Induksi Elektromagnetik

Pengertian Induksi elektromagnetik. Induksi elektromagnetik adalah gejala timbulnya gaya gerak listrik di dalam suatu kumparan atau konduktor bila terdapat perubahan fluks magnetik pada konduktor tersebut atau bila konduktor bergerak relatif melintasi medan magnetik.

Hukum Induksi Faraday menyatakan:

“gaya gerak listrik (ggl) induksi yang timbul antara ujung-ujung suatu loop penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh loop penghantar tersebut”.

GGL, Gaya gerak listrik induksi adalah timbulnya gaya gerak listrik di dalam kumparan yang mencakup sejumlah fluks garis gaya medan magnetik, bilamana banyaknya fluks garis gaya itu divariasi. Dengan kata lain, akan timbul gaya gerak listrik di dalam kumparan apabila kumparan itu berada di dalam medan magnetik yang kuat medannya berubah-ubah terhadap waktu.

Hukum Faraday,

Konsep gaya gerak listrik pertama kali dikemukakan oleh Michael, yang melakukan penelitian untuk menentukan faktor yang memengaruhi besarnya ggl yang diinduksi. Faraday menemukan bahwa induksi sangat bergantung pada waktu, yaitu semakin cepat terjadinya perubahan medan magnetik, ggl yang diinduksi semakin besar.

Garis Medan Mangetik Yang Menembus Luas Bidang Permukaan A
Garis Medan Mangetik Yang Menembus Luas Bidang Permukaan A

Di sisi lain, ggl tidak sebanding dengan laju perubahan medan magnetik B, tetapi sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik, ΦB, yang bergerak melintasi loop seluas A, yang secara matematis fluks magnetik tersebut dinyatakan sebagai berikut:

ΦB = B.A cos θ …(1)

Dengan B sama dengan rapat fluks magnetik, yaitu banyaknya fluks garis gaya magnetik per satuan luas penampang yang ditembus garis gaya fluks magnetik tegak lurus, dan θ adalah sudut antara B dengan garis yang tegak lurus permukaan kumparan. Jika permukaan kumparan tegak lurus B, θ = 90o dan ΦB = 0, tetapi jika B sejajar terhadap kumparan, θ = 0o, sehingga:

ΦB = B.A

Hal ini terlihat pada Gambar  di mana kumparan berupa bujur sangkar bersisi i seluas A = i2. Garis B dapat digambarkan sedemikian rupa sehingga jumlah garis per satuan luas sebanding dengan kuat medan. Jadi, fluks ΦB dapat dianggap sebanding dengan jumlah garis yang melewati kumparan. Besarnya fluks magnetik dinyatakan dalam satuan weber (Wb) yang setara dengan tesla.meter2 (1Wb = 1 T.m2).

Dari definisi fluks tersebut, dapat dinyatakan bahwa jika fluks yang melalui loop kawat penghantar dengan N lilitan berubah sebesar ΔΦB dalam waktu Δt, maka besarnya ggl induksi adalah:

ε = –N (ΔΦBt) …. (2)

Tanda negatif pada persamaan (2) menunjukkan arah ggl induksi. Apabila perubahan fluks ΔΦ terjadi dalam waktu singkat Δt →0, maka ggl induksi menjadi:

ε = N lim (ΔΦBt)

       Δ t→0

ε = N (dΦB /dt)(6.4)

dengan:

ε  = ggl induksi (volt)

N = banyaknya lilitan kumparan

ΔΦB = perubahan fluks magnetik (weber)

Δt = selang waktu (s)

Contoh Soal Perhitungan Gaya Gerak Listrik

Fluks magnetik yang dilingkupi oleh suatu kumparan berkurang dari 0,5 Wb menjadi 0,1 Wb dalam waktu 5 sekon. Kumparan terdiri atas 200 lilitan dengan hambatan 4 Ω . Berapakah kuat arus listrik yang mengalir melalui kumparan?

Penyelesaian:

Diketahui:

Φ1 =0,5 Wb

Φ2 =0,1 Wb

N = 200 lilitan

R = 4Ω

Δt = 5 sekon

Ditanya: I … ?

