Hukum induksi Faraday

Hukum induksi Faraday adalah hukum dasar elektromagnetisme yang memprediksi bagaimana medan magnet berinteraksi dengan rangkaian listrik untuk menghasilkan gaya gerak listrik- fenomena yang disebut sebagai induksi elektromagnetik. Hukum ini adalah prinsip dasar operasi transformator, induktor, dan banyak tipe motor listrik, generator listrik, dan solenoid.^[1]^[2]

Persamaan Maxwell–Faraday adalah generalisasi Hukum Faraday dan membentuk satu dari empat persamaan Maxwell.

Hukum Faraday

Bunyi pernyataan

Hukum Faraday menyatakan:

Gaya gerak listrik terinduksi pada rangkaian tertutup sama dengan negatif rate perubahan fluks magnetik terhadap waktu di dalam rangkaian.^[3]^[4]

Hukum Faraday ini hanya berlaku ketika rangkaian tertutup adalah loop kawat yang sangat tipis.^[5]

Perumusan

Hukum induksi Faraday dilambangkan dengan fluks magnetik Φ_B melalui permukaan hipotesis Σ dengan pembatasnya adalah loop kawat. Karena loop kawat dapat bergerak, maka dituliskan sebagai Σ(t). Fluks magnetik didefinisikan dengan permukaan integral:

\Phi _{B}=\iint \limits _{\Sigma (t)}\mathbf {B} (\mathbf {r} ,t)\cdot d\mathbf {A} \,

dengan dA adalah elemen luas permukaan dari permukaan bergerak Σ(t), B adalah medan magnetik, dan B·dA adalah perkalian vektor dot. Fluks magnetik melalui loop kawat berbanding lurus dengan garis medan magnet yang lewat melalui loop.

Ketika fluks berubah karena B berubah, maka Hukum Faraday mengatakan bahwa loop kawat akan mendapat gaya gerak listrik, ${\mathcal {E}}$ , didefinisikan sebagai energi yang ada dari muatan yang telah mengelilingi loop kawat.^[5]^[6]^[7]^[8] Equivalently, it is the voltage that would be measured by cutting the wire to create an open circuit, and attaching a voltmeter to the leads.

Hukum Faraday juga menyatakan bahwa gaya gerak listrik sama dengan perubahan fluks magnetik tiap waktu:

{\mathcal {E}}=-{{d\Phi _{B}} \over dt}\

,

dengan ${\mathcal {E}}$ adalah gaya gerak listrik (EMF) dan Φ_B adalah fluks magnetik. Arah gaya gerak listrik dituliskan dalam Hukum Lenz.

Untuk kawat yang terdiri dari N lilitan yang identik, Hukum Faraday menyatakan bahwa^[9]^[10]

{\mathcal {E}}=-N{{d\Phi _{B}} \over dt}

dengan N adalah jumlah lilitan kawat dan Φ_B adalah fluks magnet pada loop tunggal.

Referensi

^ Sadiku, M. N. O. (2007). Elements of Electromagnetics (edisi ke-fourth). New York (USA)/Oxford (UK): Oxford University Press. hlm. 386. ISBN 0-19-530048-3.
^ "Applications of electromagnetic induction". Boston University. 1999-07-22.
^ "Faraday's Law, which states that the electromotive force around a closed path is equal to the negative of the time rate of change of magnetic flux enclosed by the path"Jordan, Edward; Balmain, Keith G. (1968). Electromagnetic Waves and Radiating Systems (edisi ke-2nd). Prentice-Hall. hlm. 100.
^ "The magnetic flux is that flux which passes through any and every surface whose perimeter is the closed path"Hayt, William (1989). Engineering Electromagnetics (edisi ke-5th). McGraw-Hill. hlm. 312. ISBN 0-07-027406-1.
^ ^a ^b Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama Feynman
^ Griffiths, David J. (1999). Introduction to Electrodynamics (edisi ke-Third). Upper Saddle River NJ: Prentice Hall. hlm. 301–303. ISBN 0-13-805326-X.
^ Tipler and Mosca, Physics for Scientists and Engineers, p795, google books link
^ Tiap buku teks bisa memberikan definisi yang berbeda-beda. The set of equations used throughout the text was chosen to be compatible with the special relativity theory.
^ Essential Principles of Physics, P.M. Whelan, M.J. Hodgeson, 2nd Edition, 1978, John Murray, ISBN 0-7195-3382-1
^ Nave, Carl R. "Faraday's Law". HyperPhysics. Georgia State University. Diakses tanggal 29 August 2011.

Bacaan lebih lanjut

Maxwell, James Clerk (1881), A treatise on electricity and magnetism, Vol. II, Chapter III, §530, p. 178. Oxford, UK: Clarendon Press. ISBN 0-486-60637-6.

Pranala luar

A simple interactive Java tutorial on electromagnetic induction Diarsipkan 2008-07-25 di Wayback Machine. National High Magnetic Field Laboratory
R. Vega Induction: Faraday's law and Lenz's law - Highly animated lecture Diarsipkan 2008-05-30 di Wayback Machine.
Notes from Physics and Astronomy HyperPhysics at Georgia State University
Tankersley and Mosca: Introducing Faraday's law Diarsipkan 2012-06-17 di Wayback Machine.
A free java simulation on motional EMF

[Sadiku386-1] Sadiku, M. N. O. (2007). Elements of Electromagnetics (edisi ke-fourth). New York (USA)/Oxford (UK): Oxford University Press. hlm. 386. ISBN 0-19-530048-3.

[2] "Applications of electromagnetic induction". Boston University. 1999-07-22.

[Jordan_&_Balmain_(1968)-3] "Faraday's Law, which states that the electromotive force around a closed path is equal to the negative of the time rate of change of magnetic flux enclosed by the path"Jordan, Edward; Balmain, Keith G. (1968). Electromagnetic Waves and Radiating Systems (edisi ke-2nd). Prentice-Hall. hlm. 100.

[Hayt_(1989)-4] "The magnetic flux is that flux which passes through any and every surface whose perimeter is the closed path"Hayt, William (1989). Engineering Electromagnetics (edisi ke-5th). McGraw-Hill. hlm. 312. ISBN 0-07-027406-1.

[Feynman-5] Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama Feynman

[Griffiths2-6] Griffiths, David J. (1999). Introduction to Electrodynamics (edisi ke-Third). Upper Saddle River NJ: Prentice Hall. hlm. 301–303. ISBN 0-13-805326-X.

[7] Tipler and Mosca, Physics for Scientists and Engineers, p795, google books link

[8] Tiap buku teks bisa memberikan definisi yang berbeda-beda. The set of equations used throughout the text was chosen to be compatible with the special relativity theory.

[9] Essential Principles of Physics, P.M. Whelan, M.J. Hodgeson, 2nd Edition, 1978, John Murray, ISBN 0-7195-3382-1

[10] Nave, Carl R. "Faraday's Law". HyperPhysics. Georgia State University. Diakses tanggal 29 August 2011.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]