MEDAN MAGNETIK

PERTEMUAN 5_MEDAN MAGNETIK

• KELOMPOK 14ADOLFINA GALLA’ A 241 11 059MOH.FADLI A 241 11 075NURHAYATI A 241 11 093FAJRIA A 241 11 110

PENGENALAN

Asal-usul MagnetDarimanakah magnet?

Berdasarkan asalnya magnet ada 2 jenis, yaituMagnet AlamMagnet Buatan

MagnetMagnetDitemukan di Magnesia (sebuah kota di Asia Kecil) lebih dulu dari listrik.

Di tempat tersebut terdapat batu-batuan yang salingtarik menarik.

Magnet besarMagnet besar Bumi(sudah dimanfaatkan untuk navigasi sejak

dulu)

Magnet Alam

Batu magnet pertama kali ditemukan pada tahun 6500 SM didaerah Yunani di propinsi Magnesia.

Batu ini memiliki sifat khas, yaitu dapat menarik besi

Penggunaan Magnet

Thalles adalah orang pertama yang meneliti tentang batu magnet .

Magnet pertama kali digunakan untuk kompas oleh bangsa Cina.

Dalam perkembangannya magnet sekarang digunakan diberbagai alat dari yang sederhana sampai yang sangat canggih dan modern

Bahan-bahan MagnetBerdasarkan memagnetannya, benda digolongkan

menjadi:- Bahan magnetik (ferromagnetik), yaitu bahan yang

dapat ditarik kuat oleh magnet. Contoh besi dan baja- Bahan non magnetik

- paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik lemah oleh magnet. Contoh aluminium dan kayu

- diamagnetik, yaitu bahan yang ditolak oleh magnet. Contoh emas

Bagian-bagian magnet

Kutub magnet : bagian ujung magnet yang memiliki gaya magnet paling kuat

Sumbu magnet: garis yang menghubungkan kedua kutub magnet

Kutub magnet

Sumbu magnet

MAGNET DAN KUTUB MAGNETMAGNET DAN KUTUB MAGNET

• Kutub magnet: bagian magnet yang paling kuat

pengaruh kemagnetannya• Kutub-kutub magnet: utara (U) dan selatan (S)• Jarum untuk kompas :secara bebas mengarah ke utara dan

selatan• Bumi sebagai magnet : Kutub-kutub magnet bumi sedikit

bergeser dari kutub- kutub geografi

Kutub Magnet

Magnet memiliki 2 kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan

Kutub utara : kutub magnet yang menghadap ke utara ketika magnet dapat bergerak bebas

Kutub selatan : kutub magnet yang menghadap ke selatan ketika magnet dapat bergerak bebas

Teori MagnetBila kita memiliki magnet

yang besar, kemudian kita potong menjadi dua, apakah potongannya juga merupakan magnet?

Bagaimana kalau kita potong terus hingga tidak dapat dipotong kembali?

Apakah masih magnet?

Magnet

Besi

Pada sebuah magnet, magnet-magnet elementernya tersusun rapi dan searah. Sehingga menimbulkan kutub-kutub magnet

Pada besi bukan magnet, magnet-magnet elementernya tersusun dengan arah yang berlainan. Sehingga tidak menimbulkan kutub magnet.

Medan Magnet

Medan magnet adalah wilayah disekitar magnet yang masih dipengaruhi oleh gaya magnet

Medan magnet karena pengaruh listrik arus searah, pertama kali dicoba oleh Oersted.

Dari percobaannya Oersted menyimpulkan

bahwa:Di sekitar arus listrk terdapat medan magnet.

1. Medan magnet disekitar/akibat arus listrik1. Medan magnet disekitar/akibat arus listrik

Medan magnet disekitar arus listrik

Bagaimanakah bentuk dari medan magnet disekitar arus listrik?

ARAH MEDAN MAGNET PADA KAWAT LURUS

Kawat berarus listrik Arah garis2 gayanya merupakan lingkaran2

sepusat yang berpusat pada kawat.

Kaidah tangan kanan :• Ibu jari menunjukkan arah arus (I)• Jari2 yang lain menunjukkan arah induksi magnet

(B)

Arah medan magnet

Hukum Biot-Savart Induksi magnet di sekitar kawat yg berarus listrik

dapat ditentukan dari persamaan2 yg diturunkan Biot & Savart.1. Kawat lurus panjang

induksi magnet di titik P :

2. Kawat berupa lingkaraninduksi magnet di pusat

lingkaran :

Jika ada N lilitan:

a

iB

2

0

r

iB

20

i Pa

B

i

r

r

iNB

20

Contoh :

1. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus 5 miliampere berada diruang hampa . Tentukan besarnya induksi magnetic pada titik yang berada sejauh 10 cm disebelah kanan kawat, bila kawat vertikal ?

Jawab :Diketahui : I = 5 miliampere = 5 . 10 – 3 Ampere

a = 10 cm = 0,1 meterDitanya : B = ………….?Dijawab :

PADA KAWAT MELINGKAR

Bagaimanakah medan magnet pada kawat berbentuk lingkaran?

Medan magnet pada kumparan

Kumparan atau solenoida bila diberi arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang sama dengan medan magnet pada magnet batang.

Memperbesar Elektromagnet

Elektromagnet dapat diperkuat dengan cara:

1. memperbesar kuat arus listrik

2. memperbanyak lilitan kumparan

3. mengisi kumparan dengan inti besi lunak

Kutub-kutub Elektromagnet Untuk menentukan kutub-kutub sebuah elektromagnet kita

dapat menggunakan tangan kanan kita:

Lipatan jari tangan menunjuk arah putaran arus dan ibu jari menunjuk arah medan magnetnya.

