Nah pada artikel kali ini mimin akan membahas mengenai pengertian hukum faraday secara lengkap. Untuk itu simak pembahasannya dibawah ini.

Pengertian Hukum Faraday

Hukum Faraday adalah hukum dasar elektromagnetisme yang menjelaskan bagaimana arus listrik menghasilkan medan magnet dan sebaliknya bagaimana medan magnet bisa menghasilkan arus listrik pada sebuah konduktor.

Hukum faraday inilah yang kemudian menjadi dasar dari prinsip kerja induktor, transformator, generator listrik, solenoid dan motor listrik.

Sejarah Hukum Faraday

Hukum faraday atau yang biasa disebut dengan hukum industri elektromagnetik faraday ini pertama kali dikemukakan oleh seorang fisikawan Inggris bernama Michael Faraday pada tahun 1831.

Induksi elektromagnetik adalah gejala timbulnya gaya gerak listrik (ggl) di dalam suatu kumparan jika terdapat perubahan fluks magnetik pada konduktor pada kumparan tersebut atau jika konduktor bergerak relatif melintasi medan magnet.

Sedangkan yang dimaksud dengan Fluks banyaknya jumlah garis gaya yang melewati luasan suatu bidang yang tegak lurus garis gaya magnetik.

Eksperimen Faraday

Dalam eksperimen ini, Michael Faraday menggunakan bahan perantara kumparan dan magnet yang dihubungkan dengan Galvometer.

Pertama, magnet akan ditempatkan pada jarak yang lumayan jauh dari kumparan. Hal ini bertujuan agar tidak ada defleksi yang dihasilkan Galvometer.

Kemudian akan ditemukan sebuah jarum yang menunjukkan angka 0 pada Galvometer. Jika magnet tersebut mulai mengalami pergerakan da masuk pada arah kumparan, maka jarum tersebut akan bergerak dengan menyimpang ke suatu arah tertentu.

Namun arah yang sering dilakukan yaitu arah ke kanan. Ketika magnet in didiamkan maka jarum yang ada di dalam Galvometer akan bergerak kembali hingga menuju pada posisi 0.

Namun jika magnet digerakkan kemudian ditarik ke arah yang cukup jauh dari kumparan maka bisa menyebabkan terjadinya proses defleksi pada Galvometer.

Hal ini akan membuat jarum Galvometer yang mulanya bergerak menyimpang akan berubah arah menjadi ke kiri.

Jika magnet didiamkan, maka jarum yang ada pada Galvometer akan kembali lagi pada posisi 0. Proses seperti ini hanya berlaku pada gerakan kumparan.

Jika magnet tetap dalam posisi yang diam maka Galvometer nantinya akan menunjukkan defleksi dengan cara semula.

Pada proses percobaan ini, penggunaan Galvometer memberikan pengaruh yang cukup besar untuk menentukan proses berjalannya percobaan tersebut.

Dengan melakukan percobaan faraday ini maka kalian bisa mengetahui bahwa jika perubahan pada medan magnet semakin cepat maka akan semakin besar pula gaya gerak listrik yang diinduksi oleh suatu kumparan.

Catatan : Galvometer adalah alat uji yang digunakan untuk mengetahui ada tidaknya arus listrik yang mengalir.

Bunyi Hukum Faraday

Berdasarkan percobaan yang dilakukannya, Michael Faraday menyimpulkannya dengan dua pernyataan seperti berikut ini yang sering disebut dengan Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday 1 dan Hukum Induksi Elektromagnetik Faraday 2.

Hukum Faraday 1

“Massa zat electrode selama elektrolisis (G) berbanding dengan muatan listrik (Q).”

Persamaan Hukum Faraday 1 :

G ~ Q
Q dinyatakan sebagai jumlah muatan, sedangkan G dinyatakan sebagai massa zat yang dihasilkan elektrolisis.
G ~ l x t
Q = l x t

Muatan listrik Q berbanding lurus dengan jumlah elektron mol dalam reaksi redoks (ne). 1 mol setara dengan 96.500 coulomb. Nilai muatan ditetapkan oleh konstanta Faraday (F). Hubungan tersebut dirumuskan sebagai berikut :

Q = ne x F

Hukum Faraday 2

“Massa zat elektroda selama elektrolisis (G) yang berbanding lurus dengan ekivalen zat (Mek).”

