MAKALAH INI DIAJUKAN
UNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH ELEKTRODINAMIKA
DOSEN PENGAMPU: NERI
WULAN ARUM, S.Si
DISUSUN
OLEH:
KELOMPOK
VI
 |
KATA PENGANTAR
Puji
syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas anugerah taufik dan hidayah-Nya
sehingga makalah kami yang berjudul “MEDAN ELEKTROMAGNETIK” dapat kami
selesaikan. Makalah ini diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah
Elektrodinamika.
Akhirnya,
kami haturkan terimakasih kepada ibu dosen pengampu mata kuliah Elektrodinamika,
Ibu Neri Wulan Arum, S.Si, yang telah
memberikan bimbingan dan meluangkan waktunya, serta semua pihak yang telah
membantu dalam penyusunan makalah ini.
Sesuai dengan pepatah “Tak ada gading
yang tak retak”, kami menyadari, bahwa makalah ini belum sempurna. Oleh
karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari
semua pihak khususnya bapak dan ibu dosen serta teman-teman mahasiswa guna
penyempurnaan makalah ini pada tahap berikutnya. Besar pengharapan kami semoga
makalah ini bermanfaat bagi para pembaca dan juga sebagai pelengkap hasanah
ilmu pengetahuan. Semoga Allah SWT juga mencatat kegiatan ini sebagai bagian
dari ibadah kepada-Nya. Amin.
Sumbawa Besar, Juli
2010
KELOMPOK VI
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL
KATA PENGANTAR........................................................................................................ 1
DAFTAR ISI...................................................................................................................... 2
BAB. I. PENDAHULUAN.................................................................................................. 3
A. Latar Belakang......................................................................................................... 3
B. Rumusan
masalah................................................................................................... 4
C. Tujuan...................................................................................................................... 4
BAB. II. PEMBAHASAN.............................................................................................. .... 5
- Medan Listrik......................................................................................................... 5
- Medan Magnet.................................................................................................. .... 5
- Induksi Elektromagnetik........................................................................................ 8
- Peralatan Yang Menggunakan Prinsip Elektromagnetik....................................... 15
- Dampak Medan Elektromagnetik Terhadap Kesehatan........................................ 19
BAB. III. PENUTUP..................................................................................................... .... 21
- Kesimpulan............................................................................................................ 21
- Saran..................................................................................................................... 22
DAFTAR PUSTAKA......................................................................................................... 23
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Dalam fisika elektromagnetisme, sebuah medan elektromagnetik adalah sebuah medan terdiri dari dua
medan vektor yang berhubungan: medan
listrik dan medan
magnet. Medan elektromagnetik tersebut dibayangkan mencakup
seluruh ruang; biasanya medan elektromagnetik hanya terbatas di sebuah
daerah kecil di sekitar objek dalam ruang. Vektor (E dan B) yang
merupakan karakter medan masing-masing memiliki sebuah nilai yang didefinisikan
pada setiap titik ruang dan waktu. Bila hanya medan
listrik (E) bukan
nol, dan konstan dalam waktu, medan ini dikatakan sebuah medan
elektrostatik. E dan B (medan magnet) dihubungkan dengan persamaan Maxwell. Medan
elektromagnetik dapat dijelaskan dengan sebuah dasar kuantum oleh elektrodinamika
kuantum.
Kelistrikan dapat
menghasilkan kemagnetan. Dapatkah kemagnetan menimbulkan kelistrikan?
Kemagnetan dan kelistrikan merupakan dua gejala alam yang prosesnya dapat
dibolak-balik. Ketika H.C. Oersted
membuktikan bahwa di sekitar
kawat berarus listrik
terdapat medan magnet (artinya listrik menimbulkan magnet),
para ilmuwan mulai berpikir keterkaitan antara kelistrikan dan kemagnetan.
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.
Pada kehidupan
manusia dewasa ini, peralatan listrik makin banyak digunakan untuk memperoleh kemudahan maupun
kenikmatan. Peran listrik makin banyak
digunakan dalam berbagai prasarana kehidupan.
Sehingga disekitar kita dikelilingi oleh medan listrik (ML) maupun medan
elektromagnetik (ME). Berbagai penelitian telah dilakukan untuk mengetahui besarnya pengaruh ME maupun ML terhadap
kesehatan.
B. RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang tersebut di atas, maka yang
menjadi rumusan masalah dalam makalah ini adalah:
1.
Medan Listrik
2.
Medan Magnet
3.
Induksi Elektromagnetik
4.
Peralatan yang
Menggunakan Prinsip Elektromagnetik
5.
Dampak Medan
Elektromagnetik Terhadap Kesehatan
C. TUJUAN
Berdasarkan rumusan masalah yang telah dikemukakan di
atas, maka tujuan yang ingin dicapai dalam makalah ini adalah untuk mengetahui:
1.
Medan Listrik
2.
Medan Magnet
3.
Induksi Elektromagnetik
4.
Peralatan yang
Menggunakan Prinsip Elektromagnetik
5.
Dampak Medan
Elektromagnetik Terhadap Kesehatan
BAB
II
PEMBAHASAN
A. MEDAN LISTRIK
Apabila diamati
dengan cermat tampak bahwa terjadinya gaya tolak ataupun gaya tarik pada
benda-benda bermuatan listrik berlangsung tanpa kedua benda harus bersentuhan.
Ini berarti di sekitar benda bermuatan listrik terdapat medan listrik, yaitu
ruang di sekitar muatan listrik tempat gaya-gaya listrik terasa pengaruhnya.
Medan listrik digambarkan berupa garis-garis gaya listrik yang ada disekitar
benda bermuatan listrik. Adapun pola garis-garis gaya disekitar benda bermuatan
beserta arah gaya itu ditunjukkan seperti gambar berikut ini.
Arah gaya listrik
selalu berawal dari suatu muatan positif dan berakhir di suatu muatan negative.
B. MEDAN MAGNET
Medan magnet
adalah suatu daerah di sekitar magnet di mana masih ada pengaruh gaya magnet.
Adanya medan magnet ini dapat kita tunjukkan dengan menggunakan serbuk besi dan
dapat pula menggunakan kompas.
1. Letakkan sebuah magnet batang.
2. Di atas magnet tersebut, letakkan sehelai kertas putih
(misal kertas karton).
3. Taburkan serbuk besi merata di atas kertas itu.
4. Kemudian ketuk-ketuk kertas itu beberapa kali.
|
Contoh garis-garis gaya magnet sebagai berikut:
Berdasarkan
pengamatan Gambar diatas, maka dapat diambil kesimpulan tentang garis
gaya magnet.
o
Garis gaya magnet adalah arah medan magnet yang berupa
garis-garis yang menghubungkan kutub-kutub magnet.
o
Garis gaya magnet memiliki arah meninggalkan kutub utara
dan menuju kutub selatan.
o
Garis gaya magnet selalu tidak berpotongan.
o
Tempat di mana garis gayanya rapat maka menunjukkan bahwa
medan magnetnya juga kuat begitu pula sebaliknya.
1. Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Berarus Listrik
Seorang ahli Ilmu
Pengetahuan Alam yang juga guru besar pada Universitas Kopenhagen yang bernama
Hans Christian Oersted (1777 – 1851) dalam penyelidikannya telah menemukan
bahwa di sekitar arus listrik terdapat medan magnet.
Dalam kuliahnya
di Universitas Kopenhagen pada tahun 1820,Oersted menghubungkan baterai dengan
sebuah kawat yang bergerak dekat jarum kompas. Jarum magnetik berputar dan
Oersted segera tahu apa arti gerakan ini. Kawat yang membawa arus bertindak
sebagai magnet, membuktikan hubungan magnetisme dan listrik. Dari percobaan
yang dilakukannya Oersted menyimpulkan bahwa:
a.
Di sekitar arus listrik terdapat medan magnet. Ini dapat
dideteksi dengan menggunakan serbukbesi yang memerlukan kuat arus yang tinggi,
jadi tidak bisa dengan baterai yang kecil.
b.
Arah medan magnet (garis-garis gaya magnet) bergantung
pada arah arus listrik. Jika arah arus diubah, maka arah medan magnet berubah.
c.
Besar medan magnet dipengaruhi oleh kuat arus dan jarak
terhadap kawat.