1. Besar medan magnetik pada Kawat solenoidaInduksi magnet pada sumbu kawat :

a. Di tengahl = panjang kawatμ0 =

12,56x10-7Wb/A.mb. Di ujung kawat

2. Kawat toroida:Adalah solenoida yang dibuat melingkarBesarnya medan magnetnya:

dengan

l

NninB dengan 0

20inB

l

NninB dengan 0

Persamaan yang analog untuk medan magnetik yang disebut hukum ampere menyatakan “yang menghubungkan komponen tangeninsial

B yang dijumlah pada seluruh kurva tertutup C dengan arus IC  yang

melintasi kurva tersebut”, dalam bentuk matematis, hukum ampere adalah :

HUKUM AMPEREHUKUM AMPERE

Hukum ampere berlaku untuk sebarang kurva C asalkan arusnya kontinu, yaitu arus itu tidak berawal atau berakhir di sebarang titik.

∫c B.dl = µ0i∫c B.dl = µ0i ∫c B cos ϴ dl = µ0i∫c B cos ϴ dl = µ0i

Penggunaan sederhana hukum ampere adalah untuk mencari medan magnetik dari kawat yang panjangnya tak terhingga, lurus yang

menyalurkan arus.

medan magnet akan menyinggung lingkaran dan memiliki besar B

yang sama pada sebarang titik pada lingkaran, hukum ampere pada y demikian yaitu

∫c B dl = B ∫c dl = µ0i∫c B dl = B ∫c dl = µ0i

Arus lc merupakan arus l dalam kawat dengan demikian dapat diperoleh persamaaan

pakan arus l dalam kawatdengan demikian dapat diperoleh persamaaan

pakan arus l dalam kawatdengan demikian dapat diperoleh persamaaan

B(2πa) = µ0i

B = µ0i / 2πa

B(2πa) = µ0i

B = µ0i / 2πa

∫c dl = keliling lengkungan c = keliling lingkaran dengan jari-jari a = 2πa

Besar induksi maknetik Untuk Sebuah Solenoida

Solenoida adalah suatu lilitan kawat atau kumparan yang rapat yang

dililitkan pada penampang berbentuk silinder, seperti yang ditunjukkan dalam

gambar di bawah ini :

Medan magnet B untuk sebuah selenoida diberikan oleh :

Dapat juga didefinisikan fluks ФB untuk medan

magnet B sebagai :

B. Gaya lorentz

Pengertian gaya LorentzGaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet (B). Arah gaya ini akan mengikuti arah maju skrup yang diputar dari vektor arah gerak muatan listrik (v) ke arah medan magnet (B), seperti yang terlihat dalam rumus berikut:

Keterangan:F = gaya (Newton)B = medan magnet (Tesla)q = muatan listrik ( Coulomb)v = arah kecepatan muatan (m/t)

1. Gaya Lorentz pada Penghantar Berarus

Arah Gaya Lorentz dapat ditentukan dengan telapak tangan kanan yang disebut "Kaidah telapak tangan kanan" yang berbunyi :

“ Buka telapak tangan kanan dengan 4 jari selain jempol dirapatkan. Arahkan keempat jari yang dirapatkan sesuai dengan arah induksi magnetik B dan arahkan jempol hingga sesuai dengan arah kuat arus listrik i, maka arah gaya Lorentz, F , yang dialami oleh konduktor akan sesuai dengan arah dorongan telapak tangan.”

•  

GAYA LORENTZ ANTARA 2 KONDUKTOR LURUS PANJANG & SEJAJAR

Besar gaya tarik menarik atau tolak menolak antara 2 penghantar lurus panjang sejajar dan berarus

a

ii

l

F

2

210

3.Momen kopel pada simpal penghantar berarus

• Besar momen kopel M adala

M = NiBA Sin θ

4.Gaya Lorentz pada Partikel Bermuatan Listrik

Aplikasi gaya lorentz

galvanometer

Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur kuat arus dan beda potensial listrik yang relatif kecil.

Elemen-elemen dasar sebuah galvanometer

Pada dasarnya kumparan sebuah galvanometer terdiri dari banyak lilitan seperti pada gambar ini :

Prinsip kerja

Prinsip kerja galvanometer dan motor listrik adalah sama dimana bekerja berdasarkan gaya lorentz. Yaitu gaya dimana gerak partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhi.Arah gaya Lorentz pada muatan yang bergerak dapat juga ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus listrik (I), dalam suatu medan magnet (B.)

Galvanometer bekerja berdasarkan prinsip bahwa sebuah kumparan yang dialiri arus listrik dapat berputar ketika

diletakan dalam suatu daerah medan magnetik.

Motor listrik• Motor lsitrik adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi putaran• Motor listrik digunakan pada pengering rambut, kipas angin.• Elemen-elemen motor listrik sama dengan galvanometer kecuali Pada pegas

ditiadakan agar kumparan dapat terus berputar.

Prinsip kerja

• Prinsip kerja motor listrik sama dengan galvanometer• Agar gelung dpat terus berputar pada ujung tiap gelung dipasang cincin belah

(dari tembaga).

Pengeras suaraKebanyakan pengeras suara bekerja berdasarkan prnsip bahwa suatu medan magnetik akan mengerjakan sebuah gaya pada kawat berarus

• Suatu tipe desain speaker yang memperlihatkan kerucut, kumparan suara, dan magnet permanen.