Dokumen tersebut membahas tentang induksi elektromagnetik yang merupakan gejala timbulnya arus listrik pada suatu penghantar akibat perubahan medan magnet. Dokumen ini menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya gaya gerak listrik induksi seperti jumlah lilitan, kecepatan perubahan fluks magnetik, dan hukum Lenz tentang arah arus induksi. Dokumen juga menjelaskan beberapa contoh penerapan prinsip

1. INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
Drs. Agus Purnomo
aguspurnomosite.blogspot.com

2. Jika arus listrik dapat menimbulkan medan
magnet, apakah medan magnet juga dapat
menimbulkan arus listrik?

3. Fluks Magnetik adalah banyaknya garis gaya magnet (B)
yang dilingkupi secara tegak lurus suatu luas penampang
tertentu ( A ).
B Ф = B . A Cosθ
θ
Dengan:
A B : Induksi magnetik ( Tesla )
A : luas penampang ( m2 )
Normal θ: sudut antara B dan normal
bidang
bidang

4. Gaya Gerak Listrik (GGL) Induksi
• Induksi Elektromagnetik
Gejala terjadinya arus listrik pada suatu
penghantar akibat perubahan garis gaya
magnet
• Arus induksi
arus listrik yang timbul akibat induksi
elektromagnetik

5. Induksi Elektromagnetik
G
Induksi elektromagnetik adalah gejala munculnya arus listrik
induksi pada suatu penghantar akibat perubahan jumlah garis
gaya magnet (fluks magnet).

6. Cara menimbulkan GGL Induksi
G
• Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan
• Memutar magnet di depan kumparan

7. dc G
• Memutus mutus arus pada kumparan primer
yang didekatnya terdapat kumparan sekunder

8. AC G
• Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan
primer yang di dekatnya terdapat kumparan sekunder.

9. Arah Arus Induksi
Arah arus induksi ditentukan dengan kaidah tangan
Kanan, atau menggunakan vektor, sbb
B Dengan
B : arah induksi magnet
v v : arah gerak penghantar
I : arah arus indukksi
I
Terjadinya arys induksi selalu menimbulkan sesuatu
yang melawan penyebabnya.

10. Arah Arus Induksi
• Arah arus lisrik induksi dapat ditentukan dengan hukum
Lents : Arah arus listrik induksi sedemikian rupa
sehingga melawan perubahan medan magnet
yang ditimbulkan.
G

11. Arah Arus Induksi
Kutub Utara magnet bergerak mendekati kumparan
Arah arus listrik induksi
G

12. Arah Arus Induksi
Kutub Utara magnet bergerak menjauhi kumparan
Arah arus listrik induksi
G

13. Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi
1. GGL Induksi
sebanding
dengan
kecepatan
perubahan
flug magnet.
G
ΔΦ
ε
Δt
G

14. Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi
1. GGL Induksi
sebanding
dengan jumlah
lilitan
G
ε N
G

15. Besar GGL Induksi :
1. Sebanding dengan jumlah lilitan
2. Sebanding dengan kecepatan perubahan
jumlah garis gaya magnet yang memotong
kumparan
ΔΦ
ε N
Δt
ε ggl induksi (volt)
N jumlah lilitan
ΔΦ
kecepatan perubahan jumlah garis gaya magnet (Weber/s)
Δt

16. contoh
• Sebuah kumparan yang ΔΦ
memiliki jumlah lilitan 300 ε N
Δt
lilitan bila terjadi
perubahan jumlah garis 1000 - 3000
gaya magnet di dalam ε 300
kumparan dari 3000 Wb 60
menjadi 1000 Wb dalam - 2000
setiap menitnya tentukan ε 300
besar ggl induksi yang 60
dihasilkan ? ε 10000 volt

17. 2. Hukum Lenz
• Arah arus induksi (I )dalam suatu
sistym/penghantar sedemikian hingga
timbul sesuatu yang melawan
penyebabnya
• X x xQx x x x B Penghantyar PQ bergerak
I dengan kecepatan v dalam
• X x x x x x x medan magnet B secara tegak
lurus, maka pada penghatar
• X F
x v
x x x x x PQ terdapat arus induksi yang
arahnya dari P menuju Q
• X x xPx x x x

