Induksi Elektromagnetik

A. Hubungan antara Pergerakan Garis Medan Magnet dengan Terjadinya Gaya Gerak Listrik Induksi

    Kalian telah mengetahui bahwa ada beberapa bentuk energi antara lain: energi kalor, energi kimia, energi cahaya, energi bunyi, dan energi listrik. Di antara bentuk-bentuk energi tersebut, energi listriklah yang paling mudah diubah menjadi bentuk energi lain. Oleh karena itu, energi listrik banyak digunakan untuk kepentingan manusia. Energi listrik diperoleh dari mesin pembangkit listrik yaitu generator. Generator menghasilkan energi listrik dengan beda tegangan yang sangat tinggi yaitu dalam orde megavolt, oleh sebab itu sebelum sampai ke rumahrumah perlu ada alat penurun tegangan. Alat yang digunakan adalah trafo atau transformator. Dasar kerja trafo dan generator adalah induksi elektromagnetik. 

Terjadinya GGL Induksi
Seorang ilmuwan dari Jerman yang bernama Michael Faraday (1991 – 1867) memiliki gagasan dapatkah medan magnet menghasilkan arus listrik? Gagasan ini didasarkan oleh adanya penemuan dari Oersted bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Karena termotivasi oleh gagasan tersebut kemudian pada tahun 1822,Faraday memulai melakukan percobaan-percobaan. Pada tahun 1831 Faraday berhasil membangkitkan arus listrik dengan menggunakan medan magnet. 

Alat-alat yang digunakan Faraday dalam percobaannya adalah gulungan kawat atau kumparan yang ujung-ujungnya dihubungkan dengan
galvanometer. Jarum galvanometer mula-mula pada posisi nol. Kalian pasti sudah mengetahui, bahwa galvanometer adalah sebuah alat untuk menunjukkan ada atau tidaknya arus listrik di dalam rangkaian. Percobaan Faraday untuk menentukan arus listrik dengan menggunakan medan magnet, dilakukan antara lain seperti kegiatan di atas. Pada kegiatan tersebut diketahui bahwa ketika kutub utara magnet bergerak ke dalam kumparan maka jarum galvanometer, menyimpang ke kanan. Ketika magnet ditarik dari dalam kumparan maka jarum galvanometer menyimpang ke kiri. Pada saat kutub selatan bergerak masuk ke dalam kumparan, jarum galvanometer akan menyimpang ke kiri, sedangkan ketika kutub selatan ditarik dari dalam kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kanan. Dari hasil percobaan di atas maka dapat diambil kesimpulan bahwa arus induksi yang timbul dalam kumparan arahnya bolak-balik seperti yang ditunjukkan oleh penyimpangan jarum galvanometer yaitu ke kanan dan ke kiri. 

Karena arus induksi selalu bolak-balik, maka disebut arus bolak-balik (AC = Alternating Current). Faraday menggunakan konsep garis gaya magnet untuk menjelaskan peristiwa di atas. Perhatikan Gambar 13.1!
1. Magnet didekatkan pada kumparan maka gaya yang melingkupi kumparan menjadi bertambah banyak, sehingga pada kedua ujung kumparan timbul gaya gerak listrik (GGL).
2. Magnet dijauhkan terhadap kumparan maka garis gaya yang melingkupi kumparan menjadi berkurang, kedua ujung kumparan juga timbul GGL.
3. Magnet diam terhadap kumparan, jumlah garis gaya magnet yang melingkupi kumparan tetap, sehingga tidak ada GGL.
Kesimpulan percobaan di atas adalah:
Timbulnya gaya listrik (GGL) pada kumparan hanya apabila terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet.

TEGANGAN INDUKSI

Seperti yang kita ketahui, arus listrik mengalir karena ada tegangan. Arus induksi yang dihasilkan pada percobaan Faraday juga berasal dari suatu tegangan yang dinamakan tegangan induksi atau ggl induksi. Dengan menggunakan istilah tegangan induksi, kesimpulan Faraday dapat dinyatakan dalam kalimat berikut :
”Perubahan medan magnet dalam suatu loop akan menimbulkan tegangan induksi”
Kalimat diatas dikenal dengan hukum Faraday

Besar Tegangan Induksi
Faraday mencoba mencari faktor-faktor yang mempengaruhi besar tegangan induksi. Untuk itu ia
melakukan dua macam percobaan yang akan dijelaskan dibawah ini.

A.Percobaan pertama dilakukan dengan menggerakkan batang magnet pada suatu loop atau kumparan yang diam. Faraday mengamati bahwa besarnya tegangan induksi yang timbul ketika batang magnet digerakkan dalam suatu loop dipengaruhi oleh 2 hal, yaitu :
1. Laju perubahan medan magnetik

. Semakin cepat perubahan medan magnetik, semakin besar tegangan induksinya. Lajuperubahan medan magnetik ini dipengaruhi oleh kuat medan magnetik dari magnet batang itu dan kecepatan magnet batang. Kesimpulannya adalah
tegangan induksis e b a nd ing dengan perubahan medan magnet.