BAB 4 FISIKA SEMESTER 1

1. Induksi Eleketromagnetik adalah gejala
munculnya arus listrik induksi pada suatu
penghantar akibat jumlah garis gaya magnet
PENERAPAN INDUKSI ELEKTROMANETIK
1. Mikrofon
2. Pengeras Suara
3. Pintu kulkas
4. Kompas
5. Dinamo sepeda
6. Bel listrik
7. Pengangkat besi

2. Konsep Indukasi Elektromagnetik
Konsep Fluks Magnetik
Fluks magnetik  didefinisikan sebagai hasil kali antara komponen
induksi magnetik tegak lurus bidang B dengan luas bidang A.
 = B A = (B cos ) A
 = BA cos 
 = Fluks Magnet (Wb)
B = Induksi magnet (T)
A = Luas Bidang (m2)
 = Sudut kontak

3. Hukum Faraday tentang Induksi Elektromagnetik
Persamaan Faraday atau hukum Faraday:
ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung suatu penghantar atau kumparan adalah sebanding dengan laju
perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh loop penghantar atau kumparan tersebut.
𝜺 = ggl Induksi ( Volt)
∆𝒕 = 𝐒𝐞𝐥𝐚𝐧𝐠 𝐰𝐚𝐤𝐭𝐮 𝐬𝐞𝐤𝐨𝐧
N = Jumlah lilitan
dt = perubahan waktu ( diferensial)
d = perubahan fluks ( diferensial
∆  = perubahan fluks

4. GGL induksi oleh Perubahan Luas Bidang Kumparan
medan magnetik B tegak lurus terhadap bidang kumparan

5. GGL induksi Akibat Perubahan Orientasi Bidang Kumparan
Contoh ggl induksi yang ditimbulkan oleh perubahan orientasi bidang kumparan adalah
generator.
Untuk kasus laju perubahan cos (d cos /dt) tetap
Persamaan Faraday untuk kasus orientasi
sudut  berubah adalah

6. Hukum Lenz tentang Arah Arus Induksi
Hukum Lenz
Polaritas ggl induksi selalu sedemikian rupa
sehingga arus induksi yang ditimbulkannya sesalu
menghasilkan fluks induksi yang menentang
perubahan fluks utama yang melalui loop. Arus
induksi cenderung mempertahankan fluks utama
awal yang melalui rangkaian.

7. Induktor
Ggl induksi  yang dihasilkan dalam kumparan
selalu menentang perubahan fluks utama
penyebabnya, disebut ggl induksi diri.
ggl induksi diri  sebanding dengan laju perubahan
kuat arus terhadap waktu (di/dt).
L disebut induktansi diri.
Konsep ggl induksi diri sebuah kumparan
Satuan induktansi diri

8. Konsep Induktansi Diri Sebuah Kumparan
Induksi diri solenoida atau toroida
Induktansi solenoida
untuk toroida l = 2r, dengan r adalah jari-jari efektif.
Induksi diri antara ujung-ujung kumparan
L = induktansi diri (henry = H), N = banyak lilitan,  =
fluks magnetik (Wb), i = kuat arus melalui kumparan
(A)

9. Energi yang Tersimpan dalam Induktor
Energi dalam kapasitor tersimpan dalam bentuk medan listrik
Usaha total yang dikerjakan selam arus melalui induktor diubah i = 0 ke nilai tetap i adalah
Energi Induktor

10. Aplikasi Induksi Elektromagnetik
Generator Listrik
Generator AC (Arus Bolak-balik)

11. Transformator
Transformator adalah suatu alat yang digunakan untuk mengubah suatu tegangan ac
tertentu ke tegangan ac lain yang diperlukan oleh beban listrik.
Formulasi transformator
Persamaan trafo
Persamaan trafo ideal
Persamaan trafo nyata

12. TRANSFORMATOR
Np = Jumlah lilitan primer
Ns = Jumlah lilitan sekunder
Vp = Tegangan primer ( Volt)
Vs = Tegangan sekunder (Volt)
Ip = Kuat arus primer (A)
Is = Kuat arus sekunder ( A)
η = Efisiensi transformator
Ps = Daya Primer (Watt)
Pp = Daya sekunder (Watt)
Efisiensi Transformator adalah
perbandingan energi yang keluar dari
transformator dengan energi yang masuk
pada transformator
x100%
Wp
Ws
η 
x100%
Pp
Ps
η 
x100%
Ip
Vp
Is
Vs
η 

