1.GENERATOR
Suatu sistem yang merubah energi mekanik menjadi energi listrik dengan prinsip kerja berdasarkan peristiwa induksi (hukum Faraday). Besarnya GGL induksi yang timbul di dalam kumparan adalah:
e = -N dF/dt dengan F = Fo cos wt ; dF/dt = wFo sin wt ; sehingga:
e = e maks sin wt
e maks = N w Fo = N w A B
TRANSFORMATOR
Alat untuk mengubah tegangan listrik bolak-balik. Prinsip kerjanya bedasarkan pemindahan daya/energi listrik dari kumparan primer ke kumparan sekunder dengan cara induksi.
Trafo umum V2/N2 = V1/N1
Trafo:
• Step up : V2 > V1
• Step down: V1 > V2
Transforrnator ideal:
Pin = Pout atau V1I1 = V2I2
V1/V2 = I2/I1
Transfomator tak ideal:
Pin ¹ Pout ; Pout = h Pin
h = Pout/Pin x 100%
h = efisiensi transformator
ARUS PUSAR
Arus yang timbul dalam suatu logam/penghantar yang bergerak di dalam medan magnet.Umumnya merugikan karena dapat menimbulkan kalor (kerugian energi), dapat dikurangi dengan memecah-mecah penghantar tersebut.
Pemanfaatan arus pusar:
1. Alat pemanas induksi
2. Redaman elektromagnetik/rem magnetik
Contoh:
1. Kawat PQ yang panjangnya l digeser mendatar dengan kecepatan v pada rangkaian ABCD dengan hambatan R. Geseran kawat PQ memotong tegak lurus medan magnet homogen B. Jika potensial dititik P lebih besar daripada potensial di titik Q. hitunglah besar dan arah gaya F yang timbul akibat gerak kawat PQ tersebut !
Jawab:
Karena potensial di titik P lebih besar dari titik Q maka arah arus (elektron) mengalir dari Q ke P. sehingga berdasarkan kaidah Lorentz maka arah gaya F harus ke kiri.
Besar gaya F adalah:
F= l I B sin q ® (sin q= 1) ................(1)
I = e/R = l v B/R ............................(2)
gabungkan persamaan (1) dan (2), maka:
F = (l² V B²)/R
2. Sebatang kawat panjang 20 cm diputar pada satu ujungnya dengan frekuensi 2 put/detik di dalam medan magnet ^ bidang putar. Hitung GGL imbas yang terjadi jika B = 0,3 tesla !
Jawab:
Fawal = B . Aawal = 0,3 x 0 = 0
f = 2 Hz ® T= 1/f = ½ detik
Jadi dalam waktu , ½ detik luasan yang dilingkungi fluks magnetik adalah:
Aakhir = p R² ®
R = jari-jari/panjang kawat = 0,2 m
Fakhir = B . Aakhir = 0,3 . (0,2)² . p
Fakhir = 12 x 10-3 p Wb.
Jadi e = - N dF/dt =- N (Fakhir - Fawal)/dt = -1.12 x 10-3 p volt
3. Sebuah solenoida memiliki jumlah lilitan sebanyak 100 buah. Panjang dan luas penampang solenoida berturut-turut 75 cm dan 25 cm2.
Hitunglah:
(a) Induktansi diri solenoida
(b) Energi yang dihasilkan oleh peristiwa Induksi diri, bila arus listrik yang mengalir 10 A.
(c) Besar GGL induksi diri yang terjadi, bila dalam waktu 5 detik kuat arus berubah menjadi 2,5 A.
Jawab:
(a) Induksi diri dari solenoida adalah:
L = mo N² A/l = [4p .10-7(100)2.25.10-4]/[75.10-2] = 3/4p.10-5
(b) Energi yang dihasilkan, bila I = 10 A adalah:
W = 1/2 LI2 = 1/4 . 4/3p10-5(10)2 = 1/3p.10-3 joule
(c) Besar GGL induksi diri bila kuat arus berubah menjadi 2,5 A adalah:
E = - L dI/dt = - 4/3p10-5 (10-2,5/5)
E = -4/3p .10-5 . 3/2 = -2 p 10-5 volt
4. Kumparan sekunder suatu transformator step-down terdiri 2 bagian yang terpisah masing-masing 150 volt den 30 volt. Kumparan primer terdiri 1100 lilitan dan dihubungkan dengan tegangan 220 volt. Jika arus pada kumparan primer 0,2 A, hitung arus dan lilitan masing-masing kumparan sekunder !
Jawab:
Efisiensi trafo tidak diketahui ® dianggap h = 100%
VS1 . IS1 = VP . IP ® IS1 =220 x 0,2/150 = 44/150 A
VP / VS1 = NP / NS1 ® NS1 = 150/200 x 1100 = 750 lilitan
VS2 . VS2 = VP . IP ® IS2 = 220 x 0,2/30 = 44/30 A
VP / VS2 = NP / NS2 ® NS2 30 / 220 x 1100 = 150 lilitan
