Induksi elektromagnetik: panduan belajar

Gagasan utama

Fluks magnet yang berubah melalui sebuah lingkaran menginduksi ggl. Hukum Faraday memberi besarnya, hukum Lenz memberi arahnya, dan gagasan yang sama menjelaskan generator, transformator, dan induktor.

• Hukum Faraday adalah ε = −N ΔΦ ÷ Δt, dengan fluks Φ = BA cos θ. Hanya perubahan fluks yang menginduksi ggl.
• Hukum Lenz, tanda minus, menyatakan arus induksi menentang perubahan yang menghasilkannya.
• Penghantar sepanjang L yang bergerak dengan kelajuan v memotong medan memiliki ggl gerak BLv.
• Induktor menyimpan energi ½LI² dalam medan magnetnya dan menentang perubahan arus.

Persamaan penting

• ε = −N ΔΦ ÷ Δt
• Φ = BA cos θ
• ε = BLv (motional)
• ε = NBAω sin ωt (generator)
• U = ½LI²
• L = μ₀N²A ÷ ℓ (solenoid)

Contoh soal

Batang sepanjang 0,50 m meluncur 4,0 m/s tegak lurus medan 0,20 T pada rel yang membentuk rangkaian 2,0 Ω. Ggl adalah BLv = 0,20 × 0,50 × 4,0 = 0,40 V dan arusnya 0,40 ÷ 2,0 = 0,20 A. Gaya magnet yang melawan gerak adalah BIL = 0,20 × 0,20 × 0,50 = 0,020 N, sehingga daya yang diperlukan 0,020 × 4,0 = 0,080 W, sama dengan I²R.

Kesalahan umum

• Lupa jumlah lilitan N saat kumparan memiliki banyak lilitan.
• Memakai fluks itu sendiri, bukan laju perubahannya. Fluks yang tetap tidak menginduksi apa pun.
• Mengabaikan hukum Lenz saat menentukan arah arus induksi.

Latihan

Uji dirimu dengan soal latihan tentang topik ini: Induksi elektromagnetik