medan magnet 1(1)
TRANSCRIPT
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
