INDUKSI DAN INDUKTANSI

Eksperimen 1 Jk magnet batang digerakan mendekati loop  ada arus Loop kondukting dihub. dg ammeter Tanpa baterai/sumber teg. gerak elektrik  tdk ada arus Jk magnet batang digerakan mendekati loop  ada arus Magnet berhenti tdk ada arus Magnet digerakan menjauh dr loop  muncul arus tp dg arah berlawanan

Kesimpulan Eksperimen 1 Arus muncul hanya jk ada gerakan relatif an. loop dan magnet Arus menghilang jk gerak relatif berhenti Gerak yang lbh cepat menghasilkan arus yg lbh besar Jk magnet ktb utara bergerak menuju loop arus searah jarum jam, mk jk kutub ini menjauh dr loop  arus berlawanan jrm jam. Menggerakan ktb selatan mendekat/menjauhi loop jg menimbulkan arus tp dg arah berlawanan

Arus yg diproduksi loop  arus terinduksi/imbas Kerja yg dilakukan per unit muatan utk menghasilkan arus  tegangan gerak elektrik (tge) terinduksi Proses yg menghasilkan arus dan tge  induksi

Eksperimen 2 Ammeter (loop kiri) menunjukan adanya arus arus terinduksi Jk saklar dibuka  arus terinduksi tiba2 muncul di loop kiri dg rah berlawanan Arus terinduksi & tge terinduksi muncul hanya jk arus di loop kanan berubah & tdk saat arus diam meski besar 2 loop kondukting berdekatan Jk saklar S ditutup ada arus di loop kanan

Switch tbuka : tdk ada arus  tdk ada mm Switch ditutup: arus meningkat  mm sekitar loop  jml gmm mll loop meningkat Meningkatnya gmm 

Hk Faraday ttg Induksi Tge dan arus dpt terinduksi dlm loop dg mengubah besarnya medan magnet yg melewati loop Besar medan magnet dpt divisualisasikan dgn garis medan magnet mll loop eksperimen : tge terinduksi pd loop ada jk jml garis medan magnet yg melalui loop berubah Jml aktual garis medan yg mll loop tdk penting Nilai tge terinduksi dan arus terinduksi yg dhasilkn ditentukan oleh kecepatan dmn jml gmm brubah

Flux magnetik Besar medan magnet yg mll loop  flux magnetik Flux magnetik : loop dg luas A di letakan dlm medan magnetik B (tegak lurus thd perm. loop) Jk medan magnetnya seragam: Satuan SI flux magnetik: 1 weber= 1 Wb= 1 T.m2

Besar tge terinduksi pd loop kondukting sama dg kecepatan flux magnetik mll loop berubah thd wkt HK. FARADAY tge terinduksi cenderung kebalikan dr perub. flux Total tge terinduksi utk flux magnetik mlll koil N (closely packed)

Perubahan flux magnetik mll koil: Mengubah besar B dlm koil Mengubah luas total koil atau bagian luasan dlm medan magnetik Mengubah sudut an. arah medan magnet dan perm. koilmemutar koil shg medan B yg mula2 tegak lurus mjd sejajar thd perm. loop

Contoh soal Solenoid S panjang A dg 220 lilitan/cm dan arus 1,5 A berdiameter 3,2 cm. Pd pusatnya ditempatkan koil C dgn diametr 2,1 cm. Arus pd solenoid mjd nol pd kec 25 ms. Brp besar emf yg menginduksi C bila arus pd solenoid berubah?

Jawab Krn ada di dlm S, C berada pd medan magnet yg dhasilkan oleh I pd solenoid  magnetik flux  mll C i berkurang  flux jg  berkurang  tge terinduksi di C Flux mll setiap koil C tgt A dan arah B pd solenoid. Krn B seragam & tegak lurus thd A, flux Besar B bag dlm solenoid tgt I dan jml lilitan /unit panjang,

Krn C lbh dr 1 lilitan, i pd solenoid bkurang dg kec. konstan  flux bkurang konstan jg Perlu data flux awal dan akhir Flux akhir = nol  arus akhir = 0 Flux awal 

