INDUKSI MAGNETIK

Percobaan Oersted

•Di sekitar kawat yang berarus listrik terdapat

medan magnet yang dapat memengaruhi

magnet lain. Magnet jarum kompas dapat

menyimpang dari posisi normalnya jika

dipengaruhi oleh medan magnet. Pada 1819,

seorang ahli Fisika Denmark, Hans Christian

Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat

berarus listrik terdapat medan magnet.

• Dari hasil percobaannya, Oersted mengambil suatu

kesimpulan bahwa di sekitar arus listrik terdapat

medan magnet yang dapat memengaruhi kedudukan

magnet jarum. Dari hasil pengamatannya, Oersted

mendapatkan bahwa arah penyimpangan kutub

utara magnet jarum sesuai dengan arah ibu jari

tangan kanan dan arah arus listrik pada kawat

sesuai dengan arah jari-jari lainnya. Arah medan

magnet yang terdapat di sekitar kawat berarus

sesuai dengan kaidah tangan kanan.

•Pada 1820, setahun setelah Oersted

mencetuskan teorinya, dua orang ilmuwan

Prancis bernama Jean Baptiste Biot (1774-

1862) dan Felix Savart (1791-1841),

mengemukakan perhitungan lebih lanjut

tentang induksi magnetik oleh elemen

arus.

•Sepotong elemen kawat dl dilalui arus listrik

(i). Arus listrik menimbulkan induksi

magnetik di P sebesar dB. Jarak titik P ke

kawat dl adalah r, dengan arah arus i dan

jarak membentuk sudut . Besarnya induksi

magnetik di titik P karena pengaruh elemen

kawat yang berarus listrik menurut Hukum

Biot-Savart adalah

• 𝑑𝐵 = 𝑘𝑖.𝑑𝑙.sin 𝜑

𝑟2(1-1)

• dengan:

• B = induksi magnetik di titik yang diamati (Wbm-2)

• µ0 = 4π × 10-7 WbA-1m-1

• i = kuat arus listrik (A)

• a = jarak titik dari kawat (m)

• Dalam SI, satuan untuk B adalah tesla (T).

Persamaan (1-4) digunakan untuk menentukan

induksi magnetik di sekitar kawat lurus yang sangat

panjang.

HASIL DAN PEMBAHASAN

•Posisi awal ketika tembaga diletakkan

searah dengan jarum kompas, ternyata

tidak ada perubahan pada arah gerak

jarum.

• Percobaan 1 ketika kawat tembaga dihubungkan

dengan batu baterai dan teraliri arus listrik,

perlahan jarum kompas bergerak dari posisi awal

ke arah kanan, walaupun arah perubahan tidak

terlalu signifikan.

• Percobaan 2 ketika batu baterai diletakkan

dengan posisi berbanding terbalik dengan posisi

percobaan 1, ternyata jarum kompas juga

mengalami perubahan arah gerak jarum ke arah

kiri secara signifikan.

•Dengan menggantikan nilai k pada

persamaan (1-1) menjadi

•𝑘 =𝜇0

4𝜋= 10−7𝑊𝑏𝐴−1𝑚−1

•akan diperoleh

• 𝑑𝐵 =𝜇0

4𝜋

𝑖.𝑑𝑙.sin 𝜑

𝑟2(1-2)

•𝑙

𝑎= cot 𝜑 ⇒ 𝑙 = 𝑎 cot𝜑 ⇒ 𝑑𝑙 = −𝑎 csc2 𝜑 𝑑 𝜑

•Dengan demikian, persamaan (1-2) dapat

dituliskan menjadi

•𝑑𝐵 =𝜇0(𝑖)(−𝑎 csc2 𝜑 𝑑 𝜑)(sin 𝜑)

4𝜋(𝑎 csc 𝜑)2

• 𝑑𝐵 = −𝜇0𝑖 sin 𝜑 𝑑 𝜑

4𝜋𝑎(1-3)

• Setelah persamaan (1-3) diintegralkan, akan

didapat

• 𝐵 = ∫ 𝑑𝐵 = ∫𝜋0−

𝜇0𝑖 sin 𝜑 𝑑 𝜑

4𝜋𝑎= −

𝜇0𝑖

4𝜋𝑎∫𝜋0sin𝜑 𝑑 𝜑

• 𝐵 =𝜇0𝑖

4𝜋𝑎cos𝜑 |𝜋

0 =𝜇0𝑖

4𝜋𝑎(cos 0 − cos 𝜋)

• 𝐵 =𝜇02𝑖

4𝜋𝑎

• karena (cos 0 - cos π) = (1) – (-1) = 2.

• Dengan demikian, persamaannya menjadi

• 𝐵 =𝜇0𝑖

2𝜋𝑎(1-4)

SIMPULAN

• Di sekitar kawat penghantar yang dialiri arus

listrik timbul medan magnet.

• Arah medan magnet ditentukan oleh arah arus

listrik yang mengalir dalam kawat penghantar.