Untuk menentukan
arah garis-garis gaya magnet di sekitar penghantar lurus yang dialiri arus
listrik agar lebih mudah digunakan kaidah tangan kanan.
|
Jika ibu jari
menunjukkan arah arus, maka arah garis gaya magnet dinyatakan oleh jari-jari
yang menggenggam. Cara ini dapat digunakan untuk menentukan arah garis-garis
gaya di sekitar penghantar yang bentuknya lain seperti terlihat pada Gambar
berikut.
|
2. Medan Magnet Sebuah Kumparan
Pengaruh medan
magnet yang dihasilkan oleh sebuah penghantar arus terhadap benda yang ada di
sekitarnya sangat kecil. Hal ini disebabkan medan magnet yang dihasilkan sangat
kecil atau lemah. Agar mendapatkan pengaruh medan yang kuat, penghantar itu
harus digulung menjadi sebuah kumparan. Pada kumparan, medan magnet yang
ditimbulkan oleh lilitan yang satu diperkuat oleh lilitan yang lain. Apabila
kumparan itu panjang disebut solenoida. Apabila di dalam kumparan diberi inti
besi lunak maka pengaruh kemagnetannya menjadi jauh lebih besar. Karena
kumparan yang dililitkan pada inti besi lunak akan menimbulkan sebuah magnet
yang kuat. Pengaruh hubungan antara kuat arus dan medan magnet disebut
elektromagnet atau magnet listrik. Keuntungan magnet listrik adalah:
a. Sifat kemagnetannya sangat kuat.
b. Kekuatan magnet itu dapat diubah-ubah dengan mengubah
kuat arus.
c. Kemagnetannya dapat dihilangkan dengan memutuskan arus
listrik.
Magnet listrik
dibuat dalam berbagai bentuk, antara lain: berbentuk huruf U, berbentuk batang,
berbentuk silinder, dan lingkaran. Di antara bentuk-bentuk magnet listrik
tersebut yang paling kuat daya tarik magnetnya adalah yang berbentuk U.
C. INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
1. 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 gaya
magnet disebut induksi elektromagnetik.
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.
Ada tiga
faktor yang memengaruhi GGL induksi, yaitu : a. kecepatan gerakan magnet
atau kecepatan perubahan
jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik), b. jumlah lilitan, c. medan
magnet
2. 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.
Generator
dibedakan menjadi dua, yaitu generator arus searah (DC) dan generator arus bolak-balik
(AC). Baik generator AC dan generator
DC memutar kumparan di dalam medan
magnet tetap. Generator AC sering
disebut alternator. Arus listrik yang dihasilkan berupa arus
bolak-balik. Ciri generator
AC menggunakan cincin ganda. Generator arus DC, arus yang
dihasilkan berupa arus searah. Ciri generator DC menggunakan cincin
belah (komutator). Jadi, generator AC dapat diubah
menjadi generator DC
dengan cara mengganti cincin
ganda dengan sebuah komutator.
Sebuah generator
AC kumparan berputar
di antara kutub- kutub
yang tak sejenis
dari dua magnet
yang saling berhadapan. Kedua kutub
magnet akan menimbulkan
medan magnet. Kedua ujung
kumparan dihubungkan dengan
sikat karbon yang
terdapat pada setiap cincin.
Kumparan merupakan bagian
generator yang berputar (bergerak) disebut rotor. Magnet
tetap merupakan bagian generator yang tidak bergerak disebut stator.
Ketika kumparan sejajar dengan arah medan magnet (membentuk sudut
0 derajat), belum terjadi
arus listrik dan
tidak terjadi GGL induksi (perhatikan
Gambar 12.2).
Pada saat
kumparan berputar
perlahan-lahan, arus dan
GGL beranjak naik
sampai kumparan membentuk sudut
90 derajat. Saat itu posisi kumparan tegak lurus dengan arah medan magnet. Pada
kedudukan ini kuat arus dan GGL induksi menunjukkan nilai maksimum.
Selanjutnya, putaran kumparan terus berputar, arus dan GGL makin berkurang.
Ketika kumparan mem bentuk sudut 180 derajat kedudukan kumparan sejajar dengan
arah medan magnet, maka GGL induksi dan arus induksi menjadi nol.
