SUGIYO,S.si.m.kom

MEDAN MAGNET
SUGIYO,S.SI.M.KOM
PENDAHULUAN

Magnet dalam teknologi terapan
KEMAGNETAN

Macam macam bentuk magnet

Magnet batang, U bulat jarum
6.2 HUKUM COLUMB
6.3 PENGERTIAN MEDAN MAGNET
Ruangan disekitar kutub magnet yang gaya
tarik/tolaknya masih dirasakan oleh magnet
lain
 Kuat Medan magnet
 Busar gaya pada suatu satuan kutub di titik itu
didalam medan magnet m.
 H = dalam satuan N/Am atau Web/m2

GARIS GAYA

Garis yang sedemikian rupa bentuknya hingga
kuat medan di tiap titik dinyatakan oleh garis
singgungnya
HUKUM COULUMB
F

Besarnya gaya tolak
atau tarik menarik
antara kutub-kutub
magnet sebanding
dengan kuat kutub
masing2 dan
berbanding terbalik
dengan kuadrat
jaraknya
F
U
M1
F=
U
M2
𝝁𝑜𝑚1.𝑚2
4π𝑅 2
𝝁𝑜
=107 Weber/A.m
4π
𝜇
𝜇𝑟 =
𝜇𝑜
𝜇𝑟 = Permeabilitas relativf zat
𝜇𝑜 = Permeabilitas hampa
𝜇 = Permeabilitas bahan
RAPAT GARIS-GARIS GAYA MAGNET

Jumlah garis gaya tegak lurus tiap satu satuan
luas
∅
𝐴

H=

Kuat medan magnet di suatu titik sebanding
dengan rapat garis-garis gaya dan berbanding
terbalik dengan permeabilitasnya

𝐻=
𝐵
𝜇
sehingga B = 𝜇.H = 𝜇.r. 𝜇o.H
B = rapat garis garis gaya
 𝜇 = Permeabilitas zat
 H = kuat medan magnet
 ∅ = banyaknya garis gaya yang menembus
bidang seluas A
 ∅ = B.A.cos 𝜽

6.4 BAHAN MAGNET

Feromagnetik
Feromagnetik memiliki momen magnetik
permanen tanpa adanya medan magnet yang
diberikan dari luar. Feromagnetik teletak pada
logam transisi, diantaranya adalah Fe, Co, Ni
serta pada logam tanah jarang (rare earth)
seperti Nd, dan Gd. Suseptibilitas magnetnya
dapat mencapai 106 [2].

Paramagnetik
Material paramagnetik mempunyai nilai
suseptibilitas magnet yang kecil namun masih
bernilai positif. Dengan adanya medan magnet
yang diberikan pada material paramagnetik,
maka dwikutub atom yang bebas berotasi akan
mensejajarkan arah sesuai dengan arah
medan magnet.

Diamagnetik
Material diamagnetik mempunyai susceptibility magnetik
yang kecil dan bernilai negatif. Diamagnetik merupakan sifat
magnet yang paling lemah, yaitu tidak permanen dan hanya
muncul selama berada dalam medan magnet luar. Besarnya
momen magnetik yang diinduksikan sangat kecil, dan
dengan arah yang berlawanan dengan arah medan luar.
Permeabilitas relatif (μr) lebih kecil dari satu dan
suseptibilitas magnetiknya negatif, sehingga besaran B
dalam bahan diamagnetik lebih kecil daripada dalam
vakum. Jika disimpan diantara kutub-kutub dari
electromagnet yang kuat, material diamagnetik akan ditarik
ke daerah yang bermedan lemah.

Antiferomagnetik
Gabungan momen magnetik antara atom-atom atau ion-ion yang
berdekatan dalam suatu golongan bahan tertentu akan
menghasilkan pensejajaran anti paralel. Gejala ini disebut antiferomagnetik. Sifat tersebut antara lain terdapat pada MnO, bahan
keramik yang bersifat ionik yang memiliki ion-ion Mn2+ dan O2-.
Tidak ada momen magnetik netto yang dihasilkan oleh ion O2-, hal
ini disebabkan karena adanya aksi saling menghilangkan total pada
kedua momen spin dan orbital. Tetapi ion Mn2+ memiliki momen
magnetik netto yang terutama berasal dari gerak spin. Ion-ion Mn2+
ini tersusun dalam struktur kristal sedemikian rupa sehingga momen
dari ion yang berdekatan adalah antiparalel. Karena momen-momen
magnetik yang berlawanan tersebut saling menghilangkan, bahan
MnO secara keseluruhan tidak memiliki momen magnetik.
6.5 MEDAN MAGNET DISEKITAR KAWAT
BERARUS
HUKUM BIOT SAVART






