Bengkeltv.id – Pengertian Hukum Lenz : Sejarah Penemuan dan Bunyinya. Pada alam semesta ini, segala sesuatu berjalan sesuai dengan hukum-hukum fisika yang mengaturnya. Salah satu hukum dalam dunia fisika yang cukup signifikan, khususnya dalam ranah elektromagnetik, adalah Hukum Lenz.
Namun, seringkali kita menemui banyak orang yang belum sepenuhnya memahami apa sebenarnya hukum ini. Oleh karena itu, artikel ini ditulis untuk membantu Kalian memahami lebih dalam mengenai pengertian Hukum Lenz, sejarah penemuan, serta aplikasi dalam kehidupan sehari-hari dan teknologi modern. Selamat menyelami dunia fisika yang mempesona ini.
Sejarah Penemuan Hukum Lenz
Hukum Lenz merupakan konsep dalam induksi elektromagnetik yang menegaskan bahwa orientasi arus yang diinduksi dalam konduktor oleh perubahan medan magnetik akan selalu menentang perubahan medan magnetik yang memicunya.
Konsep ini seiringan dengan hukum Faraday mengenai induksi elektromagnetik. Dalam konteks ini, medan magnetik yang dibentuk oleh arus induksi akan melawan perubahan pada medan magnetik awal yang menghasilkannya.
Arah pergerakan arus ini juga bisa ditentukan dengan menggunakan hukum tangan kanan dalam konsep Fleming.
Pengertian Hukum Lenz
Hukum Lenz adalah aturan dalam bidang fisika yang menyatakan bahwa gaya gerak listrik (GGL) yang timbul dalam suatu rangkaian akan berupaya menentang perubahan medan magnet yang menjadi penyebabnya.
Aturan ini diungkapkan oleh seorang ilmuwan fisika bernama Friedrich Lenz pada tahun 1834. Fenomena Hukum Lenz dapat disaksikan melalui percobaan yang melibatkan penggunaan magnet dan lilitan kawat listrik.
Saat medan magnet mendekat ke lilitan, perubahan fluks magnetik terjadi. Arah arus induksi selalu berkebalikan dengan perubahan fluks tersebut, baik saat medan magnet mendekati ataupun menjauhi.
Ilustrasi di bawah ini menggambarkan hal tersebut.
Bunyi Hukum Lenz
Setelah memahami pengertian Hukum Lenz, kita lanjutkan pada Gaya Gerak Listrik (GGL) atau yang sering disebut dengan GGL induksi, yang selalu memunculkan arus dengan medan magnet berkebalikan arah terhadap perubahan fluks aslinya.
Pemahaman tentang Hukum Lenz terkait Induksi Elektromagnetik dapat kita perjelas lebih lanjut melalui visualisasi gambar dan penjelasan ringkas berikut ini:
Ketika arus diinduksi oleh suatu medan magnet, arus induksi tersebut akan membentuk medan magnet tersendiri.
Berdasarkan Hukum Lenz, medan magnet yang terbentuk akan selalu menentang medan magnet awal yang menjadi penyebabnya. Pada contoh di atas, saat kutub utara magnet batang mendekat ke lilitan, arus induksi mengalir ke arah sisi lilitan terdekat dan menciptakan medan magnet kutub utara yang menolak perubahan fluks, yang menghasilkan tolakan antara kutub yang sama. Dengan menggunakan aturan tangan kanan, arus berputar berlawanan arah jarum jam.
Ketika magnet menjauh dari lilitan, perubahan fluks magnetik berkurang dan arus induksi akan mengalir ke arah yang berlawanan, sehingga sisi lilitan terdekat akan membentuk medan magnet induksi kutub selatan yang saling menarik.
Pendekatan dasar dari Hukum Lenz adalah Hukum Faraday. Hukum Faraday menjelaskan bahwa perubahan medan magnet akan menginduksi arus dalam konduktor.
Sementara itu, Hukum Lenz memberikan informasi mengenai arah arus induksi yang bertentangan dengan perubahan medan magnet awal yang menciptakannya.
Sehingga, ada tKalian negatif “-” dalam formula Hukum Faraday untuk GGL Induksi sebagai berikut:
ɛ = -N (ΔΦ/Δt)
Keterangan:
ɛ = GGL induksi (volt)
N = Jumlah lilitan pada kumparan
ΔΦ = Perubahan fluks magnetik (weber)
∆t = Jangka waktu (s)
TKalian negatif dalam formula Faraday menKaliankan arah gaya gerak listrik (GGL) induksi sesuai dengan Hukum Lenz.
