14224_hukum Dasar Kelistrikan(1).docx

HUKUM DASAR KELISTRIKAN

Mata Kuliah : Pemeliharaan Listrik Pembangkit Dosen

: Andi Ulfiana Ir, Msi.

Disusun oleh :

1. Excel Yudha Pratama

4216020019

2. Aria Dwilaksana S

42160200

3. Muthia Syawaliza

4216020028

4. Syukur Iswanto

4216020015

5. Achmad Naufal

42160200

PROGRAM STUDI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI JAKARTA TAHUN AJARAN 2018/2019

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya kelompok kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Hukum Dasar Kelistrikan”. Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi persyaratan akademis guna mencapai kompetensi

materi yang diujikan

kepada mahasiswa. Pada kesempatan ini kelompok kami ingin mengucapkan terima kasih kepada pembimbing mata kuliah pemeliharaan listrik pembangkit, tak lupa juga kepada teman-teman yang

memberikan bantuan secara langsung ataupun tidak

langsung. Kelompok kami menyadari banyak kekurangan dalam pembuatan makalah ini. Untuk itu, apabila nantinya terdapat kekeliruan maupun kesalahan dalam penulisan makalah ini penulis mengharapkan kritik dan sarannya. Penulis mengharapkan makalah ini dapat memberikan informasi yang bermanfaat bagi khalayak umum.

Penyusun

Penulis

Daftar Isi Type chapter title (level 1)1 Type chapter title (level 2)2 Type chapter title (level 3)3 Type chapter title (level 1)4 Type chapter title (level 2)5 Type chapter title (level 3)6

2

Daftar Gambar

3

Daftar Tabel

4

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Hukum dasar listrik merupakan hukum-hukum yang membahas bagaimana sebuah listrik dapar terbentuk, sifat karakteristik dari listrik, hingga bagaimana pengaplikasian hukum tersebut dalam hal pemanfaatan listrik. Tentu dengan adanya hukum-hukum tersebut tentang kelistrikan, amatlah sangat membantu manusia dalam menjalani kehidupan sehari-hari, selain mengetahui ilmu dasar juga dapat memahami awal mula dari bagaimana listrik dapat terbentuk, serta hukum-hukum yang menyatakan tentang karakteristik ilmu kelistrikan

tersebut,

sehingga

dapat

di

pahami

untuk

berbagai

jenis

pengaplikasiannya. Untuk kesempatan kali ini, kami mahasiswa mencoba mengumpulkan hukum-hukum dasar yang biasa di gunakan untuk mempelajari tentang dunia kelistrikan.

1.2 Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah :  Mengetahui prinsip awal hukum dasar kelistrikan.  Memahami prinsip awal hukum dasar kelistrikan.  Mengetahui cara dan tempat menerapkan hukum dasar kelistrikan.

1.3 Manfaat Penulisan Manfaat dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut : Makalah ini diharapkan mampu memberikan sumbangan teoritis terkait hukum dasar kelistrikan pada mahasiswa maupun khalayak umum yang berkecimpung dalam bidang kelistrikan khususnya pemeliharaan lisyrik pembangkit agar lebih memahami tentang hukum dasar kelistrikan. Dapat mengetahui dan memahami prinsip hukum tersebut.

5

BAB II PEMBAHASAN Hukum dasar kelistrikan merupakan hukum-hukum yang terbentuk atas adanya penelitian berdasarkan kehadiran sebuah listrik, mulai dari bagaimana terbentuknya, karakteristiknya, serta ketika pada saat pemanfaatannya.

2.1 Hukum Ohm

Dalam Ilmu Elektronika, Hukum dasar Elektronika yang wajib dipelajari dan dimengerti oleh setiap Engineer Elektronika ataupun penghobi Elektronika adalah Hukum Ohm, yaitu Hukum dasar yang menyatakan hubungan antara Arus Listrik (I), Tegangan (V) dan Hambatan (R). Hukum Ohm pertama kali diperkenalkan oleh seorang fisikawan Jerman yang bernama George Simon Ohm (1789-1854) pada tahun 1825. George Simon Ohm mempublikasikan Hukum Ohm tersebut pada Paper yang berjudul “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically” pada tahun 1827. Bunyi hukum Ohm adalah: “Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar atau Konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial / tegangan (V) yang diterapkan kepadanya dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)”. Secara Matematis, Hukum Ohm dapat dirumuskan menjadi persamaan seperti dibawah ini : V=IxR I=V/R R=V/I Dimana;

