Upload
agustinus-wiyarno
View
1.321
Download
36
Embed Size (px)
Citation preview
Induksi Elektromagnetik
GInduksi elektromagnetik adalah gejala munculnya ggl induksi dan arus listrik induksi pada suatu penghantar akibat perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan
Apa yang membuat jarum galvano menyimpang ?
Bagaimana hal itu dapat terjadi ?
G
G1G0
Apa yang terjadi dengan jarum galvanometer saat penghantar digerakkan memotong garis – garis gaya magnet ?
Apa yang terjadi saat penghantar digerakkan searah garis – garis gaya magnet ?
Jika ada penyimpangan jarum galvanometer dapat menjelaskan ada apa pada ke dua ujung penghatar yang dihubungkan pada galvanometer
mengapa jarum galvanometer tidak dapat menyimpang ?
Jika jarum galvanometer tidak menyimpang menjelaskan pada kedua ujung penghantar yang dihubungkan dengan galvanometer tidak ada apa ?
Cara menimbulkan GGL Induksi
• Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan• Memutar magnet di depan kumparan
G
• Memutus mutus arus pada kumparan primer yang didekatnya terdapat kumparan sekunder
Gdc
AC
• Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan primer yang di dekatnya terdapat kumparan sekunder.
G
Arah arus listrik induksi• Arah arus lisrik induksi dapat ditentukan dengan hukum
Lents : Arah arus listrik induksi sedemikian rupa sehingga melawan perubahan medan magnet yang ditimbulkan.
G
Kutub Utara magnet bergerak mendekati kumparan
G
Arah arus listrik induksi
Kutub Utara magnet bergerak menjauhi kumparan
G
Arah arus listrik induksi
Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi
1. GGL Induksi sebanding dengan kecepatan perubahan
flug magnet.G
G
Δt
ΔΦ ε ∞
Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi
1. GGL Induksi sebanding dengan jumlah lilitan
G
G
N ε ∞
Besar GGL Induksi :1. Sebanding dengan jumlah lilitan2. Sebanding dengan kecepatan perubahan
jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan
Δt
ΔΦNε −=
(volt) induksi gglε =lilitanjumlah N =
(Weber/s)magnet gaya garisjumlah perubahan kecepatan Δt
ΔΦ =
contoh
• Sebuah kumparan yang memiliki jumlah lilitan 300 lilitan bila terjadi perubahan jumlah garis gaya magnet di dalam kumparan dari 3000 Wb menjadi 1000 Wb dalam setiap menitnya tentukan besar ggl induksi yang dihasilkan ?
Δt
ΔΦNε −=
volt10000ε60
2000-300ε
60
3000-1000300ε
=
−=
−=
A
CB
D
B
Saat penghantar pada sisi AB berputar 90o sampai di A1B1 maka penghantar AB memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi
Arah arus listrik induksi pada penghantar AB dapat ditetukan sebagai berikut :
Karena penghantar bergerak berlawanan arah jarum jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang searah jarum jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari B1 ke A1
Saat penghantar pada sisi A1B1 berputar 90o sampai di A2B2 maka penghantar A1B1 memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi
Karena penghantar bergerak searah jarum jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang berlawanan arah jarum jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari A2 ke B2
1
1
F
B
I
F1
I1
F2
I2
2
2
Generator AC
Generator DC
A
CB
D
B
1
1
I1
F1
Saat penghantar pada sisi AB berputar 180o, penghanta AB memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi Arah arus listrik induksi pada penghantar AB dapat ditetukan sebagai berikut :Karena penghantar bergerak berlawanan arah jarum jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang searah jarum jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari B1 ke A1Arus terputusPenghantar CD menenpai posisi AB dengan arah putaran yang sama arus tetap mengalir ke atas, sehingga aah arus tetap pada satu arah.
Alat-alat yang menggunakan prinsip
induksi elektromagnetik1. Dinamo AC
MagnetCincin luncur
Sikat karbon
Kumparan
V
t
Bentuk gelombang AC
2. Dinamo dc
Magnet
KomutatorCincin belah
Sikat karbon
Kumparan
Bentukgelombang dcV
t
3. Dinamo Sepeda
Roda dinamo
Sumbu dinamo
Magnet
Inti besi
kumparan
4. Transformator
• Bagian utama Transformator
Kumparan primer
Kumparan sekunder
Inti besi
Kumparan primer
Kumparan sekunder
Inti besi
Sumber Tegangan AC
• Alat untuk mengubah tegangan bolak-balik ( AC )
Jenis Transformator1. Transformator step up
Ciri – ciri
Penaik Tegangan
Ns > Np
Vs > Vp
Is < Ip
2. Transformator step down
Ciri – ciri
Penurun Tegangan
Ns < Np
Vs < Vp
Is > Ip
Np NsVp Vs
Np NsVp Vs
Persamaan TransformatorPada trnasformator jumlah lilitan transformator sebanding dengan tegangannya.
Vs
Vp
Ns
Np =• Np = Jumlah lilitan primer• Ns = Jumlah lilitan sekunder• Vp = Tegangan primer• Vs = Tegangan sekunder
Transformator ideal jika energi yang masuk pada transformator sama dengan energi yang keluar dari transformator
Wp = WsVp. Ip . t = Vs . Is . t
Ip
Is
Vs
Vp =• Is = kuat arus sekunder
• Ip = kuat arus primer
Np NsVp Vs
Primer
Masukan
In Put
Dicatu
Dihubungkan pada sumbertegangan
Sekunder
Keluar
Out Put
Hasil
Dihubungkan pada lampu
Lampu
ContohSebuah transformator
memiliki jumlah lilitan primer dan sekunder adalah 6000 lilitan dan 200 lilitan
jika kumparan primer transfomator diberi
tegangan 240 volt maka tegangan yang dihasilkan transformator adalah
6000 Vs = 240 V. 200
JawabVp
Vs=
Np
Ns240 V
Vs=
6000
200
240 V. 200
6000=Vs
8 volt=Vs
Efisiensi Transformator• Efisiensi Transformator adalah perbandingan energi yang
keluar dari transformator dengan energi yang masuk pada transformator
x100%Wp
Wsη =
x100%Pp
Psη =
x100%Ip Vp
Is Vsη =
η = Efisiensi transformatorWs = energi sekunderWp = energi primerPs = daya sekunder
Pp = daya primer
Penggunaan transformator pada transmisi
energi listrik jarak jauh
Generator PLTA
30MW 10000 V
Trafo Step Up
150 kV Trafo Step down
20 kV
Trafo Step down
220 V
Transmisi energi listrik jarak jauh
1. Dengan Arus Besar 2. Dengan Tegangan Tinggi
Bila pada PLTA gambar di atas menghasilkan daya 30 MW dan tegangan yang keluar dari generator 10.000 volt akan di transmisikan jika hambatan kawat untuk transmisi 10 Ω.
V
PI =
volt10.000
watt30.000.000I =
I = 3.000 A kuat arus tinggi Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah
Kita tentukan kuat arus transmisi
P = I2 R = 3.0002 . 10 = 90 MW daya yang hilang besar
Kita tentukan kuat arus transmisi
V
PI =
volt150.000
watt30.000.000I =
I = 200 A kuat arus rendah
Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah
P = I2 R = 2002 . 10 = 0,4 MW daya yang hilang kecil
Keuntungan Transmisi energi listrik jarak jauh dengan tegangan tinggi :
1.Energi listrik yang hilang kecil
2.Memerlukan kabel yang diameternya kecil sehingga harganya lebih murah