Bunyi Hukum Faraday

Konsep gaya gerak listrik pertama kali dikemukakan oleh Michael Faraday, yang melakukan penelitian untuk menentukan faktor yang memengaruhi besarnya ggl yang diinduksi. Dia menemukan bahwa induksi sangat bergantung pada waktu, yaitu semakin cepat terjadinya perubahan medan magnetik, ggl yang diinduksi semakin besar. Di sisi lain, ggl tidak sebanding dengan laju perubahan medan magnetik B, tetapi sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik, Φ_B, yang bergerak melintasi loop seluas A, yang secara matematis fluks magnetik tersebut dinyatakan sebagai berikut:

Φ = B.A cos θ ....................................................... (1)

Dengan B sama dengan rapat fluks magnetik, yaitu banyaknya fluks garis gaya magnetik per satuan luas penampang yang ditembus garis gaya fluks magnetik tegak lurus, dan θ adalah sudut antara B dengan garis yang tegak lurus permukaan kumparan. Jika permukaan kumparan tegak lurus B, θ = 90^o dan Φ_B = 0, tetapi jika B sejajar terhadap kumparan, θ = 0^o, sehingga:

Φ_B = B.A................................................................. (2)

Hal ini terlihat pada Gambar 1, di mana kumparan berupa bujur sangkar bersisi i seluas A = i². Garis B dapat digambarkan sedemikian rupa sehingga jumlah garis per satuan luas sebanding dengan kuat medan.

Gambar 1. Garis medan magnetik yang menembus luas permukaan A.

Jadi, fluks Φ_B dapat dianggap sebanding dengan jumlah garis yang melewati kumparan. Besarnya fluks magnetik dinyatakan dalam satuan weber (Wb) yang setara dengan tesla.meter² (1Wb = 1 T.m²).

Dari definisi fluks tersebut, dapat dinyatakan bahwa jika fluks yang melalui loop kawat penghantar dengan N lilitan berubah sebesar Φ_B dalam waktu aktu Δt, maka besarnya ggl induksi adalah:

Yang dikenal dengan Hukum Induksi Faraday, yang berbunyi: 

“gaya gerak listrik (ggl) induksi yang timbul antara ujung-ujung suatu loop penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh loop penghantar tersebut”. 

Tanda negatif pada persamaan (6.3) menunjukkan arah ggl induksi. Apabila perubahan fluks (ΔΦ) terjadi dalam waktu singkat (Δt → 0), maka ggl induksi menjadi:

dengan:

ε = ggl induksi (volt)

N = banyaknya lilitan kumparan

ΔΦ_B = perubahan fluks magnetik (weber)

Δt = selang waktu (s)

Konsep gaya gerak listrik pertama kali dikemukakan oleh Michael Faraday, yang melakukan penelitian untuk menentukan faktor yang memengaruhi besarnya ggl yang diinduksi. Dia menemukan bahwa induksi sangat bergantung pada waktu, yaitu semakin cepat terjadinya perubahan medan magnetik, ggl yang diinduksi semakin besar. Di sisi lain, ggl tidak sebanding dengan laju perubahan medan magnetik B, tetapi sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik, Φ_B, yang bergerak melintasi loop seluas A, yang secara matematis fluks magnetik tersebut dinyatakan sebagai berikut:

Φ = B.A cos θ ....................................................... (1)

Dengan B sama dengan rapat fluks magnetik, yaitu banyaknya fluks garis gaya magnetik per satuan luas penampang yang ditembus garis gaya fluks magnetik tegak lurus, dan θ adalah sudut antara B dengan garis yang tegak lurus permukaan kumparan. Jika permukaan kumparan tegak lurus B, θ = 90^o dan Φ_B = 0, tetapi jika B sejajar terhadap kumparan, θ = 0^o, sehingga:

Φ_B = B.A................................................................. (2)

Hal ini terlihat pada Gambar 1, di mana kumparan berupa bujur sangkar bersisi i seluas A = i². Garis B dapat digambarkan sedemikian rupa sehingga jumlah garis per satuan luas sebanding dengan kuat medan.

Gambar 1. Garis medan magnetik yang menembus luas permukaan A.

Jadi, fluks Φ_B dapat dianggap sebanding dengan jumlah garis yang melewati kumparan. Besarnya fluks magnetik dinyatakan dalam satuan weber (Wb) yang setara dengan tesla.meter² (1Wb = 1 T.m²).

Dari definisi fluks tersebut, dapat dinyatakan bahwa jika fluks yang melalui loop kawat penghantar dengan N lilitan berubah sebesar Φ_B dalam waktu aktu Δt, maka besarnya ggl induksi adalah:

Yang dikenal dengan Hukum Induksi Faraday, yang berbunyi: 

“gaya gerak listrik (ggl) induksi yang timbul antara ujung-ujung suatu loop penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh loop penghantar tersebut”. 

Tanda negatif pada persamaan (6.3) menunjukkan arah ggl induksi. Apabila perubahan fluks (ΔΦ) terjadi dalam waktu singkat (Δt → 0), maka ggl induksi menjadi:

dengan:

ε = ggl induksi (volt)

N = banyaknya lilitan kumparan

ΔΦ_B = perubahan fluks magnetik (weber)

Δt = selang waktu (s)