Faraday, Lenz, dan induktansi

Yang akan kamu pelajari

• Induksi
• Hukum Faraday
• Hukum Lenz
• Induktansi
• Transformator

Pahami konsepnya

Hukum Faraday: emf=−N dΦ_B/dt untuk N lilitan identik. Tanda Lenz menyatakan arah induksi yang menentang perubahan penyebabnya, konsisten dengan kekekalan energi. Perubahan fluks dapat berasal dari B, luas, atau orientasi.

Induktansi diri L menghubungkan keterkaitan fluks dengan arus pada sistem linear: NΦ=LI, sehingga emf_L=−L dI/dt. Induktor menyimpan U=LI²/2. Transformator ideal menghubungkan tegangan AC melalui V_s/V_p=N_s/N_p.

Analisis lanjut

Transformator ideal mempertahankan daya sehingga I_s/I_p=N_p/N_s, bukan kedua rasio arus dan tegangan naik bersama. Inti nyata menimbulkan rugi histeresis, eddy current dan saturasi. Tegangan DC konstan tidak menghasilkan fluks berubah berkelanjutan dalam model transformer biasa.

Untuk sirkuit bergerak, emf melibatkan integral (E+v×B)·dl; perhatikan definisi permukaan yang berubah.

Contoh terurai

Kumparan 100 lilitan mengalami perubahan fluks per lilitan dari 0,004 menjadi 0,001 Wb dalam 0,1 s. Besar emf rata-rata=100×0,003/0,1=3 V. Transformer ideal 200:100 lilitan menurunkan 12 V AC menjadi 6 V AC; arus sekunder dapat dua kali arus primer pada daya ideal sama.

Coba, amati, jelaskan

Gambar magnet mendekati lalu menjauhi kumparan. Tentukan perubahan fluks dan arah medan induksi terlebih dahulu sebelum menggunakan kaidah tangan kanan untuk arus.

Cek pemahaman

Hukum Lenz menentang apa?

• Arus listrik apa pun
• Perubahan fluks penyebab induksi
• Semua medan magnet tanpa kecuali

Jawab dan baca pembahasannya di aplikasi.