| SYAHRIR MUKAFAH

riwayat bintang

Diposting oleh Unknown |

RIWAYAT BINTANG

Seperti halnya manusia, bintang juga mengalami tahapan “kehidupan” yang mirip dengan manusia, yaitu lahir, berkembang, dan akhirnya mati atau tak bersinar lagi. Proses lahir, berkembang, dan mati ini akhirnya disebut evolusi bintang. Berbeda dengan manusia, evolusi bintang memerlukan waktu jutaan bahkan milyaran tahun

Gambar.1: Galaksi Bima Sakti

Pembentukan bintang adalah suatu siklus yang terjadi secara terus-menerus di ruang angkasa. Bagaimana mekanisme pembentukan bintang tersebut? Jika kita amati, ruang antarbintang yang kita lihat saat ini sebenarnya bukanlah ruang yang kosong, tetapi mengandung gas dan debu dengan kerapatan yang sangat rendah yang dikenal dengan interstellar medium. Gumpalan awan tersebut mempunyai ukuran yang bervariasi, dari sangat kecil dengan penampang sekitar satu tahun cahaya dan memiliki massa beberapa kali massa matahari hingga ukuran raksasa yang memiliki penampang lintang 300 tahun cahaya dan massanya mencapai jutaan kali massa matahari. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun, yaitu sekitar 3,09 x 10¹² km. Awan tersebut memiliki temperature sekitar 10 K dan merupakan objek langit terdingin. Hampir semua awan tersebut mengandung molekul-molekul hydrogen dengan kerapatan rata-rata 100 hingga 300 molekul per sentimeter kubik (cm³) dan memiliki usia hidup 10⁷ hingga 10⁸.

Struktur molekul awan raksasa tidak seragam dan sekitar 10% massa awan dikonstribusi oleh inti pekat yang memiliki kerapatan 10⁴ molekul hidrogen per cm³, dengan ukuran penampang berentang dari

hingga 15 tahun cahaya. Inti pekat tersebut dapat menimbulkan kontraksi atau kerutan akibat adanya perbedaan gaya internal dan eksternal. Gaya eksternal dapat berupa gelombang kejut dari ledakan supernova yang ada di sekitarnya dan gangguan gravitasi akibat interaksi bintang tetangga dengan awan molekul yang lain. Awan secara otomaatis melawan gaya gravitasi dengan gaya yang berasal dari gabungan antara magnetic yang dibangkitkan dengan gerak turbulen gas dalam awan. Mekanisme terjadinya gerak turbulen dalam awan hingga kini masih menjadi teka-teki.

Teori saat ini memperkirakan bahwa medan magnetik yang ada dapat berpendar secara perlahan-lahan yang dapat menyebabkan ketidakstabilan dan inti dapat runtuh akibat tarikan gravitasi. Awalnya proses ini terus berlangsung cepat sehingga bintang mulai terbentuk dan memakan waktu 10⁶ tahun. Pada fase awal ini embrio bintang yang telah terbentuk membangkitkan tekanan termal yang cukup untuk melawan penyusutan akibat gravitasi. Embrio bintang kemudian bertransformasi menjadi protobintang dan terus tumbuh serta ukurannya pun terus membesar karena dipicu banyaknya partikel-partikel yang jatuh dari awan itu. Materi-materi tersebut akhirnya membentuk piringan yang mengorbit protobintang dan piringan tersebut memipih seiring dengan waktu akibat tumbukan gas tersebut lambat laun kehilangan momentum anguler akibat gesekan. Gas partikel-partikel yang jatuh memanasi permukaan protobintang dan menegakibatkan hembusan angin bintang yang sangat kuat serta menyemburkan kembali hampir semua materi yang jatuh ke protobintang dalam arah paralel dengan sumbu rotasinya. Aliran hembusan tersebut adalah bipolar, keluar dari masing-masing kutub putaran protobintang. Ketika gas dalam piringan telah terhembuskan dan habis, debu-debu dalam piringan masih bertahan dan memiliki radius 100 hingga 1000 kali radius orbit bumi (1,496 x 10⁸ km). Debu-debu ini dimungkinkan bergabung membentuk planet dan memandu pembentukan tata surya lainnya.

Massa akhir protobintang tergantung pada kerapatan awal dan kuat medan magnet internal dalam awan atau inti gumpalan awan. Semakin besar dua kuantitas tersebut, semakin masif pula protobintang yang dihasilkan. Bintang masif seperti tipe O dan B membentuk kelompok sendiri secara eksklusif. Di pihak lain, bintang dengan massa rendah seperti matahari juga membentuk kelompok sendiri, bahkan terisolasi dari yang lain.

Protobintang membangkitkan energi akibat penyusutan karena pengaruh gravitasi dan memberi tambahan materi yang masuk ke dalam inti. Seiring dengan pertambahan massa protobintang, temperatur inti terus bertambah dan akhirnya dapat membangkitkan reaksi fusi dengan temperature sekitar 10⁷ Kelvin. Pada saat itu terjadi reaksi fusi hidrogen dan pengaruh gravitasi mulai melambat dan akhirnya berhenti. Saat itulah protobintang berubah menjadi bintang. Teori pembentukan bintang yang dikemukakan di atas hanya berlaku bagi pembentukan bintang tunggal. Namun, hampir setengah dari seluruh bintang terbentuk dalam system bintang multiple maupun biner. Proses pembentukan system bintang, baik multiple maupun biner, masih dalam penyelidikan.

TAHAP-TAHAP EVOLUSI BINTANG

Pembentukan bintang berawal dari awan gas dan debu antarbintang. Atom-atom dari awan antarbintang ini saling tarik-menarik akibat gaya gravitasi, dan membentuk apa yang disebut sebagai cikal-bakal bintang atau nebula (kabut) protobintang, yang mengerut, memanas, dan mulai bersinar. Pada saat awan tersebut mengerut, pusatnya mencapai temperatur beberapa deret utama akan menempuh tahap evolusi selanjutnya dan meninggalkan deret utama.