Perubahan medan magnet dapat disebabkan oleh perubahan intensitas medan magnet dengan cara mendekatkan atau menjauhkan magnet dari kumparan, atau dengan memindahkan kumparan masuk atau keluar dari medan magnet.
Dengan demikian, kita bisa menyimpulkan bahwa GGL yang diinduksi dalam rangkaian sebanding dengan laju perubahan fluks.
Rumus Hukum Lenz
Setelah memahami pengertian Hukum Lenz, kita dapat melihat hubungan erat antara Hukum Lenz dan Hukum Faraday, yang dapat dijelaskan melalui rumus-rumus berikut:
1. Hukum Lenz:
ε = B.I.v
Dimana:
B = Kekuatan medan magnet (weber/m^2)
I = Intensitas arus (Ampere)
v = Kecepatan relatif antara konduktor dan medan magnet (m/s)
2. Hukum Faraday:
ε = -N (ΔΦ/Δt)
Dimana:
ε = GGL induksi (volt)
N = Jumlah lilitan pada kumparan
ΔΦ = Perubahan fluks magnetik (weber)
Δt = Jangka waktu (detik)
Perlu diperhatikan: TKalian negatif dalam rumus Faraday menKaliankan arah gaya gerak listrik (GGL) induksi sesuai dengan Hukum Lenz.
Selain itu, untuk mencari nilai fluks (Φ), kita juga bisa memanfaatkan rumus berikut:
Φ = B.A atau Φ = B.A cos θ.
Dimana:
Φ = Fluks magnetik (weber)
B = Kekuatan medan magnet (weber/m^2)
A = Luas permukaan yang dipengaruhi medan magnet (meter persegi)
θ = Sudut antara vektor medan magnet dan vektor normal terhadap permukaan (dalam radian).
Penerapan Hukum Lenz dalam Kehidupan Sehari-Hari
Sudahkah Kalian memahami pengertian Hukum Lenz? Selanjutnya, prinsip Hukum Lenz banyak diaplikasikan dan dengan gampang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa contohnya adalah:
1. Kompor Induksi dan Pengereman Elektromagnetik
Hukum Lenz dipergunakan dalam kompor induksi, dimana perubahan medan magnet menciptakan arus induksi yang menyebabkan timbulnya panas dalam panci atau wadah induksi.
Selain itu, prinsip ini juga diterapkan pada sistem pengereman elektromagnetik di kendaraan, dimana medan magnet yang diciptakan oleh arus induksi digunakan untuk memperlambat atau menghentikan gerakan suatu benda.
2. Generator Listrik
Hukum Lenz digunakan dalam generator listrik. Saat ada arus induksi dalam generator, arus tersebut akan mengalir dengan arah yang berkebalikan, sejalan dengan Hukum Lenz.
Hal ini menciptakan putaran pada generator karena generator memerlukan energi mekanik yang cukup besar untuk beroperasi.
3. Konsep Energi Magnetik pada Induktor
Hukum Lenz sering dipakai dalam pemahaman konsep energi magnetik pada induktor. Saat sumber GGL terkoneksi dengan induktor, arus akan mulai mengalir.
Kemudian, GGL yang terbentuk akan menentang peningkatan arus melewati induktor seiring dengan Hukum Lenz.
Selain itu, Hukum Lenz juga menyatakan bahwa GGL yang terinduksi dan mengalami perubahan fluks memiliki tKalian yang berkebalikan dan interpretasi fisiknya didasarkan pada pemilihan tKalian dalam Hukum Faraday.
Penutup
Demikianlah penjelasan dari bengkeltv.id mengenai pengertian Hukum Lenz. Melalui pemahaman Hukum Lenz, kita dapat lebih memahami bagaimana arus listrik dan medan magnet saling berinteraksi dalam berbagai situasi, mulai dari peralatan rumah tangga seperti kompor induksi, hingga teknologi tingkat tinggi seperti generator listrik dan sistem pengereman elektromagnetik.
Mudah-mudahan, penjelasan ini dapat menambah wawasan dan pengetahuan kita tentang dunia fisika, khususnya dalam aspek elektromagnetisme. Memahami Hukum Lenz bukan hanya tentang memahami teori fisika, tapi juga mengenali bagaimana hukum ini berlaku dan berdampak dalam kehidupan sehari-hari kita.