:

V = Voltage (Beda Potensial atau Tegangan yang satuan unitnya adalah Volt (V))

6

I = Current (Arus Listrik yang satuan unitnya adalah Ampere (A)) R = Resistance (Hambatan atau Resistansi yang satuan unitnya adalah Ohm (Ω)) Dalam aplikasinya, Kita dapat menggunakan Teori Hukum Ohm dalam Rangkaian Elektronika untuk memperkecilkan Arus listrik, Memperkecil Tegangan dan juga dapat memperoleh Nilai Hambatan (Resistansi) yang kita inginkan. Hal yang perlu diingat dalam perhitungan rumus Hukum Ohm, satuan unit yang dipakai adalah Volt, Ampere dan Ohm. Jika kita menggunakan unit lainnya seperti milivolt, kilovolt, miliampere, megaohm ataupun kiloohm, maka kita perlu melakukan konversi ke unit Volt, Ampere dan Ohm terlebih dahulu untuk mempermudahkan perhitungan dan juga untuk mendapatkan hasil yang benar.

2.2 Hukum Kirchhoff Hukum Kirchhoff adalah dua persamaan yang berhubungan dengan arus dan beda potensial (umumnya dikenal dengan tegangan) dalam rangkaian listrik. Hukum ini pertama kali diperkenalkan oleh seorang ahli fisika Jerman yang bernama Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) pada tahun 1845. Banyak dari rangkaian listrik sederhanayang tidak dapat dianalisis dengan hanya mengganti kombinasi rangkaian seri dan paralel resistor dalam menyederhanakan rangkaian yang memiliki banyak resistor.

Gambar 1. Rangkaian listrik

7

Contoh rangkaian sederhaa yang tidak dapat dianalisis dengan mengganti kombinasi resistor seri atau paralel dengan resistansi ekivalen mereka. (Tipler, Physics for Scientist and Engineer 5th Edition)

Tegangan jatuh pada

dan

tidaklah sama karena adanya ggl

.

Sehingga, rangkaian kedua resistor ini tidaklah paralel juga bukanlah rangkaian seri, karena arus yang mengalir pada kedua resistor tidaklah sama. Namun, ada hukum yang berlaku pada rangkaian yang memliki arus tetap (tunak). Hukum ini adalah hukum Kirchhoff 1 dan 2. 

Hukum Kirchhoff 1 Hukum Kirchhoff 1 dikenal sebagai hukum percabangan (junction rule),

karena hukum ini memenuhi kekekalan muatan. Hukum ini diperlukan untuk rangkaian yang multisimpal yang mengandung titik-titik percabangan ketika arus mulai terbagi. Pada keadaan tunak, tidak ada akumulasi muatan listrik pada setiap titik dalam rangkaian. Dengan demikian, jumlah muatan yang masuk di dalam setiap titik akan meninggalkan titik tersebut dengan jumlah yang sama. Hukum Kirchhoff 1 menyatakan bahwa: “Jumlah arus listrik yang masuk melalui titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan jumlah arus yang keluar melalui titik percabangan tersebut”

Gambar 2. Ilustrasi hukum kirchoff 1

8

Ilustrasi hukum Kirchhoff tentang titik percabangan. Arus I_1yang mengalir melalui titik percabangan a akan sama dengan jumlah I_2+I_3 yang keluar dari tiik percabangan Secara umum rumus hukum Kirchhoff 1 dapat dituliskan sebagai berikut:

Gambar 1.2 menunjukkan suatu titik percabangan dari 5 buah kawat yang dialiri arus

dan

.

Dalam rentang waktu

, muatan

mengalir melalui titik percabangan

dari arah kiri. Dalam rentang waktu

juga, muatan

dan

bergerak ke arah kanan meninggalkan titik percabangan. Karena muatan tersebut bukan berasal dari titik percabangan dan tidak juga menumpuk pada titik tersebut dalam keadaan tunak, maka muatan akan terkonservasi di titik percabangan tersebut, yaitu:



