kemagnetan 2 9B

a. Induksi Magnet

Hans Christian Oersted (1820) yang menunjukkan bahwa arus listrik dapat menimbulkan medan magnet. Caranya adalah dengan mengamati pergerakan jarum kompas saat diletakkan di dekat kabel yang dialiri arus listrik. Percobaan ini kemudian dikenal dengan Percobaan Oersted. Arah medan magnet dan arah arus dapat di tunjukkan dengan menggunakan kaidah tangan kanan. Arus listrik ditunjukkan dengan huruf I dan medan magnet ditunjukkan

dengan huruf B.

kawat berarus yang berada dalam medan magnet akan mengalami gaya yang disebut dengan gaya Lorentz. Semakin besar arus

listrik, gaya Lorentz yang dihasilkan semakin besar. Semakin besar medan magnet, gaya Lorentz yang dihasilkan semakin besar. Begitu pula dengan panjang kawat berarus, semakin panjang kawat berarus yang ada dalam medan magnet, gaya Lorentz yang dihasilkan juga semakin besar.

Untuk arah arus (I) dan arah medan magnet (B) saling tegak lurus, secara

matematis, besarnya gaya Lorentz dituliskan sebagai berikut.

F = B ∙ I ∙ L

dengan: 

F = gaya Lorentz (newton)

B = medan magnet (tesla)

I = kuat arus listrik (ampere)

L = panjang kawat berarus yang masuk ke dalam medan magnet

   (meter)

1. Sebuah kawat tembaga sepanjang 10 m dialiri arus listrik

sebesar 5 mA. Jika kawat tembaga tersebut tegak lurus berada

dalam medan magnet sebesar 8 tesla, berapakah gaya Lorentz

yang timbul?

Diketahui:

L = 10 m 

I  = 5 mA = 0,005 A 

B = 8 tesla

Ditanya: Gaya Lorentz (F)?

Jawab:

F = B∙I∙L = 8 tesla. 0,005 A . 10 m = 0,4 N

Jadi, gaya Lorentz yang timbul sebesar 0,4 newton.

Motor listrik memiliki beberapa komponen, diantaranya magnet

tetap dan kumparan. Jika ada arus listrik yang mengalir pada kumparan  yang terletak dalam medan magnet, maka kumparan tersebut akan  mengalami gaya Lorentz sehingga kumparan akan berputar.

Menurut Faraday, listrik dapat dihasilkan dengan cara menggerakkan magnet batang keluar masuk kumparan. Temuan ini diterapkan pada generator listrik yang mengubah energi gerak

menjadi energi listrik.

a. Generator    

Generator adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi gerak (kinetik) menjadi energi listrik. Energi gerak yang dimiliki generator dapat diperoleh dari berbagai sumber energi alternatif, misalnya dari energi angin, energi air, dan sebagainya. Generator dibedakan menjadi generator AC (Alternating Current) dan generator DC (Direct Current). Generator AC atau alternator dapat menghasilkan arus listrik bolakbalik dengan cara menggunakan Cincin ganda, sedangkan

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

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 (bagian yang bergerak) dan stator (bagian yang diam).

Saat sepeda dikayuh dengan cepat, kumparan pada dinamo akan bergerak cepat sehingga gaya gerak listrik (GGL)

induksi yang dihasilkan menjadi lebih kuat dan energi listrik yang

dihasilkan menjadi lebih banyak. Selain dengan mempercepat putaran kumparan, penggunaan magnet yang kuat, memperbanyak jumlah lilitan, dan penggunaan inti besi lunak dalam dinamo juga dapat mengakibatkan GGL induksi yang dihasilkan menjadi lebih kuat

Berdasarkan penggunaannya, transformator dibagi menjadi dua

jenis, yaitu transformator step-down dan transformator step-up.

Transformator step-down berfungsi untuk menurunkan tegangan

listrik, sedangkan transformator step-up berfungsi untuk menaikkan

tegangan listrik.

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

Lilitan primer yang mendapat tegangan AC akan menginduksi lilitan

sekunder. Perubahan arah arus AC membuat medan magnet yang

terbentuk berubah-ubah, sehingga menghasilkan tegangan AC pada

ujung-ujung kumparan sekunder. Inti besi digunakan dengan tujuan

untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.