Apa yang dimaksud dengan kumparan pembangkit listrik

Inuks lkromagnk aalah gjala mbulnya arus lsrk paa pnghanar lsrk akba ar aanya prubahan man magn skllng pnghanar. Konsp nuks lkromagnk asarkan ar pnmuan Mchal Faraay an Josph Hnry paa 1831. Prubahan man magnk mnghaslkan ba ponsal yang sbu gaya grak lsrk nuks an arus lsrk yang mbulkannya sbu arus lsrk nuks.

Dafar Is

Pngran Inuks Elkromagnk

Inuks lkromagnk aalah prswa mbulnya arus lsrk akba aanya prubahan fluks magnc. Fluks magnc aalah banyaknya gars gaya magn yang mnmbus suau bang. Sorang lmuwan ar Jrman yang brnama Mchal Faraay mmlk gagasan bahwa man magn apa mnghaslkan arus lsrk. Paa ahun 1821 Mchal Faraay mmbukkan bahwa prubahan man magn apa mnmbulkan arus lsrk.

Galvanomr mrupakan ala yang apa gunakan unuk mngahu aa aknya arus lsrk yang mngalr. Gaya grak lsrk yang mbul akba aanya prubahan jumlah gars-gars gaya magn sbu GGL nuks, sangkan arus yang mngalr namakan arus nuks an prswanya sbu nuks lkromagnk.

Fakor yang mmpngaruh bsar GGL nuks anara lan:

Kcpaan prubahan man magn, Smakn cpa prubahan man magn, maka GGL nuks yang mbul smakn bsar.Banyaknya llan, Smakn banyak llannya, maka GGL nuks yang mbul juga smakn bsar.Kkuaan magn, Smakn kua gjala kmagnannya, maka GGL nuks yang mbul juga smakn bsar.

Konsp Inuks Elkromagnk

Gaya grak lsrk nuks aalah mbulnya gaya grak lsrk alam kumparan yang mncakup sjumlah fluks gars gaya man magnk, blamana banyaknya fluks gars gaya u varas. Dngan kaa lan, akan mbul gaya grak lsrk alam kumparan apabla kumparan u braa alam man magnk yang kua mannya brubah-ubah rhaap waku.

Scara umum, nuks lkromagnk aalah gjala mbulnya gaya grak lsrk alam suau kumparan aau konukor bla rapa prubahan fluks magnk paa konukor rsbu aau bla konukor brgrak rlaf mlnas man magnk.

Kka kuub uara magn grakkan mmasuk kumparan, jarum galvanomr mnympang k salah sau arah (msalnya k kanan). Jarum galvanomr sgra kmbal mnunjuk k nol (ak mnympang) kka magn rsbu amkan sjnak  alam kumparan. Kka magn baang kluarkan, maka jarum galvanomr akan mnympang ngan arah yang brlawanan (msalnya k kr).

Jarum galvanomr mnympang sbabkan aanya arus yang mngalr alam kumparan. Arus lsrk mbul karna paa ujung-ujung kumparan mbul ba ponsal kka magn baang grakkan masuk aau kluar ar kumparan. Ba ponsal yang mbul n sbu “Gaya Grak Lsrk Inuks (ggl nuks)”.

Kka magn baang grakkan masuk, rja pnambahan jumlah gars gaya magnk yang mmoong kumparan (galvanomr mnympang aau aa arus yang mngalr). Kka baang magn am sjnak maka jarum galvanomr kmbal k nol (ak aa arus yang mngalr). Kka baang magn kluarkan rja pngurangan jumlah gars gaya magnk yang mmong kumparan (galvanomr mnympang ngan arah brlawanan).

Ja, akba prubahan jumlah gars gaya magnk yang mmoong kumparan, maka paa kua ujung kumparan mbul ba ponsal aau ggl nuks. Arus lsrk yang sbabkan olh prubahan jumlah gars gaya magnk yang mmoong kumparan sbu arus nuks.

Bsarnya ggl nuks rganung kpaa ga fakor, yau:

Banyaknya llan kumparan.Kcpaan kluar-masuk magn ar an kluar kumparan.Kua magn baang yang gunakan.

