1. Format Penulisan Makalah
Secara umum, format penulisan makalah terbagi menjadi beberapa bagian yang bisa dilihat dibawah ini :
Bagian Pembuka Makalah
Halaman judul
Halaman pengesahan
Kata pengantar makalah
Daftar isi
Ringkasan isi
Bagian Isi Makalah
Pendahuluan
Latar belakang masalah
Rumusan masalah
Pembatasan masalah
Tujuan penelitian
Manfaat penelitian
Tinjauan Teori
Pembahasan teori
Kerangka pemikiran dan argumentasi keilmuan
Pengajuan hipotesis
Metodologi Penelitian
Waktu dan tempat penelitian
Metode dan rancangan penelitian
Populasi dan sampel
Instrumen penelitian
Pengumpulan data dan analisis data
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
Saran
Bagian Penunjang
Daftar pustaka.
Lampiran-lampiran
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kami panjatkan ke-hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat dan
karuniaNyalah, karyailmiah ini dapat terselesaikan dengan baik, tepat pada waktunyaAdapun tujuan

2. penulisan karya ilmiah ini adalah untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Fisika listrik , pada semester I, di
tahun ajaran 2013, dengan judul Gaya gerak listrik ditinjau dari gaya magnet dengan gaya lauren.
Dengan membuat tugas ini kami diharapkan mampu untuk lebih mengenal tentang Fisika listrik tentang
gaya gerak listrik ditinjau dari gaya magnet dengan gaya lauren.
Kami sadar, sebagai seorang pelajar yang masih dalam proses pembelajaran, makalah ini masih banyak
kekurangannya. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat
positif, guna penulisan makalah yang lebih baik lagi di masa yang akan datang.
.
BAB 1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara ujung-ujung penghantar sebelum dialiri arus listrik. Gaya
gerak listrik disingkat dengan GGL, dengan satuan volt.
Gaya gerak listrik merupakan energy yang diberikan pada setiap muatan listrik untuk bergerak antara dua
kutub baterai atau generator. Sebuah electron-elektron bermuatan e yang bergerak dari kutub negative ke

3. kutub positif melalui konduktor di luar baterai dengan gaya gerak listrik sebesar V, akan mendapat energy
sebesar e x V joule.
B. Identifikasi Masalah
Mencari hubungan antara gayagerak listrik yang di tinjau dari gaya medan magnet dan gaya lauren
C. Pembatasan Masalah
Karena cangkupan gaya gerak listrik yang begitu luas dan meliputi berbagai aspeknya., maka kami
hanya membataskan pembahasan hanya dari tinjauan gaya medan magnet dan gaya lauren.
D. Perumusan Masalah
Atas dasar penentuan latar belakang dan identiikasi masalah diatas, maka kami dapat mengambil
perumusan masalah sebagai berikut:
”Bagaimana mencari Gaya gerak listrik ditinjau dari gaya magnet dengan gaya lauren.?”
Pembahasan materi
Gaya Gerak Listrik Induksi GGL, Medan Magnet menimbulkan Arus Listrik
Sejarah
Michael Faraday (1791-1867), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris, membuat hipotesis (dugaan)
bahwa medan magnet seharusnya dapat menimbulkan arus listrik. Untuk membuktikan kebenaran
hipotesis Faraday.
Berdasarkan percobaan, ditunjukkan bahwa gerakan magnet di dalam kumparan menyebabkan jarum
galvanometer menyimpang. Jika kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan, jarum
galvanometer menyimpang ke kanan. Jika magnet diam dalam kumparan, jarum galvanometer tidak
menyimpang. Jika kutub utara magnet digerakkan menjauhi kumparan, jarum galvanometer menyimpang

