Apakah perubahan bentuk energi yang terjadi pada peristiwa induksi elektromagnetik

Dalam menjalani kehidupan sehari-hari manusia tentu membutuhkan listrik, baik saat bekerja, belajar hingga aktivitas reguler lain. Hal ini tak lepas dari induksi elektromagnetik yang merupakan proses saat konduktor yang diletakkan pada suatu medan magnet berubah terhadap konduktor yang digerakkan melewati medan magnet yang diam, hingga menghasilkan voltase sepanjang konduktor.

Untuk memahami dengan benar apa itu induksi pada elektromagnetik, perlu dipelajari lebih dulu yang dimaksud dengan magnetik. Gaya yang terdapat di dalam dan di antara benda yang menghasilkan gerakan elektron, benda ini mampu menghasilkan gaya tarik menarik dan tolak menolak. Dikenal dengan nama gaya non-kontak, sebuah gaya yang berpengaruh pada objek berbeda di dunia.

Pengertian Induksi Elektromagnetik

Secara umum induksi elektromagnetik dikatakan sebagai peristiwa dari munculnya arus listrik, yang disebabkan adanya perubahan fluks magnetik. Fluks magnetik adalah banyak jumlah garis gaya pada magnet hingga mampu menembus suatu bidang. Karena inilah muncul gaya listrik atau arus listrik yang mengalir ke suatu benda lewat medan magnet.

Michael Faraday seorang ilmuwan asal Inggris yang mencatat penemuan paling berguna sepanjang sejarah elektromagnetik di awal kesembilan belas. Dikenal sebagai induksi elektromagnetik, hingga saat ini menjadi salah satu bagian inti dari pengetahuan mengenai induksi elektromagnetik. Berawal dari eksperimen Faraday yang fokusnya berada pada muatan listrik yang dapat dimanipulasi medan magnet.

Induksi elektromagnetik adalah proses yang muncul saat konduktor yang diletakkan di suatu medan magnet yang bergerak atau berubah, atau konduktor digerakkan lewat medan magnet yang diam kemudian menghasilkan voltase di sepanjang konduktor hingga memunculkan dan menghasilkan arus listrik. Muncul beda potensial pada ujung kumparan dinamakan dengan Gaya Gerak Listrik (GGL) Induksi.

Ditemukannya induksi tersebut terbilang sebagai sejarah penemuan yang luar biasa, karena dapat dimanfaatkan dalam kehidupan masyarakat . Contohnya, salah satu penerapan induksi terjadi pada generator. Peralatan berikut yang menggunakan sifat induksi elektromagnetik adalah generator, AC dan DC.

Faktor Umum Induksi Elektromagnetik

Untuk mengetahui ada dan tidaknya arus listrik yang mengalir dapat diketahui dengan menggunakan sebuah alat yang dinamakan Galvanometer. Arus yang mengalir dinamakan arus induksi, kondisi inilah yang disebut induksi elektromagnetik dan bukan tanpa alasan membuat kondisi ini terjadi. Berikut beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya Gerak Gaya Listrik elektromagnetik.

Faktor pertama yang mempengaruhi induksi elektromagnetik adalah kecepatan perubahan yang terjadi pada medan magnet. Induksi yang muncul akan semakin besar apabila didukung dengan kecepatan perubahan magnet yang cepat. Hal ini harus dipahami dengan benar, agar tidak salah dalam mengartikan kondisi dari kemunculan GGL induksi.

Jumlah lilitan juga mempengaruhi adanya induksi elektromagnetik, terutama jika lilitan muncul dalam jumlah yang banyak. Semakin banyak lilitan yang muncul, maka GGL induksi yang dihasilkan juga semakin besar dan terus bertambah. Begitu juga sebaliknya, jika lilitan yang ada dalam jumlah sedikit maka induksi yang dihasilkan juga semakin kecil.

Dalam hal ini daya kemagnetan juga memiliki dampak yang sangat besar dari munculnya gaya gerak listrik, semakin kuat sifat kemagnetan yang ada. Maka semakin besar juga gaya yang ditimbulkan dari sifat kemagnetan tersebut, sebaliknya jika sifat kemagnetan kecil maka medan magnet yang ada juga kecil, faktor ketiga yang memengaruhi perubahan medan magnet.

Rumus Induksi Elektromagnetik

Adanya perubahan yang terjadi pada medan magnet memiliki istilah tersendiri dan biasanya disebut dengan fluks magnet, apabila kemunculannya tegak lurus dengan luas bidang, maka hasil dari perkalian dari magnet dengan luas bidang juga akan saling tegak lurus. Hal ini perlu diketahui dengan benar agar tidak terjadi kesalahan.

Dalam memahami induksi elektromagnetik, secara langsung seseorang dipertemukan dengan hukum Faraday. Yang menyatakan bahwa, jika fluks magnet yang masuk dalam suatu kumparan berubah, maka pada ujung-ujung kumparan akan muncul gaya gerak listrik induksi. Gaya gerak listrik induksi yang ternyata dapat dihitung menggunakan rumus.

