Diambil dari beberapa sumber

1. MEDAN MAGNET
&
INDUKSI
ELEKTROMAGNETIK

2. Kelompok 3
Afrannisa Fauziyah K
Albrian Ivan M
Dwi Febriyana
Pandu Adji D
Reynaldo Octovianus
Tovan Arif D
XII MIPA A

3. Induksi Elektromagnetik
Medan Magnet

4. Daerah di sekitar
magnet yang apabila
magnet lain di dalam
daerah tersebut akan
mendapatkan pengaruh
gaya magnet.
Medan Magnet
Medan magnet biasanya
dinyatakan dengan garis-
garis khayal yang
disebut garis medan
magnet atau garis gaya
magnet. Garis-garis ini
mempunyai arah yang
keluar dari kutub utara
magnet dan masuk ke
kutub selatan magnet.

5. Sehingga, dapat digambarkan sebagai berikut :
Dan pada percobaan menggunakan serbuk besi :

6. Kawat Melingkar Berarus
Kawat Lurus Berarus
Solenoide
Toroida

7. Keterangan:
B = medan magnetik (T)
mo = permeabilitas ruang
hampa (4p x 107 Wb/Am)
r = jarak dari kawat
berarus (m)
I = kuat arus listrik (A)
Kawat Lurus Berarus
r
I
B o
p
m
2

Kaidah tangan kanan :
Ibu jari menunjukkan arah
arus (I)
Jari2 yang lain
menunjukkan arah
induksi magnet (B)

8. Keterangan:
N = jumlah lilitan
r = jari-jari kawat (m)
N
r
I
B o
O
2
m

r
I
B o
O
2
m

Bila kawatnya berbentuk lingkaran maka induksi magnet di titik
O dapat ditentukan dengan persamaan berikut:
Jika terdapat N lilitan kawat melingkar,
maka persamaan-nya menjadi.
O
r
Kawat Melingkar Berarus

9. N
l
i
B o
2
m
N
l
i
B om

Induksi magnet di tengah-tengah
solenoid dapat ditentukan dengan
persamaan sebagai berikut:
Induksi magnet di kedua ujung
solenoida sebagai berikut.
Keterangan:
i = arus listrik ( A )
l = panjang solenoida ( m )
N = jumlah lilitan
Solenoide

10. r
B
N
r
I
B o
p
m
2

Induksi magnet pada toroida dapat ditentukan
dengan persamaan sebagai berikut:
Keterangan:
r = jari-jari toroida ( m )
l = arus listrik ( A )
N = jumlah lilitan
Toroida

11. Contoh Soal
Berapa induksi magnetik pada jarak 5 cm dari pusat sebuah kawat lurus yang berarus
3A?
Penyelesaian
mo = 4 p x 107 Tm/A
I = 3 A
r = 5 cm = 0.05 m
B = …?
T
m
A
A
Tm
r
I
B o
5
7
102,1
)05,0(2
)3)(104(
2




p
p
p
m
Jadi, induksi magnetik yang dihasilkan adalah 1,2 x 105 T.

12. Gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang
bergerak atau oleh arus listrik yang berada
dalam suatu medan magnet.
Arah gaya magnetik atau gaya lorentz
bergantung pada arah arus dan arah medan
magnet, dapat ditunjukkan dengan kaidah
tangan kanan.
Gaya Magnetik (Gaya Lorentz)

13. Ibu jari menyatakan arah arus listrik, arah jari-jari
menyatakan arah induksi magnet dan hadap telapak
menyatakan arah gaya Lorentz.

14. Kawat Berarus
2 Kawat Sejajar Berarus
Muatan Listrik yang Bergerak

15. Keterangan:
FL= gaya lorentz (N)
B = induksi magnet (T)
 = sudut antara B dan I
I = arus listrik (A)
l = panjang kawat (m)
sinIBFL 
Kawat Berarus
Kawat sepanjang l yang dialiri arus listrik sebesar I dan terletak
di dalam medan magnet B akan mengalami gaya lorentz (FL)
sesuai dg rumus:

16. Keterangan:
B = induksi magnet (T)
 = sudat antara B dan v
q = muatan listrik (C)
v = kecepatan partikel (m/s)
Jika sebuah muatan listrik bergerak dalam medan magnet, maka muatan tersebut
akan mengalami gaya Lorentz yang besarnya dapat ditentukan dengan persamaan
sebagai berikut:
sinvqBFL 
+
X X X
X X X
X X X
X X X
X X X
v
FL
B
X X X
X X X
X X X
X X X
X X X
- v
FL
B
Muatan positif Muatan negatif
Muatan Listrik yang Bergerak

