Hukum Gaya Elektromagnetik: Biografi, Konsep & Jenis Hukumnya

Di dalam ilmu fisika kita mengenal hukum gaya elektromagnetik. Sebelum membahas ke pokok pembahasan, kalian pernah memperhatikan mengapa motor bisa bergerak dan pengeras suara alias speaker bisa mentransferkan suara kita yang pelan menjadi lebih keras. Secara tidak sadar, kegiatan seperti itulah adalah hasil dari penerapan induksi elektromagnetik. 

Induksi elektromagnetik pada artikel ini mencakup sejarah, definisi, prinsip dasar dan bagaimana hukum gaya elektromagnetiknya. Yuk, simak penjelasan di bawah ini!

Mengenal Biografi Penemu Gaya Elektromagnetik

Sebelum kita mengenal hukum gaya elektromagnetik, listrik dan benda magnet pada mulanya hanya dianggap sebagai benda dengan gaya berbeda. Lalu tepatnya pada tahun 1873, pemikiran ini berubah karena James Clerk Maxwell.

James Clerk Maxwell merupakan seorang fisikawan berkebangsaan Skotlandia yang lahir pada tahun 1831.Maxwell lahir dari keluarga advokat dengan nama Bapaknya John Clerk Maxwell dan Ibunya bernama Frances Cay. 

Melansir wikipedia, jejak pendidikannya cukup mentereng lho guys. Beliau pernah mengemban ilmu di Universitas Edinburgh 1847-1850, lalu Universitas Cambridge pada tahun 1850-1856. Wow, keren ya!

Sepanjang perjalanan hidupnya, beliau mencetuskan hukum magnetisme dan kelistrikan. Benang merah antara kedua hal tersebut dapat dibuktikan dengan adanya gelombang elektromagnetik, gabungan dari magnet dan medan listrik. 

Pembuktian tersebut adalah hasil dari penelitian yang telah beliau lakukan beberapa tahun,lho. Sebenarnya, teori serupa telah ditemukan oleh beberapa ahli sebelum Maxwell. Alhasil, teori tersebut masih saja belum menjadi satu teori terpadu. 

Oleh karena itu, Maxwell menciptakan teori yang lebih terpadu yakni menjabarkan secara tepat hubungan antara medan listrik dan magnet. Sebenarnya teori tersebut juga menjadi landasan berpikir hukum dasar optik, lho. Sehingga bisa dipastikan pendapat Maxwell juga mencakup dari pendapat ahli sebelumnya. 

Baca Juga: Efek Fotolistrik: Pengertian, Proses, Faktor & Penerapannya

Definisi Gaya Elektromagnetik

Gaya elektromagnetik adalah gaya yang tercipta karena adanya peristiwa timbulnya arus listrik akibat perubahan fluks magnetik. Fluks magnetik adalah banyaknya garis gaya magnet. Seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman bernama Michael Faraday ini menggagas bahwa medan magnet dapat menghasilkan arus listrik. 

Ada atau tidaknya arus listrik dapat terdeteksi dengan alat yang bernama Galvanometer. Analoginya sederhananya adalah arus listrik itu seperti aliran yang merambat. Jadi, jika suatu benda bermuatan listrik maka akan timbul adanya perubahan jumlah garis gaya magnet alias GGL induksi. 

Konsep Dasar Gaya Elektromagnetik

Timbulnya gaya gerak listrik dari suatu kumparan akan terjadi jika terjadi perubahan fluks magnetik pada konduktor. Jika kutub utara sebuah magnet dimasukkan ke dalam kumparan jarum galvanometer, maka jarum akan bergerak ke salah satu arah.

Selanjutnya, jika magnet didiamkan maka jarum akan menunjuk ke angka nol. Namun, jika magnet tersebut dijauhkan dari kumparan maka jarum akan bergerak berlawanan. Dari peristiwa kimia tersebut dapat kita simpulkan bahwa arus listrik terjadi karena adanya beda potensial saat magnet masuk atau keluar. Hmm, menarik ya?

