hukum faraday dan arus induksi
TRANSCRIPT
Bab IVHukum Faraday dan Arus Induksi
4.1 Hukum Faraday
Gambar: 4-1
• Fluks magnetik
• Tegangan Electromotive force
• Kami mencatat bahwa derivatif di persamaan (4-2) adalah derivatif total terhadap waktu yang beroperasi dalam medan magnet B, serta diferensial daerah permukaan ds.
)(WbsdBS
)(. VsdBdtdN
dtdNV
Semf
14
24
• Ada 3 kondisi kemungkinan emf terjadi yaitu:1. Sebuah medan magnet berubah terhadap waktu
menghubungkan loop stasioner, sedangkan emf induksi ini kemudian disebut emf transformator, .
2. Sebuah loop bergerak bervariasi terhadap waktu (relatif terhadap komponen normal B) dalam medan statis B; emf induksi ini kemudian disebut emf yang menggerakkan, .
3. Sebuah loop yang bergerak dalam medan B yang berubah terhadap waktu.
tremfV
memfV
• Total emf diberikan oleh:
• dimana : jika loop dalam keadaan stasioner. jika medan B adalah statis.
memf
tremfemf VVV 34
0memfV
0tremfV
Loop Diam dalam Medan Magnet bervariasi
• Tegangan Induksi yang dihasilkan:
• Hitung arus I?
Gambar: 4-2a
sdtBNV
S
tremf
44
• Pada terminal 1-2, emf yang terjadi:
Gambar: 4-2 b
12VV tremf
i
tremf
RRV
I
• Latihan: 1Suatu induktor dengan N lilitan dibentuk dari konduktor kawat tipis menjadi loop melingkardengan radius a. Loop induktor terletak pada bidang x-y dengan pusat di titik asal, dan terhubung dengan resistor R seperti yang ditunjukkan pada gambar. 4-2. Dengan keberadaan medan magnet yang diberikan oleh
dimana adalah frekuensi sudut.
,sin3ˆ2ˆ0 tzyBB
Hitung:a). fluks magnetik yang menghubungkan lilitan tunggal induktor. b). Emf transformator, jika diberikan N = 10, B0 = 0,2 T, a = 10 cm dan = 103 rad/s.c). Polaritas dari pada t = 0d). Arus induksi dalam rangkaian untuk R = 1 k (tahanan dalam konduktor diabaikan)
tremfV
• Penyelesaian:a).
b).
Jadi:
tBadsztzyB
sdB
S
S
sin3ˆsin3ˆ2ˆ 02
0
tBaNtBNadtdV
dtdNV
tremf
tremf
cos3sin3 02
02
tV tremf
310cos5,188
c). Pada t = 0, d/dt > 0 dan atau
d). Arus I
VVVV tremf 5,18821
VV tremf 5,188
.10cos19,010cos10
5,188 333
12 ttRVVI
• Latihan: 2.Tentukan tegangan V1 dan V2 di resistor 2 dan 4 ditunjukkan dalam gambar. 4-3.
Loop ini terletak pada bidang x-y, dengan luas area 4 m2, kerapatan fluks magnet dan tahanan dalam dari kawat diabaikan.
)(3,0ˆ TtzB
• Penyelesaian:Fluks mengalir melalui loop adalah:
Emf transformator
dsztzsdBS S
ˆ3,0ˆ )(2,143,0 Wbtt
)(2,1 VdtdV tr
emf
• Tegangan total 1,2 V didistribusikan ke dalam dua resistorbyang terhubung seri, maka:
• Dan
)(2,042
2,1
21
ARR
VI
tremf
)(8,042,0)(4,022,0
22
11
VIRVVIRV
• Tugas: 2.Misalkan loop latihan 1 digantikan dengan –loop persegi 10-lilitan berpusat di titik asal dan memiliki sisi 20 cm sejajar terhadap sumbu x dan y. Jika danBo= 100(T), Hitunglah arus dalam rangkaian.
txBzB 320 10cosˆ