MEDAN MAGNET

MEDAN MAGNET
Apa yang dimaksud ?
Jika sebuah kawat yang diletakkan
vertikal di sekitar tumpukan serbuk besi
diberi arus listrik, maka serbuk besi ini
akan membentuk garis-garis konsentris
dengan kawat sebagai pusatnya.
Garis-garis ini menggambarkan bahwa di
sekitar kawat tersebut medan magnet
Medan magnetik diberi simbol : B
Medan Magnet: merupakan ruang
magnet yang di dalamnya masih bisa di
rasakan adanya gaya magnet
Magnet
Ditemukan di Magnesia
(sebuah kota di Asia Kecil)
lebih dulu dari listrik.
Di tempat tersebut terdapat batu-batuan yang saling
tarik menarik.
Magnet besar
Bumi
(sudah dimanfaatkan untuk navigasi sejak dulu)
MAGNET DAN KUTUB MAGNET
• Kutub magnet:
bagian magnet yang paling kuat
pengaruh kemagnetannya
• Kutub-kutub magnet:
utara (U) dan selatan (S)
• Jarum untuk kompas :
secara bebas mengarah ke utara
dan selatan
• Bumi sebagai magnet :
Kutub-kutub magnet bumi sedikit
bergeser dari kutub- kutub
geografi
Medan Magnet (B) serupa medan listrik (E)
Perbedaan antara gaya listrik dan gaya magnet
Gaya Listrik
 Bekerja searah dengan
medan listrik
 Bekerja pada partikel
bermuatan tanpa
memperdulikan
apakah bergerak atau
tidak
 Bekerja memindahkan
partikel
Gaya Magnet
 Bekerja dalam arah tegak
lurus medan magnet
 Bekerja pada partikel
bermuatan hanya jika
partikel tersebut bergerak
 Tidak bekerja untuk
memindahkan partikel
1. Medan magnet disekitar/akibat arus listrik
Gaya magnet pada kawat berarus

 
Fmagnet  ILxB
Fmagnet  ILB sin 
Medan magnet di sekitar kawat berarus
 B  ds   I
0
B  ds  B ds
r
I
B  konstan
 B  ds  2rB
2rB  0 I
atau
0 I
B
2r
Medan magnet di sekitar kawat berarus
a
tan   
x
a
sin  
r
r
a
r̂

ds
ds  dx
x
tan   
a
x
r
r̂
 0  ds  rˆ
dB    I
2
4

  r
a

x
ds
ds  dx
Besar:
Arah:
ds  rˆ  ds rˆ sin 
 dx sin 
B berarah keluar
a
r
sin 
dB
r
ds
  0   sin  
dB    I 
 sin  dx
 4   a 
2
 a 
r2  

 sin  
3
 0 I  sin  
 2 dx


 4  a 
2
tan   
a
x
r
r̂
a

ds
ds  dx
x
a
x
tan 
3
 0 I  sin 
 2
dB  

 4  a
dx
a

d sin 2 

dx

a
dx 
d
2
sin 
3
 0 I  sin   a 
 2  2 d


 4  a  sin  
 0 I 

sin d

 4a 
0 I
0 I
0 I
 0 I 
180
B   dB  
sin

d







cos



2

0

4a
4a
2a
 4a 
Medan magnet di dalam kawat berarus I0
A
r
 B  ds  2rB   I
0
Circle
2
a
r 2
r
I  I0  2 I0  2 I0
A
R
R
0 I
B
2r
r
B  0
I
2 0
2R
Medan magnet di sekitar kawat panjang berarus
r
B  0
I
2 0
2R
B
0 I0
B
2r
r
R
Satuan SI untuk B adalah : tesla (T)
1 tesla = 1 newton / (coulomb meter/detik)
= 1 newton / (ampere meter)
Kalau dikaitkan dengan “definisi “ medan magnet : Jika sebuah kawat dengan
panjang 1 meter dan berarus listrik 1 ampere dalam pengaruh medan magnet
menghasilkan gaya 1 Newton, maka besar medan magnet tersebut adalah 1 tesla.
Satuan yang lebih awal untuk B (bukan SI)
adalah : gauss.
1 tesla = 104 gauss
2. Partikel bermuatan dalam Medan magnet

 
F  qv  B
v
Gaya Lorentz
Fmagnet
B
Muatan uji, +q
Gaya yang bekerja pada muatan yang bergerak dalam
medan magnet
 Besarnya gaya magnetik FB yang bekerja pada suatu partikel
sebanding dengan muatan q dan laju partikel |v|
 arah dari gaya FB bergantung pada arah kecepatan partikel v
dan arah medan magnetik B
 Ketika partikel bergerak sejajar dengan vektor medan
magnetik, gaya magnetik yang bekerja pada partikel adalah
nol
Ketika vektor kecepatan partikel v membuat sudut   0
dengan medan magnetik, gaya magnetik bekerja dalam arah
yang tegak lurus dengan v dan B. Dengan kata lain F 
bidang yang dibentuk oleh v dan B
Gaya magnetik yang bekerja pada muatan positif
berlawanan arah dengan gaya magnetik yang bekerja pada
muatan negatif yang begerak dalam arah yang sama
Besarnya medan magnetik yang bekerja pada partikel yang
bergerak sebanding dengan sin  dimana  adalah sudut
yang dibentuk vektor kecepatan partikel dan medan
magnetik B
Menentukan arah gaya Lorentz :
GAYA LORENTZ


 
FLorentz  qE( gy listrik )  qv xB( gy magnet )
Ke mana arah Fmagnet?
Partikel bermuatan dalam medan magnetik serba sama
FB  qv  B
Medan menembus bidang
+
+
+
FB
+
+
v
v
+
+
Perhatikan laju
tidak berubah
tetapi arah berubah
Force is always
 to v
Medan menembus bidang
FB  qv  B
+
FB
+
v
Karena gaya selalu dalam
arah radial, ia bekerja untuk
mempertahankan
partikelbergerak dalam
lingkaran
FB  qvB  mv
r
mv
qB 
r
2
mv
r
qB