Penerapan
Elektromagnetik dan Induksi Elektromagnetik dalam Kehidupan Sehari - Hari
Latar
Belakang
Induksi elektromagnetik merupakan perubahan
medan magnet menjadi arus listrik. Konsep ini di temukan oleh Michael Faraday
dan kini konsep tersebut banyak digunakan dalam industri. Hal ini membuktikan
bahwa kontribusi sains dalam perkembangan teknologi dan peradaban sangatlah
penting. Faraday telah membuktikan bahwa arus listrik dapat dibangkitkan dengan
menggunakan medan magnet yang sedang bergerak pada sebuah kumparan.
Timbulnya arus listrik dapat diamati dengan menyimpangnya jarum galvanometer.
Tujuan
Dapat memformulasikan konsep
faraday dan arus bolak balik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
Generator
Generator dibedakan menjadi
dua, yaitu generator arus searah (DC) dan generator arus bolak-balik (AC). Baik
generator AC dan generator DC memutar kumparan di
dalam medan magnet tetap. Generator AC sering disebut
alternator. Arus listrik yang dihasilkan berupa arus
bolak-balik. Ciri generator AC menggunakan cincin
ganda. Generator arus DC, arus yang dihasilkan berupa arus searah. Ciri
generator DC menggunakan cincin belah
(komutator).
Jadi,
generator AC dapat diubah menjadi generator
DC dengan cara mengganti cincin ganda dengan sebuah komutator.
Sebuah generator AC kumparan berputar
di antara kutub- kutub yang tak sejenis
dari dua magnet yang saling berhadapan.
Kedua kutub magnet akan menimbulkan medan
magnet. Kedua ujung kumparan dihubungkan dengan
sikat karbon yang terdapat pada setiap
cincin. Kumparan merupakan bagian generator yang
berputar (bergerak) disebut rotor.
Magnet
tetap merupakan bagian generator yang tidak
bergerak disebut stator. Bagaimanakah
generator bekerja? Ketika kumparan sejajar dengan arah medan magnet
(membentuk sudut 0 derajat), belum terjadi arus
listrik dan tidak terjadi GGL induksi (perhatikan
Gambar 12.2). Pada saat kumparan berputar
perlahan-lahan, arus dan GGL beranjak naik
sampai kumparan membentuk sudut 90 derajat. Saat itu posisi kumparan
tegak lurus dengan arah medan magnet. Pada kedudukan ini kuat arus dan GGL
induksi menunjukkan nilai maksimum. Selanjutnya, putaran kumparan terus
berputar, arus dan GGL makin berkurang.
Ketika
kumparan mem bentuk sudut 180 derajat kedudukan kumparan sejajar dengan arah
medan magnet, maka Putaran kumparan berikutnya arus dan tegangan mulai naik
lagi dengan arah yang berlawanan. Pada
saat membentuk sudut 270 derajat, terjadi lagi kumparan berarus
tegak lurus dengan arah medan magnet. Pada kedudukan kuat arus dan GGL induksi
menunjukkan nilai maksimum lagi, namun arahnya
berbeda. Putaran kumparan selanjutnya, arus dan
tegangan turun perlahanlahan hingga mencapai
nol dan kumparan kembali ke posisi
semula hingga memb entuk sudut 360 derajat.
Dinamo
Dinamo
dibedakan menjadi dua yaitu, dinamo arus searah (DC) dan dinamo arus bolak-balik
(AC). Prinsip kerja dinamo sama dengan generator yaitu memutar kumparan di
dalam medan magnet atau memutar magnet di dalam kumparan. Bagian dinamo yang
berputar disebut rotor. Bagian dinamo yang tidak bergerak disebut stator.
Perbedaan
antara dinamo DC dengan dinamo AC terletak pada cincin yang digunakan. Pada
dinamo arus searah menggunakan satu cincin yang dibelah menjadi dua yang
disebut cincin belah (komutator). Cincin ini memungkinkan arus listrik yang
dihasilkan pada rangkaian luar Dinamo berupa arus searah walaupun di dalam
dinamo sendiri menghasilkan arus bolak-balik. Adapun, pada dinamo arus
bolak-balik menggunakan cincin ganda (dua cincin).
Alat
pembangkit listrik arus bolak balik yang paling sederhana adalah dinamo sepeda.
Tenaga yang digunakan untuk memutar rotor adalah roda sepeda. Jika roda
berputar,kumparan atau magnet ikut berputar. Akibatnya, timbul GGL induksi pada
ujung-ujung kumparan dan arus listrik mengalir. Makin cepat gerakan roda
sepeda, makin cepat magnet atau kumparan berputar. Makin besar pula GGL
induksi dan arus listrik yang dihasilkan. Jika dihubungkan dengan lampu,
nyala lampu makin terang. GGL induksi pada dinamo dapat diperbesar dengan cara
putaran roda dipercepat, menggunakan magnet yang kuat (besar), jumlah lilitan
diperbanyak, dan menggunakan inti besi lunak di dalam kumparan.
Transformator
Trafo
memiliki dua terminal, yaitu terminal input dan terminal output. Terminal input
terdapat pada kumparan primer. Terminal output terdapat pada kumparan sekunder.
Tegangan listrik yang akan diubah dihubungkan dengan terminal input. Adapun,
hasil pengubahan tegangan diperoleh pada terminal output. Prinsip kerja
transformator menerapkan peristiwa induksi elektromagnetik. Jika pada kumparan
primer dialiri arus AC, inti besi yang dililiti kumparan akan menjadi magnet
(elektromagnet). Karena arus AC, pada elektromagnet selalu terjadi perubahan
garis gaya magnet. Perubahan garis gaya tersebut akan bergeser ke kumparan
sekunder. Dengan demikian, pada kumparan sekunder juga terjadi perubahan garis
gaya magnet. Hal itulah yang menimbulkan GGL induksi pada kumparan sekunder.
Adapun, arus induksi yang dihasilkan adalah arus AC yang besarnya sesuai dengan
jumlah lilitan sekunder.
Bagian utama transformator
ada tiga, yaitu inti besi yang berlapis-lapis, kumparan primer, dan kumparan
sekunder. Kumparan primer yang dihubungkan dengan PLN sebagai tegangan masukan
(input) yang akan dinaikkan atau diturunkan. Kumparan sekunder dihubungkan
dengan beban sebagai tegangan keluaran (output
Tidak ada komentar:
Posting Komentar