Top Banner
INDUKTOR INDUKTOR DAN INDUKTANSI DAN INDUKTANSI
20

Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

Oct 21, 2015

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

INDUKTOR INDUKTOR DAN INDUKTANSIDAN INDUKTANSI

Page 2: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

Induksi DiriInduksi Diri► Pd 2 induktor/koil yg Pd 2 induktor/koil yg

berdekatanberdekatanarus pd arus pd satu induktor satu induktor menghasilkan flux menghasilkan flux magnetik pd induktor magnetik pd induktor yg lainyg lain

► Jk flux berubah krn Jk flux berubah krn arus, tge terinduksi arus, tge terinduksi muncul di koil ke 2 muncul di koil ke 2

► Efek induksi tdk hrs Efek induksi tdk hrs ditunjukan oleh 2 koilditunjukan oleh 2 koil

► Tge terinduksi muncul Tge terinduksi muncul di koil jk arus di koil yg di koil jk arus di koil yg sama berubah sama berubah tge tge induksi diriinduksi diri

► Utk setiap induktorUtk setiap induktor

► Sesuai Hk. Faraday Sesuai Hk. Faraday

► Kombinasi ke 2 pers, Kombinasi ke 2 pers, didpt, tge induksi diri:didpt, tge induksi diri:

► Pd induktor muncul Pd induktor muncul tge induksi jk i=f(t)tge induksi jk i=f(t)

► Kec. perub arus yg Kec. perub arus yg akan bpengaruh tdp akan bpengaruh tdp tge induksi, bkn besar tge induksi, bkn besar ii

Page 3: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

Induktansi SolenoidInduktansi Solenoid

► Kapasitor Kapasitor mproduksi medan listrik mproduksi medan listrik► Induktor Induktor menghasilkan medan magnetik menghasilkan medan magnetik ► Tipe dasar induktor Tipe dasar induktor solenoid panjang solenoid panjang► Arus pd solenoid menghasilkan flux Arus pd solenoid menghasilkan flux

magnetik mll pusat induktormagnetik mll pusat induktor► Induktansi pd induktor ad:Induktansi pd induktor ad:

► Satuan induktansi H=T.mSatuan induktansi H=T.m22/A/A

tautan flux magnetiktautan flux magnetik

Page 4: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

► Tautan flux pd solenoid Tautan flux pd solenoid per unit panjang di l dkt per unit panjang di l dkt bag tengah:bag tengah:

► Suku kiri Suku kiri tautan flux tautan flux magnetikmagnetik

► N (jml lilitan); A (luas N (jml lilitan); A (luas penampang solenoid); n penampang solenoid); n (jml lilitan per panjang (jml lilitan per panjang solenoid); l (jarak dkt solenoid); l (jarak dkt pusat solenoid): B pusat solenoid): B (besar medan magnetik (besar medan magnetik dlm solenoid)dlm solenoid)

► KrnKrnmk induktansi:mk induktansi:

► Induktansi per unit Induktansi per unit panjang dekat pusat panjang dekat pusat solenoid panjangsolenoid panjang

Page 5: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

Induksi bersamaInduksi bersama► 2 koil bdekatan: arus 2 koil bdekatan: arus

pd koil 1 pd koil 1 flux flux magnetik pd koil 2magnetik pd koil 2

► Jk i=f(t) mk tge muncul di Jk i=f(t) mk tge muncul di koil 2 koil 2 induksi bersamainduksi bersama

► 2 koil berdekatan 2 koil berdekatan berpusat sb sama dg berpusat sb sama dg hambatan R & baterai hambatan R & baterai menghasilkan arus i1 di menghasilkan arus i1 di koil 1koil 1

► i1 menyebabkan medan i1 menyebabkan medan magnet B1magnet B1

► Koil 2 dihub. dg ammeter Koil 2 dihub. dg ammeter tanpa baterai tanpa baterai flux flux magnetik magnetik 21 (flux mll 21 (flux mll koil 2 krn arus koil 1) tgg koil 2 krn arus koil 1) tgg jml lilitan N2 di koil 2jml lilitan N2 di koil 2

Page 6: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

► Induksi bersama koil 2 Induksi bersama koil 2 thd koil 1 (M21) ad.thd koil 1 (M21) ad.

