Michael Faraday adalah seorang ilmuwan yang memiliki kontribusi besar bagi dunia sains. Berkat ilmuwan ini, banyak elemen yang kita gunakan sehari-hari diatur oleh Hukum Faraday. Induksi elektromagnetik adalah proses di mana arus listrik dapat diinduksi oleh perubahan medan magnet. Induksi elektromagnetik ini berhubungan langsung dengan hukum Faraday.
Pada artikel ini kami akan memberi tahu Anda tentang semua karakteristik dan pentingnya hukum Faraday.
Fitur utama
Ada berbagai jenis gaya yang mengisi mengalami gerakan dalam medan magnet. Gaya yang dialami oleh kawat yang lewat aliran adalah contoh klasik hukum Faraday. Dalam hal ini, gaya yang dialami oleh kawat yang dilalui arus listrik disebabkan oleh elektron yang sedang bergerak atau adanya medan magnet. Proses ini juga terjadi sebaliknya. Kita dapat memindahkan kawat melalui medan magnet atau mengubah besarnya medan magnet dari waktu ke waktu dan itu dapat menyebabkan arus mengalir.
Hukum terpenting untuk dapat mendeskripsikan induksi elektromagnetik adalah hukum Faraday. Ditemukan oleh Michael Faraday dan mengukur hubungan antara medan magnet yang berubah dari waktu ke waktu dan medan listrik yang diciptakan oleh perubahan tersebut. Jika kita mengikuti hukum Faraday, kita melihat bahwa ia memiliki pernyataan ini:
"Tegangan yang diinduksi dalam sirkuit tertutup berbanding lurus dengan laju perubahan waktu fluks magnet yang melewati permukaan apa pun dengan sirkuit itu sendiri sebagai tepi."
Demonstrasi hukum Faraday
Kami akan menunjukkan apa yang dikatakan hukum Faraday dengan sebuah contoh. Mari kita tinjau percobaan Faraday. Di sini kami memiliki baterai yang bertanggung jawab untuk memasok arus listrik ke kumparan kecil. Dengan lewatnya arus listrik ini medan magnet dibuat melalui lilitan kumparan. Di kumparan ada kabel logam yang dililitkan pada porosnya sendiri. Ketika kumparan bergerak masuk dan keluar dari kumparan yang lebih besar, ia memiliki medan magnet yang menghasilkan tegangan di dalam kumparan. Tegangan ini bisa diukur dengan galvanometer.
Dari percobaan ini, hukum Faraday dapat dirumuskan dan banyak kesimpulan yang dapat ditarik. Semua kesimpulan dari eksperimen ini berkaitan dengan pembangkitan energi listrik dan merupakan kunci hukum Lenz, yang digunakan untuk penanganan listrik paling modern yang kita miliki saat ini.
Mari kita lihat secara singkat kisah Michael Faraday yang dengannya dia dapat menegakkan hukum ini. Kami tahu bahwa ilmuwan ini Dia adalah pencipta ide sentral seputar listrik dan magnet. Dia mendedikasikan hidupnya untuk penelitian di bidang ilmiah ini. Dia sangat gembira ketika seorang fisikawan Denmark yang dikenal sebagai Oersted mampu menunjukkan secara empiris hubungan antara listrik dan magnet. Ini terjadi pada tahun 1820. Dalam percobaan ini ia dapat memverifikasi bahwa kabel konduktor arus dapat menggerakkan jarum yang sepenuhnya bermagnet dan bahwa jarum tersebut berada di dalam kompas.
Faraday mampu merancang banyak eksperimen. Salah satunya terdiri dari gulungan dua solenoid kawat di sekitar cincin besi. Untuk memeriksa hubungan antara listrik dan magnet, ia melewatkan arus listrik melalui salah satu solenoida melalui sakelar. Arus diinduksi di sisi lain. Faraday mengaitkan munculnya arus listrik dengan perubahan fluks magnet yang terjadi dari waktu ke waktu.
Hasilnya, dan berkat eksperimen ini, Michael Faraday mampu mendemonstrasikan hubungan antara medan magnet dan medan listrik. Banyak informasi muncul dari semua ini yang menjadi bagian dari pernyataan selanjutnya dari hukum Maxwell.
Rumus dan contoh hukum Faraday
Untuk menetapkan hubungan antara medan magnet dan medan listrik, disarankan menggunakan rumus berikut.
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Dimana EMF atau Ɛ mewakili Gaya gerak Listrik yang diinduksi (tegangan), dan dϕ / dt adalah tingkat variasi temporal dari fluks magnet ϕ.
Benda sehari-hari seperti oven listrik dimungkinkan oleh hukum Faraday. Kita akan melihat beberapa contoh penerapan hukum Faraday dalam kehidupan sehari-hari. Kami tahu itu praktis semua teknologi kelistrikan yang kita miliki saat ini didasarkan pada hukum Faraday. Terutama, penting untuk semua peralatan listrik seperti generator, trafo dan motor listrik. Mari kita beri contoh: untuk dapat menghasilkan motor arus searah, pengetahuannya terutama didasarkan pada penggunaan cakram tembaga yang diputar di ujung magnet. Berkat gerakan rotasi ini, arus searah dapat dihasilkan.
Dari prinsip ini muncullah seluruh penemuan benda-benda kompleks seperti transformator, generator arus bolak-balik, rem magnetis atau kompor listrik.
Hubungan antara induksi dan gaya magnet
Kita tahu bahwa landasan teoritis hukum Faraday cukup kompleks. Mampu mengetahui pemahaman konseptual tentang hubungan yang ada dengan gaya magnet pada partikel bermuatan cukup sederhana. Misalnya muatan kabel yang bergerak. Kami akan mencoba menjelaskan hubungan antara induksi listrik dan gaya magnet. Kami menganggap elektron yang bebas bergerak di dalam kabel. Selanjutnya, kami menempatkan kawat di medan magnet vertikal dan memindahkannya ke arah tegak lurus dengan medan. Penting bahwa pergerakan ini dilakukan dengan kecepatan konstan.
Kedua ujung kabel tersebut akan dihubungkan membentuk spiral. Berkat telah terhubung dan dengan cara ini kami menjamin bahwa semua pekerjaan yang dilakukan untuk menghasilkan arus listrik di kawat akan hilang sebagai panas dalam resistansi kawat. Mari kita sekarang misalkan seseorang menarik kawat dengan kecepatan konstan melalui medan magnet. Saat kita menarik kabelnya kita harus menerapkan gaya agar medan magnet konstan tidak dapat bekerja dengan sendirinya. Namun, Anda bisa mengubah arah gaya. Sebagian gaya yang kita terapkan dialihkan, menyebabkan gaya gerak listrik pada elektron yang bergerak melalui kabel. Penyimpangan inilah yang membentuk arus listrik.
Saya berharap dengan informasi ini Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang hukum Faraday dan karakteristiknya.