Elektromagnetisme
Dapat diperlihatkan bahwa, ketika arus mengalir di dalam sebuah kawat, sebuah medan magnet akan terbentuk di sekeliling kawat. Apabila kawat digulung dan dibuat menjadi sebuah kumparan, medan magnet yang dihasilkan akan menyerupai medan magnet dari magnet batangan. Medan magnet direpresentasikan oleh garis-garis gaya yang mengindikasikan arah medan di dalam dan di sekitar kumparan.
Induksi
Arus sanggup menghasilkan sebuah medan magnet dan hal yang sebaliknya juga berlaku. Pada gambar di bawah, sebuah magnet batangan yang digerakkan masuk ke dalam sebuah kumparan menginduksikan arus pada kumparan:
Arus akan mengalir dan beda tegangan akan dihasilkan hanya saat magnet berada dalam keadaan bergerak. Apabila kita membiarkan magnet diam, arus akan berhenti. Apabila kita menggerakkan magnet keluar dari (atau menjauhi) kumparan, arus akan mengalir ke arah yang berlawanan.
Perhatikan bahwa arus mengalir ke arah yang sama dengan arah anutan pada gambar di halaman sebalah dan pada gambar di atas. Hal ini berarti bahwa arus induksi menghasilkan medan magnet dengan kutub utaranya berada di ujung kumparan yang terdekat dengan magnet. Medan magnet induksi ini berupaya untuk menolak magnet (kutub-kutub sejenis saling tolak-menolak magnet (kutub-kutub sejenis saling tolak-menolak). Medan magnet ini berupaya untuk menghentikan gerakan magnet memasuki kumparan.
Medan magnet induksi akan selalu melawan arah gerakan magnet. Ketika kita menggerakkan magnet menjauhi kumparan, arus akan berubah arah dan demikian pula arus medan magnet. Sekarang, kutub selatan medan magnet berada di bersahabat kutub utara magnet. Kutub-kutub yang berlawanan saling tarik-menarik. Dengan demikian, terdapat sebuah gaya yang berupaya mencegah kita menggerakkan magnet menjauhi kumparan.
Ke arah mana pun kita menggerakkan magnet, terdapat gaya yang melawan pergerakan tersebut. Kita harus melaksanakan kerja otot ekstra untuk sanggup menggerakkan magnet. Energi pelengkap yang kita gunakan ini dikonversikan menjadi beda tegangan antara ujung-ujung kawat kumparan.
Aktivitas yang harus dilakukan
Sambungkan sebuah kumaparan kawat ke sebuah multimeter yang bekerja dengan kisaran pengukuran tegangan yang rendah. Ambillah sebuah magnet batangan dan gerakkan magnet mendekati salah satu ujung kumparan. Cobalah hal ini dengan terlebih dahulu mendekatkan kutub utara magnet batangan ke kumparan, kemudian cobalah dengan mendekatkan kutub selatannya. Biarkan magnet dalam keadaan diam. Gerakkan magnet menjauhi kumparan. Gerakkan magnet secara perlahanlahan. Gerakkan magnet dengan cepat.
Apa yang sanggup anda perhatikan mengenai tegangan pada ujungujung kawat kumparan?
Transformator
Sebuah transformator (atau disebut juga trafo) terdiri dari dua buah kumparan yang dililitkan pada sebuah inti. Inti trafo ini dibentuk dari lapisan lapisan besi.
Kumparan-kumparan yang dipakai pada trafo pada umumnya mempunyai jumlah lilitan yang jauh lebih banyak daipada yang diperlihatkan dalam gambar. Ketika arus mengalir melewati kumparan primer, akan dihasilkan sebuah medan magnet. Inti besi trafo menyediakan sebuah jalur untuk dilalui oleh garis-garis gaya magnet sehingga hampir semua garis gaya yang terbentuk sanggup hingga ke kumparan sekunder. Induksi terjadi hanya saat terdapat suatu peruahan pada medan magnet. Dengan demikian, sebuah transformator tidak sanggup bekerja dengan arus DC. Ketika arus Ac mengalir melewati kumparan primer, dibangkitkanlah sebuah medan magnet bolakbalik. Medan magnet ini akan menginduksikan arus bolak-balik pada kumparan sekunder.
