Konsep Arus Eddy
Pada gambar 1a, sebuah keping tembaga berayun di antara dua kutub magnet permanen. Ketika keping memasuki medan magnet, keping tampak diperlambat. Demikian juga ketika keping meninggalkan medan magnet. Mengapa begitu? Saat keping memasuki medan magnet, terjadi perubahan fluks magnet yang menimpa keping. Arah perubahan fluks magnetik yang menimpa keping. Arah perubahan atau pertambahan fluks ini searah dengan arah medan magnet, yaitu masuk bidang kertas. Menurut Lenz, pertambahan fluks ini menyebabkan timbulnya arus induksi. Arah arus induksi ditunjukkan pada gambar 1b (gunakan aturan tangan kanan). Medan magnet yang ditimbulkan arus induksi pada keping ini berlawanan dengan arah medan magnet permanen, sehingga keping ditolak pada kedua sisi.
Dilihat dari atas, arah gaya yang bekerja pada keping ditunjukkan oleh gambar 2a. Fu adalah gaya oleh kutub U dan Fs adalah gaya oleh kutub S. Terlihat bahwa gaya resultan kedua gaya berlawanan dengan arah gerak (menghambat gerakan).
Ketika keping meninggalkan magnet permanen, fluks yang mengenai keping berkurang. Arah perubahan fluks adalah keluar bidang kertas (berlawanan dengan arah ketika keping memasuki medan). Arah arus induksi digambarkan pada gambar 2a. Arah medan magnet yang ditimbulkan arus induksi searah dengan arah medan magnet permanen sehingga keping ditarik dari dua sisi. Arah gaya resultannya ditunjukkan oleh gambar 2b yang ternyata juga berlawanan arah gerak.
Akibat adanya gaya hambatan ini, gerakan keping makin lama-makin lambat dan akhirnya berhenti. Arus yang terjadi pada keping ini di namakan aus Eddy ini mendukung hukum Lenz.
Seandainya Hukum Lenz tidak benar (misalnya arah arus induksi berlawanan dengan arah yang kita diskusikan), maka gaya yang ditimbulkan arus induksi bulannya melawan gerakan keping, tetapi mempercepat keping. Akan bergerak makin lama makin cepat dan kecepatannya mencapai tak hingga. Ini tidak mungkin! Dari mana keping mendapat energi untuk mencapai kecepatan tak hingga itu? Seandainya ini terjadi, maka hukum kekekalan energi yang menyatakan energi tidak dapat diciptakan akan dilanggar.
Arus Eddy dapat dikurangi dengan memberi celah-celah pada keping seperti gambar 3a. Pemilahan keping ini membuat rangkaian terbuka sehingga arus Eddy dapat dikurangi. Berkurangnya arus Eddy dapat dilihat dari berkurangnya perlambatan bandul.
Prinsip perlambatan oleh arus Eddy dimanfaatkan dalam sistem rem elektromagnetik pada kereta api:
Rem arus Eddy tidak hanya untuk kereta api saja, tetapi banyak juga digunakan dalam berbagai mesin.
Karena sifatnya yang menghasilkan panas, arus Eddy sering dimanfaatkan untu alat pemanas induksi. Alat seperti ini sering untuk memasak ataumemanaskan air.
Kadang-kadang karena sifatnya yang menimbulkan panas pada konduktor, arus Eddy tidak diinginkan. Untuk menghilangkan arus Eddy, orang memilah-milah konduktor atau membuat konduktor berlapis-lapis. Di antara lapisan ini diletakkan lapisan non-konduktor. Sistem pelapisan ini mengurangi kemungkinan terjadinya arus Eddy pada seluruh bagian konduktor sehingga arus Eddy dapat diisolasi terjadi pada masing-masing lapisan saja. Sistem pelapisan ini dapat meningkatkan efisiensi alat-alat seperti motor listrik dan transformator.
