faraday-lenz

1. St. Legiyo – SMA Taruna Nusantara

2. ɛ = = -N
𝒅Ф
𝒅𝒕
𝜺 = 𝟏
𝟐
𝑩𝝎𝑹𝟐
𝜺 = 𝑩 𝒍 𝒗

4. Hukum Faraday:
Besar gaya gerak listrik (GGL) yang timbul diantara ujung-ujung suatu
loop penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan fluks
magnet yang dilingkupi oleh loop penghantar tersebut.
ɛ = = -N
𝑑Ф
𝑑𝑡
ɛ = ggl induksi (volt)
N = jumlah lilitan
𝛥Ф
∆𝑡
=
𝑑Ф
𝑑𝑡
= laju perubahan fluks magnet (Wb/s)
tanda minus (-) mengikuti hukum Lenz
GGL akan timbul pada ujung-ujung kumparan, ketika
terjadi perubahan flux magnet di dalam kumparan
tersebut. GGL yang timbul disebut GGL induksi, dan
arus yang mengalir dinamakan arus induksi

5. Kumparan yang terdiri dari 50 lilitan mempunyai hambatan R = 3 Ω
berada di depan sebuah magnet batang. Magnet batang tersebut
digerakkan menjauhi kumparan, sehingga dalam waktu 0,02 sekon, fluks
magnetik yang dilingkupi kumparan tersebut berubah dari 3,1 x 10-4 Wb
menjadi 0,1 x 10-4 Wb. Hitung ggl rinduksi arus induksi yang mengalir.
Jawab :
a) ɛ = N
𝛥Ф
∆𝑡
= 50
3,1−0,1 𝑥 10−4
0,02
= 0,75 V
b) i =
ɛ
𝑅
=
0,75
3
= 0,25 A

6. Fluks magnet menembus penghantar melingkar, tegak lurus bidang
lingkaran tersebut. Fluks magnet tersebut berubah terhadap waktu
menurut persamaan : Ф = 3t2 - 3t + 6 (Ф dalam miliweber dan t dalam
detik). Berapakah ggl induksi pada t = 3 s?
Jawab :
ɛ = N
𝑑Ф
𝑑𝑡
= 1.
𝑑( 3 𝑡2−3𝑡+6 )
𝑑𝑡
= 1 (6t - 3) = 6t - 3
Untuk t = 3 s,
ɛ = (6.3 - 3) mV = 15 mV

8. Penghatar PQRS berbentuk huruf U berada dalam
medan magnet luar B yang arahnya masuk bidang
gambar. Penghantar KL yang panjangnya = l, menempel
dan dapat bergerak bebas pada penghantar U.
1. Penghantar KL digerakkan ke kanan, dengan kecepatan v
Dalam waktu t, posisi penghantar berada di K’L’
Maka terjadi pertambahan flux magnet dalam loop KLRQ
2. Pertambahan flux akan dilawan dengan munculnya medan magnet induksi
(Bind) yang arahnya berlawanan dengan arah medan magnet luar (B).
Jadi arah Bind keluar bidang gambar.
Maka terciptalah arus induksi yang bersesuaian dengan Bind.
Sehingga arah arus induksi adalah L-K- Q-R-L (ingat kaidah tangan kanan)
Q K K’ P
R L L’ S
v
B
Bind
Iind
Q K K’ P
R L L’ S


9. Jika penghantar KL bergerak ki kiri,
1. Penghantar KL digerakkan ke kiri, dengan kecepatan v
Dalam waktu t, posisi penghantar berada di K’L’
Maka terjadi berkurang flux magnet dalam loop KLRQ
2. Berkurangnya flux akan dilawan dengan munculnya medan magnet induksi
(Bind) yang searah dengan arah medan magnet luar (B).
Jadi arah Bind masuk bidang gambar. Maka terciptalah arus induksi yang
bersesuaian dengan Bind.
Sehingga arah arus induksi adalah K-L- R-Q-K (ingat kaidah tangan kanan)
Q K’ K P
R L’ L S
v
B
Bind
R L’ L S
Q K’ K P
B
Iind

