Kemagnetan dan Induksi Elektromagnetik

Pada kesempatan ini saya akan membahas materi tentang Kemagnetan dan Induksi Elektromagnetik yang merupakan materi SMP/MTs kelas IX Semester 2.

Magnet

Kompetensi Dasar

3.27 Mendeskripsikan konsep medan magnet, induksi elektromagnetik,dan penggunaannya dalam produk teknologi, serta pemanfaatan medan magnet dalam pergerakan/navigasi hewan untuk mencari makanan dan migrasi.

Indikator

3.7.1. Menjelaskan sifat-sifat magnet
3.7.2. Menjelaskan cara membuat magnet dan menghilangkan sifat kemagnetan
3.7.3. Menjelaskan teori kemagnetan bumi dan pemanfaatan medan magnet dalam pergerakan/navigasi burung untuk mencari makanan dan migrasi.
3.7.4. Menjelaskan sifat medan magnet di sekitar kawat bermuatan arus listrik.
3.7.5. Menjelaskan cara kerja elektromagnetik dan penerapannya dalam beberapa produk teknologi
3.7.6. Menjelaskan hubungan antara pergerakan garis medan magnet dengan terjadinya gaya gerak listrik induksi.
3.7.7. Menjelaskan penerapan induksi elektromagnetik pada produk teknologi.

Peta Konsep

Peta Konsep Magnet

Materi

Magnet adalah suatu benda yang memiliki sifat dapat menarik benda magnetik. Magnet memiliki sifat tertentu yang dapat dimanfaatkan manusia dalam kehidupan sehari-hari.

A. Sifat Kutub Magnet

Bagian magnet yang mempunyai gaya tarik terbesar disebut kutub magnet. Magnet selalu mempunyai dua kutub. Bila benda magnet didekatkan pada magnet batang, maka di bagian tengah (daerah netral) tidak ada yang melekat, sedangkan makin ke ujung makin banyak yang melekat pada magnet. Hal ini menandakan, gaya magnet yang paling besar berada di ujung-ujung magnet. Garis yang menghubungkan dua kutub magnet disebut sumbu magnet.

Bagian yang banyak dilekati besi merupakan kutub magnet. Hal ini menandakan, gaya magnet yang paling besar berada diujung-ujung magnet. Garis yang menghubungkan dua kutub magnet disebut sumbu magnet. Kutub utara selalu menunjukkan ke arah utara Bumi sedangkan kutub selatan selalu menunjukkan ke arah selatan Bumi. Kutub-kutub senama (sejenis) akan tolak menolak dan kutub kutub yang tidak senama (tidak sejenis) akan tarik menarik. (Gambar 1.1)

Gambar 1.1 Sifat Kutub Magnet

Sekarang orang dapat membuat magnet dari besi, baja atau campuran logam lain. Jenis magnet seperti bijih besi disebut magnet alam, sedangkan jenis magnet yang dibuat disebut magnet buatan

B. Sifat Magnetik Bahan

Bahan magnetik dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu bahan ferromagnetic, bahan paramagnetic, dan bahan diamagnetic.

1. Bahan Ferromagnetic

Bahan ferromagnetic adalah bahan yang sangat mudah dipengaruhi oleh medan magnet. Bahan ini dapat dijadikan sebagai magnet permanent. Contoh bahan ferromagnetic yaitu: besi, baja, nikel, kobal.

2. Bahan Paramagnetic

Bahan paramagnetic adalah bahan yang tidak mudah dipengaruhi oleh medan magnet. Bahan ini tidak dapat dijadikan magnet permanent. Contoh bahan paramagnetic yaitu: mangan, platina, aluminium, timah.

3. Bahan Diamagnetic

Bahan diamagnetic adalah bahan yang tidak dapat dipengaruhi oleh medan magnet. Contoh bahan diamagnetic yaitu: bismuth, timbal, perak, emas, tembaga.

