Uploaded by User4435

sumber medan magnet

advertisement
Medan Magnet Di Sekitar Kawat Berarus Listrik
Gejala ini pertama kali dikaji oleh Hans Christian Oersted. Melalui percobaan, ia berhasil
mengungkap hubungan antara listrik dan magnet. Ia berhasil membuktikan bahwa penghantar
yang berarus listrik dapat menghasilkan medan magnetik.
Kumparan kawat berinti besi yang dialiri listrik dapat menarik besi dan baja. Hal ini
menunjukkan bahwa kumparan kawat berarus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Medan
magnet juga dapat ditimbulkan oleh kawat penghantar lurus yang dialiri listrik. Berdasarkan
hasil percobaan tersebut terbukti bahwa arus listrik yang mengaliri dalam kawat penghantar ini
menghasilkan medan magnetik, atau disekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnetik.
Pada saat arus listrik yang mengalir dalam penghantar diperbesar, ternyata kutub utara jarum
kompas menyimpang lebih jauh. Hal ini berarti semakin besar arus listrik yang digunakan
semakin besar medan magnetik yang dihasilkan.
Gambar: penyimpangan magnet kompas
Arah medan magnetik di sekitar kawat penghantar lurus berarus listrik dapat ditentukan dengan
kaidah tangan kanan. Jika arah ibu jari menunjukkan arah arus listrik (I), maka arah
keempat jari yang lain menunjukkan arah medan magnetik (B). Kaidah tangan kanan ini juga
dapat digunakan untuk menemukan arah medan magnetik pada penghantar berbentuk lingkaran
yang dialiri listrik.
Gambar: kaidah tangan kanan
Untuk mengetahui letak kutub utara dan kutub selatan yang terbentuk pada kumparan berarus
listrik, dapat dilakukan dengan cara:
1. Perhatikan arah listrik yang mengalir pada kumparan.
2. Ujung kumparan yang pertama kali mendapat arus listrik dijadikan sebagai pedoman
untuk menentukan letak kutub-kutub magnet.
3. Kemudian, genggam ujung kumparan yang pertama kali teraliri arus listrik dengan posisi
jari tangan kanan sesuai dengan letak kawan pada inti besi.
4. Apabila kawat itu berada di depan inti besi, letakkan telapak tangan menghadap ke
depan, kemudian genggam kumparan yang berinti besi.
5. Letak kutub utara magnet ditunjukkan oleh arah ibu jari, sedangkan arah sebaliknya
menunjukkan kutub selatan.
6. Jika kawat penghantar yang pertama kali teraliri arus listrik berada di belakang inti besi,
maka hadapkan telapak tangan ke belakang, kemudian genggam kumparan kawat itu.
7. Dengan cara yang sama kita dapat juga menentukan letak kutub utara, dan kutub selatan
magnet.
Ternyata penghantar berarus listrik yang ditempatkan dalam medan magnet juga mengalami
gaya magnet. Hal ini ditemukan pertama kali oleh Hendrik Antoon Lorentz. Gaya Lorentz terjadi
apabila kawat penghantar berarus listrik berada di dalam medan magnetik. Besar gaya Lorentz
bergantung pada besar medan magnetik, panjang penghantar, dan besar arus listrik yang
mengalir dalam kawat penghantar. Untuk arah aliran arus listrik tegak lurus terhadap arah medan
magnet, gaya Lorentz dapat dinyatakan dengan:
F=BxIxl
Keterangan:
F = gaya Lorentz pada kawat (N)
B = medan magnet (Tesla)
I = arus listrik (A)
l = panjang kawat (m)
A. Pengertian medan magnet
Seperti halnya listrik, magnet juga dapat menimbulkan suatu medan yang disebut medan magnet,
yaitu suatu ruang di sekitar magnet yang masih terpengaruh gaya magnetik. Pada tahun 1269,
berdasarkan hasil eksperimen, Pierre de Maricourt menyimpulkan bahwa semua magnet
bagaimanapun bentuknya terdiri dari dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Kutub-kutub
magnet ini memiliki efek kemagnetan paling kuat dibandingkan bagian magnet lainnya.
Medan magnet dapat digambarkan dengan garis-garis gaya magnet yang selalu keluar dari kutub
utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet. Sementara di dalam magnet , garis-garis gaya
magnet memiliki arah dari kutub selatan magnet ke kutub utara magnet. Garis-garis tersebut