Jawab:

Besarnya Gaya Gerak Listrik induksi dapat dihitung dengan menggunakan rumus persamaan berikut:

ε = –N (ΔΦBt)

ε = -200 [(0,5-0,1)]/5

ε = -200(0,4/5)

ε = -16 volt)

tanda negative (-) pada nilai ggl (ε) menyatakan reaksi atas perubahan fluks, yaitu fluks induksi berlawanan arah dengan fluks magnetik utama. Besarnya Arus yang mengalir melalui kumparan dapat dihitung dengan rumus persamaan berikut:

I = ε /R

I = 16/4 = 4 A

Daftar Pustaka:

Pengertian Induksi elektromagnetik dan Contoh Induksi elektromagnetik dengan menyebabkan gaya gerak listrik. Perubahan fluks magnetic dengan Bunyi Hukum Induksi Faraday menyatakan. Gaya gerak listrik induksi dan fluks garis gaya medan magnetik. Hukum Faraday dan rumus fluks magnetic dengan Rumus Perhitungan Gaya Gerak Listrik GGL.

Satuan Gaya Gerak Listrik dan Contoh soal gaya gerak listrik dan contoh soal induksi elektromagnetik. Pengertian rapat fluks magnet dengan gambar garis medan magnetic dan satuan weber (Wb) fluks magnetic. Pengaruh jumlah lilitan pada gaya gerak listrik dan Contoh Soal Perhitungan Gaya Gerak Listrik. Arus yang dibutuhkan Gaya gerak lsitrik atau Jumlah Lilita ynang dibutuhkan gaya gerak listrik.

Gelombang Jenis dan Sifat-sifatnya

Pengertian Gelombang. Gelombang dapat didefinisikan sebagai getaran yang merambat melalui medium atau perantara. Contoh Medium atau perantara gelombang adalah zat padat, zat cair, dan gas, contohnya tali, slinki, air, dan udara.

Gelombang Jenis dan Sifat-sifatnya. 

Dalam perambatannya, gelombang membawa energi. Contohnya Energi gelombang air laut sangat terasa ketika berdiri di tepi pantai, yaitu terasa ada dorongan gelombang pada kaki.

Gelombang dapat dikelompokkan berdasarkan sifat- sifat fisisnya menjadi seperti penjelasan berikut:

  1. Gelombang Berdasarkan arah getarannya dapat dibedakan menjadi dua, yakni gelombang longitudinal dan gelombang transversal.
  2. Gelombang longitudinal merupakan gelombang yang arah getarannya berimpit dengan arah rambatannya, contohnya gelombang bunyi.
  3. Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatannya, contohnya gelombang pada tali dan gelombang cahaya.
  4. Gelombang Berdasarkan amplitudonya dapat dibedakan menjadi dua, yakni gelombang berjalan dan gelombang diam atau berdiri.
  5. Gelombang berjalan merupakan gelombang yang amplitudonya tetap pada setiap titik yang dilalui gelombang, contohnya gelombang pada tali.
  6. Gelombang diam atau berdiri adalah gelombang yang amplitudonya berubah, contohnya gelombang pada senar gitar yang dipetik.
  7. Gelobang Berdasarkan zat perantara atau medium rambatannya dapat dibedakan menjadi dua, yakni gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
  8. Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium, contohnya gelombang air, gelombang pada tali, dan gelombang bunyi.
  9. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang dalam perambatannya tanpa memerlukan medium, contohnya gelombang cahaya.

Daftar Pustaka.

Pengertian Gelombang dan Jenis Gelombang dan Sifat-sifat Gelombang beserta Contoh Gelombang. Manfaat fungsi gelombang dan Energi gelombang air laut dengan Contoh Media atau perantara rambatan gelombang. Contoh Gelombang Berdasarkan arah getaran dan Contoh gelombang longitudinal dan gelombang transversal. Pengertian gelombang longitudinal dan gelombang transversal.

Arah Getaran gelombang longitudinal dan Arah Getaran gelombang transversal dan Gelombang longitudinal. Contoh gelombang longitudinal dan arah getaran gelombang longitudinal. Pengertian dan Contoh Gelombang transversal dan arah getaran gelombang transversal. Contoh Jenis Gelombang Berdasarkan amplitude dan Pengertian gelombang berjalan dengan Pengertian gelombang diam atau berdiri. Contoh Amplitudo Gelombang berjalan.

Contoh Gelombang Amplituda tetap dan Pengertian dan contoh Gelombang diam atau berdiri dengan Gelombang Berdasarkan zat perantara atau medium. Pengertian dan contoh gelombang mekanik dengan Pengertian dan contoh gelombang elektromagnetik. Medium Perambatan Gelombang mekanik dan Perantara Rambatan Gelombang elektromagnetik.