Hukum Kirchhoff 2

Bunyi hukum Kirchhoff 2 adalah sebagai berikut: “Pada setiap rangkaian tertutup, jumlah beda potensialnya harus sama dengan nol” Hukum Kirchhoff 2 juga sering disebut sebagai hukum simpal (loop rule), karena pada kenyataannya beda potensial diantara dua titik percabangan dalam satu rangkaian pada keadaan tunak adalah konstan. Hukum ini merupakan bukti dari adanya hukum konservasi energi. Jika kita memiliki suatu muatan Q pada sembarang titik dengan potensial V, dengan demikian energi yang dimiliki oleh muatan tersebut adalah QV. Selanjutnya, jika muatan mulai bergerak melintasi simpal tersebut, maka muatan yang kita miliki akan mendapatkan tambahan energi

9

atau kehilangan sebagian energinya saat melalu resistor baterai atau elemen lainnya. Namun saat kebali ke titik awalnya, energinya akan kembali menjadi QV. Sebagai contoh penggunaan hukum ini (Gambar 1.3), dua baterai yang berisi hambatan dalam

dan

serta ada 3 hambatan luar. Kita akan bisa menenutukan

arus dalam rangkaian tersebut sebagai fungsi GGL dan hambatan.

Gambar 2. Ilustrasi hukum 2 Kirchhoff Rangkaian berisi 2 buah baterai dan 3 resistor eksternal. Tanda plus minus pada resistor digunakan untuk mengingatkan kita sisi mana pada setiap resistor yang berada pada potensial lebih tinggi untuk arah arus yang diasumsikan. Secara umum rumus hukum Kirchhoff 2 dapat dinyatakan sebagai berikut:

10

2.3 Hukum Biot-Savart-Ampere Pada tahun 1820 Biot-Savart mengemukakan perhitungan lebih lanjut berkaitan dengan Binduksi magnetik oleh unsur (elemen) arus. Dia menyatakan bahwa induksi magnetik ℓ. yang membawa arusyang dihasilkan oleh sebuah elemen kecil kawat penghantar listrik i diberikan oleh

Gambar 4. Arah induksi magnetik B yang di hasilkan oleh sebuah elemen kecil kawat penghantar ℓ.

Dengan l adalah besarnya vektor ℓ. Arah B ditunjukan oleh gambar diatas. Disini θ adalah sudut antara vektor unsur arus ℓ dan vektor posisi r. Perhatikan arah arus dan arah vektor unsur arus ℓ. Lambang µ merupakan tetapan yang disebut permeabilitas 0 dan bernilaimedium/zat. Dalam hampa udara, permeabilitas ini dilambangkan dengan o = 4 x 10-7 Wb/Am. Arah B ditentukan oleh kaidah tangan kanan dengan memutar vektor ℓ menuju r dan ibu jari menunjuk B. Biot-Savart menyatakan bahwa arus yang dibawa elemen kawat ℓ menghasilkan sejumlah kecil induksi magnetik B di titik P. Tetapi kawat penghantar keseluruhan dapat dipotong-potong menjadi banyak ℓ dan masing-masing memberikan sumbangan terhadap induksi magnetik total di P. Karena itu, induksi magnetik total di titik P merupakan jumlahan seluruh vektor B dari masing-masing elemen arus, sehingga

11

Ungkapan di atas juga dikenal sebagai hukum Biot-Savart. Jika ℓ dibuat sangat kecil sehingga menuju nol, maka ℓ → dℓ dan

Perhitungan integral ini umumnya sangat sulit untuk dilakukan kecuali pada beberapa kasus khusus. Tetapi kita akan terbantu oleh adanya teorema yang mirip dengan hukum Gauss pada kelistrikan. Untuk perhitungan induksi magnetik, selain menggunakan hukum BiotSavart, kita juga bisa menggunakan teknik yang lain yakni Hukum sirkuit Ampere. Hukum ini menyatakan bahwa sepanjang sembarang lintasan melingkar di sekitar arus i, jumlahan hasil perkalian antara komponen medan magnetik yang sejajar lintasan dengan elemen lintasan sepanjang ℓ dari lintasan melingkar tersebut adalah sama, yakni permeabilitas o dikalikan arus I . Secara sederhana, dapat dituliskan sebagai;

Catatan: Hukum Ampere ini merupakan hukum fundamental yang didasarkan pada hasil 6 eksperimen dan tidak dapat diturunkan.

Gambar 5. Arah B dan I.