4. ke kiri. Penyimpangan jarum galvanometer tersebut menunjukkan bahwa pada kedua ujung kumparan
terdapat arus listrik. Peristiwa timbulnya arus listrik seperti itulah yang disebut induksi elektromagnetik.
Adapun beda potensial yang timbul pada ujung kumparan disebut gaya gerak listrik (GGL) induksi.
A.GGL INDUKSI
Tahun 1821 Michael Faraday membuktikan bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus
listrik (artinya magnet menimbulkan listrik) melalui eksperimen yang sangat sederhana. Sebuah magnet
yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan dapat menghasilkan arus listrik pada kumparan itu.
Galvanometer merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya arus listrik yang
mengalir. Ketika sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan (seperti kegiatan di
atas), jarum galvanometer menyimpang ke kanan dan ke kiri. Bergeraknya jarum galvanometer
menunjukkan bahwa magnet yang digerakkan keluar dan masuk pada kumparan menimbulkan arus
listrik. Arus listrik bisa terjadi jika pada ujung-ujung kumparan terdapat GGL (gaya gerak listrik). GGL
yang terjadi di ujung-ujung kumparan dinamakan GGL induksi. Arus listrik hanya timbul pada saat
magnet bergerak. Jika magnet diam di dalam kumparan, di ujung kumparan tidak terjadi arus listrik.
1. Penyebab Terjadinya GGL Induksi
Ketika kutub utara magnet batang digerakkan masuk ke dalam kumparan, jumlah garis gaya-gaya magnet
yang terdapat di dalam kumparan bertambah banyak. Bertambahnya jumlah garis- garis gaya ini
menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan
arus listrik mengalir menggerakkan jarum galvanometer. Arah arus induksi dapat ditentukan dengan cara
memerhatikan arah medan magnet yang ditimbulkannya. Pada saat magnet masuk, garis gaya dalam
kumparan bertambah. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat mengurangi garis gaya itu.
Dengan demikian, ujung kumparan itu merupakan kutub utara sehingga arah arus induksi seperti yang
ditunjukkan Gambar 12.1.a (ingat kembali cara menentukan kutub-kutub solenoida).
Ketika kutub utara magnet batang digerakkan keluar dari dalam kumparan, jumlah garis-garis gaya
magnet yang terdapat di dalam kumparan berkurang. Berkurangnya jumlah garis-garis gaya ini juga
menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan
arus listrik mengalir dan menggerakkan jarum galvanometer. Sama halnya ketika magnet batang masuk
ke kumparan. pada saat magnet keluar garis gaya dalam kumparan berkurang. Akibatnya medan magnet
hasil arus induksi bersifat menambah garis gaya itu. Dengan demikian, ujung, kumparan itu merupakan
kutub selatan, sehingga arah arus induksi seperti yang ditunjukkan Gambar 12.1.b. Ketika kutub utara
magnet batang diam di dalam kumparan, jumlah garis-garis gaya magnet di dalam kumparan tidak terjadi
perubahan (tetap). Karena jumlah garis-garis gaya tetap, maka pada ujung-ujung kumparan tidak terjadi
GGL induksi. Akibatnya, tidak terjadi arus listrik dan jarum galvanometer tidak bergerak. Jadi, GGL
induksi dapat terjadi pada kedua ujung kumparan jika di dalam kumparan terjadi perubahan jumlah garis-
garis gaya magnet (fluks magnetik). GGL yang timbul akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya
magnet dalam kumparan disebut GGL induksi. Arus listrik yang ditimbulkan GGL induksi disebut arus
induksi. Peristiwa timbulnya GGL induksi dan arus induksi akibat adanya perubahan jumlah garis-garis

5. gaya magnet disebut induksi elektromagnetik. Coba sebutkan bagaimana cara memperlakukan magnet
dan kumparan agar timbul GGL induksi?
2. Faktor yang Memengaruhi Besar GGL Induksi Sebenarnya besar kecil GGL induksi dapat dilihat pada
besar kecilnya penyimpangan sudut jarum galvanometer. Jika sudut penyimpangan jarum galvanometer
besar, GGL induksi dan arus induksi yang dihasilkan besar. Bagaimanakah cara memperbesar GGL
induksi?
Ada tiga faktor yang memengaruhi GGL induksi, yaitu :
1. kecepatan gerakan magnet atau kecepatan perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks
magnetik),
2. jumlah lilitan,
3. medan magnet
B. PENERAPAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
Pada induksi elektromagnetik terjadi perubahan bentuk energi gerak menjadi energi listrik. Induksi
elektromagnetik digunakan pada pembangkit energi listrik. Pembangkit energi listrik yang menerapkan
induksi elektromagnetik adalah generator dan dinamo. Di dalam generator dan dinamo terdapat kumparan
dan magnet. Kumparan atau magnet yang berputar menyebabkan terjadinya perubahan jumlah garis-garis
gaya magnet dalam kumparan. Perubahan tersebut menyebabkan terjadinya GGL induksi pada kumparan.
Energi mekanik yang diberikan generator dan dinamo diubah ke dalam bentuk energi gerak rotasi. Hal itu
menyebabkan GGL induksi dihasilkan secara terus-menerus dengan pola yang berulang secara periodik
Terjadinya GGL induksi dapat dijelaskan seperti berikut. Jika kutub utara magnet didekatkan ke
kumparan. Jumlah garis gaya yang masuk kumparan makin banyak. Perubahan jumlah garis gaya itulah
yang menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum galvanometer. Hal yang sama juga akan terjadi jika
magnet digerakkan keluar dari kumparan. Akan tetapi, arah simpangan jarum galvanometer berlawanan
dengan penyimpangan semula. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa penyebab timbulnya GGL
induksi adalah perubahan garis gaya magnet yang dilingkupi oleh kumparan.Menurut Faraday, besar
GGL induksi pada kedua ujung kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang
dilingkupi kumparan.
Generator
Generator atau pembangkit listrik yang sederhana dapat ditemukan pada sepeda. Pada sepeda, biasanya
dinamo digunakan untuk menyalakan lampu. Caranya ialah bagian atas dinamo (bagian yang dapat
berputar) dihubungkan ke roda sepeda. Pada proses itulah terjadi perubalian energi gerak menjadi energi
listrik. Generator (dinamo) merupakan alat yang prinsip kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik.
Alat ini pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday.
Berkebalikan dengan motor listrik, generator adalah mesin yang mengubah energi kinetik menjadi energi
listrik. Energi kinetik pada generator dapat juga diperoleh dari angin atau air terjun. Berdasarkan arus
yang dihasilkan. Generator dapat dibedakan menjadi dua rnacam, yaitu generator AC dan generator DC.
Generator AC menghasilkan arus bolak-balik (AC) dan generator DC menghasilkan arus searah (DC).
Baik arus bolak-balik maupun searah dapat digunakan untuk penerangan dan alat-alat pemanas.

