10.5 Aruhan Elektromagnetik

10.5 ARUHAN ELEKTROMAGNETIK

Apabila konduktor bergerak merentasi medan magnet, daya elektromagnet (emf) dihasilkan dalam konduktor. Kesan ini dikenali sebagai aruhan elektromagnet. Kesan aruhan elektromagnet akan menyebabkan arus teraruh. Terdapat dua hukum aruhan elektromagnet:

i. Hukum Faraday ii. Hukum Lenz'z

10.5.1 Hukum Faraday

Hukum Faraday adalah hubungan asas yang berasal dari persamaan Maxwell. Ia adalah pergerakan relatif fluks magnet dan konduktor kemudian menyebabkan emf wujud dan dengan itu arus teraruh dalam konduktor. Emf teraruh pada konduktor boleh dihasilkan melalui dua kaedah iaitu fluks memotong konduktor atau konduktor memotong fluks.

a. Fluks memotong konduktor

Fluks memotong konduktor ialah apabila magnet bergerak ke arah gegelung seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 10.7, pesongan dicatatkan pada galvanometer menunjukkan bahawa arus telah dihasilkan dalam gegelung.

Rajah 10.7 Fluks memotong konduktor

b. Konduktor memotong fluks

Konduktor memotong fluks ialah apabila konduktor digerakkan melalui medan magnet seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 10.8. Emf teraruh dalam konduktor dan dengan itu sumber emf dicipta di antara hujung konduktor. Ini adalah konsep yang mudah penjana AC. Medan elektromagnet teraruh ini diberikan oleh

Di mana E = Blv volt [10.1]

B l

= ketumpatan fluks, T = panjang konduktor dalam medan magnet, m v = halaju konduktor, m/s

Jika konduktor bergerak pada sudut θ° ke medan magnet, maka

���� =������������sin����

[10.2]

Rajah 10.8 Konduktor memotong fluks

Contoh 10.1

Sebuah konduktor sepanjang 300mm bergerak pada kelajuan seragam 4m/s pada sudut tegak ke medan magnet seragam ketumpatan fluks 1.25T. Tentukan arus yang mengalir dalam konduktor apabila

(a) hujungnya adalah litar terbuka (b) hujungnya disambungkan kepada beban 20 Ω rintangan.

Penyelesaian 10.1

Apabila konduktor bergerak dalam medan magnet ia akan mempunyai emf teraruh di dalamnya tetapi emf ini hanya boleh menghasilkan arus jika terdapat litar tertutup. Emf teraruh

���� =������������ =1.25����0.3����4=1.5����

(a) Jika hujung konduktor adalah litar terbuka, tiada arus akan mengalir walaupun 1.5V telah teraruh.

(b) Daripada hukum Ohm

1.5 20