PRINSIP KERJA POMPA SENTER

A. JUDUL

Pompa Senter

B. TUJUAN

Untuk mengetahui prinsip kerja pomp
C. LANDASAN TEORI

1.      Fluks Magnetik

                  Konsep tentang fluks magnetik pertama kali dikemukaan oleh ilmuwan Fisika yang bernama Michael Faraday untuk menggambarkan medan magnet. Ia menggambarkan medan magnet dengan menggunakan garis-garis gaya, di mana daerah yang medan magnetnya kuat digambarkan garis gaya rapat dan yang kurang kuat digambarkan dengan garis gaya yang kurang rapat. Sedangkan untuk daerah yang memiliki  kuat medan yang homogen digambarkan garis-garis gaya yang sejajar.             

                  Garis gaya magnet dilukiskan dari kutub utara magnet dan berakhir di kutub selatan magnet. Untuk menyatakan kuat medan magnetik dinyatakan dengan lambang B yang disebut dengan induksi magnet, induksi magnetic menyatakan kerapatan garis gaya magnet. Sedangkan fluks magnetik menyatakan banyaknya jumlah garis gaya yang menembus permukaan bidang secara tegak lurus, yang dapat dinyatakan dalam persamaan, sebagai berikut.

Gambar 1 Garis medan magnetik yang menembus permukaan bidang (a) arah B tegak lurus bidang, (b) arah B tidak tegak lurus permukaan bidang

Persamaan  dipakai apabila arah B tidak tegak lurus permukaan bidang.dengan

F = fluks magnetik (Wb = weber)

B = induksi magnet (T atau WB.m-2)

A = luas permukaan bidang (m2)

q = sudut yang dibentuk antara arah B dengan garis normal

(radian atau derajat)

2.      Hukum Faraday

                  Perhatikan Gambar (2). Apabila magnet batang digerakkan mendekati kumparan, maka jarum galvanometer akan menyimpang ke kanan dan sebaliknya jika magnet batang digerakkan menjauhi kumparan, maka jarum galvanometer akan menyimpang ke kiri. Akan tetapi jika magnet batang diam tidak digerakkan, jarum galvanometer juga diam.

Jarum galvanometer yang bergerak menunjukkan adanya arus listrik yang timbul di dalam kumparan pada saat terjadi gerak relatif pada magnet batang atau kumparan.

Peristiwa ini disebut induksi elektromagnetik, yaitu timbulnya ggl pada ujung-ujung kumparan yang disebabkan adanya perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh kumparan, ggl yang timbul disebut ggl induksi. Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan oleh Faraday menyimpulkan bahwa besarnya ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung kumparan tergantung pada kecepatan perubahan fluks magnetic yang dilingkupinya. Kesimpulan ini lebih dikenal dengan hukum Faraday yang berbunyi :

“Besarnya ggl induksi yang timbul antara ujung-ujung kumparan berbanding lurus dengan kecepatan perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh kumparan tersebu”t.

Gambar 2. Percobaan Faraday untuk menyelidiki hubungan ggl induksi dengan kecepatan perubahan fluks magnetik

Secara matematik hukum faraday dapat dituliskan dalam persamaan :

Persamaan  dipakai jika perubahan fluks magnetik berlangsung dalam waktu singkat atau t mendekati nol. Tanda negatif pada persamaan untuk menyesuaikan dengan hukum Lenz.

Berdasarkan persamaan dapat diketahui bahwa ada tiga faktor yang mempengaruhi terjadinya perubahan fluks magnetik, yaitu :

a.       Luas bidang kumparan yang melingkupi garis gaya medan magnetik.

b.      Perubahan induksi magnetiknya.

c.       Perubahan sudut antara arah medan magnet dengan garis normal bidang kumparan.