10. Besar GGL induksi adalah
ɛ = N
∆Ф
∆𝑡
=
𝐵∆𝐴
∆𝑡
=
𝐵(𝐾𝐿 𝑥 𝐾𝐾′)
∆𝑡
=
𝐵(𝑙 𝑥 𝑣∆𝑡)
∆𝑡
ɛ = B l v
Q K’ K P
R L’ L S
v
B
ɛ = GGL induksi (V)
B = kuat medan magnet (Wb/m2)
l = panjang konduktor (m)
v = kecepatan konduktor (m/s)

11. Penghatar berbentuk tongkat
sepanjang L = R diputar dengan
kecepatan sudut , memotong
tegak lurus medan magnet B.
Berapa Berapa GGL induksi yang
timbul pada ujung-ujung
penghantar?
𝜀 = 𝑁
Δ∅
Δ𝑡
= B
Δ𝐴
Δ𝑡
Δ𝐴 = 𝐴
Δ𝑠
2𝜋𝑅
= 𝜋𝑅2 Δ𝑠
2𝜋𝑅
𝜀 =
BR
2
Δ𝑠
Δ𝑡
=
BR
2
𝑣 =
B𝜔𝑅2
2
𝜀 = 1
2
B𝜔𝑅2

12. Batang konduktor PQ yang panjangnya 1,2 m
digerakkan di atas dua rel paralel. Kedua
ujungnya dihubungkan melalui resistor R=12 .
Sistem berada dalam medan magnet 0,25 T.
 = i R = (0,5)(12) = 6 volt
 = B l v
6 = (0,25)(1,2)(v)
v = 20 m/s
a) Tentukan v agar resistor dialiri arus induksi sebesar 0,5 A.
b) Tulis arah arus induksi
Arah arus induksi
Batang digeser ke kanan, B
bertambah. Maka arah Bind
berlawanan dengan arah B, yaitu
keluar bidang gambar. Sehingga
arah arus induksi adalah : P-R-Q-P

Bind
iind
Kaidah tangan kanan:
Arah ibu jari = arah B
Arah jari lainnya = arah i

13. Batang AB, berputar dengan poros yang melalui
titik C dengan frekuensi 5 Hz. Tentukan beda
potensial antara kedua ujung batang, diketahui
panjang batang AB = 80 cm dan induksi magnet
B = 0,3 T.
𝜀 = 1
2B𝜔𝑅2 = 1
2B 2𝜋𝑓 𝑅2
= π(0,3)(5)(0,8)2
= 𝜋B𝑓𝑅2
= 3,2π 𝑉
Cara I
𝜀 = 𝑁
∆∅
∆𝑡
= 𝑁
𝐵∆𝐴
∆𝑡
= 𝑁
𝐵(𝜋𝑅2 − 0)
𝑇
= 1
(0,3)𝜋(0,82)
1/5
= 3,2π 𝑉
Cara II

15. Arah ibu jari = arah B Arah jari lainnya = arah i
Bind
iind
Bind
iind
Bind
iind
Bind
iind

16. Jika GGL induksi timbul pada loop penghantar, maka arah arus induksi
tersebut mempunyai arah sedemikian sehingga menimbulkan medan
magnet induksi yang menentang perubahan medan magnet utama
(magnet luar), sehingga total flux magnet ling dilingkupi loop tersebut
konstan.
Ketika magnet diam (Gambar (a) dan (d), tidak
ada perubahan fluks magnet yang dilingkupi
oleh kumparan. Karena fluks magnet konstan,
tidak timbul GGL induksi dan arus induksi.

17. Perhatikan gambar (b).
Pada saat kutub utara magnet mendekati loop/kumparan, fluks
magnet utama (ФU) yang menembus kumparan bertambah.
Maka pada kumparan akan timbul fluks Induksi (Фind) yang
menentang pertambahan fluks utama (ФU). Oleh karena itu,
arah fluks induksi (Фind) berlawanan dengan arah fluks utama
(ФU). Sesuai dengan kaidah tangan kanan, arah arus induksi
(Iind) seperti diperlihatkan gambar (b).
Perhatikan gambar (e).
Pada saat kutub selatan magnet menjauhi loop/kumparan,
fluks magnet utama (ФU) yang menembus kumparan
berkurang. Maka pada kumparan akan timbul fluks Induksi
(Фind) yang menentang pengurangan fluks utama (ФU). Oleh
karena itu, arah fluks induksi (Фind) searah dengan arah fluks
utama (ФU). Sesuai dengan kaidah tangan kanan, arah arus
induksi (Iind) seperti diperlihatkan gambar (e).

