Bab 4: Prinsip Induksi Elektromagnetik dan Sistem Arus AC

Kata kunci: Fluks magnet, Hukum Faraday, Hukum Lenz, GGL induksi, Induktansi diri, Generator, Transformator, Arus bolak-balik, Nilai efektif, Reaktansi, Impedansi, Rangkaian RLC, Resonansi, Faktor daya.

Tujuan pembelajaran

• Mendeskripsikan Fluks Magnetik dan Gaya Gerak Listrik
  • Mendeskripsikan konsep fluks magnetik yang menembus suatu bidang permukaan.
  • Menganalisis hubungan fluks magnetik dengan gaya gerak listrik (GGL).
• Menganalisis Arah Arus Induksi
  • Menganalisis arah arus listrik dalam kumparan akibat perubahan medan magnet.
  • Menjelaskan keterkaitan arah arus induksi dengan hukum Faraday dan hukum Lenz.
• Menjelaskan Prinsip Kerja Generator
  • Menjelaskan prinsip kerja generator arus bolak-balik (AC).
  • Menjelaskan prinsip kerja generator arus searah (DC).
• Menganalisis GGL Induksi pada Kumparan
  • Menganalisis timbulnya GGL induksi pada kumparan akibat arus bolak-balik.
  • Mendeskripsikan proses terjadinya tegangan induksi karena perubahan arus AC.
• Mengidentifikasi Karakteristik Arus dan Tegangan
  • Mengidentifikasi sifat arus dan tegangan pada resistor, induktor, dan kapasitor.
  • Menghubungkan karakteristik komponen listrik dengan arus bolak-balik.
• Menganalisis Fenomena Rangkaian Arus Bolak-Balik
  • Menganalisis prinsip kerja rangkaian listrik bolak-balik secara teoritis.
  • Menganalisis penerapan rangkaian bolak-balik dalam kehidupan sehari-hari.
• Melakukan Percobaan Induksi Elektromagnetik
  • Melakukan percobaan sederhana tentang induksi elektromagnetik dan arus bolak-balik.
  • Mempresentasikan hasil percobaan rangkaian arus bolak-balik secara lisan atau tertulis.

Isi bab ini

Rangkuman

• Fluks magnet adalah jumlah garis gaya magnet yang menembus suatu bidang permukaan. Besarnya fluks bergantung pada kuat medan magnet, luas bidang, dan sudut antara medan magnet dengan bidang tersebut.
• Perubahan fluks magnetik pada suatu rangkaian menimbulkan gaya gerak listrik (GGL) induksi. Arah arus induksi menentang perubahan fluks yang menyebabkannya, sesuai hukum Lenz.
• Induktansi diri terjadi ketika perubahan arus pada kumparan menimbulkan GGL induksi pada dirinya sendiri. Besarnya induktansi bergantung pada jumlah lilitan dan geometri kumparan.
• Transformator digunakan untuk mengubah besar tegangan AC berdasarkan perbandingan jumlah lilitan antara kumparan primer dan sekunder. Efisiensinya bergantung pada rugi energi akibat panas dan histeresis.
• Arus dan tegangan bolak-balik (AC) berubah secara periodik mengikuti fungsi sinusoidal. Nilai efektifnya menunjukkan besaran yang setara dengan arus DC dalam menghasilkan panas.
• Rangkaian AC terdiri dari resistor, induktor, dan kapasitor yang memengaruhi besar arus serta pergeseran fase antara arus dan tegangan. Kondisi resonansi terjadi ketika reaktansi induktif dan kapasitif bernilai sama.
• Daya sesungguhnya pada rangkaian AC tergantung pada faktor daya ((\cos{\theta})) yang menunjukkan efisiensi penggunaan energi listrik.