Hukum Faraday dan Eksperimen Induksi Elektromagnetik

Hukum Faraday, landasan utama dalam elektromagnetisme, menggambarkan hubungan esensial antara arus listrik dan medan magnet, serta interaksi sebaliknya. Ditemukan oleh fisikawan Inggris, Michael Faraday, pada tahun 1831, hukum ini membentuk dasar bagi prinsip operasi perangkat seperti induktor, transformator, solenoid, generator listrik, dan motor listrik.

Pengertian Hukum Faraday:

Hukum Faraday adalah prinsip fundamental dalam bidang elektromagnetisme yang menjelaskan bagaimana arus listrik mampu menghasilkan medan magnet dan sebaliknya, bagaimana medan magnet dapat menginduksi arus listrik dalam konduktor. Konsep ini memiliki peran sentral dalam pengembangan teknologi elektromagnetik modern.

Eksperimen Induksi Elektromagnetik Faraday:

Percobaan Faraday, atau sering disebut Eksperimen Induksi Elektromagnetik, melibatkan penggunaan sebuah magnet dan kumparan yang terhubung dengan galvometer. Awalnya, magnet ditempatkan dalam jarak tertentu dari kumparan, di mana galvometer menunjukkan nol defleksi. Saat magnet didekatkan ke kumparan, galvometer menunjukkan defleksi ke satu arah (ke kanan). Begitu magnet diam pada posisi tersebut, galvometer kembali ke nol. Namun, ketika magnet ditarik menjauhi kumparan, galvometer mengalami defleksi berlawanan (ke kiri). Kembali pada posisi diam, galvometer kembali ke nol. Prinsip yang sama berlaku jika kumparan yang bergerak relatif terhadap medan magnet tetap.

Eksperimen ini membuktikan bahwa perubahan cepat dalam medan magnet menghasilkan gaya gerak listrik yang lebih besar dalam kumparan. Konsep ini menjadi fundamental dalam pemahaman induksi elektromagnetik dan menjadi landasan bagi banyak aplikasi teknologi dalam kehidupan sehari-hari.

Hukum Faraday, yang melahirkan Eksperimen Induksi Elektromagnetik, adalah tonggak penting dalam ilmu elektromagnetisme. Penemuan ini oleh Michael Faraday membuka jalan bagi perkembangan perangkat dan teknologi modern yang bergantung pada prinsip induksi elektromagnetik.

Bunyi Hukum Faraday

Berdasarkan percobaan yang dilakukannya tersebut, Michael Faraday menyimpulkannya dengan dua pernyataan seperti berikut ini yang juga sering disebut dengan Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday 1 dan Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday 2.

Hukum Faraday 1

Setiap perubahan medan magnet pada kumparan akan menyebabkan gaya gerak listrik (GGL) yang diinduksi oleh kumparan tersebut.

Hukum Faraday 2

Tegangan GGL induksi di dalam rangkaian tertutup adalah sebanding dengan kecepatan perubahan fluks terhadap waktu.

Namun ada juga mengabungkan kedua hukum Faraday tersebut menjadi satu pernyataan yaitu :

Setiap perubahan medan magnet pada kumparan akan menyebabkan gaya gerak listrik (GGL) Induksi yang sebanding dengan laju perubahan fluks.

Hukum Faraday tersebut dapat dinyatakan dengan rumus dibawah ini :

ɛ = -N (ΔΦ/Δt)

Keterangan :

ɛ = GGL induksi (volt)

N = Jumlah lilitan kumparan

ΔΦ = Perubahan fluks magnetik (weber)

∆t = selang waktu (s)

Tanda negatif menandakan arah gaya gerak listrik (ggl) induksi

Prinsip-Prinsip Hukum Faraday dalam Induksi Elektromagnetik

 

Hukum Faraday, yang menggambarkan dasar dari induksi elektromagnetik, menerangkan bahwa jika terjadi perubahan dalam fluks magnetik yang menembus suatu konduktor, seperti kawat, maka akan terinduksi arus listrik di dalam konduktor tersebut. Dengan kata lain, setiap kali medan magnet yang melalui kawat mengalami perubahan, akan menghasilkan arus listrik di dalamnya.

 

Perubahan fluks magnetik, yang diukur dari jumlah medan magnet yang menembus suatu area dalam jangka waktu tertentu, menjadi dasar hukum Faraday. Jika fluks magnetik yang melintasi konduktor berubah, baik akibat perubahan medan magnet atau perubahan posisi konduktor terhadap medan magnet, maka arus listrik akan muncul dalam konduktor tersebut.

 

Hukum Lenz, yang merupakan prinsip penting terkait Hukum Faraday, menambahkan dimensi baru pada konsep ini. Prinsip ini menyatakan bahwa arus listrik yang dihasilkan akan selalu berusaha menciptakan fluks magnetik yang bertentangan dengan perubahan yang memicu timbulnya arus tersebut. Dengan kata lain, arah arus listrik yang diinduksi akan selalu berlawanan dengan perubahan dalam medan magnet yang menyebabkannya. Prinsip Lenz mencerminkan prinsip konservasi energi dan menggambarkan hukum aksi dan reaksi.***