BAB 4
KELEKTROMAGNETAN
4.2 ARUHAN ELEKTROMAGNET
BUKU TEKS : 149 - 161
SUE ROSE
4.2 ARUHAN ELEKTROMAGNET
STANDARD
PEMBELAJARAN 1
4.2.1 Menghuraikan aruhan
elektromagnet dalam
suatu :
i. dawai lurus
ii. solenoid
▪ Rajah menunjukkan dynamo
basikal yang dapat menyalakan
lampu apabila diputarkan oleh
roda basikal.
▪ Apabila konduktor digerakkan
dalam medan magnet, arus
dapat dihasilkan. Penghasilan
arus dalam suatu konduktor di
bawah aruhan suatu medan
magnet yang berubah-ubah
dikenali sebagai aruhan
electromagnet.
Penghasilan arus elektrik!
Aruhan elektromagnet ialah proses
penghasilan arus apabila terdapat perubahan
medan magnet.
Perubahan medan magnet berlaku bila:
1. Terdapat pemotongan medan magnet
(gerakan relatif antara konduktor dan
magnet)
2. Terdapat perubahan arah medan magnet
3. Terdapat perubahan magnitud medan
magnet.
Perubahan arah dan magnitud medan magnet
boleh dihasilkan oleh arus ulang alik.
Aktiviti 1 Tujuan: Mengkaji aruhan elektromagnet
1. Aruhan Elektromagnet dalam dawai lurus
Radas: magnet magnadur, wayar penyambung
Bersama klip buaya, galvanometer, rod kuprum
tidak bertebat pada hujung
1. Pegang rod kuprum pegun di antara dua
kutub magnet magnadur. Perhatikan bacaan
jarum galvanometer.
2. Gerakkan rod itu dengan cepat mengikur arah
A. Perhatikan pesongan jarum galvanometer.
3. Ulang langkah 2 untuk arah yang lain.
Tiada pesongan
Terpesong ke kiri
Terpesong ke kanan
Tiada pesongan
Lebih pesongan
Perbincangan
1. Apakah yang berlaku kepada
penunjuk galvanometer apabila dawai
digerakkan ke atas dan ke bawah
merentasi medan magnet?
Penunjuk galvanometer terpesong.
2. Apakah yang ditunjukkan oleh
pesongan penunjuk galvanometer?
Arus mengalir
3. Berpandukan pada keputusan
eksperimen, bagaimanakah arus
aruhan dihasilkan?
Dawai lurus bergerak dan memotong medan
magnet.
4. Apakah yang berlaku pada
penunjuk galvanometer apabila
dawai pegun di dalam medan
magnet. Terangkan jawapan anda.
Tidak bergerak kerana tiada
pemotongan garis medan magnet
/ fluks magnet.
5. Apakah yang berlaku kepada
penunjuk galvanometer apabila dawai
bergerak selari dengan medan
magnet? Beri sebab.
Tidak bergerak kerana arah medan
magnet dan gerakan selari. Tiada
pemotongan fluks magnet dan arus
tidak dihasilkan.
6. Apa yang berlaku kepada penunjuk
galvanometer jika dawai dibiarkan
pegun tetapi magnet digerakkan ke
atas dan ke bawah? Mengapa?
Penunjuk galvanometer terpesong
kerana terdapat gerakan dawai dan
berlaku pemotongan fluks magnet.
7. Hubungkan gerakan rod kuprum
yang mengalirkan arus melaluinya
dengan arah garis medan magnet.
Gerakan rod kuprum mesti
bersudut tepat dengan arah garis
medan magnet.
2. Aruhan elektromagnet dalam solenoid
Radas: Magnet bar, wayar penyambung,
sensitive galvanometer, solenoid
Terpesong
Tiada pesongan
Terpesong arah
bertentangan/
Terpesong
Tiada pesongan
Terpesong arah
bertentangan
Perbincangan
1. Apakah pesongan penunjuk galvanometer
apabila magnet dan solenoid mendekat
antara satu sama lain?
Penunjuk terpesong ke asatu arah.
2. Apakah pesongan galvanometer apabila
magnet dan galvanometer menjauhi antara
satu sama lain?
Penunjuk galvanometer terpesong ke
arah bertentangan dengan arah di 1.
3. Terangkan bagaimana arus aruhan
dihasilkan dalam solenoid menggunakan
magnet.
