1

Handout Induksi Elektromagnetik

BAB 6

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Gambar di atas adalah dinamo sepeda yang

mampu menghasilkan nyala lampu. Prinsip utama

kerja dinamo adalah membangkitkan gaya

gerak listrik dengan cara melakukan perubahan

medan magnetik dalam kumparan.

A. Konsep Induksi Elektromagnetik

Induksi Elektromagnetik didefinisikan sebagai gejala timbulnya arus listrik pada suatu

penghantar karena pengaruh medan magnet yang berubah.

Gaya gerak listrik yang timbul di ujung-ujung penghantar karena perubahan medan

magnet disebut gaya gerak listrik induksi (ggl induksi), dan arus yang dihasilkan oleh ggl

induksi dinamakan arus induksi.

2

Handout Induksi Elektromagnetik

S

i

U

S

Q v

P A

Fluar R v

i B

1. Konsep fluks magnetik Fluks magnetik () didefinisikan sebagai hasil kali antara komponen induksi magnetik

tegak lurus bidang (B) dengan luas bidang (A)

= B.A = (B cos ). A

= B.A cos

= adalah sudut apit terkecil

antara arah induksi magnetik B

dengan arah normal ̂. Arah

normal bidang adalah arah tegak

lurus bidang.

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi ggl induksi Gaya gerak listrik induksi disebabkan oleh adanya perubahan fluk magnetik () yang

memotong kumparan. Dari persamaan = B.A cos , dapat dilihat bahwa perubahan

fluks magnetik ditentukan oleh tiga faktor

a. perubahan besar induksi magnetik (B) b. Perubahan sudut antara arah B dengan arah normal bidang ̂ c. Perubahan luas bidang kumparan (A)

3. Kaidah telapak tangan kanan untuk arah arus induksi

Bila tangan kanan dibuka dengan jempol menunjukkan arah kecepatan v dan keempat jari

lain yang dirapatkan menunjukkan arah medan magnetik B, maka arah telapak tangan

menunjukkan arah arus induksi (i).

Gambar 2. Selama loop kawat ditarik melintasi medan magnetik oleh suatu gaya luar, arus diinduksikan

ke dalam loop.

Gambar 1. Medan magnet B menembus sebuah bidang dengan sudut 𝜃 terhadap �̂�

3

Handout Induksi Elektromagnetik

4. Formulasi besarnya GGL induksi.

Ggl induksi pada ujung-ujung sebuah penghantar lurus dengan panjang (l) yang bergerak

dengan kecepatan v memotong suatu medan magnetik adalah :

1) sebanding dengan panjang penghantar (l)

2) sebanding dengan bersar induksi magnetik(B)

3) sebanding dengan kecepatan penghantar (v)

4) sebanding dengan sudut antara v dan B ()

= - lBv sin

Untuk kecepatan v tegak lurus B

= - lBv

Jika penghantar lurus ini ditutup hingga membentuk loop dengan hambatan listrik R

maka arus induksi I yang mengalir melalui loop adalah:

R

lBv

Ri

Besar gaya Lorentz yang dialami oleh loop yang bergerak vertikal memotong tegak lurus

suatu daerah medan magnetik adalah:

R

vBlF

22

Karena pengaruh gaya tarik bumi loop kawat bergerak dipercepat vertikal ke bawah,

hingga kecepatan v makin besar. Dengan bertambahnya v, gaya Lorentz F ke atas juga

bertambah besar . Pada suatu kedudukan tertentu akan sama dengan berat loop kawat

(w). Pada Kedudukan ini kawat mencapai kecepatan akhir terbesar yang tetap yang

disebut kecepatan terminal (vT) yang besarnya

22Bl

mgRvT

Catatan Besaran dan Satuan Penting Fluks magnetik () : Wb

Induksi Magnetik (B) : Wb/m2 atau T (tesla)

Luas penampang bidang (A) : m2

Ggl induksi () : volt atau V

Panjang kawat (l) : m

Kecepatan (v) : m/s

Arus induksi (i) : ampere atau A

Hambatan (R) : ohm atau

Gaya Lorentz (F) : newton atau N

4

Handout Induksi Elektromagnetik

Contoh Soal

1. Sebuah bangun KLMNOP seperti tampak

pada gambar berada dalam medan

magnetik yang induksi magnetiknya B =

0,1 T searah dengan sumbu –x positif.

Tentukan besar fluks magnetic yang

menembus bidang:

a. KLMN b. OLMP

b. KNPO d. KLO

2. Sebuah kawat yang panjangnya 2 m bergerak tegak lurus dalam

suatu medan magnetic homogen dengan kecepatan 12 m/s dan arah

v seperti ditunjukkan pada gambar. Pada ujung-ujung kawat tadi

timbul beda potensial P lebih tinggi daripada Q. tentukan besar dan

arah induksi magnetik yang dihasilkan oleh medan magnetik.

3. Sebuah batang ab dengan panjang

0,1 m bergeser sepanjang

konduktor diam yang

dibengkokkan berbentuk U .

batang penghantar digerakkan

dengan kecepatan v=2,5 m/s

memoong tegak lurus medan

magnetic homogen B = 0,6 T

dengan arah seperti ditunjukkan

pada gambar. Jika hambatan total

rangkaian tertutup (loop) adalah 0,03 ohm, hitunglah arus yang mengalir dalam

ab.

v

Q

P

Alhamdulillah… Maha Suci Engkau, Tiada ilmu pada kami kecuali apa yang

sudah Kau ajarkan kepada kami, Engkaulah Matatahu, Maha

Bijaksana.

40 cm

30 cm

K L

M N O

P

B

z

x

y