fisika

belajarfisika91.wordpress.com 1

MEDAN MAGNETIKMEDAN MAGNETIK

RACHMAT ABDUS SYUKURRACHMAT ABDUS SYUKURSMASMANN 91 JAKARTA 91 JAKARTA

BLOG : BLOG : http://belajarfisika91.wordpress.com

http://rachmat-abd-syukur.blogspot.comE-mail : [email protected] : [email protected]

http://belajarfisika91.wordpress.com/

http://rachmat-abd-syukur.blogspot.com/


Standar Kompetensi :Standar Kompetensi :Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.teknologi.

Kompetensi Dasar : Kompetensi Dasar : MenerMeneraapkan induksi magnet dan gaya magnetik pada pkan induksi magnet dan gaya magnetik pada

beberapa produkbeberapa produk t teknologi.eknologi.

Indikator :Indikator :• Mendeskripsikan induksi magnetik sekitar kawat Mendeskripsikan induksi magnetik sekitar kawat

berarusberarus• Mendeskripsikan gaya magnetik pada kawat berarus Mendeskripsikan gaya magnetik pada kawat berarus

dan muatan bergerakdan muatan bergerak• Menerapkan prinsip induksi magnetik dan gaya Menerapkan prinsip induksi magnetik dan gaya

magnetik dalam teknologi.magnetik dalam teknologi.


KUAT MEDAN KUAT MEDAN MAGNETIKMAGNETIK


• Medan magnetikMedan magnetik didefinisikan sebagai didefinisikan sebagai daerah atau ruang di sekitar magnet yang daerah atau ruang di sekitar magnet yang masih dipengaruhi masih dipengaruhi gaya magnetikgaya magnetik. .

• Kuat dan arah medan magnetik dapat juga Kuat dan arah medan magnetik dapat juga dinyatakan oleh dinyatakan oleh garis-garis gaya magnetikgaris-garis gaya magnetik. .

• Jumlah garis gaya per satuan penampang Jumlah garis gaya per satuan penampang melintang adalah ukuran melintang adalah ukuran “kuat medan “kuat medan magnetik”magnetik”, dilambangkan dengan huruf “, dilambangkan dengan huruf “B” B” dan satuannya “dan satuannya “Wb/mWb/m22 ” atau “ ” atau “Tesla”Tesla”. .

MEDAN MAGNETIKMEDAN MAGNETIK


GARIS – GARIS MEDAN MAGNETIKGARIS – GARIS MEDAN MAGNETIK

Ada tiga aturan Ada tiga aturan garis-garis medan magnetgaris-garis medan magnet, yaitu :, yaitu :

1.1. Garis-garis medan magnetGaris-garis medan magnet tidak pernah tidak pernah memotong satu sama lainmemotong satu sama lain

2.2. Garis-garis medan magnetGaris-garis medan magnet selalu keluar dari selalu keluar dari kutub utara dan memasuki kutub selatan dan kutub utara dan memasuki kutub selatan dan membentuk kurva tertutup.membentuk kurva tertutup.

3.3. Jika Jika garis-garis medan magnetgaris-garis medan magnet di daerah di daerah tertentu rapat, maka medan magnetis pada tertentu rapat, maka medan magnetis pada daerah itu kuat, demikian sebaliknya jika daerah itu kuat, demikian sebaliknya jika garis-garis medan magnet renggang, maka garis-garis medan magnet renggang, maka medan magnetis di daerah itu lemah.medan magnetis di daerah itu lemah.


GARIS – GARIS MEDAN MAGNETIKGARIS – GARIS MEDAN MAGNETIK


HUKUM BIOT SAVARTHUKUM BIOT SAVART

Seutas kawat lurus jika Seutas kawat lurus jika dialiri arus listrik akan dialiri arus listrik akan menghasilkan menghasilkan medan medan

magnetmagnet dengan dengan garis-garis garis-garis gaya magnetnyagaya magnetnya berupa berupa

lingkaran-lingkaran di lingkaran-lingkaran di sekitar kawat tersebut. sekitar kawat tersebut. Arah garis-garis gaya Arah garis-garis gaya

magnetmagnet ditentukan dengan ditentukan dengan kaidah tangan kanan. kaidah tangan kanan.