18. Besarnya ggl induksi /beda
potensial pada penghatar PQ (Ei)
• Ei = -lvB dimana l = panjang PQ(m)
• Jika penghantar PQ mempunyai
hambatan R Maka besarnya arus induksi
• I= Ei / R
• Besarnya gaya lorentz F= B²l²v / R

19. Alat-alat yang menggunakan prinsip
induksi elektromagnetik
1. Dinamo AC
Cincin luncur
Magnet
Sikat karbon
Kumparan
Bentuk gelombang AC
V
t

20. 2. Dinamo dc
Sikat karbon Magnet
Komutator
Cincin belah
Kumparan
V Bentukgelombang dc
t

21. 3. Dinamo Sepeda
Roda dinamo
Sumbu dinamo
Magnet
Inti besi
kumparan

22. 4. Transformator
• Bagian utama Transformator
Sumber
Tegangan AC
Kumparan Kumparan Kumparan Kumparan
primer sekunder primer sekunder
Inti besi Inti besi

23. Jenis Transformator
1. Transformator step up 2. Transformator step down
Ciri – ciri Ciri – ciri
Penaik Tegangan Penurun Tegangan
Ns > Np Ns < Np
Vs > Vp Vs < Vp
Is < Ip Is > Ip
Np Ns Np Ns
Vp Vs Vp Vs

24. Persamaan Transformator
Pada trnasformator jumlah lilitan transformator sebanding
dengan tegangannya.
• Np = Jumlah lilitan primer
Np Vp • Ns = Jumlah lilitan sekunder
• Vp = Tegangan primer
Ns Vs
• Vs = Tegangan sekunder
Transformator ideal jika energi yang masuk pada transformator
sama dengan energi yang keluar dari transformator
Wp = Ws
Vp. Ip . t = Vs . Is . t
Vp Is • Is = kuat arus sekunder
Vs Ip • Ip = kuat arus primer

25. Np Ns
Vp Vs
Lampu
Primer Sekunder
Masukan Keluar
In Put Out Put
Dicatu Hasil
Dihubungkan pada Dihubungkan pada lampu
sumbertegangan

26. Contoh Jawab
Sebuah transformator Np
=
Vp
memiliki jumlah lilitan Ns Vs
primer dan sekunder adalah 6000 240 V
6000 lilitan dan 200 lilitan 200
=
Vs
jika kumparan primer
transfomator diberi 6000 Vs = 240 V. 200
tegangan 240 volt maka 240 V. 200
tegangan yang dihasilkan Vs =
6000
transformator adalah
Vs = 8 volt

27. Efisiensi Transformator
• Efisiensi Transformator adalah perbandingan energi yang
keluar dari transformator dengan energi yang masuk pada
transformator
η
Ws
x100% η = Efisiensi transformator
Wp Ws = energi sekunder
Wp = energi primer
Ps Ps = daya sekunder
η x100%
Pp Pp = daya primer
Vs Is
η x100%
Vp Ip

28. Penggunaan transformator pada transmisi
energi listrik jarak jauh
20 kV
Trafo
Step
Generator PLTA down
Trafo
30MW Step
10000 V Up
220 V
Trafo
Step
down

29. Transmisi energi listrik jarak jauh
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.
1. Dengan Arus Besar 2. Dengan Tegangan Tinggi
Kita tentukan kuat arus transmisi Kita tentukan kuat arus transmisi
P P
I I
V V
30.000.000 watt 30.000.000 watt
I I
10.000 volt 150.000 volt
I = 3.000 A kuat arus tinggi I = 200 A kuat arus rendah
Daya yang hilang diperjalanan karena Daya yang hilang diperjalanan karena
berubah menjadi kalor adalah berubah menjadi kalor adalah
P = I2 R P = I2 R
= 3.0002 . 10 = 2002 . 10
= 90 MW daya yang hilang besar = 0,4 MW daya yang hilang kecil

