ah

1. Rumusan Masalah

Dalam tugas makalah ini penulis mencoba untuk

mengetahui bagaimana prinsip kerja detector logam (metal

detector).

2. Tujuan

Tujuan dari makalah ini adalah untuk mengetahui prinsip kerja

detektor logam (metal detector) .

A. Dasar Teori

1. Hukum Faraday

Fenomena memproduksi kelistrikan dari peristiwa kemagnetan

diterangkan oleh hokum Faraday. Hukum ini menyatakan bahwa

apabila terjadi perubahan fluks dalam suatu loop maka

dihasilkan gaya gerak listrik (tegangan listrik) induksi yang

berbanding lurus dengan laju perubahan fluks. Secara

matematik, hokum tersebut ditulis :

ε=−N d∅dt

Dengan : gaya gerak listrik induksi, N : Jumlah lilitan kumparan.

Tampak dari persamaan (1) besarnnya ggl yang dihasilkan

bergantung pada berapa cepat perubahan fluks berlangsung,

bukan bergantung pada berapa nilai fluks saat itu. Juga makin

banyak lilitan pada kumparan makin besar ggl induksi yang

dihasilkan.

2. Hukum Biot-Savart

Tak lama setelah penemuan Oersted pada tahun 1819 bahwa

jarum kompas dapat dipengaruhi oleh konduktor yang dialiri

arus, Jean-Baptiste Biot (1774 – 1862) dan Felix Savart (1791 –

1841) melakukan banyak percobaan mengenai gaya yang

diberikan oleh arus listrik pada magnet di dekatnya. Dari hasil

percobaan mereka, Biot dan Savart menemukan suatu

persamaan matematika yang memberikan nilai medan magnet

pada suatu titik dalam ruang dengan bentuk arus yang

menghasilkan medan tersebut. Persamaan tersebut dikenal

sebagai huku Biot-Savart, yang secara matematik dituliskan

dB=μo4 π

I ds x r̂r2

Dimana μo adalah konstanta yang disebut permeabilitas ruang

bebas. μo=4 π x10−7T .m/ A, r adalah jarak dari

elemen ke titik P, dan r̂ adalah vector satuan yang mengarah

dari ds ke titik P.

2.1. Medan Magnet dari Solenoida

Sebuah solenoid adalah seutas kawat yang berbentuk

heliks. Dengan konfigurasi ini medan magnet homogen dapat

dihasilkan dalam ruang yang dikelilingi oleh lilitan-lilitan kawat.

Kuat medan magnet total yang dihasilkan di pusat solenoida :

B=μ° iNl=μ° i n

Dimana n=Nl

adalah jumlah liltan persatuan panjang.

2.2. Medan Magnet dalam Toroida

Jika solenoid yang panjangnya berhingga digabungkan

ujungnya, maka didapatkan sebuah bentuk seperti kue donat,

Bentuk ini dinamakan toroid. Kuat medan magnet di dalam toroid

adalah :

B=B i N2πr

Dengan n jumlah kumparan persatuan panjang dan I arus yang

mengalir pada kawat toroid. Untuk toroida ideal, kuat medan

magnet diluar toroid nol.

3. Fluks magnetik

Jika dalam suatu ruang terdapat medan magnet, jumlah garis

gaya yang menembus permukaan dengan luas tertentu berbeda-

beda. Tergantung paa kuat medan dan sudut antara medan

magnet dengan vector permukaan. Fluks magnetic mengukur

jumlah garis gaya yang menembus suatu permukaan. Fluks

magnetic didefinisikan sebagai

∅=∮B .d A4. Induktansi

Jika sebuah solenoid dialiri arus searah maka beda potensial

antara dua ujung solenoid hampir nol, karena beda tegangan

sama dengan perkalian arus dan hambatan solenoid. Tetapi jika

solenoid dialiri arus yang berubah-ubah terhadap waktu, maka

sifat solenoid akan berubah. Sifat yang terjadi adalah kuat

medan magnet di dalam solenoid berubah-ubah. Berdasarkan

hokum Faraday maka solenoid menghasilkan gg induksi. Jadi

ketika dialiri arus listrik bolak-balik maka muncul tegangan

antara dua ujung solenoida.

5. Gaya Gerak Listrik (ggl) antara dua ujung solenoid

Diketahui bahwa kuat medan magnet dalam rongga solenoid

adalah :

B=μ° i n

Jika luas penampang solenoid A maka fluks magnetic dalam

solenoid adalah

∅=B A=μ° i n A

Oleh karena itu berdasarkan hokum Faraday, ggl induksi yang

dihasilkan oleh solenoid adalah

ε=−N d∅dt

=−N d(μ¿¿° i n A)

dt=−N μ°n A

didt

¿

Tampak bahwa ggl induksi yang dihasilkan berbanding lurus

dengan laju perubahan arus.

6. Analisis Masalah

7. Kesimpulan