Induksi Elektromagnetik, GGL Induksi, dan Transfomator

By | August 25, 2017

Induksi elektromagnetik berperan besar dalam membuat dunia yang gelap menjadi terang. Konsep pada induksi elektromagnetik merupakan cikal bakal adanya listrik yang sudah menjadi kebutuhan primer manusia saat ini. Lalu bagaimana dan apa induksi elektromagnetik itu? Melalui halaman ini, sobat idschool akan mempelajari tentang induksi elektromagnetik, ggl induksi, termasuk mempelajari faktor yang mempengaruhi besarnya ggl induksi elektromagnetik, dan transformator.

Induksi elektromagnetik, GGL Induksi, dan transfomator merupakan materi yang berbeda namun memiliki hubungan yang erat. Sehingga pembahasannya dijadikan dalam satu bahasan. Sekarang, simak pembahasan pertama yang akan diberikan, yaitu induksi elektromagnetik.

 
 

Industri Elektromagnetik

Adanya induksi elektromagnetik disebabkan oleh perubahan jumlah garis gaya magnetik yang berada dalam cakupan pada sebuah kumparan. Adanya induksi elektromagnetik dapat dipahami melalui sebuah percobaan sederhana menggunakan magnet, kumparan, dan galvanometer.

Perhatikan ilustrasi yang akan dijelaskan pada pembahasan di bawah ini.

 

Awalnya, sebuah magnet berada posisi diam berada di dekat sebuah kumparan yang sudah terhubung dengan galvanometer. Terdapat tiga garis gaya magnet yang menembus kumparan tersebut, artinya galvanometer tidak menunjukkan ada arus yang mengalir pada kumparan tersebut.

 
faktor yang mempengaruhi besarnya ggl induksi elektromagnetik

 

Selanjutnya, magnet digerakkan memasuki sebuah kumparan. Garis-garis gaya magnet yang melalui kumparan, yang awalnya berjumlah tiga, setelah magnet digerakkan bertambah menjadi lima. Jarum galvanometer yang bergerak menunjukkan bahwa ada arus listrik yang mengalir pada kumparan tersebut.

 
Induksi Elektromagnetik

 

Pertambahan jumlah garis-garis gaya listrik yang menembus kumparan menyebabkan arus listrik mengalir. Sehingga, jarum pada galvanometer bergerak. Hal ini menunjukkan bawah ada arus listrik yang mengalir. Arus listrik yang mengalir pada kumparan muncul karena adanya beda potensial pada ujung-ujung kumparan. Beda potensial yang timbul pada ujung-ujung kumparan disebut gaya gerak listrik induksi atau sering disingkat dengan ggl induksi.

 
Baca juga: Magnet dan Cara Membuat Magnet

 
 

GGL Induksi

Gaya gerak listrik induksi (ggl induksi ) merupakan beda potensial yang timbul pada ujung-ujung kumparan karena pengaruh induksi elektromagnetik. GGL induksi dapat timbul melalui empat cara yaitu

  1. Memutar magnet di dekat kumparan
  2. Memutar magnet di dalam kumparan
  3. Mnggerakkan magnet keluar/masuk dalam kumparan
  4. Memutus/menyambungkan arus listrik searah yang melalui kumparan

Selain empat cara untuk menimbulkan ggl induksi yang telah disebutkan di atas, ada juga faktor yang mempengaruhi besarnya ggl induksi elektromagnetik. Namun sebelumnya, mari simak penerapan ggl induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari terlebih dahulu.

Penerapan ggl induksi dalam kehidupan sehari-hari dapat dijumpai pada generator dan dinamo. Perhatikan ggl induksi yang terdapat pada generator AC sederhana seperti gambar di bawah.

 
Penerapan Induksi Elektromagnetik

 
Sedangkan ggl induksi pada dinamo sepeda dapat dilihat pada gambar di bawah.
 
Penerpan Induksi Elektromagnetik pada Dinamo Sepeda

 

Sebelumnya, telah disingung tentang empat cara menimbulkan ggl induksi. Sekarang, idschool akan mengulas faktor yang mempengaruhi besarnya ggl induksi elektromagnetik. Besarnya ggl induksi dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor yang memengaruhi besarnya GGL induksi dapat dilihat pada daftar di bawah.

  1. Laju gerakan magnet saat masuk/keluar kumparan
    Semakin cepat gerak magnet masuk/keluar pada sebuah kumparan, semakin besar GGL induksi yang timbul pada ujung-ujung kumparan.
  2.  

