Bagaimana fluks mempengaruhi lilitan armatur?

Bagaimana Aliran Magnetik Mempengaruhi Gulungan Armatur

Dampak aliran magnetik terhadap gulungan armatur merupakan inti dari prinsip kerja motor dan generator. Dalam perangkat ini, perubahan aliran magnetik menginduksi gaya elektromotif (EMF) dalam gulungan armatur, berdasarkan hukum induksi elektromagnetik Faraday. Berikut adalah penjelasan rinci tentang bagaimana aliran magnetik mempengaruhi gulungan armatur:

1. Gaya Elektromotif (EMF) yang Diinduksi

Menurut hukum induksi elektromagnetik Faraday, ketika aliran magnetik melalui sirkuit tertutup berubah, maka EMF diinduksi dalam sirkuit tersebut. Untuk gulungan armatur, jika aliran magnetik bervariasi seiring waktu (misalnya, dalam medan magnet berputar), perubahan flux ini menginduksi tegangan dalam gulungan armatur. Rumusnya adalah sebagai berikut:

• E adalah EMF yang diinduksi;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">N</span>\; }$N adalah jumlah putaran dalam gulungan;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>\; }$Φ adalah aliran magnetik;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Delta </span>\; }\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">t</span>\; }$Δt adalah perubahan waktu.

Tanda negatif menunjukkan bahwa arah EMF yang diinduksi bertentangan dengan perubahan flux yang menyebabkannya, sesuai dengan hukum Lenz.

2. Arus yang Diinduksi

Setelah EMF diinduksi dalam gulungan armatur dan gulungan membentuk sirkuit tertutup dengan beban eksternal, arus akan mengalir. Arus ini, yang disebabkan oleh perubahan aliran magnetik, dikenal sebagai arus yang diinduksi. Besarnya arus yang diinduksi tergantung pada EMF yang diinduksi, hambatan gulungan, dan impedansi seri lainnya yang ada.

3. Pembentukan Torsi

Pada motor, ketika ada arus yang mengalir melalui gulungan armatur, arus-arus ini berinteraksi dengan medan magnet yang dihasilkan oleh stator, menghasilkan torsi. Hal ini karena konduktor yang membawa arus mengalami gaya dalam medan magnet (gaya Ampère). Gaya ini dapat digunakan untuk mendorong rotasi poros, memungkinkan motor melakukan pekerjaan mekanis.

4. EMF Balik

Pada motor DC, ketika armatur mulai berputar, ia juga memotong garis-garis medan magnet dan menghasilkan EMF yang bertentangan dengan tegangan suplai; ini disebut EMF balik atau EMF lawan. Kehadiran EMF balik membatasi pertumbuhan arus armatur dan membantu menstabilkan kecepatan motor.

5. Jenuh Magnetik dan Efisiensi

Ketika kepadatan aliran magnetik meningkat hingga titik tertentu, material inti mungkin mencapai jenuh magnetik, di mana peningkatan lebih lanjut dalam arus eksitasi tidak secara signifikan meningkatkan aliran magnet. Jenuh magnetik tidak hanya mempengaruhi kinerja motor tetapi juga dapat menyebabkan kerugian energi tambahan, mengurangi efisiensi motor.

Secara keseluruhan, perubahan aliran magnetik secara langsung mempengaruhi EMF, arus, dan kemudian torsi dalam gulungan armatur, yang merupakan dasar untuk operasi yang tepat dari motor dan generator. Desain dan operasi yang tepat dari motor dan generator harus mempertimbangkan faktor-faktor ini untuk memastikan kinerja yang efisien dan andal.