Anda Tidak Memiliki Akses Materi

Selesaikan materi aktif terlebih dahulu

Anda Tidak Memiliki Akses Materi

Bantu Kami Memahami Apa Yang terjadi

Apa yang terjadi ?

Kemagnetan

Apa itu Magnet, Induksi Magnetik, Gaya Lorentz, Fluks Magnetik?


  • 0/0 Video
  • 0/4 Sub Bab
  • 0 Diskusi
Update Terakhir : 11 January 2018

Medan Magnet

Yang dimaksud dengan medan magnet adalah ruang di sekitar sebuah objek yang menghasilkan gaya magnet, dimana gaya dapat dirasakan.
Adalah besaran vektor dengan satuan Tesla (T) = \(Wb \over m^2\)
Bersumber dari bumi, batang magnet, ataupun arus listrik.

Sumber : http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/elemag.html

Pada sebuah magnet batang, garis-garis medan magnet bakal seperti ini penampakannya, dari Utara ke Selatan.

1. Medan Magnet pada Kawat Lurus

Sumber : http://blajar-pintar.blogspot.co.id/2011/04/medan-magnet-di-sekitar-kawat-lurus.html

Pada dasarnya, setiap kawat lurus pasti memiliki medan magnet yang mengitari panjang kawatnya sebagaimana ditampilkan pada gambar berikut. Sub-bab berikutnya juga akan menjelaskan kaidah tangan kanan yang digunakan untuk menentukan arah medan magnet di kawat berarus.

\(B = {\mu_0 . I \over 2\pi .a} \) pada kawat lurus yang panjangnya tak berhingga

Sumber : https://www.slideshare.net/iknomtl/10medan-magnet-baru

\(B ={ \mu_0 . I \over 4\pi .a}\)\(.(cos \alpha_1 + cos\alpha_2 )\) pada kawat lurus panjang berhingga

dimana

 \(\mu_0 \)   = permeabilitas vakum (\(4\pi\).10-7 Wb/A.m)
B     = kuat medan magnet (Tesla)
I      = kuat arus listrik (A)
a     = jarak suatu titik ke kawat

2. Medan Magnet pada Kawat Melingkar

\(B = {\mu_0 . I \over 2\pi . a}\) pada pusat lingkaran

\(B = {\mu_0. I . N \over 2a}\) untuk beberapa lilitan

\(B = {\mu_0 . I \over 2a}\)\(sin^3\theta\) pada suatu titik sepanjang sumbu lingkaran

N = jumlah lilitan

3. Medan Magnet Solenoida

Solenoida adalah suatu kumparan berbentuk agak silindris yang berasal dari sebuah kawat yang sangat panjang tapi dililit. Karena dibuat kumparan, jadi arah medan magnetnya berubah dibandingkan dengan kawat lurus. Modelnya jadi macam magnet batang, satu sisi jadi Utara dan satu sisi jadi Selatan. Coba bandingkan dengan gambar magnet batang yang pertama.

Lantas, bagaimana cara menentukan arah medan magnetnya apabila arusnya berubah?
Gampang, tinggal lingkarin 4 jari tangan kanan kalian searah dengan arus, nanti kan arah jempolnya ngikut. Itu arah medan magnetnya, menunjuk ke kutub Utara 'magnet' kalian.

Sumber : http://www.excelatphysics.com/right-hand-grip-rule.html

a. Di pusat Solenoida

Sumber : https://yoskin.wordpress.com/jumpa-fisika-xii/fisika-xii-semester-i/medan-magnet-induksi/

\(B = {\mu_0 . I . N \over 2.a}\)

dimana

 \(\mu_0 \)   = permeabilitas vakum (\(4\pi\).10-7 Wb/A.m)
B     = kuat medan magnet (Tesla)
I      = kuat arus listrik (A)
a     = jarak titik ke kawat
L = panjang solenoida

b. Di ujung solenoida

Sumber : https://yoskin.wordpress.com/jumpa-fisika-xii/fisika-xii-semester-i/medan-magnet-induksi/

\(B = {\mu_0 . I . N \over 2L}\)

 \(\mu_0 \)   = permeabilitas vakum (\(4\pi\).10-7 Wb/A.m)
B     = kuat medan magnet (Tesla)
I      = kuat arus listrik (A)
a     = jarak titik ke kawat
L = panjang solenoida

4. Medan Magnet Toroida

Sebenernya, toroida itu solenoida. Tapi bentuknya jadi donat gitu (alay dah) karena dia dibentuk melengkung dan ujungnya disambungkan.

Sumber : http://blajar-pintar.blogspot.co.id/2011/04/medan-magnet-pada-toroida.html

\(B= {\mu_0 . I . N \over 2\pi . a}\)

 \(\mu_0 \)   = permeabilitas vakum (\(4\pi\).10-7 Wb/A.m)
B     = kuat medan magnet (Tesla)
I      = kuat arus listrik (A)
a     = jarak titik ke kawat
L     = panjang solenoida

Contoh Soal

1. Sebuah kawat berarus I diletakkan pada dua buah magnet batang dengan posisi sebagai berikut.

Arah gaya Lorentz yang dihasilkan pada kawat adalah ...

A. keluar bidang gambar
B. menuju kutub selatan magnet
C. menuju kutub utara magnet
D. dari kutub utara ke kutub selatan
E. masuk bidang gambar

Pembahasan
Gunakan kaidah tangan kiri Fleming untuk menentukan arah gaya Lorentz seperti gambar di bawah. Konsep ini dipakai karena kasus di atas bukan induksi magnetik.

Arahkan jari tengah searah dengan arus I, kemudian telunjuk ke arah kutub utara magnet (di atas bisa dilihat, medan magnetnya muter dari Utara ke Selatan). Lantas, gaya Lorentz akan ditunjukkan arahnya oleh jempol, yakni ke bawah atau masuk bidang gambar.
Jawaban : E

2. Kawat dilengkungkan dengan jari-jari R sebesar 40 cm dan dialiri arus listrik, sebagaimana ditunjukkan pada diagram berikut.

Diketahui \(\mu_0\) = \(4\pi\) x 10-7 Wb/Am , maka induksi magnet pada titik P adalah sebesar ...

Pembahasan
Nah, sekarang bentuk kawatnya seperti kita bisa lihat adalah melengkung, jumlah lilitannya nggak satu (soalnya bentuk lilitan setengah lingkaran) dan induksi magnet pada titik tengah adalah pertanyaannya. Jadi kita pakai rumus yang sesuai, yaitu
\(B = {\mu_0 . I . N \over 2 a}\)

Disini, nilai a = r , karena a menyatakan jarak dari pusat ke kawat. Sekarang tinggal masukin aja semua variabelnya di dalam persamaan.
Oh iya jangan lupa, kawatnya setengah lingkaran. Jadi apapun hasilnya yang kalian dapet kaliin setengah.

B = (1/2)(4\(\pi\) x 10-7)(2 A) / (2. 40 x 10-2)

    = 5\(\pi\) x 10-7 T
 

Komentar

Silahkan login untuk berkomentar materi ini