Bahan Fisika (Buat di buku catatan) Medan Magnetik Medan magnet biasanya dinyatakan dengan garis-garis khayal yang disebut garis medan magnet atau garis gaya magnet. Garis-garis ini mempunyai arah yang keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet. Ada tiga aturan garis-garis medan magnet, yaitu • Garis - garis medan magnet tidak pernah saling berpotongan (bersilangan) • Garis-garis medan magnet selalu keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan serta membentuk kurva tertutup • Jika garis-garis medan magnet pada suatu tempat rapat, maka medan magnet pada tempat tersebut kuat, sebaliknya jika garis-garis medan magnet pada suatu tempat renggang, maka medan magnet pada tempat tersebut lemah Fluks Magnetik Konsep fluks magnetik pertama kali dikemukakakn oleh ilmuwan Inggris Michael Faraday. Faraday menggambarkan medan magnet sebagai garis-garis gaya magnet. Fluks magnetik menyatakan banyaknya jumlah garis gaya yang menembus permukaan bidang secara tegak lurus, besarnya fluks magnetik dapat dirumuskan sebagai berikut π± = π©. π¨ π± = π© πππ π½. π¨ Ket: π· = Fluks magnetik (Wb) B = Medan magnet (Wb/π2 atau T) A = Luas bidang permukaan (π2 ) π = sudut yang dibentuk antara B dengan garis normal bidang Percobaan Oersted Jika muatan listrik mengalir melalui kawat penghantar konduktor, maka akan timbul pengaruh magnetik disekitar kawar berarus tersebut. Dari percobaan ini dapat diketahui: • Dalam kawat penghantar yang dilewati arus listrik disekitarnya akan timbul garis gaya magnet. • Arah gaya magnet bergantung pada arah arus listrik yang mengalir • Besarnya medan magnet di sekitar kawat berarus listrik bergantung kepada kuat arus listrik dan jaraknya terhadap kawat. Menentukan arah induksi magnet dengan menggunakan kaidah tangan kanan, ibu jari menunjukkan arah kuat arus listrik dan keempat jari menunjukkan arah medan magnet Hukum Biot-Savart • • • Biot dan Savart menyatakan bahwa besar medan magnetik: berbanding lurus dengan arus listrik (I); berbanding lurus dengan panjang elemen kawat penghantar (dl); berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik itu ke elemen kawat penghantar (π 2 ); • berbanding lurus dengan sinus sudut antara arah arus dan garis penghubung titik itu ke elemen kawat penghantar. π π© = ππ π° π π π¬π’π§ π½ ππ ππ Ket: dB = perubahan medan magnet (Wb/π2 atau T) π0 = permeabilitas dalam ruang hampa (4ππ₯10−7 Wb/A m) I = kuat arus listrik (A) dl = perubahan elemen panjang (m) r = jarak titik P ke elemen panjang (m) π = sudut antara elemen berarus dan jarak ke titik yang ditentukan besar medan magnetiknya Induksi Magnet Pada Kawat Lurus Panjang Induksi magnet di sekitar kawat lurus berarus, panjang tertentu dapat dihitung dengan: π©= ππ π° ππ π (πππ πΆπ + ππππΆπ ) Induksi magnet di sekitar kawat lurus berarus, sangat panjang dapat dihitung dengan: π©= ππ π° ππ π Ket: B = Induksi magnet (Wb/π2 atau T) π0 = permeabilitas dalam ruang hampa (4ππ₯10−7 Wb/A m) I = kuat arus listrik (A) a = jarak titik ke arus (m) Induksi Magnet Pada Kawat Melingkar Besar dan arah medan magnet di sumbu kawat melingkar berarus listrik dapat ditentukan dengan rumus : π©π = ππ π° π΅ π π ππ πππ π½ Ket: BP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar (T) I = kuat arus pada kawat ( A ) a = jari-jari kawat melingkar ( m ) r = jarak P ke lingkaran kawat ( m ) θ = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran kawat (°) N = banyaknya lingkaran yang terbentuk Besar induksi magnet di pusat lingkaran dapat ditentukan dengan rumus : π©= ππ π° π΅ ππ Ket: B = Induksi magnet (Wb/π2 atau T) π0 = permeabilitas dalam ruang hampa (4ππ₯10−7 Wb/A m) I = kuat arus listrik (A) N = Banyaknya lingkaran terbentuk a = jari-jari kawat melingkar (m) Induksi Magnet Pada Solenoida Induksi magnet di tengah-tengah solenoida dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut: π©π» = ππ π° π΅ π Induksi magnet di kedua ujung solenoida sebagai berikut. π©π» = ππ π° π΅ ππ Ket: B = Induksi magnet (Wb/π2 atau T) π0 = permeabilitas dalam ruang hampa (4ππ₯10−7 Wb/A m) I = kuat arus listrik (A) N = Banyaknya lilitan l = Panjang solenoida (m) Induksi Magnet Pada Toroida Induksi magnet pada toroida dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut: π©π» = ππ π° π΅ ππ π Ket: B = Induksi magnet (Wb/π2 atau T) π0 = permeabilitas dalam ruang hampa (4ππ₯10−7 Wb/A m) I = kuat arus listrik (A) N = Banyaknya lilitan r = jari-jari toroida (m) Tugas Fisika 1 minggu (Kerjakan di Buku Latihan) 1. Pernahkah kalian melihat postingan di Instagram dari salah satu artis dengan jumlah follower yang lumayan banyak ini? Tahukah kalian fenomena apakah ini? Cari informasi mengenai fenomena dari gambar ini dan hubungkan terhadap pelajaran medan magnetik. 2. Sebuah kawat lurus panjang yang dialiri arus listik sebesar 10 A dari arah timur ke barat. Tentukan besar dan arah induksi magnetik di titik P yang berada tepat di bawah kawat tersebut pada jarak 10 cm! 3. Seutas kawat dialiri arus listrik i = 2 A seperti gambar berikut ! Tentukan : a) Kuat medan magnet di titik P b) Arah medan magnet di titik P c) Kuat medan magnet di titik Q d) Arah medan magnet di titik Q 4. Perhatikan gambar berikut ini! Tentukan besar dan arah kuat medan magnet di titik P! 5. Kawat A dan B terpisah sejauh 1 m dan dialiri arus listrik berturut-turut 1 A dan 2 A dengan arah seperti ditunjukkan gambar di bawah. Tentukan letak titik C dimana kuat medan magnetnya adalah nol! 6. Perhatikan gambar berikut. Kawat A dan B dialiri arus listrik I1 dan I2 masing-masing sebesar 2 A dan 3 A dengan arah keluar bidang baca. Tentukan besar dan arah kuat medan magnet di titik C yang membentuk segitiga sama sisi dengan titik A dan B! 7. Dua kawat panjang berjarak 10 cm masing-masing membawa arus 2,6 A dan 3,9 A. Berapa besar kuat medan magnetik di titik P! 8. Kawat bujur sangkar ABCD dialiri arus 2 A. Hitunglah kuat medan magnetik di pusat bujur sangkar tersebut! (sisi bujur sangkar 2 cm) 9. Tiga kawat PQR disusun seperti pada gambar! Carilah titik pada garis PR yang memiliki kuat medan magnetik sebesar nol! 10. Perhatikan gambar berikut! Empat penghantar panjang yang sejajar dialiri arus yang sama besar yaitu I = 5 A. Tentukan besar induksi magnetik di titik P!