(Hk. Oersted)(Hk. Oersted)


HUKUM BIOT SAVARTHUKUM BIOT SAVART

Secara matematis Secara matematis Hukum Biot - SavartHukum Biot - Savart tentang medan tentang medan magnet di sekitar kawat berarus listrik adalahmagnet di sekitar kawat berarus listrik adalah :

Keterangan:Keterangan:

dB = perubahan medan magnet ( Tesla ) k = μo / 2

μo = permeabilitas ruang hampa

μo = 4 x 10-7 Wb/Amp.m

i = Kuat arus listrik (Ampere) dl = perubahan elemen panjang (meter) θ = Sudut antara elemen berarus dengan

jarak ke titik. r = Jarak titik P ke elemen panjang (meter)


2

0

a

iB

iP

a

Medan Magnet di Sekitar Kawat LurusMedan Magnet di Sekitar Kawat Lurus

Besarnya kuat medan magnet di sekitar kawat berarus listrik dirumuskan dengan :

a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m)

Tanda = arah medan menembus bidang mendekati pengamat.

Tanda = medan menembus bidang menjauhi pengamat.


Medan Magnet di Sekitar Kawat MelingkarMedan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar

Besar dan arah medan magnetBesar dan arah medan magnet disumbu kawat melingkar berarus listrik dapat ditentukan dengan rumus :

N = jumlah lilitan kawat

Keterangan:Keterangan:

BBPP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar ( T) = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar ( T)

I = kuat arus pada kawat ( A ) I = kuat arus pada kawat ( A )

a = jari-jari kawat melingkar ( m ) a = jari-jari kawat melingkar ( m )

r = jarak P ke lingkaran kawat ( m ) r = jarak P ke lingkaran kawat ( m )

θ = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran kawatθ = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran kawat (°) (°)

x = jarak titik P ke pusat lingkaran ( m ) , x = jarak titik P ke pusat lingkaran ( m ) ,

dengan dengan


B

i

a

2

0

a

iB

2 0

a

iNB

Medan Magnet di Sekitar Kawat MelingkarMedan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar

Besarnya kuat medan magnet di pusat kawat melingkar dapat dirumuskan dengan :

atau

Arah ditentukan Arah ditentukan dengan kaidah dengan kaidah tangan kanantangan kanan

Perhatikan gambarPerhatikan gambar


Medan Magnet pada SolenoidaMedan Magnet pada Solenoida

Sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang selanjutnya disebut kumparankumparan atau solenoidasolenoida, Apabila dialiri arus listrik maka akan berfungsi seperti magnet batangmagnet batang.

Besarnya medan magnetmedan magnet :

disumbu pusat (titik O) Solenoida

di ujung Solenida (titik P)

dengan 0 L

NninB

2

0inB


Medan Magnet pada ToroidaMedan Magnet pada Toroida

ToroidaToroida adalah sebuah solenoida yang dilengkungkan sehingga berbentuk lingkaran kumparan.

Besarnya medan magnetmedan magnet ditengah-tengah ToroidaToroida (pada titik-titik (pada titik-titik yang berada pada garis lingkaran merah)yang berada pada garis lingkaran merah) adalah:

a = rata-rata jari2 dalam dan jari2 luar toroida dengan satuan ( meter )

a = ½ ( R1 + R2 )


CONTOH SOALCONTOH SOAL

1. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus 10A. Tentukan induksi magnetik (a) di titik P yang berjarak 5 cm dari kawat, dan (b) di titik Q yang berjarak 10 cm dari kawat!

2. Sebuah kawat berada pada sumbu x dialiri arus listrik sebesar 2 A searah dengan sumbu x positif . Tentukan besar dan arah medan magnet dititik P yang berada pada sumbu y berjarak 4 cm dari pusat koordinat 0 ( lihat gambar) ?

3. Sebuah penghantar yang berbentuk dua buah setengah lingkaran konsentris dengan jari2 a1 = 2 cm dan a2 = 4 cm dialiri arus listrik 2 A. Tentukan induksi magnetik total yg ditimbulkan di titik pusat A!