HUKUM LENZ Menentukan arah arus induksi pd loop Hanya blaku utk rangkaian tertutup Arus terinduksi akan muncul di dlm arah yg sedemikian rupa shg arah tsb blawanan dg perub yg dhasilkan Arus terinduksi memp. arah spt medan magnet yi dsebabkan oleh arus yg berlawanan dg perub flux magnetik yg mnginduksi arus Arah tge terinduksi = arah arus terinduksi

Kutub utara magnet mendekati loop kondukting Arus terinduksi dlm loop Arus ini menghasilkan medan magnetik sendiri dg arah momen dipol berlawanan thd gerak magnet Krnnya. arah arus imbas berlawanan jrm jam

Berlawanan thd gerakan kutub Jk kutub utara magnet mendekati loop kondukting: Flux magnet mll loop meningkat & menginduksi arus loop. Loop berfungsi sbg dipol magnet dg momen dipol magnet dr S ke U utk melawan meningkatnya flux magnet yg disebabkan oleh magnet yg mendekat  kutub U loop (& ) hrs bhadapan dg kutub U (><) Aturan tangan kanan utk  arus terinduksi di loop berlawanan jrm jam Jk magnet dijauhkan dr loop, arus terinduksi di loop, tp loop mjd berkutub S berhadapan dg ktb U magnet. Arus imbas mjd searah jrm jam

Berlawanan thd perub. flux Kondisi mula2 tdk ada flux magnet mll loop Saat ktb U magnet mendekati loop dg arah medan magnet B ke bwh, flux mll loop meningkat. Utk melawan peningkatan flux  arus imbas i hrs memp medan magnet Bind sendiri ke arah atas dlm loop Flux Bind sll berlawanan dg perub. flux B, tp tdk sll arah Bind berlawanan B

Arah arus terinduksi i di loop sama seperti halnya arah arus medan magnet Bind berlawanan dg perub medan magnet B yg menginduksi i. Medan B ind sll mengarah berlawanan dg meningkatnya medan B (gb a, b) & searah dg turunnya medan magnet B (gb b,d). Aturan tangan kanan arah arus terinduksi berdasar arah medan terinduksi

Induksi dan Transfer Energi Dr. Hk. Lenz  bila magnet mendekat/menjauh dr loop, daya magnetik menghambat gerak, krnya perlu tenaga utk kerja positif Pd saat bersamaan, energi panas dihasilkan oleh material loop krn resistan elektrik material thd arus yg diinduksi oleh gerak Smkn cpt gerak magnet, smkn cpt gaya bekerja. Smkn besar kec energi ditransfer ke energi panas looptenaga transfer mkn besar Energi sll ditransfer ke eneri thermal slm proses krn hambatan resistan loop

Grs putus2  asumsi batas medan magnetik Loop ditarik ke kanan dg kec konstan v Flux medan mll loop brubah thd waktu, krn luasan loop dlm medan magnet brubah Loop yg msh berada dlm medan magnetik akan mengalami gaya F1, F2 dan F3 Besar F2 dan F3 sama, arah blawanan =0, tinggal F1 Loop kawat segiempat lebar L dg salah satu sisi berada di medan magnet eksternal yg seragam tegak lurus thd permukaan loop

Utk menggerakan loop dg kec ttp v, diperlukan gaya ttp F thd loop krn gaya magnet yg besarnya sama F1 tp arah berlawanan (F= -F1) Saat loop digerakan ke kanan, luasan dlm medan magnetik turun flux mll loop turun timbul arus pd loop. Arus ini yg menyebabkan gaya yg melawan tarikan loop Besarnya flux mll loop jk luasan loop msh di medan magnetik Lx ad : Jk x (panjang loop) berkurangflux berkurang

Besarnya tge (dmn dx/dt=v, kec loop bergerak) Tge menimbulkan arus: Arus hrs searah dg putaran jrm jam Arus menyebabkan gaya F1, F2 & F3:

F2=F3 krn berlawanan saling menghilangkn F1 gy yg menentang gerak loop: Kec. utk melakukan kerja thd loop saat ditarik Kec. energi thermal saat loop ditarik