C. Cara Membuat Magnet Buatan dan Menghilangkan Sifat Kemagnetan

Ada 3 cara yaitu:

1. Membuat Magnet dengan Cara Menggosok 

Magnet dapat dibuat dengan cara digosok. Sebatang baja dapat dibuat menjadi magnet dengan cara menggosokkan sebuah batang magnet pada baja tersebut. Menggosokkannya harus dengan teratur dalam satu arah dan dilakukan berulang-ulang. Baja akan menjadi magnet permanen. Artinya setelah selesai penggosokkan, batang baja akan menjadi magnet. Untuk menentukan bagian kutub utara (U) dan kutub selatan (S) baja tersebut, perhatikan Gambar 1.2! Bila yang digunakan untuk menggosok adalah kutub utara (U) magnet, maka tempat mulai menggosoknya akan menjadi kutub utara (U), dan ujung batang lainnya menjadi kutub selatan (S). Sebaliknya, bila yang dipakai menggosok adalah ujung kutub selatan (S) magnet, maka tempat mulai penggosokkan akan menjadi kutub selatan (S).

Gambar 1.2 Cara Membuat Magnet dengan Digosok

2. Membuat Magnet dengan Cara Induksi

Menginduksikan magnet ialah memberikan sifat magnet kepada besi atau baja tanpa disentuhkan kepadanya. Caranya adalah dengan mendekatkan sebatang besi atau baja ke magnet batang yang kuat. Ujung besi yang dekat ke salah satu kutub magnet memperoleh kutub yang berlawanan dengan kutub magnet itu. Misalnya, kutub selatan magnet batang didekatkan pada ujung A batang besi (misalnya paku), maka ujung A menjadi kutub utara, sedangkan ujung B menjadi kutub selatan. Jika ujung B dicelupkan ke dalam serbuk besi, maka ada serbuk besi yang melekat pada paku. Kekuatan magnet hasil induksi sangat lemah, sehingga bila magnet batang dijauhkan dari paku, serbuk besi akan jatuh kembali.

Gambar 1.3 Membuat Magnet dengan Cara Induksi

3. Membuat Magnet dengan Aliran Arus Listrik 

Sebuah magnet dapat dibuat dengan menggunakan arus listrik. Adapun caranya dengan melilitkan kawat penghantar pada batang paku di sekelilingnya. Kemudian, ujung-ujung kawat dihubungkan dengan baterai sehingga arusnya mengalir melalui lilitan kawat tadi. Magnet yang dihasilkan disebut elektromagnet. Magnet yang dibuat dengan cara ini akan hilang sifat magnetnya jika aliran listrik dihilangkan.

Gambar 1.4 Membuat Magnet dengan Aliran Arus Listrik

Sifat magnet pada suatu benda juga dapat dihilangkan melalui proses pemukulan, pemanasan, dan mengalirkan arus bolak balik pada benda. Ketiga perlakuan ini menghilangkan sifat magnet karena akan membuat atom-atom dalam magnet bergetar dan merubah arah atom, sehingga sifat magnetiknya hilang.

Selain benda magnetik dapat dijadikan magnet, sebaliknya magnet juga dapat dihilangkan kemagnetannya. Sebuah magnet akan hilang sifat kemagnetannya jika magnet dipanaskan, dipukul-pukul, dan dialiri arus listrik bolak-balik. Magnet yang mengalami pemanasan dan pemukulan akan menyebabkan perubahan susunan magnet elementernya. Akibat pemanasan dan pemukulan magnet elementer menjadi tidak teratur dan tidak searah. Penggunaan arus AC menyebabkan arah arus listrik yang selalu berubah-ubah. Perubahan arah arus listrik memengaruhi letak dan arah magnet elementer. Apabila letak dan arah magnet elementer berubah, sifat kemagnetannya hilang.

