INDUKSI MAGNET

 

LAPORAN PRAKTIKUM

INDUKSI MAGNET

 

 

 

Rizqi Shaleh Syawaludin

C1401211018

ST09.2

 

Dosen Penanggung Jawab Praktikum

Rima Fitria Adiati, S.T., M.T.

 

 

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

IPB UNIVERSITY

2021

 

Tujuan

            Praktikum ini bertujuan mengamati dan menjelaskan mengenai hukum Lenz tentang terbentuknya arus induksi dan memahami cara kerja dari generator.

 

Teori Singkat

            Induksi elektromagnetik merupakan fenomena munculnya arus listrik akibat perubahan fluks magnetik. Proses induksi elektromagnetik melibatkan konduktor yang diletakan dengan posisi tertentu dan medan magnet (Fauzi et al. 2018). Hukum Faraday adalah hukum dasar elektromagnetisme yang menyatakan bahwa gaya gerak listrik (GGL) pada rangkaian tertutup dipengaruhi oleh medan magnet yang sebanding dengan laju perubahan fluks medan magnet yang melewati kumparan (Sahidnnur et al. 2014). Istilah GGL disebabkan karena adanya sebuah gaya listrik yang bekerja untuk menggerakkan elektron dalam konduktor yang menyatakan bahwa apabila terjadi perubahan fluks dalam suatu loop maka menghasilkan gaya gerak listrik induksi (GGL induksi). Hukum Lenz adalah hukum elektromagnetik yang dapat digunakan untuk menentukan arah gaya gerak listrik yang dihasilkan oleh induksi elektromagnetik. GGL induksi yang muncul berarah melawan arah perubahan fluks menyebabkan munculnya arus induksi (Amalia et al. 2017). Ketika kedudukan magnet dan kumparan diam, tidak ada perubahan fluks magnet dalam kumparan. Tetapi, ketika kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan, maka timbul perubahan fluks magnetik yang semakin membesar akibatnya timbul fluks magnetik yang menentang pertambahan fluks magnetik awal (Apriadi 2019).

Pada GGL Induksi sesuai hukum Faraday terjadi perubahan bentuk energi gerak menjadi energi listrik. Induksi digunakan pada pembangkit energi listrik. Pembangkit energi listrik yang menerapkannya adalah generator dan dinamo. Selain dari hukum Faraday, hukum Lenz juga banyak diterapkan dan ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu contoh dari penerapan hukum Lenz adalah alternator. Alternator adalah peranti yang berfungsi sebagai generator yang menghasilkan arus listrik alternating current (AC) dan sekaligus mengubahnya menjadi arus direct current (DC) (Lubis 2018). Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur kuat  arus dan beda potensial listrik yang relatif kecil. Semakin besar kuat arus maka akan semakin besar pula penyimpangannya. Kaitan hukum Faraday dengan elektromagnetik adalah setiap perubahan medan magnet pada kumparan akan menyebabkan gaya gerak listrik (GGL) induksi atau induksi elektromagnet yang besarnya sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik. Sedangkan pada hukum Lenz perubahan fluks akan menginduksi GGL yang menimbulkan arus di dalam kumparan, dan arus induksi ini membangkitkan medan magnetnya sendiri. Galvanometer menggunakan prinsip hukum Lorentz, dimana interaksi antara medan magnet dan kuat arus akan menimbulkan gaya magnetik (Suari 2020). Gaya magnetik inilah yang menggerakan jarum penunjuk sehingga  menyimpang saat dilewati oleh arus yang melewati kumparan.

 

Hasil

            Praktikum ini menggunakan simulasi sebagai alat bantu berupa perangkat lunak yang diakses dari https://phet.colorado.edu. Langkah-langkah percobaan diawali dengan melakukan set alat seperti pada gambar 1.

Gambar1  Mempersiapkan set alat praktikum

 

Kemudian masukkan kutub utara magnet ke kumparan seperti pada gambar 2. Perhatikan arah jarum dari galvanometer yang dapat menyimpang ke kanan/kiri.

Gambar 2  Keadaan ketika kutub utara magnet dimasukkan ke kumparan

 

Selanjutnya keluarkan kutub utara magnet dari kumparan seperti pada gambar 3. Perhatikan kembali arah jarum dari galvanometer yang dapat menyimpang ke kanan/kiri. Ganti kumparan dengan yang jumlah lilitannya lebih banyak, ulangi langkah 2 sampai langkah 6.

Gambar 3  Keadaan ketika kutub utara magnet dikeluarkan ke kumparan

 

Pembahasan

            Langkah-langkah percobaan diawali dengan mempersiapkan set alat seperti pada gambar 1. Kemudian masukkan kutub utara magnet ke kumparan seperti pada gambar 2. Perhatikan arah jarum dari galvanometer yang dapat menyimpang ke kanan/kiri. Selanjutnya keluarkan kutub utara magnet dari kumparan seperti pada gambar 3. Perhatikan kembali arah jarum dari galvanometer yang dapat menyimpang ke kanan/kiri. Ganti kumparan dengan yang jumlah lilitannya lebih banyak, ulangi langkah 2 sampai langkah 6. Magnet kutub utara yang dimasukkan ke kumparan akan menyebabkan arah jarum dari galvanometer menyimpang ke kiri atau ke arah yang negatif. Sedangkan pada magnet kutub selatan yang dimasukkan ke kumparan akan menyebabkan arah jarum galvanometer menyimpang ke kanan atau ke arah yang positif. Perbedaan arah jarum galvanometer tersebut disebabkan oleh perbedaan dari arah perubahan fluksnya. Jarum galvanometer akan ke kiri ketika dimasukkan magnet kutub utara sebab arah medan magnet kutub utara keluar. Sebaliknya arah jarum galvano meter akan ke kanan ketika  dimasukkan magnet kutub selatan sebab arah medan magnetnya ke dalam. Perlakuan pada kumparan juga dapat memengaruhi GGL induksi yang dihasilkan, semakin banyak lilitan kumparan maka GGL induksi yang dihasilkan akan semakin besar sehingga simpangan pada jarum galvanometer juga semakin lebar.

