Home / Fisika / Induksi Elektromagnetik

Induksi Elektromagnetik

  • 8 min read
Loading...

Penulis : Deyan Prashna, Departemen Fisika, FMIPA, Universitas Indonesia 2016

Induksi elektromagnetik merupakan suatu fenomena timbulnya arus listrik dari adanya medan magnet akibat pergerakan magnet di dalam suatu kumparan.

Pergerakan tersebut juga menimbulkan beda potensial yang dinamakan sebagai GGL induksi dan menimbulkan arus induksi sebagai akibat adanya perubahan fluks magnetik yang memotong kumparan. Terdapat hukum yang mengatur induksi elektromagnetik, yaitu hukum Faraday, hukum Lenz dan hukum Henry. Induksi elektromagnetik diaplikasikan pada generator, dinamo dan trafo.

Apa yang kamu ketahui tentang induksi elektromagnetik? Bagaimana prinsip kerja dari induksi elektromagnetik? Apakah juga dengan hukum yang mengatur induksi elektromagnetik? Lalu, bagaimana penerapannya dalam kehidupan sehari-hari? Yuk, simak artikel ini agar kamu dapat mengetahui jawabannya…

Pengertian Induksi Elektromagnetik

Induksi elektromagnetik merupakan suatu peristiwa timbulnya arus listrik akibat pergerakan konduktor (penghantar listrik khususnya magnet) di dalam suatu medan magnet. Dalam pergerakannya itu, menimbulkan beda potensial dari adanya perubahan fluks magnetik sehingga dapat menghasilkan arus listrik.

Fenomena induksi elektromagnetik

Loading...
ditemukan oleh Michael Faraday pada tahun 1831 kemudian dideskripsikan secara matematik oleh James Clerk Maxwell pada tahun 1864. Teori tersebut dinamakan sebagai teori Maxwell.

James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell, sumber wikipedia

Teori tersebut mendefinisikan hubungan antara medan magnet dengan medan listrik, kemudian terdapat hubungan dengan hukum Lorentz yang menyatakan arah dari medan induksi.

Pada induksi elektromagnetik terdapat GGL (Gaya Gerak Listrik) induksi yang timbul akibat perubahan fluks magnetik. Sedangkan arus listrik yang ditimbulkan dinamakan sebagai arus induksi.

Terdapat 3 faktor yang mempengaruhi GGL induksi, yaitu kecepatan perubahan medan magnet (akibat pergerakan relatif magnet terhadap kumparan atau pun sebaliknya), banyaknya lilitan yang membentuk medan magnet dan kekuatan magnet yang digunakan.

Percobaan Induksi Elektromagnetik

Pada induksi elektromagnetik timbul GGL induksi di dalam suatu kumparan akibat perubahan fluks magnetik. GGL induksi timbul jika magnet digerakkan relatif terhadap kumparan, maupun sebaliknya.

Terdapat suatu alat yang digunakan untuk mengecek ada atau tidaknya arus listrik di dalam suatu kumparan dari fenomena induksi elektromagnetik, alat tersebut bernama galvanometer. Berikut ilustrasi dari induksi elektromagnetik.

percobaan induksi elektromagnetik

Berdasarkan gambar 1, jika batang magnet digerakkan masuk ke kumparan maka akan menimbulkan medan magnet dan jarum galvanometer akan menunjuk ke kanan. Tetapi, ketika batang magnet didiamkan di dalam kumparan maka jarum galvanometer akan menunjuk ke angka nol.

Namun, jika batang magnet digerakkan ke luar kumparan maka jarum galvanometer akan menunjuk ke kiri. Dari pergerakan batang magnet tersebut akan menimbulkan beda potensial yang dinamakan GGL induksi dan juga menimbulkan arus induksi akibat adanya perubahan jumlah fluks magnetik yang memotong kumparan.

Hukum yang mengatur Induksi Elektromagnetik

Terdapat hukum atau peraturan yang mengatur perilaku induksi elektromagnetik dan dinyatakan secara matematis dalam bentuk rumus. Hukum atau peraturan tersebut berupa perilaku fluks magnetik, hukum Faraday, hukum Lenz, dan hukum Henry.

Berikut penjelasannya:

Fluks magnetik

Fluks magnet merupakan jumlah garis gaya magnet yang menembus bidang magnet per satuan luas tertentu. Arah fluks magnetik dapat tegak lurus maupun membentuk sudut tertentu.

Jika fluks magnetik tegak lurus, maka rumusnya sbb:

fluks magnetik

dimana 1 merupakan fluks magnetik dengan satuan Weber (Wb), B merupakan medan magnet dengan satuan Tesla (T), dan A merupakan luas penampang magnet 2 .

Jika fluks magnetik membentuk sudut, maka rumusnya sbb:

Loading...

rumus fluks magnetik

Hukum Faraday

Hukum Faraday menyatakan bahwa perubahan fluks magnetik pada fenomena induksi elektromagnetik akan menimbulkan GGL (Gaya Gerak Listrik) pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi dipengaruhi oleh laju perubahan fluks magnetik, jumlah kumparan dan kekuatan magnet yang digunakan.

Berikut rumus dari hukum Faraday:

rumus hukum faraday

dimana 5 merupakan GGL induksi dengan satuan volt (V), N merupakan jumlah lilitan pada kumparan, 6 merupakan perubahan fluks magnetik (Wb), dan 7 merupakan perubahan waktu dengan satuan sekon (s).