3.      Hukum Lenz

                  Berdasarkan hukum Faraday, telah kita ketahui bahwa perubahan fluks magnetik akan menyebabkan timbulnya beda potensial antara ujung kumparan. Apabila kedua ujung kumparan itu dihubungkan dengan suatu penghantar yang memiliki hambatan tertentu akan mengalir arus yang disebut arus induksi dan beda potensial yang terjadi disebut ggl induksi.

Faraday pada saat itu baru dapat menghitung besarnya ggl induksi yang terjadi, tetapi belum menentukan ke mana arah arus induksi yang timbul pada rangkaian/kumparan. Arah arus induksi yang terjadi baru dapat dijelaskan oleh Friederich Lenz pada tahun 1834 yang lebih dikenal dengan hukum Lenz.

Bunyi hukum Lenz adalah sebagai berikut :

“Jika ggl induksi timbul pada suatu rangkaian, maka arah arus induksi yang dihasilkan sedemikian rupa sehingga menimbulkan medan magnetik induksi yang menentang perubahan medan magnetik (arus induksi berusaha mempertahankan fluks magnetik totalnya konstan)”.

Gambar 3 Arah arus induksi berdasarkan hukum Lenz (a) magnet mendekati kumparan, (b) magnet menjauhi

kumparan.

Untuk lebih memahami hukum Lenz, perhatikan Gambar 3. Ketika kedudukan magnet dan kumparan diam, tidak ada perubahan fluks magnet dalam kumparan. Tetapi ketika kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan, maka timbul perubahan fluks magnetik. Dengan  demikian pada kumparan akan timbul fluks magnetik yang menentang pertambahan fluks magnetik yang menembus kumparan.           

Oleh karena itu, arah fluks induksi harus berlawanan dengan fluks magnetik. Dengan demikian fluks total yang dilingkupi kumparan selalu konstan. Begitu juga pada saat magnet digerakkan menjauhi kumparan, maka akan terjadi pengurangan fluks magnetik dalam kumparan, akibatnya pada kumparan timbul fluks induksi yang menentang pengurangan fluks magnet, sehingga selalu fluks totalnya konstan. Arah arus induksi dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan yaitu jika arah ibu jari menyatakan arah induksi magnet maka arah lipatan jari-jari yang lain menyatakan arah arus.

4.      Kumparan dan Generator

                  Dari pendapat Faraday bahwa baikk umparan ataupun magnet yang digerakkan sama-sama menghasilkan arus induksi. Perubahan energi yang terjadi adalah dari energi mekanik menjadi energi listrik.

Prinsip perubahan energi seperti inilah yang menjadi dasar pembuatan

dinamo dan generator. Generator adalah mesin yang mengubah energi gerak/kinetik menjadi energi listrik. Generator yang berukuran kecil disebut dinamo. Untuk memahami cara kerja dinamo atau generator sehingga dapat menghasilkan arus listrik, ikuti penjelasan berikut ini.

                  Pada prinsipnya, generator akan lebih efisien apabila kumparannya yang dibuat berputar dalam medan magnet tetap sehingga fluks magnet yang menembus kumparan itu berubah-ubah secara periodik. Besarnya GGL induksi yang dihasilkan sesuai dengan jumlah lilitan kumparan yang digunakan serta laju perubahan fluks magnet yang menembus kumparan itu. Sesuai dengan arah arus induksi yang dihasilkan, generator di kelompokkan menjadi dua, yaitu generator yang menghasilkan arus bolak-balik dan generator yang menghasilkan arus searah. Generator yang menghasilkan arus bolak-balik disebut generator AC atau alternator. AC berasal dari kata alternating current yang artinya arus bolak-balik. Generator yang menghasilkan arus searah disebut juga generator DC, yang berasal dari kata diorect current yang artinya arus searah.

                  Perbedaan antara generator arus bolak-balik dengan generator arus searah adalah pada bentuk cincin lucurnya. Generator arus bolak-balik memiliki dua cincin luncur yang masing-masing dihubungkan dengan ujung kumparan, sedangkan generator arus searah hanya memiliki satu cincin yang terbelah di bagian tengahnya dan disebut cincin belah atau komutator. Komponen generator yang bergerak disebut rotor dan yang diam disebut stator.

