Elektromagnetisme
(IPA:
/?l?ktromakn?t??sm?/
,
Belanda
:
elektromagnetisme
) adalah cabang ilmu
fisika
yang mempelajari hubungan antara
medan listrik
dan
medan magnet
di dalam
rangkaian listrik
yang menghasilkan
gaya gerak listrik
dan
medan elektromagnetik
. Konsep utama dalam elektromagnetisme adalah
induksi elektromagnetik
yang didasari oleh
hukum induksi Faraday
. Prinsip elektromagnetisme diterapkan pada sistem kerja
transformator
,
induktor
,
motor listrik
,
generator listrik
dan
solenoid
.
Andre-Marie Ampere
merupakan seorang
fisikawan
,
matematikawan
dan
kimiawan
berkebangsaan
Prancis
. Ampere menemukan beberapa kaidah penting tentang listrik dan magnet yang kemudian dijadikan sebagai konsep dasar
elektrodinamika
dan elektromagnetisme. Ia juga membuat hukum Ampere yang berkaitan dengan prinsip
elektromagnet
.
Penemuan hukum elektrodinamika merupakan hasil dari tindak lanjut dari Ampere terhadap percobaan pengaliran arus di dekat
kompas
yang dilakukan oleh
Hans Christian Ørsted
pada tahun 1820. Ørsted menemukan bahwa jarum kompas bergerak jika berada di dekat kawat yang dialiri oleh
arus listrik
. Ampere menemukan bahwa
kumparan
bersifat sebagai magnet batang ketika dilewati oleh arus listrik. Selain itu, ia menemukan bahwa pengaliran arus listrik membuat besi lunak dalam kumparan berubah menjadi magnet yang kuat dan munculnya gaya pada dua penghantar yang berdekatan.
Ampere kemudian membuat hukum elektrodinamika dengan menggunakan
persamaan
matematika
. Selain itu, Ampere juga membuat
galvanometer
yang kemudian digunakan untuk mengukur arus listrik.
Elektrodinamika membahas kaitan antara elektromagnetisme dengan
mekanika
. Pemusatan konsep elektrodinamika terletak pada efek yang ditimbulkan oleh medan elektromagnetik terhadap sifat mekanika dari partikel yang ber
muatan listrik
. Elektrodinamika menjadi prinsip dasar pada peralatan dengan
frekuensi
sangat rendah serta pada alat
magnetotelurik
dan
radar penembus tanah
.
[5]
Induksi elektromagnetik
merupakan gejala timbulnya arus listrik pada
penghantar listrik
akibat dari adanya perubahan medan magnet di sekeliling penghantar.
Konsep induksi elektromagnetik didasarkan pada penemuan
Michael Faraday
dan
Joseph Henry
pada tahun 1831. Perubahan medan magnetik menghasilkan
beda potensial
yang disebut gaya gerak listrik induksi dan arus listrik yang ditimbulkannya disebut arus listrik induksi.
Arus bolak balik
adalah arus llistrik yang arahnya berubah-ubah secara periodik.
Kurva
arus bolak-balik digambarkan dengan bentuk
sinusoida.
Prinsip induksi elektromagnetik digunakan sebagai dasar pembentukan arus bolak-balik.
[8]
Hukum induksi Faraday menyatakan bahwa suatu rangkaian listrik memiliki gaya gerak listrik induksi yang nilainya berbanding lurus dengan kecepatan perubahan
fluks magnetik
yang dilingkupinya. Garis gaya magnet yang dilingkupi oleh luas daerah tertentu dalam arah tegak lurus ditetapkan sebagai fluks magnet.
Di dalam teori elektrodinamika klasik, percepatan atau perlambatan gerakan pada partikel yang bermuatan listrik akan menghasilkan pancaran gelombang elektromagnetik. Fenomena ini disebut
bremsstrahlung
. Fenomena bremsstrahlung teramati pada percepatan elektron dengan memberikan tegangan listrik hingga beberapa puluh ribu volt. Tumbukan elektron pada permukaan logam akan mengurangi kecepatan dari pergerakan elektron secara drastis. Perlambatan yang sangat besar mengakibatkan elektron memancarkan gelombang elektromagnetik.