Proses Induksi Elektromagnetik

Sesuai dengan penjelasan sebelumnya bahwa induksi elektromagnetik merupakan gejala yang bisa menimbulkan gaya gerak listrik, dan kejadian ini muncul di dalam suatu kumparan atau konduktor. Beberapa faktor yang menentukan adanya besar gerak gaya listrik ini antara lain lilitan dari konduktor, induksi elektromagnetik terjadi jika magnet batang digerakkan keluar masuk dalam..

Contohnya seperti energi gerak berubah menjadi energi listrik, perubahan bentuk yang terjadi adalah hasil proses induksi elektromagnetik. Bahkan dalam pemanfaatan yang lebih besar, hasil dari gaya gerak listrik ini mampu dijadikan sebagai pembangkit energi listrik. Hal ini bisa ditemui dalam penerapan pada generator, dinamo dan yang lainnya.

Baca juga: Pengertian Pemantulan Cahaya, Hukum, Macam-macam dan Rumus

Induksi Elektromagnetik dalam Kehidupan Sehari-hari

Karena sangat bermanfaat bagi kehidupan sehari-hari manusia, maka bukan hal yang sulit lagi untuk memanfaatkan induksi elektromagnetik ke dalam peralatan kehidupan manusia. Peralatan berikut yang memanfaatkan prinsip induksi elektromagnetik adalah di antaranya seperti yang disebutkan di bawah ini.

Bel listrik memanfaatkan magnet sebagai alat utama penggunaannya, ketika tombol dari bel listrik ditekan maka rangkaian arus tertutup hingga mengalir pada kumparan. Sehingga membuat besi di dalam bel berubah menjadi elektromagnetik yang berfungsi menggerakan lengan pemukul, sehingga bel berbunyi.

Aliran listrik yang mengaliri setiap rumah menggunakan saklar dalam proses pemakaiannya, fungsinya sebagai penghubung dan pemutus arus listrik pada rangkaian. Elektromagnetik pada saklar terdapat pada lilitan kawatnya yang bisa menarik besi ke bawah. Setelah itu ujung besi lain akan menyimpang ke kanan dan mendorong ke kiri.

Telepon kabel pada rumah juga menggunakan elektromagnetik, dengan begitu seseorang bisa berbicara dengan orang lain. Peristiwa induksi elektromagnetik mengubah energi listrik menjadi energi bunyi. Ketika muncul pembicaraan maka listrik akan mengalir ke kabel telepon dan memunculkan efek elektromagnetik dengan kekuatan berubah-ubah.

Merupakan sebuah benda yang bisa mengubah energi mekanik menjadi energi listrik, prinsip kerja generator sesuai prinsip induksi elektromagnetik. Bekerja dengan memutar kumparan yang terdapat dalam medan magnet, kemudian menimbulkan gaya gerak listrik induksi. Dalam kenyataannya, generator dibagi menjadi dua jenis generator searah (DC) dan bolak-balik (AC).

Generator AC merupakan singkatan dari Alternating Current atau disebut juga dengan alternator, fungsinya dapat menghasilkan arus listrik secara bolak-balik menggunakan cincin ganda. Merupakan kebalikan dari generator DC yang fungsinya mampu menghasilkan arus listrik searah menggunakan cincin belah atau komutator.

Generator DC merupakan singkatan dari Direct Current atau disebut juga dengan alternator yang bisa menghasilkan arus listrik searah. Hal itu bisa dilakukan generator DC karena menggunakan cincin belah atau komutator, berbeda dengan generator AC yang memakai cincin ganda, keduanya dapat diterapkan dalam dinamo,

Yang disebut dengan Galvanometer adalah sebuah alat yang fungsinya mampu dipakai dalam mengetahui ada dan tidaknya arus listrik yang mengalir. Munculnya gaya gerak listrik akibat adanya perubahan pada jumlah garis-garis gaya magnet. Dalam hal ini disebut dengan gaya gerak listrik induksi.

Contoh Soal Induksi Elektromagnetik

Ada kumparan yang jumlah lilitannya mencapai 100 dalam waktu 0,01 detik dan mampu membuat perubahan fluks magnet mencapai 10-4 Wb. Tentukan berapa gaya gerak listrik induksi yang muncul pada ujung-ujung kumparan.

jawab

N = 100 lilitan

DΦ/dt = 10 – 4 Wb/ atau 0,01 s = 10 – 2Wb/s.

ε = -N (dΦ/dt)

ε = – 100 (10-2)

ε = -1 volt

Demikian penjelasan mengenai induksi elektromagnetik, mulai dari pengertian, faktor umum yang memicu terjadinya, rumus, proses induksi hingga contoh soal yang bisa dikerjakan langsung. Siswa Sampoerna Academy diberi kemudahan dalam pembelajaran semua mata pelajaran, termasuk yang membahas mengenai induksi elektromagnetik.

