Materi Pembelajaran, Percobaan asyik

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK


Tahukah kalian bahwa dalam kehidupan sehari-hari kita tidak dapat dilepaskan dengan pemanfaatan konsep induksi elektromagnitik? Sebagai contoh nyala lampu yang digunakan di rumah-rumah tempat tinggal kita sebagai penerang dari segala aktifitas di malam hari adalah adalah satu hasil peberapan konsep induksi elektromagnetik. Untuk mengetahui lebih lanjut, yuk ikuti penjelasan berikut:

  1. Percobaan Oersted

Pada tahun 1820 Hans Christian Oersted melakukan percobaan penting untuk mencari hubungan antara arus listrik dengan medan magnet. Percobaan yang dilakukan menggunakan alat-alat yang cukup sederhana yang mudah dijumpai di kehidupan sehari-hari kita, yaitu kompas jarum, batery, dan kawat penghantar. Magnet jarum diletakkan di dekat kawat penghantar yang dihubungkan dengan batery. Ketika pada kawat penghantar  mengalir arus listrik ternyata jarum kompas bergerak, Seperti berikut:

Bergeraknya jarum kompas ketika berada dekat dengan kawat berarus listrik menunjukkan bahwa arus listrik yang mengalir pada kawat penghantar menyebabkan timbulnya medan magnet di sekitar kawat tersebut.  Adapun arah medan magnet tersebut mengikuti aturan tangan kanan berikut :

Arah ibu jari menunjukkan arah arus listrik ( I ) sedangkan arah genggaman keempat jari menunjukkan arah medan magnet (B) yang ditimbulkan oleh arus listrik.

2.Percobaan Faraday

Jika arus listrik dapat menimbulkan medan magnet,  apakah medan magnet juga dapat menimbulkan arus listrik? 11 tahun setelah Oerste melakukan percobaannya atau tepatnya pada tahun 1831, Michael Faraday  melakukan percobaan untuk menjawab pertanyaan di tersebut. Ia menggunakan alat-alat seperti magnet, kumparan (solenoida), kawat penghantar, dan alat pendekteksi adanya arus listrik dalam penghantar ( Galvanometer ).

Pada saat magnet digerakkan ( keluar- masuk )dalam kumparan jarum pada galvanometer menyimpang.  Penyimpangan jarum galvanometer menunjukkan bahwa di dalam kumparan mengalir arus listrik. Arus listrik seperti ini disebut arus induksi.

Arus listrik timbul karena pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial. Beda potensial ini disebut gaya gerak listrik induksi (ggl induksi)

Faktor-faktor yang menentukan besar gaya gerak listrik induksi)

1) Banyak lilitan kumparan, semakin banyak lilitannya semakin besar kuat arus listrik yang ditimbulkannya.

2) Kecepatan keluar masuk magnet dari dan ke dalam kumparan, semakin cepat gerakan magnet semakin besar kuat arus listrik yang ditimbulkannya

3) Kuat magnet yang digunakan, semakin kuat magnet yang digunakan semakin besar kuat arus listrik yang ditimbulkannya.

Penggunaan Induksi Elektromagnetik

a. Generator AC

Generator adalah alat pengubah energi mekanik ( gerak ) menjadi energi listrik. Generator terdiri dari dua bagian utama yaitu rotor dan stator. Rotor adalah bagian yang bergerak sedangan stator adalah bagian yang diam. Ketika rotor bergerak, maka akan menyebabkan terjadinya perubahan medan magnet di dalam kumparan sehingga menimbulkan gaya gerak listrik (GGL)  pada kumparan. GGL induksi inilah yang menghasilkan kuat arus listrik induksi. Karena arahnya yang bolak-balik, maka kuat arus listriknya disebut sebagai arus listrik bolak-baik ( alternating current / AC ).

Pada PLTA, tenaga yang digunakan untuk memutar rotor pada generator adalah tenaga air, sedangkan pada PLTU tenaga yang digunakan memutar rotor adalah tenaga uap air. Dengan cara yang sama, kalian dapat menjelaskan tenaga apa yang digunakan untuk memutar rotor pada PLTB dan PLTG.

b. Dinamo Sepeda ( Arus searah / DC )

Dinamo sepeda menggunakan roda untuk memutar magnet. Ggl induksi yang timbul pada dinamo digunakan untuk menyalakan lampu.

Semakin cepat roda berputar semakin terang nyala lampunya

Pada generator AC Slip Ring berbentuk cincin penuh, sedangkan pada motor DC ini berbentuk cincin belah.

c. Transformator ( Trafo )

Transformator adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) dari suatu nilai tertentu ke nilai yang kita inginkan. Pada alat-alat elektronika di rumah pasti terdapat trafo karena alat-alat tersebut bekerja pada tegangan rendah sedangkan sumber tegangan yang ada di rumah adalah 220V sehingga diperlukan trafo untuk mengubah tegangan tersebut.

Prinsip kerja trafo

Arus bolak-balik menyebabkan terjadinya perubahan medan magnet pada kumparan primer. Perubahan medan magnet pada kumparan primer diteruskan oleh inti besi lunak ke kumparan sekunder. Perubahan medan magnetik pada kumparan sekunder menghasilkan ggl induksi.

Persamaan Transformator

Pada transformator perbandingan jumlah lilitan pada kumparan sama dengan perbandingan tegangannya.

Untuk trafo ideal daya yang hilang diabaikan sehingga berlaku :

Jika pada trafo Vs > Vp berarti trafo tersebut berfungsi sebagai trafo step up atau untuk menaikkan tegangan, sedangkan jika Vs < Vp, maka trafo tersebut disebuat sebagai trafo step down atau trafo penurun tegangan

Efisiensi transformator adalah perbandingan antara energi listrik yang keluar dengan energi listrik yang masuk. Dalam praktek efiisiensi trafo tidak pernah mencapai 100%, namun dapat mencapai 99%

Transmisi daya listrik jarak jauh

Transmisi daya listrik dari pembangkit listrik ke konsumen (rumah-rumah) menggunakan tegangan tinggi. Untuk itu diperlukan transformator baik peningkat tegangan (step-up) maupun transformator penurun tegangan (step-down) seperti berikut:

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google

You are commenting using your Google account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s