Gaya Gerak Listrik – Listrik adalah salah satu hal yang sangat penting bahkan cukup krusial bagi kehidupan manusia, sebab penggunaannya pun memang sangat diperlukan oleh banyak orang. Dan apabila listrik tidak ada tentu berbagai kegiatan dalam kehidupan manusia akan terhambat. Lalu apakah ada ilmu fisika tentang listrik? Salah satu materi yang selalu ada dalam bangku sekolah yakni gaya gerak listrik. Dan jika dilihat secara umum, maka GGL ini adalah perbedaan yang berasal dari potensial ujung penghantar yang sama sekali tak dialiri arus listrik.
Seorang ilmuwan dari Inggris yakni Michel faraday pernah suatu kali melakukan sebuah percobaan yang memberikan hasil jika gerakan yang ditimbulkan adanya magnet pada kumparan mengakibatkan jarum yang ada pada galvanometer menyimpang. Alat yang digunakan merupakan galvanometer, kemudian magnet barang, lalu ada kumparan dan yang terakhir ialah kabel penghantar.
Contents
Sejarah Bagaimana Munculnya Gaya Gerak Listrik (GGL)
Pada saat Michel faraday melakukan uji coba, pada saat kutub Utara dari magnet tersebut digerakkan untuk mendekat ke arah kumparan tentunya jarum yang ada di dalam galvanometer itu akan menyimpang ke arah kanan. Dan juga sebaliknya ketika magnet diam pada kumparan tersebut maka jarum dari galvanometer sama sekali tidak bergerak atau tidak menyimpang.
Peristiwa timbulnya dari arus listrik ini pun juga memiliki nama yakni induksi elektromagnetik. Lalu potensial yang muncul akan berbeda pada masing-masing ujung kumparan yang disebuat sebagai GGL induksi.
Namun rupanya jarum galvanometer juga bergerak pada saat magnet dikeluarkan dari kumparan tersebut. Tapi, pada penyimpangan jarum galvanometer memang kearah lain dan beda dengan penyimpangan dari jarum masih didalam kumparan. Dari hasil percobaan dari Michel faraday ini pun menyimpulkan jika GGL induksi merupakan perubahan dari garis gaya magnet yang dilengkapi dengan adanya kumparan tersebut.
Definisi Dan Makna Dari Gaya Gerak Listrik (GGL)
Pengertian dari gaya gerak listrik sendiri merupakan gaya yang muncul dikarenakan adanya perbedaan potensial di antara ujung-ujung penghantar tanpa adanya aliran arus listrik. Gaya gerak listrik juga menjadi energi yang bisa menggerakkan muatan muatan listrik yang tepat nya ada di antara dua kutub generator ataupun baterai. Sedangkan untuk mana dari gaya gerak listrik sendiri iyalah volt.
Dengan adanya GGL tersebut maka muatan-muatan listrik yang ada pada dua kutub pun dapat bergerak. Muatan tersebut di antara lain yang merupakan elektron. Dan sebuah elektron yang memiliki muatan e, maka akan bergerak dari kutub negatif menuju ke kutub positif yang melewati konduktor yang ada di bagian luar baterai yang menggunakan gaya gerak listrik v. Danelectro sendiri nantinya bisa memperoleh energi sebesar e.v Joule.
Apabila sejumlah arus tersebut keluar dari baterai maka tegangan pun akan menurun. Agar tegangan tetap ada maka sangat diperlukan sebuah sumber energi, yang mana energi tersebut akan dikeluarkan dengan nama gaya gerak listrik.
Secara sederhana gaya gerak listrik sendiri bisa di mana yg menjadi energi per satuan muatan. Yang mana gaya gerak listrik sendiri juga ditulis dengan menggunakan simbol. Ketika muatan yang digerakkan maka disimpulkan dengan dQ, kemudian usaha yang diperlukan akan ditimbulkan dengan di dW. Sehingga nantinya hubungan yang akan didapatkan adalah dε = dW/dQ.