Bintang mengontrol reaksi termonuklir dan gaya gravitasi yang ditimbulkan akan tepat sama dengan tekanan yang dibangkitkan oleh reaksi nuklir yang terjadi pada bagian dalam bintang. Energi yang ditimbulkan pindah ke permukaan bintang, baik dengan cara radiasi maupun konveksi. Pada mulanya bintang memproduksi energi melalui reaksi nuklir yang beragam dengan mengambil 4 proton dan diubahnya menjadi inti helium. Proses ini dalam astrofisika dikenal dengan pembakaran hydrogen atau hydrogen burning. Reaksi nuklir tersebut terjadi pada temperatur 10 hingga 50 x 10⁵ Kelvin dan kerapatannya sekitar 150 g/cm³ (bandingkan dengan kerapatan air 1 g/cm³). Akibat reaksi nuklir yang mengubah hidrogen menjadi helium, maka bintang terus-menerus berevolusi. Fase pembakaran hidrogen pada intinya adalah fase yang paling lama dalam sejarah hidup bintang. Pada saat bintang membakar hydrogen, bintang tersebut lambat laun menjadi cerah. Ketika semua hydrogen dalam inti bintang habis, terjadi pengerutan bagian inti bintang. Pada kondisi ini bagian luar bintang merespons kejadian dalam ini dengan memberi gaya lawan dan menjadi besar karena mengembang akibat gaya lawan yang ditimbulkannya dan suhunya menjadi dingin. Setelah semua hydrogen habis, fase selanjutnya adalah pembakaran helium di inti yang merupakan fase terpanjang kedua selama waktu hidup bintang. Ketika helium mulai terbakar di inti, bintang berhenti mengembang dan menjadi lebih panas. Saat helium dalam inti habis, pembakaran helium terjadi di sekitar kontraksi karbon-oksigen dalam inti dan bintang mulai mengembang lagi dan mendingin lagi secara perlahan-lahan dan mengembang menjadi maharaksasa. Pada saat ini bintang memuliki massa 9 kali massa bintang awal. Ketika bintang bertambah ukurannya, bintang tersebut akan kehilangan massanya karena bagian yang mendapat pengaruh gravitasi mulai berkurang dan lemah di bagian luarnya. Kehilangan massa menjadi semakin bertambah dadn massanya tereduksi menjadi 1,4 kali massa Matahari dan perlahan-lahan menuju massa akhir hidupnya menjadi bintang katai putih karbon-oksigen.

Bintang menjadi lebih masif. Sementara massanya sebagian hilang, suhunya berangsur-angsur mencapai suhu yang lebih tinggi sehingga dapat membangkitkan reaksi nuklir tambahan. Inti bintang terus berkembang dan setiap akhir proses berikutnya. Proses berikutnya setelah pembakaran helium adalah pembakaran karbon, kemudian pembakaran neon yang diikuti pembakaran oksigen dan terakhir adalah pembakaran silicon dan meninggalkan besi dalam inti karena tidak mungkin untuk melakukan reaksi fusi terhadap besi dan memproduksi energi tambahan. Besi dalam inti mulai hancur ketika temperatur mencapai 10¹⁰ K dan kerapatannya menjadi 10¹⁰g/cm³. Hal ini menyebabkan inti menjadi hancur dan runtuh serta mendorong ledakan supernova dan pembentukan lubang hitam. Selama ledakan supernova, reaksi inti diyakini memproduksi semua unsur yang lebih berat daripada besi. Ledakan supernova menyemburkan semua massa bintang, termasuk semua material-material yang diproduksi melalui reaksi nuklir kembali ke ruang angkasa.

Proses pembentukan bintang dan evolusinya saling berhubungan satu sama lain, karena material yang berada pada bintang sebelumnya diolah lagi menjadi bintang baru. Keberadaan planet dan keberlangsungan kehidudpan sangat bergantung pada reaksi nuklir yang terjadi di bintang yang memproduksi hampir semua unsur-unsur yang lebih berat daripada helium.

BINTANG RAKSASA MERAH

Di kanan atas diagram H-R terletak kelompok bintang raksasa merah. Bintang ini disebut raksasa merah karena memiliki diameter yang besar tetapi temperatur efektifnya rendah.

gambar.2: Kelompok Bintang Raksasa

Gambar.3: Matahari

Bintang seperti Matahari, setelah sekitar 5 juta tahun, ber-evolusi manjadi lebih terang dan lebih merah sampai akhirnya mengembang. Dan amgkasa Matahari dapat menelan Merkurius dan Venus. Bila Matahari telah mengembang sampai mencapai orbit Bumi, tidak ada satu manusia pun yang dapat menyaksikan pemandangan yang luar biasa ini, bintang sangat tidak stabil,. Bintang akan berdenyut dengan denyutan yang makin kuat sehingga terjadi pelontaran massa oleh bintang itu. Bintang akan membubuskan materi bagian luarnya hingga tersingkaplah pusatnya yang panas itu.

KABUT PLANETARI

Astronom melihat adanya bintang panas yang dikelilingi oleh cincin gas yang mengembang, yang dinamakan Kabut Planetari (Planetary Nebulae). Waktu dilihat pertama kali dengan teleskop, objek tersebut tampak seperti planet Uranus dan Neptunus, walaupun tak ada hubungannya dengan planet tersebut. Jadi, penamaan ini karena alasan historis belaka. Kabut Planetari merupakan objek yang sangat indah.

Gambar 4 : Galaksi Andromeda

Pengamatan kabut planet ini menunjukkan bahwa cincin gas tersebut mengembang dan bintang pusatnya mengerut. Pusat bintang ini terus megerut sampai akhirnya menjadi bintang katai putih. Diduga Matahari kelak akan menempuh tahap evolusi seperti itu.

BINTANG KATAI PUTIH

Dalam setiap fase evolusi bintang, sebuah bintang akan melewati masa saat dirinya menjadi bintang katai putih. Bintang katai putih terletak pada daerah sebelah kiri bawah diagram H-R. Bintang ini merupakan bintang yang berada pada tahap akhir evolusi bintang. Tidak ada reaksi inti yang berlangsung di pusatnya. Chandrasekhar, seorang ilmuwan terkemuka dari India dan tinggal di Amerika, menemukan bahwa bintang-bintang dengan massa yang lebih besar. Di bawah batas “Chandrasekhar” ini bintang akan terus mengerut. Tetapi, saat bintang mencapai ukuran kira-kira sebesar Bumi, yaitu sekitar 100 kali lebih kecil daripada saat di deret utama, terdapat tekanan yang dapat memberikan tekanan balik yang dapat menghentikan pengerutan. Materi bintang katai putih dikatakan dalam keadaan terdegenerasi. Kondisi terdegenerasi ini adalah kondisi yang timbul sesuai dengan hukum-hukum tertentu dalam mekanika kuantum.

BINTANG NETRON

Bintang yang bermassa lebih besar dari massa Matahari, karena suatu reaksi inti yang berlangsung di pusat bintang, pada suatu saat akan mengalami ledakan nuklir yang dikenal sebagai ledakan supernova. Akibat ledakan supernova, materi yang tinggal di pusat bintang akan runtuh, menjadi benda yang sangat mampat sedangkan bagian luarnya terlontar dengan kecepatan puluhan ribu kilometer per detik. Bila massa bintang sisa ledakan supernova ini kurang dari 2 sampai 3 massa Matahari dalam evolusi selanjutnya, bintang ini menjadi natron. Bintang netron ini sangat terdegenerasi karena rapat massanya yang besar sekali (semilyar ton dalam setiap sentimeter kubik).

