Hukum Listrik (Faraday)

Hukum Faraday diambil dari nama seorang ilmian yaitu: Michael faraday (1791-1867), seorang ilmuwan jenius dari inggris menyatakan bahwa:

1. Jika sebuah penghantar memotong garis-garis gaya dari suatu medan magnetik (flux) yang konstan, maka pada penghantar tersebut akan timbul tegangan induksi.
2. Perubahan flux medan magnetik didalam suatu rangkaian bahan penghantar, akan menimbulkan tegangan induksi pada rangkaian tersebut.

Kedua pernyataan beliau diatas menjadi hukum dasar listrik yang menjelaskan mengenai fenomena induksi elektromagnetik dan hubungan antara perubahan flux dengan tegangan induksi yang ditimbulkan dalam suatu rangkaian, aplikasi dari hukum ini adalah pada generator. Gambar 1(Hukum Faraday, Induksi Elektromagnetik), akan menjelaskan mengenai fenomena tersebut.

Michael Faraday adalah seorang ilmuwan Inggris yang ahli dalam bidang kimia dan fisika dan mendapat julukan "Bapak Listrik" karena berkat usahanya listrik menjadi teknologi yang banyak gunanya. Ia mempelajari berbagai bidang ilmu pengetahuan, termasuk elektromagnetis dan medan elektrokimia. Dia juga menemukan alat yang nantinya menjadi pembakar Bunsen, yang digunakan hampir di seluruh laboratorium sains sebagai sumber panas yang praktis. Beliau lahir pada tanggal 22 September 1791 dan wafat pada tanggal 25 Agustus 1867. Dia dikenal sebagai perintis dalam meneliti tentang listrik dan magnet, bahkan banyak dari para ilmuwan yang mengatakan bahwa beliau adalah seorang peneliti terhebat sepanjang masa. Beberapa konsep yang beliau turunkan secara langsung dari percobaan, seperti elektrolisis telah menjadi gagasan dalam fisika modern.

Hukum Faraday menyatakan hubungan antara jumlah listrik yang digunakan dengan massa zat yang dihasilkan baik di katoda maupun anoda pada proses elektrolisis. Bunyi Hukum Faraday I "Massa zat yang terbentuk pada masing-masing elektroda sebanding dengan kuat arus listrik yang mengalir pada elektrolisis tersebut" sementara Bunyi Hukum faraday II "Massa dari macam-macam zat yang diendapkan pada masing-masing elektroda oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan sebanding dengan berat ekivalen masing-masing zat tersebut"

Faraday mengamati peristiwa elektrolisis melalui berbagai percobaan yang dia lakukan. Dalam pengamatannya jika arus listrik searah dialirkan ke dalam suatu larutan elektrolit, mengakibatkan perubahan kimia dalam larutan tersebut. Sehingga Faraday menemukan hubungan antara massa yang dibebaskan atau diendapkan dengan arus listrik. Hubungan ini dikenal dengan Hukum Faraday. 

Menurut Faraday: Jumlah berat (massa) zat yang dihasilkan (diendapkan) pada elektroda sebanding dengan jumlah muatan listrik (Coulumb) yang dialirkan melalui larutan elektrolit tersebut. Massa zat yang dibebaskan atau diendapkan oleh arus listrik sebanding dengan bobot ekivalen zat-zat tersebut. Dari dua pernyataan diatas, disederhanakan menjadi persamaan: 

M = e.i.t / F

Dimana: 

M = massa zat dalam gram 

e = berat ekivalen dalam gram = berat atom : valensi 

i = kuat arus dalam Ampere 

t = waktu dalam detik 

F = Faraday

Faraday menyimpulkan bahwa Satu faraday adalah jumlah listrik yang diperlukan untuk menghasilkan satu ekivalen zat pada elektroda.

Muatan 1 elektron = 1,6 x 10-19 Coulomb

1 mol elektron = 6,023 x 1023 eletron

Muatan untuk 1 mol eletron = 6,023 . 1023 x 1,6 . 10 -19 = 96.500 Coulomb = 1 faraday.

Hukum Faraday I

"Massa zat yang terbentuk pada masing-masing elektroda sebanding dengan kuat arus listrik yang mengalir pada elektrolisis tersebut"

m = e . i . t / 96.500

q = i . t 

Dimana:

m = massa zat yang dihasilkan (gram)

e = berat ekivalen = Ar/ Valensi = Mr/Valensi

i = kuat arus listrik (amper)

t = waktu (detik)

q = muatan listrik (coulomb) 

Hukum Faraday II

"Massa dari macam-macam zat yang diendapkan pada masing-masing elektroda oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan sebanding dengan berat ekivalen masing-masing zat tersebut."

m₁ : m₂ = e₁ : e₂

Dimana:

m = massa zat (gram)

e = beret ekivalen = Ar/Valensi = Mr/Valensi

sumber:
dunia,listrik,2009,"Hukum-hukum Dasar Listrik",http://dunia-listrik.blogspot.com
irfandi,rahman,2013,"hukum faraday",http://www.tugasku4u.com