Hukum Inuks Elkromagnk

1. Hukum Inuks Elkromagnk Faraay

Hukum nuks Faraay mnyaakan bahwa suau rangkaan lsrk mmlk gaya grak lsrk nuks yang nlanya brbanng lurus ngan kcpaan prubahan fluks magnk yang lngkupnya. Gars gaya magn yang lngkup olh luas arah rnu alam arah gak lurus apkan sbaga fluks magn.

Faraay mnmukan bahwa nuks sanga brganung paa waku, yau smakn cpa rjanya prubahan man magnk, ggl yang nuks smakn bsar. D ss lan, ggl ak sbanng ngan laju prubahan man magnk B, ap sbanng ngan laju prubahan fluks magnk, ΦB, yang brgrak mlnas loop sluas A, yang scara mamas fluks magnk rsbu nyaakan sbaga brku:

Φ = B.A cos θ

Dngan B sama ngan rapa fluks magnk, yau banyaknya fluks gars gaya magnk pr sauan luas pnampang yang mbus gars gaya fluks magnk gak lurus, an θ aalah suu anara B ngan gars yang gak lurus prmukaan kumparan. Jka prmukaan kumparan gak lurus B, θ = 90o an ΦB = 0, ap jka B sjajar rhaap kumparan, θ = 0o, shngga:

ΦB = B.A

Kumparan brupa bujur sangkar brss sluas A = 2. Gars B apa gambarkan smkan rupa, shngga jumlah gars pr sauan luas sbanng ngan kua man. Ja, fluks ΦB apa anggap sbanng ngan jumlah gars yang mlwa kumparan. Bsarnya fluks magnk nyaakan alam sauan wbr (Wb) yang sara ngan sla.mr2 (1Wb = 1 T.m2).

Dar fns fluks rsbu, apa nyaakan bahwa jka fluks yang mlalu loop kawa pnghanar ngan N llan brubah sbsar ΦB alam waku aku Δ, maka bsarnya ggl nuks aalah: Yang knal ngan Hukum Inuks Faraay, yang brbuny: “gaya grak lsrk (ggl) nuks yang mbul anara ujung-ujung suau loop pnghanar brbanng lurus ngan laju prubahan fluks magnk yang lngkup olh loop pnghanar rsbu”. Tana ngaf paa prsamaan (6.3) mnunjukkan arah ggl nuks. Apabla prubahan fluks (ΔΦ) rja alam waku sngka (Δ → 0).

2. Hukum Inuks Elkomagnk Lnz

Apabla ggl nuks hubungkan ngan suau rangkaan ruup ngan hambaan rnu, maka mngalrlah arus lsrk. Arus n namakan ngan arus nuks. Arus nuks an ggl nuks hanya aa slama prubahan fluks magnk rja.

Hukum Lnz mnjlaskan mngna arus nuks, yang brar bahwa hukum rsbu brlaku hanya kpaa rangkaan pnghanar yang ruup. Hukum n nyaakan olh Hnrch Frrch Lnz (1804-1865), yang sbnarnya mrupakan suau bnuk hukum kkkalan nrg. Hukum Lnz mnyaakan bahwa: “ggl nuks slalu mmbangkkan arus yang man magnnya brlawanan ngan asal prubahan fluks”.

Prubahan fluks akan mngnuks ggl yang mnmbulkan arus alam kumparan, an arus nuks n mmbangkkan man magnnya snr. Pnrapan Hukum Lnz aalah paa arah arus nuks. Magn am shngga ak aa prubahan fluks magnk yang lngkup olh kumparan. Fluks magnk uama yang mnmbus kumparan ngan arah k bawah akan brambah paa saa kuub uara magn kakan kumparan. Arah nuks juga apa kahu ngan mnrapkan Hukum Lnz.

Pnrapan Konsp Inuks Elkromagnk

Paa nuks lkromagnk rja prubahan bnuk nrg grak mnja nrg lsrk. Inuks lkromagnk gunakan paa pmbangk nrg lsrk. Pmbangk nrg lsrk yang mnrapkan nuks lkromagnk aalah gnraor an namo.

D alam gnraor an namo rapa kumparan an magn. Kumparan  aau  magn  yang  brpuar  mnybabkan  rjanya prubahan jumlah gars-gars gaya magn alam kumparan. Prubahan  rsbu  mnybabkan  rjanya  GGL  nuks  paa kumparan.

Enrg  mkank  yang  brkan  gnraor  an  namo ubah k alam bnuk nrg grak roas. Hal  u mnybabkan GGL  nuks  haslkan  scara  rus-mnrus  ngan  pola  yang brulang scara prok.