6. 1.Generator AC
Bagian utama generator AC terdiri atas magnet permanen (tetap), kumparan (solenoida). cincin geser, dan
sikat. Pada generator. perubahan garis gaya magnet diperoleh dengan cara memutar kumparan di dalam
medan magnet permanen. Karena dihubungkan dengan cincin geser, perputaran kumparan menimbulkan
GGL induksi AC. OIeh karena itu, arus induksi yang ditimbulkan berupa arus AC. Adanya arus AC ini
ditunjukkan oleh menyalanya lampu pijar yang disusun seri dengan kedua sikat. Sebagaimana percobaan
Faraday
GGL induksi yang ditimbulkan oleh generator AC dapat diperbesar dengan cara:
memperbanyak lilitan kumparan,
menggunakan magnet permanen yang lebih kuat.
mempercepat perputaran kumparan, dan menyisipkan inti besi lunak ke dalam kumparan.
Contoh generator AC yang akan sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah dinamo sepeda.
Bagian utama dinamo sepeda adalah sebuah magnet tetap dan kumparan yang disisipi besi lunak. Jika
magnet tetap diputar, perputaran tersebut menimbulkan GGL induksi pada kumparan. Jika sebuah lampu
pijar (lampu sepeda) dipasang pada kabel yang menghubungkan kedua ujung kumparan. lampu tersebut
akan dilalui arus induksi AC. Akibatnya, lampu tersebut menyala. Nyala lampu akan makin terang jika
perputaran magnet tetap makin cepat (laju sepeda makin kencang).
2.Generator DC
Prinsip kerja generator (dinamo) DC sama dengan generator AC. Namun, pada generator DC arah arus
induksinya tidak berubah. Hal ini disebabkan cincin yang digunakan pada generator DC berupa cincin
belah (komutator).
Transformator
Agar tidak berbahaya tegangan yang tinggi itu harus diturunkan terlebih dahulu sebelum arus listrik
disalurkan ke rumah-rumah penduduk. Pada umumnya tegangan listrik yang disalurkan ke rumah-rumah
penduduk ada dua macam, yaitu 220 volt dan 1l0 volt. Alat yang digunakan untuk menurunkan tegangan
disebuttransformator.
Bagian utama transformator adalah dua buah kumparan yang keduanya dililitkan pada sebuah inti besi

