Hukum Faraday adalah salah satu hukum dasar yang wajib dipahami oleh siswa kelas 12 dan berkaitan dengan elektromagnetik. Dikarenakan hukum ini menjadi langganan materi yang keluar dalam ujian nasional.
Sehingga belajar hukum ini secara lengkap dapat membantu Anda memahami lebih baik tentang hukum ini.
Bunyi Hukum I dan II
Hukum ini digunakan sebagai hukum dasar dalam elektromagnet yang menyatakan bahwa sebuah arus listrik dapat menghasilkan medan magnet dan begitu juga sebaliknya.
Sebuah medan magnet dapat menghasilkan arus listrik jika ada konduktor.
Hukum ini disebut sebagai Hukum Induksi Elektromagnetik. Penyebutan ini berdasarkan percobaan Michael Faraday yang menggunakan magnet dan kumparan yang terhubung ke galvanometer.
Medan yang bergerak pada kumparan akan menghasilkan gaya gerak listrik.
Sama seperti Hukum Newton yang mempunyai tiga bunyi hukum, Hukum Induksi Elektromagnetik memiliki dua jenis bunyi seperti di bawah ini.
Baca Juga: Rumus Panjang Gelombang
1. Hukum Faraday I
Menjelaskan bahwa setiap adanya perubahan medan magnet pada kumparan, maka gaya gerak listrik akan dihasilkan berdasarkan perubahan medan magnet. Hukum I ini berdasarkan percobaan elektrolisis yang dilakukan oleh Michael Faraday.
Hukum Induksi Elektromagnetik I berbunyi:
“Massa zat yang terbentuk pada saat proses elektrolisis akan berbanding lurus dengan jumlah muatan elektroda yang digunakan”
Dari pernyataan tersebut dapat dituliskan menjadi persamaan sederhana seperti di bawah ini.
W (elektrolisis) ~ Q (muatan listrik)
Rumus muatan listrik (Q):
Q = i x t
Keterangan:
- i adalah arus listrik yang dihasilkan
- t adalah selang waktu yang dibutuhkan
Sehingga massa zat yang terbentuk pada saat proses elektrolisis (W) dinyatakan berbanding lurus dengan kuat arus dan selang waktu yang terjadi.
W (elektrolisis) ~ i x t
Muatan listrik yang digunakan selama proses elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah mol elektron yang terlibat dalam reaksi redoks (ne).
Sehingga hubungan antara muatan listrik dengan reaksi redoks dapat ditulis sebagai berikut:
Q = ne x F
2. Hukum Faraday II
Hukum pertama menyatakan bahwa tegangan yang terbentuk pada saat GGL induksi pada rangkaian tertutup memiliki nilai yang sebanding dengan kecepatan perubahan fluks terhadap waktu. Pernyataan ini diuji melalui eksperimen elektrolis Michael Faraday.
Hukum Induksi Elektromagnetik II berbunyi:
“Proses elektrolisis akan menghasilkan massa zat yang memiliki nilai yang berbanding lurus dengan massa ekuivalen zat tersebut”
Sehingga pernyataan tersebut dapat ditulis dalam bentuk matematis seperti di bawah ini.
A (elektrolisis) ~ Mek
Massa ekuivalen suatu zat sama dengan massa zat dengan mol setara secara stokoimetri dengan 1 mol elektron. Massa ekuivalen juga setara dengan massa atom relatif (Ar) yang dibagi dengan bilangan oksidasi.
Sehingga dapat ditulis dalam bentuk pernyataan matematika seperti di bawah ini.
G = (i x t)/F x Mek
Keterangan:
- G adalah massa zat yang dihasilkan elektrode selama proses elektrolisis (gram)
- i adalah kuat arus listrik yang digunakan (A)
- t adalah selang waktu terjadinya pembuatan zat (sekon)
- Mek adalah massa ekuivalen dari zat (gram/mol)
- F adalah konstanta Faraday 96.500 coulomb/mol
Hukum Faraday tidak hanya diterapkan dalam kimia dan fisika, namun juga dalam aktivitas sehari-hari.
Dengan belajar hukum induksi elektromagnetik ini, Anda bisa semakin memahami konsep yang digunakan beserta rumus-rumus yang mendukung.