Kawan literasi, adapun faktor-faktor yang mempengaruhi gaya gerak listrik (GGL) seperti:

1. Kecepatan perubahan pada medan magnet. Semakin cepat perubahan medan magnet yang terjadi maka .gaya gerak listrik (GGL) juga semakin besar
2. Jumlah lilitan. Semakin banyak jumlah lilitan maka gaya gerak listrik semakin besar.
3. Kekuatan magnet. Semakin kuat gejala kemagnetan, maka gaya yang dihasilkan juga besar.

Lalu, Bagaimana Bunyi & Hukumnya? 

Poin selanjutnya adalah pembahasan tentang hukum gaya elektromagnetik. Hukum gaya elektromagnetik ini terbagi menjadi dua, antara lain:

Hukum Gaya Elektromagnetik Faraday

Michael Faraday menyatakan bahwa rangkaian listrik mempunyai gaya gerak listrik induksi yang berbanding lurus dengan kecepatan perubahan fluks magnetik. Beliau berpendapat jika induksi sangat bergantung pada waktu. Hukum gaya elektromagnetik ini juga berpendapat bahwa GGL induksi semakin besar jika terjadi perubahan medan magnet.

Gaya gerak listrik tidak sebanding dengan perubahan medan magnet lain, namun sebanding atau senilai dengan laju perubahan fluks magnet. Sehingga, dapat disajikan rumus  

Φ = B.A cos θ

Keterangan:

B = rapat fluks magnetik

Θ = sudut terbentuk antara garis yang tegak lurus permukaan lilitan (kumparan). Sudut tegak lurus bernilai, θ = 90o dan ΦB = 0. Apabila jika sudut B sejajar terhadap kumparan maka θ = 0o

ΦB = B. A

Baca Juga: Hukum Faraday: Prinsip, Bunyi, Rumus dan Penerapannya

Hukum Gaya Elektromagnetik Lenz

Pertama kali hukum gaya elektromagnetik ini diperkenalkan oleh ahli fisika bernama Heinrich Friedrich Lenz (1804-1865). Jika gaya gerak listrik terjadi pada rangkaian listrik tertutup dengan hambatan tertentu, maka arus listrik akan mengalir. 

Arus tersebut dinamakan arus induksi. Hukum Lenz menggambarkan bagaimana arus induksi terjadi, sehingga dapat dikatakan bahwa hukum ini hanya bisa berlaku pada rangkaian tertutup ya guys.

Sehingga, Bunyi Hukum Lenz seperti berikut:

“Gaya gerak listrik induksi dapat menyebabkan arus listrik dengan medan magnet yang berlawanan dengan asal perubahan fluks magnetik”.

Perubahan fluks tersebut akan menimbulkan arus pada lilitan (kumpuran) dan akan membangkitkan medan magnet. Penerapan hukum gaya elektromagnetik ini dapat kalian lihat pada arah arus induksi yang terjadi. 

Kesimpulan

Gaya Elektromagnetik merupakan gaya yang terbentuk  karena adanya arus listrik akibat perubahan fluks magnetik. Fluks magnetik berada di dalam konduktor, apabila ia mengalami perubahan maka timbulah  gaya gerak listrik atau GGL. Sementara itu, alat untuk mengecek ada atau tidaknya listrik adalah galvanometer.

Arus listrik dapat terjadi karena adanya beberapa faktor antara lain kecepatan perubahan magnet, jumlah lilitan dan kekuatan magnet. Selanjutnya, hukum gaya elektromagnetik terbagi menjadi dua yaitu hukum gaya elektromagnetik Faraday dan Lenz. Masing-masing mempunyai teorinya sendiri-sendiri ya guys. 

Sampai juga di akhir pembahasan nih. Sebenarnya jika kita bisa cermat dengan keadaan di sekeliling kita, kita jadi tahu penerapannya di bidang apa saja. Oke, sampai di sini saja ya teman-teman. Semoga bermanfaat!