Hukum Faraday dan Aplikasinya

         Hukum faraday berbunyi bahwa jika terjadi perubahan medan magnet yang mengenai suatu kawat loop tertutup maka akan menimbulkan gaya gerak lisrtik (ggl) pada loop tertutup tersebut. Gaya gerak listrik adalah gaya yang mengerakkan muatan (elektron ) dalam loop tersebut. jika ada ggl, maka disitu juga ada medan listrik. Sehingga hukum faraday menyatakan bahwa perubahan medan magnet menimbulkan medan listrik yang bisa menggerakan muatan dalam loop menjdai arus listrik. Di dalam perkembangan teknologi, hukum faraday banyak digunakan untuk membuat teknologi tersebut, sehingga berguna untuk menunjang aktifitas kita. Dibawah ini saya akan menguraikan beberapa aplikasi hukum faraday di dunia nyata dalam berbagai teknologi.

Geophone

Geophone berasal dari bahasa yunani yaitu "geo" yang berarti "bumi" dan “Phone" yang berarti "suara“.  Jadi,  GEOPHONE adalah sensor yang berfungsi mengubah  gerakan atau getaran bumi (getaran  seismik)  menjadi sinyal  listrik yang dapat direkam di sebuah stasiun  rekaman. Sensor Geofone biasa digunakan  dalam  industri  Pertambangan Minyak dan Gas. Sensor digunakan untuk mengetahui bagaimana struktur tanah dan batuan yang ada di  bawah permukaan bumi sebelum dilakukan pengeboran.

Komponen Utama Sensor Geophone 

Magnet permanen diletakkan menyatu dengan permukaan bumi, sehingga akan mengikuti getaran vertikal  bumi bila ada gelombang seismik yang menjalar di permukaan bumi. Kemudian Lilitan kawat tergantung pada pegas. Ketika terjadi vibrasi yang menyebabkan geophone atau magnet yang berada di dalam geophone bergerak, lilitan akan tetap diam karena kelembamannya. Pergerakan magnet relatif terhadap lilitan ini menimbulkan tegangan listrik yang proporsional terhadap kecepatan relatif lilitan terhadap magnet. Geophone bekerja berdasakan hukum Faraday, dimana pada sebuah kumparan akan terjadi arus listrik 

apabila pada kumparan tersebut terjadi perubahan fluk magnet terhadap waktu. Besarnya tegangan yang terjadi berbanding lurus dengan besarnya perubahan fluk terhadap waktu tersebut

Generator

Generator  adalah  suatu  alat  yang  digunakan  untuk  mengubah  energi  mekanik  menjadi  energi listrik.  Generator ada dua jenis yaitu generator   arus  searah  (DC)  atau  dynamo  dan  generator  arus bolak-balik (AC) atau alternator.  

                      

                                Generator ac                                            Generator dc

Generator  bekerja  berdasarkan  prinsip  induksi  elektromagnetik sesuai dengan hukum faraday, yaitu  dengan  memutar  suatu  kumparan  dalam  medan  magnet  sehingga  timbul GGL induksi seperti yan sudah saya jelaskan di awal.  Perbedaan  antara  generator  AC  dan  DC  terletak  pada  bagian  komponen  yang  berhubungan  dengan  ujung  kumparan  yang  berputar.  Dinamo  (generator dc) menggunakan  sebuah  cincin  belah  (komutator),  sedangkan  alternator  (generator (ac) menggunakan dua buah cincin slip.

Transfomator

Transformator  atau  trafo  merupakan  alat  untuk  mengubah  (memperbesar  atau  memperkecil)  tegangan  AC  berdasarkan  prinsip  induksi  elektromagnetik.

Prinsip  kerja  trafo  memindahkan  energi  listrik  secara  induksi  melalui  kumparan  primer  ke  kumparan  skunder.  Trafo  ada  dua  jenis,  yaitu  trafo  step-up  dan  step-down.  Trafo  step-up  berfungsi untuk menaikkan tegangan AC sumber,  jumlah  lilitan  kumparan  skunder  lebih  banyak  dibandingkan  jumlah  lilitan  primer.  Trafo step-down berfungsi  untuk  menurunkan  tegangan  AC sumber, jumlah lilitan skundernya lebih sedikit.  Trafo menimbulkan GGL pada kumparan skunder  karena medan magnet yang berubah-ubah akibat  aliran  arus  listrik  bolak-balik    pada  kumparan primer  yang  berakibat  berubah-ubah  pula  medan  magnet  yang  timbul  pada  kumparan  primer.  Dikarenakan  kumparan  primer  dan  sekunder  dililitkan  pada  bahan  ferromagnetik  maka  pada  kumparan  sekunder  juga  dilingkupi  medan  magnetik  yang  berubah-ubah.  Akibatnya (berdasarkan  hukum  Faraday)  pada  ujung-ujung  kumparan sekunder timbul ggl induksi. Dalam hal  ini  besi  lunak  di  dalam  transformator  berfungsi  Sebagai medium yang dapat  mengupulkan garis-garis  gaya  magnetik  agar  tidak  menyebar  keluar dari  kumparan  primer  maupun  sekunder.  Tetapi  dikarenakan  bahan  tersebut  juga  sebagai  penghantar maka padanya juga timbul ggl secara  mikroskopik  yang  disebut  dengan  Arus  EDDY.  Arus  inilah  yang  menyebabkan  Besi  tersebut  menjadi  panas  dan  merupakan  faktor  yang  merugikan  dikarenakan  membuang  energi  listrik  dalam  bentuk  panas.

Induktor

Induktor  merupakan  kumparan  yang  memiliki  banyak  lilitan  kawat.  Induktor  memiliki  induktansi  diri,  induktansi diri adalah gejala  kelistrikan yang menyebabkan  perubahan  arus  listrik  pada  kumparan  dapat  membangkitkan  GGL  induksi  pada  kumparan itu sendiri.

Induktor  dapat  menyimpan  energi listrik,  karena menurut hukum bio-savart pada  saat induktor  terdapat arus  listrik  maka  dalam  induktor  tersebut timbul medan  magnet, ketika  arus  listrik  dalam  konduktor  menjadi  nol,  maka  medan  magnetpun hilang. Medan magnet yang semula  ada menjadi tidak ada atau berubah inilah yang  dapat  menimbulkan  ggl  induksi  diri menurut faraday.   Artinya  induktor  masih mengalir arus listrik atau mampu  menyimpan  energi  listrik sebesar ggl induksi diri tersebut.