Kemagnetan dan kelistrikan merupakan dua gejala alam yang prosesnya dapat dibolak-balik. Ketika H.C. Oersted (1777 - 1851) fisikawan kebangsaan Denmark membuktikan bahwa di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet (artinya listrik menimbulkan magnet), para ilmuwan mulai berpikir keterkaitan antara kelistrikan dan kemagnetan. Oleh karena itu pada tahun 1821, Michael Faraday melakukan percobaan dan mampu membuktikan bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik (artinya magnet menimbulkan listrik). Percobaan yang dilakukan oleh Faraday sangatlah sederhana yakni sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan dapat menghasilkan arus listrik pada kumparan itu. Bagaimana caranya mengetahui bahwa terdapat aliran arus listrik?
Galvanometer merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya arus listrik yang mengalir. Berikut contoh gambar galvanometer sederhana.
| Galvanometer sederhana |
Ketika sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan, maka jarum galvanometer akan menyimpang ke kanan dan ke kiri. Bergeraknya jarum galvanometer menunjukkan bahwa magnet yang digerakkan keluar dan masuk pada kumparan menimbulkan arus listrik. Arus listrik bisa terjadi jika pada ujung-ujung kumparan terdapat GGL (gaya gerak listrik). GGL yang terjadi di ujung-ujung kumparan dinamakan GGL induksi. Arus listrik hanya timbul pada saat magnet bergerak. Jika magnet diam di dalam kumparan, di ujung kumparan tidak terjadi arus listrik.
Ketika kutub utara magnet batang digerakkan masuk ke dalam kumparan, jumlah garis gaya-gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan bertambah banyak. Bertambahnya jumlah garis-garis gaya ini menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir menggerakkan jarum galvanometer. Arah arus induksi dapat ditentukan dengan cara memerhatikan arah medan magnet yang ditimbulkannya. Pada saat magnet masuk, garis gaya dalam kumparan bertambah. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat mengurangi garis gaya itu. Dengan demikian, ujung kumparan itu merupakan kutub utara sehingga arah arus induksi.
Ketika kutub utara magnet batang digerakkan keluar dari dalam kumparan, jumlah garis-garis gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan berkurang. Berkurangnya jumlah garis-garis gaya ini juga menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir dan menggerakkan jarum galvanometer. Sama halnya ketika magnet batang masuk ke kumparan. pada saat magnet keluar garis gaya dalam kumparan berkurang. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat menambah garis gaya itu. Dengan demikian, ujung, kumparan itu merupakan kutub selatan, sehingga arah arus induksi.
Ketika kutub utara magnet batang diam di dalam kumparan, jumlah garis-garis gaya magnet di dalam kumparan tidak terjadi perubahan (tetap). Karena jumlah garis-garis gaya tetap, maka pada ujung-ujung kumparan tidak terjadi GGL induksi. Akibatnya, tidak terjadi arus listrik dan jarum galvanometer tidak bergerak.
Jadi, GGL induksi dapat terjadi pada kedua ujung kumparan jika di dalam kumparan terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik).
GGL yang timbul akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet dalam kumparan disebut GGL induksi. Arus listrik yang ditimbulkan GGL induksi disebut arus induksi. Peristiwa timbulnya GGL induksi dan arus induksi akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet disebut induksi elektromagnetik. Coba sebutkan bagaimana cara memperlakukan magnet dan kumparan agar timbul GGL induksi?
Sebenarnya
besar kecil GGL induksi dapat dilihat pada besar kecilnya penyimpangan sudut
jarum galvanometer. Jika sudut penyimpangan jarum galvanometer besar, GGL
induksi dan arus induksi yang dihasilkan besar. Bagaimanakah cara memperbesar
GGL induksi?
Ada
tiga faktor yang memengaruhi GGL induksi, yaitu
- kecepatan gerakan magnet atau kecepatan perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik), penyimpangan jarum galvanometer makin besar ketika gerakan magnet dipercepat
- jumlah lilitan, semakin banyak jumlah lilitan maka arus yang mengalir akan besar juga
- medan magnet, semakin besar ukuran magnet (medan magnet akan besar juga) maka semakin besar arus yang dihasilkan.
Course Hero uses AI to attempt to automatically extract content from documents to surface to you and others so you can study better, e.g., in search results, to enrich docs, and more. This preview shows page 6 - 8 out of 18 pages.
You're Reading a Free Preview
Page 3 is not shown in this preview.
Hukum Lenz menyatakan bahwa GGL induksi selalu menghasilkan arus listrik yang medan magnetnya berlawanan dengan asal perubahan fluks. Jadi jika kutub selatan magnet bergerak ke bawah masuk kumparan, maka timbul arus listrik yang medan magnetnya berlawanan arah dengan arah gerakan magnet tersebut. Menggunakan kaidah tangan kanan, agar medan magnet induksi berarah ke atas (sama dengan arah ibu jari) maka arus listrik induksi harus mengalir ke kiri rangkaian, berlawanan arah dengan putaran jarum jam (sama dengan arah tekukan keempat jari tangan kanan).
Jika kutub selatan magnet masuk lalu keluar lagi ke atas maka arus listrik mengalir ke kiri rangkaian lalu ke kanan rangkaian sehingga jarum galvanometer menyimpang ke kiri lalu ke kanan.
Tetapi bila kutub selatan magnet masuk kumparan lalu berhenti maka arus listrik mengalir ke kiri rangkaian lalu berhenti sehingga jarum galvanometer menyimpang ke kiri lalu kembali ke angka nol.
Jadi, jawaban yang tepat adalah D.