7. lunak. Kedua kumparan tersebut memiliki jumlah lilitan yang berbeda. Kumparan yang dihubungkan
dengan sumber tegangan AC disebut kumparan primer, sedangkan kumparan yang lain disebut kumparan
sekunder.
Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan AC (dialiri arus listrik AC), besi lunak akan
menjadi elektromagnet. Karena arus yang mengalir tersebut adalah arus AC, garis-garis gaya
elektromagnet selalu berubah-ubah. Oleh karena itu, garis-garis gaya yang dilingkupi oleh kumparan
sekunder juga berubah-ubah. Perubahan garis gaya itu menimbulkan GGL induksi pada kumparan
sekunder. Hal itu menyebabkan pada kumparan sekunder mengalir arus AC (arus induksi).
Kita dapat rnembedakan transformator menjadi dua macam. yaitu transformator step up dan transformator
step down. Transformator .step up adalah transformator yang jumlah lilitan primernya lebih kecil dari
pada lilitan sekunder. Oleh karena itu, transformator step up dapat digunakun untuk menaikkan tegangan
AC.
C.MEDAN MAGNET.
Medan magnet adalah ruangan di sekitar kutub magnet, yang gaya tarik/tolaknya masih dirasakan oleh
magnet lain.
Kuat Medan ( H ) = ITENSITY.
Kuat medan magnet di suatu titik di dalam medan magnet ialah besar gaya pada suatu satuan kuat kutub
di titik itu di dalam medan magnet m adalah kuat kutub yang menimbulkan medan magnet dalam
Ampere-meter. R jarak dari kutub magnet sampai titik yang bersangkutan dalam meter. dan H = kuat
medan titik itu dalam :
Garis Gaya.
Garis gaya adalah : Lintasan kutub Utara dalam medan magnet atau garis yang bentuknya demikian
hingga kuat medan di tiap titik dinyatakan oleh garis singgungnya.
Sejalan dengan faham ini, garis-garis gaya keluar dari kutub-kutub dan masuk ke dalam kutub Selatan.
Untuk membuat pola garis-garis gaya dapat dengan jalan menaburkan serbuk besi disekitar sebuah
magnet.
Gambar pola garis-garis gaya.
Rapat Garis-Garis Gaya ( FLUX DENSITY ) = B
Jumlah garis gaya tiap satuan luas yang tegak lurus kuat medan.

8. Kuat medan magnet di suatu titik sebanding dengan rapat garis-garis gaya dan berbanding terbalik dengan
permeabilitasnya.
B = rapat garis-garis gaya.
= Permeabilitas zat itu.
H = Kuat medan magnet.
catatan : rapat garis-garis gaya menyatakan kebesaran induksi magnetik.Medan magnet yang rapat garis-
garis gayanya sama disebut : medan magnet serba sama ( homogen )
Bila rapat garis-garis gaya dalam medan yang serba sama B, maka banyaknya garis-garis gaya ( )
2
yang menembus bidang seluar A m dan mengapit sudut dengan kuat medan adalah : = B.A Sin
Satuanya : Weber.
1 Magnetisme
Setiap magnet memiliki kutub magnet yang saling berlawanan, yaitu kutub utara (U) dan kutub selatan
(S), yang keduanya memiliki daya untuk menarik sekeping besi atau semacamnya. Sama halnya dengan
muatan listrik, kutub yang senama saling tolak-menolak dan kutub yang berlawanan saling tarik-menarik.
Daerah di antara kutub utara dan kutub selatan disebut medan magnet. Medan magnet memiliki daya
untuk menarik sekeping logam atau semacamnya. Medan magnet tersusun dari garis-garis yang keluar
dari kutub utara menuju kutub selatan, yang disebut garis-garis gaya magnet (ggm). Dengan demikian
arah medan magnet juga dari kutub utara ke kutub selatan. Semakin kuat kemagnetan, semakin banyak
jumlah garis gaya magnetnya. Jumlah garis gaya magnet yang keluar dari kutub utara suatu magnet
disebut fluks magnet (magnetic flux), yang dinyatakan dengan simbol Π (phi). Satuan internasional
untuk fluks magnet adalah Weber (Wb). Satu Weber sama dengan 108 garis gaya magnet. Satuan cgs
untuk fluks magnet adalah Maxwell. Satu Maxwell sama dengan 10-8 Weber.
2 Kerapatan fluks magnet
Kerapatan fluks magnet (magnetic flux density) adalah fluks magnet per satuan luas pada bidang yang
tegak lurus dengan fluks magnet tersebut. Kerapatan fluks magnet sering disebut juga dengan induksi
magnet (magnetic induction). Kerapatan fluks magnet dapat dinyatakan dengan:
……………….. (1)
degan
B = kerapatan fluks magnet dalam Weber/m2 (Wb/ m2) atau Tesla (T)
Φ = fluks magnet dalam Weber (Wb)
A = luas penampang dalam meter persegi (m2)

