Elektromagnetisme

Dapat diperlihatkan bahwa, Ketika arus mengalir dalam sebuah kawat, sebuah medan magnet akan terbentuk disekeliling kawat. Apabila kawat digulung dan dibentuk menjadi sebuah kumparan, medan magnet yang dihasilkan akan menyerupai medan magnet dari magnet batangan.

Medan magnet dipresentasikan oleh garis-garis gaya yang mengindikasikan arah medan didalam dan disekitar kumparan.

Induksi

Arus dapat menghasilkan sebuah medan magnet, dan hal yang sebaliknya juga berlaku. Pada gambar dibawah, sebuah magnet batangan yang dipergerakkan masuk ke dalam sebuah kumparan menginduksikan arus kumparan:

Arus akan mengalir dan beda tegangan akan dihasilkan hanya Ketika magnet berada dalam keadaan bergerak. Apabila kita membiarkan magnet diam, arus akan berhenti. Apabila kita menggerakkan magnet keluar dari arah (atau menjauhi) kumparan, arus akan mengalir kea rah yang berlawanan.

Perhatikan bahwa arus mengalir ke arah yang sama dengan arah aliran pada gambar dihalam atas. Hal ini berarti bahwa arus induksi menghasilkan medan magnet dengan kutub utaranya berada diujung kumparan terdekat yang terdekat dengan magnet. Medan magnet induksi ini berupaya untuk menolak magnet (kutub-kutub sejenis yang tolak menolak). Medan magnet ini berupaya untuk menghentikan Gerakan magnet memasuki kumparan. Medan magnet induksi akan selalu melawan arah Gerakan magnet. Ketika kita menggerakan magnet menjauhi kumparan, arus akan berubah arah dan demikian pula arah medan magnet. Sekarang, kutub selatan medan magnet berada didekat kutub utara magnet. Kutub-kutub yang berlawanan saling tarik menarik. Dengan demikian, terdapat sebuah gaya yang berupaya mencegah kita menggerakan magnet menjauhi kumparan.

Ke arah manapun kita menggerakan magnet, terdapat gaya yang melawan pergerakan tersebut. Kita harus melakukan kerja otot ekstra untuk dapat menggerakan magnet. Energi tambahan yang kita gunakan ini dikonversikan menjadi beda tegangan antara ujung-ujung kawat kumparan.

Motor listrik

Ketika sepotong kawat dialiri arus, dan kawat tersebut berada didalam sebuah medan magnet, sebuah gaya akan bekerja dan menggerakkan kawat. 

Arah gerakan ini dapat ditentukan dengan menggunakan tangan kiri anda sedemikian rupa sehingga ibu jari, jari telunjuk dan jari tengah anda berada pada posisi tegak lurus antara satu sama lainnya. Selanjutnya :

• Tunjuklah dengan jari telunjuk (First finger) anda ke arah yang sama dengan arah medan (field) yaitu utara ke selatan.
• Tunjukkanlah dengan jari tengah (seCond finger) anda ke arah yang sama dengan arah arus (Current).
• Ibu jari (thuMb) anad saat ini menunjuk kearah gerakan (motion).

Ingatlah ketiga arah ini –F, C, dan M! Aturan ini dikenal sebagai Aturan Tangan-Kiri Fleming.

Bagaimana sebuah motor DC sederhana bekerja

Gambar yang ada disebelah menggambarkan sebuah motor DC sederhana. Terdapat sebuah magnet permanen yang berfungsi sebagai sumber medan magnet. Sebuah kumparan yang dipasangkan pada sebuah poros akan berputar diantara kutub-kutub magnet. Kumparan ini diperlihatkan hanya memiliki satu lilitan. Pada motor sebenarnya, kumparan dapat memiliki beberapa ratus lilitan. Ujung-ujung kumparan disambungkan ke sebuah komutator, yang terdiri dari sepasang lempengan logam berbentuk setengah-cincin. Terdapat dua buah sikat lentur yang membentuk kontak-kontak listrik dengan kedua lempengan setengah-cincin. 

Ketika tegangan DC diberikan ke terminal-terminal rangkaian motor, arus yang mengalir melewati sikat bagian atas ke komutator, melewati kumparan menuju ke lempeng setengah-cincin komutator lainnya dan akhirnya kembali ke sikat bagian bawah. Arus mengalir menjauhi komutator pada bagian atas kumparan. Medan magnet dan arus memiliki arah sebagaimana terlihat pada diagram diatas. Merujuk ke aturan tangan-kiri Fleming, bagian atas kumparan akan terdorong oleh gaya yang kemudian menggerakkanya ke arah kanan. Menerapkan aturan yang sama terhadap bagian bawah kumparan, dimana arus mengalir menuju komutator, bagian bawah kumparan terdorong ke arah kiri. Kedua gaya ini mengakibatkan kumparan berputar pada arah yang sama dengan jarum jam. Kumparan terus berputar hingga celah-celah yang ada diantara kedua lempeng setengah-cincin komutator berada pada posisi yang tepat berhimpitan dengan sikat-sikat. 

Untuk sekejap, arus akan berhenti mengalir. Gaya inersia akan menyebabkan kumparan tetap berputar hingga sikat-sikat bersentuhan kembali dengan kedua lempeng setengah-cincin. Akan tetapi, bagian kumparan yang kini berada diatas masih membawa arus yang mengalir menjauhi komutator. Sementara, bagian yang kini berada dibawah masih membawa arus yang mengalir menuju komutator. Dengan demikian, kumparan akan terus berputar searah jarum jam.

Pada motor yang sesungguhnya, kumparan memiliki sebuah inti yang terdiri dari lapisan-lapisan besi disebut (armatur) untuk membantu mengalirkan garis-garis gaya magnet melewati bagian tengah kumparan.

Generator Listrik

Sebuah motor DC dapat juga dimanfaatkan sebagai sebuah generator (pembangkit listrik). Apabila kita memutar kumparan motor, dengan menggunakan tangan atau mungkin dengan sebuah mesin bensin, gerakan kumparan didalam medan magnet akan membangkitkan arus listrik.

Sekian artikel tentang Elektromagnetisme, Silahkan baca artikel kami lainnya di peralatanelektromedik.com terima kasih sobat elektromedis yang sudah membaca artikel kami semoga bermanfaat.