12

2.4 Hukum Faraday Pengertian Hukum Faraday dan Bunyi Hukum Faraday – Hukum Faraday adalah Hukum dasar Elektromagnetisme yang menjelaskan bagaimana arus listrik menghasilkan medan magnet dan sebaliknya bagaimana medan magnet dapat menghasilkan arus listrik pada sebuah konduktor. Hukum Faraday inilah yang kemudian menjadi dasar dari prinsip kerja Induktor, Transformator, Solenoid, Generator listrik dan Motor Listrik. Hukum yang sering disebut dengan Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday ini pertama kali dikemukakan oleh seorang Fisikawan Inggris yang bernama Michael Faraday pada tahun 1831. Induksi Elektromagnetik adalah gejala timbulnya gaya gerak listrik (ggl) di dalam suatu kumparan bila terdapat perubahan fluks magnetik pada konduktor pada kumparan tersebut atau bila konduktor bergerak relatif melintasi medan magnet. Sedangkan yang dimaksud dengan Fluks banyaknya jumlah garis gaya yang melewati luasan suatu bidang yang tegak lurus garis gaya magnetik. Percobaan Faraday

Gambar 6. Faraday, ilustrasi hukum faraday dan rumus. Dalam percobaan Faraday atau sering dikenal dengan istilah Eksperimen Faraday ini, Michael Faraday mengambil sebuah magnet dan sebuah kumparan yang terhubungkan ke galvometer. Pada awalnya, magnet diletakkan agak berjauhan dengan kumparan sehingga tidak ada defleksi dari galvometer. Jarum 13

pada galvometer tetap menunjukan angka 0. Ketika magnet bergerak masuk ke dalam kumparan, jarum pada galvometer juga bergerak menyimpang ke satu arah tertentu (ke kanan). Pada saat magnet didiamkan pada posisi tersebut, jarum pada galvometer bergerak kembali ke posisi 0. Namun ketika magnet digerakan atau ditarik menjauhi kumparan, terjadi defleksi pada galvometer, jarum pada galvometer bergerak menyimpang berlawanan dengan arah sebelumnya (ke kiri). Pada saat magnet didiamkan lagi, jarum pada galvometer kembali ke posisi 0. Demikian juga apabila yang bergerak adalah Kumparan, tetapi Magnet pada posisi tetap, galvometer akan menunjukan defleksi dengan cara yang sama. Dari percobaan Faraday tersebut juga ditemukan bahwa semakin cepat perubahan medan magnet semakin besar pula gaya gerak listrik yang diinduksi oleh kumparan tersebut. Bunyi Hukum Faraday Berdasarkan percobaan yang dilakukannya tersebut, Michael Faraday menyimpulkannya dengan dua pernyataan seperti berikut ini yang juga sering disebut dengan Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday 1 dan Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday 2. Hukum Faraday 1 Setiap perubahan medan magnet pada kumparan akan menyebabkan gaya gerak listrik (GGL) yang diinduksi oleh kumparan tersebut. Hukum Faraday 2 Tegangan GGL induksi di dalam rangkaian tertutup adalah sebanding dengan kecepatan perubahan fluks terhadap waktu. Namun ada juga mengabungkan kedua hukum Faraday tersebut menjadi satu pernyataan yaitu :

14

Setiap perubahan medan magnet pada kumparan akan menyebabkan gaya gerak listrik (GGL) Induksi yang sebanding dengan laju perubahan fluks. Hukum Faraday tersebut dapat dinyatakan dengan rumus dibawah ini : ɛ = -N (ΔΦ/Δt) Keterangan : ɛ = GGL induksi (volt) N = Jumlah lilitan kumparan ΔΦ = Perubahan fluks magnetik (weber) ∆t = selang waktu (s) Tanda negatif menandakan arah gaya gerak listrik (ggl) induksi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya Gaya Gerak Listrik (GGL) Berikut dibawah ini adalah beberapa faktor yang dapat mempengaruhi besar kecilnya Gaya Gerak Listrik (GGL). 1. Jumlah lilitan pada kumparan, semakin banyak lilitan pada kumparan semakin besar tegangan yang diinduksikan. 2. Kecepatan gerak medan magnet, semakin cepat garis gaya medan magnet atau fluks yang mengenai konduktornya semakin besar pula tegangan induksinya. 3. Jumlah garis gaya medan magnet atau fluks, semakin besar jumlah garis gaya medan magnet atau fluks yang mengenai konduktor, semakin besar juga tegangan induksinya.