Gambar .5: Supernova 1987A Yang Terjadi Di Awan Magellan Besar. Tanda Panah Di Bagian Kanan Menunjukkan Bintang Sebelum Meledak

Gambar,6: Ledakan Supernova

Seperti halnya bintang katai putih, tekanan netron terdegenerasi ini akan memberikan tekanan balik yang menghentikan pengerutan bintang. Bintang akan mantap dengan jari-jari sekitar 10 kilometer saja, namun massanya menyerupai massa Matahari yang jari-jarinya 700.000 kilometer. Selain itu juga bintang netron mempunyai medan magnet yang sangat kuat akibat pengerutan intinya. Sebenarnya teori bahwa bintang netron berasal dari sisa ledakan supernova telah diusulkan pada tahun 1934, yaitu oleh Baade dan Zwicky. Tetapi bintang netron sendiri baru ditemukan pada tahun 1967 oleh kelompok astronom radio, Hewish dan Bell, di Cambridge, Inggris. Pada saat itu mereka menemukan objek berdenyut yang dinamakan pulsar singkatan dari pulsating radio sources. Kemudian diketahui bahwa pulsar adalah bintang netron yang berputar dengan sangat cepat. Penemuan pulsar di Nebula Kepiting, yaitu nebula yang merupakan hasil ledakan supernova yang terjadi pada tahun 1054, merupakan bukti yang meyakinkan bagi teori Baade dan Zwicky bahwa bintang netron dapat dihasilkan dari ledakan supernova.

Supernova adalah ledakan dari suatu bintang di galaksi yang memancarkan energi lebih banyak dari nova. Peristiwa supernova ini menandai berakhirnya riwayat suatu bintang. Bintang yang mengalami supernova akan tampak sangat cemerlang dan bahkan kecemerlangannya bisa mencapai ratusan juta kali cahaya bintang tersebut semula, beberapa minggu atau bulan sebelum suatu bintang mengalami supernova bintang tersebut akan melepaskan energi setara dengan energi matahari yang dilepaskan matahari seumur hidupnya, ledakan ini meruntuhkan sebagian besar material bintang pada kecepatan 30.000 km/s (10% kecepatan cahaya) dan melepaskan gelombang kejut yang mampu memusnahkan medium antarbintang.

Ada beberapa jenis Supernova. Tipe I dan II bisa dipicu dengan satu dari dua cara, baik menghentikan atau mengaktifkan produksi energi melalui fusi nuklir. Setelah inti bintang yang sudah tua berhenti menghasilkan energi, maka bintang tersebut akan mengalami keruntuhan gravitasi secara tiba-tiba menjadi lubang hitam atau bintang neutron, dan melepaskan energi potensial gravitasi yang memanaskan dan menghancurkan lapisan terluar bintang.

Rata-rata supernova terjadi setiap 50 tahun sekali di galaksi seukuran galaksi Bima Sakti. Supernova memiliki peran dalam memperkaya medium antarbintang dengan elemen-elemen massa yang lebih besar. Selanjutnya gelombang kejut dari ledakan supernova mampu membentuk formasi bintang baru

1. Jenis-jenis Supernova

Gambar.7: Supernova

a. Supernova Keples

Berdasarkan pada garis spektrum pada supernova, maka didapatkan beberapa jenis supernova :

· Supernova Tipe Ia

Pada supernova ini, tidak ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen saat pengamatan.

· Supernova Tipe Ib/c

Pada supernova ini, tidak ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen ataupun Helium saat pengamatan.

· Supernova Tipe II

Pada supernova ini, ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen saat pengamatan.

b. Hipernova

Supernova tipe ini melepaskan energi yang amat besar saat meledak. Energi ini jauh lebih besar dibandingkan energi saat supernova tipe yang lain terjadi.

Berdasarkan pada sumber energi supernova, maka didapatkan jenis supernova sebagai berikut.

o Supernova Termonuklir (Thermonuclear Supernovae)

• Berasal dari bintang yang memiliki massa yang kecil

• Berasal dari bintang yang telah berevolusi lanjut

• Bintang yang meledak merupakan anggota dari sistem bintang ganda.

• Ledakan menghancurkan bintang tanpa sisa

• Energi ledakan berasal dari pembakaran Karbon (C) dan Oksigen (O)

o Supernova Runtuh-inti (Core-collapse Supernovae)

ü Berasal dari bintang yang memiliki massa besar

ü Berasal dari bintang yang memiliki selubung bintang yang besar dan masih membakar Hidrogen di dalamnya.

ü Bintang yang meledak merupakan bintang tunggal (seperti Supernova Tipe II), dan bintang ganda (seperti supernova Tipe Ib/c)

ü Ledakan bintang menghasilkan objek mampat berupa bintang neutron ataupun lubang hitam (black hole).

ü Energi ledakan berasal dari tekanan

Tahapan terjadinya Supernova

Suatu bintang yang telah habis masa hidupnya, biasanya akan melakukan supernova. Urutan kejadian terjadinya supernova adalah sebagai berikut.

• Pembengkakan

Bintang membengkak karena mengirimkan inti Helium di dalamnya ke permukaan. Sehingga bintang akan menjadi sebuah bintang raksasa yang amat besar, dan berwarna merah. Di bagian dalamnya, inti bintang akan semakin meyusut. Dikarenakan penyusutan ini, maka bintang semakin panas dan padat.

• Inti Besi

Saat semua bagian inti bintang telah hilang, dan yang tertinggal di dalam hanyalah unsur besi, maka kurang dari satu detik kemudian suatu bintang memasuki tahap akhir dari kehancurannya. Ini dikarenakan struktur nuklir besi tidak memungkinkan atom-atom dalam bintang untuk melakukan reaksi fusi untuk menjadi elemen yang lebih berat.

• Peledakan

Pada tahap ini, suhu pada inti bintang semakin bertambah hingga mencapai 100 miliar derajat celcius. Kemudian energi dari inti ini ditransfer menyelimuti bintang yang kemudian meledak dan menyebarkan gelombang kejut. Saat gelombang ini menerpa material pada lapisan luar bintang, maka material tersebut menjadi panas. Pada suhu tertentu, material ini berfusi dan menjadi elemen-elemen baru dan isotop-isotop radioaktif.

