Rumus Gaya Gerak Listrik: Contoh, Pengertian, Sejarah, Sumber

Jika kita berbicara tentang gaya dalam fisika, ada banyak sekali jenisnya, salah satunya adalah gaya gerak listrik yang akan dibahas secara lengkap pada kesempatan kali ini. Oleh karena itu, mari kita simak ulasan di bawah ini.

Definisi Gaya Gerak Listrik

Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara ujung-ujung penghantar sebelum arus listrik mengalir. Gaya gerak listrik disingkat EMF, dengan satuan volt.

Gaya gerak listrik adalah energi yang diberikan pada setiap muatan listrik untuk bergerak di antara dua kutub baterai atau generator. Muatan elektron yang bergerak dari kutub negatif ke kutub positif melalui konduktor di luar baterai dengan gaya gerak listrik V akan memperoleh energi ex V joule.

Baca juga: Definisi Gaya Gesekan

Pada dasarnya, sumber EMF adalah semua jenis perangkat yang memiliki muatan positif dan negatif yang terpisah. Kedua sisi instrumen disebut terminal. Muatan positif terkumpul di terminal positif, sedangkan muatan negatif secara alami berada di terminal negatif.

Terminal positif disebut anoda. Terminal negatif disebut katoda. Dalam mengingatnya sederhana saja yaitu. Jika positif, tidak ada noda. Tidak ada noda anoda, seolah-olah tidak ada tuhan, yang disebut ateis. Huruf a sebelum itu. Positif tanpa noda, katoda negatif. Sangat mudah untuk menghafal.

Sejarah gaya gerak listrik

Dalam percobaan yang dilakukan oleh Michael Faraday, ketika kutub magnet utara digeser mendekati kumparan, jarum pada galvanometer akan mengarah ke kanan. Sebaliknya, jika magnet diam di dalam kumparan, jarum galvanometer tidak bergerak atau patah sama sekali. Terjadinya arus listrik ini disebut induksi elektromagnetik. Beda potensial yang timbul pada salah satu ujung kumparan disebut dengan Induction Electromotive Force (EMF).

Jarum galvanometer tampak bergerak saat magnet dilepas dari kumparan. Hanya saja, arah pembiasan jarum galvanometer berlawanan dengan arah pembiasan saat jarum berada di dalam kumparan. Dari hasil eksperimen Michael Faraday dapat disimpulkan bahwa Induction Electromotive Force (EMF) adalah perubahan garis medan magnet yang dikelilingi oleh kumparan.

Baca juga: Gerak melingkar beraturan

Formula Daya Gerak Listrik

Besarnya gaya gerak listrik atau tegangan yang menimbulkan arus listrik pada percobaan Faraday sebanding dengan laju perubahan fluks magnet yang melalui kumparan. Jadi kesimpulannya bila dituliskan secara matematis adalah sebagai berikut.

Informasi:

N = jumlah putaran
DF = fluks magnet (Weber atau Wb)
Dt = perubahan waktu/interval waktu (detik)
Ei = ggl induksi (volt)

Sumber gaya gerak listrik

Gaya gerak listrik dapat muncul dari perangkat yang memiliki kutub negatif dan positif yang terpisah. Kedua kutub ini disebut terminal. Muatan listrik positif akan terakumulasi di terminal positif. Muatan listrik positif akan terakumulasi di terminal positif. Terminal positif disebut juga anoda, sedangkan terminal negatif disebut juga katoda.

Pemisahan terminal positif dari terminal negatif menimbulkan medan listrik. Medan listrik ini memiliki arah dari anoda ke katoda. Medan listrik ini menimbulkan muatan positif yang selalu terdorong ke terminal negatif. Medan listrik ini juga mendorong muatan negatif ke terminal positif.

Mendorong muatan positif ke terminal negatif, dan sebaliknya muatan negatif ke terminal positif, dapat dilawan oleh medan non-listrik yang diperoleh suatu alat. Teknik medan non-listrik bertentangan dengan teknik medan listrik. Gaya gerak listrik mendorong elektron dari potensial rendah ke potensial tinggi.

Sumber Gaya Gerak Listrik (GGL) dapat mengolah energi kimia, energi mekanik dan bentuk energi lainnya menjadi energi listrik. Contoh sumber Gaya Gerak Listrik (GGL) yang dikenal dalam kehidupan sehari-hari adalah baterai dan genset.

Baca juga: Energi potensial – definisi, jenis, gravitasi, listrik, magnet, elastis, contoh soal

Baterai yang ideal adalah sumber gaya gerak listrik yang dapat menjaga beda potensial antara dua terminal konstan dan tidak tergantung pada kecepatan aliran muatan. Baterai yang ideal memiliki beda potensial yang sama dengan gaya gerak listrik (ggl) baterai.

Ketika arus dilepas atau ditarik dari baterai, tegangan antara terminal positif dan negatif menjadi tidak stabil atau turun dari nilai ggl-nya. Peristiwa ini terjadi karena reaksi kimia di dalam baterai tidak dapat memberikan daya dengan cukup cepat untuk mempertahankan ggl penuh. Muatan yang bergerak bebas selalu memiliki hambatan. Artinya, di baterai sendiri ada kendala. Resistansi ini disebut resistansi pada baterai.

Baterai dapat dianggap sebagai baterai ideal dengan gaya gerak listrik (E) yang seri dengan hambatan dalam (r). Tegangan penjepit yang merupakan tegangan eksternal iR dilambangkan dengan VAB.

Contoh masalah EMF induksi

Pada kumparan dengan 3.000 lilitan, terjadi perubahan fluks magnet sebesar 1.500 Wb selama selang waktu 2 detik. Hitunglah besarnya ggl induksi!

Penyelesaian

Dikenal
N = 3.000
ΔΦ = 1500 Wb
Δt = 2 detik

diminta: Telur = …. ?

Menjawab

Telur = -3.000 (1.500:2)
= 2,25 x 106

Jadi dalam sebuah kumparan terdapat ggl induksi sebesar 2,25 × 106 volt (tanda – menunjukkan arah ggl).

Tanda negatif menunjukkan arah gaya gerak listrik (ggl). Nah, apa jadinya jika jumlah lilitan pada kumparan ditambah?

Baca juga: Rumus Gaya Fisika

Jika jumlah lilitan pada kumparan bertambah, jarum galvanometer akan menyimpang lebih jauh. Hal ini menunjukkan bahwa arus listrik induksi yang mengalir melalui kumparan meningkat dan ggl induksi meningkat.

Selain menambah jumlah lilitan, ggl induksi dapat meningkat jika kecepatan magnet yang memasuki kumparan dipercepat.