            Gerakan dari jarum galvanometer menunjukan besar nilai dari GGL induksi itu sendiri. GGL induksi dihasilkan dari arus yang mengalir dalam kumparan yang disebabkan oleh cepat perubahan fluks magnetik. Sesuai dengan hukum Lenz GGL induksi selalu membangkitkan arus yang medan magnetnya berlawanan dengan arah perubahan fluks. Arah perubahan fluks dapat ditentukan dengan menentukan terlebih dahulu arah dari medan magnetnya. Arah medan magnet ditentukan dengan melihat kutub dari magnetnya, jika kutub utara maka medan magnetnya ke luar sedangkan kutub selatan medan magnetnya ke dalam. Ketika magnet dimasukkan ke kumparan maka arah perubahan fluks akan sama dengan arah medan magnet. Namun ketika magnet ditarik ke luar kumparan maka arah perubahan fluks akan berlawanan dengan medan magnet. Perubahan fluks akan menghasilkan arus induksi. Menurut hukum Lenz GGL induksi selalu membangkitkan arus yang medan magnetnya berlawanan dengan arah perubahan fluks.

            Besar dari GGL induksi dan besarnya simpangan galvanometer mempunyai perbandingan yang sama. Semakin besar GGL induksi maka simpangan yang dihasilkan akan semakin besar juga. Terdapat beberapa faktor yang memengaruhi besar dari GGL induksi, seperti perubahan fluks, jumlah lilitan dan perubahan waktu. Semakin besar perubahan fluks magnetik terhadap waktu maka GGL induksi yang dihasilkan akan semakin besar. Selain itu Jumlah lilitan yang lebih banyak juga akan menyebabkan GGL induksi semakin besar. Arah dari jarum galvanometer dapat ditentukan dengan mengetahui arah dari perubahan fluksnya. Sebab arah jarum galvanometer mengikuti arah perubahan fluks. Generator merupakan sebuah alat yang memanfaatkan Hukum Faraday, dalam konstruksinya medan magnet dipasang sedemikian rupa sehingga sehingga ketika terjadi gerakkan/putaran diantara celah kutub utara-selatan akan menghasilkan induksi listrik. (Handi et al. 2019). Prinsip kerja generator yaitu ketika terdapat sepotong kawat penghantar listrik berada dalam medan magnet berubah-ubah, maka di dalam kawat tersebut akan terbentuk GGL.

 

Simpulan

            Hukum Lenz menjelaskan bahwa arus induksi selalu menimbulkan medan magnet induksi yang berlawanan dengan perubahan medan magnet asalnya. Arus induksi atau GGL induksi dapat terbentuk karena adanya perubahan garis-garis gaya magnet (fluks magnetik) ketika magnet digerakkan keluar masuk kumparan. Arus induksi telah digunakan pada generator yang memiliki prinsip kerja menggunakan magnet untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang bisa bermanfaat bagi kehidupan sehari-hari.

 

Daftar Pustaka

Amalia NT, Mulud TH, Prasetiyo B. 2017. Perbaikan motor induksi 2380 kW di PT.PINDAD                  (PERSERO). Jurnal Teknik Energi. 13(2):54-60.                             https://jurnal.polines.ac.id/index.php/eksergi/article/view/910.

Apriadi R. 2019. Rancang bangun prototype generator linier 1 fasa single sided halbach array      tipe             datar [Tesis]. Tasikmalaya : Universitas Siliwangi.

Fauzi, Syukriyadin, Syukri Mahdi. 2018. Analisis besaran frekuensi terhadap daya listrik pada                         rangkaian transmisi listrik nirkabel. Jurnal Online Teknik Elektro. [diakses 2021        Nov 20];             3(4):7-18. http://www.jurnal.unsyiah.ac.id/kitektro/article/viewFile/12474/9864.

Lubis S. 2018. Analisa tegangan keluaran alternator mobil sebagai pembangkit energi listrik                            alternatif. Jurnal Teknik Elektro. 1(1):44-47. doi: 10.30596%2Frele.v1i1.2270.

Mansor Badri MS. Et al. 2015. Magnetic induction tomography: a brief review. Jurnal     Teknologi.             73(3):91-95. doi: 10.11113/jt.v73.4252.

Nugroho YE. 2018. Pembuatan motor listrik dan pembangkit listrik tenaga angin untuk    meningkatkan         kompetensi keajaiban sains lorentz-faraday. Jurnal Penelitian Pembelajaran Fisika. 9(2):104-112.         doi: 10.26877/jp2f.v9i2.2995.

Suari M. 2020. Karakterisasi ampermeter voltmeter terhadap penambahan hambatan pada                                pengujian sensor mekanik multimeter analog. Jurnal Penelitian Bidang IPA dan        Pendidikan     IPA. [diakses 2021 22 Nov]; 6(1):102-113.        https://ejournal.uinib.ac.id/jurnal/index.php/naturalscience/article/download/1571/1183.