Hukum Lenz
Materi Hukum Lenz – pada kesempatan ini PPKN.CO.ID akan memberikan pembahasan mengenai ilmu pengetahuan, penasaran bukan ? langsung saja sobat kali ini penulis akan membagikan artikel mengenai tentang Hukum Lenz yang meliputi Pengertian Hukum Lenz, Rumus Hukum Lenz, Fluks Magnet, Pernyataan Hukum Lenz, Percobaan Hukum Lenz, dan Contoh Soal Hukum lenz yang tentunya akan penulis uraikan satu persatu secara detail untuk sobat serap informasinya sebagai berikut.
Pengertian Hukum Lenz
Hukum lenz merupakan suatu hukum yang telah menyatakan bahwa GGL(Gaya Gerak Listrik) yang akan timbul pada suatu rangkaian, maka arah dari arus induksi yang berusaha menentang arah perubahan dari medan magnetik tersebut.
Hukum yang telah diciptakan oleh seorang ahli fisikawan yang bernama Friederick Lenz di tahun 1834. Hukum lenz ini bisa dilihat dari hasil sebuah percobaan dengan menggunakan magnet dan juga kumparan listrik.
Namun, apabila medan magnet itu didekatkan dengan sebuah kumparan maka akan terjadi proses perubahan fluks megnetik. Arah induksi pada sebuah perubahan magnetik selalu di dalam keadaan fluks yang konstan, apakah didekatkan atau juga digerakan akan turut menjauh. Perhatikan gambar yang tersedia di bawah ini.
- arah v adalah arah dari sebab perubahan
- arah gaya lorentz FL akan terus berlawanan dari arah v
- dengan penggunaan aturan oleh tangan kanan, maka akan diperoleh dari arah I dari P ke Q
Rumus Hukum Lenz
| Rumus | ε = B. l v |
Fluks Magnet
Fluks magnet ini didefinisikan sebagai sebuah perkalian antara dua yaitu medan magnet dengan dilengkapi luas bidang A yang terletak tepat tegak lurus dengan induksi dari arah magnetnya. Maka rumus fluks ini ialah sebagai berikut.
| Rumus | Φ = BA |
Pada umumnya untuk bentuk dari induksi pada magnet B tidak akan selalu berdiri tegak lurus pada sebuah bidang, bisa untuk membentuk sudut tertentu juga. Misal ada sebuah induksi dengan dilengkapi medan magnet yang telah membentuk sudut yang tetap dengan garis yang normal dan besarnya fluks magnet yang akan dihasilkan ialah:
| Rumus | Φ = BA cos θ |
Φ = Fluks magnet
B = induksi magnet
A = luas bidang
θ = Sudut arah induksi magnet B beserta garis normal bidang
Pernyataan Hukum Lenz
“Jika ggl induksi timbul kepada suatu rangkaian, maka arah dari induksi yang dihasilkan akan sedemikian rupa dan menimbulkan medan magnetik dari induksi yang menentang perubahan oleh medan magnetik (arus induksi yang berusaha mempertahankan fluks magnetik dan totalnya konstan)”
Dengan berdasarkan dari hukum Lenz (a) maka Arah arus induksi magnet mendekati kumparan, (b) magnet menjauhi dari kumparan.
Untuk dapat lebih memahami hukum Lenz, perhatikanlah gambar diatas. Pada saat terjadi kedudukan magnet dan juga kumparan diam, tidak terjadi perubahan fluks magnet di dalam kumparan.
Tetapi jika pada saat disebelah kutub utara magnet akan dipergerakkan mendekati kumparan, maka secara otomatis akan timbul perubahan dari fluks magnetik. Kesimpulannya pada benda kumparan akan timbul fluks magnetik yang menentang dari proses pertambahan fluks magnetik yang akan menembus kumparan.
Oleh sebab itu, maka arah fluks induksi harus selalu berlawanan dengan fluks magnetik. Dengan demikian maka fluks total yang dilingkupi oleh kumparan selalu konstan.
Namun pada saat magnet akan digerakkan menjauhi kumparan, akan terjadi pengurangan dari fluks magnetik di dalam kumparan, akibatnya pada kumparan itu timbul fluks induksi yang selalu menentang pengurangan dari fluks magnet, sehingga selalu fluks totalnya berupa konstan.
Arah arus dari induksi bisa ditentukan dengan mengguanakan aturan tangan kanan yaitu apabila jika arah ibu jari menyatakan bahwa arah induksi magnet maka arah lipatan jari-jari yang lain menentukan dan menyatakan sebuah arah arus.
Percobaan Hukum Lenz
Jika magnet akan digerakkan mendekati benda kumparan, maka kemana arah arus listrik yang tepat terjadi khusus pada hambatan R?
Karena magnet digerakkan untuk mendekati kumparan, maka pada kumparan akan muncul atau timbul ggl induksi yang akan menyebabkan timbulnya arah arus induksi pada kumparan, sehingga akan menyebabkan timbulnya medan magnet yang menentang dari medan magnet yang tetap, maka arah arus di dalam kumparan atau hambatan dari B ke A seperti di dalam pernyataan pada hukum lenz tersebut.
Contoh Soal Hukum lenz
Contoh Soal 1
Sebuah Kumparan yang memiliki Jumlah Lilitan 100 dengan Waktu 0.01 detik, bisa menimbulkan perubahan Fluks Magnet yang sebesar 10-4 Wb. Berapa Gaya Gerak Listrik Induksi yang akan timbul pada Ujung – Ujung Kumparan tersebut ?.
Diketahui :
N = 100 Lilitan
dΦ/dt=10-4Wb per 0.01 sekon = 10-2 Wb/s.
Jawaban :
ε = -N (dΦ / dt)
ε = – 100 (10-2)
ε = -1 Volt
(Tanda Negatif tersebut hanya menunjukkan Arah dari Arus Induksinya).
Jadi total dari gaya gerak listrik induksi elektromagnet yang diperoleh dari ujung kumparan diatas sebesar 1 Volt.
Contoh Soal.2
Suatu penghantar lurus panjang yang dialiri oleh arus listrik sebesar 1,5 A. Suatu elektron dapat bergerak dengan kecepatan 5 x 104 m/s searah arus di dalam penghantar, dengan jarak 0,1 m dari penghantar tersebut. Apabila muatan elektron adalah -1,6 x 10-19 C, maka besar dari gaya pada elektron oleh arus di dalam penghantar itu adalah ??
Pembahasan :
Diketahui :
- I = 1,5 A
- v = 5 x 104 m/s
- a = 0,1 m
- e = -1,6 x 10-19 C
Penyelesaian
Kuat dari medan magnet:
⇒ B = μo.I
2πa
⇒ B = (4π x 10-7)(1,5)
2π(0,1)
⇒ B = 6 x 10-7
0,2
⇒ B = 3 x 10-6 Wb/m2
Gaya yang ada pada elektron:
⇒ F=e.v.B
⇒ F=(1,6 x 10-19)(5 x 104)(3 x 10-6)
⇒ F=24 x 10-21
⇒ F=2,4 x 10-20 N
Kesimpulannya besar gaya pada elektron dari arus dalam penghantar adalah sebesar 2,4 x 10-20 N
Demikianlah pembahasan dari PPKN.CO.ID tentang Materi Hukum Lenz, semoga artikel ini bisa memberi manfaat bagi sobat semua dan sampai jumpa lagi diartikel berikutnya tentu dengan pembahasan lainnya.
Refrensi Teknologi : KLIKDISINI