Kemagnetan
Kemagnetan: medan magnet sekitar kawat berarus (Biot-Savart, Ampere), gaya Lorentz, GGL induksi (Faraday-Lenz) & induktansi, generator, transformator & rugi daya, motor listrik sederhana.
Tujuan Pembelajaran (7)
- FIS-F.PI7Memahami fenomena elektromagnetisme dan pemanfaatannya dalam teknologi sehari-hari.
- FIS-F.PI7.1Menerapkan medan magnet di sekeliling kawat berarus listrik (hukum Biot-Savart, hukum Ampere).
- FIS-F.PI7.2Menerapkan gaya magnet pada muatan bergerak maupun pada kawat lurus berarus di dalam medan magnet (gaya Lorentz).
- FIS-F.PI7.3Memaknai terjadinya GGL induksi (hukum Faraday-Lenz) sembari menetapkan induktansi.
- FIS-F.PI7.4Mengkaji prinsip kerja generator listrik sebagai penerapan induksi elektromagnetik.
- FIS-F.PI7.5Mengkaji prinsip kerja transformator beserta rugi-rugi daya pada distribusi tenaga listrik.
- FIS-F.PI7.6Merangkai motor listrik sederhana sebagai penerapan gaya magnet pada kawat berarus.
Simulasi · 13
Cara Kerja Generator Listrik 3 Fasa
Model 3D generator listrik 3 fasa yang bisa diputar dan diklik. Turbin memutar rotor elektromagnet di dalam kumparan R, S, dan T; amati gelombang tegangan tiap fasa di osiloskop, pengaruh kecepatan pada tegangan dan frekuensi, serta beban lampu yang melawan putaran.
Cara Kerja Motor AC Induksi
Model 3D motor induksi 3 fasa dengan rotor sangkar tupai yang bisa diputar dan diklik. Amati arus tiga fasa membentuk medan magnet berputar, rotor yang terseret karena induksi, slip yang bertambah saat diberi beban, kurva torsi terhadap slip, dan arah putar yang berbalik saat dua fasa ditukar.
Cara Kerja Motor DC dan Dinamo
Model 3D motor DC satu kumparan yang bisa diputar dan diklik, dengan dua mode. Mode motor memperlihatkan gaya Lorentz, kerja komutator, dan GGL balik; mode dinamo memperlihatkan mesin yang sama menghasilkan listrik searah saat porosnya diputar engkol.
Cara Kerja Transformator
Visualisasi interaktif cara kerja trafo, fluks magnetik, rasio lilitan, dan perubahan tegangan pada kumparan primer dan sekunder.
Interaksi Magnet - Tarik dan Tolak
Simulasi interaktif untuk mengamati gaya magnet: kutub berbeda saling tarik-menarik, kutub sama saling tolak-menolak, dan arah gerak benda dapat diprediksi dari posisi magnet.
Kompas Pramuka & Azimuth
Simulasi interaktif penggunaan kompas bidik (pramuka). Belajar menentukan arah mata angin, membaca sudut azimuth, dan teknik navigasi darat dasar.
Laboratorium Simulasi Motor Listrik
Visualisasi interaktif motor induksi 3 fase dan motor DC brushed untuk memahami medan magnet berputar, komutasi, dan arah putaran.
Monitor Tabung
Lihat potongan monitor CRT: senapan elektron, pembelok magnet, sapuan baris dan layar fosfor RGB. Ubah kecepatan, kecerahan dan pembelok untuk membandingkan gambar, garis serta titik.
Simulasi Aturan Tangan Kiri Fleming
Visualisasi 3D arah gaya pada kawat berarus di dalam medan magnet. Balikkan arah arus atau kutub magnet, lalu amati panah hijau Gaya (F) yang otomatis menyesuaikan sebagai hasil F = I x B. Cocok untuk memahami prinsip kerja motor listrik.
Model 3D · 5
Kompas — Penunjuk Arah dengan Medan Magnet Bumi
Kompas = alat penunjuk arah klasik. Jarum magnetik yang bebas berputar di porosnya akan selalu mengarah ke Utara magnetik Bumi karena tertarik medan magnet planet. Ditemukan di Tiongkok zaman Dinasti Han (~200 SM) sebagai si nan (penunjuk selatan), lalu diadopsi pelaut Arab dan Eropa abad 12-13 — yang mengubah sejarah dunia karena memungkinkan navigasi laut jarak jauh (Era Penjelajahan, Columbus, Magellan). Sampai era GPS modern, kompas masih relevan untuk pramuka, hiking, militer, dan backup ketika baterai mati.
Medan Magnet Batang (Bar Magnet Field)
Visualisasi 3D medan magnet di sekitar satu magnet batang (bar magnet). Menampilkan pola garis-garis gaya magnet klasik: keluar dari kutub Utara (N), melengkung melalui ruang, masuk ke kutub Selatan (S). Bentuk medan ini adalah fondasi pemahaman kemagnetan sebelum eksplor kasus dua magnet (lihat pasangan `magnets-attracting-field` & `magnets-repelling-field`).
Medan Magnet Tapal Kuda (Horseshoe Magnet Field)
Visualisasi 3D medan magnet di sekitar magnet tapal kuda (horseshoe magnet). Bentuk U menjadikan kedua kutub (Utara & Selatan) saling berdekatan — efeknya medan terkonsentrasi sangat kuat di celah antara kedua kutub. Trik geometri ini bikin horseshoe magnet lebih kuat dari bar magnet ukuran sama. Pasangan dengan `bar-magnet-field` untuk perbandingan bentuk medan.
Medan Magnet Tarik-Menarik (Magnets Attracting Field)
Visualisasi 3D medan magnet antara dua magnet permanen yang saling tarik (kutub berbeda berhadapan). Garis-garis gaya medan magnet ditampilkan mengalir bersambung dari kutub Utara satu magnet ke kutub Selatan magnet lainnya — itulah yang menyebabkan gaya tarik. Pasangan dengan model `magnets-repelling-field` untuk perbandingan langsung.
Medan Magnet Tolak-Menolak (Magnets Repelling Field)
Visualisasi 3D medan magnet antara dua magnet permanen yang saling tolak (kutub sama berhadapan). Garis-garis gaya medan magnet ditampilkan melengkung keluar dari masing-masing kutub, tidak bertemu di tengah — itulah yang menyebabkan gaya tolak. Sangat cocok untuk pelajaran IPA SMP fase D dan Fisika SMA fase F bab kemagnetan.
Artikel Terkait · 3
Bagaimana susunan sakelar, induktor, dan dioda menentukan apakah tegangan DC diturunkan, dinaikkan, atau dibalik?
Cara Menggunakan Simulasi Banding Tiga Konverter DC-DC: Mengapa Buck Tidak Pernah Bisa Menaikkan Tegangan
Bagaimana jalur arus mengalir saat sakelar tertutup dan terbuka memanfaatkan induktansi diri kumparan?
Cara Menggunakan Simulasi Rangkaian Konverter DC-DC: Mengikuti Jalur Arus Buck, Boost, dan Pembalik
Mengapa tegangan keluaran konverter DC-DC mengalami lonjakan overshoot sebelum mencapai kondisi tunak?
Cara Menggunakan Simulasi Respons Langkah Konverter DC-DC: Membaca Buck, Boost, Overshoot, dan Waktu Tunak