induksi elektromagnetik - sch
TRANSCRIPT
Induksi Elektromagnetik
G
Induksi elektromagnetik adalah
gejala munculnya ggl induksi dan
arus listrik induksi pada suatu
penghantar akibat perubahan
jumlah garis gaya magnet yang
memotong kumparan
Apa yang membuat jarum galvano menyimpang ?
Bagaimana hal itu dapat terjadi ?
G
G1 G0
Apa yang terjadi dengan jarum galvanometer saat
penghantar digerakkan memotong garis – garis
gaya magnet ?
Apa yang terjadi saat penghantar digerakkan
searah garis – garis gaya magnet ?
Jika ada penyimpangan jarum galvanometer dapat
menjelaskan ada apa pada ke dua ujung penghatar
yang dihubungkan pada galvanometer
mengapa jarum galvanometer tidak dapat menyimpang ?
Jika jarum galvanometer tidak menyimpang menjelaskan pada
kedua ujung penghantar yang dihubungkan dengan
galvanometer tidak ada apa ?
Cara menimbulkan GGL Induksi
• Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan
• Memutar magnet di depan kumparan
G
• Memutus mutus arus pada kumparan primer
yang didekatnya terdapat kumparan sekunder
G dc
AC
• Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan primer yang di dekatnya terdapat kumparan sekunder.
G
Arah arus listrik induksi
• Arah arus lisrik induksi dapat ditentukan dengan hukum
Lents : Arah arus listrik induksi sedemikian rupa
sehingga melawan perubahan medan magnet
yang ditimbulkan.
G
Kutub Utara magnet bergerak mendekati kumparan
G
Arah arus listrik induksi
Kutub Utara magnet bergerak menjauhi kumparan
G
Arah arus listrik induksi
Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi
1. GGL Induksi
sebanding
dengan
kecepatan
perubahan
flug magnet. G
G
Δt
ΔΦ ε
Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi
1. GGL Induksi
sebanding
dengan jumlah
lilitan
G
G
N ε
Besar GGL Induksi :
1. Sebanding dengan jumlah lilitan
2. Sebanding dengan kecepatan perubahan
jumlah garis gaya magnet yang memotong
kumparan
Δt
ΔΦNε
(volt) induksi gglε
lilitanjumlah N
(Weber/s)magnet gaya garisjumlah perubahan kecepatan Δt
ΔΦ
contoh
• Sebuah kumparan yang
memiliki jumlah lilitan 300
lilitan bila terjadi
perubahan jumlah garis
gaya magnet di dalam
kumparan dari 3000 Wb
menjadi 1000 Wb dalam
setiap menitnya tentukan
besar ggl induksi yang
dihasilkan ?
Δt
ΔΦNε
volt10000ε
60
2000-300ε
60
3000-1000300ε
A
C B
D
B
Saat penghantar pada sisi AB berputar 90o sampai di A1B1 maka
penghantar AB memotong garis-garis gaya magnet sehingga
pada penghantar AB muncul arus listrik induksi
Arah arus listrik induksi pada penghantar AB dapat ditetukan
sebagai berikut :
Karena penghantar bergerak berlawanan arah jarum jam maka
arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang searah jarum
jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari
B1 ke A1
Saat penghantar pada sisi A1B1 berputar 90o sampai di A2B2
maka penghantar A1B1 memotong garis-garis gaya magnet
sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi
Karena penghantar bergerak searah jarum jam maka arus listrik
induksi harus menghasilkan gaya yang berlawanan arah jarum
jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari
A2 ke B2
1
1
F
B
I
F1
I1
F2
I2
2
2
Generator AC
Generator DC
A
C B
D
B
1
1
I1
F1
Saat penghantar pada sisi AB berputar 180o,
penghanta AB memotong garis-garis gaya magnet
sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik
induksi
Arah arus listrik induksi pada penghantar AB dapat
ditetukan sebagai berikut :
Karena penghantar bergerak berlawanan arah jarum
jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya
yang searah jarum jam untuk melawan gerak
penghantar. Arus listrik mengalir dari B1 ke A1
Arus terputus
Penghantar CD menenpai posisi AB dengan arah
putaran yang sama arus tetap mengalir ke atas,
sehingga aah arus tetap pada satu arah.