• Pelontaran

Gelombang kejut akan melontarkan material-material bintang ke ruang angkasa

Dampak dari Supernova

Supernova memiliki dampak bagi kehidupan di luar bintang tersebut, di antaranya:

• Menghasilkan Logam

Pada inti bintang, terjadi reaksi fusi nuklir. Pada reaksi ini dilahirkan unsur-unsur yang lebih berat dari Hidrogen dan Helium. Saat supernova terjadi, unsur-unsur ini dilontarkan keluar bintang dan memperkaya awan antar bintang di sekitarnya dengan unsur-unsur berat.

• Menciptakan Kehidupan di Alam Semesta

Supernova melontarkan unsur-unsur tertentu ke ruang angkasa. Unsur-unsur ini kemudian berpindah ke bagian-bagian lain yang jauh dari bintang yang meledak tersebut. Diasumsikan bahwa unsur atau materi tersebut kemudian bergabung membentuk suatu bintang baru atau bahkan planet di alam semesta

Peristiwa Supernova yang teramati

Gambar .8: Supernova 1994D

Ada satu bintang yang melakukan supernova di ruang angkasa tiap satu detik kehidupan di bumi. Hanya saja, untuk menemukan bintang yang akan melakukan supernova tersebut amatlah sulit. Banyak faktor yang memengaruhi dalam pengamatan supernova. Walaupun begitu, ada beberapa peristiwa supernova yang telah teramati oleh manusia, di antaranya:

• Supernova 1994D

Dahulu kala, sebuah bintang meledak di tempat yang amat jauh dari bumi. Ledakan itu tampak seperti sebuah titik terang. Ini terjadi di bagian luar dari galaksi NGC 4526, dan dinamakan Supernova 1994D. Sinar yang dipancarkannya selama beberapa minggu setelah ledakan tersebut menunjukkan bahwa supernova tersebut merupakan Supernova Tipe Ia.

LUBANG HITAM

Gambar: Planet Nebula

Pada bintang-bintang bermassa sangat besar, bila pusat bintang mengalami keruntuhan gravitasi maka bagian luar bintang terlontar keluar dengan menghamburkan unsur berat yang dihasilkan oleh reaksi inti di dalam bintang. Bila massa bintang yang runtuh itu lebih dari 3 massa Matahari maka tekanan degenerasi electron dan netron tak akan mampu menghentikan keruntuhan gravitasi bintang. Bintang menjadi makin mampat, madan gravitasi permukaannya menjadi semakin kuat. Menurut teori Einstein, makin besar massa suatu benda dan makin dekat ke benda itu, maka makin besar kelengkungan ruang waktu di situ. Hal yang sama berlaku juga untuk gerak cahaya. Gerak cahaya juga mengikuti kelengkungan ruang waktu sehingga gerak cahaya di sekitar suatu benda tidak lurus lagi melainkan dibelokkan. Dengan demikian kelengkungan ruang waktu di sekitar bintang pun semakin besar. Bila jari-jari bintang mencapai suatu jari-jari yang disebut jejari Schwarzschild maka kelengkungan ruang waktu sudah sedemikian besarnya hingga cahaya pun tak dapat lepas dari permukaan bintang tersebut. Bintang ini seolah-olah menutup dirinya dari alam semesta yang terbuka ini. Kita sebut bintang ini sebagai lubang hitam. Bagaimana kita dapat mengetahui adanya lubang hitam sedangkan kita tidak dapat mengemati cahayanya?

Lubang hitam akan menarik materi yang ada di sekitarnya. Sebagian materi akan tersedot ke dalam lubang hitam, dan sebagian lagi mengorbit lubang hitam dengan kecepatan tinggi.

Gesekan yang terjadi antara gas di sekeliling lubang hitam menimbulkan suhu yang sangat tinggi sehingga dapat diamati dalam spectrum sinar –X. Jadi, walaupun kita tidak dapat mengamati lubang hitam secara langsung, kita dapat berharap untuk mengamati sinar-X dari gas yang berada di sekelilingnya. Melalui pencarian sumber-sumber sinar-X yang intensif sejak tahun 1970, ditemukan sumber sinar-X, Cygnus X-1, sebuah lubang hitam yang berpasangan dengan sebuah bintang maharaksasa biru. Gaya gravitasi lubang hitam yang sangat kuat akan menarik materi dari bintang maharaksasa ini. Aliran materi akan membentuk piringan gas yang mengorbit lubang hitam dan memancarkan radiasi dalam sinar-X.

DAFTAR PUSTAKA

Perjalanan Mengenal Astronomi

http://id.wikipedia.org

http://modupload.com/images/fgocto6gik7c6r21iyub_thumb.png

http://members.tripod.com/.../riwayat-semesta.htm/ 4059-NEBULA-NGC7027

Read User's Comments(0)

listrik dan magnet

Diposting oleh Unknown |

BAB I

Pendahuluan

A. Latar Belakang

Di era modern ini hampir semua alat atau mesin, dari komputer ke mesin cuci ke bor listrik, mempunyai rangkaian listrik di jantungnya, sebuah penomen yang dikenal sebagai induksi elektromagnetik jika sebuah fluks magnetik yang melalui sebuah rangkaian berubah, maka sebuah tegangan dan sebuah arus di induksi dalam rangkaian itu. dalam sebuah stasium pembangkit daya,magnet-magnet bergerak relatif terhadap koil-koil kawat untuk menghasilkan sebuah fluks magnetik yang berubah - ubah itu dan karena itu maka akan menghasilkan sebuah tegangan. komponen kunci lainnya dari sistem daya listrik, seperti transformator, juga bergantung pada tegangan yang diinduksi secara magnetik. ketika induksi elektromagnetik di temukan pada tahun 1830-an, induksi elektromagnetik semata-mata hanyalah rasa keingintahuan dilaboratorium.

prinsip sentral dari induksi elektromagnetik adalah hukum faraday. hukum ini mengaitkan tegangan induksi pada fluks magnetik yang berubah-ubah untuk sebarang simpal, termasuk suatu rangkaian tertutup,kita juga bisa membicarakan hukum lenz, yang membantukita untuk meramalkan arah tegangan induksi dan arah arus induksi.

B. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang dapat kami utarakan adalah sebagai berikut:

1. Apakah manfaat induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari hari.

2. bagaimanakah prinsip kerja induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

3. apa yang dimaksud dengan GGL induksi.

4. apa yang menyebabkan terjadinya GGL induksi.

C. Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai adalah sebagai berikut:

1. Manfaat dalam kehidupan sehari-hari.

2. prinsip kerja induksi elektromagnetik.

3. untuk mengetahui GGL induksi.

4. untuk mengetahui penyebab terjadinya GGL induksi.

