BAHAN AJAR (HUKUM FARADAY)

HUKUM FARADAY

(gambar : percobaan hukum faraday-by phet.colorado.edu)

Bagi peserta didik kelas XII Semester Genap materi pelajaran Fisika tentunya sudah tidak asing lagi dengan Bab Induksi Elektromagnetik dan Arus Bolak balik. Dalam silabus KTSP berkarakter tercantum di dalam Kompetensi dasar 7.3 "memformulasikan konsep induksi Faraday dan arus bolak- balik serta penerapannya".

Konsep yang penting untuk dipahami dalam hukum Faraday adalah bahwa bila terjadi perubahan induksi magnet, maka akan timbul ggl/ gaya gerak listrik/ tegangan (atau dengan kata lain muncul arus listrik induksi). Anda dapat memahaminya dengan cara menggunakan beberapa alat dan bahan percobaan.

Percobaan dengan phet pada hukum Faraday menggunakan alat ukur amperemeter (1 buah), lilitan kawat tembaga (secukupnya), batang magnet permanen (punya kutub U dan kutub S), dan sebuah lampu. Cara kerjanya mudah, yaitu lilitan kawat telah tersambung ke lampu dan amperemeter. Kemudian batang magnet digerak gerakkan maju mundur masuk ke dalam lobang lilitan (lubang lilitan dibuat lebar sehingga magnet dapat masuk dan keluar).

Setelah magnet digerakkan masuk, terjadi hal yang menarik yaitu lampu nyala serta alat ukur jarum amperemeter bergerak. Apa artinya ? Ya, hal itu menunjukkan dan membuktikan hukum faraday yakni bila ada perubahan garis magnet di dalam lilitan/ kumparan, maka terjadi tegangan (muncul arus listrik). 

Dari mula-mula di dalam kumparan tidak ada garis magnet, setelah batang magnet dimasukkan maka garis magnet  di dalam kumparan menjadi ada. Memberi pengertian bahwa terjadi PERUBAHAN MEDAN MAGNET berakibat timbulnya ARUS LISTRIK  induksi.

Pada saat magnet digerakkan (keluar- masuk) dalam kumparan jarum pada galvanometer menyimpang. Penyimpangan jarum galvanometer menunjukkan bahwa di dalam kumparan mengalir arus listrik. Arus listrik seperti ini disebut arus induksi. Arus listrik timbul karena pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial. Beda potensial ini disebut gaya gerak listrik induksi (ggl induksi). Timbulnya ggl induksi pada ujung-ujung kumparan disebabkan karena adanya perubahan garis gaya magnetik yang memotong kumparan.

Sehingga faraday menyatakan dengan :

" Apabila terjadi perubahan fluks dalam suatu solenoida maka akan dihasilkan gaya gerak listrik yang sebanding dengan laju perubahan fluks” dan dinyatakan dengan rumus : 

Faktor-faktor yang menentukan besar GGL antara lain adalah : 

a.    Jumlah lilitan. Semakin banyak lilitan pada kumparan, semakin besar tegangan yang diinduksikan.

b.   Kecepatan gerakan medan magnet. Semakin cepat garis gaya magnet yang mengenai konduktor, semakin besar tegangan induksi.

c.   Jumlah garis gaya magnet. Semakin besar jumlah garis gaya magnet yang mengenai konduktor, semakin besar tegangan induksi.

“MEDAN DAN KOMPAS” (Medan Magnet Bumi) 

     Tujuan Pembelajaran

1. Menjelaskan pengertian medan magnet.
2. Menjelaskan medan magnet bumi. 
3. Menentukan arah medan magnet bumi.

Dari gambar diatas, dapat dilihat bahwa bumi merupakan medan magnetik raksasa, yang pembuktiannya dapat dilakukan dengan kompas. Penunjukkan arah kompas menyatakan arah kutub-kutub magnet bumi. Menggambarkan medan magnet dalam fisika dapat dilakukan melalui berbagai eksperimen dan salah satunya dapat diamati serta dipelajari pada simulasi-simulasi diatas. Suatu magnet adalah materi yang mempunyai medan magnet. Materi tersebut bisa dalam wujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. 

Magnet yang sering kita dapati sekarang ini kebanyakan adalah magnet buatan. Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub Utara (North/ N) dan kutub Selatan (South/ S). 
Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub. 

Medan magnetik didefinisikan sebagai daerah atau ruang di sekitar magnet yang masih dipengaruhi gaya magnetik. Kuat dan arah medan magnetik dapat juga dinyatakan oleh garis gaya magnetik. Jumlah garis gaya per satuan penampang melintang
adalah ukuran“kuat medan magnetik”, dilambangkan dengan huruf “B” dan satuannya “Wb/m2 ” atau “Tesla”. 

Bumi adalah medan magnet alam. Bumi merupakan medan magnetik raksasa, yang pembuktiannya dapat dilakukan dengan kompas. Penunjukkan arah kompas menyatakan arah kutub-kutub magnet bumi.