Mengenai satuan untuk GGL memang dapat diturunkan dengan adanya persamaan diatas. Akan tetapi jika dilihat dari persamaannya tentu satuan dari gaya gerak listrik ialah J/C ataupun bisa disebut volt. J diartikan sebagai Joule yang merupakan satuan dari usaha, Sedangkan untuk C merupakan simbol dari coloumb yang merupakan satuan dari besar muatan.
Ketika penghantar tersebut dihubungkan dengan menggunakan arus listrik maka gaya gerak listrik turun akan turut serta teraliri arus listrik. Sedangkan untuk simbol huruf I digunakan untuk arus listrik. Dan hal ini tentunya akan mengakibatkan adanya tegangan dalam dan tegangan dalam tersebut disimpulkan dengan Vs.
Sumber Yang Diperoleh Gaya Gerak Listrik
Gaya gerak listrik bisa saja muncul yang berasal dari alat dengan kutub negatif dan kutub positif yang terpisah, yang mana kedua kutub ini disebut sebagai terminal. Muatan listrik yang bertegangan positif nantinya akan berkumpul di terminal positif yang mana dan lokasi tersebut memiliki nama anoda, Sedangkan untuk terminal negatif memiliki nama katoda.
Terpisahnya di antara terminal negatif dan juga turun dan positif tentu akan mengakibatkan adanya muatan listrik. Di mana metrolite tersebut memiliki arah yang berasal dari anoda menuju katoda. Medan listrik ini tentunya akan menjadikan muatan positif selalu terdorong menuju ke katoda atau terminal negatif. Yang mana medan ini pula yang juga mendorong muatan negatif untuk selalu menuju ke terminal positif.
Rupanya dorongan yang ada pada muatan positif untuk menuju ke terminal negatif dan juga sebaliknya rupanya bisa dilawan dengan adanya medan listrik, yang mana medan listrik tersebut dapat dihasilkan dari sebuah alat. Cara kerjanya tentu sangat berbeda dengan cara kerja dari medan listrik.Di mana gaya gerak listrik tersebut mendorong elektron yang berasal dari potensial rendah menuju ke potensial tinggi.
Rupanya sumber GGL dapat membuat energi listrik meskipun berasal dari energi kimia, kemudian energi mekanik bahkan bentuk energi yang lain. Contoh dari sumber GGL memang sangat familiar di kehidupan manusia yakni generator dan juga baterai.
Baterai yang ideal merupakan sumber gaya gerak listrik yang tentunya bisa menjaga agar beda potensial dari kedua kutub sama yang kemudian tidak bergantung dari adanya kecepatan aliran muatan.
Ketika sesuatu harus dihilangkan dari baterai maka tegangan yang ada di antara terminal positif dan negatif tentu tidak akan konstan yang pastinya turun dari nilai gaya gerak listriknya. Peristiwa ini bisa terjadi disebabkan adanya reaksi kimia yang ada pada baterai tidak mampu untuk memasok muatan dengan cepat sehingga mempertahankan agar gaya gerak listrik tetap penuh. Muatan-muatan yang melaju dengan bebas tersebut tentunya akan memiliki hambatan, maknanya dalam baterai itu sendiri juga akan ada hambatan.
Baterai sendiri bisa dianggap menjadi sebuah kata yang ideal ketika gaya gerak listrik (E) disusun dengan seri terhadap adanya hambatan dalam yakni (r). Lalu ada tegangan jepit yang menjadi tegangan luar iR diberikan simbol VAB.
VAB = i.R
Maka,
- E-ir= iR
- E=iR+ir= i (R+r)
- I= E/(R+r)
Perlu Anda ketahui jika sumber tegangan juga bisa disusun secara seri ataupun paralel, perbedaan dari susunan ini tentu akan mengakibatkan adanya perbedaan dalam perhitungan hari besar gaya gerak listrik di dalam rangkaian.