Putaran kumparan
berikutnya arus dan tegangan mulai naik lagi
dengan arah yang
berlawanan. Pada saat
membentuk sudut 270 derajat,
terjadi lagi kumparan berarus tegak lurus dengan arah medan magnet. Pada
kedudukan kuat arus dan GGL induksi menunjukkan nilai maksimum
lagi, namun arahnya
berbeda. Putaran kumparan selanjutnya, arus dan tegangan turun perlahan-lahan hingga
mencapai nol dan
kumparan kembali ke
posisi semula hingga membentuk sudut 360 derajat.
Dinamo dibedakan
menjadi dua yaitu, dinamo arus searah (DC) dan dinamo arus bolak-balik (AC).
Prinsip kerja dinamo sama dengan generator yaitu memutar kumparan di dalam
medan magnet atau memutar magnet di dalam kumparan. Bagian dinamo yang berputar
disebut rotor. Bagian dinamo yang tidak bergerak disebut stator. Perbedaan
antara dinamo DC dengan dinamo AC terletak pada cincin yang digunakan. Pada
dinamo arus searah menggunakan satu cincin yang dibelah menjadi dua yang
disebut cincin belah (komutator). Cincin ini memungkinkan arus listrik yang
dihasilkan pada rangkaian luar Dinamo berupa arus searah walaupun di dalam
dinamo sendiri menghasilkan arus bolak-balik. Adapun, pada dinamo arus
bolak-balik menggunakan cincin ganda (dua cincin).
Alat pembangkit
listrik arus bolak balik yang paling sederhana adalah dinamo sepeda. Tenaga
yang digunakan untuk memutar rotor adalah roda sepeda. Jika roda berputar,
kumparan atau magnet ikut berputar. Akibatnya, timbul GGL induksi pada
ujung-ujung kumparan dan arus listrik mengalir. Makin cepat gerakan roda
sepeda, makin cepat magnet atau kumparan berputar. Makin besar pula GGL
induksi dan arus listrik yang
dihasilkan. Jika dihubungkan dengan lampu, nyala lampu makin terang. GGL induksi
pada dinamo dapat diperbesar dengan cara putaran roda dipercepat, menggunakan
magnet yang kuat (besar), jumlah lilitan diperbanyak, dan menggunakan inti besi
lunak di dalam kumparan.
3. Transformator
Alat yang
digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC disebut transformator
(trafo). Trafo memiliki dua terminal, yaitu terminal input dan terminal output.
Terminal input terdapat pada kumparan primer. Terminal output terdapat pada
kumparan sekunder. Tegangan listrik yang akan diubah dihubungkan dengan
terminal input. Adapun, hasil pengubahan tegangan diperoleh pada terminal
output. Prinsip kerja transformator menerapkan peristiwa induksi
elektromagnetik. Jika pada kumparan primer dialiri arus AC, inti besi yang
dililiti kumparan akan menjadi magnet (elektromagnet). Karena arus AC, pada elektromagnet
selalu terjadi perubahan garis gaya magnet. Perubahan garis gaya tersebut akan
bergeser ke kumparan sekunder. Dengan demikian, pada kumparan sekunder juga
terjadi perubahan garis gaya magnet. Hal itulah yang menimbulkan GGL induksi
pada kumparan sekunder. Adapun, arus induksi yang dihasilkan adalah arus AC
yang besarnya sesuai dengan jumlah lilitan sekunder.
Bagian utama
transformator ada tiga, yaitu inti besi yang berlapis-lapis, kumparan primer,
dan kumparan sekunder. Kumparan primer yang dihubungkan dengan PLN sebagai
tegangan masukan (input) yang akan dinaikkan atau diturunkan. Kumparan sekunder
dihubungkan dengan beban sebagai tegangan keluaran (output).
1.1.
Macam-Macam
Transformator
Apabila tegangan
terminal output lebih besar daripada tegangan yang diubah, trafo yang digunakan
berfungsi sebagai penaik tegangan. Sebaliknya apabila tegangan terminal output
lebih kecil daripada tegangan yang diubah, trafo yang digunakan berfungsi
sebagai penurun tegangan. Dengan demikian, transformator (trafo) dibedakan
menjadi dua, yaitu trafo step up dan trafo step down.
