Hukum Faraday

Hukum Faraday merupakan hukum dasar Elektromagnetik yang menyebutkan bagaimana arus listrik menghasilkan medan magnet dan sebaliknya bagaimana medan magnet menghasilkan arus listrik di sebuah konduktor. Hukum Faraday menjadi dasar sebagai prinsip kerja Solenoid, Generator listrik, Transformator, Induktor, dan Motor Listrik. Hukum Faraday disebut juga Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday, seperti yang dikemukakan oleh seorang Fisikawan yang berasal dari Inggris yang memiliki nama Michael Faraday pada tahun 1831.
Induksi ini merupakan gejala adanya gaya gerak listrik suatu kumparan jika adanya perubahan fluks magnetik melalui suatu konduktor pada kumparan tersebut atau jika konduktor bergerak relatif melintasi medan magnet. Sedangkan Fluks adalah banyaknya jumlah garis gaya yang melewati  suatu bidang yang tegak lurus garis gaya magnetik.

Percobaan Faraday



Dari percobaan di atas (Percobaan Faraday), Michael Faraday mengambil sebuah kumparan  dan sebuah magnet yang terhubungkan ke galvometer. Awalnya, magnet diletakkan sedikit berjauhan dengan kumparan sehingga tidak ada defleksi dari galvometer. Jarum di galvometer tetap menunjukan nilai 0. Namun, ketika magnet bergerak masuk ke dalam kumparan, jarum di galvometer juga bergerak menyimpang ke satu arah tertentu (ke kanan). Pada saat magnet didiamkan di posisi tersebut, jarum pada galvometer bergerak kembali ke posisi 0.

Akan tetapi, saat magnet digerakan atau ditarik menjauhi kumparan, akan terjadi defleksi pada galvometer, jarum pada galvometer bergerak menyimpang berlawanan dengan arah sebelumnya (ke kiri). Saat magnet didiamkan kembali, jarum pada galvometer kembali ke nilai 0. Demikian pula jika yang bergerak adalah Kumparan, tetapi Magnet pada posisi tetap, galvometer akan menunjukan defleksi dengan cara yang sama. Dari percobaan tersebut ditemukan pula bahwa semakin cepat perubahan medan magnet maka akan semakin besar pula gaya gerak listrik yang diinduksi oleh kumparan.

Catatan:
Galvometer merupakan alat uji yang dipakai untuk mengetahui ada atau tidaknya arus listrik yang mengalir.


Bunyi Hukum Faraday

Dari percobaan yang dilakukan tersebut, Michael Faraday menyimpulkannya dengan dua kesimpulan seperti ini yang sering disebut dengan Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday 1 dan Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday 2.


Hukum Faraday 1

Semua perubahan medan magnet di kumparan menyebabkan gaya gerak listrik (GGL) akibat diinduksikan oleh kumparan tersebut.


Hukum Faraday 2

Tegangan GGL induksi pada rangkaian tertutup ialah sebanding dengan kecepatan perubahan fluks terhadap waktu.
Akan tetapi, ada pula yang mengabungkan kedua hukum Faraday tersebut menjadi satu kesimpulan yaitu :
Segala perubahan medan magnet yang ada di kumparan akan mengakibatkan gaya gerak listrik (GGL) Induksi yang sebanding dengan laju perubahan fluks.
Hukum Faraday tersebut 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 artinya penandaan arah gaya gerak listrik (ggl) induksi.


Faktor yang mempengaruhi Gaya Gerak Listrik (GGL)

Berikut ini adalah beberapa faktor yang mempengaruhi besar kecilnya Gaya Gerak Listrik (GGL).
  1. Jumlah lilitan di kumparan, jika semakin banyak lilitan di kumparan maka akan semakin besar tegangan yang diinduksikannya.
  2. Kecepatan gerak medan magnet, jika semakin cepat garis gaya medan magnet (fluks) yang menyentuh konduktor maka semakin besar pula tegangan induksinya.
  3. Jumlah garis gaya medan magnet (fluks), jika semakin besar jumlah garis gaya medan magnet (fluks) yang menyentuh konduktor, maka akan semakin besar juga tegangan induksinya.

Contoh Hukum Faraday

Suatu kumparan terdiri sebanyak 100 lilitan, fluks magnet dalam kumparan berubah menjadi 5 x 10-4 weber dalam waktu 100 ms (milidetik). Berapa besar Gaya Gerak Listrik (GGL) induksi pada kumparan tersebut?

Penyelesaian
Diketahui :
ΔΦ = 5 x 10-4 weber
Selang waktu (Δt) = 10ms = 10 x 10-2 secondJumlah Lilitan (N) = 100
GGL induksi (ɛ ) = ???
Jawab:
ɛ = -N (ΔΦ/∆t)
ɛ = -50 (5 x 10-4 wb / 100 x 10-2)
ɛ = -50 (0,0005)
ɛ = -0,0025V
Jadi, nilai Gaya Gerak Listrik Induksinya adalah -0,0025V.