Fisika 2 Pertemuan 13

Medan Magnetik
Medan Magnet
Kata Magnet ditemukan di Magnesia (kota kecil di Asia)
Ditemukan batuan yang dapat menarik partikel-partikel
besi.
Medan Magnet
ruang disekitar magnet dimana
magnet lain atau benda lain yang
mudah dipengaruhi magnet akan
mengalami gaya magnetik jika
diletakkan dalam ruang tersebut.
Hukum Biot-Savart
A. Besar induksi Magnetik disekitar Kawat Lurus Berarus
1) Disekitar Kawat Panjang
𝝁𝟎 𝒊
𝑩=
𝟐𝝅𝒂
Ket
:
B
= kuat medan magnet (tesla)
𝜇0
= permeabilitas vakum/udara
(4𝜋 × 10−7 𝑊𝑏/𝐴𝑚)
𝑖
= kuat arus listrik (A)
𝑎
= jarak titik ke kawat (m)
2) Disekitar kawat panjang
terbatas
𝝁𝟎 𝒊
𝑩=
(𝒄𝒐𝒔𝜽𝟏 + 𝒄𝒐𝒔 𝜽𝟐 )
𝟒𝝅𝒂
B. Induksi Magnet di Sekitar Kawat Melingkar Berarus
Besar induksi magnetik di
pusat lingkaran
:
1. Satu Lilitan
𝝁𝟎 𝒊
𝑩=
𝟐𝒂
2. N Lilitan
𝝁𝟎 𝒊
𝑩=𝑵
𝟐𝒂
Solenoida
Solenoida adalah seutas kawat panjang yang
dililitkan mengitari sebuah penampang berbentuk
silinder.
Ditengah-tengah Solenoida
𝝁𝟎 𝑵𝒊
𝑩=
𝑳
Diujung Solenoida
𝝁𝟎 𝑵𝒊
𝑩=
𝟐𝑳
Toroida
Toroida adalah kawat yang
digulung disekitar suatu inti
berbentuk donat.
𝝁𝟎 𝑵𝒊
𝑩=
𝟐𝝅𝒂
Induksi magnetik di sumbu toroida
Gaya Lorentz
Gaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh
muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang
berada dalam suatu medan magnet.
 Gaya Lorentz pada pengahantar berarus.
 Gaya Lorentz pada Kawat Sejajar Berarus
 Gaya Lorentz karena Partikel Bermuatan
Gaya Lorentz pada penghantar berarus.
𝑭 = 𝑩𝒊𝒍 𝒔𝒊𝒏 𝜽
Ket
F
B
𝑖
𝑙
𝜃
:
= Gaya Lorentz (N)
= kuat medan magnet (T)
= kuat arus listrik (A)
= panjang kawat (m)
= sudut yang dibentuk oleh B dan 𝑖
Gaya Lorentz pada Kawat Sejajar Berarus
Arus searah : saling menarik
Beda arah
: tolak menolak
Besar gaya tiap satuan panjang
diberikan
𝑖1 𝑖2
F
𝑭 𝝁𝟎 𝒊𝟏 𝒊𝟐
=
𝑳
𝟐𝝅𝒂
a
𝑙
Gaya Lorentz karena Partikel Bermuatan
ket
:
v
B
𝜃
q = muatan listrik (C)
= kecepatan gerak benda (m/s)
= kuat medan magnet (T)
= sudut yang dibentuk oleh v dan B
𝑭 = 𝑩𝒒𝒗 𝐬𝐢𝐧 𝜽
Jika induksi magnet tegak lurus dengan arah kecepatan, maka lintasan yang
ditempuh akan berbentuk lingkaran dengan jari-jari lintasan memenuhi
persamaan.
R = jari-jari partikel (m)
m
= massa partikel (kg)
𝒎𝒗
v 𝑹=
= kecepatan partikel (m/s)
𝒒𝑩
B
= kuat medan listrik (T)
Soal
1. Sebuah kawat berarus listrik I = 2 A membentang
horizontal dengan arah arus dari utara ke selatan, berada
dalam medan magnet homogen B = 10 – 4 T dengan arah
vertikal ke atas. Bila panjang kawatnya 5 meter dan arah
arus tegak lurus arah medan magnet. Berapa besar dan
arah gaya Lorentz yang dialami oleh kawat ?
2. Dua kawat sejajar satu sama lain berjarak 10 cm, pada
kedua kawat mengalir arus listrik yang sama besar yaitu
10 A dengan arah arus yang sama. Bila panjang kawat 1
meter maka tentukan besar dan arah gaya Lorentz yang
dialami kedua kawat ?
3. Sebuah partikel bermuatan 1 μC bergerak tegak lurus
dalam medan magnet homogen yang besarnya 10-4 T
dengan jika kecepatan partikelnya 105 m/s. , maka
tentukan gaya Lorentz yang dialami oleh partikel ?