18. Perhatikan gambar (c).
Pada saat kutub selatan magnet mendekati loop/kumparan,
fluks magnet utama (ФU) yang menembus kumparan …………..
Maka pada kumparan akan timbul fluks Induksi (Фind) yang
menentang ………….. fluks utama (ФU). Oleh karena itu, arah
fluks induksi (Фind) ………….. dengan arah fluks utama (ФU).
Sesuai dengan kaidah tangan kanan, arah arus induksi (Iind)
seperti diperlihatkan gambar (c).
Perhatikan gambar (f).
Pada saat kutub ………….. magnet ………….. loop/kumparan, fluks
magnet utama (ФU) yang menembus kumparan ………….. Maka
pada kumparan akan timbul fluks Induksi (Фind) yang
menentang ………….. fluks utama (ФU). Oleh karena itu, arah
fluks induksi (Фind) ………….. dengan arah fluks utama (ФU).
Sesuai dengan kaidah tangan kanan, arah arus induksi (Iind)
seperti diperlihatkan gambar (f).

19. Pada saat kutub U magnet mendekati kumparan, fluks magnet
luar (ФL) yang menembus kumparan bertambah.
Maka pada kumparan akan timbul fluks Induksi (Фind) yang
menentang pertambahan fluks luar (ФL). Oleh karena itu, arah
fluks induksi (Фind) berlawanan dengan arah fluks utama (ФU).
Dengan demikian ujung P menjadi kutub U dan ujung Q menjadi
kutub S.
Sesuai dengan kaidah tangan kanan, arah arus induksi (Iind)
adalah : P-A-G-B-Q-P
Jelaskan, bahwa arah
medan magnet induksi dan
arah arus induksi seperti
gambar, ketika magnet
batang digerakkan
mendekati kumparan
P Q
G
A B
BL Bind

20. Ketika magnet diam, maka tidak terjadi arus induksi. Jika magnet
digerakkan keluar (menjauhi kumparan),
a) Tentukan arah medan magnet induksi dan
b) Tentukan arah arus induksi

21. Pada saat kutub …… magnet …………… kumparan, fluks magnet
luar (ФL) yang menembus kumparan …………… Maka pada
kumparan akan timbul fluks Induksi (Фind) yang menentang
…………… fluks luar (ФL). Oleh karena itu, arah fluks induksi (Фind)
…………… dengan arah fluks utama (ФU). Dengan demikian ujung P
menjadi kutub ….. dan ujung Q menjadi kutub …..
Sesuai dengan kaidah tangan kanan, arah arus induksi (Iind)
adalah : ……………

22. Tentukan arah meda magnet induksi dan
arah arus induksi pada kumparan
kumparan/solenoid, ketika magnet
batang:
a) Digerakkan menjauhi kumparan
b) Digerakkan mendekati kumparan
(berilah nama ujung-ujung solenoid dan
galvanometer dengan huruf kapital)
Tentukan arah meda magnet induksi dan
arah arus induksi pada kumparan
kumparan/solenoid, ketika magnet
batang:
a) Digerakkan menjauhi kumparan
b) Digerakkan mendekati kumparan

23. S
K1
S
K1
K2
K2
1. Mula-mula saklar S terbuka, kumparan K1
tidak memberikan medan magnet luar
(BL= 0)
2. Ketika saklar S ditutup, kumparan K1
memberikan medan magnet (BL> 0)
dengan arah ke kanan (mengapa?)
3. Tentukan arah meda magnet induksi dan
arah arus induksi pada kumparan K2
1. Mula-mula saklar S tertutup, kumparan
K1 memberikan medan magnet luar (BL>
0) dengan arah ke kanan (mengapa?)
2. Ketika saklar S dibuka, kemagnetan
kumparan K1 hilang (BL= 0).
3. Tentukan arah meda magnet induksi dan
arah arus induksi pada kumparan K2
A B
C D
A B
C D