9. Dalam satuan cgs, kerapatan fluks magnet dinyatakan dengan Maxwell/cm2 atau gauss. Dengan
menggunakan metode konversi didapatkan 1 Maxwell/cm2 = 10-6 Wb/m2.
3 Permeabilitas
Permeabilitas (permeability) adalah kemampuan suatu benda untuk dilewati garis gaya magnet.
Permeabilitas dinyatakan dengan simbul m (mu). Benda yang mudah dilewati garis gaya magnet disebut
memiliki permeabilitas tinggi. Pemeabilitas udara dan ruang hampa dianggap sama dengan satu. Untuk
benda-benda yang lain, besarnya permeabilitas ditentukan dengan perbandingan terhadap udara atau
ruang hampa, didapatkan permeabilitas relatif (relative permeability). Nilai permeabilitas untuk udara
adalah mo = 4p x 10-7 atau 1,26 x 10-6. Untuk menghitung m, nilai permeabilitas relatif mr harus dikalikan
dengan permeabilitas udara mo, sebagaimana rumus di bawah ini.
……. (2)
dengan:
µ = permeabilitas suatu benda
µr = permeabilitas relatif
µo = permeabilitas udara
Ditinjau dari permeabilitas relatifnya, benda-benda dikelompokkan dalam tiga kelompok, yaitu :
1. Benda-benda ferromagnetik, yang memiliki permeabilitas jauh lebih besar dari 1. Benda-benda
yang memiliki permeabilitas tinggi bila terletak di dalam medan magnet, garis-garis gaya magnet
cenderung lewat pada benda tersebut. Dengan demikian benda-benda ferromagnetik mudah
ditarik oleh magnet dan mudah dibuat magnet buatan. Yang tergolong benda ini antara lain besi,
baja, nikel, cobalt, logam paduan seperti alnico dan permalloy. Kutub magnet, inti transformator
dan bagian-bagian yang berhubungan dengan kemagnetan dibuat dari bahan ferromagnetik
2. Benda-benda paramagnetik, yang memiliki permeabilitas sedikit lebih besar dari 1. Benda-
benda yang tergolong pada jenis ini tidak begitu kuat ditarik magnet dan bila terletak di dalam
medan magnet, fluks yang mengalir di dalamnya sama dengan fluks magnet yang mengalir di
dalam udara biasa. Yang tergolong benda ini antara lain aluminium, khrom, mangaan dan
platinum.
3. Benda-benda diamagnetik, yang memiliki permeabilitas kurang dari 1. Benda-benda yang
tergolong jenis ini sukar ditarik magnet dan bila terletak di dalam medan magnet cenderung
dihindari oleh garis-garis gaya magnet. Yang tergolong beda ini antara lain bismuth, antimoni,
tembaga, seng, merkuri, emas dan perak.
4 Elektromagnetisme

10. Pada tahun 1819 seorang ilmuwan bernama Oersted menemukan hubungan antara magnetisme dan
elektromagnetisme. Dia menemukan bahwa arus listrik yasng mengalir di dalam konduktor menimbulkan
medan magnet di sekitar konduktor tersebut. Kuat medan magnet tergantung pada besar arus yang
mengalir pada konduktor tersebut. Semakin besar arusnya, semakin kuat medan magnetnya.
Untuk menentukan hubungan antara arus yang mengalir di dalam konduktor dengan arah medan magnet,
digunakan kaidah tangan kanan (right-hand rule). Kaidah tangan kanan dapat diperagakan seolah-olah
telapak tangan kanan memegang konduktor berarus dengan ibu jari yang ditegakkan menunjukkan arah
arus. Maka arah keempat jari yang menggenggam konduktor itu menunjukkan arah medan magnet.
Perhatikan Gambar 1 di bawah ini.
Gambar 1 Kaidah Tangan Kanan
Untuk mempermudah menentukan arah medan magnet di sekitar penghantar, dapat digambarkan
lingkaran kecil sebagai penampang lintang konduktor dan garis-garis lingkaran di luarnya sebagai garis-
garis gaya magnet dengan anak panah sebagai arah garis gaya magnet. Arah arus pada konduktor
dinyatakan dengan tanda silang (x) untuk arus menembus kertas (meninggalkan kita) dan tanda titik (.)
untuk menunjukkan bahwa arah arus menuju kita). Perhatikan Gambar 2 di bawah ini.
Gambar 2 Arah Medan Magnet di Sekitar Konduktor Berarus
Sesuai dengan hasil percobaan Oersted, bila sebuah kumparan dialiri arus, pada inti kumparan itu timbul
medan magnet. Semakin besar arus yang mengalir, semakin kuat medan magnetnya. Bila inti kumparan
diisi dengan bahan ferromagnetik, kerapatan fluks semakin besar. Arah medan magnet ditentukan dengan
kaidah tangan kanan (right-hand rule). Kaidah tangan kanan dapat diperagakan seolah-olah telapak
tangan kanan memegang kumparan. Bila arus pada kumparan searah dengan jari-jari yang memegang
kumparan itu, maka arah ibu jari yang diluruskan menunjukkan arah medan magnet pada inti kumparan.
Perhatikan Gambar 3 di bawah ini.
ar 3 Medan Magnet pada inti kumparan berarus
Semakin besar arus yang mengalir di dalam suatu kumparan, semakin besar kuat medannya. Begitu juga
semakin banyak lilitan kawatnya, semakin banyak dihasilkan garis gaya magnet. Perkalian antara kuat
arus dan jumlah lilitan disebut dengan ampere-turns (ampere-lilitan), dikenal dengan istilah
magnetomotive force (mmf) atau gaya gerak magnet (ggm), dinyatakan dengan rumus:

11. ………………………………………………. (3)
degan
F = gaya gerak magnet (ggm) dalam satuan At (=Ampere turns)
N = jumlah lilitan
I = kuat arus pada kawat kumpaaran dalam satuan Ampere
Bila suatu kumparan direnggangkan menjadi dua kali dari panjang aslinya, maka kuat medan magnetnya
menjadi setengahnya. Field intensity (kuat medan magnet) berbanding lurus dengan jumlah lilitan dan
besar arus pada kawat kumparan dan berbanding terbalik dengan panjang kumparan. Hal ini dinyatakan
dengan rumus:
…………………………….. (4)
dengan
H = kuat medan magnet dalam satuan ampere-turns per meter (At/m)
NI = ampere-turns (lilitan-amlpere), dalam satuan At
l = panjang
Persamaan (4) berlaku untuk kumparan dengan inti udara. Bila digunakan inti yang lain, misalnya besi,
maka H adalah kuat medan magnet pada inti, sedangkan l adalah jarak antara ujung kedua kutub inti
(panjang inti) tersebut.
5 Kurva Magnetisas
Kurva magnetisasi menggambarkan hubungan antara kerapatan fluks B dan kuat medan H. Maksudnya
adalah seberapa jauh pengaruh kerapatan fluks B terhadap kenaikan kuat medan H. Perharikan gambar 4
ini.

12. Pada grafik terlihat bahwa untuk besi lunak 1, B naik dengan cepat diikuti kenaikan H sampai H
mencapai nilai 2000 At/m dan B mencapai 0,2 T. Pada titik ini terjadi saturasi (kejenuhan), sehingga
kenaikan H tidak banyak berpengaruh terhadap kenaikan B, bahkan hampir tidak ada kenaikan B. Untuk
besi lunak 2, diperlukan H yang lebih tinggi untuk mencapai saturasi, yaitu pada H 500 At/m dan B
mencapai 0,3 T. Didapatkan kurva yang sama untuk benda-benda magnetik lainnya dengan nilai saturasi
yang berrbeda. Udara bukan benda magnetik, memiliki profil BH yang sangat rendah.
Permeabilitas µ dari benda-benda magnetik adalah perbandingan antara B dengan H, dinyatakan dengan
rumus:
……………………………. (5)
dengan
µ = permeabilitas bahan (Tm/At)
B = kerapatan fluks per medter persegi (Tesla)
H = kuat medan magnet dalam satuan ampere-turns per meter (At/m)
Dari persamaan di atas dapat dituliskan satuan internasional untuk µ, yaitu Tm/At. Rata-rata nilai µ pada
grafik di atas didapat pada titik awal terjadinya saturasi. Untuk besi lunak 1, didapat µ = 0,2/2000 = 1 x
10-4 Tm/At. Untuk besi lunak 2, didapat µ = 0,3/5000 = 6 x 10-5 Tm/At.
5 Hysteresis
Hysteresis berarti tertinggal, yaitu fluks magnet tertinggal oleh kenaikan atau penurunan gaya
magnetisasi. Bila arus di dalam suatu kawat kumparan berbolak-balok ratusan kali tiap detik, hysteresis
yang dapat menyebabkan kehilangan energi.
Kurva hysteresis pada gambar di bawah ini menunjukkan karakteristik bahan magnetik. Arah arus yang
berbalik menyebabkan berbaliknya arah medan magnet dari +H menjadi –H. Demikian juga kerapatan
fluks juga mengalami polaritas terbalik menjadi +B atau –B. Arus berawal dari pusat 0 (nol) ketika bahan
tidak mendapat pengaruh kemagnetan. Garis putus-putus pada gambar di bawah ini menunjukkan kurva
magnetisasi. Nilai positip dari H menaikkan B menuju saturasi pada +Bmax. Kemudian H turun menjadi 0,
tetapi B tidak menjadi 0, turun pada hanya sampai nilai Br . Hal ini disebabklan karena adanya
hysteresis. Sekarang arus yang menyebabkan magnetisasi arahnya dibalik sehingga H menjadi negatif. B
turun ke 0 (nol) dan berlanjut ke -Bmax. Kemudian bila nilai –H turun, B juga turun dan nilai B menjadi
berkurang menjadi -Br saat H bernilai 0. Dengan kenaikan arus positip, dihasilkan nilai saturasi +Bmax
lagi. Sekarang jerat hysteresis sudah komplit. Kurva tidak kembali ke 0 (nol) pada pusatnya karena
hysteresis.