Gambar 1.5 Cara Menghilangkan Kemagnetan a) Dipukul; b) Dibakar; dan c) Dialiri Arus AC

D. Kemagnetan Bumi 

Medan magnet ialah ruang di mana sebuah benda yang berada di dalam ruang itu mendapat gaya magnet. Makin besar kekuatan suatu magnet, makin besar pula medan magnetnya. Medan magnet digambarkan sebagai garis-garis lengkung yang disebut garis gaya magnet (Gambar 1.6). Garis gaya magnet bermula dari kutub utara dan berakhir di kutub selatan magnet.

Gambar 1.6 Garis Gaya Magnet

Bumi dapat dianggap sebagai sebuah magnet yang sangat besar. Kutub selatan magnet Bumi berada di sekitar kutub utara Bumi, sedangkan kutub utaranya berada di sekitar kutub selatan Bumi. Letak kutub magnet Bumi tidak tepat berimpit dengan kutub Bumi. Oleh karena itu arah garis gaya magnet bumi tidak berimpit dengan arah utara-selatan yang sebenarnya. Itulah sebabnya jarum kompas tidak tepat menunjukkan arah utara dan selatan yang sebenarnya, tetapi sedikit menyimpang. Penyimpangan arah itu dinyatakan dengan sudut antara kutub magnet Bumi dan kutub Buminya dan disebut dengan deklinasi. (Gambar 1.7 (a)). Besar sudut deklinasi di berbagai tempat di permukaan Bumi tidak sama. Sudut deklinasi pun besarnya berubah-ubah setiap tahunnya. Medan magnet Bumi membentuk sudut dengan arah horizontal Bumi. Sudut yang terbentuk antara magnet dengan bidang horizontal disebut sudut inklinasi (Gambar 1.7 (b)). Besar sudut inklinasi di permukaan bumi juga berbeda beda. Inklinasi terbesar terdapat bagian utara dan selatan kutub magnet Bumi.

Gambar1.7 Sudut (a) Deklinasi (b) Inklinasi dari Magnet Bumi

Medan magnet Bumi mempengaruhi benda benda yang ada di permukaan Bumi bahkan hingga ke luar angkasa.(Gambar 1.8) Semakin jauh dari Bumi pengaruh magnetnya semakin melemah. Benda-benda langit seperti meteor yang mengandung bahan-bahan logam yang dapat ditarik oleh magnet Bumi akan tertarik masuk ke dalam atmosfer Bumi. Benda-benda tersebut cenderung masuk dan tertarik ke arah kutub magnet Bumi yang memiliki gaya magnet paling besar.

Gambar 1.8 Bumi dengan Medan Magnetnya

Merpati diyakini menggunakan medan magnet bumi untuk  mengemudikan arah jalan pulang  setelah menempuh perjalanan  jauh. Caranya, dengan  menggunakan partikel magnet  yang sangat kecil, yang berada  dalam paruh untuk merasakan  medan magnet bumi.  

Gambar 1.9 Burung Merpati

Burung umumnya memiliki naluri  bermigarsi besar-besaran. Namun, naluri tersebut ternyata  mengacu pada kemampuan  burung untuk mencari  keberadaan medan magnet bumi.

Gambar 1.10 Burung Merpati dan Medan Magnet

Burung merpati dapat mencari jalan pulang dari tempat jauh. Para ilmuan berpendapat bahwa bahan magnet di kepalanya membantu burung merpati mengikuti medan magnet bumi.

Cara yang digunakan burung Elang untuk menentukan arah antara lain:

1. Magnetic Map (Peta medan magnet)

Burung migrasi dapat mengandalkan pada instingnya untuk pulang. Gangguan terhadap medan magnet dapat mengganggu kemampuan ini.

2. Magnetic Compass (kompas medan magnet).

Beberapa burung Elang tampaknya memiliki “kompas” yang terpasang di organ tubuhnya untuk digunakan saat sedang berawan.

E. Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik

Medan magnet di sekitar kawat berarus listrik ditemukan secara tidak sengaja oleh Hans Christian Oersted (1770-1851), ketika akan memberikan kuliah bagi mahasiswa. Oersted  menemukan bahwa di sekitar kawat berarus listrik magnet jarum kompas akan bergerak  menyimpang). Penyimpangan magnet jarum kompas akan makin besar jika kuat arus listrik yang mengalir melalui kawat diperbesar. Arah penyimpangan jarum kompas bergantung arah arus listrik yang mengalir dalam kawat. Gejala itu terjadi jika kawat dialiri arus listrik. Jika kawat tidak dialiri arus listrik, medan magnet tidak terjadi sehingga magnet jarum kompas tidak bereaksi. Perubahan arah arus listrik ternyata juga memengaruhi perubahan arah penyimpangan jarum kompas. Perubahan jarum kompas menunjukkan perubahan arah medan magnet. 

Jika arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub selatan menuju kutub utara, kutub utara jarum kompas menyimpang berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Jika arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub utara menuju kutub selatan, kutub utara jarum kompas menyimpang searah dengan arah putaran jarum jam.

Gambar 1.11 Arah Penyimpangan Kutub Utara Jarum Jam Kompas di Sekitar Kawat Berarus

Gejala penyimpangan magnet jarum di sekitar arus listrik membuktikan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Arah medan magnet yang ditimbulkan arus listrik dapat diterangkan melalui aturan atau kaidah berikut. Anggaplah suatu penghantar berarus listrik digenggam tangan kanan. Jika arus listrik searah ibu jari, arah medan magnet yang timbul searah keempat jari yang menggenggam. Kaidah yang demikian disebut kaidah tangan kanan menggenggam.

Gambar 1.12 Kaidah Tangan Kanan

Penghantar melingkar yang berbentuk kumparan panjang disebut solenoida. Medan magnet yang ditimbulkan oleh solenoida akan lebih besar daripada yang ditimbulkan oleh sebuah penghantar melingkar, apalagi oleh sebuah penghantar lurus. Jika solenoida dialiri arus listrik maka akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan solenoida berarus listrik bergantung pada kuat arus listrik dan banyaknya kumparan.

Garis-garis gaya magnet pada solenoida merupakan gabungan dari garis-garis gaya magnet dari kawat melingkar. Gabungan itu akan menghasilkan medan magnet yang sama dengan medan magnet sebuah magnet batang yang panjang. Kumparan seolah-olah mempunyai dua kutub, yaitu ujung yang satu merupakan kutub utara dan ujung kumparan yang lain merupakan kutub selatan.

Gambar 1.13 Medan Magnet Pengantar Melingkar

 

Gambar 1.14 Arah Garis-Garis Gaya Magnet pada Solenoida

F. Elektromagnet dan Produk Teknologi

Elektromagnet mempunyai sifat kemagnetannya makin kuat bila lilitan semakin banyak dan arus listrik makin besar. Kemagnetannya hilang sama sekali bila arus diputus. Kekuatan magnetnya dapat diubah dengan mengubah kuat arus dan kutub-kutub elektromagnet dapat dibalik. Elektromagnet yang kuat digunakan untuk mengangkat benda yang terbuat dari besi, seperti rel kereta api, mobil, dan mesin. Benda-benda tersebut ditarik oleh elektromagnet dengan kuat dan tidak akan terlepas sebelum arus diputus. Selain untuk mengangkat benda yang terbuat dari besi, elektromagnet banyak digunakan dalam alat-alat listrik. Contoh : bel listrik, telepon dan relai.

1. Bel listrik

Bel listrik terdiri atas beberapa bagian, yaitu sebagai berikut.

• Besi berbentuk huruf U yang dililit kawat berfungsi sebagai magnet ketika diberi arus listrik.

• Interuptor yang berfungsi sebagai pemutus arus.

• Jangkar besi lunak yang dihubungkan dengan pegas baja.

• Besi yang berfungsi sebagai bel.

• Saklar tekan

• Baterai sebagai sumber tegangan.