Keterangan:
dB = perubahan medan magnet dalam tesla ( T ) k =
μo = permeabilitas ruang hampa =
i = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
dl = perubahan elemen panjang dalam meter (m)
θ = Sudut antara elemen berarus dengan jarak ke
titik yang ditentukan besar medan
magnetiknya
r = Jarak titik P ke elemen panjang dalam meter (m)
MEDAN MAGNET DI SEKITAR KAWAT LURUS
BERARUS


Sebuah kawat apabila dialiri oleh arus listrik
akan menghasilkan medan magnet yang garisgaris gayanya berupa lingkaran-lingkaran yang
berada di sekitar kawat tersebut
KETERANGAN
B = Medan magnet dalam tesla ( T )
 μo = permeabilitas ruang hampa =
 I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
 a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m)

CONTOH SOAL
Tentukan besarnya induksi magnet disuatu titik
yang berjarak 2 cm dari kawat lurus panjang yang
berarus listrik 30 A?
 Penyelesaian:
 Diketahui: a = 2 cm = 2 x 10-2 m

I = 30 A

μo= 4 p x 10 -7 Wb/A.m
 ditanya : B ?
 Jawab:

 0 .i 4  10 7 .30
B

2a
2 2  10 2 
B  30  10
5
 3  10
4
wb / m
2
INDUKSI MAGNETIK DI PUSAT ARUS LINGKARAN







Keterangan: BP = Induksi magnet di P pada sumbu
kawat melingkar dalam tesla ( T)
I = kuat arus pada kawat dalam ampere ( A )
a = jari-jari kawat melingkar dalam meter ( m )
r = jarak P ke lingkaran kawat dalam meter ( m )
θ = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik
pada lingkaran kawat dalam
derajad (°)
x = jarak titik P ke pusat lingkaran dalam mater ( m )
INDUKSI MAGNET DI PUSAT LINGKARAN

Induksi magnet di pusat lingkaran

B = Medan magnet dalam tesla ( T )
μo = permeabilitas ruang hampa = 4п . 10 -7 Wb/amp. m
I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m)
= jari-jari lingkaran yang dibuat Arah ditentukan dengan kaidah tangan
kanan











Arus sebesar 2,5 A mengalir dalam kawat berupa lingkaran
dengan jari-jari 3 cm. Berapa besar induksi magnet dititik P,
bila:
 titik P berada disumbu lingkaran yang berjarak
4 cm dari
pusat lingkaran
 titik P berada di pusat lingkaran
Penyelesaian:
induksi magnet disumbu lingkaran.
i = 2,5 A
r = 3 cm = 3 x 10-2 m
x = 4 cm = 4 x 10-2 m
a  r 2  x 2  32  4 2  25  5 cm  5  10 2 m

sin q = r/a = 3/5, maka sin2q = (3/5)2 = 9/25
B
0 I
sin 2 
2 a
4  10 7  2,5 9
B
2  5  10  2 25
10  10 7 9
B
10  10  2 25
B    10 5  0,36  3,6  10 6 wb / m 2
Jadi Induksi magnet di dititik P sebesar 3,6 x
10-6 wb/m2
 Induksi magnet di M (pusat lingkaran)

0 I
4  10  2,5 10  10
B


2
2r
6
2  3  10
B  1,7  10 5 wb / m 2
7
5
SOLENOIDA
Tanda
= arah menembus bidang kertas
 Tanda
= arah keluar bidang kertas
 induksi magnet pada ujung solenoida


induksi magnet pada ujung solenoida
B

 0 .i.N
2
induksi magnet ditengah solenoida
B
 0 .i.N

  0 .i.n
Keterangan:
 l = panjang solenoida (m)
 i = arus pada solenoida (A)
 N = banyaknya lilitan
 n = banyaknya lilitan persatuan panjang (N/ l )

CONTOH SOAL











Suatu solenoida terdiri dari 300 lilita berarus 2 A. panjang
solenoida 30 cm. Tentukanlah:
induksi magnet di tengah-tengah solenoida
induksi magnet pada ujung solenoida
Penyelesaian:
N = 300 lilitan
I=2A
L = 30 cm = 0,3
mo = 4p x 10-7 wb/A.m
n = N/l = 300/0,3 = 1000 lilitan/m
ditanya : a. B ditengan solenoida
b. B diujung solenoida
jawab: a. B = mo .i.n

= 4p x 10-7 x 2 x 1000

= 8p x 10-4 wb/m2


b. B = mo .i.n

2
 = 8p x 10-4 = 4p x 10-4 wb/m2

2

 toroida adalah
solenoida yang dilengkungkan
 besar induksi magnet pada sumbunya:

l = 2pR (keliling slingkaran)
B   0 .i.n

Sebuah toroida memiliki jari-jari 50 cm dialiri
arus sebesar 1 A. Jika toroida tersebut memiliki
60 lilitan, hitunglah besar induksi magnetic
pada sumbunya.

Penyelesaian
 Diketahui: r = 50 cm = 0,5 m, N = 60, I = 1 A
 Ditanya : B pada sumbu toroida?