Terdapat gerakan relative antara solenoid
dan magnet. Fluks magnet dipotong
Apabila sebatang magnet bar digerakkan
mendekati atau menjauhi sebuah solenoid,
lilitan solenoid memotong garis medan
magnet. Maka aruhan electromagnet terhasil
dan suatu d.g.e teraruh merentasi solenoid.
Litar menjadi lengkap apabila hujung solenoid
disambung kepada sebuah galvanometer.
Daya gerak elektrik teraruh akan
menghasilkan arus aruhan dalam litar dan
jarum penunjuk galvanometer terpesong.
4. Apakah yang berlaku pada penunjuk
galvanometer apabila magnet pegun di
dalam solenoid. Beri sebab jawapan anda.
Tidak bergerak kerana tiada gerakan relatif antara
magnet dan solenoid.
(a) Nyatakan dua cara untuk menghasilkan
arus aruhan dalam konduktor.
Dawai lurus digerakkan dan terdapat
pemotongan fluks magnet. Terdapat
gerakan relatif antara magnet dan
solenoid.
(b) Berdasarkan kedua-dua rajah, mengapa
penunjuk galvanometer terpesong?
Arus aruhan mengalir menyebabkan
penunjuk galvanometer terpesong.
Kesimpulan Satu magnet bar digerakkan masuk
ke dalam solenoid
Satu dawai lurus digerakkan dalam
medan magnet.
• Dawai lurus memotong medan • Terdapat gerakan relatif antara
magnet. magnet dan solenoid.
• Arus aruhan dihasilkan di dalam • Medan magnet dipotong,
wayar. • Arus aruhan dihasilkan
• Terdapat perubahan medan magnet
• Medan magnet dipotong,
• Arus aruhan dihasilkan
d.g.e aruhan dihasilkan apabila terdapat gerakan magnet
dan konduktor mendekati atau menjauhi antara sat sama
lain yang menyebabkan pemotongan garis medan magnet.
Aruhan elektromagnet ialah penghasilan d.g.e aruhan
merentasi suatu konduktor apabila terdapat gerakan relatif
antara konduktor itu dengan suatu medan magnet atau apabila
konduktor itu berada di dalam medan magnet yang berubah.
STANDARD
PEMBELAJARAN 3
4.2.3 Menentukan arah
arus aruhan dalam
i. dawai lurus
ii. solenoid
Menentukan arah arus aruhan dalam dawai lurus
Aktiviti 2 Tujuan: Menentukan arah arus aruhan dalam dawai lurus
Peraturan Tangan Kanan Fleming
Medan magnet Daya
Arus aruhan
Aktiviti 2 Tujuan: Menentukan arah arus aruhan dalam dawai lurus
2. Gariskan jawapan yang betul untuk menunjukkan arah arus aruhan
(a) Gerakan dawai ke bawah: [ PQ / QP]
(b) Gerakan dawai ke atas: [ PQ / QP]
3. Gariskan jawapan yang betul
(a) Gerakan dawai ke bawah: [ PQ / QP]
(b) Gerakan dawai ke atas: [ PQ / QP]
4. Tentukan kutub magnet pada P dan Q
P: Selatan Q: Utara
Aktiviti 3 Tujuan: Menentukan arah arus aruhan dalam solenoid
Hukum Lenz: Arah arus aruhan sentiasa mengalir
pada arah yang menentang perubahan fluks magnet
yang menghasilkan arus aruhan
Imbas semula Apabila arus mengalir di dalam solenoid,
medan magnet akan dihasilkan.
Arus mengalir dari positif ke terminal negatif
Solenoid akan menjadi magnet.
Guna Peraturan Genggaman Tangan Kanan
untuk menentukan kutub pada solenoid.
Aktiviti 3 Tujuan: Menentukan arah arus aruhan dalam solenoid
(a) Magnet bergerak ke dalam solenoid
(i) Apa yang berlaku apabila magnet
ditolak masuk ke dalam solenoid?
Fluks magnet dipotong, penunjuk
galvanometer terpesong, arus
aruhan dihasilkan
(ii) Apa yang dihasilkan pada solenoid sekiranya arus mengalir melaluinya?
Solenoid menjadi electromagnet.
(iii) Gerakkan magnet masuk ke arah solenoid akan
hasilkan arus. Mengikut Hukum Lenz, apakah yang
perlu dibuat oleh solenoid supaya menentang gerakan
yang menghasilkan arus itu?
Solenoid perlu menolak keluar magnet
Aktiviti 3 Tujuan: Menentukan arah arus aruhan dalam solenoid
(iv) Nyatakan kutub magnet pada hujung
solenoid P? Terangkan jawapan anda.