BAB II

LANDASAN TEORI

A. INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Michael Faraday (1791-1867), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris, membuat hipotesis (dugaan) bahwa medan magnet seharusnya dapat menimbulkan arus listrik.
Berdasarkan percobaan, ditunjukkan bahwa gerakan magnet di dalam kumparan menyebabkan jarum galvanometer menyimpang.Jika kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kanan.Jika magnet diam dalam kumparan, jarum galvanometer tidak menyimpang.

Jika kutub utara magnet digerakkan menjauhi kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kiri.Penyimpangan jarum galvanometer tersebut menunjukkan bahwa pada kedua ujung kumparan terdapat arus listrik.Peristiwa timbulnya arus listrik seperti itulah yang disebut induksi elektromagnetik. Adapun beda potensial yang timbul pada ujung kumparan disebut gaya gerak listrik (GGL) induksi.
Terjadinya GGL induksi dapat dijelaskan seperti berikut.Jika kutub utara magnet didekatkan ke kumparan. Jumlah garis gaya yang masuk kumparan makin banyak. Perubahan jumlah garis gaya itulah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum galvanometer.

Hal yang sama juga akan terjadi jika magnet digerakkan keluar dari kumparan. Akan tetapi, arah simpangan jarum galvanometer berlawanan dengan penyimpangan semula.Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa penyebab timbulnya GGL induksi adalah perubahan garis gaya magnet yang di lingkupi oleh kumparan.

B. HUKUM FARADAY

Menurut Faraday, besar GGL induksi pada kedua ujung kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi kumparan. Artinya, makin cepat terjadinya perubahan fluks magnetik, makin besar GGL induksi yang timbul. Adapun yang dimaksud Fluks Magnetikadalah kerapatan garis-garis gaya dalam medan magnet, artinya fluks magnetik yang berada pada permukaan yang lebih luas kerapatannya rendah dan kuat medan magnetik (B) lebih lemah, sedangkan pada permukaan yang lebih sempit kerapatan fluks magnet akan kuat dan kuat medan magnetik (B) lebih tinggi.

Satuan internasional dari besaran fluks magnetik diukur dalam Weber, disingkat Wb dan didefinisikan dengan:

”Suatu medan magnet serba sama mempunyai fluks magnetik sebesar 1 weber bila sebatang penghantar memotong garis-garis gaya magnetik selama satu detik akan menimbulkan gaya gerak listrik (ggl) sebesar satu volt”.

Dari prinsip dasar listrik magnet tadi dan dengan mempertimbangkan konsep simetri yang berlaku dalam hukum alam, James Clerk Maxwell mengajukan suatu usulan. Usulan yang dikemukakan Maxwell, yaitu bahwa jika medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan listrik maka hal sebaliknya boleh jadi dapat terjadi.

Dengan demikian Maxwell mengusulkan bahwa medan listrik yang berubah terhadap waktu dapat menghasilkan (menginduksi) medan magnet. Usulan Maxwell ini kemudian menjadi hukum ketiga yang menghubungkan antara kelistrikan dan kemagnetan.(James Clerk Maxwell peletak dasar teori gelombang elektromagnetik)

Jadi, prinsip ketiga adalah medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu dapat menghasilkan medan magnet. Prinsip ketiga ini yang dikemukakan oleh Maxwell pada dasarnya merupakan pengembangan dari rumusan hukum Ampere. Oleh karena itu, prinsip ini dikenal dengan namaHukum Ampere-Maxwell.

Dari ketiga prinsip dasar kelistrikan dan kemagnetan di atas, Maxwell melihat adanya suatu pola dasar. Medan magnet yang berubah terhadap waktu dapat membangkitkan medan listrik yang juga berubah-ubah terhadap waktu, dan medan listrik yang berubah terhadap waktu juga dapat menghasilkan medan magnet. Jika proses ini berlangsung secara kontinu maka akan dihasilkan medan magnet dan medan listrik secara kontinu. Jika medan magnet dan medan listrik ini secara serempak merambat (menyebar) di dalam ruang ke segala arah maka ini merupakan gejala gelombang. Gelombang semacam ini disebut gelombang elektromagnetik karena terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang merambat dalam ruang.

Pada mulanya gelombang elektromagnetik masih berupa ramalan dari Maxwell yang dengan intuisinya mampu melihat adanya pola dasar dalam kelistrikan dan kemagnetan, sebagaimana telah dibahas di atas.Kenyataan ini menjadikan J C Maxwell dianggap sebagai penemu dan perumus dasar-dasar gelombang elektromagnetik.

Melalui eksperimennya ini Hertz berhasil membangkitkan gelombang elektromagnetik dan terdeteksi oleh bagian penerimanya.Eksperimen ini berhasil membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik yang awalnya hanya berupa rumusan teoritis dari Maxwell, benar-benar ada sekaligus mengukuhkan teori Maxwell tentang gelombang elektromagnetik.

Kata-Kata Kunci

– arus induksi

– generator

– dinamo

– GGL induksi

– efisiensi transformator

– transformator

– fluks magnetik

– transmisi daya listri

Pembangkit listrik biasanya terletak jauh dari permukiman penduduk. Untuk membawa energi listrik, atau lebih dikenal transmisi daya listrik, diperlukan kabel yang sangat panjang. Kabel yang demikian dapat menurunkan tegangan. Karena itu diperlukan alat yang dapat menaikkan kembali tegangan sesuai keperluan. Pernahkah kamu melihat tabung berwarna biru yang dipasang pada tiang listrik? Alat tersebut adalah transformator yang berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan tegangan.

C. GGL INDUKSI

Kemagnetan dan kelistrikan merupakan dua gejala alam yang prosesnya dapat dibolak-balik.Ketika H.C.Oersted membuktikan bahwa di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet (artinya listrik menimbulkan magnet ), para ilmuwan mulai berpikir keterkaitan antara kelistrikan dan kemagnetan. Tahun 1821 Michael Faraday membuktikan bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik ( artinya magnet menimbulkan listrik ) melalui eksperimen yang sederhana. Sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan dapat menghasilkan arus listrik pada kumparan itu. Galvanometer merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya arus listrik yang mengalir. Ketika sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan (seperti kegiatan di atas), jarum galvanometer menyimpang ke kanan dan ke kiri.

Bergeraknya jarum galvanometer menunjukkan bahwa magnet yang digerakkan keluar dan masuk pada kumparan menimbulkan arus listrik. Arus listrik bisa terjadi jika pada ujung-ujung kumparan terdapat GGL (gaya gerak listrik). GGL yang terjadi di ujung-ujung kumparan dinamakan GGLinduksi. Arus listrik hanya timbul pada saat magnet bergerak. Jika magnet diam di dalam kumparan, di ujung kumparan tidak terjadi arus listrik.