Persamaan Hukum Faraday 2 :

G ~ MeK

Massa ekivalen tersebut merupakan massa zat dimana mol setara dengan stoikiometri dengan 1 mol electron. Massa ekivalen sebanding atau sama dengan massa atom (Ar) yang nantinya dibagi dengan perubahan oksidasi (biloks). Dinyatakan dalam rumus:

MeK = Ar/Perubahan Biloks

Hubungan massa (m), massa molar (}) dan jumlah mol (n) dirumuskan sebagai berikut :

M = n x }
G = ne x meK
G = Q/F x MeK
G = l x t/F X MeK

Jika digabungkan dari kedua Hukum Farada tersebut, maka akan didapatkan persamaan sebagia berikut:

G ~ l x t x MeK

Keterangan :

MeK = massa ekivalen zat (gram/mol)
l = kuat arus listrik (A)
T = waktu (detik)
G = massa zat (gram)
F = konstanta Faraday (96.500 coulomb)

Oleh karena itu, terdapat perbandingan dari zat-zat yang dihasilkan sebagai berikut:

GA : GB = MeKA : MEkB

Rumus Hukum Faraday dapat dinyatakan sebagai berikut :

ɛ = -N (ΔΦ/Δt)

Keterangan :

ɛ = GGL induksi (volt)
N = Jumlah lilitan kumparan
ΔΦ = Perubahan fluks magnetik (weber)
∆t = selang waktu (s)
Tanda negatif menandakan arah gaya gerak listrik (ggl) induksi.

Faktor yang Mempengaruhi Besarnya Gaya Gerak (GGL)

Berikut ini merupakan beberapa faktor yang bisa mempengaruhi besar kecilnya Gaya Gerak Listrik (GGL).

• Jumlah lilitan pada kumparan, semakin banyak lilitan pada kumparan semakin besar tegangan yang diinduksikan.
• Kecepatan gerak medan magnet, semakin cepat garis gaya medan magnet atau fluks yang mengenai konduktornya semakin besar pula tegangan induksinya.
• Jumlah garis gaya medan magnet atau fluks, semakin besar jumlah garis gaya medan magnet atau fluks yang mengenai konduktor, semakin besar juga tegangan induksinya.

Contoh Soal Hukum Faraday

Sebuah kumparan terdiri dari 50 lilitan, fluks magent dalam kumparan berubah sebesar 5 x 10^-3 weber dalam selang waktu 10ms (milidetik). Hitunglah Gaya Gerak Listrik (GGL) induksi pada kumparan tersebut.

Penyelesaian :

Diketahui :

Jumlah lilitan (N) = 50
Selang waktu (Δt) = 10ms = 10 x 10^-3 second
ΔΦ = 5 x 10^-3 weber
GGL induksi (ε) = ???

Jawaban :

ε = -N (ΔΦ/Δt)
ε = -50 (5 x 10^-3 wb / 10 x 10^-3)
ε = -50 (0,5)
ε = -25V

Jadi Gaya Gerak Listrik (GGL) induksinya adalah -25V.

Penerapan Hukum Faraday Kimia

Induksi sendiri biasa dimanfaatkan pada pembangkit tenaga listrik yang diaplikasikan pada dynamo dan juga generator.

Dalam hal ini, akan ada sebuah magnet dan kumparan. Medan magnet ataupun kumparan yang sudah mengalami pergerakan memutara bisa menimbulkan adanya perubahan jumlah garis gaya magnet yang ada dalam kumparan.

Energi mekanik yang sudah ditimbulkan oleh dynamo dan generator lalu akan mengalami perubahan menjadi energi gerak rotasi, sehingga membuat GGL induksi tercipta secara terus menerus hingga berulang secara periodic.

Dynamo dan generator bisa dibedakan menjadi 2, yakni generator dynamo secara bolak balik (AC) dan juga dynamo dengan arus searah (D).

Sedangkan untuk alat pembangkit listrik yang mempunyai arus bolak balik paling sederhana yaitu dynamo sepeda.

Post: portaljabar.id

Sumber: kamuharustahu.com