Induksi Elektromagnetik (generator, dinamo dan Transformator)

Hai Sobat elpedia, yuk kita belajar Induksi Elektromagnetik. belajar interaktif membuat kita aktif dan mudah memahami materi.
Salah satu fenomena yang berkaitan dengan listrik dan magnet adalah induksi magnetik yaitu terjadi medan magnet di sekitar kawat berarus listrik. lebih lanjut tentang elektromagnetik yuk kita bahas konsep perubahan medan magnet yang menghasilkan listrik, yang disebut induksi elektromagnetik.

Menurut Faraday, listrik dapat dihasilkan dengan cara menggerak-kan magnet batang keluar masuk kumparan. Temuan ini diterapkan pada generator listrik yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik.

Bagaimana dan di mana kamu menemukan penerapan induksi elektromagnetik? Alat-alat apa saja yang menggunakan prinsip kerja induksi elektromagnetik? Agar mengetahui jawabannya, ayo kita pelajari uraian berikut!

a. Generator

Generator adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi gerak (kinetik) menjadi energi listrik.

Energi gerak yang dimiliki generator dapat diperoleh dari berbagai sumber energi alternatif, misalnya dari energi angin, energi air, dan sebagainya. Generator dibedakan menjadi generator AC (Alternating Current) dan generator DC (Direct Current). Generator AC atau alternator dapat menghasilkan arus listrik bolak-balik dengan cara menggunakan cincin ganda, sedangkan generator DC dapat menghasilkan arus listrik searah dengan cara menggunakan komutator (cincin belah).

(a) Generator AC, (b) Generator DC

b. Dinamo AC-DC

Dinamo adalah alat yang berfungsi untuk mengubah energi gerak menjadi listrik. Perhatikan gambar berikut!

Dinamo AC/DC

Cara kerja dinamo dan generator hampir sama, termasuk penggunaan satu cincin yang dibelah menjadi dua (komutator) pada dinamo DC dan cincin ganda pada dinamo AC. Perbedaan dinamo dengan generator terletak pada dua komponen utama dinamo, yaitu rotor (bagian yang bergerak) dan stator (bagian yang diam).


Dinamo Sepeda

Saat sepeda dikayuh dengan cepat, kumparan pada dinamo akan bergerak cepat sehingga gaya gerak listrik (GGL) induksi yang dihasilkan menjadi lebih kuat dan energi listrik yang dihasilkan menjadi lebih banyak. Selain dengan mempercepat putaran kumparan, penggunaan magnet yang kuat, memperbanyak jumlah lilitan, dan penggunaan inti besi lunak dalam dinamo juga dapat mengakibatkan GGL induksi yang dihasilkan menjadi lebih kuat.

c. Transformator

Masih ingatkah Sobat, bahwa sebelum dialirkan ke rumah-rumah penduduk, tegangan listrik dari PLN harus diturunkan? Bagaimana cara menurunkan atau me naikkan tegangan listrik? Salah satu caranya adalah dengan menggunakan transformator.

Berdasarkan penggunaannya, transformator dibagi menjadi dua jenis, yaitu transformator step-down dan transformator step-up. Transformator step-down berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik, sedangkan transformator step-up berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik.

(a) Transformator Step-Down, (b) Transformator Step-Up
Besar kecilnya tegangan keluaran yang dihasilkan transformator sangat dipengaruhi oleh jumlah lilitan pada kumparan primer dan sekunder. Jika jumlah lilitan primernya lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder, maka tegangan pada kumparan sekunder juga akan lebih kecil daripada tegangan pada kumparan primer, dan transformator tersebut disebut transformator step-down. Namun, jika jumlah lilitan primernya lebih sedikit daripada jumlah lilitan sekunder, maka tegangan pada kumparan sekunder akan lebih besar daripada tegangan pada kumparan primer, dan transformator tersebut disebut transformator step-up.

Pada transformator ideal, energi listrik yang masuk ke dalam kumparan primer akan dipindahkan seluruhnya ke dalam kumparan sekunder. Hal ini mengakibatkan besar efisiensi transformator menjadi 100% atau secara matematis dituliskan sebagai berikut.

Perhitungan efisiensi trafo (η)

Pada kenyataannya, tidak pernah dapat dibuat transformator dengan efisiensi sebesar 100% (ideal), karena biasanya sebagian energi listrik yang masuk ke dalam kumparan primer akan diubah menjadi kalor.

Perhitungan efisiensi trafo (η) yang tidak ideal tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan rumus berikut.

dengan:
P_out = daya listrik pada kumparan sekunder (W)
P_in= daya listrik pada kumparan primer (W)

Contoh Soal

Sebuah transformator memiliki 300 lilitan primer dan 30 lilitan sekunder. Diketahui tegangan pada lilitan primer adalah 220 volt.
a. Tentukan besar tegangan pada lilitan sekunder.
b. Berapakah arus listrik yang mengalir pada lilitan sekunder? Jika arus listrik yang mengalir pada lilitan primer sebesar 0,5 mA,
c. Tentukan efisiensi transformator.
d. Tentukan jenis transformator.

Diketahui:
Np = 300 lilitan
Ns = 30 lilitan
Vp = 220 volt
Ip = 0,5 mA

Ditanya:
a. Tegangan sekunder (Vs)
b. Arus sekunder (Is)
c. Efisiensi transformator (η)
d. Jenis transformator

Selesai mempelajari Materi, Sobat elpedia bisa mainkan KUISNYA :KUIS KEMAGNETAN DAN PEMANFAATANNYA

Jika berkenan, silahkan beri ulasan di kolom komentar. Terima Kasih.