Hukum Lenz – Setelah sebelumnya kabarkan.com telah membahas materi tentang Hukum Ohm. Maka dipertemuan kali kabarkan akan menerangkan secara lengkap materi tentang hukum lenz beserta pengertian, rumus dan contoh soalnya. Untuk lebih jelasnya langsung aja simak ulasan dibawah ini.
Pengertian Hukum Lenz
Hukum lenz merupakan sebuah hukum yang menyatakan bahwa jika GGL(Gaya Gerak Listrik) yang timbul pada sebuah rangkaian, maka arah arus induksi yng berusaha menentang perubahan dari medan magnetik tersebut.
Hukum yang diciptakan oleh seorang ahli fisika yang bernama Friederick Lenz pada tahun 1834.
Hukum lenz ini dapat dilihat dari sebuah percobaan dengan menggunakan magnet dan kumparan listrik. ketika magnet didalam kumparan.
Akan tetapi, jika medan magnet didekatkan dengan kumparan maka akan terjadi perubahan fluks megnetik.Arah induksi pada perubahan magnetik selalu dalam keadaan fluks konstan, apakah diidekatkan atau digerakan akan menjauh. Perhatikan gambar di bawah ini.
Berdasarkan gambar di atas,
a. arah v merupakan arah dari penyebab perubahan
b. arah gaya lorentz FL akan selalu berlawanan dengan arah v
c. dengan menggunakan aturan tangan kanan, maka diperoleh arah I dari P ke Q
Rumus Hukum Lenz
| Rumus | ε = B. l v |
Fluks Magnet
Fluks magnet diartikan sebagai perkalian antara medan magnet dengan luas bidang A yang letakknya tegak lurus dengan induksi magnetnya. Secara matematis rumus fluks ialah
| Rumus | Φ = BA |
Pada dasarnya bentuk induksi magnet B tidak selalu tegak lurus pada bidang, dapat membentuk sudut tertentu. Misalkan ada sebuah induksi medan magnet yang membentuk sudut teta dengan garis normal maka besarnya fluks magnet yang dihasilkan ialah:
| Rumus | Φ = BA cos θ |
Φ = Fluks magnet
B = induksi magnet
A = luas bidang
θ = Merupakan sudut arah induksi magnet B dengan garis normal bidang
Pernyataan Hukum Lenz
“Jika ggl induksi timbul pada suatu rangkaian, maka arah induksi yang dihasilkan sedemikian rupa sehingga menimbulkan medan magnetik induksi yang menentang perubahan medan magnetik (arus induksi berusaha mempertahankan fluks magnetik totalnya konstan)”
Dengan berdasarkan hukum Lenz (a) Arah arus induksi magnet mendekati kumparan, (b) magnet menjauhi kumparan.
Untuk lebih memahami hukum Lenz, perhatikan gambar diatas. Pada saat kedudukan magnet dan kumparan diam, tidak ada perubahan fluks magnet dalam kumparan.
Namun pada saat kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan, maka timbul perubahan fluks magnetik. Dengan demikian pada kumparan akan timbul fluks magnetik yang menentang pertambahan fluks magnetik yang menembus kumparan.
Maka oleh sebab itu, arah fluks induksi harus berlawanan dengan fluks magnetik. Dengan demikian fluks total yang dilingkupi kumparan selalu konstan.
akan tetapi pada saat magnet digerakkan menjauhi kumparan, maka akan terjadi pengurangan fluks magnetik dalam kumparan, akibatnya pada kumparan timbul fluks induksi yang menentang pengurangan fluks magnet, sehingga selalu fluks totalnya konstan.
Arah arus induksi dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan yaitu jika arah ibu jari menyatakan arah induksi magnet maka arah lipatan jari-jari yang lain menyatakan arah arus.
Percobaan Hukum Lenz
Jika magnet digerakkan mendekati kumparan, ke mana arah arus listrik yang terjadi pada hambatan R?
Oleh sebab magnet digerakkan mendekati kumparan, maka pada kumparan akan timbul ggl induksi yang menyebabkan timbulnya arus induksi pada kumparan, sehingga menyebabkan timbul medan magnet yang menentang medan magnet tetap, maka arah arus dalam kumparan/hambatan dari B ke A seperti dalam pernyataan hukum lenztersebut.
Contoh Soal Hukum lenz
Contoh Soal 1
Sebuah Kumparan dengan Jumlah Lilitan 100 didalam Waktu 0.01 detik, dapat menimbulkan perubahan Fluks Magnet sebesar 10-4 Wb. Berapakah Gaya Gerak Listrik Induksi yang timbul di Ujung – Ujung Kumparan tersebut ?.Diketahui :
N = 100 Lilitan
dΦ/dt=10-4Wb per 0.01 sekon = 10-2 Wb/s.
Jawaban :
ε = -N (dΦ / dt)
ε = – 100 (10-2)
ε = -1 Volt
(Tanda Negatif hanya menunjukkan Arah Arus Induksinya).
Jadi total gaya gerak listrik induksi elektromagnet yg diperoleh dari ujung kumparan tersebut sebesar 1 Volt.
Contoh Soal.2
Sebuah penghantar lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 1,5 A. Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan 5 x 104 m/s searah arus dalam penghantar, pada jarak 0,1 m dari penghantar tersebut. Jika muatan elektron ialah -1,6 x 10-19 C, maka besar gaya pada elektron oleh arus dalam penghantar itu ialah ??Pembahasan :
Diketahui :
- I = 1,5 A
- v = 5 x 104 m/s
- a = 0,1 m
- e = -1,6 x 10-19 C
Penyelesaian
Kuat medan magnet:
⇒ B = μo.I
2πa
⇒ B = (4π x 10-7)(1,5)
2π(0,1)
⇒ B = 6 x 10-7
0,2
⇒ B = 3 x 10-6 Wb/m2
Gaya pada elektron:
⇒ F=e.v.B
⇒ F=(1,6 x 10-19)(5 x 104)(3 x 10-6)
⇒ F=24 x 10-21
⇒ F=2,4 x 10-20 N
Jadi besar gaya pada elektron oleh arus dalam penghantar ialah 2,4 x 10-20 N
Demikianlah Materi pembahasan kali ini tentang hukum lenz, semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi sobat semua.