13. Gambar 5 Kurva Hysteresis
Nilai +Br atau -Br yang tersisa bila gaya kemagnetan nol (H=0), disebut retentivitas (retentivity) dari
bahan magnetik. Nilai -Hc yang membuat kerapatan fluks menjadi nol (B=0), disebut gaya koersif
(coercive force) dari bahan magnetik.
6 Rangkaian Magnet
Rangkaian magnet dapat dianalogikan dengan rangkaian listrik. Pada rangkaian listrik, ggl (gaya gerak
listrik) menghasilkan arus listrik, sedangkan pada rangkaian magnet ggm (gaya gerak magnet)
menghasilkan fluks magnet. Pada rangkaian listrik dikenal adanya hambatan (resistance), sedangkan pada
rangkaian magnet dikenal adanya relaktansi (reluctance) yang sama-sama sebagai hambatan.
Pada rangkaian listrik, hambatan yang berbanding terbalik dengan daya hantarnya, begitu juga pada
rangkaian magnet, relaktansi (Reluctance), berbanding terbalik dengan permeabilitasnya. Besi memiliki
permeabilitas tinggi tetapi relaktansi rendah. Udara memliliki permeabilitas rendah tetapi memiliki
relaktansi tinggi. Relaktansi dinyatakan dengan simbul Â.
Hukum Ohm untuk rangkaian magnet analog dengan I=V/R pada rangkaian listrik, yaitu:
……………………. (6)
dengan
Φ = fluks magnet (Wb)
F = gaya gerak magnet (At)
NI = lilitan-ampere (At)
 = relaktansi (At/Wb)
Relaktansi dapat juga dinyatakan dengan persamaan:
……………………………….. (7)

14. dengan
R = relaktansi (At/Wb)
l = panjang kumparan (m)
µ = permeabilitas dari bahan magnetik (Tm/At)
A = luas penampang kumparan (m2)
7. Konversi energi
Melalui media medan magnet, energi mekanik dapat diubah menjadi energi listrik. Demikian pula
sebaliknya. Alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator, sedangkan alat
yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik disebut motor. Melalui media medan magnet,
energi listrik dapat juga dipindahkan. Pemindahan ini biasanya disertai dengan perubahan tegangan, arus
maupun impedansi. Alatnya disebut transformator (transformer). Gambar 6 menunjukkan diagram
blok konversi energi.
Gambar 6 Diagram Blok Konversi energi
Sesuai dengan jenis arus listrik yang digunakan ataupun yang dihasilkan, dikenal beberapa mesin listrik
sebagai berikut:
1. Generator Arus Bolak-balik (Generator AC)
1. Generator Arus Searah (Generator DC)
2. Motor Arus Bolak-balik (Motor AC)
3. Motor Arus Searah (Motor DC)
4. Transformator.
Hukum yang mendasari konversi energi pada generator, motor maupun transformator adalah Hukum
Faraday. Hukum Faraday menyatakan bahwa apabila kawat penghantar begerak memotong medan
magnet, maka pada kawat penghantar dibangkitkan gaya gerak listrik (ggl) atau emf (electromotive force).
Gaya gerak listrik ini disebut gaya gerak listrik induksi (ggl induksi).
Berdasarkan hukum Faraday, dapat dinyatakan bahwa mesin listrik dapat bekerja apabila dipenuhi
adanya:
1. Medan magnet
2. Kawat penghantar
3. Gerakan relatif (boleh kawat penghantar yang bergerak, boileh kutub magnet yang bergerak).

