Gaya gerak listrik

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Loncat ke navigasi Loncat ke pencarian

Gaya gerak listrik, disingkat ggl (bahasa Inggris: electromotive force (emf), dilambangkan dan diukur dalam volt),[1] adalah aksi listrik yang dihasilkan oleh sumber non-listrik.[2] Perangkat yang mengubah bentuk energi lain menjadi energi listrik ("transduser"),[3] seperti baterai (mengubah energi kimia) atau generator (mengubah energi mekanik),[2] menghasilkan ggl sebagai keluarannya.[3] Kadang-kadang analogi dengan "tekanan" air digunakan untuk menggambarkan gaya gerak listrik.[4] (Kata "gaya" dalam hal ini tidak dalam konteks gaya interaksi antar badan, seperti yang dapat diukur dalam pon atau newton.)

Dalam induksi elektromagnetik, ggl dapat didefinisikan di sekitar loop tertutup konduktor sebagai usaha elektromagnetik yang dilakukan pada muatan listrik (elektron dalam hal ini) jika bergerak sekali mengelilingi loop.[5] Untuk fluks magnetik yang bervariasi seiring waktu yang menghubungkan suatu loop, medan skalar potensial listrik tidak didefinisikan karena medan vektor listrik yang bersirkulasi, tetapi ggl tetap bekerja yang dapat diukur sebagai potensial listrik virtual di sekitar loop.[6]

Dalam kasus perangkat dengan dua terminal (seperti sel elektrokimia) yang dimodelkan sebagai rangkaian ekivalen Thévenin, ggl ekuivalen dapat diukur sebagai beda potensial sirkuit terbuka atau "voltase" antara kedua terminal. Perbedaan potensial ini dapat menggerakkan arus listrik jika sirkuit eksternal terpasang ke terminal.

Ikhtisar[sunting | sunting sumber]

Perangkat yang dapat menyediakan ggl mencakup sel elektrokimia, perangkat termoelektrik, sel surya, fotodioda, generator listrik, transformator, dan bahkan generator Van de Graaff.[6][7] Di alam, ggl dihasilkan setiap kali fluktuasi medan magnet terjadi melalui suatu permukaan. Pergeseran medan magnetik bumi selama badai geomagnetik menginduksi arus dalam jaringan listrik ketika garis-garis medan magnet bergeser dan memotong konduktor.

Dalam kasus baterai, pemisahan muatan yang menimbulkan perbedaan tegangan antara terminal dilakukan dengan reaksi kimia pada elektroda yang mengubah energi potensial kimia menjadi energi potensial elektromagnetik.[8][9] Sel volta dapat dianggap memiliki "pompa muatan" berukuran atom pada setiap elektroda, yaitu:[10]

Sebuah sumber ggl dapat dianggap sebagai sejenis pompa muatan yang bertindak untuk memindahkan muatan positif dari titik potensial rendah melalui interiornya ke titik potensial tinggi. … Dengan cara kimia, mekanis atau lainnya, sumber ggl melakukan usaha dW pada muatan itu untuk memindahkannya ke terminal potensial tinggi. Ggl dari sumber didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan per muatan dq: = dW/dq.

Dalam kasus generator listrik, medan magnet yang berubah-ubah seiring waktu di dalam generator menciptakan medan listrik melalui induksi elektromagnetik, yang pada gilirannya menciptakan perbedaan tegangan antara terminal generator. Pemisahan muatan terjadi di dalam generator, dengan elektron mengalir menjauh dari satu terminal dan menuju yang lain, sampai, dalam kasus sirkuit terbuka, medan listrik yang cukup menumpuk untuk membuat pemisahan muatan lebih lanjut menjadi tidak mungkin. Sekali lagi, ggl diimbangi oleh tegangan listrik karena pemisahan muatan. Jika beban terpasang, tegangan ini dapat menggerakkan arus. Prinsip umum yang mengatur ggl dalam mesin listrik tersebut adalah hukum induksi Faraday.

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ emf. (1992). American Heritage Dictionary of the English Language 3rd ed. Boston:Houghton Mifflin.
  2. ^ a b Stewart, Joseph V. (2001). Intermediate electromagnetic theory. World Scientific. hlm. 389. 
  3. ^ a b Tipler, Paul A. (January 1976). Physics. New York, NY: Worth Publishers, Inc. hlm. 803. ISBN 978-0-87901-041-6. 
  4. ^ Irving Langmuir (1916). "The Relation Between Contact Potentials and Electrochemical Action". Transactions of the American Electrochemical Society. The Society. 29: 175. 
  5. ^ David M. Cook (2003). The Theory of the Electromagnetic Field. Courier Dover. hlm. 157. ISBN 978-0-486-42567-2. 
  6. ^ a b Lawrence M Lerner (1997). Physics for scientists and engineers. Jones & Bartlett Publishers. hlm. 724–727. ISBN 978-0-7637-0460-5. 
  7. ^ Paul A. Tipler; Gene Mosca (2007). Physics for Scientists and Engineers (edisi ke-6). Macmillan. hlm. 850. ISBN 978-1-4292-0124-7. 
  8. ^ Alvin M. Halpern; Erich Erlbach (1998). Schaum's outline of theory and problems of beginning physics II. McGraw-Hill Professional. hlm. 138. ISBN 978-0-07-025707-8. 
  9. ^ Robert L. Lehrman (1998). Physics the easy way. Barron's Educational Series. hlm. 274. ISBN 978-0-7641-0236-3. 
  10. ^ Singh, Kongbam Chandramani (2009). "§3.16 EMF of a source". Basic Physics. Prentice Hall India. hlm. 152. ISBN 978-81-203-3708-4. 

Bacaan lebih lanjut[sunting | sunting sumber]