Perlu kamu ketahui bahwa 8 merupakan laju perubahan fluks magnetik.

Hukum Lenz

Hukum Lenz menyatakan bahwa GGL induksi menimbulkan arus yang mana medan magnet yang ditimbulkan memiliki arah yang berlawanan dengan arah fluks magnet. Dasar dari hukum Lenz adalah hukum Faraday dimana mendeskripsikan perubahan medan magnet dapat menginduksi arus pada suatu konduktor.

Tanda minus pada pers. (3) menunjukan bahwa arah GGL induksi yang dihasilkan berlawanan dengan arah fluks magnetik.

Hukum Henry

Hukum Henry menyatakan bahwa arus listrik yang mengalir melalui suatu penghantar dapat menyebabkan terjadinya GGL induksi. Perubahan fluks magnetik pada suatu penghantar dapat menginduksi dirinya sendiri sehingga timbul GGL induksi, dimana GGL ini dinamakan sebagai GGL induksi diri atau induktansi diri. Hukum Henry dirumuskan sbb:

rumus hukum henry

dimana merupakan GGL induksi (V), L merupakan induksi diri dengan satuan Henry (H), I merupakan kuat arus listrik dengan satuan Ampere (A), dan t merupakan waktu (s).

Rumus induktansi diri sbb:

Rumus induktansi diri

Untuk lebih mengetahui induksi magnetik, kamu dapat membaca artikel medan magnet.

Contoh Penerapan Induksi Elektromagnetik

Induksi elektromagnetik diaplikasikan pada berbagai peralatan listrik, yaitu generator, dinamo, dan trafo. Berikut penjelasannya:

  • Generator merupakan alat yang digunakan untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik dimana terdiri dari kumparan tembaga dengan bagian berupa rotor (kumparan berputar atau dinamis) dan stator (kumparan statis). Prinsip kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik. Generator dapat menghasilkan arus AC (bolak-balik) atau DC (searah), bergantung pada kebutuhannya.
  • Dinamo merupakan alat yang berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi mekanik yang terdiri dari rotor dan stator. Prinsip kerjanya pun berdasarkan induksi elektromagnetik.
  • Transformator (Trafo) merupakan alat yang digunakan untuk mengubah tegangan listrik baik untuk memperbesar atau pun memperkecil tegangan listrik (atau pun arus listrik). Trafo terdiri dari kumparan primer dan sekunder yang dililitkan pada inti besi. Inti besi terdiri dari beberapa lapisan besi. Trafo dapat dibedakan menjadi trafo step up dan step down. Trafo step up berfungsi untuk menaikan tegangan dari tegangan sebelumnya. Sedangkan trafo step down berfungsi untuk menurunkan tegangan dari tegangan sebelumnya.

Prinsip induksi elektromagnetik juga dipakai pada pembuatan magnet dimana suatu benda magnetik dapat dibuat menjadi magnet dengan cara mendekatkan benda magnetik dengan magnet induk tanpa menyentuhnya, serta dengan kutub yang saling berlawanan. Untuk lebih jelasnya mengenai pembuatan magnet melalui induksi elektromagnetik, kamu dapat membaca artikel medan magnet.

Jadi, induksi elektromagnetik merupakan suatu fenomena timbulnya arus listrik akibat pergerakan magnet di dalam suatu kumparan sehingga menimbulkan medan magnet dan GGL induksi. Induksi elektromagnetik bekerja dengan pengetahuan dasar bahwa adanya medan magnet dapat menimbulkan arus listrik, dan sebaliknya.

Terdapat berbagai hukum yang mengatur induksi elektromagnetik, yaitu hukum Faraday, hukum Lenz, dan hukum Henry. Induksi elektromagnetik diaplikasikan pada generator, dinamo dan trafo.

Demikian, pembahasan mengenai induksi elektromagnetik. Semoga pembahasannya mudah dimengerti dan dapat menjawab pertanyaan kamu terkait induksi elektromagnetik.

Sekian, terimakasih…

Daftar Pustaka

  • Bitar. 2020. Induksi Elektromagnetik : Pengertian, Penerapan, dan Rumus Serta Contoh Soalnya Lengkap. Diperoleh dari https://www.gurupendidikan.co.id/induksi-elektromagnetik/ (diakses pada 22 Juni 2020).
  • Ibadurrahman. Induksi Elektromagnetik. Diperoleh dari https://www.studiobelajar.com/induksi-elektromagnetik/ (diakses pada 22 Juni 2020).
  • Kho, Dickson. Hukum Lenz – Pengertian dan Bunyi Hukum Lenz. Diperoleh dari https://teknikelektronika.com/hukum-lenz-pengertian-hukum-lenz-bunyi-hukum-lenz/ (diakses pada 22 Juni 2020).
  • Libratama. 2013. Apa itu Generator? Diperoleh dari http://libratama.com/apa-itu-generator/ (diakses pada 22 Juni 2020).
  • Nur. 2020. Fluks Magnetik: Pengertian, Rumus, & Contoh Soal. Diperoleh dari https://www.google.com/amp/s/rumuspintar.com/fluks-magnetik/amp/ (diakses pada 22 Juni 2020).
  • Prashna, Deyan. 2020. Medan Magnet. Diperoleh dari https://bacaboy.com/medan-magnet/ (diakses pada 22 Juni 2020).

Baca juga:

Loading...