Bisakah Kita Menciptakan Arus Listrik dari Magnet? Simak di Sini!


122
122 points
Bisakah Kita Menciptakan Arus Listrik dari Magnet? Simak di Sini!

Fisikawan dan ahli kimia Denmark, Hans Christian Øersted (red: Oersted), mengamati bahwa listrik dalam sebuah konduktor dapat menghasilkan medan magnet. Ini dia simpulkan setelah melihat arah jarum kompas yang berubah ketika dibawa mendekati aliran arus listrik.

Lebih jauh lagi, para ilmuwan lain penasaran apakah ini akan menjadi kebalikannya? Bisakah medan magnet juga menghasilkan arus listrik? Untuk mendapatkan jawabannya, lihat diskusi berikut, mari, Quipperian!

Eksperimen Membuat Arus Listrik dari Medan Magnet

Setelah hipotesis Oersted muncul, yang juga dibuktikan dengan perumusan hubungan antara medan magnet dan arus listrik oleh Biot-Savart, banyak fisikawan kemudian merancang eksperimen untuk mendeteksi munculnya arus listrik yang disebabkan oleh medan magnet.

Sayangnya, upaya mereka sia-sia. Hingga abad ke-19 dua fisikawan muncul, Joseph Henry dan Michael Faraday, secara terpisah menyadari konsep baru yang sama.

Memang benar bahwa medan magnet dapat menghasilkan arus listrik. Namun, ini tidak terjadi secara bersamaan, tetapi harus hadir dalam kondisi tertentu, yaitu ketika medan magnet berubah seiring waktu.

Memang, ketika Faraday menemukan bahwa medan magnet dapat menyebabkan arus listrik, ia hanya beruntung. Itu membuat arus mengalir pada kumparan kawat sehingga arus akan menghasilkan medan magnet. Lebih lanjut, ia berharap medan magnet itu akan memicu munculnya arus listrik di koil kedua. Rupanya, harapannya tidak terwujud. Awalnya Faraday sedikit kecewa, tetapi dia menyadari sesuatu yang aneh.

Ketika ia menghidupkan dan mematikan arus pada kumparan kawat pertama, ada sedikit lonjakan arus listrik di kawat kedua. Namun, ini hanya terjadi ketika arus diubah dari kematian ke kehidupan atau kehidupan menjadi mati. Saat itulah Faraday menyadari bahwa dia mencari hal yang salah: Keberadaan medan magnet konstan tidak dapat menghasilkan arus listrik di kumparan kawat. Namun, hanya medan magnet yang berubah yang dapat menghasilkan arus listrik.

Gagasan ini kemudian muncul sebagai Hukum Induksi Faraday, yaitu perubahan medan magnet dapat menyebabkan gaya gerak listrik (GGL) pada kumparan kawat. GLD adalah energi yang diberikan kepada setiap muatan listrik untuk bergerak di antara dua kutub daya listrik dan memiliki satuan volt. GGL inilah yang akhirnya membuat elektron bergerak dan menghasilkan listrik.

Hubungan Fluks Magnetik dengan Medan Magnet

Jadi Faraday sekarang tahu bahwa ketika medan magnet berubah dari waktu ke waktu, medan magnet akan menginduksi GGL dalam gulungan kawat. Tetapi tidak hanya medan magnet, sebenarnya ada hal-hal lain yang juga dapat menginduksi GGL, seperti perubahan area bidang yang mengelilingi medan magnet dan perubahan sudut antara koil dan medan magnet juga akan menginduksi GGL.

Ini adalah faktor yang mempengaruhi perubahan fluks magnet, disimbolkan oleh B. Fluks magnetik adalah kuantitas yang mengukur jumlah medan magnet yang melewati area penampang tertentu. Ketika nilai fluks berubah, GGL diinduksi.

Dari pembahasan di atas, dapat disimpulkan bahwa ada tiga magnitudo yang mempengaruhi nilai fluks magnet sebuah koil, yaitu magnitudo medan magnet (B), luas penampang bidang yang mengelilingi medan magnet ( A), dan sudut θ yang menunjukkan sudut antara medan magnet dan garis yang tegak lurus ke permukaan koil.

Nilai luas permukaan penampang berbanding lurus dengan medan magnet yang dihasilkan. Semakin besar area, semakin besar medan magnet yang dihasilkan. Dengan menggabungkan ketiga faktor ini, kita dapat mengukur besarnya fluks magnet sebagai berikut:

Pengukuran Fluks Magnetik untuk Mendapatkan Arus Listrik Yang Kuat

Saat mengukur GGL, yang terpenting adalah bagaimana fluks berubah seiring waktu. Jika fluks magnet yang melewati kumparan berkurang, nilai GGL akan meningkat. Sebaliknya, jika fluks meningkat, nilai GLD menurun.

Selain itu, setiap kumparan pada kumparan menghasilkan jumlah fluks magnet yang sama sehingga total GLD yang dihasilkan sebanding dengan jumlah putaran pada kumparan. Secara matematis, hubungannya dapat dinyatakan sebagai:

Jadi, Hukum Induksi Faraday menunjukkan bagaimana menghitung jumlah GGL – dari sini dapat diperoleh jumlah arus listrik – yang diinduksi pada gulungan kawat dari perubahan fluks magnet. Kami akan mencoba menerapkan rumus di atas untuk menyelesaikan masalah berikut:

Sebuah kumparan terdiri dari 1.000 putaran dan memiliki ketahanan 10 Ω. Koil mencakup fluks magnet yang berubah seiring dengan waktu persamaan Φ = (t + 2) 2. Kemudian arus kuat yang mengalir pada t = 0 adalah …

Dengan demikian, arus yang mengalir di koil ketika t = 0 adalah 400 A. Notasi negatif menunjukkan bahwa kekuatan arus berkurang ketika fluks magnet meningkat.

Penerapan Hukum Induksi Faraday dalam Kehidupan Sehari-hari

Satu penerapan Hukum Faraday dapat dengan mudah ditemukan di dinamo sepeda. Perangkat ini terdiri dari kumparan yang bergerak dalam medan magnet tetap. Ketika kita mengayuh sepeda dan roda berputar, kumparan di dalam dinamo berputar. Akibatnya, perubahan fluks magnetik. Perubahan itu menyebabkan GGL dan akhirnya bisa menyalakan lampu di sepeda.

Dari pembahasan di atas, ternyata tidak hanya arus listrik yang dapat menghasilkan medan magnet, tetapi juga medan magnet dapat memicu munculnya GLD. Nah, jika Quipperian ingin dapat memahami lebih lanjut tentang sifat listrik dan magnet, Anda dapat berlangganan Video Quipper melalui tautan berikut!

Tautkan cara mendaftar: bit.ly/caradaftarquipper

Tautan pendaftaran: https://learn.quipper.com/signup/video/ID

Sumber:

Penulis: Laili Miftahur Rizqi


What's Your Reaction?

hate hate
0
hate
confused confused
0
confused
fail fail
0
fail
fun fun
0
fun
geeky geeky
0
geeky
love love
0
love
lol lol
0
lol
omg omg
0
omg
win win
0
win
admin

0 Comments

Your email address will not be published. Required fields are marked *