1. Penyebab Terjadinya GGL Induksi

Ketika kutub utara magnet batang digerakkan masuk ke dalam kumparan, jumlah garis gaya-gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan bertambah banyak. Bertambahnya jumlah garis- garis gaya ini menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujungkumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir menggerakkan jarum galvanometer. Arah arus induksi dapat ditentukan dengan cara memerhatikan arah medan magnet yang ditimbulkannya. Pada saat magnet masuk, garis gaya dalam kumparan bertambah. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat mengurangi garis gaya itu. Dengan demikian, ujung kumparan itu merupakan kutub utara sehingga arah arus induksi seperti yang ditunjukkan Ketika kutub utara magnet batang digerakkan keluar dari dalam kumparan, jumlah garis-garis gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan berkurang. Berkurangnya jumlah garis-garis gaya ini juga menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang di timbulkan menyebabkan arus listrik mengalir dan menggerakan jarum galvanometer. Sama halnya ketika magnet batang masuk ke kumparan.

Pada saat magnet keluar garis gaya dalam kumparan berkurang. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat menambah garis gaya itu. Dengan demikian, ujung, kumparan itu merupakan kutub selatan, sehingga arah arus induksi seperti yang ditunjukkan Gambar 12.1.b. Ketika kutub utaramagnet batang diam di dalam kumparan, jumlah garis-garis gaya magnet di dalam kumparan tidak terjadi perubahan (tetap). Karena jumlah garis-garis gaya tetap, maka pada ujung-ujung kumparan tidak terjadi GGL induksi. Akibatnya, tidak terjadi arus listrik dan jarum galvanometer tidak bergerak. Jadi, GGL induksi dapat terjadi pada kedua ujung kumparan jika di dalam kumparan terjadi perubahan jumlah garis-garis gayamagnet (fluks magnetik). GGL yang timbul akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet dalam kumparan disebut GGL induksi. Arus listrik yang ditimbulkan GGL induksi disebut arus induksi.Peristiwa timbulnya GGL induksi dan arus induksi akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet,yang disebut induksi elektromagnetik.

2. Faktor yang Memengaruhi Besar GGL Induksi.

Sebenarnya besar kecil GGL induksi dapat di lihat pada besar kecilnya penyimpangan sudut jarum galvanometer. Jika sudut penyimpangan jarum galvanometer besar, GGL induksi dan arus induksi yang dihasilkan besar. Bagaimanakah cara memperbesar GGL induksi?

Ada tiga faktor yang mempengaruhi GGL induksi, yaitu:

• kecepatan gerakan magnet atau kecepatan perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik),

• jumlah lilitan,

• medan magnet

3. Penerapan Induksi Elektromagnetik

Pada induksi elektromagnetik terjadi perubahan bentuk energi gerak menjadi energi listrik.Induksi elektromagnetik digunakan pada pembangkit energi listrik.Pembangkit energi listrik yang menerapkan induksi elektromagnetik adalah generator dan dinamo.Di dalam generator dan dinamo terdapat kumparan dan magnet. Kumparan atau magnet yang berputar menyebabkan terjadinya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet dalam kumparan perubahan tersebut menyebabkan terjadinya GGL induksi pada kumparan. Energi mekanik yang diberikan generator dan dinamo diubah ke dalam bentuk energi gerak rotasi. Hal itu menyebabkan GGL induksi dihasilkan secara terus-menerus dengan pola yang berulang secara periodik.

4. Generator.

Generator dibedakan menjadi dua, yaitu generator arus searah (DC) dan generator arus bolak-balik (AC). Baik generator AC dan generator DC memutar kumparan di dalam medan magnet tetap.Generator AC sering disebut alternator.Arus listrik yang dihasilkan berupa arus bolak-balik. Ciri generator (AC) menggunakan cincin ganda. Generator-generator arus DC, arus yang dihasilkan berupa arus searah.ciri generator DC menggunakan cincin belah (komutator). Jadi, generator AC dapat diubah menjadi generator DC dengan cara mengganti cincin ganda dengan sebuah komutator. Sebuah generator AC kumparan berputar di antara kutub- kutub yang tak sejenis dari dua magnet yang saling berhadapan. Kedua kutub magnet akan menimbulkan medan magnet. Kedua ujung kumparan dihubungkan dengan sikat karbon yang terdapat pada setiap cincin. Kumparan merupakan bagian generator yang berputar (bergerak) disebut rotor. Magnet tetap merupakan bagian generator yang tidak bergerak disebut stator.

Bagaimanakah generator bekerja? Ketika kumparan sejajar dengan arah medan magnet (membentuk sudut 0 derajat), belum terjadi arus listrik dan tidak terjadi GGL induksi (perhatikan Gambar 12.2). Pada saat kumparan berputar perlahan-lahan, arus dan GGL beranjak naik sampai kumparan membentuk sudut 90 derajat. Saat itu posisi kumparan tegak lurus dengan arah medan magnet. Pada kedudukan ini kuat arus dan GGL induksi menunjukkan nilai maksimum.Selanjutnya, putaran kumparan terus berputar, arus dan GGL makin berkurang. Ketika kumparan mem bentuk sudut 180 derajat kedudukan kumparan sejajar dengan arah medan magnet, maka GGL induksi dan arus induksi menjadi nol.

Putaran kumparan berikutnya arus dan tegangan mulai naik lagi dengan arah yang berlawanan. Pada saat membentuk sudut 270 derajat, terjadi lagi kumparan berarus tegak lurus dengan arah medan magnetPada kedudukan kuat arus dan GGL induksi menunjukkan nilai maksimum lagi, namun arahnya berbeda. Putaran kumparan selanjutnya, arus dan tegangan turun perlahanlahan hingga mencapai nol dan kumparan kembali ke posisi semula hingga memb entuk sudut 360 derajat.

5. Prinsip Kerja Generator

Bagian utama generator, lihat Gambar 13.4, adalah:

• Magnet adalah Untuk generator pembangkit tenaga listrik yang besar biasanya menggunakan lebih dari satu magnet yang berputar.Magnet yang digunakan biasanya magnet listrik.

• Rotor adalah bagian generator yang berputar.

• Stator adalah bagian generator yang tidak berputar.Arus yang ditimbulkan oleh generator juga arus bolak-balik.

Generator atau pembangkit listrik yang sederhana dapat ditemukan pada sepeda.Pada sepeda, biasanya dinamo digunakan untuk menyalakan lampu.Caranya ialah bagian atas dinamo (bagian yang dapat berputar) dihubungkan ke roda sepeda. Pada proses itulah terjadi perubalian energi gerak menjadi energi listrik. Generator (dinamo) merupakan alat yang prinsip kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik.Alat ini pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday.
Berkebalikan dengan motor listrik, generator adalah mesin yang mengubah energi kinetik menjadi energi listrik.Energi kinetik pada generator dapat juga diperoleh dari angin atau air terjun.Berdasarkan arus yang dihasilkan.Generator dapat dibedakan menjadi dua rnacam, yaitu generator AC dan generator DC.Generator AC menghasilkan arus bolak-balik (AC) dan generator DC menghasilkan arus searah (DC).Baik arus bolak-balik maupun searah dapat digunakan untuk penerangan dan alat-alat pemanas.