17. Jika arah v sejajar dengan arah induksi magnet B, maka gaya
Lorentz pada partikel bermuatan adalah nol, sehingga
partikel bergerak lurus, tetapi jika arah v tegak lurus terhadap
induksi magnet B maka, maka gaya Lorentz pada partikel
bermuatan adalah FL = Bqv dan mengikuti lintasan lingkaran
berjari-jari R. Jadi besar gaya Lorentz FL sama dengan gaya
sentripetal FS.
R
vm
vqB
FF SL
2


B
Bq
Bq
vm
R



Sehingga,
Keterangan:
R = jari-jari lintasan (m)
m = massa partikel (kg)
q = kecepatan sudut partikel (rad/s)

18. r
X
F1 F2
B2
B1
I1 I2
XX
F2F1
B1
B2
I2I1
r

r
II
FF O
p
p
2
21
21 
Keterangan:
r = jarak kedua kawat (m)
I = arus listrik (A)
l = panjang kawat (m)
2 Kawat Sejajar Berarus
Sebuah kawat berarus listrik akan menimbulkan medan magnetik disekitarnya.
Jadi, apabila ada dua kawat sejajar berarus listrik, maka kedua kawat tersebut akan
saling memengaruhi.

19. Seutas kawat mempunyai panjang 2 meter dialiri arus listrik sebe-sar 50 A. Jika kawat
tersebut mengalami gaya magnet sebesar 1,5 N dalam medan magnet yang serba sama
dengan B = 0,03 T, maka tentukan sudut antara B dan I?
Contoh
Penyelesaian
FL = 1,5 N
B = 0.03 T
I = 50 A
l = 2 m
 = …?
o
L
mATN
IBF
30
)5,0(sin
5,0
3
5,1
sin
sin)2)(50)(03,0(5,1
sin
1










Jadi, sudut antara B dan I adalah 30o.

20. Induksi Elektromagnetik
Induksi Elektromagnetik adalah gejala terjadinya
GGL atau arus listrik pada suatu penghantar atau
kumparan akibat mengalami perubahan garis -
garis gaya magnet.
Arus induksi adalah arus listrik yang timbul akibat
induksi elektromagnetik

21. Terjadinya Induksi Elektromagnetik
Ketika kita
menggerakkan kutub
magnet memasuki
kumparan , jarum
galvanometer
menyimpang ke salah
satu arah.
Ketika magnet berhenti
sejenak untuk
kembalikeluar, jarum
galfanometer kembali
menunjuk nol
Ketika magnet kita tarik
keluar, jarum
galvanometer
menyimpang kearah
sebaliknya

22. Menyimpangnya jarum galvanometer menunjukkan
bahwa ketika magnet bergerak memasuki dan keluar
dari kumparan, pada ujung-ujung kumparan timbul beda
potensial yang menyebabkan timbulnya arus listrik pada
kumparan
Beda potensial yang ditimbulkan disebut ggl induksi
(gaya gerak listrik)
Berbedanya arah
penyimpangan jarum
galvanometer pada saat
magnet masuk dan keluar
dari kumparan
menunjukkan bahwa arus
yang timbul adalah arus
bolak-balik (AC)

23. Penyebab Timbulnya Ggl Induksi
Ketika magnet berhenti, kumparan tidak
mengalami perubahan jumlah garis gaya
magnet,akibatnya tidak timbul beda
potensial atau ggl induksi.

24. Ketika magnet bergerak mendekati dan
masuk kedalam kumparan, kumparan
mengalami perubahan jumlah garis gaya
magnet yang memotong kumparan semakin
banyak. Akibatnya timbul beda potensial
atau ggl induksi.
Ketika magnet bergerak meninggalkan
kumparan, kumparan kembali mengalami
perubahan jumlah garis gaya magnet yang
semakin sedikit. Akibatnya timbul beda
potensial atau ggl induksi yang terbalik.

25. Fluks Magnet

N B
A
 cosBA
Keterangan:
 = fluks magnet (Wb)
B = induksi magnet (T)
A = luas permukaan (m2)
 = sudut antara B dengan garis normal
bidang
Faraday menemukan bahwa
besaran yang berpengaruh
terhadap munculnya arus
induksi adalah fluks magnet.
Fluks magnet adalah jumlah
garis-garis gaya medan
magnet yang menembus
tegak lurus bidang dengan
luas tertentu

26. t
Ni





Keterangan:
ind = gaya gerak listrik induksi (volt)
 = perubahan fluks magnet (Wb)
N = jumlah lilitan
t = selang waktu (s)
GGL Induksi (Imbas)
Hukum Lenz menyatakan bahwa arus induksi selalu
menimbulkan medan magnet induksi yang berlawanan
dengan perubahan medan magnet asalnya.
Hukum Faraday berbunyi “ggl induksi yang timbul pada
ujung-ujung suatu penghantar atau kuparan sebanding
dengan laju perubahan fluks megnetik yang dilingkupi
oleh loop penghantar atau kuparan tersebut.