 0 NI 4  10 7  60  1
B

 2,4  10 5 Tesla
2r
2 0,5
GAYA MAGNETIK MUATAN BERGERAK

Kawat yang berarus listrik atau muatan listrik yang
bergerak dalam medan magnet homogen, akan
mendapatkan suatu gaya karena pengaruh medan
magnet tersebut (gaya Lorentz)


Arah gaya magnetic atau gaya lorentz bergantung
pada arah arus dan arah medan magnet, dapat
ditunjukkan dengan kaidah tangan kanan.
KAWAT BERUMUATAN LISTRIK YANG BERGERAK
DALAM MEDAN MAGNET.
F = B I l sin 𝜽
 Dimana:
 F = gaya Lorentz (N)
 B = Induksi magnetic (Wb)
 I = kuat arus listrik (A)
 L = panjang kawat (m)
 q = sudut antara kawat dengan medan magnet

CONTOH SOAL
Bila panjang kawat yang terpengaruh B adalah
4 cm, tentukan besar dan arah gaya magnetic
yang timbul pada kawat!
 Sebuah kawat penghantar berarus listrik 5 A
arahnya keluar bidang gambar, memotong
tegak lurus garis-garis gaya magnet dengan
besar induksi magnet
B = 2 x 10-4 tesla


Bila panjang kawat yang terpengaruh B adalah
4 cm, tentukan besar dan arah gaya magnetic
yang timbul pada kawat!
i
B
Diketahui:
i=5A

B = 2 x 10-4 tesla

L = 4 cm = 4 x 10-2 m
i
B
F

Sin 900 = 1
 B = BI l sin 900

= (2 x 10-4)(5)( 4 x 10-2)

= 4 x 10-5 Newton

B. MUATAN LISTRIK YANG BERGERAK DALAM
MEDAN MAGNET
Dimana 𝜽 = sudut antara v dan B.
 Bila tidak ada gaya lain yang mempengaruhi
gerakan partikel, maka berlaku:
 F = q v B sin 𝜽


Bila tidak ada gaya lain yang mempengaruhi
gerakan partikel, maka berlaku:
FgayaLorentz  Fgaya sentripetal
v2
F  m  qvB
R
mv
R
qB
UNTUK DUA KAWAT YANG BERMUATAN LISTRIK
YANG BERGERAK SEJAJAR;
0
F 
I1  I 2
2a







Sebuah electron berkecepatan 2 x 107 m/s masuk
dalam medan magnet yang induksi magnetnya 1,5
wb/m2 dengan sudut 600 terhadap garis medan. Hitung
gaya magnetic yang dialami electron. (q =1,6 x10-19 C)
Penyelesaian:
Diketahui: v = 2 x 107 m/s
B = 1,5 wb/m2
q =1,6 x10-19 C
q = 600
Ditanya: F ?



Diawab:
F =Bqv
= 1,5 x 1,6 x10-19 x 2 x 107
= 4,8 x 10-12
TUGAS
1.
Tentukan arah medan magnet dari gambargambar di bawah ini!
2. Tentukan besarnya induksi magnet disuatu titik
yang berjarak 3 cm dari kawat lurus panjang yang
berarus listrik 15 A?
3. Arus sebesar 2,5 A mengalir dalam kawat berupa
lingkaran dengan jari-jari 5 cm. Berapa besar induksi
magnet dititik P, bila:
titik P berada disumbu lingkaran yang berjarak
dari pusat lingkaran
 titik P berada di pusat lingkaran

5 cm
4. Suatu solenoida terdiri dari 500 lilitan berarus
panjang solenoida 50 cm. Tentukanlah:
 induksi magnet di tengah-tengah solenoida
 induksi magnet pada ujung solenoida
2,5 A.

5. Sebuah toroida memiliki jari-jari 50 cm dialiri arus sebesar
2,5 A. Jika toroida tersebut memiliki 100 lilitan, hitunglah besar
induksi magnetic pada sumbunya.
6. Seutas kawat penghantar panjangnya 200 cm, berarus
listrik 10 A, berada dalam medan magnet homogen dengan
induksi magnet 0,02 tesla, dan membentuk sudut 300
terhadap arus listrik. Hitung besar gaya loretz yang ditimbulkan
pada kawat tsb.
7. Sebuah penghantar berarus listrik berada di
dalam medan magnetik. Bilakah penghantar itu
mengalami
TUGAS
Penerapan Medan magnet dalam kehidupan sehari
Ketentuan
Cover warna biru
Kata pengantar
Daftar isi
Latar Belakang
Aplikasi Medan Magnet
Penutup
Daftar Pustaka
Huruf Ukuran time new roman ukuran 12 1 spasi
Margin kanan 3 cm
Margin kiri 4 cm
Margin Atas 4 cm
Margin bawah 3 cm
Rata kiri kanan (justify)