Teori Hukum Faraday, aplikasi dan contoh Soal

Anda pasti tahu dengan teknologi seperti, trafo, generator listrik, alat musik elektrik (gitar elektrik, piano elektrik) dan lain sebagaianya. Sebenarnya teknologi tersebut memiliki prinsip kerja yang bertumpu pada aplikasi dari hukum faraday.

Apa itu hukum faraday?

Hukum faraday adalah sebuah teori mutlak yang ditemukan oleh seorang ilmuwan inggris bernama Michael Faraday pada tahun 1831. Sebenarnya temuan dari michael faraday ini merupakan lanjutan dari sebuah teori listrik yang ditemukan oleh Hans Christian Oersted, yang menyatakan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Namun kebalikannya, apakah medan magnet dapat menghasilkan arus listrik? nah disinilah Michael Faraday tersebut berhasil menemukan temuan dan teori baru bahwa medan magnet juga dapat menghasilkan arus listrik yang sekarang disebut induksi faraday.

Pengertian Induksi Faraday

Pernahkah anda menderkatkan atau memasukan sebuah magnet batang kedalam sebuah kumparan dengan kutub utara di depan dan kutub selatan dibelakang kemudian dihubungkan ke galvanometer? maka jarum galvanometer tersebut akan bergerak kearah kanan. Sebaliknya jika magnet batangan tersebut digerakan keluar maka jarum galvanis akan bergerak keluar kearah kiri (berlawanan). Berikut adalah animasi dari induksi faraday yang dibuat oleh forumptk.org.

Penjelasan dari animasi tersebut adalah, ketika magnet batang dimasukan kedalam kumparan, maka akan terjadi arus listrik yang dapat mengalir kedalam kumparan sehingga dapat menggerakan jarum galvanometer. Pertanyaannya kok bisa terjadi arus listrik yang mengalir di kumparan? hal ini dikarenakan jumlah garis-garis gaya magnet yang terdapat didalam kumparan menjadi bertambah banyak, nah pertambahan garis gaya magnet akan secara otomatis menimbulkan GGL induksi.

Nah sebaliknya, Jika batang magnet tersebut digerakan keluar kumparan, maka jarum galvanometer tersebut bergerak kearah kiri (-), hal ini terjadi karena garis garis gaya magnet menjadi berkurang, penguruangan ini juga menimbulkan GGL induksi namun GGL induksi yang negatif (-).

Nah dari percobaan tersebut, Bapak michael faraday ini menarik kesimpulan bahwa,  medan magnet ternyata dapat mempengaruhi arus pada kumparan. Jadi induksi faraday adalah peristiwa munculnya arus listrik pada suatu penghantar listrik yang diakibatkan perubahan garis gaya magnet. dari situ juga ia juga menciptakan sebuah rumus

Dari percobaan diatas, Bapak Michael Faraday juga menyimpulkan bahwa, GGL induksi yang ditimbulkan sebenarnya berbanding lurus laju delta fluks (perubahan fluks) yang dibalut oleh kumparan tersebut. Teori ini dapat dirumuskan menjadi :

Keterangan  :

N : Jumlah Lilitan

 

 

 

Dalam aplikasinya, ternyata ditemukan lebih banyak lagi cara untuk fluks magnetik melalui kumparan yaitu mengubah magnitudo (B) medan magnet dalam kumparan, mengubah luas kumparan (A), dan merubah sudut antara medan magnet. Maka d θ = d( B.A). 

Contoh soal

Sebuah magnet batangan memiliki kekuatan medan magnet sebesar 4 T. Magnet tersebut digerakan keluar masuk kedalam sebuah kumparan kawat yang berjumlah 1000 lilitan. Jika luas penampang kumparan tersebut bernilai 80 cm2. Berapakah yang ditimbulkan dari reaksi induksi antara magnet batangan dan kumparan tersebut setiap 5 detik ?

Pembahasan

Diketahui

N : 1000
B : 4T
A : 80 cm2 = 0,008 m2
delta t = 5 detik

GGL Induksi (ε) ?

Jawab :

perubahan fluks (d θ) = d( B.A) = 4 x 0.008 = 0,032
maka ε = – (2000 x (0,032 / 5 ) = – 12,8 Volt

Leave a Reply