Zat padat
tertentu dapat berubah jika diberikan gaya tertentu dan kembali ke keadaan semula saat gaya dihilangkan. Sifat ini disebut
elastisitas
zat padat. Zat padat memiliki batas elastisitas. Jika gaya yang diberikan sangat besar dan melampaui batas elasitisas, bentuk zat padat tidak dapat kembali seperti semula. Elastisitas zat padat ditentukan oleh partikel-partikel penyuunnya dan sangat dipengaruhi oleh gaya elektromagnetik. Elastisitas zat padat dapat diamati pada lembaran tipis yang dapat diubah menjadi sebuah
kawat
melalui penarikan.
Elastisitas antarpartikel pada zat padat diamati pada
pegas
.
Energi potensial
dan energi kinetik akan meningkat ketika zat padat mengalami pemanasan. Gaya antarpartikel tidak mampu mempertahankan partikel-partikel pada tempat yang tetap karena adanya kebebasan gerak. Partikel-partikel ini kemudian dapat saling melewati dan mengubah bentuk benda dari padat menjadi
cair
saat mencapai
titik lebur
.
Medan magnet
Bumi
terdiri dari kutub utara yang berada di
kutub selatan
Bumi, dan kutub selatan yang berada di
kutub utara
Bumi. Arah medan berasal dari kutub uttara Bumi dan menuju ke arah kutub selatan Bumi. Pada sudut tertentu, terdapat partikel bermuatan dari
luar angkasa
yang masuk ke Bumi. Partikel ini akan bergerak dalam lintasan
spiral
menuju ke arah kutub magnet Bumi. Partikel mengalami percepatan selama bergerak dalam lintasan spiral sehingga gelombang elektromagnetik dipancarkan. Pemusatan partikel sangat besar saat mendekati kutub magnetik Bumi, sehingga intensitas pancaran gelombang elektromagnetik sangat tinggi dan dapat diamati dengan
mata
. Fenomena tampaknya gelombang elektromagnetik oleh mata disebut sebagai
aurora
. Kemunculan aurora yang hanya terjadi di sekitar kutub merupakan bentuk nyata dari elektromagnetisme.
Penggunaan prinsip elektromagnetisme untuk pembuatan
televisi
pertama kali dilakukan oleh
John Logie Baird
pada tahun 1923. Baird memanfaatkan prinsip dari gelombang elektromagnetik untuk mengirimkan
sinyal
tanpa memerlukan
kabel
. Televisi yang dibuat oleh Baird mampu menghasilkan
suara
dan gambar. Pengiriman sinyal televisi pada awalnya hanya mencapai beberapa meter. Pada 1927, Baird melakukan pengiriman sinyal televisi dari
London
ke
Glasgow
. Pada tahun1928, pengiriman sinyal televisi diperluas jangkauan mulai dari London ke
New York
. Televisi pertama terdiri dari cakram pemindai dengan
resolusi
30
piksel
yang berasal dari lensa dengan
spiral
ganda. Tampilan awal televisi hanya mampu memperlihatkan
wajah
manusia
.
Generator listrik adalah mesin yang mengubah energi kinetik menjadi energi listrik. Prinsip kerja dari generator listrik didasarkan pada
hukum induksi Faraday
. Generator listrik dapat menghasilkan dua jenis arus listrik yaitu arus searah dan arus bolak-balik. Generator listrik yang menghasilkan arus searah disebut generator arus searah, sedangkan generator yang menghasilkan arus bolak-balik disebut generator arus bolak-balik dan generator arus searah. Jumlah cincin luncur di dalam generator listrik menjadi penentu jenis arus listrik yang dihasilkannya. Generator arus bolak balik memiliki dua cincin luncur, sedangkan generator arus searah hanya tmemiliki satu cincin luncur.
Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi
energi mekanis
. Prinsip kerja dari motor listrik dilandasi oleh elektromagnetisme dan listrik dinamis. Energi mekanis diperoleh dari elektromagnet yang mengubah energi listrik menjadi magnet. Gerak dihasilkan melalui gaya tolak-menolak dan gaya tarik-menarik antara kutub-kutub magnet yang sejenis dan yang tidak sejenis. Perubahan jenis energi hanya terjadi jika magnet diletakkan pada sebuah
poros
yang dapat berputar. Energi mekanik ini digunakan untuk keperluan
industri
dan
rumah tangga
. Industri umumnya menggunakan motor listrik pada
pompa
,
kipas angin
,
kompresor
, dan
konveyor
.Sedangkan pada rumah tangga, motor listrik digunakan pada
mikser
,
bor
, dan kipas angin.