Perpindahan Kalor Konduksi, Konveksi dan Radiasi,

Pengertian Perpindahan Kalor. Kalor berpindah dari satu tempat atau benda ke tempat atau benda lainnya dengan tiga cara, yaitu konduksi (atau hantaran), konveksi (atau aliran), dan radiasi (atau pancaran).

Perpindahan Kalor Konduksi.

Perpindahan kalor yang tidak dikuti dengan perpindahan massanya. Artinya perpindahan kalor ini tidak disertai dengan perpindahan partikel zat secara permnen. Permindahan kalor ini disebut juga perpindahan kalor hantaran.

Perpindahan energi secara konduksi ini banyak terjadi pada zat benda padat, sehingga didefinisikan juga konduksi adalah perpindahan kalor pada zat padat.

Contoh Perpindahan Kalor Konduksi.

Sebuah sendok yang dingin dimasukkan ke dalam air panas. Pada ujung sendok yang bersentuhan dengan udara awalnya dingin. Namun kemudian akan terjadi perubahan pada ujung sendok, mula-mula ujung sendok dingin kemudian suhu naik dan terasa panas. Perpindahan panas dari sendok yang tercelup air panas ke ujung sendok yang dingin inilah yang disebut perpindahan konduksi.

Perpindahan Kalor Konveksi.

Perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan massa atau medianya. Pada Perambatan kalor ini ada perpindahan massa atau perpindahan partikel- partikel zat perantaranya. Ada aliran dari media perantara. Rambatan kalor konveksi terjadi pada fluida atau zat alir, seperti pada zat cair, gas, atau udara.

Secara sederhananya, Konveksi atau aliran kalor adalah proses di mana kalor ditransfer dengan pergerakan molekul atau zat atau partikel dari satu tempat ke tempat yang lain.

Contoh Perpindahan Kalor Konveksi.

Pendingin udara ruang yang umum disebut dengan AC ruangan adalah contoh perpindahan kalor konveksi. Udara dingin yang keluar dari system AC akan mendinginkan ruangan. Disini ada aliran fluida yaitu udara yang bergerak dari system AC ke ruangan.

Perpindahan Kalor Radiasi

Perpindahan Kalor Radiasi adalah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

Radiasi suatu benda dipengaruhi oleh suhu benda, sehingga setiap benda yang suhunya lebih tinggi dari sekelilingnya akan mengalami radiasi. Semua benda setiap saat memancarkan energi radiasi dan jika telah mencapai kesetimbangan termal atau temperatur benda sama dengan temperatur lingkungan, benda tersebut tidak akan memancarkan radiasi lagi.

Contoh Perpindahan Kalor Radiasi

Contoh perpindahan radiasi adalah panasnya sinar matahari hingga ke bumi. Panas matahari hingga ke bumi tidak membutuhkan media. Pada radiasi tidak diperlukan adanya aliran zat atau partikel untuk memindahka panas dari matahari ke Bumi.

Daftar Pustaka:

Perpindahan Kalor Konduksi dengan Perpindahan Kalor Konveksi atau Perpindahan Kalor Radiasi. Perpindahan kalor hantaran aliran dan pancaran yang perpindahan kalor tanpa media dan contoh Perpindahan Kalor. Jenis perpindahan kalor energi dan perpindahan kalor dengan aliran partikel mediumnya.

Perpindahan kalor melalui gelombang elektromagnetik dan Contoh Perpindahan Kalor Konduksi, perpindahan kalor sinar matahari. Radiasi gelombang elektromagnetik matahari dengan Contoh Perpindahan Kalor Konveksi. Pengertian dan Contoh soal Perpindahan Kalor Radiasi dan Contoh Perpindahan Kalor Radiasi.

Hukum Pascal, Pengertian dan Contohnya

Pengertian Hukum Pascal.  Ilmuwan Perancis yaitu Blaise Pascal (1623-1662) telah memberikan sumbangsih pengetahuan terkait sifat -sifat fluida statis yang kemudian dikenal dengan sebutan Hukum Pascal. Secara konsep, Bunyi hukum Pascal dapat dijelaskan sebagai berikut.