Aturan-aturan Transformator
Frekuensi: frekuensi dari arus AC yang diinduksikan ialah sama dengan frekuensi arus AC yang menginduksikan. Amplitudo: apabila VP ialah amplitudo tegangan pada kumparan primer, dan VS ialah amplitudo tegangan pada kumparan sekunder,maka :
Contoh :
Sebuah transformator mempunyai 50 lilitan pada kumparan primernya dan 200 lilitan pada kumparan sekundernya. Amplitudo tegangan AC primer ialah 9V. berapakah amplitudo tegangan AC sekunder?
Menyesuaikan persamaan di atas untuk mendapat nilai VS, menghasilkan persamaan:
Aplitudo tegangan pada kumparan sekunder ialah 36V. Perhitungan di atas mengasumsikan bahwa transformator bekerja pada tingkat efisiensi 100%.
Arus sanggup menghasilkan sebuah medan magnet dan hal yang sebaliknya juga berlaku. Pada gambar di bawah, sebuah magnet batangan yang digerakkan masuk ke dalam sebuah kumparan menginduksikan arus pada kumparan:
Arus akan mengalir dan beda tegangan akan dihasilkan hanya saat magnet berada dalam keadaan bergerak. Apabila kita membiarkan magnet diam, arus akan berhenti. Apabila kita menggerakkan magnet keluar dari (atau menjauhi) kumparan, arus akan mengalir ke arah yang berlawanan.
Perhatikan bahwa arus mengalir ke arah yang sama dengan arah anutan pada gambar di halaman sebalah dan pada gambar di atas. Hal ini berarti bahwa arus induksi menghasilkan medan magnet dengan kutub utaranya berada di ujung kumparan yang terdekat dengan magnet. Medan magnet induksi ini berupaya untuk menolak magnet (kutub-kutub sejenis saling tolak-menolak magnet (kutub-kutub sejenis saling tolak-menolak). Medan magnet ini berupaya untuk menghentikan gerakan magnet memasuki kumparan.
Medan magnet induksi akan selalu melawan arah gerakan magnet. Ketika kita menggerakkan magnet menjauhi kumparan, arus akan berubah arah dan demikian pula arus medan magnet. Sekarang, kutub selatan medan magnet berada di bersahabat kutub utara magnet. Kutub-kutub yang berlawanan saling tarik-menarik. Dengan demikian, terdapat sebuah gaya yang berupaya mencegah kita menggerakkan magnet menjauhi kumparan.
Ke arah mana pun kita menggerakkan magnet, terdapat gaya yang melawan pergerakan tersebut. Kita harus melaksanakan kerja otot ekstra untuk sanggup menggerakkan magnet. Energi pelengkap yang kita gunakan ini dikonversikan menjadi beda tegangan antara ujung-ujung kawat kumparan.
Aktivitas yang harus dilakukan
Sambungkan sebuah kumaparan kawat ke sebuah multimeter yang bekerja dengan kisaran pengukuran tegangan yang rendah. Ambillah sebuah magnet batangan dan gerakkan magnet mendekati salah satu ujung kumparan. Cobalah hal ini dengan terlebih dahulu mendekatkan kutub utara magnet batangan ke kumparan, kemudian cobalah dengan mendekatkan kutub selatannya. Biarkan magnet dalam keadaan diam. Gerakkan magnet menjauhi kumparan. Gerakkan magnet secara perlahanlahan. Gerakkan magnet dengan cepat.
Apa yang sanggup anda perhatikan mengenai tegangan pada ujungujung kawat kumparan?
Transformator
Sebuah transformator (atau disebut juga trafo) terdiri dari dua buah kumparan yang dililitkan pada sebuah inti. Inti trafo ini dibentuk dari lapisan lapisan besi.
Aturan-aturan Transformator
Frekuensi: frekuensi dari arus AC yang diinduksikan ialah sama dengan frekuensi arus AC yang menginduksikan. Amplitudo: apabila VP ialah amplitudo tegangan pada kumparan primer, dan VS ialah amplitudo tegangan pada kumparan sekunder,maka :
Sebuah transformator mempunyai 50 lilitan pada kumparan primernya dan 200 lilitan pada kumparan sekundernya. Amplitudo tegangan AC primer ialah 9V. berapakah amplitudo tegangan AC sekunder?
Menyesuaikan persamaan di atas untuk mendapat nilai VS, menghasilkan persamaan:
Aplitudo tegangan pada kumparan sekunder ialah 36V. Perhitungan di atas mengasumsikan bahwa transformator bekerja pada tingkat efisiensi 100%.