27. Sebuah kumparan mempunyai 100 lilitan dan dalam waktu 0,01 s menimbulkan
perubahan fluk magnetik sebesar 10-4 Wb, hitung gaya gerak listrik induksi pada ujung-
ujung kumpatan?
Contoh
Penyelesaian
Jadi, gaya gerak listrik induksi pada ujung-ujung
kumparan adalah 1 volt.
N = 100
 = 10-4 Wb
t = 0,01 s
ind = …..?
volt
s
Wb
t
Nind
1
01,0
10
100
4















28. t
I
Li



Nilai gaya gerak listrik induksi diri yang terjadi pada rangkaian atau
kumparan tergantung pada laju perubahan arus.
Keterangan:
ind = gaya gerak listrik insduksi diri (volt)
I = perubahan arus listrik (A)
L = induktansi
t = selang waktu (s)
Induktansi

29. Generator Listrik
Transformator

30.  sinBAN
Keterangan:
N = jumlah lilitan
B = induksi magnet (T)
A = luas bidang kumparan (m2)
 = sudut terhadap meden magnet
Generator Listrik
Generator
listrik memproduksi energi listrik
dari sumber energi mekanik,
biasanya dengan
menggunakan induksi
elektromagnetik. Proses ini
dikenal sebagai pembangkit
listrik.

31. 1. cincin
2. kumparan
3. rangkaian luar
4. sikat
5. Rotor luar
1
2
3
4
5
Skema generator AC

32. 1
1. sikat
2. pelindung
3. komutator
2
3
Skema generator DC

33. Transformator atau
trafo adalah alat
yang digunakan
untuk merubah
tegangan listrik AC
Transformator

34. Jenis Transformator
Trafo ada dua jenis,
yaitu: Trafo Step-Up dan
Trafo Step-Dwon
Trafo Step-Up digunakan
untuk menaikan
tegangan listrik
Trafo Step-Down
digunakan untuk
menurunkan tegangan
listrik

35. Trafo ini memiliki ciri :
Lilitan kumparan
primer lebih sedikit
dari pada lilitan
kumparan sekunder
Tegangan primer lebih
kecil dari tegangan
sekunder

36. Trafo ini memiliki
Ciri:
Lilitan kumparan
primer lebih banyak
dari lilitan
kumparan sekunder
Tegangan primer
lebih tinggi dari
tegangan sekunder

37. Keterangan:
Vp = tegangan primer (volt)
Vs = tegangan sekunder (volt)
Np = jumlah lilitan primer
Ns = jumlah lilitan sekunder
Ip = arus listrik primer (A)
Is = arus listrik sekunder (A)

38. %100
2
1
x
P
P

Efisiensi Transformator
Keterangan :
 = efisiensi transformator
P1 = daya sekunder (watt)
P2 = daya primer (watt)

39. Contoh:
Sebuah trafo memiliki perbandingan lilitan 10 : 2 dihubungkan ke sumber
listrik 100V untuk mennyalakan sebuah lampu 25 W. Hitunglah tegangan
listrik yang diserap oleh lampu dan kuat arus yang masuk kedalam trafo!
Diket: Np:Ns = 10:2
Vp = 100 V
Ps = 25 W
Dit. Vs = …
Ip = …
Jawab:
Np:Ns =Vp:Vs
10:2 = 100:Vs
Vs = 20 V
Pp = Ps
Vp . Ip = Ps
100 . Ip = 25
Ip = 0,25 A

40. Contoh:
Sebuah trafo memiliki perbandingan lilitan kumparan 10:1 dihubungkan
ke listrik 100 V untuk menyalakan sebuah lampu 10 W. Jikaefisiensi trafo
75 %, berapakah arus listrik pada kumpaan primer?
Diket: Np:Ns = 10:1
Vp = 100 V
Ps = 7,5W
= 75%
Dit Ip = …
Jawab:
η = (Ps/Pp)X100 %
75 % = 7,5/Pp X 100%
0,75 = 7,5/Pp
Pp = 7,7/0,75 = 10 W
η
Pp = Vp . Ip
10 = 100 . Ip
Ip = 0,1 A