Jika sebuah kumparan penghantar digerakkan dalam medan magnet dan memotong garis-garis gaya magnet pada kumpran tersebut akan timbul GGL induksi.

D.    ALAT

Lampu  Senter Tanpa Baterai

E.     PEMBAHASAN

                        Senter pompa tenaga listrik yang digunakan untuk memancarkan cahaya berasal dari pegas yang dipompa.

Pada senter ini terdapat 3 buah LED yang bisa diandalkan dalam membantu penerangan di tempat gelap / kurang cahaya.

Senter ini menggunakan prinsip kerja kumparan magnet. Prinsip kerja lampu senter ini adalah dengan menginduksi medan magnet menjadi sebuah daya voltase pada kumparan kawat. Medan magnet memburuhkan putaran konstan untuk memproduksi atau menginduksi arus listrik ke dalam kumparan. Hal ini dilakukan dengan menggerakkan kumparan atau magnet agar kumparan selalu melewati medan magnet, ketika magnet berputar dan didekatkan pada kumparan tersebut maka akan dihasilkan induksi voltase yang dapat digunakan untuk menyalakan bola lampu atau LED.

                        Selain dengan menekan senter ini, juga bias dinyalakan dengan menggeser switch bagian tengah senter ke posisi “ON” maka senter akan menyala dengan sendirinya. Tuas pada senter bisa di-lock (dikunci) dengan menggeser switch pada bagian bawah senter,

Lampu senter unik, praktis, dan ringan dibawa. Dimasukkan saku, ditaruh juga tidak Menghabiskan tempat Transparan desainnya, menjadikan senter ini unik. Kita bisa melihat gerakan roda-roda gigi dan pegas di dalam senter. tidak memakai baterai maupun charger..!! Jika lampu meredup, tinggal pompa saja, senter akan kembali terang.

                        Terang dan jangkauan sinarnya tidak kalah dengan senter baterai maupun senter yang rechargeable. Menggunakan tenaga dinamo, seperti prinsip kerja lampu sepeda kayuh. Dari gerakan diubah menjadi tenaga listrik, sehingga lampu bisa menyala, Senter pompa ini dirancang tidak menggunakan baterai dan Tanpa di Cas ke Listrik, hanya menggunakan kumparan magnet.

Cara kerja lampu emergency senter tanpa baterai :

Ø  Jika diremas-remas selama kurang lebih 1 (satu) menit maka perputaran magnet akan mengeluarkan daya/strum yang bisa bertahan selama kurang lebih 3 sampai 5 jam dengan nyala yang sangat terang (sinarnya putih).

Ø  Jika lampu/Led sudah mulai redup tinggal diremas-remas lagi selama 30 detik sampai 1 menit maka akan menyala lagi dengan sangat terang.

Pompa senter ini dilengkapi dengan :

v  3 lampu LED ( nyala terang dengan jangkauan cahaya 20 meter)

v  Generator ( untuk membantu kinerja cahaya)

v  Dynamo ( menyimpan tenaga hasil dari genggaman)

v  Casing yang transparan

F.      KESIMPULAN

Cara kerja lampu senter ini adalah:

Ø  Jika diremas-remas selama kurang lebih 1 (satu) menit maka perputaran magnet akan mengeluarkan daya/strum yang bisa bertahan selama kurang lebih 3 sampai 5 jam dengan nyala yang sangat terang (sinarnya putih).

Ø  Jika lampu/Led sudah mulai redup tinggal diremas-remas lagi selama 30 detik sampai 1 menit maka akan menyala lagi dengan sangat terang.

DAFTAR PUSTAKA

http://tokoone.com/senter-pompa-tanpa-baterai-tanpa-charger/

http://grosiranku.com/index.php?route=product/product&product_id=129

SUHARYANTO, 2009. Fisika untuk SMA dan MA Kelas XII. Jakarta :Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional,.