Elektromagnetisme

Hubungan antara magnet dan listrik, yang banyak temukan oleh ilmuan, dilakukan secara tidak sengaja. Seorang fisikawan berkebangsaan Denmark, Hans Christian Oersted, sedang memberikan kuliah pada satu hari dalam tahun 1820 mengenai adanya kemungkinan listrik dan magnet berhubungan satu sama lain, dalam kuliah tersebut dilakukan percobaan di depan kelas. Dengan melewatkan arus listrik melalui kawat logam yang dilingkarkan di atas kompas magnet, Oersted melihat adanya gerakan yang terbatas dari jarum kompas akibat pengaruh arus. Dugaan pada awal sesi kelas mengenai kemungkinan adanya hubungan antara listrik dan magnet menjadi sebuah fakta. Oleh karena itu, Oersted harus merevisi materi kulliahnya pada kelas selanjutnya. Penemuannya ini membuka jalan bagi cabang ilmu pengetahuan baru yaitu elektromagnetik.

Eksperimen lanjutan yang dilakukan menunjukkan bahwa medan magnet dihasilkan yang oleh arus listrik tegak lurus terhadap arah arus. Untuk melihat hubungan antara medan magnet dan arus listrik secara sederhana dapat digunakan “aturan tangan kiri”. Aturan tangan kiri menunjukkan garis-garis fluks magnet yang dihasilkan dari kawat berarus diorientasikan dengan arah jari-jari tangan kiri yang digenggam, dengan jempol sebagai arah aliran elektron.

Gambar 1 Aturan tangan kiri

Medan magnet yang membentuk pola mengelilingi kawat berarus yang lurus, garis-garis fluks magnetnya tidak memiliki batas “kutub utara” atau “kutub selatan”.

Yang menarik ketika medan magnet berada di sekitar kawat berarus medan magnetnya sangat lemah dengan arus yang demikian sehingga hanya dapat membelokkan jarum kompas. Untuk membuat gaya medan magnet yang lebih kuat, kita harus merubah kawat menjadi bentuk koil, di mana medan magnet yang melingkari kawat akan ikut membuat medan magnet yang lebih besar dengan polaritas magnet yang terbatas (utara dan selatan).

Gambar 2 Medan magnet

Jumlah gaya medan magnet yang dihasilkan oleh kawat koil sebanding dengan nilai arus yang melalui kawat dalam koil. Gaya medan ini disebut magnetomotive force (mmf), dan analoginya dengan electromotive force (E) dalam rangkaian listrik. 

Elektromagnet adalah sebatang kawat yang menghasilkan medan magnet dengan melewatkan arus listrik. Walaupun semua konduktor yang dapat mengalirkan arus menghasilkan medan magnet, konsep elektromagnet pada dasarnya memaksimalkan kekuatan medan magnet yang dihasilkan untuk tujuan tertentu. Aplikasi Elektromagnet sering ditemukan pada berbagai riset, industri, medis dan produk konsumen.

Sebagai magnet yang dapat diatur kekuatannya, aplikasi elektromagnet ditemukan juga dalam peralatan elektromekanik seperti mesin-mesin yang menghasilkan gaya mekanik atau gerak melalui daya listrik. Contohnya adalah motor-motor listrik.

Contoh yang lain adalah relay, yaitu sebuah saklar yang dapat dikendalikan secara listrik. Mekanisme kontak saklar dibuat sedemikian rupa sehingga dapat digerakkan (membuka atau menutup) oleh medan magnet, dan sebuah koil elektromagnet ditempatkan dekat di sekitar untuk menghasilkan medan magnet yang diizinkan, sehingga memungkinkan membuka dan menutup saklar oleh arus yang melalui koil. Prinsip ini merupakan dasar dari alat yang dapat mengontrol listrik secara otomatis.

Gambar 3 Arus yang melalui koil menyebabkan saklar menutup

Relay dapat dibuat untuk menggerakkan kontak saklar ganda atau mengoperasikannya dalam bentuk reverse (mengisi arus koil akan membuka kontak saklar, dan tidak mengisi arus koil akan menjadikannya menutup lagi).

          Gambar 4 Relay kontak ganda dan kontak normally closed

Referensi :

www.allaboutcircuits.com