Hukum Lenz

Standar

 



Pada tahun 1835 seorang ilmuwan jenius yang dilahirkan di Estonia, Heinrich Lenz (1804-1865) menyatakan bahwa:

arus induksi elektromagnetik dan gaya akan selalu berusaha untuk saling meniadakan (gaya aksi dan reaksi)”

Sebagai contoh, jika suatu penghantar diberikan gaya untuk berputar dan memotong garis-garis gaya magnetik, maka pada penghantar tersebut akan timbul tegangan induksi (hukum faraday). Kemudian jika pada ujung-ujung penghantar tersebut saling dihubungkan maka akan mengalir arus induksi, dan arus induksi ini akan menghasilkan gaya pada penghantar tersebut (hukum ampere-biot-savart). Yang akan diungkapkan oleh Lenz adalah gaya yang dihasilkan tersebut berlawanan arah dengan arah gerakan penghantar tersebut, sehingga akan saling meniadakan.

Hukum Lenz inilah yang menjelaskan mengenai prinsip kerja dari mesin listrik dinamis (mesin listrik putar) yaitu generator dan motor.

Gambar 3. Hukum Lenz- gaya aksi dan reaksi.

1.

Hukum Faraday I

“Massa zat yang terbentuk pada masing-masing elektroda sebanding dengan kuat arus/arus listrik yang mengalir pada elektrolisis tersebut”.

Rumus:

m = e . i . t / 96.500

q = i . t

m = massa zat yang dihasilkan (gram)
e = berat ekivalen = Ar/ Valens i= Mr/Valensi
i = kuat arus listrik (amper)
t = waktu (detik)
q = muatan listrik (coulomb)

 

2.

Hukum Faraday II

“Massa dari macam-macam zat yang diendapkan pada masing-masing elektroda (terbentuk pada masing-masing elektroda) oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan sebanding dengan berat ekivalen masing-masing zat tersebut.”

Rumus:

m1 : m2 = e1 : e2

m = massa zat (garam)
e = beret ekivalen = Ar/Valensi = Mr/Valensi

Contoh:

Pada elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektroda inert, dialirkan listrik 10 amper selama 965 detik.

Hitunglah massa tembaga yang diendapkan pada katoda dan volume gas oksigen yang terbentuk di anoda pada (O°C, 1 atm), (Ar: Cu = 63.5 ; O = 16).

Jawab:

CuSO4 (aq) ® Cu2+(aq) + SO42-(aq)

Katoda [elektroda - : reduksi] : Cu2+(aq) + 2e-® Cu(s)

Anoda [elektroda + : oksidasi]: 2 H2O(l) ® O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e-

a.

massa tembaga:

m = e . i . t/96.500 = (Ar/Valensi) x (10.965/96.500) = 63.5/2 x 9.650/96.500 = 31.25 x 0,1 = 3,125 gram

 

b.

m1 : m2 = e1 : e2

mCu : mO2 = eCu : eO2

3,125 : mO2 = 6.32/2 : 32/4

3,125 : mO2 = 31,25 : 8

mO2 = (3.125 x 8)/31.25 = 0.8 gram

mol O2 = 0.8/32 = 8/320 = 1/4 mol

volume O2 (0°C, 1 atm) = 1/40 x 22.4 = 0.56 liter

Modul FIS 24 Kemagnetan dan Induksi Elektromagnetik

34

Sebaliknya, kontak relai yang tertutup ketika relai tidak dialiri arus disebut

kontak normal tertutup (normally closed = NC).

Gambar 19 memperlihatkan simbol diagram relai yang biasa digunakan. Gambar 19(a) memperlihatkan simbol kontak normal terbuka, sedangkan Gambar 19(b) memperlihatkan simbol kontak normal tertutup.

Gambar 20 memperlihatkan bagian-bagian pokok dari sebuah relai. Ketika

kumparan tidak dialiri arus, kontak bersama terhubung dengan ujung NC.