1. Elkromagnsm

Elkromagnsm aalah cabang lmu fska yang mmplajar hubungan anara man lsrk an man magn alam rangkaan lsrk yang mnghaslkan gaya grak lsrk an man lkromagnk. Konsp uama alam lkromagnsm aalah nuks lkromagnk yang asar olh hukum nuks Faraay. Prnsp lkromagnsm rapkan paa ssm krja ransformaor, nukor, moor lsrk, gnraor lsrk an solno.

2. Arus Bolak-Balk

Arus bolak balk aalah arus lsrk yang arahnya brubah-ubah scara prok. Kurva arus bolak-balk gambarkan ngan bnuk snusoa. Prnsp nuks lkromagnk gunakan sbaga asar pmbnukan arus bolak-balk. Pmbuaan arus bolak-balk paa pmbangk lsrk mmanfaakan man magn prmann yang mmuar urbn. Jns pmbangk yang mmanfaakan prnsp nuks lkromagn alah pmbangk lsrk naga ar, pmbangk lsrk naga uap baubara, pmbangk lsrk naga angn, an pmbangk lsrk naga nuklr.

3. Man Magn

Inuks lkromagn apa gunakan unuk mmbua man magn. Pngalran arus lsrk k sbuah pnghanar akan mnmbulkan man magn yang apa hung ngan brlanaskan paa gaya Lornz. Pmbnukan man magn mlalu nuks lkromagn mmanfaakan gaya anar ua buah magn yang lah br arus lsrk. Slan u, pmbuaan man magn mlalu nuks lkromagnk asarkan paa pnggunaan hukum Bo-Savar an hukum Ampr.

Pnrapan Praks Inuks Elkromagnk

1. Gnraor Lsrk

Gnraor lsrk aalah msn yang mngubah nrg knk mnja nrg lsrk. Prnsp krja ar gnraor lsrk asarkan paa hukum nuks Faraay. Gnraor lsrk apa mnghaslkan ua jns arus lsrk, yau arus sarah an arus bolak-balk.

Gnraor lsrk yang mnghaslkan arus sarah sbu gnraor arus sarah, sangkan gnraor yang mnghaslkan arus bolak-balk sbu gnraor arus bolak-balk an gnraor arus sarah. Jumlah cncn luncur alam gnraor lsrk mnja pnnu jns arus lsrk yang haslkannya. Gnraor arus bolak-balk mmlk ua cncn luncur, sangkan gnraor arus sarah hanya mmlk sau cncn luncur.

Gnraor AC.

Jka kumparan ngan N buah llan puar ngan kcpaan suu w, maka GGL nuks yang haslkan olh gnraor aalah:

ε = B.A.ω.N.snθ

GGL nuks akan maksmum jka θ = 90o aau sn θ = 1 , shngga :

ε max = B.A.ω.N , shngga prsamaan aas apa uls mnja:

ε = ε max sn θ

ε = GGL nuks (Vol); εmax= GGL nuks maksmum (vol)

N = jumlah llan kumparan;  B = nuks magn (T);  A=luas bang kumparan (m2)

ω = kcpaan suu kumparan (ra/s);  = waku (s);  θ = ω. = suu (o).

2. Moor Lsrk

Moor lsrk aalah msn yang mngubah nrg lsrk mnja nrg mkans. Prnsp krja ar moor lsrk lanas olh lkromagnsm an lsrk nams. Enrg mkans prolh ar lkromagn yang mngubah nrg lsrk mnja magn. Grak haslkan mlalu gaya olak-mnolak an gaya ark-mnark anara kuub-kuub magn yang sjns an yang ak sjns.

Prubahan jns nrg hanya rja jka magn lakkan paa sbuah poros yang apa brpuar. Enrg mkank n gunakan unuk kprluan nusr an rumah angga. Inusr umumnya mnggunakan moor lsrk paa pompa, kpas angn, komprsor, an konvyor, sangkan paa rumah angga, moor lsrk gunakan paa mksr, bor, an kpas angn.

3. Transformaor

Transformaor aau rafo mrupakan ala unuk mngubah (mmprbsar aau mmprkcl) gangan AC brasarkan prnsp nuks lkromagnk, yau mmnahkan nrg lsrk scara nuks mlalu kumparan prmr k kumparan skunr. Trafo mnmbulkan GGL paa kumparan skunr karna man magn yang brubah-ubah akba alran arus lsrk bolak-balk paa kumparan prmr yang nukskan olh bs lunak k alam kumparan skunr.

