Contoh Soal Penerapan Induksi Elektromagnetik
Contoh Soal Penerapan Induksi Elektromagnetik - Pada topik sebelumnya kalian telah belajar tentang GGL induksi yaitu peristiwa induksi elektromagnetik (medan magnet dapat menimbulkan arus listrik dan arus listrik dapat menimbulkan medan magnet yang kemudian juga menghasilkan arus listrik). Pada topik ini kalian akan belajar tentang penerapan induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.
▬▬ Generator ▬▬
Generator adalah alat yang dapat mengubah energi gerak (energi kinetik) menjadi energi listrik. Generator dibedakan menjadi dua jenis, yaitu generator arus bolak-balik dan generator arus searah. Perbedaan antara keduanya akan kalian pelajari sebagai berikut.
▬ Generator Arus Bolak Balik ▬
Generator arus bolak-balik (AC atau alternating current ) disebut juga alternator yang terdiri dari magnet, kumparan yang berinti besi, cincin luncur, dan sikat karbon. Prinsip kerjanya adalah ketika kumparan berputar, akan terjadi perubahan fluks magnet yang dilingkupi oleh kumparan tersebut, sehingga timbul arus listrik. Kemudian, arus listrik yang dihasilkan akan terhubung dengan cincin sikat karbon pada rangkaian di luar generator untuk didistribusikan ke rumah-rumah. Generator arus bolak-balik ini biasanya digunakan pada pembangkit listrik tenaga air dan pembangkit listrik tenaga angin.
▬ Generator Arus Searah ▬
Generator arus searah (DC atau direct current) juga bekerja dengan prinsip GGL induksi. Bedanya dengan generator arus bolak-balik adalah generator arus searah memiliki satu cincin yang dibelah sehingga dinamakan cincin belah atau komutator. Kedua sikat karbon bersentuhan dengan kedua cincin belah secara bergantian, sehingga salah satu sikat karbon selalu berpolaritas positif dan yang lain berpolaritas negatif. Hal ini menyebabkan arus listrik induksi yang mengalir adalah searah (DC).
▬ Dinamo Sepeda ▬
Dinamo sepeda juga berperan sebagai generator. Magnet di dalam dinamo berperan sebagai rotor (bagian yang berputar), sedangkan kumparan berperan sebagai stator. Magnet yang berputar di dekat kumparan, akan menyebabkan perubahan garis gaya magnet, akibatnya, timbul GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. Arus induksi yang mengalir dapat menyalakan lampu sepeda. Semakin kencang perputaran roda, maka semakin besar perubahan fluks magnet pada kumparan sehingga semakin besar pula arus induksi yang dihasilkan.
▬▬ Transformator ▬▬
Transformator atau sering disebut trafo adalah komponen untuk menaikkan atau menurunkan tegangan arus bolak-balik. Ingat, trafo hanya bekerja untuk arus bolak-balik (AC), tidak untuk arus searah (DC). Transformator hanya dapat mengubah besarnya tegangan, bukan mengubah dayanya.
Transformator terdiri atas sebuah inti besi, kumparan primer dan kumparan sekunder. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut.
Transformator terdiri atas sebuah inti besi, kumparan primer dan kumparan sekunder. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut.
1. Kumparan primer dihubungkan kepada sumber tegangan yang akan diubah besarnya. Tegangan primer yang terdapat di dalam trafo adalah tegangan bolak-balik, sehingga besar dan arah tegangan itu berubah-ubah.
2. Dalam inti besi timbul medan magnet yang besar dan arahnya berubah-ubah pula. Perubahan medan magnet ini akan menginduksi tegangan bolak-balik pada kumparan sekunder, sehingga besarnya tegangan pada kumparan sekunder berbeda dengan besarnya tegangan mula-mula (pada kumparan primer).
2. Dalam inti besi timbul medan magnet yang besar dan arahnya berubah-ubah pula. Perubahan medan magnet ini akan menginduksi tegangan bolak-balik pada kumparan sekunder, sehingga besarnya tegangan pada kumparan sekunder berbeda dengan besarnya tegangan mula-mula (pada kumparan primer).
Dari sebuah percobaan didapatkan kesimpulan bahwa:
1. Perbandingan antara tegangan primer (Vp), dengan tegangan sekunder (Vs) sama dengan perbandingan antara jumlah lilitan primer (Np), dan lilitan sekunder (Ns).
2. Perbandingan antara kuat arus primer (Ip), dengan kuat arus sekunder (Is), sama dengan perbandingan jumlah lilitan sekunder (Ns) dengan jumlah lilitan primer (Np).
2. Perbandingan antara kuat arus primer (Ip), dengan kuat arus sekunder (Is), sama dengan perbandingan jumlah lilitan sekunder (Ns) dengan jumlah lilitan primer (Np).
Perbandingan-perbandingan tersebut dapat dituliskan sebagai persamaan berikut.
Pada umumnya, transformator berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik PLN sebelum masuk ke peralatan elektronik. Beberapa alat yang menggunakan transformator adalah catu daya (power supply), adaptor, dan transmisi daya listrik jarak jauh.
Sekian dulu ya, untuk meningkatkan pemahaman, silahkan kalian kerjakan soal-soal yang telah tersedia. Selamat Belajar !
S1
Induksi elektromagnetik adalah ....
S2
Peralatan berikut ini yang dapat menghasilkan energi listrik adalah ....
S3
Berikut ini merupakan alat yang memanfaatkan prinsip induksi elektromagnetik di dalamnya, kecuali ....
S4
Perbedaan antara arus AC dan arus DC adalah ....
S5
Sebuah alat membutuhkan daya 60 W dan tegangan 100 V, sedangkan arus listrik dari PLN memiliki tegangan 220 V. Komponen elektronik yang dibutuhkan agar listrik PLN dapat digunakan pada alat tersebut adalah ....
S6
Pembangkit listrik tenaga air dapat menghasikan induksi elektromagnetik yang diperoleh dari ....
S7
Perubahan energi yang terjadi pada generator adalah ....
S8
Induksi elektromagnetik tersusun atas bahan berikut, kecuali ....
S9
GGL induksi muncul karena adanya ....
S10
Tegangan keluaran transformator dipengaruhi oleh ....