24. S
K1
S
K1
K2
K2
Gambar atas.
1. Mula-mula saklar S terbuka, kumparan K1
tidak memberikan medan magnet luar
(BL= 0)
2. Ketika saklar S ditutup, kumparan K1
memberikan medan magnet (BL>0)
dengan arah ke kanan (mengapa?)
3. Tentukan arah meda magnet induksi dan
arah arus induksi pada kumparan K2
Gambar bawah.
1. Mula-mula saklar S tertutup, kumparan
K1 memberikan medan magnet luar (BL>
0) dengan arah ke kanan (mengapa?)
2. Ketika saklar S dibuka, kemagnetan
kumparan K1 hilang (BL= 0). (Mengapa?)
3. Tentukan arah meda magnet induksi dan
arah arus induksi pada kumparan K2
A B
C D
A B
C D

25. Jika batang KL digerakkan ke kanan seperti
gambar, tentukan arah arus induksi.
Ketika penghantar LN digerakkan ke kanan, maka terjadi pertambahan
flux magnet dalam loop KLRK. Akibatnya akan timbul arus induksi, yang
arahnya sedemikian sehingga tercipta medan magnet induksi yang
arahnya berlawanan dengan arah medan magnet luar B. Jadi arah Bind
adalah masuk bidang gambar, karena arah B keluar bidang gambar.
Dengan menggunakan kaidah tangan kanan, arah iind adalah K-L-R-K

26. Jika batang KL digerakkan ke kiri seperti gambar,
tentukan arah arus induksi.
Ketika penghantar LN digerakkan ke ............, maka terjadi ............ flux magnet
dalam loop KLRK. Akibatnya akan timbul arus induksi, yang arahnya
sedemikian sehingga tercipta medan magnet induksi yang arahnya ............
dengan arah medan magnet luar B. Jadi arah Bind adalah ............ bidang
gambar, karena arah B keluar bidang gambar.
Dengan menggunakan kaidah tangan kanan, arah iind adalah ............

28. Tentukan arah meda magnet induksi dan
arah arus induksi pada kumparan
kumparan/solenoid, ketika magnet
batang digerakkan menjauhi kumparan
(berilah nama ujung-ujung solenoid dan
galvanometer dengan huruf kapital)
Tentukan arah meda magnet induksi dan
arah arus induksi pada kumparan
kumparan/solenoid, ketika magnet
batang digerakkan mendekati kumparan.
(berilah nama ujung-ujung solenoid dan
galvanometer dengan huruf kapital)
1.
2.

29. 1. Mula-mula saklar S terbuka, kumparan K1
tidak memberikan medan magnet luar
(BL= 0)
2. Ketika saklar S ditutup, kumparan K1
memberikan medan magnet (BL>0)
dengan arah ke kanan (mengapa?)
3. Tentukan arah meda magnet induksi dan
arah arus induksi pada kumparan K2
3.
S
K1 K2
1. Mula-mula saklar S tertutup, kumparan
K1 memberikan medan magnet luar (BL>
0) dengan arah ke kanan (mengapa?)
2. Ketika saklar S dibuka, kemagnetan
kumparan K1 hilang (BL= 0). (Mengapa?)
3. Tentukan arah meda magnet induksi dan
arah arus induksi pada kumparan K2
A B
C D
4.

30. Batang konduktor KL di gerakkan memotong
tegak lurus medan magnet B yang arahnya
keluar bidang gambar.
a) Jelaskan arah arus induksi yang terjadi.
b) Jika batang KL berfungsi sebagai baterei,
tentukan polaritasnya (kutub-kutubnya)
c) Jika B = 0,5 T, KL = 30 cm, R = 10 ohm, hitung
besar arus induksinya.
5.
6. Sebuah gulungan kawat dengan jumlah lilitan 200, dan hambatan 10
ohm diletakkan dalam fluks magnetik yang berubah terhadap waktu
φ = 6t3 + 4t + 8. Tentukanlah arus yang mengalir dalam kawat pada t =
2 sekon.
7. Sebuah koil 100 lilitan dan penampang 5 x 10-3 m2 ditempatkan dalam
medan magnet 0,1 T. Sumbu koil sejajar dengan medan magnetik. Jika
besar medan magnet berkurang 0,05 T selama 50 ms, tentukan ggl
induksi yang timbul pada koil tersebut