15

2.5 Hukum Coulomb Hukum Coulomb – Sesuai dengan namanya Hukum Coulomb digagas oleh Charles Augustin de Coulomb warga kebangsaan Perancis di tahun 1785. Meneliti hubungan gaya listrik dengan dua muatan dan jarak antar keduanya dengan menggunakan neraca puntir. Bunyi hukum coulomb, rumus, dan contoh soal akan kita bahas disini. Hukum ini menjelaskan tentang hubungan antara gaya yang muncul antara dua titik muatan, yang dipisahkan oleh jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah antar keduanya. Satuan internasional untuk muatan listrik diberi nama C (Coulomb) untuk mengenang jasanya.

Gambar 7. Neraca Puntir Gambar diatas merupakan neraca puntir yang digunakan oleh Coulomb yang mirip dengan neraca puntir Cavendish yang digunakan pada percobaan gravitasi. Hukum Coulomb mempunyai persamaan dengan hukum gravitasi newton, persamaan itu terletak di perbandingan kuadrat yang terbalik dalam hukum newton. Perbedaannya yaitu gaya gravitasi selalu tarik-menarik, sedangkan gaya listrik selain bisa tarik-menarik juga bisa tolak-menolak.

16

Hukum coulomb pada dasarnya menyatakan muatan listrik yang sejenis akan tolak-menolak, dan

yang sejenis akan tarik-menarik. Besar gaya

Coulomb tergantung pada besar masing-masing muatan (Q1 dan Q2) serta kuadrat jarak antara dua muatan (r2) Bunyi Hukum Coulomb Besar gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda bermuatan listrik berbanding lurus dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut.

Gambar 8. Ilustrasi hukum coloumb. Saat dua muatan sejenis didekatkan satu sama lain akan terdapat gaya yang saling menolak yang mencegah kedua muatan itu bersatu. Lain halnya dengan dua buah muatan yang berbeda muatan saat didekatkan akan timbul gaya saling tarikmenarik. Gaya tarik-menarik dan gaya tolak-menolak ini disebut gaya elektrostatis. Rumus Hukum Coulomb :

Gambar 9. Rumus Hukum Coloumb.

17

Keterangan: 

Fc = gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak dengan satuan Newton (N)



Q1 = besar muatan pertama dengan satuan Coulomb (C)



Q2 = besar muatan kedua dengan satuan Coulomb (C)



r = jarak antara 2 benda bermuatan dengan satuan meter (m)



k = konstanta pembanding besarnya 9 × 10 pangkat 9 Nm2/C2

2.6 Gaya Lorentz Gaya Lorentz adalah gaya (dalam bidang fisika) yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet, B. Jika ada sebuah penghantar yang dialiri arus listrik dan penghantar tersebut berada dalam medan magnetik maka akan timbul gaya yang disebut dengan nama gaya magnetik atau dikenal juga nama gaya lorentz. Arah dari gaya lorentz selalu tegak lurus dengan arah kuat arus listrik (l) dan induksi magnetik yang ada (B). Arah gaya ini akan mengikuti arah maju skrup yang diputar dari vektor arah gerak muatan listrik (v) ke arah medan magnet, B, seperti yang terlihat dalam rumus berikut:

Gambar 10. Ilustrasi Hukum Lorentz

18

F = q (v x B) di mana : F adalah gaya (dalam satuan/unit newton) B adalah medan magnet (dalam unit tesla) q adalah muatan listrik (dalam satuan coulomb) v adalah arah kecepatan muatan (dalam unit meter per detik) × adalah perkalian silang dari operasi vektor.

Menentukan Arah Gaya Lorentz Dalam berbagai aplikasi Soal Fisika Sering Sekali Kita Menanyakan Arah Dari Gaya Lorentz. Untuk Menentukan Arah Gaya Lorentz Kita Bisa Menggunakan Dua Alternatif Cara / Kaidah Yakni Dengan Kaidah Tangan Kanan Atau Kaidah Pemutaran Sekrup.

Gambar 11. Cara menentukan arah garis lurus.

Besar Gaya Lorentz Sebanding Dengan Kuat Medan Magnet, Arus Listrik, Dan Panjang Kawat. Bila Kedudukan Gaya, Kuat Medan Magnet Dan Arus Listrik Saling Tegak Lurus, Maka Besarnya Gaya Lorentz Bisa Dirumuskan Seperti Yang Ada Dibawah Berikut Ini.