Gambar 4a melukiskan suatu solenoida yang batang besinya menjadi panas. Tetapi jika batang dipilah dan dilapisi material nonkonduktor seperi gambar 4b, batang besi tidak menjadi panas.
 |
| Gambar 1 |
Dilihat dari atas, arah gaya yang bekerja pada keping ditunjukkan oleh gambar 2a. Fu adalah gaya oleh kutub U dan Fs adalah gaya oleh kutub S. Terlihat bahwa gaya resultan kedua gaya berlawanan dengan arah gerak (menghambat gerakan).
 |
| Gambar 2 |
Ketika keping meninggalkan magnet permanen, fluks yang mengenai keping berkurang. Arah perubahan fluks adalah keluar bidang kertas (berlawanan dengan arah ketika keping memasuki medan). Arah arus induksi digambarkan pada gambar 2a. Arah medan magnet yang ditimbulkan arus induksi searah dengan arah medan magnet permanen sehingga keping ditarik dari dua sisi. Arah gaya resultannya ditunjukkan oleh gambar 2b yang ternyata juga berlawanan arah gerak.
Akibat adanya gaya hambatan ini, gerakan keping makin lama-makin lambat dan akhirnya berhenti. Arus yang terjadi pada keping ini di namakan aus Eddy ini mendukung hukum Lenz.
Seandainya Hukum Lenz tidak benar (misalnya arah arus induksi berlawanan dengan arah yang kita diskusikan), maka gaya yang ditimbulkan arus induksi bulannya melawan gerakan keping, tetapi mempercepat keping. Akan bergerak makin lama makin cepat dan kecepatannya mencapai tak hingga. Ini tidak mungkin! Dari mana keping mendapat energi untuk mencapai kecepatan tak hingga itu? Seandainya ini terjadi, maka hukum kekekalan energi yang menyatakan energi tidak dapat diciptakan akan dilanggar.
 |
| Gambar 3 |
Prinsip perlambatan oleh arus Eddy dimanfaatkan dalam sistem rem elektromagnetik pada kereta api:
- Suatu elektromagnet (kumparan kawat pada besi lunak) diletakkan di bagian bawah kereta, sejajar bantalan rel, dekat dengan rel, seperti pada gambar 3b.
- Ketika masinis menginjak rem, arus mengalir pada elektromagnetik membuat elektromagneti menjadi magnet yang kuat.
- Karena rel bergerak relatif terhadap magnet pada kereta, maka pada rel terjadi arus Eddy yang arahnya tegak lurus arah panjang rel dan tegak lurus arah medan magnet (buktikan ini dengan aturan tangan kanan)
- Arus Eddy akan menimbulkan gaya yang memperlambat kereta. Besar gaya perlambatan ini bergantung pada kecepatan kereta. Makin lambat kereta makin kecil gaya perlambatannya sehingga kereta api dapat bergenti dengan mulus.
Rem arus Eddy tidak hanya untuk kereta api saja, tetapi banyak juga digunakan dalam berbagai mesin.
Karena sifatnya yang menghasilkan panas, arus Eddy sering dimanfaatkan untu alat pemanas induksi. Alat seperti ini sering untuk memasak ataumemanaskan air.
Kadang-kadang karena sifatnya yang menimbulkan panas pada konduktor, arus Eddy tidak diinginkan. Untuk menghilangkan arus Eddy, orang memilah-milah konduktor atau membuat konduktor berlapis-lapis. Di antara lapisan ini diletakkan lapisan non-konduktor. Sistem pelapisan ini mengurangi kemungkinan terjadinya arus Eddy pada seluruh bagian konduktor sehingga arus Eddy dapat diisolasi terjadi pada masing-masing lapisan saja. Sistem pelapisan ini dapat meningkatkan efisiensi alat-alat seperti motor listrik dan transformator.
Gambar 4a melukiskan suatu solenoida yang batang besinya menjadi panas. Tetapi jika batang dipilah dan dilapisi material nonkonduktor seperi gambar 4b, batang besi tidak menjadi panas.
Tags:
Induksi Elektromagnetik