  3. Jumlah lilitan kumparan
    Semakin banyak lilitan kumparan, semakin besar GGL induksi yang timbul.
  4.  

  5. Kekuatan/daya tarik magnet
    Semakin kuat magnet batang yang digunakan, semakin besar GGL induksi yang timbul.

 
 

Transformator

Salah satu pemanfaatan prinsip induksi elektromagnetik adalah pembuatan transformator. Transformator atau yang biasa disebut trafo adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan pada arus bolak-balik (AC = Alternating Current).

Penggunaan trafo dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemui pada alat-alat elektronika seperti komputer, bel listrik, radio, dan lain sebagainya. Trafo juga dimanfaatkan pada tungku induksi dan alat pengelasan yang menggunakan listrik.

Prinsip kerja trafo dapat digunakan untuk mendistribusikan listrik dari pembangkit listrik ke rumah-rumah masyarakat dengan tujuan melakukan penghematan biaya.

Trafo terdiri atas dua bagian yaitu bagian primer dan sekunder. Peran kumparan primer adalah sebagai input. Sedangkan peran kumparan sekunder adalah sebagai output. Perhatikan gambar trafo sederhana di bawah.

 
Induksi Elektromagnetik, ggl induksi, dan transformator
 
Ulasan di bawah yang akan diberikan selanjutnya adalah jenis-jenis trafo,
Baca Juga: Transformator: Perbedaan Trafo Step Up dan Step Down
 
Jenis-jenis Trafo

Trafo terdiri dari dua jenis, yaitu trafo step-up dan trafo step-down. Karakteristik masing-masing jenis trafo dapat dilihat pada pembahasan berikut.

 
Step Up: Penaik Tegangan

    \[ N_{p} < N_{s}  \]

    \[ V_{p} < V_{s} \]

    \[ I_{p} > I_{s} \]

 
Step Down: Penurun Tegangan

    \[ N_{p} > N_{s}\]

    \[ V_{p} > V_{s} \]

    \[ I_{p} < I_{s} \]

 
Selanjutnya, sobat idschool juga pelu mengetahui persamaan transformator yang meliputi persamaan trafo ideal dan efisiensi trafo.
 
Persamaan Trafo Ideal

    \[ \frac{N_{p}}{N_{s}} = \frac{V_{p}}{V_{s}} = \frac{I_{s}}{I_{p}} \]

 
Efisiensi trafo

    \[ \eta = \frac{P_{s}}{P_{p}} \times 100 \% \]

    \[ \eta = \frac{V_{s} \cdot I_{s}}{V_{p} \cdot I_{p}} \times 100 \% \]

 
Keterangan:
    I_{p} = kuat arus kumparan primer (A)
    I_{s} = kuat arus kumparan sekunder (A)
    V_{p} = tegangan kumparan primer (V)
    V_{s} = tegangan kumparan sekunder (V)
    N_{p} = jumlah lilitan kumparan primer
    N_{s} = jumlah lilitan kumparan sekunder
    P_{p} = daya kumparan primer (W)
    P_{s} = daya kumparan sekunder (W)
    \eta = efisiensi transformator

 
 

Contoh Soal dan Pembahasan

Sebuah trafo step-down memiliki tegangan primernya 220 V dan tegangan sekundernya 110 V. Jumlah lilitan pada kumparan primer adalah 1.500 lilitan. Jumlah lilitan pada kumparan sekunder adalah ….
A.       3.000 lilitan
B.       2.250 lilitan
C.       1.750 lilitan
D.       750 lilitan
 
Pembahasan:
Diketahui:

    \[ V_{p} = 220 \; V \]

    \[ V_{s} = 110 \; V \]

    \[ N_{p} = 1.5000 \]

Ditanyakan: N_{S} …?
Persamaan trafo:

    \[ \frac{V_{p}}{V_{s}} = \frac{N_{p}}{N_{s}} \]

    \[ \frac{220}{110} = \frac{1.500}{N_{s}} \]

    \[ 2 = \frac{1.500}{N_{s}} \]

    \[ 2 N_{s} = 1.500 \]

    \[ N_{s} = \frac{1.500}{2} = 750 \; \textrm{lilitan} \]

Jawaban: D
 
Sekian pembahasan mengenai induksi elektormagnetik, ggl induks serta faktor yang mempengaruhi besarnya ggl induksi elektromagnetik, dan transformator. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!
 
Download Ringkasan Materi IPA Fisika dan Kimia SMPgratis.