dasar konversi energi elektromagnet
Post on 19-Jun-2015
1.289 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Dasar Konversi Energi Elektromagnet
Prinsip Dasar• Suatu konduktor yang mengalirkan
listrik akan menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor tersebut
• Medan magnet yang berubah terhadap waktu akan menginduksikan tegangan pada suatu belitan kumparan (Prinsip Kerja Transformator)
• Suatu konduktor yang digerakkan memotong medan magnet akan membangkitkan tegangan induksi pada konduktor tersebut (Prinsip Kerja Generator)
• Suatu konduktor beraliran listrik bila berada dalam medan magnet akan menimbulkan gaya pada konduktor tersebut (Prinsip Kerja Motor)
Medan Magnet dan Medan Listrik
• Apabila suatu konduktor mengalirkan listrik akan menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor tersebut
• Medan magnet memiliki arah, kerapatan dan intensitas yang digambarkan sebagai “Fluks” yang dinyatakan dengan simbol = fluks (weber)
• Kerapatan medan magnet dinyatakan dengan kerapatan fluks dan mempunyai simbolB = kerapatan fluks (wb/m2)
• Intensitas medan magnet disebut sebagai kuat medan dan dinyatakan dengan simbolH = kuat medan magnet (A/m)
• Besarnya kerapatan fluks dinyatakan dalam rumus :
B = µ.Hdi mana : µ = permeabilitas (H/m)• Permeabilitas pada ruang bebas (udara)
dinyatakan sebagai µo = 4Π x 10-7 H/m
• Besarnya kerapatan fluks : =∫ B.dA
di mana dA = unsur luas
• Gambar 1
• Untuk gambar di atas berlaku hubungan yang dinyatakan dengan HUKUM AMPERE sebagai berikut
N.i = H.ldi mana : N = jumlah lilitan
i = arus listrik (A) H = kuat medan (A/m) l = panjang jalur (m)
Induksi Tegangan• Pada gambar 1, medan magnet atau fluks
yang berubah-ubah menimbulkan gaya gerak listrik ggl sebesar :
di mana : = N. disebut fluks linkage
dt
d
dt
dNe
Terjadinya perubahan fluks akibat :• Perubahan fungsi waktu (t) akibat
arus bolak-balik yang berbentuk sinusoid
• Fungsi putaran akibat perputaran rotor pada mesin dinamis
Contoh Soal.Suatu belitan dengan tahanan 200 ohm ditempatkan dalam suatu medan magnet, fluks mula-mula sebesar 1 mWb dan fluks akhir sebesar 0,4 mWb. Belitan memiliki 100 lilitan dan suatu galvanometer yang bertahanan 400 ohm diseri dengan belitan. Cari ggl induksi rata-rata dan arus yang disebabkannya jika belitan digerakkan dalam medan magnet selama 1/20 detik.
PemecahanDiketahui :
o = 1 m Wb
t = 0,4 m Wb
d = 1-0,4 = 0,6 m Wb dt = 1/20 detik N = 100 Ditanya : a. e b. i
Jawab : a. e = N d dt = 100 x 0,6 x 10-3 = 1,2 volt 1/20 b. I = e R = 1,2 = 2 mA (400+200)
Konsep Rangkaian Magnet• Gambar 2 Toroid
• Pada gambar di atas, i menghasilkan medan magnet yang sebanding dengan jumlah lilitan N.
• Medan magnet menghasilkan gaya gerak magnet ggm yang disebut juga Ampere turn dan dinyatakan dengan notasi :
F = N.i• Pada solenoid :
F = N.i.l
• ggm adalah potensial magnet yang menggerakkan fluks di sekitar cincin toroid.
• Besarnya fluks : = F R = F
R • Seperti juga tahanan pada rangkaian listrik,
reluktansi berbanding lurus dengan panjang dan berbanding terbalik dengan penampang :
R = l dan µ = µo. µr µ.A
• Terdapat analogi antara rangkaian listrik dan rangkaian magnet :• Pada rangkaian magnet :
R = F = l µ.A
• Pada rangkaian listrik :R = V = l i σA
Analogi Rangkaian Magnet dan Rangkaian Listrik
Gaya Gerak Magnet F Gaya Gerak Listrik EFluks Arus Listrik IReluktansi R Tahanan RKerapatan Fluks B Kerapatan Arus I/AKuat Medan H Intensitas Medan €Permeabilitas µ Konduktivitas σ
Contoh SoalInti udara solenoid memiliki jari-jari 1 cm dan panjang 1 m mempunyai induksi 0,2 mH. Hitunglah jumlah kumparan solenoid apabila
µr = Π x 10-4 H/m
µo = 4Π x 10-7 H/m Pada solenoid, induktansi L = N dan ggm F =
N.i.l i
PenyelesaianDiketahui : L = 0,2 mH µr = Π x 10-4 H/m µo = 4Π x 10-7 H/m
r = 1 mDitanya : NJawab :
Dari R = F = l µA Didapatkan : = F. µ.A
l
= F. µ.A = N.i.l. µo.µr. A l lDapat ditulis : = N.i.l l /A µo.µrMaka :L = N. = N N.i.l i i l /A µo.µrL = N2.A.µo.µrN2 = L N2.A.µo.µr
N2 = 0,2x10-3
Π(1)2 4Πx10-7x Πx10-4
N = 710 lilitan
top related