Sumber tegangan yang disusun dengan cara seri
Sejumlah n sumber tegangan disusun dengan seri, apabila disusun maka sumber tegangan tersebut diganti dengan menggunakan sumber tegangan pengganti. Yang artinya tegangan pengganti tersebut bisa dihitung dengan cara seperti ini:
ε = ε1+ε2+ε3+…+εn
Sedangkan ketika hambatan di dalam pengganti jadi itu dengan cara ini:
rs =r1 + r2 + r3 +….+rn
akan tetapi ketika sumber tegangan yang dihasilkan merupakan sejenis dengan GGL kemudian hambatan di dalam r di susun secara seri, maka besar dari sumber tegangan pengganti bisa dihitung dengan cara berikut ini:
εn=nε
Sedangkan untuk hambatan di dalam pengganti bisa dihitung dengan rumus berikut ini:
Rs=nr
n sendiri adalah jumlah dari sumber tegangan baterai yang secara seri dalam penyusunannya. Anda pun bisa menghitung besar arus atau i dengan menggunakan cara berikut:
I = εn/(R + rn)
Soal Sumber Tegangan Yang Disusun Seri
Soalnya:
Terdapat empat buah baterai yang masing-masing baterai tersebut mempunyai gaya gerak listrik 3V, yang kemudian memiliki hambatan dalam 1Ω lalu dirangkai dengan menggunakan lampu dengan hambatan 8Ω. Setelah itu hitunglah berapa kuat arus listrik pada rangkaian apabila baterai dirangkai seri!
Diketahui:
- Jumlah baterai atau (n) ialah 4
- Hambatan dalam baterai (r) tersebut ialah 1 Ω
- Gaya Gerak Listrik (ε) tersebut sebanyak 3 V
- Hambatan Lampu (R) tersebut ialah 8 Ω
Pertanyaan:
Berapa kuat Arus Listrik (i) apabila seri dalam penyusunannya
Jawabannya”
- I=nε/(R+nr)
- I= 4×3 V/(8Ω+4×1Ω)
- I= 12V/12Ω
- I= 1A
Jadi kesimpulannya kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah 1 ampere.
Soal kedua:
Terdapat empat buah resistor yang masing-masing memiliki hambatan 2 Ω, lalu 3 Ω, kemudian 4 Ω, dan juga 5 Ω yang kemudian disusun secara seri. setelah itu rangkaian seri ini akan dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan yang mempunyai gaya gerak listrik 15, 5V yang juga mempunyai hambatan sebesar 1,5. Dan hitunglah berapa besar kuat arus yang ada di dalam rangkaian!
Diketahui:
- Hambatan dari resistor R1 sebesar 2 Ω
- Hambatan dari resistor R2 sebesar 3 Ω
- Hambatan dari resistor R3 sebesar4 Ω
- Hambatan dari resistor R4 sebesar 5 Ω
- Hambatan yang ada di dalam r ialah1,5 Ω
- Gaya Gerak Listrik ε ialah sebesar 15,5 V
Pertanyaan:
Seberapa besar kuat Arus Listrik (i) apabila disusun secara seri?
Jawabannya:
- Rs= R1+R2+R3R4
- Rs= (2+3+4+5) Ω
- Rs= 14Ω
- I = ε/(Rs+r)
- I= 15,5V/(1Ω+1,5 Ω)
- I = 1A
Jadi untuk seberapa kuat arus yang mengalir didalam rangkaian tersebut adalah sebesar 1 ampere.
Sumber Tegangan Yang Disusun Secara Paralel
Sejumlah n yang memiliki sumber tegangan apabila disusun dengan cara paralel tentunya akan mempunyai besar sumber tegangan jepit yang sama. Sehingga dapat menggunakan rumus berikut ini:
V1=V2=…= Vn= I.R
Ε1-I1.r 1= ε2-I2 x r2 = …. = εn-In x rn= (In+In +…+In) R
Sedangkan untuk hambatan yang ada di dalam pengganti bisa dihitung dengan cara berikut ini:
rp=r/n
Keterangannya:
n digunakan untuk menyatakan jumlah baterai atau sumber tegangan yang dirangkai dengan cara paralel.