Gambar 1.15 Skema Bel Listrik

Ketika saklar ditekan, arus listrik dari baterai mengalir melalui interuptor lalu menuju pegas baja dan akhirnya sampai di kumparan. Ketika kumparan dialiri arus listrik, kumparan tersebut menjadi magnet (elektromagnet) dan menarik jangkar besi lunak sehingga jangkar tersebut memukul bel dan menghasilkan bunyi. Sesaat setelah jangkar besi lunak ditarik oleh elektromagnet, arus listrik yang mengalir melalui interuptor terputus. Terhentinya arus listrik yang mengalir menuju kumparan menyebabkan kumparan kehilangan sifat kemagnetannya sehingga pegas baja menarik jangkar besi lunak pada keadaan semula. Setelah kembali ke kedudukan semula, interuptor terhubung kembali dengan arus listrik dari baterai sehingga kumparan menjadi magnet dan proses yang sama akan terulang kembali. Proses ini terjadi secara berulang-ulang sehingga bel terus menghasilkan bunyi sampai saklar kembali ditekan untuk memutuskan arus dari baterai.

2. Relai

Relai adalah alat elektronika yang dapat menghubungkan atau memutuskan arus listrik yang besar dengan memanfaatkan arus listrik yang kecil. Relai merupakan saklar yang bekerja dengan menggunakan prinsip elektromagnet.

Gambar 1.16 Skema Relai

Ketika ada arus lemah yang mengalir melalui kumparan, inti besi lunak akan menjadi magnet. Setelah menjadi magnet, inti besi tersebut menarik jangkar besi lunak sehingga kontak saklar akan terhubung dan arus listrik kuat dapat mengalir. Kontak saklar akan terputus jika arus lemah yang masuk melalui kumparan diputuskan.

Gambar 1.17 Dua Buah Rangkaian Terpisah Relai

Pada relai terdapat dua buah rangkaian yang terpisah. Rangkaian pertama adalah rangkaian yang menghubungkan arus lemah dengan elektromagnet pada relai. Rangkaian kedua adalah rangkaian yang memanfaatkan kontak saklar pada relai untuk memutuskan atau menghubungkan arus listrik kuat yang terhubung dengan alat listrik lainnya, seperti motor listrik atau lampu.

3. Pesawat Telepon

Telepon terdiri atas dua bagian utama, yaitu pesawat pengirim dan pesawat penerima. Telepon bekerja dengan cara mengubah gelombang suara menjadi getaran-getaran listrik. Ketika kamu berbicara pada pesawat pengirim melalui mikrofon, tekanan suaramu menekan diafragma aluminium sehingga serbuk-serbuk karbon tertekan. Akibatnya, hambatan serbuk karbon berubah-ubah sesuai dengan tekanan suaramu. Perubahan hambatan ini menyebabkan besarnya arus yang mengalir melalui rangkaian ikut berubah mengikuti perubahan tekanan suara. Perubahan besar arus yang mengalir tersebut diubah menjadi sinyal yang akan dikirimkan ke pesawat penerima.

Pada pesawat penerima, sinyal listrik diubah kembali menjadi tekanan-tekanan suara. Akibatnya, diafragma besi yang ada dalam pesawat penerima terdorong dan menghasilkan tekanan suara yang sama dengan tekanan suara yang dikirimkan mikrofon.

Gambar 1.18 Skema Mikrofon dan Penerima pada Pesawat Telepon

G. Induksi Elektromagnetik dan Kerja Alat

Magnet timbul di sekitar arus listrik maka sebaliknya arus listrik dapat ditimbulkan oleh gaya magnet. Michael Faraday menunjukkan bahwa dengan mengerak-gerakan magnet dalam kumparan maka akan menghasilkan arus listrik. Arus listrikyang timbul dari hasil gerakan magnet ini disebut arus induksi. Arah arus induksi adalah bolak balik. Percobaan Faraday juga menunjukkan bila jumlah garis gaya magnet yang masuk dalam kumparan berubah, maka pada ujung-ujung kumparan timbul gaya gerak listrik (GGL). Gaya gerak listrik tersebut disebut GGL induksi. Makin cepat perubahan garis gaya magnet masuk dalam kumparan,makin besar GGL induksi yang timbul. Makin banyak lilitan kawat padakumparan, makin besar GGL induksi yang timbul. Jumlah garis gaya magnet yang masuk dalam kumparan dapat berubahdengan cara sebagai berikut.