15. Pada konstruksi sebenarnya, kawat penghantar tidak hanya terdiri dari 1 (satu) batang saja, tetapi terdiri
dari banyak kawat penghantar yang dililit pada stator ataupun rotor (untuk gerator dan motor) atau dililit
pada inti (untuk transformator). Demikian pula kutub magnet, dapat terdiri lebih dari sepasang kutub.
Untuk generator yang besar, kutub magnet dikuatkan dengan luilitan penguat magnet.
Hukum Faraday dapat juga diterapkan pada motor listrik. Bila kawat penghantar yang terlatak di medan
magnet dialiri arus, maka kawat penghantar akan ditolak/didorong. Pada motor listrik terdapat kawat
penghantar yang jumlahnya banyak dan melingkar pada jangkar, sewhingga dorongan pada kawat
penghantar akan menyebabkan jangkar berputar.
Pada transformator, ada 2 kelompok kumparan kawat yang dmemiliki satu inti yang tertutup. Kumparan
pertama disbut kumparan primer dan kuimpoaran kedua disebut kumparan sekunder. Bila pada kumparan
primer mengalir arus bolak-balik, maka pada inti terbengkit garis-garis gaya magnet yang berbolak-balik
pula. Garis -garis gaya magnet yang berbolak-balik memotong komparan sekunder, sehingga pada
kumparan sekunder timbul ggl.
Gaya Lorentz
Kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus listrik I dalam suatu medan magnet B
Gaya Lorentz adalah gaya (dalam bidang fisika) yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak
atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet, B. Arah gaya ini akan mengikuti arah maju
skrup yang diputar dari vektor arah gerak muatan listrik (v) ke arah medan magnet, B, seperti yang
terlihat dalam rumus berikut:
di mana
F adalah gaya (dalam satuan/unit newton)
B adalah medan magnet (dalam unit tesla)
q adalah muatan listrik (dalam satuan coulomb)
v adalah arah kecepatan muatan (dalam unit meter per detik)
× adalah perkalian silang dari operasi vektor.
Untuk gaya Lorentz yang ditimbulkan oleh arus listrik, I, dalam suatu medan magnet (B), rumusnya akan
terlihat sebagai berikut (lihat arah gaya dalam kaidah tangan kanan):
di mana

16. F = gaya yang diukur dalam unit satuan newton
I = arus listrik dalam ampere
B = medan magnet dalam satuan tesla
= perkalian silang vektor, dan
L = panjang kawat listrik yang dialiri listrik dalam satuan meter
Sebuah partikel bermuatan listrik yang bergerak dalam daerah medan magnet homogen akan
mendapatkan gaya. Gaya ini juga dinamakan gaya Lorentz. Gerak partikel akan menyimpang searah
dengan gaya lorentz yang mempengaruhi. Arah gaya Lorentz pada muatan yang bergerak dapat juga
ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus listrik, I dalam suatu medan
magnet B. Ibu jari, menunjukan arah gaya Lorentz . Jari telunjuk, menunjukkan arah medan magnet ( B ).
Jari tengah, menunjukkan arah arus listrik ( I ). Untuk muatan positif arah gerak searah dengan arah arus,
sedang untuk muatan negatif arah gerak berlawanan dengan arah arus.
Jika besar muatan q bergerak dengan kecepatan v, dan I = q/t maka persamaan gaya adalah:
FL = I . ℓ . B sin θ
= q/t . ℓ . B sin θ
= q . ℓ/t . B sin θ
= q . v . B sin θ
*Karena ℓ/t = v
Sehingga besarnya gaya Lorentz yang dialami oleh sebuah muatan yang bergerak dalam daerah medan
magnet dapat dicari dengan menggunakan rumus :
F = q . v . B sin θ
Keterangan:
F = gaya Lorentz dalam newton ( N )
q = besarnya muatan yang bergerak dalam coulomb ( C )
v = kecepatan muatan dalam meter / sekon ( m/s )
B = kuat medan magnet dalam Wb/m2 atau tesla ( T )
θ = sudut antara arah v dan B
Bila sebuah partikel bermuatan listrik bergerak tegak lurus dengan medan magnet homogen yang
mempengaruhi selama geraknya, maka muatan akan bergerak dengan lintasan berupa lingkaran. Sebuah
muatan positif bergerak dalam medan magnet B (dengan arah menembus bidang) secara terus menerus
akan membentuk lintasan lingkaran dengan gaya Lorentz yang timbul menuju ke pusat lingkaran.
Demikian juga untuk muatan negativ. Persamaan-persamaan yang memenuhi pada muatan yang bergerak
dalam medan magnet homogen sedemikian sehinga membentuk lintasan lingkaran adalah :
*Gaya yang dialami akibat medan magnet : F = q . v . B
*Gaya sentripetal yang dialami oleh partikel : Dengan menyamakan kedua persamaan kia mendapatkan
persamaan :
Keterangan:
R = jari-jari lintasan partikel dalam meter ( m )

17. m = massa partikel dalam kilogram ( kg )
v = kecepatan partikel dalam meter / sekon ( m/s )
B = kuat medan magnet dalam Wb/m2 atau tesla ( T )
q = muatan partikel dalam coulomb ( C )