D. Generator AC

Bagian utama generator AC terdiri atas magnet permanen (tetap), kumparan (solenoida).cincin geser, dan sikat. Pada generator.perubahan garis gaya magnet diperoleh dengan cara memutar kumparan di dalam medan magnet permanen. Karena dihubungkan dengan cincin geser, perputaran kumparan menimbulkan GGL induksi AC. OIeh karena itu, arus induksi yang ditimbulkan berupa arus AC. Adanya arus AC ini ditunjukkan oleh menyalanya lampu pijar yang disusun seri dengan kedua sikat. Sebagaimana percobaan Faraday, GGL induksi yang ditimbulkan oleh generator AC dapat diperbesar dengan cara:

• memperbanyak lilitan kumparan,

• menggunakan magnet permanen yang lebih kuat.

• mempercepat perputaran kumparan, dan menyisipkan inti besi lunak ke dalam kumparan.

Contoh generator AC yang akan sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah dinamo sepeda. Bagian utama dinamo sepeda adalah sebuah magnet tetap dan kumparan yang disisipi besi lunak.Jika magnet tetap diputar, perputaran tersebut menimbulkan GGL induksi pada kumparan.Jika sebuah lampu pijar (lampu sepeda) dipasang pada kabel yang menghubungkan kedua ujung kumparan.lampu tersebut akan dilalui arus induksi AC. Akibatnya, lampu tersebut menyala. Nyala lampu akan makin terang jika perputaran magnet tetap makin cepat (laju sepeda makin kencang).

E. Generator DC

Prinsip kerja generator (dinamo) DC sama dengan generator AC. Namun, pada generator DC arah arus induksinya tidak berubah. Hal ini disebabkan cincin yang digunakan pada generator DC berupa cincin belah (komutator).

F. Dinamo.

Dinamo dibedakan menjadi dua yaitu, dinamo arus searah (DC) dan dinamo arus bolak-balik (AC). Prinsip kerja dinamo sama dengan generator yaitu memutar kumparan di dalam medan magnet atau memutar magnet di dalam kumparan. Bagian dinamo yang berputar disebut rotor.Bagian dinamo yang tidak bergerak disebut stator.

Perbedaan antara dinamo DC dengan dinamo AC terletak pada cincin yang digunakan.Pada dinamo arus searah menggunakan satu cincin yang dibelah menjadi dua yang disebut cincin belah (komutator).Cincin ini memungkinkan arus listrik yang dihasilkan pada rangkaian luar Dinamo berupa arus searah walaupun di dalam dinamo sendiri menghasilkan arus bolak-balik.Adapun, pada dinamo arus bolak-balik menggunakan cincin ganda (dua cincin).Alat pembangkit listrik arus bolak balik yang paling sederhana adalah dinamo sepeda.

Tenaga yang digunakan untuk memutar rotoradalah roda sepeda.Jika roda berputar, kumparan atau magnet ikut berputar.Akibatnya, timbul GGL induksi pada ujung-ujung kumparan dan arus listrik mengalir.Makin cepat gerakan roda sepeda, makin cepat magnet atau kumparan berputar. Makin besar pula GGL induksi dan arus listrik yang dihasilkan. Jika dihubungkan dengan lampu, nyala lampu makin terang. GGL induksi pada dinamo dapat diperbesar dengan cara putaran roda dipercepat, menggunakan magnet yang kuat (besar), jumlah lilitan diperbanyak, dan menggunakan inti besi lunak di dalam kumparan.

1. PRINSIP KERJA DINAMO

a. Dinamo

Bagian utama dinamo, lihat Gambar 13.2, adalah

1. Sebuah kumparan (C)

2. Sebuah cincin geser (A)

3. Sikat (B)

4. Magnet

Sedangkan langkah-langkah kerja dinamo adalah sebagai berikut:

1. Sebuah kumparan berputar dalam medan magnet.

2. Tiap-tiap ujung kawat kumparan dihubungkan dengan sebuah “cincin geser”.

3. Cincin geser tersebut menempel sebuah sikat.

4. Bila kumparan diputar maka dalam kumparan itu timbul GGL AC. GGL AC ini menimbulkan arus AC di dalam rangkaian dinamo.

2. Dinamo Arus Searah

Dinamo arus bolak-balik dapat diubah menjadi dinamo arus searah dengan menggunakan cincin belah atau komutator seperti pada motor listrik,

Dinamo arus searah pada prinsipnya sama dengan motor arus searah. Jadi dinamo arus searah dapat dipakai sebagai motor arus searah. Demikian pula sebaliknya.

G. TRANSFORMATOR

Di rumah mungkin kamu pernah dihadapkan persoalan tegangan listrik, ketika kamu akan menghidupkan radio yang memerlukan tegangan 6 V atau 12 V. Padahal tegangan listrik yang disediakan PLN 220 V. Bahkan generator pembangkit listrik menghasilkan tegangan listrik yang sangat tinggi mencapai hingga puluhan ribu volt. Kenyataannya sampai di rumah tegangan listrik tinggal 220 V. Bagaimanakah cara mengubah tegangan listrik? Alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC disebut transformator (trafo). Trafo memiliki dua terminal, yaitu terminal input dan terminal output.

Terminal input terdapat pada kumparan primer. Terminal output terdapat pada kumparan sekunder. Tegangan listrik yang akan diubah dihubungkan dengan terminal input. Adapun, hasil pengubahan tegangan diperoleh pada terminal output.Prinsip kerja transformator menerapkan peristiwa induksi elektromagnetik. Jika pada kumparan primer dialiri arus AC, inti besi yang dililiti kumparan akan menjadi magnet (elektromagnet). Karena arus AC, pada elektromagnet selalu terjadi perubahan garis gaya magnet. Perubahan garis gaya tersebut akan bergeser ke kumparan sekunder. Dengan demikian, pada kumparan sekunder juga terjadi perubahan garis gaya magnet. Hal itulah yang menimbulkan GGL induksi pada kumparan sekunder.Adapun, arus induksi yang dihasilkan adalah arus AC yang besarnya sesuai dengan jumlah lilitan sekunder.

