Penerapan Induksi Elektromagnetik

Induksi elektromagnetik ialah tanda-tanda terjadinya arus listrik dalam suatu penghantar akhir adanya perubahan medan magnet di sekitar kawat penghantar tersebut. Induksi Elektromagnetik sanggup timbul jikalau sebuah magnet digerakkan mendekati dan menjauhi kumparan. Perubahan medan magnet sanggup terjadi jikalau magnet digerakkan dalam kumparan contohnya pada dinamo sepeda, kumparan digerakkan dalam medan magnet contohnya pada generator, dan kumparan dihubungkan dengan arus bolak-balik contohnya pada transformator. Arus Induksi sanggup diperbesar dengan cara, yaitu memakai kumparan dengan lilitan yang makin banyak, memakai magnet yang kuat, memasukkan inti besi lunak kedalam kumparan, dan memutar kumparan lebih cepat.

Menurut Faraday, arus listrik sanggup dihasilkan dengan cara menggerakkan magnet batang keluar masuk kumparan. Temuan ini diterapkan pada generator listrik yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Beberapa pola alat yang memakai prinsip kerja induksi elektromagnetik antara lain sebagai berikut.

1. Transformator

Transformator (trafo) ialah alat untuk memperbesar atau memperkecil tegangan listrik arus bolak-balik yang menurut prinsip induksi elektromagnetik.Tranformator penurun tegangan " trafo step down, sedangkan transsformator penaik tegangan " trafao step up. Transformator intinya terdiri atas lilitan primer dan lilitan sekunder yang dihubungkan dengan memakai inti besi. Lilitan primer yang menerima tegangan AC akan menginduksi inti besi sampai menjadi magnet. Perubahan arah arus AC menciptakan medan magnet yang terbentuk berubah-ubah, sehingga menghasilkan tegangan AC pada ujung-ujung kumparan sekunder.

Besar kecilnya tegangan keluaran yang dihasilkan transformator sangat dipengaruhi oleh jumlah lilitan pada kumparan primer dan sekunder. Jika jumlah lilitan primernya lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder, maka tegangan pada kumparan sekunder juga akan lebih kecil daripada tegangan pada kumparan sekunder, dan transformator tersebut disebut transformator step down. Namun jikalau jumlah lilitan primernya lebih sedikit daripada jumlah lilitan sekunder, maka tegangan pada kumparan sekunder akan lebih besar daripada tegangan pada kumparan primer, dan transformator tersebut disebut transformator step up.

Pada transformator ideal, energi listrik yang masuk ke dalam kumparan primer akan dipindahkan seluruhnya ke dalam kumparan sekunder. Hal ini menimbulkan besar efisiensi transformator menjadi 100% atau secara matematis dituliskan sebagai berikut.

Wp = Ws Vp Ip t = Vs Is t Vp = I s V s I p Maka Is = V p = N p I p V s N s
Keterangan: W p = energi primer W s = energi sekunder I p = arus primer I s = arus sekunder	N p = lilitan primer N s = lilitan sekunder V p = tegangan primer V s = tegangan sekunder

Pada kenyataannya, tidak pernah sanggup dibentuk tranformator dengan efisiensi sebesar 100%, alasannya ialah biasanya sebagian energi listrik yang masuk ke dalam kumparan primer akan diubah menjadi kalor. Dengan demikian, energi listrik yang masuk pada kumparan primer selalu lebih besar daripada energi yang keluar pada kumparan sekunder. Akibatnya, daya primer lebih besar daripada daya sekunder. Berkurangnya daya dan energi listrik pada sebuah trafo ditentukan oleh besarnya efisiensi trafo. Perhitungan efisiensi trafo (η) yang tidak ideal tersebut sanggup dilakukan dengan memakai rumus berikut.

η = Pout x 100% P in η = V s . I s x 100% V p . I p

Keterangan : Pout = daya listrik pada kumparan sekunder. Pin = daya listrik pada kumparan primer

Contoh Soal Transformator

Sebuah transformator mempunyai 300 lilitan primer dan 30 lilitan sekunder. Jika tegangan pada lilitan primer ialah 220 volt, tentukan:

• Tegangan pada lilitan sekunder
• Jika arus listrik yang mengalir pada lilitan primer sebesar 0,5 mA, berapakah arus listrik yang mengalir pada lilitan sekunder?
• Efisiensi transformator
• Jenis transformator

Diketahui:
N_p = 300 lilitan
N_s = 30 lilitan
Vp = 220 volt
I_p = 0,5 mA
Ditanya:

• Tegangan sekunder (V_s)
• Arus sekunder (I_s)
• Efisensi transformator (η )
• Jenis transformator

a. Tegangan sekunder (Vs) V s = N p = V p N s V s = 300 = 220 30 V s V s = 220 x 30 = 22 volt 300

b. Arus sekunder (I s) I s = N p = I s N s I p = 300 = I s 30 0,5 I s = 300 x 0,5 = 5 mA 30

c. Efisensi transformator (η )

η =	Pout	x 100%	=	V s . I s	x 100%  =	5 x 22	= x 100%
	P in			V p . I p		0,5 x 220

Catatan : dalam kehidupan sehari-hari tidak ada transformator yang efisiensinya 100%

d. Karena V_p > V_s dan N_p > N_s maka transformator tersebut ialah transformator step down.

2. Generator

Generator ialah alat yang dipakai untuk merubah energi gerak (kinetik) menjadi energi listrik. Energi gerak yang dimiliki generator sanggup diperoleh dari banyak sekali sumber energi alternatif, contohnya dari energi angin, energi air, dan sebagainya. Generator dibedakan menjadi generator AC (Alternating Current) dan generator DC (Direct Current). Generator AC atau alternator sanggup menghasilkan arus listrik bolak-balik dengan cara memakai cincin ganda, sedangkan generator DC sanggup menghasilkan arus listrik searah dengan cara memakai komutator (cincin belah).

3. Dinamo AC-DC

Dinamo ialah generator yang relatif kecil menyerupai yang dipakai pada sepeda. Cara kerja dinamo dan generator hampir sama, termasuk penggunaan satu cincin yang dibelah menjadi dua (komutator) pada dinamo DC dan cincin ganda pada dinamo AC. Perbedaan dinamo dengan generator terletak pada dua komponen utama dinamo, yaitu rotor (bagian yang bergerak) dan stator (bagian yang diam).