19

F = B.I.L sin a

di mana; F = gaya yang diukur dalam unit satuan newton I = arus listrik dalam ampere B = medan magnet dalam satuan tesla L = panjang kawat listrik yang dialiri listrik dalam satuan meter. Sin a = sudut antara B dan I.

Manfaat dari gaya lorentz yang pertama dan paling terasa dalam kehidupan sehari-hari adalah motor listrik, jika motor listrik itu dialiri oleh arus listrik maka akan ada arus yag mengalir dan menuju cincin komutator, kemudian dengan melewati sikat karbon maka arus listrik akan mengalir ke kumparan, didalam motor listrik itu memiliki magnet yang bisa menimbulkan medan magnet, dan dengan adanya medan magnet yang dialiri oleh listrik itu akan menimbulkan gerak dan berputar karena adanya gaya lorentz Selain digunakan pada motor listirk, gaya lorentz juga bermanfaat dalam pembuatan galvanometer yang digunakan untuk mengukur besarnya arus listrik. Secara garis besar prinsip kerja galvanometer mirip dengan motor listik yaitu memanfaatkan gerakan putaran akibat adanya gaya lorentz.

2.7 Hukum Lenz Percobaan Faraday menunjukkan bahwa jarum galvanometer menyimpang ketika magnet bergerak terhadap koil. Hanya gerakan relatifnya yang menentukan ada atau tidaknya penyimpangan (Haliday Resnick, 1991: 338-340). Penyimpangan jarum galvanometer merupakan indikator timbulnya arus listrik pada koil tersebut. Arus induksi dihasilkan oleh tegangan induksi yang besarnya dinyatakan pada persamaan :

20

𝜀=𝑁

𝑑𝜃 𝑑𝑡

Dimana : 𝜀

= Tegangan induksi

N

= jumlah lilitan koil

𝑑𝜃 𝑑𝑡

= kecepatan perubahan fluks magnet

Arah penyimpangan galvanometer dipengaruhi oleh gerak relatif antara magnet dan koil. Kecenderungan arah arus induksi pada koil telah dirumuskan oleh Friedrich Lenz pada tahun 1834 (Haliday Resnick, 1991:342) dengan pernyataan : ”Arus induksi akan muncul dengan arah sedemikian rupa sehingga menghasilkan medan magnet yang melawan perubahan garis gaya yang menghasilkannya” (Daday van den Berg, 1991: 101). Tanda negatif di dalam hukum Farady menunjukkan penentangan arah ini.

Gambar 12. Left hand rule. Penanaman Konsep Hukum Lenz Penanaman konsep hukum Lenz diberikan dengan memperhatikan: A. Kutub magnet yang didekatkan/dijauhkan pada kumparan. Kutub magnet ini mempengaruhi arah garis gaya magnetic Bm, dengan kesepakatan untuk kutub

21

S arah garis gaya magnetiknya meninggalkan magnet, sedangkan untuk kutub U arah garis gaya magnetiknya menuju magnet. B. Arah gerakan magnetic terhadap kumparan. Arah gerakan ini mempengaruhi perubahan besarnya fluks magnetic Φm, dengan perubahannya untuk gerakan magnet mendekati kumparan maka besarnya fluks magnetic yang dirasakan oleh kumparan menjadi bertambah, sedangkan untuk gerakan menjauhi maka besarnya fluks magnetiknya menjadi berkurang. C. Arah arus induksi Ii pada kumparan. Arah arus induksi didasarkan pada arah penyimpangan jarum amperemeter. Arah arus induksi mempengaruhi arah medan magnetic Bi yang dihasilkan oleh arus induksi tersebut. Penentuan arah medan magnetic Bi terhadap arah arus induksi didasarkan pada aturan tangan kanan, yaitu ibu jari menunjukkan arah Bi dan keempat jari yang lain menunjukkan arah aliran arus induksi Ii pada kumparan.

2. 8 Prinsip Dasar Konversi Energi Listrik Elektromagnetik Magnetisme Magnet adalah fenomena fisik yang dimediasi oleh medan magnet. Arus listrik dan momen magnetik dari partikel elementer menimbulkan medan magnet, yang bekerja pada arus dan momen magnetik yang lain. Semua bahan dipengaruhi sampai batas tertentu oleh medan magnet. Efek yang paling akrab adalah pada magnet permanen, yang memiliki momen magnetik terus menerus yang disebabkan oleh ferromagnetisme. Sumber Magnet Magnet dapat muncul dari dua sumber : 1. Arus Listrik 2. Momen magnet nuklir dari inti atom (nuclear magnetic momen). Momen ini 1000 kali lebih kecil dari momen magnetik elektron sehingga dapat diabaikan dalam konteks magnetisasi bahan.

