Transcript FISIKA – induktor dan induktansi

INDUKTOR
DAN INDUKTANSI
Induksi Diri
Pd 2 induktor/koil yg
berdekatanarus pd
satu induktor
menghasilkan flux
magnetik pd induktor yg
lain
► Jk flux berubah krn arus,
tge terinduksi muncul di
koil ke 2
► Efek induksi tdk hrs
ditunjukan oleh 2 koil
► Tge terinduksi muncul di
koil jk arus di koil yg
sama berubah tge
induksi diri
►
►
Utk setiap induktor
►
Sesuai Hk. Faraday
►
Kombinasi ke 2 pers,
didpt, tge induksi diri:
Pd induktor muncul tge
induksi jk i=f(t)
► Kec. perub arus yg akan
bpengaruh tdp tge
induksi, bkn besar i
►
Induktansi Solenoid
► Kapasitor
 mproduksi medan listrik
► Induktor  menghasilkan medan magnetik
► Tipe dasar induktor  solenoid panjang
► Arus pd solenoid menghasilkan flux magnetik mll
pusat induktor
► Induktansi pd induktor ad:
► Satuan
induktansi H=T.m2/A
 tautan flux magnetik
►
Tautan flux pd solenoid
per unit panjang di l dkt
bag tengah:
Suku kiri  tautan flux
magnetik
► N (jml lilitan); A (luas
penampang solenoid); n
(jml lilitan per panjang
solenoid); l (jarak dkt
pusat solenoid): B (besar
medan magnetik dlm
solenoid)
►
Krn
induktansi:
►
Induktansi per unit
panjang dekat pusat
solenoid panjang
►
mk
Induksi bersama
►
2 koil bdekatan: arus pd
koil 1 flux magnetik pd
koil 2
Jk i=f(t) mk tge muncul di
koil 2 induksi bersama
► 2 koil berdekatan berpusat
sb sama dg hambatan R &
baterai menghasilkan arus
i1 di koil 1
► i1 menyebabkan medan
magnet B1
► Koil 2 dihub. dg ammeter
tanpa baterai flux
magnetik 21 (flux mll koil
2 krn arus koil 1) tgg jml
lilitan N2 di koil 2
►
► Induksi
bersama koil 2
thd koil 1 (M21) ad.
Krn L=N/i,mk
► Jk
i1=f(t) krn R berubah
Ruas kananbesar tge di
koil 2 krn prubahan arus
di koil 1 (Hk. Faraday)
Jk ada arus i2 di koil 2
krn baterai,
menghasilkan flux
magnetik 12 yg
mengitari koil 1
► Jk i2=f(t) krn R berubah
►
►
Tge imbas pd koil
proporsional thd kec
perubahan arus di koil
yg lain.
►
Satuan M ad henry
Medan Magnetik terinduksi
►
Perub. Flux magnetik 
menginduksi medan listrik
►
Hk. Faraday induksi
E=medan listrik terinduksi
pd loop tertutup krn perub
flux magnet
►
►
Perub. Flux listrik 
mneginduksi medan
magnet
►
Hk. Maxwell induksi
B=medan magnet krn
perub flux listrik pd loop
►
►
►
►
Medan listrik berubah Kapasitor
plate paralel sirkular (tampak
samping) dialiri muatan dg arus I
tetap, dE/dt tetap
Perub. Flux listrik  mm
Muatan kapasitor meningkat dg
kecepatan tetap pd arus tetap di
kawat  besar medan elektrik antar
plate meningkat pd kec. tetap
► gb
sebelumnya
(tampak dr plate)
► Medan
listrik menjauh
dr surface
► Ttk 1 (gb a & b) loop
dg r<R konsentris dg
plate
► medan elektrik mll
loop berubah ada
dE/dt
► flux elektrik berubah
 menginduksi
medan magnet
sekitar loop
► Medan
magnetik besarnya sama di setiap titik
sekitar loop simetri pd sb pusat plate
► Ttk 2, r >R kapasitor  mm terinduksi di luar
plate jg
► slm medan elektrik berubahmedan magnetik
terinduksi an plate, di dlm & luar gap
► Medan elektrik tdk brubah  mm induksi hilang
► Medan magnet B yg dsebabkn oleh arus maupun
perub medan listrik (Hk. Ampere-Maxwell)
► Medan
magnet
seragam B pd daerah
sirkular.
► Medan menjauh dr
surface dan
meningkat besarnya
► Medan elektrik E
terinduksi oleh
perubahan medan
magnetik terlihat pd 4
ttk di konsentrik
lingkaran dg daerah
sirkuler
Contoh soal
► Sebuah
kapasitor plat sejajar dg bentuk plat
lingkaran. Diketahui perub. medan listrik thd
wkt 1,5x1012 V/m.s. Tentukan medan
magnet di r=R/5=11 mm
► Dr.
Hk. AmpereMaxwell:
► Tdk
ada arus, tp
medan listrik berubah
►B
tegak lurus thd A;
simetri di sekitar loop
s=2r dan A=r2
► mk
Arus Pergeseran
(displacement current)
►
►
►
Hk. Ampere-Maxwell 
Konsep “arus kontinyu”
Arus melewati plat +,
keluar plat –
Arus konduksi tdk
kontinyu, krn di celah
kapasitor tdk ada muatan
►
►
Arus pergeseran (id)  an
plate kapasitor yg dimuati
oleh arus i
Aturan tangan kanan  arah
medan magnet
►
Arus pergeseran, id
►
Medan magnet dihasilkan oleh arus konduksi i maupun
arus pergeseran id:
►
Arus i sesungguhnya yg melewati plate mengubah medan
elektrik E an plate
Id dipengaruhi oleh perub. Medan listrik E
Muatan q pd plate setiap saat berhub dg besar medan E
an plate saat itu
►
►
A = luas plate
►
Utk menghitung arus sebenarnya i
►
Utk menghit arus pergeseran asumsi medan elektrik E
an 2 plate seragam & E=EA
►
Dari 2 pers di atas i=id
 id ad. kontinuasi arus sesungguhnya dr 1 plate yg mll
gap kapasitor ke plate yg lain
Meskipun tdk ada muatan berpindah an plate, arus
pergeseran membantu menentukan arah & besar medan
magnet imbas
►
►
Menentukan Medan Magnet Imbas
Aturan yg sama utk
menentukan arah medan
magnet oleh I, dpt
diaplikasikan utk id pd
kapasitor
► id utk menentukan medan
magnet induksi oleh
kapasitor bermuatan pd
plate bundar dg jari2 R
► anggap jarak an plate sbg
kawat sirkuler yg
membawa arus id
►
►
Besar medan magnetik pd
ttk di dlm kapasitor, r< R
►
Besar medan magnet pd
ttk di luar kapasitor r>R
Contoh soal
Dari contoh soal sebelumnya, plate lingkaran
dialiri arus:
a.Tentukan besar arus pergeseran
b.Berapa medan magnet terinduksi pd r=R/5
jk dinyatakan dlm medan magnet induksi
max?
►
arus pergeseran
►
=(8.85x10-12)(3.14)(11x10-3)2(1,5x1012)
=0.458 A
Medan magnet induksi
►
Bmax tjd pd r=R, mk:
►
Shg pd r=R/5 
Persamaan-Persamaan
Maxwell
► Fenomena
berbeda utk keelektromagnetan