Hukum Faraday – Materi pembahsan kali ini mengenai hukum faraday beserta pengertian rumus dan contoh soalnya. Namun dipertemuan sebelumnya kami telah membahas mengenai Hukum Kirchoff. Baiklah mari langsung aja kita simak bersama ulasan dibawah ini.
Pengertian Hukum Faraday
Hukum Faraday ialah merupakan suatu hukum yang mempelajari tentang dasar “Elektromagnetisme” yang menjelaskan tentang proses arus listrik yang menghasilkan medan magnet dan proses bagaimana suatu medan magnet menghasilkan arus listrik pada sebuah konduktor.
Kemudian hukum ini dijadikan sebagai prinsip dan dasar dari sebuah kinerja Induktor, Transformator, Generator Listrik, Selenoid, dan Motor Listrik.
Kemudian dalam Ilmu yang mempelajari dasar suatu proses bekerjanya suatu arus listrik dan medan magnet ini sering disebut Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday.
Pertama kali hukum ini ditemukan yakni oleh Michael Faraday seorang fisikawan yang berasal dari Inggris pada tahun 1831.
Rumus Hukum Faraday 1 Dan 2
- Rumus Hukum Faraday untuk menghitung suatu gaya gerak listrik digunakan secara sistematis ialah sebagai berikut:
| Rumus | ɛ = -N (ΔΦ / ∆t) |
Keterangan:
- ɛ =gaya gerak listrik (ggl) induksi (volt)
- N =jumlah lilitan kumparan
- ΔΦ =perubahan gaya medan magnet atau fluks magnetiks (weber)
- ∆t =selang waktu (s)
Akan tetapi untuk penggunaan tanda negatif ialah merupakan simbol suatu arah gaya gerak listrik (ggl) induksi. Kemudian selain faraday, terdapat juga hukum lain yang digunakan yakni dapat dirumuskan menjadi
| Rumus | m = (Q / F) (M / z) |
Generator
Generator ialah merupakan sebuah alat yang dapat merubah energi gerak menjadi energi listrik. Prinsip yang digunakan yakni perubahan sudut berdasarkan Faraday sehingga terjadi perubahan fluks magnetik. Perubahan sudut ini dirancang dengan cara memutar kumparan pada generator.
Kemudian pada bagian ujung kumparan yang berputar diantara dua kutub magnet inilah akan timbul beda potensial. Sehingga dapat digunakan sebagai sumber tegangan dan hasilnya ialah sumber tegangan bolak-balik.
esar ggl induksinya dapat ditentukan dari hukum Faraday.
| Rumus | ε = -NdΦ →ε = -Ntdd (BAω Sin ωt) |
Dari hubungan ini dapat diperoleh :
| Rumus | ε = εmaks sin ωt εmaks = N B A ω |
- ε = εmaks sin ωt
- εmaks = N B A ω
dengan :
ε = ggl induksi (volt)
N = jumlah lilitan
B = induksi magnet (Wb/m2)
A = luas kumparan (m2)
ω = kecepatan sudut p (rad/s)
Bunyi Hukum Farday 1 Dan 2
Menurut Michael Faraday yang didasarkan dengan percobaan yang telah dilakukan, ia menyimpulkan bahwa dalam sebuah Faraday ada dua hukum.
Hukum tersebut ialah Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday 1 dan Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday. Dibawah ini ialah merupakan penjelasan mengenai Hukum Faraday 1 dan 2 menurut Michael Faraday.
- Bunyi Hukum Faraday 1
“Pada saat terjadi suatu perubahan pada medan magnet yang terdapat kumparan yang akan mengakibatkan sebuah gaya gerak listrik (ggl) yang telah diinduksi oleh kumparan tersebut”
- Bunyi Hukum Faraday 2
“Dalam suatu tegangan gaya gerak listrik pada sebuah rangkaian tertutup akan sebanding dengan kecepatan pada perubahan fluks terhadap waktu”
Maka dengan landasan dasar dari Hukum tersebut, Michael menghubungkan dengan satu pernyataan yakni:
“Setiap terjadinya suatu perubahan medan magnet pada kumparan akan mengakibatkan gaya gerak listrik (ggl) induksi yang sebanding dengan laju perubahan fluks”
Gaya gerak listrik dalam sebuah arus listrik sangat mempengaruhi bekerjanya suatu rangkaian listrik. Terjadinya suatu gaya gerak listrik dalam suatu rangkaian listrik dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor. Berikut ini ada beberapa faktor yang mempengaruhi besar kecilnya suatu gaya gerak listrik (ggl).
