Hukum Faraday

Michael faraday (1791-1867), seorang ilmuwan jenius dari inggris menyatakan bahwa:1. Jika sebuah penghantar memotong garis-garis gaya dari suatu medan magnetic (fluk) yang konstan, maka pada penghantar tersebut akan timbul tegangan induksi.2. Perubahan fluks medan maagnetik didalam suatu rangkaian bahan penghantar, akan menimbulkan tegangan induksi pada rangkaian tersebut.Kedua pernyataan beliau diatas menjadi hokum dasar listrik yang menjelaskan mengenai fenomena induksi elektromaganetik dan hubungan antara perubahan fluks dengan tegangan induksi yang ditimbulkan dalam suatu rangkaian, apilkasi dari hukum ini adalah pada generator. Gambar 1 akan menjelaskan mengenai fenomena tersebut.

Gambar 1. Hukum Faraday, Induksi Elektromagnetik.Percobaan FaradayPada tahun 1831 Michael Faraday melakukan percobaan dan menemukan keberadaan arus listrik karena pengaruh medan magnet (elektromagnet)Penemu generator (dinamo) dan salah seorang ahli fisika besar dunia, Michael Faraday adalah anak dari keluarga tak mampu. Ia tidak pernah mengenyam pendidikan formal yang tinggi. Ia hanya mengenyam pendidikan dasar (setingkat SMP sekarang). Faraday menjadi seorang ilmuwan besar hingga kini karena ia tekun membaca buku-buku dari tempatnya bekerja sebagai penjilid buku.

Percobaan-percobaan Faraday yaitu:

1. Menggerakan magnet batang keluar masuk kumparan

2. Memutar magnet di dekat kumparan

3. Memutar kumparan di dekat kutub magnet

Ketika kumparan diputar, dalam kumparan terjadi perubahan kuat medan magnet. Sehingga antara A dan B timbul tegangan yang disebut GGL induksi.

4. Memutus-mutus arus pada kumparan PRIMER untuk menginduksi kumparan SEKUNDER

Kumparan PRIMER yang dialiri arus menghasilkan medan magnet

Selama arus primer diputus-putus dalam kumparan sekunder terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet, sehingga natara A dan B timbul gerak gaya listrik Induksi.

Prinsip percobaan Faraday adalah:

Dalam kumparan harus selalu terjadi perubahan kuat medan magnet/ perubahan jumlah garis-garis gaya magnet agar dihasilkan tegangan/ GGL induksi.

Hukum Lenzpada tahun 1835 seorang ilmuan jenius yang dilahirkan di Estonia, Heinrich Lenz (1804-1865) menyatakan bahwa :

arus induksi elektromagnetik dan gaya akan selalu berusaha untuk saling meniadakan (gaya aksi dan reaksi)

Sebagai contoh, jika suatu penghantar diberikan gaya untuk berputar dan memotong garis-garis gaya magnetik, maka pada penghantar tersebut akan timbul tegangan induksi (hukum faraday). Kemudian jika pada ujung-ujung penghantar tersebut saling dihubungkan maka akan mengalir arus induksi, dan arus induksi ini akan menghasilkan gaya pada penghantar tersebut (hukum ampere-biot-savart). Yang akan diungkapkan oleh Lenz adalah gaya yang dihasilkan tersebut berlawanan arah dengan arah gerakan penghantar tersebut, sehingga akan saling meniadakan.

Hukum Lenz inilah yang menjelaskan mengenai prinsip kerja dari mesin listrik dinamis (mesin listrik putar) yaitu generator dan motor.

Gambar 3. Hukum Lenz- gaya aksi dan reaksi.MOTOR LSTRIK

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu.

Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua standar global yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC berbasis metrik (milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupun kiloWatt (kW).

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya, sebagai standar di EU, pembagian kelas ini menjadi EFF1, EFF2 dan EFF3. EFF1 adalah motor listrik yang paling efisien, paling sedikit memboroskan tenaga, sedangkan EFF3 sudah tidak boleh dipergunakan dalam lingkungan EU, sebab memboroskan bahan bakar di pembangkit listrik dan secara otomatis akan menimbulkan buangan karbon yang terbanyak, sehingga lebih mencemari lingkungan.

Standar IEC yang berlaku adalah IEC 34-1, ini adalah sebuah standar yang mengatur rotating equipment bertenaga listrik. Ada banyak pabrik elektrik motor, tetapi hanya sebagian saja yang benar-benar mengikuti arahan IEC 34-1 dan juga mengikuti arahan level efisiensi dari EU.

Banyak produsen elektrik motor yang tidak mengikuti standar IEC dan EU supaya produknya menjadi murah dan lebih banyak terjual, banyak negara berkembang manjdi pasar untuk produk ini, yang dalam jangka panjang memboroskan keuangan pemakai, sebab tagihan listrik yang semakin tinggi setiap tahunnya.

Lembaga yang mengatur dan menjamin level efisiensi ini adalah CEMEP, sebuah konsorsium di Eropa yang didirikan oleh pabrik-pabrik elektrik motor yang ternama, dengan tujuan untuk menyelamatkan lingkungan dengan mengurangi pencemaran karbon secara global, karena banyak daya diboroskan dalam pemakaian beban listrik.

Sebagai contoh, dalam sebuah industri rata-rata konsumsi listrik untuk motor listrik adalah sekitar 65-70% dari total biaya listrik, jadi memakai elektrik motor yang efisien akan mengurangi biaya overhead produksi, sehingga menaikkan daya saing produk, apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun, maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan.

Prinsip kerja motor listrik

Prinsip kerja motor listrik

Pada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit. Sebagaimana kita ketahui bahwa: kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap.

Cara Kerja MotorListrik

Motorbenda ini merupakan salah satu penyebab mengapa manusia mengalami lompatan peradaban yang begitu cepat. Lalu konsep sains apa yang paling bertanggungjawab bagi munculnya teknologi ini? Yap..tidak lain konsep sains yang dimaksud adalah listrik dan magnet. Interaksi antara keduanya dapat memunculkan berbagai hal menarik, salah satunya adalah motor.

Kita ingat pelajaran listrik magnet, manakala sebuah partikel bermuatan melewati suatu medan magnet, maka partikel tersebut dapat berbelok dengan menggunakan aturan tangan kanan.

Dengan demikian, jika kita siapkan sebuah kumparan, lalu kumparan tersebut diberi arus dan pada saat bersamaan dari arah yang tegak lurus dengan arah arus kita berikan medan magnet, maka kumparan akan terlempar karena adanya gaya magnet.