Materi BAB 6 Kemagnetan dan Induksi elektromagnetik (2)

 

3. Induksi Magnet dan Gaya Lorentz

a. Induksi Magnet

Hans Christian Oersted (1820) yang menunjukkan bahwa arus listrik dapat menimbulkan medan magnet. Caranya 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 ditunjukkan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.

            b. Konsep Gaya Lorentz

kawat berarus yang berada dalam medan magnet akan mengalami gaya yang disebut dengan gaya Lorentz. Adanya gaya Lorentz dalam percobaan menimbulkan simpangan pada aluminium foil. Berdasarkan hasil percobaan tersebut dapat diketahui bahwa 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)

Penentuan arah gaya Lorentz, dapat dilakukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.

c. Penerapan Gaya Lorentz pada Motor Listrik

Beberapa motor listrik yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya motor listrik pada kipas angin berfungsi untuk menggerakkan baling-baling. Motor listrik memiliki beberapa komponen, diantaranya magnet tetap dan kumparan. Jika ada arus  istrik yang mengalir pada kumparan yang terletak dalam medan magnet, maka kumparan  tersebut akan mengalami gaya Lorentz sehingga kumparan akan berputar

4. Induksi Elektromagnetik

Alat-alat yang menggunakan prinsip kerja induksi elektromagnetikadalah sebagai berikut!

a.      Generator

b.      Dinamo AC-DC

c.       Transformator

            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.

        Pada transformator ideal, energi listrik yang masuk ke dalam kumparan primer akan dipindahkan seluruhnya ke dalam kumparan sekunder. Hal ini mengakibatkan besar efisiensi transformator menjadi 100% atau secara matematis dituliskan sebagai berikut.

Perhitungan efisiensi trafo (η) yang tidak ideal tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan rumus berikut.

Contoh Soal

C. Kemagnetan dalam Produk Teknologi

    1. MRI (Magnetic Resonance Imaging)

    2. Kereta Maglev

    3. Pemanfaatan Magnet dalam PLTN

 

Berbagi :