4. Sebuah kawat melingkar dialiri arus listrik sebesar 4 A (lihat gambar). Jika jari-jari lingkaran 8 cm dan arak titik P terhadap sumbu kawat melingkar adalah 6 cm maka tentukan medan magnet pada :

a) pusat kawat melingkar ( O )

b) dititik P



5. Sebuah Solenoida panjang 2 m memiliki 800 lilitan. Bila Solenoida dialiri arus sebesar 0,5 A, tentukan induksi magnet pada : a. Pusat solenoida b. Ujung solenoida

6. Sebuah Toroida terdiri dari 6000 lilitan dialiri arus listrik sebesar 10 A . Jika jari-jari dalam dan luar berturut-turut 2 dan 4 meter . Tentukan besarnya induksi magnet ditengah toroida !


GAYA MAGNETIKGAYA MAGNETIK


Gaya Pada Penghantar Gaya Pada Penghantar Berarus ListrikBerarus Listrik

Panghantar berarus listrik yang berada di dalam medan magnet akan mengalami gaya magnetgaya magnet. Besarnya Besarnya gaya ini bergantung pada :gaya ini bergantung pada : kuat arus listrikkuat arus listrik, kuat medan magnetkuat medan magnet, dan panjang penghantarpanjang penghantar.


Arah gaya magnetik dapat ditentukan Arah gaya magnetik dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan dengan kaidah tangan kanan ((Kaidah Kaidah

FlemingFleming))


Penggunaan Gaya MagnetikPenggunaan Gaya Magnetik

• Gaya magnetik yang timbul pada penghantar berarus listrik digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak.

• Contoh : motor listrik dan alat ukur listrik.

Fungsi komutator adalah agar arus listrik yang mengalir pada loop tidak berbalik arah, sehingga loop dapat terus berputar.


BvF qB

Medan menembus bidang

Perhatikan laju tidak berubah Perhatikan laju tidak berubah tetapi tetapi arah berubah. arah berubah. Besar gaya magnet :

ataudengan F v dan F B = sudut antara arah v dengan arah B

Gaya Pada Muatan yang Gaya Pada Muatan yang bergerakbergerak

v

B

Muatan uji, +q

Fmagnet

+v v

FB

+

+

+ ++

+ sin qvBF

Arah FArah F dengan dengan kaidah tangan kaidah tangan

kanankanan


Medan menembus bidang

Gaya Pada Muatan yang Gaya Pada Muatan yang bergerakbergerak

v

FB

+

+r

Gaya magnetGaya magnet selalu dalam arah radial atau menuju pusat, yang mengakibat-kan partikel bergerak melingkar, maka secara matematis diperoleh hubungan :

magnet gaya

qvBF

F

B

B

lsentripeta gaya 2

r

mvF

F

s

s

r

mvqB

FFB

s

qB

mvr rr = jari-jari lintasan


Velocity Selector (selektor Velocity Selector (selektor kecepatan)kecepatan)

EB FF

EB FF

EB FF FFEE

FFBB


Gaya Pada Dua Penghantar Gaya Pada Dua Penghantar SejajarSejajar

• Penghantar yangg arah arusnya searah akan tarik-menarik.

• Bila arusnya berlawanan arah akan tolak-menolak.

Dengan besar gaya magnetgaya magnet :

a = jarak antara kedua kawatl = panjang kawat

2

210 la

iiF



7. Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan 5x104 m/s sejajar dengan kawat yang berarus 10 A pada jarak 1 cm dari kawat tsb. Tentukan besar gaya Lorentz pada kawat!

8. Elektron yg bergerak dg kecepatan 5x104 m/s sejajar dg kawat berarus 10 A. Tentukan gaya yg dialami sustu titik yg berjarak 1 cm dari kawat.

9. Sebuah proton bergerak dalam lintasan lingkaran dengan jari-jari 14 cm dalam sebuah medan magnetik 0.35 T yang tegak lurus dengan kecepatan proton. Tentukan laju linier proton.

10.Pada dua buah kawat sejajar yg masing2 dialiri arus yg sama besar, timbul gaya sebesar 2x10-7 N. Jarak antara kedua kawat itu 1 m. Tentukan besar arus pada masing2 kawat.

SELAMAT BELAJAR YAASELAMAT BELAJAR YAA ……… ……… __

fisika

Documents

jika jari

lihat gambar

di titik

jarak titik

garis

titik

dan

belajarfisika91