Induksi Elektromagnet ik

1. Induksi Elektromagnetik

2. Tujuan • Setelah mempelajari bab ini mahasiswa seharusnya memahami: • Hukum Faraday dan Hukum Lenz • Tegangan gerak elektrik Gerakan • Medan Listrik Induksi dan Arus Pusaran

3. Eksperimen Induksi

4. Fakta Induksi Elektromagnetik Jika fluks magnetik yang melalui sebuah rangkaian berubah, maka (secara induksi) timbul sebuah tge induksi dan sebuah arus induksi dalam rangkaian tersebut.

5. Hukum Induksi Faraday Jika medan magnetikBadalah homogen pada sebuah luas A yang datar, maka B = B . A = BA cos  Tge induksi dalam sebuah simpal tertutup adalah negatif perubahan fluks magnetik yang melalui simpal tersebut terhadap waktu.

6. Contoh Soal Dalam gambar medan magnetik di antara kutub magnetik itu homogen tapi besarnya bertambah dengan kecepatan sebesar 0,02 T/s. Luas simpal konduktor dalam medan itu adalah 120 cm2, dan hambatan total rangkaian itu termasuk galvanometer adalah 5,0 . Carilah tge induksi dan arus induksi pada rangkaian.

7. Penyelesaian

8. Arah TGE Induksi Arah tge atau arus induksi dapat dicari dengan cara sbb: Definisikan arah positif untuk luas vektor A Dari arah A dan medan magnetik B, tentukan tanda fluks magnetik Bdan kecepatan perubahannya dB/dt Tentukan tanda tge induksi. Jika fluks semakin bertambah sehingga dB/dtpositif, maka tge induksi adalah negatif. Jika fluks semakin berkurang sehingga dB/dt negatif, maka tge induksi adalah positif. Akhirnya, tentukan arah tge induksi dengan menggunakan aturan tangan kanan. Jika tge induksi positif, maka arah tge sama seperti jari-jari yang diputarkan. Jika tge induksi negatif, maka arah tge berlawanan arah jari-jari yang diputarkan.

9. Arah TGE Induksi

10. Contoh Soal Seutas koil kawat yang mengandung 500 simpal lingkaran dengan jari-jari 4,00 cm ditempatkan dalam medan magnetik homogen pada sudut 600 dengan bidang koil. Medan itu berkurang dengan kecepatan sebesar 0,2 T/s. Berapakah besar dan kemana arah tge induksi itu?

11. Penyelesaian

12. Penyelesaian

13. Hukum Lenz Arah sebarang efek induksi magnetik adalah sedemikian rupa sehingga menentang perubahan efek itu.

14. Tegangan Gerak Elektrik Gerakan Misalkan panjang L adalah 0,1 m, kecepatan v adalah 2,5 m/s, hambatan total simpal adalah 0,03  dan B adalah 0,6 T. Carilah ε, arus induksi, dan gaya yang bekerja pada batang tsb.

15. Tegangan Gerak Elektrik Gerakan ε = vBL = (2,5 m/s)(0,6 T)(0,1 m) = 0,15 V Arus I dalam simpal adalah I = ε/R = (0,15 V)/(0,03 ) = 5 A F = ILB = (5 A)(0,1 m)(0,6 T) = 0,30 N.

16. Medan Listrik Induksi

17. Medan Listrik Induksi Bila sebuah tge diinduksi oleh sebuah fluks magnetik yang berubah-ubah melalui sebuah lintasan tertutup stasioner, maka terdapat sebuah medan listrik induksi E yang asalnya nonelektrostatik sehingga Medan ini adalah nonkonservatif, dan tidak dapat diasosiasikan dengan sebuah potensial.

18. Arus Pusaran

19. Arus Pusaran Bila sebuah sebuah potongan gumpalan material konduksi, seperti sebuah logam, berada dalam sebuah medan magnetik yang berubah-ubah atau bergerak melalui sebuah medan, maka arus yang dinamakan arus pusaran diinduksi dalam volume material tersebut.

20. Persamaan Maxwell Hubungan antara medan listrik dan medan magnetik dan sumbernya dapat dinyatakan dalam empat persamaan Maxwell.