Listrik Magnet untuk SMA

HUKUM FARADAY
Perhatikan gambar percobaan Faraday berikut :

Batang magnet di masukkan ke dalam kumparan, dan selama gerakan magnet batang jarum galvanometer menyimpang dari kedudukan semula. Pada saat magnet berhenti bergerak, jarum galvanometer kembali ke kedudukan semula. Pada saat magnet ditarik, jarum galvanometer menyimpang lagi dari kedudukan semula, tetapi arahnya berlawanan dengan pada saat magnet mendekati kumparan. Ini menunjukkan bahwa dalam rangkaian terjadi arus listrik (arus induksi) akibat beda tegangan yang disebut GGL induksi.
Hukum Faraday menyatakan bahwa :
“GGL induksi yang terjadi dalam besarnya berbanding lurus dengan cepat perubahan fluks magnetic yang dilingkupinya”.
Jadi besarnya GGL induksi pada sebuah kumparan dengan N buah lilitan adalah :

N = banyak lilitan kumparan
dɸ/dt = laju perubahan fluks magnetik

Dengan demikian semakin banyak jumlah lilitan pada kumparan dan semakin cepat laju perubahan fluks magnet akan semaikn besar pila GGL yang timbul pada ujung-ujung kumparan.
Sehingga tidak salah bila seorang teknisi "reparasi dinamo" akan menambah jumlah lilitan bila ingin tegangan yang keluar pada dynamo lebih besar dari sebelumnya, termasuk harus mengganti magnet bila diperkirakan medan magnetnya sudah tidak maksimal (walau jarang terjadi).

Prinsip Kerja Generator AC.

Untuk membangkitkan energi listrik maka setidaknya harus mempunyai :

1. Sumber energi (misalnya : energi gerak) yang akan diubah ke energi listrik.
2. Harus mempunyai medan magnet (dari magnet batang atau magnet permanen)
3. mempunyai penghantar yang berbentuk kumparan

Perhatikan gambar berikut ini :

Keterangan gambar :

1. Yang bertanda N dan S adalah magnet yang menghasilkan medan magnet yang melingkupi penghantar berbentuk kumparan (dihubungkan dengan tuas untuk memutar poros kumparan)
2. Agar pada ujung kumparan timbul GGL maka kumparan harus digerakkan memotong garis-garis medan magnet.
3. Kawat/penghantar yang berbentuk kumparan bergerak melingkar, sehingga fluks magnet yang melingkupinya selalu berubah (hasilnya arus AC)
4. Cara menghubungkan kumparan yang berputar dengan keluaran dari generator menggunakan cincin dan sikat (brostel=istilah yang lazim dipakai para teknisi).

Bandingkan dengan gambar generator DC berikut ini, dan carilah perbedaannya serata berilah penjelasan sendiri agar anda lebih memahami konsep ini.

Jenis dan bahan sikat tergantung beban kerja dari dinamo tersebut. Untuk beban yang kecil, sikat berbahan carbon, sedangkan yang beban besar terbuat dari bahan tembaga.

Penerapan Hukum Faraday pada Microphone

Bila generator meruapakan alat yang mampu mengubah energi gerak menjadi listrik, demikian juga halnya dengan microphone, juga mampu mengubah energi bunyi menjadi gelombang listrik, untuk selanjutnya diperkuat dengan system penguat frekuensi suara (amplifier). Perhatikan gambar berikut :

Pada peristiwa tersebut gelombang bunyi dari seseorang merambat melalui udara, kemudian menggetarkan membran (diafragma), sedangkan diafragma menyatu/melekat dengan spul microphone, yang mana teridiri dari kumparan yang tengahnya berupa magnet permanen, sehingga ketika diafragma bergetar (sesuai dengan getaran gelombang bunyi yang ditangkap) maka spul (kumparan) akan bergerak memotong medan magnet yang melingkupinya, sehingga pada ujung-ujung spul timbul GGL (sangat kecil) dan untuk selanjutnya diumpankan pada system penguat suara dan keluarlah suara yang lebih keras dari suara yang ditangkap microphone. Speaker sebagai keluaran dari system penguat suara bekerja kebalikan dari microphone dengan daya yang jauh lebih besar. Dengan perkembangan teknologi maka dalam system penguat suara sudah terintegrasi pengolah gelombang suara secara digital, sehingga didapatkan banyak efek suara termasuk echo chamber, repeater, efek robot dll. (bersambung)