Alat-alat yang menggunakan prinsip
induksi elektromagnetik
1. Dinamo AC
MagnetCincin luncur
Sikat karbon
Kumparan
V
t
Bentuk gelombang AC
2. Dinamo dc
Magnet
KomutatorCincin belah
Sikat karbon
Kumparan
Bentukgelombang dc V
t
3. Dinamo Sepeda
Roda dinamo
Sumbu dinamo
Magnet
Inti besi
kumparan
4. Transformator
• Bagian utama Transformator
Kumparan
primer
Kumparan
sekunder
Inti besi
Kumparan
primer Kumparan
sekunder
Inti besi
Sumber
Tegangan AC
• Alat untuk mengubah tegangan bolak-balik ( AC )
Jenis Transformator 1. Transformator step up
Ciri – ciri
Penaik Tegangan
Ns > Np
Vs > Vp
Is < Ip
2. Transformator step down
Ciri – ciri
Penurun Tegangan
Ns < Np
Vs < Vp
Is > Ip
Np Ns Vp Vs
Np Ns Vp Vs
Persamaan Transformator Pada trnasformator jumlah lilitan transformator sebanding
dengan tegangannya.
Vs
Vp
Ns
Np
• Np = Jumlah lilitan primer
• Ns = Jumlah lilitan sekunder
• Vp = Tegangan primer
• Vs = Tegangan sekunder
Transformator ideal jika energi yang masuk pada transformator
sama dengan energi yang keluar dari transformator
Wp = Ws
Vp. Ip . t = Vs . Is . t
Ip
Is
Vs
Vp
• Is = kuat arus sekunder
• Ip = kuat arus primer
Np Ns Vp Vs
Primer
Masukan
In Put
Dicatu
Dihubungkan pada
sumbertegangan
Sekunder
Keluar
Out Put
Hasil
Dihubungkan pada lampu
Lampu
Contoh
Sebuah transformator memiliki jumlah lilitan
primer dan sekunder adalah 6000 lilitan dan 200 lilitan
jika kumparan primer transfomator diberi
tegangan 240 volt maka tegangan yang dihasilkan
transformator adalah
6000 Vs = 240 V. 200
Jawab Vp
Vs =
Np
Ns
240 V
Vs =
6000
200
240 V. 200
6000 = Vs
8 volt = Vs
Efisiensi Transformator • Efisiensi Transformator adalah perbandingan energi yang
keluar dari transformator dengan energi yang masuk pada transformator
x100%Wp
Wsη
x100%Pp
Psη
x100%Ip Vp
Is Vsη
η = Efisiensi transformator
Ws = energi sekunder Wp = energi primer
Ps = daya sekunder
Pp = daya primer
Penggunaan transformator pada transmisi
energi listrik jarak jauh
Generator PLTA
30MW
10000 V
Trafo
Step
Up
Trafo
Step
down
20 kV
Trafo
Step
down
220 V
Transmisi energi listrik jarak jauh
1. Dengan Arus Besar 2. Dengan Tegangan Tinggi
Bila pada PLTA gambar di atas menghasilkan daya 30 MW dan
tegangan yang keluar dari generator 10.000 volt akan di
transmisikan jika hambatan kawat untuk transmisi 10 Ω.
V
PI
volt10.000
watt30.000.000I
I = 3.000 A kuat arus tinggi
Daya yang hilang diperjalanan karena
berubah menjadi kalor adalah
Kita tentukan kuat arus transmisi
P = I2 R
= 3.0002 . 10
= 90 MW daya yang hilang besar
Kita tentukan kuat arus transmisi
V
PI
volt150.000
watt30.000.000I
I = 200 A kuat arus rendah
Daya yang hilang diperjalanan karena
berubah menjadi kalor adalah
P = I2 R
= 2002 . 10
= 0,4 MW daya yang hilang kecil
Keuntungan Transmisi energi listrik jarak jauh
dengan tegangan tinggi :
1.Energi listrik yang hilang kecil
2.Memerlukan kabel yang diameternya kecil
sehingga harganya lebih murah