Bagian utama transformator ada tiga, yaitu inti besi yang berlapis-lapis, kumparan primer, dan kumparan sekunder. Kumparan primer yang dihubungkan dengan PLN sebagai tegangan masukan (input) yang akan dinaikkan atau diturunkan. Kumparan sekunder dihubungkan dengan beban sebagai tegangan keluaran (output).

1. Macam-Macam Transformator

Apabila tegangan terminal output lebih besar daripada tegangan yang diubah, trafo yang digunakan berfungsi sebagai penaik tegangan. Sebaliknya apabila tegangan terminal output lebih kecil daripada tegangan yang diubah, trafo yang digunakan berfungsi sebagai penurun tegangan. Dengan demikian, transformator (trafo) dibedakan menjadi dua, yaitu trafo step up dan trafo step down.

Trafo step up adalah transformator yang berfungsi untuk menaikkan tegangan AC.

Trafo ini memiliki ciri-ciri:

a. jumlah lilitan primer lebih sedikit daripada jumlah lilitan sekunder,

b. tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder,

c. kuat arus primer lebih besar daripada kuat arus sekunder.

Trafo step down adalah transformator yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC. Trafo ini memiliki ciri-ciri:

a. jumlah lilitan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder.

b. tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder

c. kuat arus primer lebih kecil daripada kuat arus sekunder.

a. Transformator Ideal

Besar tegangan dan kuat arus pada trafo bergantung banyaknya lilitan.Besar tegangan sebanding dengan jumlah lilitan.Makin banyak jumlah lilitan tegangan yang dihasilkan makin besar.Hal ini berlaku untuk lilitan primer dan sekunder. Hubungan antara jumlah lilitan primer dan sekunder dengan tegangan primer dan tegangan sekunder dirumuskan Trafo dikatakan ideal jika tidak ada energi yang hilang menjadi kalor, yaitu ketika jumlah energi yang masuk pada kumparan primer sama dengan jumlah energi yang keluar pada kumparan sekunder. Hubungan antara tegangan dengan kuat arus pada kumparan primer dan sekunder dirumuskan Jika kedua ruas dibagi dengan t, diperoleh rumus Dalam hal ini faktor (V × I) adalah daya (P) transformator.
Berdasarkan rumus-rumus di atas, hubungan antara jumlah lilitan primer dan sekunder dengan kuat arus primer dan sekunder dapat dirumuskan sebagai Dengan demikian untuk transformator ideal akan berlaku persamaan berikut. Dengan:

Vp = tegangan primer (tegangan input = Vi ) dengan satuan volt (V)

Vs = tegangan sekunder (tegangan output = Vo) dengan satuan volt (V)

Np = jumlah lilitan primer

Ns = jumlah lilitan sekunder

Ip = kuat arus primer (kuat arus input = Ii) dengan satuan ampere (A)

Is = kuat arus sekunder (kuat arus output = Io) dengan satuan ampere (A)

b. EfisiensiTransformator
pada kenyataannya trafo tidak pernah ideal. Jika trafo digunakan, selalu timbul energi kalor.Dengan demikian, energi listrik yang masuk pada kumparan primer selalu lebih besar daripada energi yang keluar pada kumparan sekunder.Akibatnya, daya primer lebih besar daripada daya sekunder.Berkurangnya daya dan energi listrik pada sebuah trafo ditentukan oleh besarnya efisiensi trafo.Perbandingan antara daya sekunder dengan daya primer atau hasil bagi antara energi sekunder dengan energi primer yang dinyatakan dengan persen disebut efisiensi trafo. Efisiensi trafo dinyatakan dengan η .Besar efisiensi trafo dapat dirumuskan sebagai berikut.

2. Prinsip Kerja Transformator (Trafo)

Transformator adalah sebuah alat untuk menaikkan atau menurunkan tegangan arus bolakbalik.Transformator sering disebut trafo.Sebuah
transformator terdiri atas sebuah inti besi. Pada inti besi digulung dua lilitan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder,

Prinsip kerja tranformator adalah sebagai berikut.

a. Kumparan primer dihubungkan kepada sumber tegangan yang hendak diubah besarnya. Karena tegangan primer itu tegangan bolak-balik, maka besar dan arah tegangan itu berubah-ubah.

b. Dalam inti besi timbul medan magnet yang besar dan arahnya berubah-ubah pula. Perubahan medan magnet ini menginduksi tegangan bolakbalik pada kumparan sekunder.

Dari sebuah percobaan dapat ditunjukkan, bahwa:

1. Perbandingan antara tegangan primer, Vp, dengan tegangan sekunder, Vs sama dengan perbandingan antara jumlah lilitan primer, Np, dan lilitan sekunder, Ns.

2. Perbandingan antara kuat arus primer, Ip, dengan kuat arus sekunder, Is, sama dengan perbandingan jumlah lilitan sekunder dengan
lilitan primer.

Dari kedua pernyataan tersebut dapat dituliskan secara singkat dengan persamaan sebagai berikut:

Ada dua hal perlu dipahami untuk transformator ini, yaitu:

1. Transformator hanya digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan arus bolak-balik (AC) dan tidak untuk arus searah (DC).

2. Transformator tidak dapat memperbesar daya listrik yaitu tidak dapat memperbesar banyaknya daya yang masuk ke dalam transformator tersebut.

BAB III

PENUTUP

a. Kesimpulan

Timbulnya gaya listrik (GGL) pada kumparan hanya apabila terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet.Gaya gerak listrik yang timbul akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet disebut GGL induksi, sedangkan arus yang mengalir dinamakan arus induksi dan peristiwanya disebut induksi elektromagnetik. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi yaitu:

1. Kecepatan perubahan medan magnet. Semakin cepat perubahan medan magnet, maka GGL induksi yang timbul semakin besar.

2. Banyaknya lilitan Semakin banyak lilitannya, maka GGL induksi yang timbul juga semakin besar.

3. Kekuatan magnet Semakin kuat gelaja kemagnetannya, maka GGL induksi yang timbul juga semakin besar.

4. Untuk memperkuat gejala kemagnetan pada kumparan dapat dengan jalan memasukkan inti besi lunak. GGL induksi dapat ditimbulkan dengan cara lain yaitu:

5. Memutar magnet di dekat kumparan atau memutar kumparan di dekat magnet. Maka kedua ujung kumparan akan timbul GGL induksi.

6. Memutus-mutus atau mengubah-ubah arah arus searah pada kumparan primer yang di dekatnya terletak kumparan sekunder maka kedua ujung kumparan sekunder dapat timbul GGL induksi.

7. Mengalirkan arus AC pada kumparan primer, maka kumparan sekunder didekatkan dapat timbul GGL induksi. Arus induksi yang timbul
adalah arus AC dan gaya gerak listrik induksi adalah GGL AC.