Hukum Interaksi Biot Savart

Secara umum, Hukum Biot Savart telah dijelaskan pada artikel yang lalu hukum-hukum dasar listrik, maka artikel kali ini akan menjelaskan lebih lanjut mengenai Hukum Biot Savart tersebut. Hukum ini memberikan nilai gaya yang dihasilkan berdasarkan interaksi antara medan magnet dan arus yang mengalir pada konduktor.

Gaya elektromagnetik diperoleh dengan:

fo = Bli sin α newton.....(1)

dengan,
B = kerapatan fluks, Wb/m^2 (T)
l = panjang konduktor, m
i = arus yang mengalir pada konduktor, A
α = sudut antara arah arus dengan arah medan magnet.

Arah gaya yang dihasilkan tegak lurus dengan arus dan medan magnet. Pada mesin listrik, medan magnet bersifat radial pada celah udara, artinya konduktor dan medan magnet tegak lurus satu sama lain dan α = 90^o.

fo = Bli newton..... (2)

Pada Gambar 1(a), B menunjukkan kerapatan fluks dari medan magnet asal. Adanya konduktor yang mengaliri arus menimbulkan medan magnet baru. Medan asal dan medan yang menggabungkan konduktor untuk menghasilkan medan baru ditunjukkan pada Gambar 1(b). Medan yang dihasilkan berubah di sekitar konduktor, kerapatan fluks yang dihasilkan menjadi besar di satu sisi dan kecil di sisi lainnya sehingga menimbulkan adanya gaya elektromagnetik dengan arah seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Gambar 1a, 1b dan 1c.

Pada kondisi peningkatan kerapatan fluks di satu sisi sama nilainya dengan penurunan di sisi lainnya, besarnya gaya elektromagnetik diperoleh melalui Persamaan 2.
Ketika arah arus dan arah medan magnet dibalik, arah gaya yang bekerja pada konduktor juga berubah. Namun, jika arah arus dan medan magnet diubah, arah gaya yang dihasilkan tidak berubah. Gambar 1(c) menunjukkan pengaruh perubahan pengubahan arus ketika arah medan diubah. Jelas bahwa pada kondisi tersebut arah gaya berubah.


Gambar 2. atraksi dan repulsi.

Hukum Biot Savart dapat diterapkan untuk mengukur gaya antara dua arus yang mengalir pada konduktor. Gambar 2 menunjukkan arus paralel pada konduktor l dipisahkan oleh jarak D dan berada pada permeabilitas μ. Kedua arus disebut dengan I1 dan I2. pada Gambar 2(a), kedua arus mengalir dengan arah yang sama sementara pada Gambar 2(b) arus tersebut mengalir dengan arah yang berbeda. Medan magnet yang dihasilkan juga ditunjukkan. Jelas bahwa ketika konduktor mengaliri arus dengan arah yang sama, ada gaya tarik antara keduanya sementara bila arus yang mengalirinya berbeda arah terdapat gaya tolak diantara keduanya.

Nilai kerapatan fluks pada konduktor yang mengaliri arus I2 terhadap I sebesar:


Gaya elektromagnetik :
= newton....(3)


Semoga bermanfaat,
HaGe - http://dunia-listrik.blogspot.com

Baca Selengkapnya

Hukum induksi magnetik Faraday

Artikel kali ini akan menjadi penjelasan dari artikel sebelumnya mengenai Hukum-Hukum Dasar Listrik. Dimana hukum induksi magnetik Faraday ini menyatakan bahwa emf yang ditimbulkan rangkaian listrik tertutup sama dengan rata-rata perubahan gaya fluks.

Gaya fluks(ф) = Nф..........(1)

dimana N adalah jumlah putaran pada koil dan ф adalah fluks yang menghubungkannya. Pada banyak kasus, fluks ф tidak berkaitan dengan semua putaran dan semua putaran tidak berkaitan dengan fluks yang sama. Pada kondisi ini, penjumlahan semua fluks magnetik dengan putaran rangkaian magnetik menghasilkan nilai total jaringan fluks ф.

Total fluks sebesar:
.....(2)


dengan Nk adalah jumlah putaran yang terhubung dengan fluks фk. Apabila terdapat perubahan nilai fluks pada koil, muncul emf yang dihasilkan di dalamnya dengan nilai sebesar:

.....(3)


Tanda negatif pada persamaan 3 menandakan bahwa arah emf induksi seperti arus yang dihasilkannya berlawanan dengan perubahan fluks.