a. Mengerakkan magnet batang keluar masuk kumparan.

b. Memutar magnet dekat kumparan.

c. Mendekatkan kumparan pada kutub magnet.

d. Memutus-mutus arus primer untuk menginduksi arus sekunder pada kumparan lain.

Gambar 1.19 GGL Induksi pada Kumparan

1. Generator

Generator menghasilkan arus listrik induksi dengan cara memutar kumparan di antara celah kutub utara-selatan sebuah magnet. Jika kumparan diputar, jumlah garis gaya magnetik yang menembus kumparan akan berubah-ubah sesuai dengan posisi kumparan terhadap magnet. Perubahan jumlah garis gaya magnetik inilah yang menyebabkan timbulnya ggl induksi di ujung-ujung kumparan sehingga menghasilkan energi listrik.

Ada dua jenis generator, yaitu generator arus bolak-balik yang disebut juga alternator dan generator arus searah. 

a. Generator arus bolak-balik

Ujung-ujung kumparan yang berada di dalam medan magnetik terhubung pada cincin 1 dan cincin 2 yang ikut berputar jika kumparan diputar. Cincin-cincin tersebut terhubung dengan sikat karbon A dan B. Kedua sikat karbon ini tidak ikut berputar bersama cincin dan kumparan.

Ketika kumparan berputar, terjadi arus listrik induksi pada kumparan. Arus induksi ini mengalir melalui sikat karbon sehingga lampu menyala. Saat posisi kumparan tegak lurus terhadap arah medan magnetik, arus induksi berhenti mengalir sehingga lampu padam. Beberapa saat setelah kumparan melanjutkan putarannya, arus listrik induksi kembali mengalir dalam kumparan tetapi dengan arah yang berbeda sehingga lampu kembali menyala.

Gambar 1.20 Prinsip Kerja Generator Arus Bolak-Balik

Gambar 1.21 Grafik Arus Bolak-Balik yang Dihasilkan Generator Arus Bolak-Balik

b. Generator arus searah 

Generator arus searah hanya memiliki satu cincin yang terbelah di tengahnya yang dinamakan komutator. Salah satu belahan komutator selalu berpolaritas positif dan belahan komutator lainnya berpolaritas negatif. Hal ini menyebabkan arus listrik induksi yang mengalir hanya memiliki satu arah saja, yaitu dari komutator berpolaritas positif menuju sikat karbon, lampu, dan kembali ke komutator berpolaritas negatif. Arus listrik yang mengalir dalam satu arah saja dinamakan arus listrik searah atau direct current (DC). Pada generator terdapat dua bagian. Bagian yang pertama dinamakan rotor, yaitu bagian-bagian generator yang bergerak, seperti kumparan dan cincin konduktor. Bagian yang kedua dinamakan stator, yaitu bagian-bagian generator yang tidak bergerak, seperti magnet dan sikat.

Contoh generator sederhana adalah dinamo sepeda. Dinamo sepeda mengandung kumparan kawat yang berputar di antara dua magnet. Ketika berputar, roda sepeda akan memutar kumparan di antara dua magnet tetap.

Gambar 1.22 Prinsip Kerja Generator Arus Searah

Gambar 1.23 Grafik Arus Searah yang Dihasilkan Generator Arus Searah

 2. Transformator

Selain generator, prinsip induksi elektromagnetik digunakan dalam transformator atau trafo. Transformator adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan. Transformator yang mengubah tegangan rendah menjadi tegangan tinggi disebut transformator step up, sedangkan yang bekerja sebaliknya yaitu mengubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah disebut transformator step down.