Trafo step up adalah transformator yang berfungsi
untuk menaikkan tegangan AC. Trafo ini memiliki ciri-ciri:
a. jumlah lilitan primer lebih sedikit daripada jumlah
lilitan sekunder,
b. tegangan primer lebih kecil daripada tegangan
sekunder,
c. kuat arus primer lebih besar daripada kuat arus
sekunder.
Trafo step down
adalah transformator yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC. Trafo ini memiliki ciri-ciri:
a. jumlah lilitan primer lebih banyak daripada jumlah
lilitan sekunder,
b. tegangan primer lebih besar daripada tegangan
sekunder,
c. kuat arus primer lebih kecil daripada kuat arus
sekunder.
1.2.
Transformator
Ideal
Besar tegangan
dan kuat arus pada trafo bergantung banyaknya lilitan. Besar tegangan sebanding
dengan jumlah lilitan. Makin banyak jumlah lilitan tegangan yang dihasilkan
makin besar. Hal ini berlaku untuk lilitan primer dan sekunder. Hubungan antara
jumlah lilitan primer dan sekunder dengan tegangan primer dan tegangan sekunder
dirumuskan :
Trafo dikatakan
ideal jika tidak ada energi yang hilang menjadi kalor, yaitu ketika jumlah
energi yang masuk pada kumparan primer sama dengan jumlah energi yang keluar
pada kumparan sekunder. Hubungan antara tegangan dengan kuat arus pada kumparan primer dan sekunder dirumuskan :
Jika kedua ruas
dibagi dengan t, diperoleh rumus :
Dalam hal ini
faktor (V × I) adalah daya (P) transformator. Berdasarkan
rumus-rumus di atas, hubungan antara jumlah lilitan primer dan sekunder dengan
kuat arus primer dan sekunder dapat dirumuskan sebagai :
Dengan demikian
untuk transformator ideal akan berlaku persamaan berikut.
Dengan:
Vp = tegangan primer (tegangan input = Vi
) dengan satuan volt (V)
Vs = tegangan sekunder (tegangan output = Vo)
dengan satuan volt (V)
Np = jumlah lilitan primer
Ns = jumlah lilitan sekunder
Ip = kuat arus primer (kuat arus input = Ii)
dengan satuan ampere (A)
Is = kuat arus sekunder (kuat arus output = Io)
dengan satuan ampere (A)
D. PERALATAN YANG MENGGUNAKAN PRINSIP ELEKTROMAGNETIK
Alexander Graham
Bell (1847- 1922) adalah ilmuan dan guru tunarungu asal Scotlandia yang
terkenal dengan penemuannya seperti telegraf ganda (1874), telepon (1876),
fotofon (1880), dan piringan hitam (1886). Pada umumnya hasil penemuan Bell merupakan
bentuk pengabdian terhadap penderita tunarungu.
Banyak alat-alat
listrik yang bekerjanya atas dasar kemagnetan listrik. Misalnya bel listrik,
telepon, telegraf, alat penyambung atau relai, kunci pintu listrik, detektor
logam dan loudspeaker. Alat-alat ukur seperti amperemeter, voltmeter dan
galvanometer dapat dijelaskan dengan prinsip kemagnetan listrik.
1. Bel Listrik
Bagian-bagian
utama bel listrik:
a.
Sebuah magnet listrik (A dan B), berupa magnet listrik
berbentuk U
b.
Pemutusan arus atau interuptor: C
c.
Sebuah pelat besi lunak: D yang dihubungkan dengan pegas
E dan pemukul bel; F (lihat Gambar 12.11)!
Cara
Kerja Bel Listrik:
Apabila arus listrik dialirkan dengan jalan menekan
sakelar, SK, maka arus listrik mengalir melalui kumparan. A dan B menjadi magnet,
dan menarik D. Oleh karena itu arus yang melalui titik C terputus, sehingga
sifat kemagnetannya hilang. D terlepas dari tarikan AB. Kontak C tersambung
lagi, dan arus mengalir lagi. A dan B menjadi magnet lagi, menarik D demikian
seterusnya berulang-ulang. Selama SK ditekan. Tiap kali D ditarik oleh AB, maka
pemukul F memukul bel G, maka bel berbunyi.
