Synergi in Blog: Gaya Gerak Listrik induksi

Gaya Gerak Listrik Induksi (GGL Induksi) adalah beda potensial yang terjadi pada ujung-ujung kumparan karena pengaruh induksi elektromagnetik. Dalam mempelajari GGL Induksi ini, kita akan mempelajari lebih lanjut tentang induksi elektromagnetik. Induksi elektromagetik ini merupakan dasar dari prinsip kerja dinamo atau generator dan peralatan listrik lainnya, misalnya transformator. Sebelum lebih dalam mempelajari Gaya Gerak Listrik Induksi (GGL Induksi) kita ingat dahulu tentang medan magnet yang ditimbulkan oleh magnet tetap dan medan magnet yang timbul di sekitar kawat penghantar beraliran arus listrik. Di mana untuk menggambarkan kuat medan dapat digunakan garis-garis gaya magnet, daerah yang memiliki medan magnet kuat digambarkan dengan garis gaya magnet yang rapat, sedangkan daerah yang medan magnetnya lebih kecil digambarkan dengan garis gaya magnet yang kurang rapat. Dekat dengan kutub-kutub magnet, garis-garis gayanya rapat, makin jauh dari kutub magnet makin jarang.

Apa yang terjadi apabila di sekitar kumparan kawat terjadi perubahan jumlah garis gaya magnet (medan magnet), misalnya dengan menggerakkan magnet keluar masuk dalam kumparan atau menggerakan kumparan di sekitar magnet? Ternyata pada ujung-ujung kumparan akan timbul beda potensial listrik. Apabila antar ujung-ujung kumparan dihubungkan dengan suatu penghantar atau ampermeter akan mengalir arus listrik.

Adanya arus listrik ditunjukkan dengan bergeraknya jarum amperemeter, terjadinya arus listrik hanya terjadi pada saat ada gerak relatif antara magnet dengan kumparan, arus tidak terjadi jika kumparan dan magnet sama-sama diam. Peristiwa timbulnya beda potensial pada ujung-ujung kawat penghantar bila terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet yang dilingkupi kumparan dinamakan induksi elektromagnetik. Beda potensial yang terjadi pada ujung-ujung kumparan disebut ggl induksi (gaya gerak listrik induksi) dan arus listrik yang timbul disebut arus listrik induksi. Peristiwa ini pertama kali diselidiki pada tahun 1831 oleh dua orang ilmuwan fisika di tempat yang berbeda, tetapi dalam waktu yang hampir bersamaan yaitu Michael Faraday di Inggris dan Yoseph Henry di Amerika Serikat.

Gaya Gerak Listrik Induksi (GGL Induksi)

Sebagai pembuka dalam mempelajari Gaya Gerak Listrik Induksi (GGL Induksi) dimulai dengan mempelajari fluks magnetik.

Pengertian Fluks Magnetik

Konsep tentang fluks magnetik pertama kali dikemukaan oleh ilmuwan Fisika yang bernama Michael Faraday untuk menggambarkan medan magnet. Ia menggambarkan medan magnet dengan menggunakan garis-garis gaya, di mana daerah yang medan magnetnya kuat digambarkan garis gaya rapat dan yang kurang kuat digambarkan dengan garis gaya yang kurang rapat. Sedangkan untuk daerah yang memiliki kuat medan yang homogen digambarkan garis-garis gaya yang sejajar. Garis gaya magnet dilukiskan dari kutub utara magnet dan berakhir di kutub selatan magnet. Untuk menyatakan kuat medan magnetik dinyatakan dengan lambang B yang disebut dengan induksi magnet, induksi magnetik menyatakan kerapatan garis gaya magnet.

gaya gerak listrik induksi (ggl induksi),gaya gerak listrik induksi,teori gaya gerak listrik induksi,pengertian gaya gerak listrik induksi,definisi gaya gerak listrik induksi,ggl induksi,materi ggl induksi,penemu ggl induksi,rumus ggl induksi

Sedangkan fluks magnetik menyatakan banyaknya jumlah garis gaya yang menembus permukaan bidang secara tegak lurus, yang dapat dinyatakan dalam persamaan, sebagai berikut.

$\Phi =\vec{B}.\vec A$ atau $\Phi =B.A\text{cos}\theta$

Persamaan kedua dipakai apabila arah B tidak tegak lurus permukaan bidang.

Dimana :

Φ = fluks magnetik (Wb = weber)
B = induksi magnet (T atau WB.m^-2)
A = luas permukaan bidang (m²)
θ = sudut yang dibentuk antara arah B dengan garis normal (radian atau derajat)

Faktor Penyebab :

Penyebab utama timbulnya ggl induksi adalah terjadinya perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh suatu loop kawat. Besarnya fluks magnetik telah dinyatakan pada persamaan Φ = B.A cos θ. Dengan demikian, ada tiga faktor penyebab timbulnya ggl pada suatu kumparan, yaitu:

perubahan luas bidang kumparan (A),
perubahan orientasi sudut kumparan θ terhadap medan,
perubahan induksi magnetik.

Faktor-Faktor Penyebab Timbulnya GGL Induksi

GGL Induksi Akibat Perubahan Luasan Kumparan Medan

Perubahan luasan kumparan karena pergerakan batang penghantar pada konduktor U

Gambar diatas memperlihatkan induksi ggl elektromagnetik. Kita asumsikan medan B tegak lurus terhadap permukaan yang dibatasi sebuah konduktor berbentuk U. Sebuah konduktor lain yang dapat bergerak dengan kecepatan v dipasang pada konduktor U. Dalam waktu Δt konduktor yang bergerak tersebut menempuh jarak :

Δx = v . Δt

Sehingga, luas bidang kumparan bertambah sebesar :

ΔA = l . Δx = l . v . Δt

Berdasarkan Hukum Faraday, akan timbul ggl induksi yang besarnya dinyatakan dalam persamaan berikut ini.

$\varepsilon =\frac{\Delta \Phi _{B}}{\Delta t}=\frac{B.\Delta A}{\Delta t}$

Dengan substitusi persamaan diatas, maka akan diperoleh :

$\varepsilon =\frac{B.l.v.\Delta t}{\Delta t}$
$\varepsilon = B.l.v$

Persamaan terakhir diatas hanya berlaku pada keadaan B, l, dan v saling tegak lurus.

GGL Induksi Akibat Perubahan Orientasi Sudut Kumparan θ Terhadap Medan

Perubahan sudut antara induksi magnetik B dan arah bidang normal dapat menyebabkan timbulnya ggl induksi, yang besarnya dapat ditentukan melalui persamaan :