Ketika kumparan tersebut dialiri arus, elektromagnet tersebut akan menarik

plat besi sehingga kontak bersama tersebut terhubung ke ujung NO.

(a)

(b)

Gambar 19

Simbol untuk menggambarkan relai: (a) Simbol untuk
menggambarkan normal terbuka, (b) Simbol untuk
menggambarkan normal tertutup

Kontak

bersama

Kumparan

Plat besi

Gambar 20

Bagian-bagian pokok sebuah relai.

Modul FIS 24 Kemagnetan dan Induksi Elektromagnetik

35

c. Rangkuman

? Percobaan Faraday menunjukkan bahwa perubahan medan magnet

dalam kumparan menimbulkan arus maupun tegangan induksi.

? Timbulnya tegangan induksi yang disebabkan oleh perubahan medan

magnet disebut induksi elektromagnetik.

? Besar tegangan induksi bergantung pada jumlah lilitan, kecepatan

perubahan medan magnet dan kuat medan magnet.

? Relai merupakan alat elektromekanik yang bekerja berdasarkan

induksi elektromagnetik.

?Relai menggunakan sebuah elektromagnet untuk membuka maupun

menutup satu kontak atau lebih.

? Kontak relai yang terbuka ketika relai tidak dialiri arus disebut kontak

normal terbuka(normally open = NO). Sebaliknya, kontak relai yang

tertutup ketika relai tidak dialiri arus disebut kontak normal tertutup

(normally closed = NC)

d. Tugas

Gunakan istilah-istilah yang ada dalam kotak untuk mengisi tempat yang

kosong pada pernyataan di bawah.

arus induksi
berubah
elektromagnet
elektro-mekanis

gerakan magnet

induksi elektromagnetik
medan magnet
mengalir dan putus

normal terbuka

normal tertutup

NC

sakelar

1. Arus mengalir melalui kawat, lalu pada kumparan timbul…………………..

2. Jarum galvanometer akan menyimpang ketika arus listrik …………

secara cepat.
3. Proses menghasilkan arus oleh perubahan medan magnet disebut ……..
4. Medan magnet yang berubah akan menghasilkan……………………………..
5. Arah arus induksi bergantung pada arah………………………………………….

Modul FIS 24 Kemagnetan dan Induksi Elektromagnetik

36

6. Relai adalah alat …. yang bekerja berdasarkan induksi eletromagnetik. 7. Ciri umum percobaan Faraday adalah medan magnet yang………………. 8. Kontak relai yang terbuka ketika relai tidak diberi sumber tegangan

disebut kontak……………………………………………………………………………….

9. Kontak relai yang tertutup ketika relai tidak diberi sumber tegangan

disebut kontak……………………………………………………………………………….

10. Ketika kumparan tidak diberi catu daya, kontak bersama terhubung

dengan ujung… …………………………………………………………………………….. 11. Ketika kumparan diberi catu daya, inti besi akan berubah menjadi …….. 12. Pada dasarnya relai merupakan sebuah…………………………………………..

e. Tes Formatif

1. Hitunglah kecepatan perubahan flux (d? /dt) dalam satuan weber per
detik untuk kondisi berikut: (a) 6 Wb naik menjadi 8 Wb dalam 1
detik; (b) 8 Wb turun menjadi 6 Wb dalam 1 detik.

2. Suatu medan magnetik memotong sebuah kumparan yang mempunyai 500 lilitan pada kecepatan 2000? Wb/dt. Hitunglah nilai tegangan induksi,?ind.

f. Jawaban Tes Formatif

1. (a) 2 Wb/dt

(b) –2 Wb/dt

2.?ind = 1 V

Tari Pettenung

Tari Biteya dari Gorontalo

Tari Cakalele dari Maluku Tengah

Tari Reog Ponorogo dari Sulawesi Selatan

About these ads

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s