22

Momen magnetik nuklir sangat penting dalam konteks lain, terutama resonansi magnetik nuklir (NMR) dan magnetic resonance imaging (MRI). Biasanya, jumlah yang sangat besar dari elektron dalam suatu material, diatur sedemikian rupa sehingga tidak ada momen magnetiknya (baik orbital dan intrinsik). Perilaku dari magnet tergantung dari struktur terutama konfigurasi elektron. Pada temperatur tinggi, gerakan panas yang random membuat elektron sulit untuk mempertahankan struktur nya. Terdapat 4 prinsip dasar yang menunjukkan bagaimana medan magnet berfungsi dalam mesinmesin listrik : 1.

Suatu konduktor yang mengalirkan listrik akan menghasilkan medan magnet disekitar konduktor tersebut.

2.

Medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu akan menginduksikan tegangan pada suatu belitan kumparan.

3.

Suatu konduktor yang digerakkan memotong medan magnet akan membangkitkan tegangan induksi pada konduktor tersebut.

4.

Suatu konduktor beraliran listrik bila berada dalam medan magnet akan menimbulkan gaya (force) pada konduktor tersebut.

Medan Magnet dan Medan Listrik Medan magnet terbentuk dari gerak elektron. Mengingat arus listrik yang melalui suatu hantaran merupakan aliran elektron, maka pada sekitar kawat hantaran tersebut akan ditimbulkan medan magnet.

Medan magnet memiliki

arah, kerapatan, dan intensitas yang digambarkan dalam “garisgaris fluks” dan dinyatakan dengan gambar simbol φ. Φ = fluks dalam besaran weber Besaran kerapatan medan magnet dinyatakan dengan banyaknya garis-garis fluks yang menembus suatu luas bidang tertentu mempunyai simbol B = kerapatan fluksi dalam weber/m2 (Wb/m2 ) Intensitas medan magnet disebut sebagai kuat

23

medan dan dinyatakan dengan besarnya fluksi sepanjang jarak tertentu, mempunyai simbol H = kuat medan dalam ampere/m (A/m). Kerapatan medan B maupun kuat medan H merupakan besaran vektoris yang mempunyai besaran dan arah. Yang besarnya B = μ.H Dengan μ = permeabilitas dalam henry/meter (H/m) Permeabilitas pada ruang bebas (udara), μ0 mempunyai nilai 4π x 10-7 H/m Besaran fluks dapat dinyatakan dengan dA adalah unsur luas. Energi dalam Medan Magnet Energi listrik yang diberikan oleh sumber akan digunakan oleh inti besi beserta belitannya untuk menghasilkan medan magnet. Dengan demikian energi yang diperoleh akan tersimpan dalam medan magnet yang ditimbulkan.

Gambar 13. Persamaan integral energi dalam magnet. Persamaan integral diatas mengandung arti bahwa besar energi yang tersimpan dalam medan magnet tersebut merupakan suatu luas daerah tertentu; sedangkan luas daerah tersebut ditentukan oleh jenis bahan pemagnetan inti.

24

BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Beberapa hukum dasar kelistrikan yang kami ketahai dah bahas dalam makalah adalah sbb; 2.1 Hukum Ohm 2.2 Hukum Kirchhoff 2.3 Hukum Biot-Savart-Ampere 2.4 Hukum Faraday 2.5 Hukum Coulomb 2.6 Gaya Lorentz 2.7 Hukum Lenz 2. 8 Prinsip Dasar Konversi Energi Listrik Elektromagnetik

25

Daftar pustaka https://www.studiobelajar.com/hukum-kirchhoff/ https://teknikelektronika.com/pengertian-hukum-faraday-bunyi-hukum-faraday/ http://www.yuksinau.id/bunyi-contoh-soal-rumus-hukum-coulomb/#! https://teknikelektronika.com/pengertian-rumus-bunyi-hukum-ohm/ http://sertifikasi.fkip.uns.ac.id/file_public/2017/MODUL%202017/Fisika/Bab-12Listrik-Magnet.pdf https://edoc.site/queue/dasar-konversi-energi-elektromagnet-pdf-free.html

26