Pengertian hukum Lenz beserta berbagai penjelasan tentangnya sangat penting untuk diketahui, khususnya bagi kita yang sedang belajar elektronika. Selain untuk menambah wawasan, tentu saja karena nantinya akan dibutuhkan dalam aktifitas Anda dibidang elektronik.
Ditemukan pada tahun 1834 oleh Heinrich Friedrich Emil Len, seorang fisikawan yang berasal dari Rusia. Hukum Lenz sendiri merupakan hukum elektromagnetik yang bisa digunakan dalam menentukan arah gaya listrik yang dihasilkan induksi elektromagnetik.
Hukum tentang Induksi Elktromagnetik ini menjelaskan bahwa arus yang diinduksi oleh medan magnet yang berubah (sesuai huluk Faraday tentang induksi elektromagnetik) dalam sebuah konduktor yaitu sedimikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkan dari arus induksi akan bertengan dengan perubahan medan magnet awal yang menghasilkannya.
Bunyi Hukum Lenz
Adapun bunyi dari dari hukum ini sendiri adalah sebagai berikut :
“Gaya Gerak Listrik atau GGL induksi selalu membangkitkan arus yang medan magnetnya berlawanan dengan asal perubahan fluks”.
Untuk lebih jelasnya mengenai hukum ini, silahkan bisa memperhatikan gambar di atas. Adapun maksud dari gambar tersebut, yaitu menjelaskan bahwa ketika arus telah diinduksi oleh suatu medan megnet, maka medan magnet yang telah dihasilkan arus induksi tersebut akan membuat medan magnetnya sendiri. Berdasarkan hukum Lenz magnet tersebut selalu sedemikian rupa sehingga akan senantiasa berlawanan dengan medan magnet yang semua menghasilkannya.
Pada contoh gambar tersebut memunjukan bahwa pada gambar 1, ketika kutub utara batang magnet mendekati arah kumparan, arah induksi kemudian mengalir menuju sisi paling dekat dari kumparan, kemudoan menimbulkan medan magnet kutub utara yang menentang adanya perubahan fluks. Dikarenakan adanya kesamaan kutub maka akhirnya terjadi reaksi saling tolak menolak. Menggunakan aturan tangan kanan, arus tersebut berputar berlawanan dengan arah jarum jam.
Ketika magnet menjauh dari kumparan, maka fluks magnet perubahannya akan mengecil, kemudian arus induksi mengalir ke arah yang berlawanan. Hal ini menyebabkan sisi terdekat pada kumparan akan menimbulkan menimbulkan medan induksi kutub selatan yang saling tarik menarik antara satu sama lainnya.
Hukum Faraday adalah dasar dari Hukum Lenz, dimana hukum ini menjelaskan bahwa medan magnet yang berubah akan mengindukis aris yang ada pada sebuah konduktor. Sementara itu, hukum Lenz juga menjelaskan bahwa ia menentang perubahan medan magent awal yang telah menghasilkannya. Itulah alasanya kenapa ada tanda – (negatif) pada rumus Hukum Faraday terkait gaya gerak listrik (GGL) induksi. Adapun tanda negatif tersebut menjelaskan bahwa GGL yang diinduksi dalam rangkaian sebanding dengan laju perubahan fluks yang ada. Rumus tersebut adalah sebagai berikut :
ɛ = -N (ΔΦ/Δt)
Keterangan :
ɛ = GGL induksi (volt)
N = Jumlah lilitan kumparan
ΔΦ = Perubahan fluks magnetik (weber)
∆t = selang waktu (s)
Pernyataan Hukum Lenz
“Jika gaya gerak listrik induksi timbul pada suatu rangkaian, maka arah arus induksi yang dihasilkan sedemikian rupa sehingga menimbulkan medan magnetik induksi yang menentang perubahan medan magnetik (arus induksi berusaha mempertahankan fluks magnetik totalnya konstan)”
Dengan memperhatikan gambar di atas, dapat diketahui bahwa saat kedudukan kumparan dan magnet diam, maka tidak ada perubahan fluks magnet dalam kumparan. Sementara saat kutub utara magnet digerakan mendekati kumparan, maka akan timbulah perubahan pada fluks magnetik.
Jadi pada kumparan akan muncul fluks magnetik yang menentang pertambahan pada fluks magnetik yang menembus kumparan. Oleh sebab itu, arah fluks induksi diharuskan berlawanan dengan fluks magnetik. Sehingga kemudian fluks total yang dilingkupi kumparan akan selalu konstan.
Begitupun jika pergerakan magnet menjauhi kumparan, maka dalam Kumparan tersebut akan terjadi pengurangan fluks magnetik. Maka hal ini akan menyebabkan munculnya fluks induksi yang menentang pengurangan fluks magnet pada kumparan, sehingga fluks totalnya selalu konstant. Arus arus induksi ini dapat bisa ditentukan menggunakan aturan tangan kanan, yaitu jika lipatan jari-jari lain menyatakan arah arus, maka arah ibu jari menyatakan arah induksi.
Jika magnet digerakan mendekat pada kumparan, lantas pafa hambatan R tersebut kemanakah arah terjadinya arus listrik? Karena pergerakan magnet mendekati kumparan, maka ggl induksi akan timbul pada pada kumparan tersebut, sehingga menyebabkan menimbulkan arus induksi pada kumparan, yang menyebabkan munculnya medan magnet yang menentang medan magnet tetap. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa arus dalam hambatan/kumparan dari B ke A, sama dengan pernyataan pada Hukum Lenz.
Contoh Soal Hukum lenz
1. Suatu kumparan memiliki lilitan berjunlah 100, dalam waktu 0.01 detik, bisa menimbulkan terjadinya perubahan Fluks Magnet sebesar 10-4 Wb. Hitunglah ggl induksi yang muncul pada ujung-ujung kumparan tersebut?
Jawab :
Diketahui :
N = 100 Lilitan
dΦ/dt=10-4Wb per 0.01 sekon = 10-2 Wb/s.
Penyelesaian :
ε = -N (dΦ / dt)
ε = – 100 (10-2)
ε = -1 Volt
Jadi ggl induksi yang muncul pada ujung-ujung kumparan tersebut adalah 1 Volt.
2. Diketahui sebuah pengantar lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 1,5 A. Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan 5 x 104 m/s searah arus dalam penghantar, pada jarak 0,1 m dari penghantar tersebut. Jika muatan elektron ialah -1,6 x 10-19 C, berapa besar gaya pada elektron oleh arus dalam penghantar tersebut ?
Diketahui :
I = 1,5 A
v = 5 x 104 m/s
a = 0,1 m
e = -1,6 x 10-19 C
Jawab :
Kuat medan magnet:
⇒ B = μo.I
2πa
⇒ B = (4π x 10-7)(1,5)
2π(0,1)
⇒ B = 6 x 10-7
0,2
⇒ B = 3 x 10-6 Wb/m2
Gaya pada elektron:
⇒ F=e.v.B
⇒ F=(1,6 x 10-19)(5 x 104)(3 x 10-6)
⇒ F=24 x 10-21
⇒ F=2,4 x 10-20 N
Jadi besarnya gaya pada elektron oleh arus dalam penghantar adalah 2,4 x 10-20 N
Demikian pembahasan lengkap mengenai Hukum Lenz, jangan lupa share agar semakin banyak yang merasakan manfaatnya ya!.