“Jika suatu fluida diberikan tekanan pada suatu tempat, maka tekanan itu akan diteruskan ke segala arah dengan nilai sama besar.

Penerapan hukum Pascal pada suatu alat, misalnya dongkrak hidrolik, dapat dijelaskan melalui analisis seperti terlihat pada Gambar di bawah.

Apabila piston-1 yang memiliki luas penampang A1 ditekan dengan gaya sebesar F1, maka zat cair di bawahnya akan memiliki tekanan yang besarnya P1. Tekanan ini akan diteruskan ke Piston-2 dengan luas penampang A2 yang besarnya P2, dan tekanan ini akan menghasilkan gaya sebesar F2. Secara matematis Hukum Pascal dapat diformusikan dengan Rumus sebagai berikut.

P1 = P2

Prinsip Hukum Pascal, Tekanan Sama Besar Pada Segala Arah, Pada Pesawat Hidrolik
Prinsip Hukum Pascal, Tekanan Sama Besar Pada Segala Arah, Pada Pesawat Hidrolik

Sesuai dengan prinsip hukum pascal yaitu Tekanan pada piston-1 (P1 ) sama dengan tekanan pada piston-2 (P2). Sehingga besarnya tekanan dan Gaya piston dapat ditentukan dengan menggunakan formulasi rumus berikut:

P1 = F1/A1

F1 = gaya pada piston-1

A1 = Luas penampang piston-1

P2 = F2/A2

F2 = gaya pada piston-2

A2 = Luas penampang piston-2

(F1/A1) = (F2/A2)

F1 = A1 x (F2/A2) atau

F1 = (A1 /A2) x F2

Berdasarkan pada hukum Pascal ini diketahui bahwa dengan memanfaatkan gaya yang relative kecil akan diperoleh suatu gaya yang cukup besar. Prinsip-prinsip hukum Pascal ini kemudian diterapkan pada peralatan seperti pompa hidrolik, alat pengangkat air, alat pengepres, alat pengukur tekanan darah (tensimeter), rem hidrolik, dongkrak hidrolik, dan dump truk.

Contoh Soal Perhitungan Rumus Hukum Pascal.

Bejana berhubungan digunakan untuk mengangkat sebuah beban. Beban 1000 kg diletakkan di atas penampang besar 2000 cm2. Berapakah gaya yang harus diberikan pada bejana kecil 10 cm2 agar beban terangkat?

Jawaban Soal Latihan.

Penyelesaian.

g = konstanta gravitasi = 10 m/s2

F2 = m x g = 1000 . 10 = 10.000 N

A2 = 2000 cm2

A1 = 10 cm2

F1 = ?

Sesuai dengan prinsip dari hukum Pascal, maka besarnya nilai gaya F1 dapat ditentukan sebagai berikut.

(F1/A1) = (F2/A2)

F1 = A1 x (F2/A2)

F1 = 10 cm2 x (10.000 N/2000cm2)

F1 = 10 x 5 N

F1 = 50 N

Dari contoh ini dapat diketahui bahwa gaya F1 jauh lebih kecil dibandingkan gaya F2 yang ditimbulkan dari tekanan P1. Hal ini menunjukkan bahwa prinsip Hukum Pascal dapat digunakan untuk melipatgandakan suatu gaya. Dengan gaya F1 sebesar 50 N dapat digunakan untuk menghasilkan gaya sebesar 10.000 N, atau 200 kali lebih besar.

Daftar Pustaka

Hukum Pascal, Pengertian dan Contoh Soal Hukum Pascal denga Fungsi Hukum Pascal dan Contoh Penggunaan Aplikasi Penerapan Hukum Pascal  menentukan tekanan gaya hukum Pascal dengan prinsip Hukum Pascal dan  Rumus Persamaan hukum Pascal. Contoh Soal Perhitungan Rumus hukum Pascal dan Alat mesin peralatan yang menggunakan prinsip Hukum Pascal. Contoh Gambar Prinsip Hukum Pascal danContoh Hidrolik hukum Pascal.

Energi Potensial dan Energi Kinetik

Penegrtian Energi Potensial. Energi potensial dapat diartikan sebagai energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena keadaan atau kedudukan atau posisinya. Contoh energi potensial Misalnya, energi pada system pegas (per), energi ketapel, energi busur, dan energi pada air terjun.

