medan magnet 1(1)

MEDAN MAGNET

Apa yang dimaksud ?

Jika sebuah kawat yang diletakkanvertikal di sekitar tumpukan serbuk besidiberi arus listrik, maka serbuk besi iniakan membentuk garis-garis konsentrisdengan kawat sebagai pusatnya.

Garis-garis ini menggambarkan bahwa disekitar kawat tersebut medan magnet Medan magnetik diberi simbol : B

Medan Magnet: merupakan ruangmagnet yang di dalamnya masih bisa dirasakan adanya gaya magnet

MagnetDitemukan 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 kuatpengaruh kemagnetannya

• Kutub-kutub magnet:

utara (U) dan selatan (S)

• Jarum untuk kompas :

secara bebas mengarah ke utaradan selatan

• Bumi sebagai magnet :

Kutub-kutub magnet bumi sedikitbergeser dari kutub- kutubgeografi

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 tegaklurus medan magnet

Bekerja pada partikelbermuatan hanya jikapartikel tersebut bergerak

Tidak bekerja untukmemindahkan partikel

1. Medan magnet disekitar/akibat arus listrik

Gaya magnet pada kawat berarus

BxLIFmagnet

sinILBFmagnet

konstanB

I0 dsB

I

rdsBdsB

r

IB

2

0

rB2 dsB

Ir 0B2 atau

Medan magnet di sekitar kawat berarus

Medan magnet di sekitar kawat berarus

a

ds x

r

dxds

r̂

x

atan

r

asin

sinˆˆ rdsrds B berarah keluar

sindx

a

ds x

r

dxds

r̂

x

atan

2

0ˆ

4 r

rdsB

Id

Arah:Besar:

sin

ar

2

2

sin

ar

dxa

Id sinsin

4

2

0

B dx

a

I

2

3

0 sin

4

ds

r

dB

a

ds x

r

dxds

r̂

x

atan

tan

ax

2sin

a

d

dx

d

adx

2sin

dxa

Id

2

3

0 sin

4

B

d

a

a

I

22

3

0

sin

sin

4

d

a

Isin

4

0

d

a

IdB

sin

4

0B 180

00 cos

4

a

I 2

4

0 a

I

a

I

2

0

Medan magnet di dalam kawat berarus I0

0IA

aI Ar 02

2

IR

r

02

2

IR

r

Ir 0

Circle

B2 dsB020

2I

R

rB

r

IB

2

0

Medan magnet di sekitar kawat panjang berarus

B

r

0202

IR

rB

r

IB

2

00

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 denganpanjang 1 meter dan berarus listrik 1 ampere dalam pengaruh medan magnetmenghasilkan 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

v

B

Muatan uji, +q

Fmagnet

BvqF

Gaya Lorentz

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 vdan 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 0dengan 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

)()( magnetgylistrikgyLorentz BxvqEqF

Ke mana arah Fmagnet?

Partikel bermuatan dalam medan magnetik serba sama

Medan menembus bidang BvF qB

+

v v

FB

+

+

+

+

+

+

Perhatikan laju

tidak berubah

tetapi arah berubah

Force is always

to v

Medan menembus bidang

BvF qB

v

FB

+

+

Karena gaya selalu dalam

arah radial, ia bekerja untuk

mempertahankan

partikelbergerak dalam

lingkaran

qvBFB r

mv2

r

mvqB

qB

mvr