Gaya gerak listrik (GGL) induksi adalahtimbulnya gaya gerak listrik di dalam kumparan yang mencakup sejumlah fluks garis gaya medan magnet. Banyaknya garis medan magnet yang menembus suatu permukaan disebut fluks magnetiK. Besarnya fluks magnet dirumuskan sebagai berikut:

 \Phi =A.B\,cos \theta

Dalam bentuk vector persamaan tersebut erupakan perkalian titik atau dot product yaitu:

 \phi =A.B

Dengan:

𝛷  =fluks magnetic (Wb)

B  = induksi magnetic (Wb/m²)

A  = luas permukaan (m²)

𝜃  = sudut apit antara B dengan arah normal bidang A

Hukum Faraday

Untuk membahas hokum faraday, perhatikan gambar berikut!

Gambar 2: Gerak magnet keluar masuk kumparan akan menghasilkan GGL

Gambar (a) menunjukkan bahwa ketika magnet batang digerakkan memasuki kumparan maka jarum pada galvanometer akan menyimpang ke kanan. Gambar (b) menunjukkan bahwa magnet batang digerakkan keluar kumparan maka jarum menyimpang ke kiri, sedangkan gambar (c) magnet tidak digerakkan maka jarum tdak mengalami penyimpangan. Dari gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa jika magnet digerakkan memotong kumparan maka akan menghasilkan GGL sedangkan jika magnet diam maka tidak menghasilkan GGL. Percobaan ini pertama kali dilakukan oleh Michael Faradaysehingga kesimpulan percobaanya dikenal dengan Hukum Faraday, yang berbunyi seperti berikut:

  1. Jika jumlah fluks magnetic yang masuk/keluardari suatu kumparan berubah maka pada ujung–ujung kumparan akan timbul GGL induksi.
  2. Besar GGL induksi bergantung pada laju perubahan fluks magnetic dan banyaknya lilitan pada kumparan.

Besar GGL Induksi menurut hokum Faraday dinyatakan dalam:

 \varepsilon =-N\, \frac{ \Delta \Phi }{ \Delta t}

Denga :

𝜀  : GGL Induksi (Volt)

N  : Jumlah lilitan

∆𝛷 : Perubahan Fluks magnetic (Wb)

∆t  : Perubahan waktu (s)

Jika kita ambil nilai lim\, \frac{ \Delta \Phi }{ \Delta t} dengan ∆t mendekati nol maka besar GGL Induksi dapat ditentukan dengan persamaan :

 \varepsilon =-N \frac{d \Phi }{dt}

Hukum Lens

Jika hokum Faraday membahas tentang GGL induksi maka hokum Lens membahas tentang arus listrik yang diakibatkan oleh pergerakan magnet memotong medan magnet tersebut. Adapun bunyi hokum Lenz adalah sebagai berikut:

“Arus induksi mengalir pada penghantar atau kumparan dengan arah berlawanan dengan gerakan yang menghasilkannya”atau “medan magnet yang ditimbulkannya melawan perubahan fluks magnet yang menimbulkannya”.

Contoh Soal

Sebuah kumparan terdiri atas 200 lilitan dan luas penampangnya 100 cm2. Hambatan kawat 4 Ohm. Pada setiap detik terjadi perubahan fluks magnetic sebesar 0,5 Wb. Hitunglah

a.besar GGL Induksi!

b.besar arus induksi!

Penyelesaian

Diketahui:

N = 200 lilitan

A = 100 cm2= 10^-²m²

R = 4 Ohm

∆t = 1 s

∆𝛷= 0,5 Wb

Ditanyakan:

a.   𝜀= ….?

b.  I = ….?

Jawab:

a.   \varepsilon =-N \frac{d \Phi }{dt}

 

      \varepsilon =-200 \frac{0,5 }{1}

 

      \varepsilon =-200 \times 0,5

 

      \varepsilon =-100\, volt

 

b.   I=- \frac{ \varepsilon }{R}

 

      I=- \frac{100}{4}

 

      I=-25\,A