Induksi
elektromagnetik atau imbas elektromagnetik terjadi apabila suatu kawat
penghantar bergerak melewati medan magnet. Konsep ini berawal dari penelitian
dan penemuan HC Oersted dan dilanjutkan oleh Michael Faraday. Medan magnet di
sekitar kawat berarus listrik ditemukan secara tidak sengaja oleh Hans
Christian Oersted (1770-1851), ketika akan memberikan kuliah bagi mahasiswa.
Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat berarus listrik magnet jarum kompas
akan bergerak (menyimpang). Penyimpangan magnet jarum kompas akan makin besar
jika kuat arus listrik yang mengalir melalui kawat diperbesar. Arah
penyimpangan jarum kompas bergantung arah arus listrik yang mengalir dalam
kawat. Gejala itu terjadi jika kawat dialiri arus listrik. Jika kawat tidak dialiri
arus listrik, medan magnet tidak terjadi sehingga magnet jarum kompas tidak
bereaksi. Perubahan arah arus listrik ternyata juga memengaruhi perubahan arah
penyimpangan jarum kompas. Perubahan jarum kompas menunjukkan perubahan arah
medan magnet. Jika arah arus listrik
mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub selatan menuju kutub utara,
kutub utara jarum kompas menyimpang berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Jika
arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub utara menuju
kutub selatan, kutub utara jarum kompas menyimpang searah dengan arah putaran
jarum jam.
1.
Pola Medan Magnet di
Sekitar Arus Listrik
Gejala
penyimpangan magnet jarum di sekitar arus listrik membuktikan bahwa arus
listrik dapat
menghasilkan medan magnet. Arah medan magnet yang ditimbulkan
arus listrik dapat diterangkan melalui aturan atau kaidah genggaman tangan.
Anggaplah suatu penghantar berarus listrik digenggam tangan kanan. Jika arus
listrik searah ibu jari, arah medan magnet yang timbul searah keempat jari yang
menggenggam. Kaidah yang demikian disebut kaidah tangan kanan menggenggam.
2.
Solenoida
Pada
uraian sebelumnya kamu sudah mempelajari medan magnet yang timbul pada
penghantar lurus. Bagaimana jika penghantarnya melingkar dengan jumlah banyak?
Sebuah penghantar
melingkar jika dialiri arus listrik akan menghasilkan medan listrik. Penghantar
melingkar yang berbentuk kumparan panjang disebut solenoida. Medan magnet yang
ditimbulkan oleh solenoida
akan lebih besar daripada yang ditimbulkan oleh sebuah penghantar melingkar,
apalagi oleh sebuah penghantar lurus. Jika solenoida dialiri arus listrik maka
akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan solenoida berarus listrik
bergantung pada kuat arus listrik dan banyaknya kumparan. Garis-garis gaya
magnet pada solenoida merupakan gabungan dari
garis-garis gaya magnet dari kawat melingkar. Gabungan itu akan menghasilkan
medan magnet yang sama dengan medan magnet sebuah magnet batang yang panjang.
Kumparan seolah-olah
mempunyai dua kutub, yaitu ujung yang satu merupakan kutub utara dan ujung
kumparan yang lain merupakan kutub selatan
3.
Elektromagnetik
Magnet listrik atau elektromagnet sangat erat hubungannya dengan
solenoida.
Medan magnet yang dihasilkan
oleh solenoida berarus listrik tidak terlalu kuat. Agar medan magnet yang
dihasilkan solenoida berarus listrik bertambah kuat, maka di dalamnya harus
dimasukkan inti besi lunak. Besi lunak merupakan besi yang tidak dapat dibuat menjadi
magnet tetap. Solenoida berarus listrik dan dilengkapi dengan besi lunak itulah
yang dikenal sebagai elektromagnet.
4.
Faktor yang
Memengaruhi Kekuatan Elektromagnet
Sebuah
elektromagnet terdiri atas tiga unsur penting, yaitu jumlah lilitan, kuat arus,
dan inti besi.
Makin banyak lilitan dan makin besar arus listrik yang mengalir, makin besar
medan magnet ang dihasilkan. Selain itu
medan magnet yang dihasilkan elektromagnet juga tergantung pada inti besi
yang digunakan. Makin besar (panjang) inti besi yang berada dalam solenoida,
makin besar medan magnet yang dihasilkan elektromagnet. Jadi kemagnetan sebuah
elektromagnet bergantung besar kuat arus yang mengalir, jumlah lilitan, dan
besar inti besi yang digunakan.