2. Pesawat Telepon
Sebuah pesawat
telepon pada dasarnya terdiri atas dua bagian utama yaitu:
a.
pesawat pengirim, yang biasa disebut mikrofon
b.
pesawat penerima, biasanya disebut telepon.
Lihat Gambar 12.12a! Perhatikan prinsip-prinsip yang
mendasar pada sebuah mikrofon. Sebuah pelat tipis yang disebut diafragma D,
selalu bersentuhan dengan butir-butir karbon, C, yang terdapat di dalam kotak
karbon, B, jika getaran suara jatuh ke permukaan diafragma maka diafragma itu
bergetar. Getaran ini menyebabkan butir-butir karbon tertekan atau tidak
tertekan. Pada waktu tertekan, hambatan butir-butir karbon itu kecil, begitu
sebaliknya jika tidak tertekan, hambatannya besar. Karena getaran diafragma dan
hambatan C berubah-ubah sesuai dengan getaran suara. Arus yang mengalirpun
berubah-ubah sampai ke telepon. Arus yang berubah-ubah menjadi suara.
Gambar 12.12b memperlihatkan dasar kerja pesawat telepon.
Telepon terdiri atas sebuah diafragma, M, sebuah magnet listrik, A–A, dan
magnet tetap US. Magnet tetap selalu memagnetkan inti magnet listrik. Karena
itu diafragma yang terbuat dari bahan, ditarik oleh magnet, selalu tertarik ke
arah AA dan dalam bentuk agak cekung ke arah AA. Jika arus yang datang melalui
kumparan magnet listrik itu berubah-ubah besarnya. Maka kekuatan magnet listrik
berubah-ubah juga. Perubahan gaya tarik sesuai dengan getaran suara yang
dikirim oleh mikrofon. Perubahan gaya tarik menyebabkan diafragma bergetar
sesuai dengan getaran suara pengirim.
3. Relai
Relai adalah sebuah alat yang dapat menghubungkan atau
memutuskan arus yang besar meskipun dengan energi kecil. Bagian utama sebuah
relai yaitu:
a.
Magnet listrik (M)
b.
Sauh (S)
c.
Kontak (K)
d.
Pegas (P)
Cara Kerja
Relai:
Apabila arus mengalir melalui kumparan, M, maka sauh
ditarik oleh M, sehingga kontak K bersentuhan. Arus yang mengalir melalui
kumparan disebut arus primer. Arus yang dialirkan oleh kontak disebut arus
sekunder. Jika arus primer tidak mengalir, maka sauh tertarik oleh pegas,
kontak terputus. Skema relai ditunjukkan pada Gambar 12.13b.
Relai banyak digunakan dalam bidang teknik untuk mengatur
suatu alat dari jarak jauh, misalnya pada motor listrik. Motor listrik
dihubungkan dan diputuskan dengan cara menutup dan membuka sakelar S. Ketika S
ditutup, arus listrik kecil mengalir melalui elektromagnet, ujung kiri
elektromagnet menarik jangkar besi lunak yang berbentuk L. Pergerakan ini
menyebabkan jangkar besi lunak menekan kontak C yang berada di bawah sehingga
naik ke atas dan terhubung. Dengan terhubungnya kontak C, maka baterai
terhubung ke motor listrik, dan arus listrik mengalir ke dalam motor listrik.
Ketika sakelar S dibuka, arus listrik yang melalui elektromagnet terputus,
kontak C terbuka dan motor berhenti berputar.
Perhatikan Gambar 12.14. Ada dua rangkaian terpisah dan kontak relai C
terbuka. Dengan menutup sakelar S di rangkaian sebelah kiri, kontak C akan
menutup dan menghubungkan rangkaian di sebelah kanan. Satu keuntungan dari
sistem ini adalah sakelar-sakelar dan kabel-kabel penerangan yang hanya sesuai
untuk arus kecil dapat dipakai untuk mengatur mesin-mesin listrik yang berarus
besar, misalnya pada dinamo starter mobil.
4. Kunci Pintu Listrik
Kunci pintu listrik bekerja didasarkan pada elektromagnetik. Kunci ini
mempunyai kumparan dari jenis solenoida yang dihubungkan ke saklar di dalam
rumah. Jika seseorang menekan sakelar, arus mengalir ke solenoida.
