Induksi Elektromagnetik

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

Materi Presentasi Fisika untuk anak SMA

Comments

Presentation Transcript

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK:

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK Drs. Agus Purnomo a guspurnomosite.blogspot.com

PowerPoint Presentation:

Jika arus listrik dapat menimbulkan medan magnet , apakah medan magnet juga dapat menimbulkan arus listrik?

PowerPoint Presentation:

Fluks Magnetik ( Ф ). A B θ Normal bidang Fluks Magnetik adalah banyaknya garis gaya magnet (B) yang dilingkupi secara tegak lurus suatu luas penampang tertentu ( A ). Ф = B . A Cosθ Dengan: B : Induksi magnetik ( Tesla ) A : luas penampang ( m 2 ) θ : sudut antara B dan normal bidang

Gaya Gerak Listrik (GGL) Induksi:

Gaya Gerak Listrik (GGL) Induksi Induksi Elektromagnetik Gejala terjadinya arus listrik pada suatu penghantar akibat perubahan garis gaya magnet Arus induksi arus listrik yang timbul akibat induksi elektromagnetik

Induksi Elektromagnetik:

Induksi Elektromagnetik S U G Induksi elektromagnetik adalah gejala munculnya arus listrik induksi pada suatu penghantar akibat perubahan jumlah garis gaya magnet (fluks magnet).

Cara menimbulkan GGL Induksi:

Cara menimbulkan GGL Induksi Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan Memutar magnet di depan kumparan S U G

PowerPoint Presentation:

Memutus mutus arus pada kumparan primer yang didekatnya terdapat kumparan sekunder G dc

PowerPoint Presentation:

AC Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan primer yang di dekatnya terdapat kumparan sekunder. G

Arah Arus Induksi:

Arah A rus I nduksi Arah arus induksi ditentukan dengan kaidah tangan Kanan, atau menggunakan vektor, sbb B I v Dengan B : arah induksi magnet v : arah gerak penghantar I : arah arus indukksi Hukum Lenz : Terjadinya arys induksi selalu menimbulkan sesuatu yang melawan penyebabnya .

PowerPoint Presentation:

Arah arus lisrik induksi dapat ditentukan dengan hukum Lents : Arah arus listrik induksi sedemikian rupa sehingga melawan perubahan medan magnet yang ditimbulkan. S U G U S U S Arah A rus I nduksi

Kutub Utara magnet bergerak mendekati kumparan:

Kutub Utara magnet bergerak mendekati kumparan S U G U S Arah arus listrik induksi Arah A rus I nduksi

Arah Arus Induksi:

Kutub Utara magnet bergerak menjauhi kumparan S U G U S Arah arus listrik induksi Arah A rus I nduksi

Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi:

Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi 1. GGL Induksi sebanding dengan kecepatan perubahan flug magnet. G S U G S U

Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi:

Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi 1. GGL Induksi sebanding dengan jumlah lilitan G S U G S U

Besar GGL Induksi : 1. Sebanding dengan jumlah lilitan 2. Sebanding dengan kecepatan perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan:

Besar GGL Induksi : 1. Sebanding dengan jumlah lilitan 2. Sebanding dengan kecepatan perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan

contoh:

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 ?

2. Hukum Lenz:

2. Hukum Lenz Arah arus induksi (I )dalam suatu sistym/penghantar sedemikian hingga timbul sesuatu yang melawan penyebabnya X x x Q x x x x X x x x x x x X x x x x x x X x x P x x x x v F I B Penghantyar PQ bergerak dengan kecepatan v dalam medan magnet B secara tegak lurus, maka pada penghatar PQ terdapat arus induksi yang arahnya dari P menuju Q

Besarnya ggl induksi /beda potensial pada penghatar PQ (Ei):

Besarnya ggl induksi /beda potensial pada penghatar PQ (Ei) Ei = -lvB dimana l = panjang PQ(m) Jika penghantar PQ mempunyai hambatan R Maka besarnya arus induksi I= Ei / R Besarnya gaya lorentz F= B²l²v / R

Alat-alat yang menggunakan prinsip induksi elektromagnetik:

Alat-alat yang menggunakan prinsip induksi elektromagnetik 1. Dinamo AC V t Bentuk gelombang AC

PowerPoint Presentation:

2. Dinamo dc Bentukgelombang dc V t

PowerPoint Presentation:

3. Dinamo Sepeda Roda dinamo Sumbu dinamo Magnet Inti besi kumparan

4. Transformator:

4. Transformator Bagian utama Transformator Kumparan primer Kumparan sekunder Inti besi Kumparan primer Kumparan sekunder Inti besi Sumber Tegangan AC

Jenis Transformator:

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:

Persamaan Transformator Pada trnasformator jumlah lilitan transformator sebanding dengan tegangannya. 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 Is = kuat arus sekunder Ip = kuat arus primer

PowerPoint Presentation:

Np Ns Vp Vs Primer Masukan In Put Dicatu Dihubungkan pada sumbertegangan Sekunder Keluar Out Put Hasil Dihubungkan pada lampu Lampu

Contoh:

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 Efisiensi Transformator adalah perbandingan energi yang keluar dari transformator dengan energi yang masuk pada transformator η = Efisiensi transformator Ws = energi sekunder Wp = energi primer Ps = daya sekunder Pp = daya primer

Penggunaan transformator pada transmisi energi listrik jarak jauh :

Penggunaan transformator pada transmisi energi listrik jarak jauh Generator PLTA 30MW 10000 V Trafo Step Up 150 kV Trafo Step down 20 kV Trafo Step down 220 V

Transmisi energi listrik jarak jauh :

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. I = 3.000 A kuat arus tinggi Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah Kita tentukan kuat arus transmisi P = I 2 R = 3.000 2 . 10 = 90 MW daya yang hilang besar Kita tentukan kuat arus transmisi I = 200 A kuat arus rendah Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah P = I 2 R = 200 2 . 10 = 0,4 MW daya yang hilang kecil

GGL Induksi Diri (Es):

GGL Induksi Diri (Es) baterai saklar Lampu/filamen/kumparan Perhatikan rangkaian listrik berikut. Pada saat saklar dibuka dan ditutup maka pada lampu/ kumparan terjadi perubahan kuat arus I . Pada saat lampu hendak nyala dan hendak mati jika kita amati masih ada nyala kecil, yang berarti masih ada arus listrik, aruslistrik ini disebut Arus induksi sendiri Is Karena ada arus maka ada beda potensial. Beda potensial inilah yang disebut GGL Induksi Diri ( Es )

Besarnya GGL Induksi Diri(Es):

Besarnya GGL Induksi Diri(Es) Besarnya GGL Induksi Diri sebanding dengan cepat perubahan kuat arus I . tiap satu satuan waktu t . sehingga didapat hubungan: Es = - L I/t . dimana L adalah Induktansi diri dari kumparan dengan satuan henry = H

INDUKTANSI DIRI ( L ):

INDUKTANSI DIRI ( L ) Besaran yang hanya dimiliki oleh induktor/kumparan Besarnya sebanding dengan fluks magnet dan berban ding terbalik dengan kuat arus yng melalui kumparan, sehingga didapat hubungan : L = N Φ /I

INDUKTANSI DIRI PADA SOLENOIDA / TOROIDA:

INDUKTANSI DIRI PADA SOLENOIDA / TOROIDA L = - N Φ /i Φ =BxA, B= μ ¸i N/L L = - μ ¸A N²/L Dimana: μ ¸= 4 . 10‾ wb/Am A = Luas penampang kumparan, N = Jumlah lilitan dan L= panjang kumparan

ENERGI YANG TERSIMPAN DALAM INDUKTOR:

ENERGI YANG TERSIMPAN DALAM INDUKTOR Besar energi yang tersimpan dalam induktor/ kumparan ( W ) sebanding dengan kwadrat kuat arus yang melalui induktor ( i² ) W = ½ L i² ( dalam joule = J )

Contoh Soal:

Contoh Soal 1.Sebuah kumparan terdiri dari 500 lilitan dan memiliki hambatan 10 ohm . Kumparan melingkupi fluks magnet berubah – ubah terhadap waktu dengan persamaan Φ =(t + 2 )² weber dengan t dalam sekon. Tentukan kuat arus yang mengalir melalui kumparan pada saat a. t=0 dan b. t=2 s 2 . x x x x x x Sebuah kawat L = 10 cm ber x x x x x x gerak dalam medan magnet x x x x x x x B= 0,60 T dengan kece x x x x x x patan v =2,5 m/s secara tegak lurus seperti gambar. Tentukan besar dan arah arus pada kawat Ldengan hambatan 5 ohm L=10 cm v

Lanjutan Contoh Soal:

Lanjutan Contoh Soal 3. Arus dalam suatu kumparan dengan induksi diri 90 mH berubahterhadap waktu sebagai I = t² - t ( dalam satuan SI ). Tentukan besar GGL Induksi diri pada saat a. t = 1 s dan t = 4 s . B. kapan GGL bernilai nol 4. Sebuah kumparan berbentuk toroida memiliki luas penampang 5,0 cm² dan jari-jari r=10 cm dan mempunyai lilitan 200. Tentukanlah a. Induktansi diri toroida. B. Energi yang tersimpan pada toroida jika dialiri arus listrik 6.0 A

Lanjutan Contoh Soal:

Lanjutan Contoh Soal 5. Sebuah Generator listrik terdiri sebuah loop bujur sangkar 10 lilitan dengan rusuk 50 cm . Loop kemudian diputar dengan 60 putaran per sekon . Berapakah besar induksi magnet yang diperlukan agar Generator dapat menghasilkan ggl maksimum sebesar 150  volt. 6. Sebuah transformator step up mengubah tegangan 25 volt menjadi 250 volt. Bila efisiensinya 80 % dan kumparan sekunder dihubungkan lampu 250 volt , 50 watt . Tentukan kuat arus yang mengalir pada kumparan primer dan skunder.

PowerPoint Presentation:

terima kasih aguspurnomosite.blogspot.com

authorStream Live Help