Elektromagnet menghasilkan medan magnet yang sama dengan medan magnet sebuah
magnet batang yang panjang. Elektromagnet juga mempunyai dua kutub yaitu ujung
yang satu merupakan kutub utara dan ujung kumparan yang lain merupakan kutub
selatan.
Dibandingkan magnet biasa, elektromagnet banyak mempunyai
keunggulan. Karena itulah elektromagnet banyak digunakan dalam kehidupan
sehari-hari. Beberapa keunggulan elektromagnet antara lain sebagai berikut.
a. Kemagnetannya
dapat diubah-ubah dari mulai yang kecil sampai yang besar dengan cara mengubah
salah satu atau ketiga dari kuat arus listrik, jumlah lilitan dan ukuran inti
besi.
b. Sifat
kemagnetannya mudah ditimbulkan dan dihilangkan dengan cara memutus dan
menghubungkan arus listrik menggunakan sakelar.
c. Dapat
dibuat berbagai bentuk dan ukuran sesuai dengan kebutuhan yang dikehendaki.
d. Letak
kutubnya dapat diubah-ubah dengan cara mengubah arah arus listrik.
Beberapa peralatan sehari-hari yang menggunakan
elektromagnet antara lain bel listrik, relai, telepon, katrol listrik
5.
Gaya Lorentz
Interaksi medan magnet dari kawat berarus dengan medan magnet
tetap akan menghasilkan gaya magnet
. Pada peristiwa ini terdapat hubungan
antara arus listrik, medan magnet tetap, dan gaya magnet. Hubungan besaran-besaran
itu ditemukan oleh fisikawan Belanda, Hendrik Anton Lorentz (1853–1928). Dalam
penyelidikannya Lorentz menyimpulkan bahwa besar gaya yang ditimbulkan berbanding
lurus dengan kuat arus, kuat medan magnet, panjang kawat dan sudut yang
dibentuk arah arus listrik dengan arah medan magnet. Untuk menghargai jasa
penemuan H.A. Lorentz, gaya tersebut disebut gaya Lorentz. Apabila arah arus
listrik tegak lurus
dengan arah medan magnet, besar
gaya Lorentz dirumuskan.
F
= gaya Lorentz satuan newton (N)
B
= kuat medan magnet satuan tesla
(T).
l
= panjang kawat satuan meter (m)
I
= kuat arus listrik satuan
ampere (A)
Berdasarkan rumus di atas tampak bahwa apabila arah arus listrik
tegak lurus dengan arah medan magnet, besar gaya Lorentz bergantung pada
panjang kawat, kuat arus listrik, dan kuat medan
magnet. Gaya Lorentz yang
ditimbulkan makin besar, jika panjang kawat, kuat arus listrik, dan kuat medan
magnet makin besar
Arah gaya Lorentz bergantung pada arah arus listrik dan
arah edan magnet. Untuk menentukan arah gaya Lorentz digunakan kaidah atau
aturan tangan kanan. Caranya rentangkan ketiga jari
yaitu ibu jari, jari telunjuk,
dan jari tengah sedemikian hingga membentuk sudut 900 (saling
tegak lurus). Jika ibu jari menunjukan arah arus listrik (I) dan jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet (B) maka arah gaya Lorentz searah jari tengah (F). Dalam bentuk tiga dimensi, arah yang tegak lurus
mendekati pembaca diberi simbol.
Gaya Lorentz yang ditimbulkan kawat berarus listrik dalam medan
magnet dapat dimanfaatkan untuk membuat alat yang dapat mengubah energi listrik
menjadi energi gerak. Alat yang menerapkan gaya Lorentz adalah motor listrik
dan alat-alat ukur listrik. Motor listrik banyak dijumpai pada tape recorder,
pompa air listrik, dan komputer. Adapun, contoh alat ukur listrik yaitu
amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter.
Untuk
mengetahui lebih jauh tentang Induksi Elektromagnetik. Silahkan download sesuai
petunjuk
3.
Latihan
Ujian ONLINE Klik :
Komentar
Posting Komentar