tidak pernah saling berpotongan. Kerapatan garis-garis gaya magnet menunjukkan kekuatan
medan magnet.
Jika dua kutub yang tidak sejenis saling berhadapan, akan diperoleh garis-garis gaya magnet
yang saling berhubungan. Jika dua kutub yang sejenis yang saling berhadapan, akan diperoleh
garis-garis gaya magnet yang menekan dan saling menjauhi.
Kutub-kutub yang tidak sejenis ( utara-selatan ) jika didekatkan akan tarik menarik, sedangkan
kutub-kutub yang sejenis ( utara-utara atau selatan-selatan ), apabila didekatkan akan tolak
menolak.
B. Sumber medan magnet
1. Medan Magnetik dari Muatan Titik yang Bergerak
Apabila muatan titik q bergerak dengan kecepatan v, muatan ini akan menghasilkan medan
magnet B dalam ruang yang diberikan oleh
Dengan r merupakan vektor satuan yang mengarah dari muatan q ketitik medan P,
dan merupakan konstanta kesebandingan yang disebut permeabilitas ruang bebas, yang memiliki
nilai
Satuan sedemikian rupa sehingga B dalam tesla apabila q dalam coulomb, v dalam meter/detik,
dan r dalam meter. Satuan N/A2 berasal dari pernyataan bahwa 1 T = 1 N/A.m. konstanta 1/4π
secara bebas dicakupkan dalam persamaan
Sehingga faktor 4π tidak muncul dalam hukum Ampere. Untu medan magnetik akibat muatan
titik yang bergerak ini analog dengan hukum coulomb untuk medan listrik akibat muatan titik :
Kita lihat dari persamaan
Bahwa medan magnetik dari muatan titik yang bergerak memiliki karakteristik berikut :
a). Besaran B berbanding lurus dengan muatan q dan kecepatan v dan berbanding terbalik
dengan kuadrat jaraknya dari muatan
b). Medan magnetik adalah nol disepanjang garis gerak muatan.
c). Arah B tegak lurus terhadap kecepatan v maupun vektor r
2. Medan Magnetik sebuah Elemen Arus : Hukum Bio – Savart
Hukum ini menerangkan hubungan matematis antara arus listrik dalam kawat dengan medan
magnet yang dihasilkan. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa kontribusi induksi magnetik dB
pada suatu titik P berjarak r dan bersudut Ѳ terhadap elemen penghantar dl yang dialiri arus I .
A. Sebanding dengan kuat arus Ib.
B. Sebanding dengan panjang elemen penghantar dlc.
C. Sebanding dengan sinus sudut apitѲ antara arah arus pada dl dengan garis hubung titik P
dengan dld.
D. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak r antara titik P dengan elemen penghantar dl.
Pernyataan di atas dapat dituliskan secara matematika dalam persaman berikut:
dengan k adalah konstanta yang memenuhi hubungan
dengan demikian dapat dinyatakan sebagai
dengan menyatakan permeabilitas vakum yang besarnya = Wb/A m. Persamaan tersebut disebut
hukum Biot – Savart
3. Akibat Adanya Simpal Arus
Perhatikan gambar di atas, penghantar melingkar dengan jari-jari a dialiri arus I. Kita akan
menentukan induksi magnetik di titik P yang berjarak r dari elemen penghantar dl berdasarkan
hukum Bio – Savart atau persamaan
karena r tegak lurus terhadap dl, maka Ѳ = 90o . persamaan di atas dapat ditulis menjadi
induksi magnetik dB dapat diuraikan menjadi 2 komponen. Komponen yang sejajar dengan
sumbu lingkaran adalah dB sin α, sedangkan komponen yang tegak lurus sumbu adalah dB cos
α. Komponen dB cos α akan saling meniadakan dengan komponen yang berasal dari elemen lain
yang bersebrangan sehingga hanya komponen dB sin α yang masih tersisa :
4. Akibat Adanya Arus dalam Solenoida
Penghantar yang membentuk banyak lilitan sehingga menyerupai lilitan pegas disebut kumparan
atau solenoida. Solenoida yang dialiri arus listrik menghasilkan garis medan magnetik yang
polanya sama dengan yang dihasilkan magnet batang. Besar induksi magnetik ini akan kita
tentukan dengan hukum Ampere.
Download
Random flashcards
Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

sport and healty

2 Cards Nova Aulia Rahman

Tarbiyah

2 Cards oauth2_google_3524bbcd-25bd-4334-b775-0f11ad568091

Create flashcards