Sampoerna Academy menerapkan kurikulum internasional yang membuat para siswa tak hanya belajar materi saja saat di kelas tetapi juga praktek secara langsung. Sampoerna Academy dibekali para tenaga pengajar profesional dan memiliki level internasional. Tak perlu khawatir akan masa depan anak, segera bergabung dengan Sampoerna Academy.

Referensi
Pahamify

Apakah perubahan bentuk energi yang terjadi pada peristiwa induksi elektromagnetik

Apakah perubahan bentuk energi yang terjadi pada peristiwa induksi elektromagnetik
Lihat Foto

shutterstock

Ilustrasi induksi elektromagnetik

KOMPAS.com -Dengan adanya Gaya Lorentz menandakan bahwa gaya dapat terjadi pada arus listrik di sekitar medan magnet.

Disadur dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia, induksi elektromagnetik adalah perubahan medan magnet yang dapat menghasilkan listrik.

Arus litrisk dapat dihasilkan dengan cara menggerakkan magnet batang keluar masuk kumparan.

Temuan tersebut diterapkan pada generator listrik yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik.

Berikut beberapa alat yang menggunakan prinsip kerja induksi elektromagnetik:

Generator

Generator adalah alat yang digunakan untuk merubah energi gerak (kinetik) menjadi energi listrik.

Baca juga: Teori Dasar Kemagnetan: Sifat dan Medan Magnet

Energi gerak yang dimiliki generator dapat diperoleh dari berbagai sumber energi alternatif, misalnya dari energi angin, energi air, dan sebaginya.

Generator dibedakan menjadi dua, yaitu:

Generator AC (Alternating Current) atau alternator dapat menghasilkan arus listrik bolak-balik dengan cara menggunakan cincin ganda.

Generator DC dapat menghasilkan arus listrik searah dengan cara menggunakan komutator (cincin belah).

Dinamo adalah generator yang relatif kecil seperti yang digunakan pada sepeda.

Ternyata pada sepeda terdapat dinamo yang berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menyalakan lampu.

Dinamo merupakan alat yang berfungsi untuk mengubah energi gerak menjadi listrik.

Cara kerja dinamo dan generator hampir sama, termasuk penggunaan satu cincin yang dibelah menjadi dua (komutator) pada dinamo DC dan cincin ganda pada dinamo AC.

Perbedaan dinamo dengan generator terletak pada dua komponen utama dinamo, yaitu rotor dan stator.

Baca juga: Manfaat Medan Magnet Bumi pada Migrasi Hewan

Rotor merupakan bagian yang bergerak dan stator bagian yang diam.

Pada saat sepeda dijalankan dengan cepat, kumparan pada dinamo akan bergerak cepat sehingga gaya gerak listrik (GGL) induksi yang dihasilkan menjadi kuat.

Serta energi listrik yang dihasilkan menjadi lebih banyak.

Selain mempercepat kumparan, penggunaan magnet yang kuat juga dilihat dari banyaknya lilitan.

Selain itu penggunaan inti besi lunak dalam dinamo juga mengakibatkan GGL induksi yang dihasilkan menjadi lebih kuat.

Transformator biasanya digunakan untuk menurunkan atau menaikkan tegangan listrik. Sebelum listrik dialirkan ke rumah-rumah penuduk, tegangan listrik dari PLN harus diturunkan.

Baca juga: Hukum Gravitasi Newton

Berdasarkan penggunaannya, transformator dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

  • Transformator step-down, berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik.
  • Transformator step-up, berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik.

Transformator terdiri atas lilitan primer dan lilitan sekunder yang dihubungkan dengan menggunakan inti besi.

Lilitan primer yang mendapat tegangan AC akan menginduksi inti besi hingga menjadi magnet.

Perubahan arah arus AC membuat medan magnet yang terbentuk berubah-ubah, sehingga menghasilkan tegangan AC pada ujung kumparan sekunder.

Besar kecilnya tegangan yang dihasilkan transformator sangat dipengaruhi oleh jumlah lilitan pada kumparan promer dan sekunder.

Baca juga: Struktur Lapisan Bumi dari yang Terdalam hingga ke Permukaan

Jika jumlah lilitan primernya lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder, maka tegangan pada kumparan sekunder juga lebih kecil daripada tegangan pada kumparan sekunder. Hal itu disebut transformator step down.

Namun, jika jumlah lilitan primernya lebih sedikit daripada jumlah lilitan sekunder, maka tegangan pada kumparan sekunder akan lebih besar daripadan tegangan pada kumparan primer. Hal itu disebut transformator step up.

Pada transformator ideal, energi listrik yang masuk dalam kumparan primer akan dipindahkan seluruhnya ke dalam kumparan sekunder.

Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.