Apabila sumber tegangan yang disusun merupakan sejenis dengan GGL ε kemudian terdapat hambatan dalam r yang disusun secara paralel tentunya besar sumber tegangan pengganti bisa dihitung dengan cara berikut ini:
εp= ε
Kemudian Anda juga bisa menghitung besar arus (I) dengan menggunakan rumus berikut:
I= ε/(R r/n)
Contoh Soal Untuk Sumber Tegangan Susunan Paralel
Soal pertama:
Terdapat tiga buah baterai yang mana masing-masing memiliki GGL sebesar 1,8V yang juga mempunyai hambatan sebesar 0, 15 Ω. kemudian disusun dengan cara paralel yang dipakai guna menyalakan lampu yang mempunyai hambatan sebesar 1,75 Ω. Dan berikutnya hitunglah berapa besar kuat dari arus yang ada pada rangkaian paralel tersebut!
Jawabannya:
- I= ε/(R r/n)
- I= 1,8/[1,75 +(0,15/3)]
- I= [1,8 (1,75+ 0,005)]
- = 1,8/1,8
- I= 1A
Jadi untuk jumlah dari besar kuat arus yang mengalir didalam rangkaian paralel adalah sebesar 1 ampere.
Soal kedua:
Terdapat baterai sebanyak 3 buah yang mana GGL pada masing-masing baterai tersebut memiliki besaran 1, 5V. Kemudian hitunglah berapa besar GGL total apabila:
- Adanya baterai yang perangkaian dengan cara seri
- Ketika baterai tersebut menggunakan rangkai paralel
- Jika terdapat hambatan di dalam total yang dirangkai secara seri
- Dan juga hambatan dalam total yang ada di dalam rangkaian paralel
Diketahui:
- Jumlah sumber tegangan atau (n) sebanyak 3 buah
- Besar Gaya Gerak Listrik/GGL (ε) ialah sebanyak 1,5Volt
- Sedangkan untuk hambatan dalam (r) sebanyak 0,1 ohm
Jawaban:
- GGL total yang menggunakan rangkai seri
εs= n.ε
εs= 3.1,5 v
εs= 4,5 v
- GGL total yang menggunakan rangkai paralel
εp= ε, maka εt= 1,5Volt
- Hambatan dalam total yang berada didalam rangkai seri, maka
rs= n.r
rs= 3.0,1
rs= 0,3 ohm
- Hambatan dalam total yang ada didalam rangkai paralel, maka
rp= r/n
rp= 0,1/3
rp= 0,03 ohm
Makna Dari Medan Listrik
Medan listrik bisa dimaknai menjadi sebuah medan vektor yang mana medan tersebut adalah distribusi dari vektor vektor. Pada setiap titik yang ada di dalam ruang sebuah objek bermuatan pastinya mempunyai vektor yakni nilai dan juga arah.
Nah, perlu untuk diketahui jika didalam medan listrik juga ada garis-garis medan listrik. Namun pada ruang yang ada di sekitar benda tentunya mempunyai muatan yang juga dipenuhi dengan garis-garis gaya. Medan listrik diri sendiri memiliki satuan Newton per kolom atau N/C.
Gaya Dari Gerak Magnet
Tentu saja gaya gerak magnet memang sudah tidak asing lagi bagi kehidupan manusia bahkan bumi yang kita tinggali ini memiliki sebuah magnet raksasa, yang mana pada bagian kutub utara magnet bumi tersebut ada di dekat kutub selatan Sedangkan untuk kutub selatan magnet bumi ini berada di kutub Utara. Magnet di dibentuk menjadi dua kutub sehingga magnet itu memiliki sebutan pula dipol atau dwikutub magnet.
Garis-garis yang ada pada medan magnet sendiri memiliki beberapa aturan yang berlaku. Isi dari aturan yang pertama adalah arah garis yang juga menyinggung didalam garis medan magnet pada seluruh titik, dengan memberi arah berawal dari titik B ke titik tersebut.
Sedangkan untuk yang kedua jarak di antara garis mewakili magnitudo B. Sedangkan pada daerah yang memiliki garis-garis jauh lebih rapat maka akan mempunyai medan magnet yang jauh lebih kuat begitu pula dengan sebaliknya, jika benda tersebut memiliki garis-garis yang renggang tentu mana yang dimiliki jauh lebih lemah.
