Transcript fisikaku 4-induksi & induktansi1

INDUKSI DAN
INDUKTANSI
Eksperimen 1




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




2 loop kondukting
berdekatan
Jk saklar S ditutup ada
arus di loop kanan

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
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





Loop kawat segiempat
lebar L dg salah satu sisi
berada di medan magnet
eksternal yg seragam
tegak lurus thd permukaan
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




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