Elektromagnetik yang dihasilkan akan menarik kunci besi ke dalam solenoida
sehingga seorang di luar bisa membuka pintu.
5. Metal Detector
Sebuah detektor logam yang digunakan untuk mengecek senjata logam, terdiri
atas kumparan besar yang dapat dialiri/membawa arus listrik. Seseorang yang
berjalan lewat di bawah pintu detektor yang membawa senjata logam dapat
diketahui. Senjata logam dapat mengubah elektromagnetik yang dihasilkan oleh
kumparan. Perubahan ini akan terdeteksi dan alarm akan berbunyi.
6. Loudspeaker
Loudspeaker adalah alat pengeras suara yang menggunakan prinsip
elektromagnetik. Sinyal arus listrik diubah menjadi gelombang bunyi. Sinyal
yang melalui kumparan dalam bentuk solenoida yang diletakkan di belakang
speaker. Kumparan ini berlaku sebagai elektromagnetik dan ada magnet permanen
yang ditempakan didekatnya. Arus yang lewat hanya satu arah, gaya magnet akan
menekan elektromagnetik dan keluar ke speaker. Arus yang lewat berlawanan akan menarik
speaker sehingga terjadi getaran. Getaran dari speaker menghasilkan gelombang
bunyi.
E. DAMPAK MEDAN ELEKTROMAGNETIK TERHADAP KESEHATAN
Dari hasil penelitian menunjukkan adanya pengaruh medan
elektromagnetik terhadap kesehatan apabila terjadi pemajanan dengan intensitas
yang sangat tinggi (hal ini sukar ditemukan dalam pemajanan nyata sehari-hari)
dengan efek terhadap:
1.
DNA, RNA, dan sintesis protein
2.
Proliferasi sel
3.
Respon imun
4.
Transduksi signal membran (hormon, enzim dan
neurotransmiter)
Efek – efek tersebut membuktikan bahwa pada tingkat
pajanan yang tinggi akan terjadi gangguan dan pada sisi fisiologis dapat
mempegaruhi beberapa fungsi seperti : fungsi reproduksi, kardiovaskular, saraf,
hematopoetik, endokrin, mutagenesis, sistem imun.
Di dalam tubuh makhluk hidup sendiri terdapat medan
listrik endogen yang mempunyai peranan kompleks dalam mengontrol mekanisme
fisiologis tubuh, seperti aktivitas
saraf otot, sekresi kelenjar, fungsi membran sel, perkembangan dan pertumbuhan,
serta perbaikan jaringan. Dapat
dibayangkan bila ada medan listrik yang lebih besar disekitar kita pastilah
akan mempengaruhi medan listrik endogen. Paparan medan dari luar ini akan
mengakibatkan stress tambahan bagi tubuh dengan akibat: transmisi sinaptik pada
saraf akan bertambah cepat dan menimbulkan respon yang berlebihan yang akhirnya
mengakibatkan kelelahan pada tubuh.
Stress yang disebabkan pajanan medan listrik ini dapat
menyebabkan perubahan gangguan fungsi sistem saraf otonom yang berhubungan
dengan kelenjar adrenal. Dalam kondisi ini sistem saraf otonom akan
mempengaruhi kinerja sistem hormonal yang dapat merangsang naiknya aktivitas
hipotalamus dan Corticotrophin releasing factor (CRF) yang berhubungan dengan
hipofisis anterior serta adrenocortitrophin hormone (ACTH).
Dalam keadaan ini dihasilkan hormon adrenalin yang
berlebihan sehingga mempengaruhi dan mengganggu kerja sistem homeostasis tubuh.
Sangatlah tidak mungkin bagi kita untuk menghindari pajanan medan listrik maupun elektromagnetik ini.
Lepas dari kontroversi akibat pajanan gelombang ini terhadap timbulnya suatu
penyakit maka tidak ada salahnya kita
menghindari pajanan terhadap gelombang ini, misalnya tidak menempatkan radio di
sekitar kepala, tidak duduk dekat microwave yang sedang menyala, penggunaan
telepon genggam yang lama dan pada saat sinyal kurang baik, tidak tinggal di
daerah pajanan listrik yang besar (di bawah tekanan tinggi ) dan sebagainya.