- ^
Telford, W. M.; Geldart, L. P.; Sheriff, R. E.
Applied Geophysics
. Cambridge: Cambridge University Press. hlm. 62?135.
ISBN
9781139167932
.
- ^
Ponto, Hantje (2018).
Dasar Teknik Listrik
(PDF)
. Yogyakarta: Deepublish. hlm. 69.
ISBN
978-623-7022-93-0
. Diarsipkan dari
versi asli
(PDF)
tanggal 2021-01-31
. Diakses tanggal
2021-01-28
.
- Abdullah, Mikrajuddin (2017).
Fisika Dasar II
(PDF)
. Bandung: Institut Teknologi Bandung.
- Bagia, I. N., dan Parsa, I M. (2018).
Motor-Motor Listrik
(PDF)
. Bandung: CV. Rasi Terbit.
- Elshabrina (2016).
Buku Pintar Tokoh Penemu Paling Hebat di Dunia
(PDF)
. Yogyakarta: Cemerlang Publishing.
ISBN
978-602-7624-49-8
.
[
pranala nonaktif permanen
]
- Listiana, dkk. (2009).
Ilmu Pengetahuan Alam 2
(PDF)
. Surabaya: LAPIS-PGMI.
ISBN
978-602-8542-06-7
.
- Soebyakto (2017).
Fisika Terapan 2
(PDF)
. Tegal: Badan Penerbit Universitas Pancasakti Tegal.
ISBN
978-602-73169-4-2
.
- Yuberti (2017).
Konsep Materi Fisika Dasar 2
(PDF)
. Bandar Lampung: AURA Printing & Publishing.
ISBN
978-602-1297-30-8
.
- G.A.G. Bennet (1974).
Electricity and Modern Physics
(edisi ke-2nd). Edward Arnold (UK).
ISBN
0-7131-2459-8
.
- Dibner, Bern (2012).
Oersted and the discovery of electromagnetism
. Literary Licensing, LLC.
ISBN
9781258335557
.
- Durney, Carl H. and Johnson, Curtis C. (1969).
Introduction to modern electromagnetics
.
McGraw-Hill
.
ISBN
0-07-018388-0
.
- Fleisch, Daniel (2008).
A Student's Guide to Maxwell's Equations
. Cambridge, UK: Cambridge University Press.
ISBN
978-0-521-70147-1
.
- I.S. Grant, W.R. Phillips, Manchester Physics (2008).
Electromagnetism
(edisi ke-2nd). John Wiley & Sons.
ISBN
978-0-471-92712-9
.
- Griffiths, David J.
(1998).
Introduction to Electrodynamics
(edisi ke-3rd). Prentice Hall.
ISBN
0-13-805326-X
.
- Jackson, John D.
(1998).
Classical Electrodynamics
(edisi ke-3rd). Wiley.
ISBN
0-471-30932-X
.
- Moliton, Andre (2007).
Basic electromagnetism and materials
.
430 pages
. New York City: Springer-Verlag New York, LLC.
ISBN
978-0-387-30284-3
.
- Purcell, Edward M.
(1985).
Electricity and Magnetism Berkeley Physics Course Volume 2 (2nd ed.)
. McGraw-Hill.
ISBN
0-07-004908-4
.
- Rao, Nannapaneni N. (1994).
Elements of engineering electromagnetics (4th ed.)
.
Prentice Hall
.
ISBN
0-13-948746-8
.
- Rothwell, Edward J.; Cloud, Michael J. (2001).
Electromagnetics
. CRC Press.
ISBN
0-8493-1397-X
.
- Tipler, Paul (1998).
Physics for Scientists and Engineers: Vol. 2: Light, Electricity and Magnetism
(edisi ke-4th). W. H. Freeman.
ISBN
1-57259-492-6
.
- Wangsness, Roald K.; Cloud, Michael J. (1986).
Electromagnetic Fields (2nd Edition)
. Wiley.
ISBN
0-471-81186-6
.
|
---|
Umum
| |
---|
Perpustakaan nasional
| |
---|
Lain-lain
| |
---|