P menjadi kutub utara untuk
menentang gerakan magnet
masuk ke dalam solenoid.
(v) Nyatakan: Ke kanan
Arah Arus: Dari A ke B
Arah pesongan galvanometer:
1. Kutub utara ditolak mendekati solenoid
2. Solenoid menjadi electromagnet.
3. Arah arus aruhan hasilkan kutub utara di hujung solenoid supaya
magnet pada solenoid menolak magnet kekal keluar – ikut Hukum
Lenz.
Aktiviti 3 Tujuan: Menentukan arah arus aruhan dalam solenoid
(b) Magnet digerakkan keluar dari solenoid
(i) Apa yang berlaku apabila magnet
ditolak keluar daripada solenoid?
Fluks magnet dipotong, penunjuk
galvanometer terpesong, arus
aruhan dihasilkan
(ii) Apa yang dihasilkan pada solenoid sekiranya arus mengalir melaluinya?
Solenoid menjadi electromagnet.
(iii) Gerakkan magnet keluar daripada solenoid akan
hasilkan arus. Mengikut Hukum Lenz, apakah yang
perlu dibuat oleh solenoid supaya menentang gerakan
yang menghasilkan arus itu?
Solenoid perlu menarik magnet masuk semula.
Aktiviti 3 Tujuan: Menentukan arah arus aruhan dalam solenoid
(iv) Nyatakan kutub magnet pada hujung
solenoid P? Terangkan jawapan anda.
P menjadi kutub selatan untuk
menentang gerakan magnet keluar
daripada solenoid.
(v) Nyatakan:
Arah Arus: Dari B ke A
Arah pesongan galvanometer:
Ke kiri
(vi) Hukum Lenz merupakan suatu contoh prinsip keabadian tenaga. Kerja
dilakukan untuk menggerakkan magnet menentang daya yang cuba
menolaknya. Nyatakan perubahan tenaga yang terlibat.
Tenaga kinetic → Tenaga magnet → Tenaga elektrik /
(a) Apakah yang menyebabkan arus aruhan
dihasilkan dalam konduktor di atas.
Magnet digerakkan ke dalam solenoid dan berlaku
pemotongan fluks magnet
(b) Apakah nama yang diberikan pada arus
dihasilkan di atas?
Arus aruhan
(c) Namakan hukum yang digunakan untuk
menentukan arah arus.
Hukum Lenz
STANDARD
PEMBELAJARAN 2
4.2.2 Menerangkan faktor
yang mempengaruhi
magnitud d.g.e
aruhan
Aktiviti 4 Tujuan: Mengkaji factor-factor yang mempengaruhi
magnitude arus aruhan oleh Hukum Faraday
Saiz d.g.e aruhan berkadar terus terus
dengan kadar perubahan fluks magnet
Arus aruhan bertambah:
• Bilangan lilitan solenoid
bertambah
• Kekuatan magnet
bertambah
• Laju gerakan bertambah
Pemerhatian dan inferens daripada aktiviti menyiasat Pesongan kecil
factor-factor yang mempengaruhi magnitude arus Arus kecil
aruhan dalam solenoid
Pesongan besar
Pesongan kecil Arus besar
Arus kecil
Pesongan besar
Arus besar
Pesongan kecil
Arus kecil
Pesongan besar
Arus besar
Latihan 1
1. Rajah menunjukkan dawai kuprum lurus dan tebal
disambungkan ke galvanometer digerakkan
menegak ke bawah dalam medan magnet.
(a) Tandakan pada dawai arah arus aruhan
yang mengalir melaluinya.
(b) Namakan peraturan yang digunakan Peraturan tangan kanan Fleming
untuk menentukan arah arus.
(c) Huraikan kesan ke atas arus aruhan jika: Arah arus terbalik dan lebih kecil
(i) Dawai digerakkan menegak ke atas
pada kelajuan rendah.
(ii) Dawai digerakkan menegak ke atas Arus lebih besar
pada kelajuan yang tinggi.
(iii) Dawai diletakkan pegun di antara dua Tiada arus
kutub magnet.
2. Rajah menunjukkan satu magnet
diikat pada spring. Apa yang
berlaku kepada arah pesongan
penunjuk galvanometer apabila
spring bergetar?
Selatan Utara
Utara
Selatan
Utara
Selatan Selatan
Utara
3. Arah arus aruhan mengalir dari X ke
Y. Apakah arah gerakan dawai?
Ke atas, M