Perubahan fluks dapat disebabkan oleh tiga hal.
• Koil tidak berubah terhadap fluks dan magnitudo fluks berubah terhadap waktu.
• Fluks tidak berubah terhadap waktu dan koil bergerak pada fluks tersebut.
• Kedua perubahan yang disebutkan diatas muncul bersamaan, artinya koil bergerak dalam waktu yang terus berjalan.

Pada metode pertama diatas, dengan koil yang tidak berubah dan fluks yang berubah terhadap waktu, dihasilkan emf yang disebut emf transformator (pulsasional). Karena tidak ada gerakan yang terjadi, maka tidak ada konversi energi dan proses yang sebenarnya terjadi adalah transfer energi. Prinsip ini digunakan pada transformator yang menggunakan koil tetap dan fluks yang berubah terhadap waktu untuk transfer energi dari suatu level ke level lainnya.

Pada metode kedua, pengaruh fluks dapat digunakan untuk menggambarkan emf yang dihasilkan pada konduktor yang bergerak pada medan stasioner yang konstan. Emf yang dibangkitkan pada konduktor yang bergerak dengan sudut yang tepat, seragam, stasioner diperoleh dengan:

e = – Blv.....(4)

Dimana
B = kerapatan fluks, Wb/m^2 (T’)
l = panjang konduktor (m)
v = , m/s

Emf yang dibangkitkan pada contoh tersebut disebut dengan emf gerak karena dihasilkan dari pergerakan konduktor. Karena gerakan ikut berperan dalam membangkitkan emf ini, proses ini melibatkan konversi energi elektromagnetik. Prinsip ini dimanfaatkan pada mesin putar seperti mesin induksi DC dan mesin sinkron.

Pada metode ketiga, konduktor atau koil bergerak sepanjang medan magnetik stasioner yang berubah terhadap waktu (fluks) dan maka dari itu transformator seperti halnya emf gerak dihasilkan pada konduktor atau koil. Proses ini meliputi transfer energi dan konversi energi. Prinsip ini digunakan pada mesin putar.

semoga bermanfaat,
HaGe - http://dunia-listrik.blogspot.com

Baca Selengkapnya

Open Source Menyelamatkan Pasokan Listrik di Australia

Sebuah virus menginfeksi jaringan sistem komputerisasi di Integral Energy, dan berhasil menyebar ke komputer operator didalam ruang kendali. Namun dengan sigap, para teknisi disana mengganti komputer-komputer yang berbasis Windows yang terinfeksi, dengan komputer yang berbasis Linux. Penyebaran virus pun berhasil dicegah, dan sekali lagi open source tersebut (Linux) berhasil menunjukkan kelebihannya.

Cerita diatas bukanlah sebuah isapan jempol atau dongeng tentang open source belaka, melainkan kejadian nyata yang terjadi di Australia. Integral Energy adalah perusahaan penyedia listrik terbesar kedua di australia. Kekhawatiran akan serangan virus, hacker, ataupun teroris cyber dari negara lain yang akan menyerang objek vital dinegara tersebut telah menjadi perhatian beberapa pihak di pemerintahan australia. Bahkan mereka juga khawatir akan penggunaan Windows di infrastruktur yang sifatnya kritikal dan vital.

Dalam kasus Integral Energy ini, ternyata banyak sekali komputer yang berbasis Windows didalam jaringan Integral Energy yang sudah terinfeksi virus, dan harus dibangun ulang.

sumber: PC mild edisi 21/2009, sumber utama theinquirer.net

"semoga pengalaman dari negara tetangga ini menjadi pelajaran buat pengelola pembangkit listrik yang ada di Indonesia, terutama yang sistem kendalinya sudah terintegrasi dan komputer yang digunakan berbasis Windows. Karena tidak menutup kemungkinan hal tersebut terjadi juga di Indonesia, akibat kekecewaan atas kinerja PLN sebagai satu-satunya pengelola energi listrik di negeri ini, yang dianggap oleh sebagian masyarakat, masih belum mampu untuk menyediakan energi listrik sesuai yang dibutuhkan"

Baca Selengkapnya