Gambar 1.24 Transformator

Alat ini mempunyai inti besi yang tak berujung pangkal dan terdiri dari beberapa lapis tipis yang disekat satu sama lain. Pada inti besi terdapat dua kumparan. Kumparan yang dihubungkan dengan arus yang hendak diubah tegangannya disebut kumparan primer, sedangkan kumparan yang dihubungkan dengan tegangan baru disebut kumparan sekunder.

Pada transformaror step up jumlah lilitan kumparan primernya lebih sedikit dibanding lilitan pada kumparan sekunder. Sedangkan pada transformator step down jumlah lilitan pada kumparan primer lebih banyak dibanding pada kumparan sekunder. Pada transformator berlaku hubungan jumlah lilitan dan tegangan sesuai persamaan:

 

Pada transformator juga berlaku hukum kekekalan energi. Jika energi yang masuk persatuan waktu adalah VpIp dan energi yang keluar adalah VsIs maka diperoleh:

Sehingga pada transformator ideal berlaku

Dengan: 

Vp = tegangan primer

Vs = tegangan sekunder

np = jumlah lilitan primer

ns = jumlah lilitan sekunder

Ip = arus primer

Is = arus sekunder

H. Efisiensi Transformator

Gaya gerak listrik (GGL) induksi pada suatu kumparan akan menimbulkan arus induksi. Arus induksi ini membentuk lingkaran-lingkaran kecil yang arahnya tegak lurus terhadap arah garis-garis gaya medan magnet. Arus yang melingkar ini disebut arus pusar atau arus eddy. 

Arus pusar di dalam kumparan akan menimbulkan kalor. Arus pusar ini akan merugikan karena sebagian energi listrik akan berubah menjadi kalor.

Di dalam transformator timbulnya kalor ini tidak dapat dihindari, tetapi dapat dikurangi dengan membuat inti besi berupa lapisan-lapisan besi tipis. Makin kecil kalor yang timbul, makin besar efisiensi transformator.

Sesuai dengan hukum kekekalan energi, energi yang masuk pada kumparan primer akan keluar pada kumparan sekunder dan sebagian berubah menjadi kalor. Energi listrik yang keluar dari kumparan sekunder selalu lebih kecil dari energi yang masuk pada kumparan primer.

Efisiensi transformator merupakan perbandingan antara daya sekunder (daya keluaran) dan daya primer (daya masukan). Nilai efisiensi transformator dirumuskan sebagai berikut.

 

Transformator banyak digunakan dalam radio, televisi dan barang elektronik lainnya. Transformator besar digunakan di pembangkit tenaga listrik. Dinamo arus bolak balik di pusat tenaga listrik menghasilkan tegangan listrik 5.000 V - 10.000 V, dengan transformator step up diubah menjadi 150.000 V. Dari transformator tegangan dialirkan melalui kabel-kabel tegangan tinggi. Sebelum masuk ke kota tegangan diturunkan dengan transformator step down sampai kira-kira 20.000 V. Kemudian dialirkan ke gardu kecil sehingga sampai di rumah dengan tegangan 220 V.

Gambar 1.25 Transformator dan Aliran Listrik

Referensi

Fauziah, Nenden, dkk. 2009. Ilmu Pengetahuan Alam 3: untuk SMP/MTs Kelas IX. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

Prasodjo, Budi dkk. 2007. Teori dan Aplikasi Fisika SMP Kelas IX. Yogyakarta: Yudhistira.

Wariyono, Sukis. 2008. Mari Belajar Ilmu Pengetahuan Alam Sekitar 3: Panduan Belajar IPA Terpadu untuk Kelas IX SMP/MTs. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

Wasis, Sugeng Yuli Irianto. 2009. Ilmu Pengetahuan Alam 3: SMP dan MTs Kelas IX. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

Anonim. 2012. Sistem Navigasi pada Burung. http://purplescience.wordpress.com/tag/navigasi/. Diakses pada tanggal 12 Desember 2014.