13. JENIS TRAFO
1. 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

14. CONTOH SOAL
1. 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
ΔΦ
N
ε 

volt
10000
ε
60
2000
-
300
ε
60
3000
-
1000
300
ε






15. CONTOH SOAL
2. Sebuah 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
Diket : NP = 6000, Ns = 200 Vp = 240 Volt, Dit : Vs?
Jawab : Np/Ns = Vp/Vs
6000/200 = 240/Vs
6000 Vs = 200 . 240
Vs = 48000/6000
Vs = 8 Volt

16. CONTOH SOAL
3. Sebuah kumparan memiliki jumlah lilitan 1000 mengalami perubahan fluks magnetik dari
3 x 10−5 Wb menjadi 5 x 10− 5 Wb dalam selang waktu 10 ms. Tentukan ggl induksi yang
timbul!
Jumlah lilitan N = 1000
Selang waktu Δ t = 10 ms = 10 x 10−3 sekon
Selisih fluks Δ φ = 5 x 10− 5− 3 x 10− 5 = 2 x 10− 5 Wb

17. LATIHAN SOAL
1. Kumparan dengan 10 lilitan mengalami perubahan fluks magnetik dengan persamaan:
φ = 0,02 t3 + 0, 4 t2 + 5
dengan φ dalam satuan Weber dan t dalam satuan sekon. Tentukan besar ggl induksi saat t = 1 sekon !
2. Sebuah kumparan dengan induktansi 5 mH mengalami perubahan kuat arus yang mengalir dari 0,2 A menjadi 1,0 A dalam
waktu 0,01 sekon. Tentukan besarnya tegangan yang timbul akibat peristiwa tersebut!
3. Sebuah kawat yang panjangnya 2 m bergerak tegak lurus pada medan magnetik dengan kecepatan 12 m/s, pada ujung-ujung
kawat timbul beda potensial 1,8 V. Tentukan besarnya induksi magnetik!
4. Pada suatu kumparan yang terdiri dari 300 lilitan terjadi perubahan fluks magnetik dari 0,5 Wb menjadi 0,2 Wb dalam waktu 5
sekon. Tentukan besar GGL induksi yang terjadi!

18. LATIHAN SOAL
5. Seseorang bekerja mereparasi sebuah generator listrik. Kumparan diganti dengan yang baru yang memiliki luas penampang 2 kali
lipat dari semula dan jumlah lilitan 1,5 kali dari jumlah semula. Jika kecepatan putar generator diturunkan menjadi 3/4 kali
semula, tentukan perbandingan GGL maksimum yang dihasilkan generator
6. Sebuah induktor dengan induktansi diri 0,2 H dialiri arus yang besarnya bertambah menurut persamaan I = (2t3 + t2 -2t + 1) A.
Tentukan GGL induksi yang timbul pada saat t = 2 s!
7. Sebuah generator listrik terdiri dari sebuah loop persegi 10 lilitan dengan rusuk 50 cm. Loop kemudian diputar dengan 60
putaran/sekon. Tentukan besar induksi magnetik yang diperlukan untuk menghasilkan GGL induksi maksimum sebesar 300 V!

19. LATIHAN SOAL
8. Sebuah kumparan diletakkan pada medan magnetik homogen. Dalam waktu 30 detik terjadi perubahan fluks
sehingga GGL menjadi ε1. Jika dalam waktu 20 sekon terjadi perubahan fluks yang sama sehingga GGL yang
dihasilkan adalah ε2, maka perbandingan ε1 dan ε2 adalah..
9. Sebuah trafo mempunyai 300 lilitan primer dan 150 lilitan sekunder. Bila trafo tersebut dihubungkan dengan sumber
tegangan 200 Volt, tentukan besar tegangan yang keluar dari trafo!
10. Sebuah transformator dengan tegangan primer 220 V, tegangan sekunder 24 V berarus primer 0,3 A. Jika efisiensi
transformator 80%, tentukan arus sekundernya!

20. LATIHAN SOAL
11. Besar kuat arus listrik yang mengalir pada suatu kumparan berubah dari 10 Ampere menjadi 1 Ampere dalam
waktu 0,4 detik. Jika GGL induksi yang terjadi 45 V, tentukan induktansi kumparannya!
12. Perhatikan diagram trafo berikut ini!Berapakah jumlah lilitan sekunder trafo ?
13. Sebuah magnet batang digerakkan menjauhi kumparan yang terdiri atas 600 lilitan. Fluks magnetik yang memotong
berkurang dari 9.10−5 weber menjadi 4.10−5 weber dalam selang waktu 0,015 sekon. Besar GGL induksi yang
terjadi antara kedua ujung kumparan adalah...