30. GGL Induksi Diri (Es)
baterai Perhatikan rangkaian listrik berikut.
Pada saat saklar dibuka dan ditutup
maka pada lampu/ kumparan terjadi
perubahan kuat arus I.
Pada saat lampu hendak nyala dan
hendak mati jika kita amati masih ada
nyala kecil, yang berarti masih ada arus
Lampu/filamen/ku listrik, aruslistrik ini disebut Arus induksi
saklar sendiri Is
mparan
Karena ada arus maka ada beda
potensial. Beda potensial inilah yang
disebut GGL Induksi Diri (Es)

31. Besarnya GGL Induksi Diri(Es)
• Besarnya GGL Induksi Diri sebanding
dengan cepat perubahan kuat arus I. tiap
satu satuan waktu t. sehingga didapat
hubungan:
• Es = - L I/ t. dimana L
adalah Induktansi diri dari kumparan
dengan satuan henry = H

32. INDUKTANSI DIRI ( L )
• Besaran yang hanya dimiliki oleh
induktor/kumparan
• Besarnya sebanding dengan fluks magnet
dan berban ding terbalik dengan kuat
arus yng melalui kumparan, sehingga
didapat hubungan : L = N Φ/I

33. INDUKTANSI DIRI PADA
SOLENOIDA / TOROIDA
• L = - N Φ/i Φ=BxA, B=μ¸i N/L
• L = -μ¸A N²/L
Dimana: μ¸= 4 . 10‾ wb/Am
A = Luas penampang
kumparan, N = Jumlah lilitan dan L=
panjang kumparan

34. ENERGI YANG TERSIMPAN
DALAM INDUKTOR
• Besar energi yang tersimpan dalam
induktor/ kumparan ( W ) sebanding
dengan kwadrat kuat arus yang melalui
induktor ( i² )
• W = ½ L i² ( dalam joule = J )

35. Contoh Soal
• 1.Sebuah kumparan terdiri dari 500 lilitan dan memiliki
hambatan 10 ohm. Kumparan melingkupi fluks magnet
berubah – ubah terhadap waktu dengan persamaan
Φ=(t + 2 )² weber dengan t dalam sekon. Tentukan kuat
arus yang mengalir melalui kumparan pada saat a. t=0
dan b. t=2 s
• 2. x x x x x x Sebuah kawat L = 10 cm ber
• x x x x x x gerak dalam medan magnet
• x x x x x x x B= 0,60 T dengan kece
• L=10x x x x x v patan v =2,5 m/s secara tegak lurus
x cm
seperti gambar. Tentukan besar dan arah arus pada
kawat Ldengan hambatan 5 ohm

36. Lanjutan Contoh Soal
• 3. Arus dalam suatu kumparan dengan induksi
diri 90 mH berubahterhadap waktu sebagai I =
t² - t ( dalam satuan SI ). Tentukan besar GGL
Induksi diri pada saat a. t = 1 s dan t = 4 s. B.
kapan GGL bernilai nol
• 4. Sebuah kumparan berbentuk toroida memiliki
luas penampang 5,0 cm² dan jari-jari r=10 cm
dan mempunyai lilitan 200. Tentukanlah a.
Induktansi diri toroida. B. Energi yang tersimpan
pada toroida jika dialiri arus listrik 6.0 A

37. Lanjutan Contoh Soal
• 5. Sebuah Generator listrik terdiri sebuah loop bujur
sangkar 10 lilitan dengan rusuk 50 cm . Loop kemudian
diputar dengan 60 putaran per sekon. Berapakah besar
induksi magnet yang diperlukan agar Generator dapat
menghasilkan ggl maksimum sebesar 150 volt.
• 6. Sebuah transformator step up mengubah tegangan 25
volt menjadi 250 volt. Bila efisiensinya 80 % dan
kumparan sekunder dihubungkan lampu 250 volt , 50
watt. Tentukan kuat arus yang mengalir pada kumparan
primer dan skunder.

38. aguspurnomosite.blogspot.com