparan bergerak dalam medan
magnetik.
1. Dinamo
Dinamo
dapat kita jumpai pada perlengkapan lampu sepeda. Apabila kamu pernah membuka
bagian dalam sebuah dinamo sepeda, maka kamu akan mendapatkan dua komponen
penting, yaitu magnet silinder sebagai rotor (bagian yang berputar), dan
kumparan kawat tembaga yang dilengkapi inti besi sebagai stator (bagian yang
tidak bergerak).
Prinsip
kerja dinamo sepeda
Pada
saat dinamo digunakan untuk menyalakan lampu sepeda, dinamo dihubungkan dengan
ban sepeda,, sehingga ketika roda sepeda berputar, poros dinamo tersebut juga
ikut berputar.
Akibatnya magnet silinder yang ada di dalam kumparan juga berputar. Perputaran maggnet di dalam kumparan ini menimbulkan perubahan jumlah garis gaya magnetik, sehingga terjadilah gaya gerak listrik induksi pada ujung-ujung kumparan, dan menghasilkan arus listrik induksi yang dapat menyalakan lampu sepeda. Arus listrik induksi ini akan semakin besar jika roda sepeda bergerak lebih cepat.
2. Generator
Generator
dapat menghasilkan gaya gerak listrik yang lebih besar dibanding dinamo
sehingga generator digunakan sebagai pembangkit listrik bertegangan tinggi.
a. Generator
Arus Listrik Bolak-balik (Alternator)
Generator
arus listrik bolak-balik tersusun dari: (1) sebuah kutub utara dan selatan
magnet permanen bentuk huruf “U”, (2) kumparan, (3) cincin logam,
(4) sikat karbbon, (5) galvanometer.
b. Generator
Arus Listrik Searah
Bagian-bagian
utama generator arus listrik searah adalah (1) magnet ladam, (2) kumparan,
(3) cincin belah, (4) sikat karbon.
C. TRANSFORMATOR
Transformator
adalah alat yang dapat digunakan untuk menaikan atau menurunkan tegangan
listrik bolak balik. Transformator tidak dapat digunakan pada tegangan listrik
searah. Bagian-bagian utama transformator ada tiga macam yaitu kumparan primer
yang dihubungkan ke tegangan sumber, kumparan sekunder yang menghasilkan
tegangan keluaran dan inti besi.
1. Transformator Penaik Tegangan (step up)
Transformator
penaik tegangan memiliki ciri-ciri antara lain:
a.
Jumlah lilitan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer
b.
Tegangan sekunder lebih besar daripada tegangan primer
c.
Kuat arus sekunder lebih kecil daripada kuat arus primer
2. Transformator Penurun Tegangan (step down)
Transformator
penurun tegangan memiliki ciri-ciri antara lain:
a.
Jumlah lilitan sekunder lebih sedikit daripada jumlah lilitan primer
b.
Tegangan sekunder lebih kecil daripada jumlah lilitan primer
c. Kuat
arus sekunder lebih besar daripada kuat arus primer
Perubahan
medan magnetik pada inti besi menimbulkan tegangan induksi pada kummparan
sekunder. Besar tegangan yang dihasilkan kumparan sekunder
bergantung pada besar tegangan pada kumparan primer dan perbandingan jumlah
kumparan primer dan kumparan sekunder.
Hubungan antara jumlah kumparan dan gaya gerak listrik induksi (tegangan) pada kumparan primer dan sekunder dapat dinyatakan sebagai berikut.
Np/Ns
= Vp/Vs
dengan,
Np =
jumlah lilitan kumparan primer
Ns =
jumlah lilitan kumparan sekunder
Vp =
tegangan pada kumparan primer
Vs =
tegangan pada kumparan sekunder
Sedangkan
hubungan antara tegangan dengan kuat arus listrik pada kumparan primer dan
sekunder dapat dientukan dengan menganggap transformator bersifat ideal. Pada
transformator ideal berlaku:
Daya
primer = daya sekunder
Pp =
Ps
Vp x
Ip = Vs x Is
dengan,
Vp =
tegangan pada kumparan primer (volt)
Vs =
tegangan pada kumparan sekunder (volt)
Is =
kuat arus sekunder (ampere)
Ip =
kuat arus primer (ampere)
Efisiensi
Transformator
Efisiensi
transformator bergantung pada daya listrrik yang dihasilkan oleh kumparan
sekunder dan daya listrrik yang dihasilkan oleh kumparan primer. Dengan kata
lain, efisiensi transformator adalah perbandingan antara daya pada kumparan
sekunder dengan daya pada kumparan primer sebuah transformator. Efisiensi
transformator selalu kurang dari 100 %. Hal ini disebabkan ketika digunakan,
transformator selalu menimbulkan panas. Efisiensi transformator dapat
ditentukan dengan rumus:
n
= Ps/Pp x 100%
dengan,
n
= efisiensi transformator (%)
Ps =
daya sekunder (W)
Pp =
daya primer (W)
D. PERALATAN SEHARI-HARI YANG
MEMANFAATKAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
1. Tungku Induksi
Tungku
induksi memanfaatkan arus pusaran. Arus pusaran yang terjadi di dalam kumparan
dapat menimbulkan kalor. Kalor yang dihasilkan oleh arus pusaran pada tungku
induksi dapat dimanfaatkan sebagai pemanas, misalnya pada kumparan yang
digunakan untuk alat pemanas air. Alat pemanas air mengubah energi listrik
menjadi energi panas.
2. Rem Magnetik
Suatu
bahan tertentu yang dialiri arus listrik induksi dalam selang waktu tertentu
dapat menghasilkan sifat kemagnetan sisa yang kuat. Fenomena ini dikenal dengan
nama rem magnetik. Kemagnetan sisa yang terjadi pada rem magnetik dapat
digunakan untuk menyimpan memori atau ingatan dalam sebuah komputer.
3. Induktor Ruhmkoff
Induktor
Ruhmkoff terdiri atas:
(1)
Sumber arus listrik searah
(2)
Sakelar
(3)
Kumparan primer
(4)
Inti besi
(5)
Interuptor yang berfungsi sebagai pemutus dan penyambung arus listrik secara
otomatis pada kumparan primer
(6)
Silinder logam
(7)
Kumparan sekunder
Prinsip
kerja induktor ruhmkoff kita jumpai pada kendaraan bermotor yang menggunakan
sistem platina. Platina pada kendaraan bermotor berfungsi sebagai interuptor yaitu
sebagai pemutus dan penyambung arus listrik secara otomatis.
Share this
EmoticonEmoticon