Namun demikian Energi potensial juga dapat diartikan sebagai energi yang dimiliki dan tersimpan dalam suatu benda. Contoh energi potenisal ini Misalnya energi kimia dan energi listrik. Contoh energi kimia adalah energi minyak bumi, energi dalam batubara dan energi nuklir.

Pengertian Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukan atau perbedaan ketinggian dari benda lain. Energi ini disebabkan oleh adanya perbedaan relative ketinggian. Yang Secara matematis energi potensial gravitasi diformulasikan dengan rumus seperti berikut:

Ep = m g h

Keterangan:

Ep = energi potensial gravitasi (N)

m =  massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

h = ketinggian terhadap acuan (m)

Energi potensial gravitasi dalam rumus tersebut adalah energi potensial benda terhadap bidang acuan yang terletak pada jarak ketinggian h di bawah benda. Energi potensial gravitasi terhadap bidang acuan lain yang ketinggiannya berbeda, tentu saja nilai energinya berbeda juga. Misalnya, terhadap bidang acuan yang jaraknya h1, di bawah kedudukan benda, maka energi potensial gravitasinya adalah m g h1. Sedangkan terhadap bidang acuan lain yang meiliki ketinggian h2, maka energi potensialnya menjadi m g h2.

Energi Potensial yang dimiliki Benda Pada Posisi Kedudukan
Energi Potensial yang dimiliki Benda Pada Posisi Kedudukan

Bidang acuan tidak harus berada di bawah kedudukan benda. Namun dapat saja dipilih bidang acuan yang letaknya di atas kedudukan benda. Dalam hal ini, energi potensial gravitasi yang dimiliki oleh benda menjadi negatif. Namun demikian, umumya bidang acuan dipilih di bawah kedudukan benda, Nilai energy potensial positif.

Contoh Soal Perhitungan Rumus Potenial Gravitasi 

Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar vertikal ke atas hingga mencapai ketinggian 10 m. Bila g = 10 m/s2, hitunglah energi potensial benda pada ketinggian tersebut!

Diketahui :

m = 0,1 kg

h = 10 m

g = 10 m/s2

Ditanyakan : Ep = …. ?

Jawab :

Ep = m g h = 0,1 · 10 · 10

Ep = 10 J

Jadi, energi potensial yang dimiliki oleh benda ketika berada pada ketinggian 10 meter dari permukaan tanah adalah 10 Joule.

Pengertian Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda karena geraknya. Dengan kata lain, benda bermassa yang bergerak dengan kecepatan tertentu akan memiliki energi kinetic. Secara umum energi kinetik suatu benda yang memiliki massa m dan bergerak dengan kecepatan v dirumuskan oleh persamaan berikut.

Ek = ½ m v2

dengan :

Ek = energi kinetik (joule)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan benda (m/s)

Dari persamaan di atas diketahui bahwa Energi kinetik sebuah benda dipengaruhi oleh massa dan kecepatannya. Energi itu sebanding dengan massa benda m dan kuadrat kecepatan pergerakan benda (v2).

Contoh Soal Perhitungan Rumus Energi Kinetika

Seekor burung terbang melintasi gunung dengan kelajuan atau kecepatan 25 m/s. Bila massa burung tersebut adalah 100 gram, maka besar energi kinetic yang dimiliki burung tersebut adalah?

Diketahui:

v = 10 m/s

m = 100 g = 0,1 kg

Ditanyakan: Ek = …. ?

Jawab :

Ek =1/2  m v2

Ek = 1/2 (0,1) x (10)2

Ek = 5 J

Jadi, energi kinetik yang dimiliki burung ketikan terbang melintasi gunung adalah 5 Joule.

Daftar Pustaka:

Pengertian dan Contoh Teori Energi Petensial dengan Pengertian teori Energi potensial gravitasi dan contoh energi potensial gravitasi. Contoh gambar energi potensial dan contoh soal ujian energi pontensial dengan rumus energi potensial. Contoh soal perhitungan energi potensial dan contoh penggunaan energi potensial dengan factor yang mempengarui energi potensial gravitasi.

Pengertian dan Contoh Teori Energi Kinetik dengan Pengertian teori Energi Kinetik dan contoh energi kinetik. Contoh gambar energi kinetik dan contoh soal ujian energi kinetik dengan rumus energi kinetik. Contoh soal perhitungan energi kinetik dan contoh penggunaan energi kinetik dengan factor yang mempengaruhi energi kinetic.