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya (GGL)
- Jumlah lilitan pada kumparan
Dalam banyaknya jumlah lilitan pada kumparan maka semakin besar pula tegangan yang diinduksikan.
- Kecepatan gerak medan magnet
Apabila semakin cepatnya gerak garis gaya medan magnet atau fluks mengenai konduktor, maka semakin besar pula tegangan induksinya.
- Jumlah garis medan magnet (fluks)
Apabila besar jumlah garis gaya medan magnet (fluks) mengenai konduktor maka akan semakin besar pula induksinya.
Dengan faktor-faktor di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa besarnya induksi dipengaruhi oleh kecepatan gerak, jumlah lilitan, dan jumlah garis medan magnet.
Contoh Soal Hukum Faraday
Contoh Soal 1
Suatu kumparan mempunyai 50 lilitan, fluks magnet dalam kumparan berubah sebesar 5 x 10-3 weber dalam selang waktu 10 ms. Maka hitunglah (ggl) induksi pada kumparan tersebut!
Pembahasan:
Diketahui
- Jumlah lilitan (N) = 50
- Jarak.waktu (Δt)=10ms=10×10-3second
- ΔΦ=5×10-3weber
Jadi berapakah gaya gerak listriknya (ɛ)?
Jawaban:
- ɛ=-N(ΔΦ/∆t)
- ɛ=-50(5×10-3wb/10×10-3)
- ɛ=-50(0,5)
- ɛ=-25V
Jadi (ɛ) atau gaya gerak listriknya ialah -25V.
Contoh Soal.2
Dalam sebuah percobaan fluks magnetik yang dihasilkan oleh medan magnetik B tegak lurus dengan permukaan seluas A ialahФ.
Jika ukuran magnet diperkecil menjadi ½ B kemudian luas pada permukaannya di perbesar menjadi 2 A. Maka, berapakah fluks magnetik yang dihasilkan?
Pembahasan:
- Fluks magnetik iaahФ=BAcosθ=BAcos0=BA
- Apabila medan B’=1/2BdanA’=2A
- Jadifluks magnetnya ialah Ф’=B’A’=1/2B(2A)=BA=Ф
Contoh Soal.3
Ada sebuah kawat tertutup berbentuk persegi dengan luas 0,02 m2 dan kawat tersebut diletakkan pada sebuah bidang datar.Suatu medan magnet sama diberikan kepada bidang tersebut dengan arah menembus bidang secara tegak lurus menjauhi pembaca.
Apabila medan magnet tersebut diturunkan dengan kecepatan 2 x 10-4 T/s dan hambatan kawatnya ialah 0,1 Ohm. Maka berapakah besar arah arus induksi yang timbul?
Pembahasan:
Ф =–N(ΔФ/Δt)=–N (ΔBA/Δt)
Ф =– (1)(0,02)(-2×10-4)=4×10-6volt
I=V/R=(4×10-4)/0,1=4×10-5A dan arah serah jarum jam
Contoh Soal.4
Diketahui dari suatu kumparan bahwa induktansi sebanyak 700 mH. Maka berapakah besaran gaya gerak listrik, apabila induksi yang dibangkitkan dalam kumparan itu saat ada perubahan arus listrik dari 200 mA menjadi 80 mA dalam waktu 0,02 sekon ialah ?
Pembahasan:
- ɛ = -L (ΔI/∆t)
- ɛ = ( – 0,7) . (0,12 / 0,02)
- ɛ = ( – 0,7) . ( – 6)
- ɛ = 4,2 V
Demikianlah materi pembahasan mengenai hukum faraday kali ini, semoga bermanfaat