Krn L=NKrn L=N/i,mk/i,mk

► Jk i1=f(t) krn R Jk i1=f(t) krn R berubahberubah

Ruas kananRuas kananbesar tge besar tge di koil 2 krn prubahan di koil 2 krn prubahan arus di koil 1 (Hk. arus di koil 1 (Hk. Faraday)Faraday)

► Jk ada arus i2 di koil 2 Jk ada arus i2 di koil 2 krn baterai, krn baterai, menghasilkan flux menghasilkan flux magnetik magnetik 12 yg 12 yg mengitari koil 1mengitari koil 1

► Jk i2=f(t) krn R Jk i2=f(t) krn R berubahberubah

► Tge imbas pd koil Tge imbas pd koil proporsional thd kec proporsional thd kec perubahan arus di perubahan arus di koil yg lain.koil yg lain.

► Satuan M ad henrySatuan M ad henry

Page 7: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

Medan Magnetik terinduksiMedan Magnetik terinduksi

► Perub. Flux magnetik Perub. Flux magnetik menginduksi medan menginduksi medan listriklistrik

► Hk. Faraday induksiHk. Faraday induksi► E=medan listrik E=medan listrik

terinduksi pd loop terinduksi pd loop tertutup krn perub flux tertutup krn perub flux magnetmagnet

► Perub. Flux listrik Perub. Flux listrik mneginduksi medan mneginduksi medan magnetmagnet

► Hk. Maxwell induksiHk. Maxwell induksi► B=medan magnet krn B=medan magnet krn

perub flux listrik pd perub flux listrik pd looploop

Page 8: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

► Medan listrik berubah Medan listrik berubah Kapasitor Kapasitor plate paralel sirkular (tampak plate paralel sirkular (tampak samping) dialiri muatan dg arus I samping) dialiri muatan dg arus I tetap, dE/dt tetaptetap, dE/dt tetap

► Perub. Flux listrik Perub. Flux listrik mm mm► Muatan kapasitor meningkat dg Muatan kapasitor meningkat dg

kecepatan tetap pd arus tetap di kecepatan tetap pd arus tetap di kawat kawat besar medan elektrik besar medan elektrik antar plate meningkat pd kec. antar plate meningkat pd kec. tetaptetap

Page 9: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

► gb sebelumnya gb sebelumnya (tampak dr plate)(tampak dr plate)

►Medan listrik Medan listrik menjauh dr surfacemenjauh dr surface

► Ttk 1 (gb a & b) Ttk 1 (gb a & b) loop dg r<R loop dg r<R konsentris dg platekonsentris dg plate

►medan elektrik mll medan elektrik mll loop berubahloop berubah ada ada dE/dt dE/dt

► flux elektrik flux elektrik berubah berubah menginduksi menginduksi medan magnet medan magnet sekitar loopsekitar loop

Page 10: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

►Medan magnetik besarnya sama di setiap Medan magnetik besarnya sama di setiap titik sekitar looptitik sekitar loop simetri pd sb pusat plate simetri pd sb pusat plate

► Ttk 2, r >R kapasitor Ttk 2, r >R kapasitor mm terinduksi di mm terinduksi di luar plate jgluar plate jg

► slm medan elektrik berubahslm medan elektrik berubahmedan medan magnetik terinduksi an plate, di dlm & luar magnetik terinduksi an plate, di dlm & luar gapgap

►Medan elektrik tdk brubah Medan elektrik tdk brubah mm induksi mm induksi hilanghilang

►Medan magnet B yg dsebabkn oleh arus Medan magnet B yg dsebabkn oleh arus maupun perub medan listrik (Hk. Ampere-maupun perub medan listrik (Hk. Ampere-Maxwell)Maxwell)

Page 11: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

►Medan magnet Medan magnet seragam B pd seragam B pd daerah sirkular.daerah sirkular.

►Medan menjauh dr Medan menjauh dr surface dan surface dan meningkat besarnyameningkat besarnya

►Medan elektrik E Medan elektrik E terinduksi oleh terinduksi oleh perubahan medan perubahan medan magnetik terlihat pd magnetik terlihat pd 4 ttk di konsentrik 4 ttk di konsentrik lingkaran dg daerah lingkaran dg daerah sirkulersirkuler

Page 12: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

Contoh soalContoh soal

►Sebuah kapasitor plat sejajar dg Sebuah kapasitor plat sejajar dg bentuk plat lingkaran. Diketahui bentuk plat lingkaran. Diketahui perub. medan listrik thd wkt 1,5x10perub. medan listrik thd wkt 1,5x1012 12

V/m.s. Tentukan medan magnet di V/m.s. Tentukan medan magnet di r=R/5=11 mmr=R/5=11 mm

Page 13: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

►Dr. Hk. Ampere-Dr. Hk. Ampere-Maxwell:Maxwell:

► Tdk ada arus, tp Tdk ada arus, tp medan listrik medan listrik berubahberubah

► B tegak lurus thd A; B tegak lurus thd A; simetri di sekitar loop simetri di sekitar loop

s=2s=2r dan A=r dan A=rr22

►mkmk

Page 14: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

► Hk. Ampere-Maxwell Hk. Ampere-Maxwell Konsep “arus Konsep “arus kontinyu”kontinyu”

► Arus melewati plat +, Arus melewati plat +, keluar plat –keluar plat –

► Arus konduksi tdk Arus konduksi tdk kontinyu, krn di celah kontinyu, krn di celah kapasitor tdk ada kapasitor tdk ada muatanmuatan

► Arus pergeseran (id) Arus pergeseran (id) an plate kapasitor yg an plate kapasitor yg dimuati oleh arus idimuati oleh arus i

► Aturan tangan kanan Aturan tangan kanan arah medan magnetarah medan magnet

Arus Pergeseran Arus Pergeseran (displacement current)(displacement current)

Page 15: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

► Arus pergeseran, idArus pergeseran, id

► Medan magnet dihasilkan oleh arus konduksi i Medan magnet dihasilkan oleh arus konduksi i maupun arus pergeseran id:maupun arus pergeseran id:

► Arus i sesungguhnya yg melewati plate mengubah Arus i sesungguhnya yg melewati plate mengubah medan elektrik E an plate medan elektrik E an plate

► Id dipengaruhi oleh perub. Medan listrik EId dipengaruhi oleh perub. Medan listrik E► Muatan q pd plate setiap saat berhub dg besar Muatan q pd plate setiap saat berhub dg besar

medan E an plate saat itumedan E an plate saat itu

A = luas plateA = luas plate

Page 16: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

► Utk menghitung arus sebenarnya iUtk menghitung arus sebenarnya i

► Utk menghit arus pergeseran Utk menghit arus pergeseran asumsi medan asumsi medan elektrik E an 2 plate seragam & elektrik E an 2 plate seragam & EE=EA=EA

► Dari 2 pers di atas i=idDari 2 pers di atas i=id► id ad. kontinuasi arus sesungguhnya dr 1 plate id ad. kontinuasi arus sesungguhnya dr 1 plate

yg mll gap kapasitor ke plate yg lainyg mll gap kapasitor ke plate yg lain► Meskipun tdk ada muatan berpindah an plate, Meskipun tdk ada muatan berpindah an plate,

arus pergeseran membantu menentukan arah & arus pergeseran membantu menentukan arah & besar medan magnet imbasbesar medan magnet imbas

Page 17: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

Menentukan Medan Magnet Menentukan Medan Magnet ImbasImbas

► Aturan yg sama utk Aturan yg sama utk menentukan arah menentukan arah medan magnet oleh I, medan magnet oleh I, dpt diaplikasikan utk id dpt diaplikasikan utk id pd kapasitorpd kapasitor

► id utk menentukan id utk menentukan medan magnet induksi medan magnet induksi oleh kapasitor oleh kapasitor bermuatan pd plate bermuatan pd plate bundar dg jari2 R bundar dg jari2 R

► anggap jarak an plate anggap jarak an plate sbg kawat sirkuler yg sbg kawat sirkuler yg membawa arus idmembawa arus id

► Besar medan magnetik Besar medan magnetik pd ttk di dlm kapasitor, pd ttk di dlm kapasitor, r< Rr< R

► Besar medan magnet Besar medan magnet pd ttk di luar kapasitor pd ttk di luar kapasitor r>Rr>R

Page 18: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

Contoh soalContoh soal

Dari contoh soal sebelumnya, plate Dari contoh soal sebelumnya, plate lingkaran dialiri arus:lingkaran dialiri arus:

a.a.Tentukan besar arus pergeseranTentukan besar arus pergeseran

b.b.Berapa medan magnet terinduksi pd Berapa medan magnet terinduksi pd r=R/5 jk dinyatakan dlm medan magnet r=R/5 jk dinyatakan dlm medan magnet induksi max?induksi max?

Page 19: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

► arus pergeseranarus pergeseran

=(8.85x10=(8.85x10-12-12)(3.14)(11x10)(3.14)(11x10-3-3))22(1,5x10(1,5x101212))

=0.458 A=0.458 A► Medan magnet induksiMedan magnet induksi

► Bmax tjd pd r=R, mk:Bmax tjd pd r=R, mk:

► Shg pd r=R/5 Shg pd r=R/5

Page 20: Fisika q 6 Induktor Dan Induktansi

Persamaan-PersamaanPersamaan-PersamaanMaxwellMaxwell

► Fenomena berbeda utk keelektromagnetanFenomena berbeda utk keelektromagnetan