Transformaor sp own.

Trafo aa ua jns, yau rafo sp-up an sp-own. Trafo sp-up brfungs unuk mnakkan gangan AC sumbr, jumlah llan kumparan skunr lbh banyak banngkan jumlah llan prmr. Trafo sp-own brfungs unuk mnurunkan gangan AC sumbr, jumlah llan skunrnya lbh sk.

Np = gangan prmr; Ns = gangan skunr
Pp = aya prmr (Wa); Ps = aya skunr (Wa)
Ip = kua arus prmr (A); Is = kua arus skunr (A)

Apabla gangan rmnal oupu lbh bsar arpaa gangan yang ubah, rafo yang gunakan brfungs sbaga pnak gangan. Sbalknya apabla gangan rmnal oupu lbh kcl arpaa gangan yang ubah, rafo yang gunakan brfungs sbaga pnurun gangan. Dngan mkan, ransformaor (rafo) bakan mnja ua, yau rafo sp up an rafo sp own.

Trafo sp up aalah ransformaor yang brfungs unuk mnakkan gangan AC. Trafo n mmlk cr-cr:

Jumlah llan prmr lbh sk arpaa jumlah llan skunr.Tgangan prmr lbh kcl arpaa gangan skunr.Kua arus prmr lbh bsar arpaa kua arus skunr.

Trafo sp own aalah ransformaor yang brfungs unuk mnurunkan gangan AC. Trafo n mmlk cr-cr:

Jumlah llan prmr lbh banyak arpaa jumlah llan skunr.Tgangan prmr lbh bsar arpaa gangan skunr.Kua arus prmr lbh kcl arpaa kua arus skunr.

Conoh Soal Inuks Elkromagnk

Pranyaan:
Sbuah kumparan ngan jumlah llan 100 alam waku 0,01 k mnmbulkan prubhan fluks magn sbsar 10-4 Wb, brapa ggl nuks yang mbul paa ujung-ujung kumparan rsbu?

a. 1 Vol
b. 5 Vol
c. 50 Vol
. 7,5 Vol
. 300 Vol

Pmbahasan:

Dkahu
N = 100 llan
Φ / = 10-4 Wb/ 0,01 s = 10-2 Wb/s
ε = -N (Φ/)
ε = – 100 (10-2)
ε = -1 vol
(ana ngaf hanya mnunjukkan arah arus nuks)

Ja, oal ggl nuks lkromagn yang haslkan ujung-ujung kumparan rsbu 1 Vol.

Ksmpulan

Tmbulnya gaya lsrk (GGL) paa kumparan hanya apabla rja prubahan jumlah gars-gars gaya magn. Gaya grak lsrk yang mbul akba aanya prubahan jumlah gars-gars gaya magn sbu GGL nuks, sangkan arus yang mngalr namakan arus nuks an prswanya sbu nuks lkromagnk. Aa bbrapa fakor yang mmpngaruh bsar GGL nuks, yau:

Apa u gnraor lsrk AC?

Gnraor AC aalah msn yang apa mngubah naga mkans mnja naga lsrk mlalu pross nuks lkromagnk. Gnraor n mmprolh nrg mkans ar prm movr aau pnggrak mula.

Bagamana cara mnghaslkan arus lsrk?

Sbnarnya, gnraor ak mncpakan nrg lsrk, mlankan hanya mnggunakan nrg mkans yang pasok unuk mngrakkan muaan lsrk. Prnsp krja gnraor snkron brasarkan nuks lkromagnk, slah roor puarkan olh pnggrak mula (prm movr), maka kuub-kuub paa roor akan brpuar.

Apa fungs ar gnraor lsrk?

Fungs gnraor aalah mncgah skonnuas an gangguan opras bsns. Gnraor aalah komponn uama yang mampu mmbangkkan naga lsrk. Aapun sumbr nrg yang gunakan juga brmacam-macam, spr ar, maahar, gas alam, glombang lau, angn, an lannya.

Apa yang maksu ngan arus lsrk nuks?

Arus lsrk yang sbabkan olh prubahan jumlah gars gaya magnk yang mmoong kumparan sbu arus nuks.