Hukum Induksi FARADAY: Pembahasan Mengenai Hukum LENZ

Hukum LENZ

Hukum ini di kemukakan oleh Friederich Lenz (1804-1865) di dalam tahun 1834 : Arus imbas akan muncul di dalam arah yang sedemikian rupa sehingga arah tersebut menentang perubahan yang menghasilkannya.

Hukum lenz menunjuk mengenai arus imbas, yang berarti bahwa hukum tersebut berlaku hanya pada rangkaian penghantar yang tertutup. Jika rangkaian tersebut terbuka, maka kita biasanya dapat memikirkanya di dalam apa yang akan terjadi seandainya rangkaian tersebut tertutup dan dengan cara ini kita mencari arah tegangan elektrik imbas.

Sebuah simpul arus menghasilkan sebuah medan magnet pada titik-titik jauh seperti medan magnet yang di hasilkan oleh dipol magnet, dengan sebuah dari muka simpal menyatakan kutub utara, dan muka yang bertentangan dengan muka tadi menyatakan kutub selatan.

Bila kita mendorong magnet menuju simpal ( atau mendorong simpal menuju magnet), maka sebuah arus imbas akan muncul. Di dalam hukum Lenz maka pendorongan ini adalah “ perubahan “ yang menghasilkan arus imbas, dan, menurut hukum ini, arus imbas akan menentang “ dorongan “ tersebut. Jika kita menarik magnet menjauhi koil, maka arus imbas akan menentang “ tarikan “ tersebut dengan menciptakan sebuah kutub selatan pada muka kanan simpal dari gambar diatas. Untuk membuat muka kanan menjadi sebuah kutub selatan, maka arah arus haruslah berlawanan dengan arah yang di perlihatkan di dalam gambar di atas.

Marilah kita pakai hukum lenz kepada gambar di dalam cara yang berbeda.gambar di atas memperlihatkan garis-garis B untuk magnet batang tersebut. Dengan pandangan seperti ini maka ”perubahan” adalah pertambahan  fluks yang melalui simpal yang disebabkan karena membawa magnet lebih dekat. Arus imbas menentang perubahan ini dangan menimbulkan sebuah medan yang cenderung untuk menentang pertambahan fluks yang disebabkan oleh magnet yang bergerak tersebut. Jadi medan yang di timbulkan oleh arus imbas harus menunjuk dari kiri ke kanan melalui bidang koil, cocok dengan kesimpulan kita yang sebelumnya.

Tidaklah penting disini bahwa medan imbas menentang medan magnet tetapi yang penting adalah bahwa mdan imbas menentang perubahan tersebut, yang di dalam kasus ini adalah pertambahan  fluks yang melalui simpal. Medan imbas sekarang akan menentang berkurangnya  fluks (yakni,perubahannya) dengan menguatkan kembali (reenforcing) medan magnet tersebut. Di dalam setiap kasus maka medan imbas menentang perubahan yang menimbulkan medan imbas tersebut.

Fluks  yang tercakup oleh simpal dalam gambar diatas

Dimana lx adalah luas dari bagian simpal di dalam yang mana B tidak sama dengan nol. Kita mencari tegangan elektrik , dari hukum Faraday:

Tenaga gerak elektrik  menimbulkan sebuah arus di dalam simpal :

Dimana R adalah hambatan simpal. Dari hukum Lenz, maka arus ini harus searah dengan arah perputaran jarum jam didalam gambar di atas. Arus di dalam simpal akan menyebabkan gaya-gaya F1, F2, dan F3 bekerja pada ketiga penghantar tersebut, menurut persamaan gaya magnet pada sebuah arus:

Karena F2 dan F3 mempunyai besar yang sama dan arah yang berlawanan maka kedua gaya ini saling menghilangkan. F1 merupakan gaya yang menentang usaha gerakan simpal besarnya:

Pengaruh yang menarik simpal harus bekerja dengan kecepatan tetap

Dari prinsip kekekalan tenaga, maka tenaga termal harus muncul di dalam hambatan dengan kecepatan yang sama. Ingat kembali bahwa hubungan yang ditunjukkan oleh persamaan berikut:

untuk rangkaian bersimpal tunggal adalah merupakan akibat langsung dari prinsip ini.