Untuk garis-garis gaya yang ada pada sebuah magnet yang memiliki bentuk seperti loop tertutup. Pada magnet terkuat memang berada dibagian kedua ujung magnet, yakni kutub selatan dan juga kutub utara. Nah, dari kedua kutub tersebut mempunyai garis-garis gaya yang cukup rapat, apabila kita bandingan dibagian tengahnya.
Faktor Yang Bisa Mempengaruhi Gaya Gerak Listrik Atau GGL
Faktor-faktor yang kerap kali mempengaruhi dari GGL yakni:
- Terdapat adanya besar medan Mmagnet (B)
- Kemudian ada banyak lilitan (N)
- Terdapat sebuah kecepatan perubahan yang ada di garis gaya magnet
- Dilihat dari panjang penghantar (l)
- Bagaimana kecepatan gerak penghantar tersebut (v)
Penerapan Dalam Kehidupan Sehari-hari Untuk GGL
Gaya gerak listrik memang bisa anda lihat penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. dimana penerapan dari gaya gerak listrik tersebut bisa kita lihat dari alat-alat listrik yang ada di rumah. gaya gerak listrik sendiri dapat dengan mudah dijumpai pada aksesoris ataupun hiasan sebagian besar alat-alat tersebut akan menggunakan teknologi gaya magnetik sebagai perekatnya.
Contoh Soal Serta penyelesaian GGL
Soal pertama:
Terdapat sebuah akumulator yang mempunyai GGL dengan besaran 5,6 volt. di mana akumulator tersebut setelah dialiri dengan adanya arus sebanyak 10 ampere. Kemudian terdapat tegangan pada jepitnya sebanyak 6,8 volt. Kemudian hitunglah seberapa besar hambatan yang ada pada akumulator tersebut!
Diketahui:
- Terdapat tegangan Jepit (Vjepit) ialah 6,8V
- Adanya gaya gerak listrik (GGL) dengan besar 5,6V
- Kuat Arus (I) dengan ukuran 10A
Pertanyaan:
Berapa hesar hambatan yang ada pada akumulator?
Jawabannya:
- Vjepit= IxR
- R= Vjepit/I
- R= 6,8V/10 ampere
- R= 0,68 ohm
Sedangkan besaran hambatan pada akumlator ialah:
- V= ε-Ixr
- 6,8V = 5,6V-(10A).r
- r= 0,12 ohm
Soal yang kedua:
Terdapat sebuah baterai yang mempunyai GGL ε dengan besaran 9 volt. Jika saja kedua kutub tersebut dikaitkan dengan kawat yang sama sekali tidak memiliki hambatan. Tentunya aliran listrik pada baterai tersebut ialah 4 ampere. Kemudian hitunglah hambatan yang ada dalam baterai, dan juga berapa besar tegangan jepit baterai jika baterai tersebut dihubungkan dengan adanya hambatan luar atau r dengan besar 10 ohm.
Jawabannya:
- Untuk hambatan yang berasal dari luar adalah 0, maka untuk kuat arusnya pun hanya diatasi dengan hambatan dalam.
r=ε/I
r= 9 Volt/4 ampera
r= 2,25 ohm
- Sedangkan untuk hambatan luar R sebesar 10 ohm, tentunya untuk kuat arus yang mengalir bisa dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini:
I= ε/(r+R)
I= 9 Volt/(10 ohm+2,25 ohm)
I= 0,73 A
- Sedangkan untuk tegangan jepit baterai bisa dihitung dengan cara berikut ini:
Vjepit= IxR
Vjepit= (0,73A)(10 ohm)
Vjepit= 7,3 Volt
Nah, itulah sekilas dari apa itu gaya gerak listrik yang dilengkapi dengan adanya contoh soal serta dengan rumus-rumus untuk penyelesaian soal tersebut. Dengan adanya ulasan di atas tentu bisa menambah wawasan anda dan mengetahui aliran listrik apa saja yang selalu digunakan pada kehidupan sehari-hari.