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Medan
elektromagnetik adalah sebuah medan terdiri dari dua
medan vektor yang berhubungan: medan
listrik dan medan
magnet.
Medan listrik,
yaitu ruang di sekitar muatan listrik tempat gaya-gaya listrik terasa
pengaruhnya. Medan listrik digambarkan berupa garis-garis gaya listrik yang ada
disekitar benda bermuatan listrik.
Medan magnet
adalah suatu daerah di sekitar magnet di mana masih ada pengaruh gaya magnet.
Untuk menentukan arah garis-garis gaya magnet di sekitar penghantar lurus yang
dialiri arus listrik agar lebih mudah digunakan kaidah tangan kanan. Jika ibu
jari menunjukkan arah arus, maka arah garis gaya magnet dinyatakan oleh
jari-jari yang menggenggam.
Agar mendapatkan
pengaruh medan yang kuat, penghantar itu harus digulung menjadi sebuah
kumparan. Pada kumparan, medan magnet yang ditimbulkan oleh lilitan yang satu
diperkuat oleh lilitan yang lain. Apabila kumparan itu panjang disebut
solenoida. Apabila di dalam kumparan diberi inti besi lunak maka pengaruh
kemagnetannya menjadi jauh lebih besar. Karena kumparan yang dililitkan pada
inti besi lunak akan menimbulkan sebuah magnet yang kuat. Pengaruh hubungan
antara kuat arus dan medan magnet disebut elektromagnet atau magnet listrik.
Peristiwa timbulnya GGL
induksi dan arus induksi akibat
adanya perubahan jumlah garis-garis gaya
magnet disebut induksi elektromagnetik.
Induksi elektromagnetik digunakan pada pembangkit energi listrik. Pembangkit
energi listrik yang menerapkan induksi elektromagnetik adalah generator dan
dinamo. Prinsip kerja transformator juga menerapkan peristiwa induksi
elektromagnetik.
Alat-alat listrik
yang bekerjanya atas dasar kemagnetan listrik. Misalnya bel listrik, telepon,
telegraf, alat penyambung atau relai, kunci pintu listrik, detektor logam dan
loudspeaker. Alat-alat ukur seperti amperemeter, voltmeter dan galvanometer
dapat dijelaskan dengan prinsip kemagnetan listrik.
Hasil penelitian menunjukkan adanya pengaruh medan
elektromagnetik terhadap kesehatan apabila terjadi pemajanan dengan intensitas
yang sangat tinggi (hal ini sukar ditemukan dalam pemajanan nyata sehari-hari)
dengan efek terhadap :
1.
DNA, RNA, dan sintesis protein
2.
Proliferasi sel
3.
Respon imun
4.
Transduksi signal membran (hormon, enzim dan
neurotransmiter)
Efek–efek tersebut membuktikan bahwa pada tingkat pajanan
yang tinggi akan terjadi
gangguan dan pada sisi fisiologis dapat mempegaruhi beberapa fungsi seperti :
fungsi reproduksi, kardiovaskular, saraf, hematopoetik, endokrin, mutagenesis,
sistem imun.
B. SARAN
Kepada para
pembaca diharapkan untuk mengadakan diskusi dengan para pakar fisika untuk
menambah wawasan tentang fisika khususnya mengenai energi listrik. Perbanyak
referensi-referensi baik dari buku atau internet. Janganlah berputus asa
kemudian menimbulkan suatu kemalasan. Karena sesungguhnya dunia tetap berputar,
waktu yang telah berlalu tak pernah kembali. Manfaatkan waktu yang kita miliki
karena itu adalah sebuah anugerah dari Sang Pencipta.
DAFTAR PUSTAKA
Yurnadi. Medan Listrik dan Pengaruhnya terhadap Kesehatan
. MKI 2000 : 50 ; 393 -98
ELF – EMF European Feasibility Study Group. Need For A European Approach to The Effects
of Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields on Cancer. Scan J Work Environ Health 1997 ; 23 : 5 –
14.
Mansyur M. Dampak Medan Elektromagnetik Terhadap
Kesehatan. MKI 1998 ; 48 : 264 - 69http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrodinamika
http://id.wikipedia.org/wiki/induksi_elektromagnetik
http://www.crayonpedia.org/mw/KEMAGNETAN_9.2_DEWI_GANAWATI
