MAGNET

MEDAN MAGNETIK

PENGENALANAsal-usul MagnetDarimanakah magnet?

Berdasarkan asalnya magnet ada 2 jenis, yaituMagnet AlamMagnet BuatanMagnetDitemukan di Magnesia (sebuah kota di Asia Kecil) lebih dulu dari listrik.

Di tempat tersebut terdapat batu-batuan yang salingtarik menarik.

Magnet besar Bumi(sudah dimanfaatkan untuk navigasi sejak dulu)

Magnet AlamBatu magnet pertama kali ditemukan pada tahun 6500 SM didaerah Yunani di propinsi Magnesia.Batu ini memiliki sifat khas, yaitu dapat menarik besi

Penggunaan MagnetThalles 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 bajaBahan non magnetik- paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik lemah oleh magnet. Contoh aluminium dan kayu- diamagnetik, yaitu bahan yang ditolak oleh magnet. Contoh emasBagian-bagian magnetKutub magnet : bagian ujung magnet yang memiliki gaya magnet paling kuatSumbu magnet: garis yang menghubungkan kedua kutub magnetKutub magnetSumbu magnetMAGNET DAN KUTUB MAGNETKutub magnet: bagian magnet yang paling kuat pengaruh kemagnetannyaKutub-kutub magnet: utara (U) dan selatan (S)Jarum untuk kompas :secara bebas mengarah ke utara dan selatanBumi sebagai magnet : Kutub-kutub magnet bumi sedikit bergeser dari kutub- kutub geografi

Kutub MagnetMagnet memiliki 2 kutub yaitu kutub utara dan kutub selatanKutub utara : kutub magnet yang menghadap ke utara ketika magnet dapat bergerak bebasKutub 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?MagnetBesiPada sebuah magnet, magnet-magnet elementernya tersusun rapi dan searah. Sehingga menimbulkan kutub-kutub magnetPada besi bukan magnet, magnet-magnet elementernya tersusun dengan arah yang berlainan. Sehingga tidak menimbulkan kutub magnet.

Medan MagnetMedan 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 listrik

Medan magnet disekitar arus listrikBagaimanakah 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.Kawat lurus panjanginduksi magnet di titik P :

Kawat berupa lingkaraninduksi magnet di pusat lingkaran :

Jika ada N lilitan:

iPaBir

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 MELINGKARBagaimanakah 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 listrik2. memperbanyak lilitan kumparan3. 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 :Di tengahl = panjang kawat0 = 12,56x10-7Wb/A.mDi ujung kawat

Kawat toroida:Adalah solenoida yang dibuat melingkarBesarnya medan magnetnya:

dengan

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 berlaku untuk sebarang kurva C asalkan arusnya kontinu, yaitu arus itu tidak berawal atau berakhir di sebarang titik.c B.dl = 0i

c B cos dl = 0iHUKUM AMPERE31Penggunaan 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 = 0iArus lc merupakan arus l dalam kawat dengan demikian dapat diperoleh persamaaanpakan arus l dalam kawatdengan demikian dapat diperoleh persamaaan

pakan arus l dalam kawatdengan demikian dapat diperoleh persamaaan

B(2a) = 0i

B = 0i / 2ac dl = keliling lengkungan c = keliling lingkaran dengan jari-jari a = 2aBesar 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 B untuk medan magnet B sebagai :

B. Gaya lorentzPengertian 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 & SEJAJARBesar gaya tarik menarik atau tolak menolak antara 2 penghantar lurus panjang sejajar dan berarus

3.Momen kopel pada simpal penghantar berarusBesar momen kopel M adala

M = NiBA Sin dengan N = banyak lilitn simpal A=luas simpal (m2 dan 0= sudut antara arah normal bidang dengan medan magnetik

4.Gaya Lorentz pada Partikel Bermuatan ListrikBesar gaya yang dialami partikel bermuatan yang bergerak memasuki medan magnetik dirumuskan

q = muatan listrik (c)v = kecepatan partikel (m/s)B = Besar induksi magnetik (Wb/m2 = T)0 = sudut antara arah V dan arah B

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

43Elemen-elemen dasar sebuah galvanometer

Pada dasarnya kumparan sebuah galvanometer terdiri dari banyak lilitan seperti pada gambar ini :Prinsip kerjaPrinsip 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 listrikMotor lsitrik adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi putaranMotor 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 galvanometerAgar 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 berarusSuatu tipe desain speaker yang memperlihatkan kerucut, kumparan suara, dan magnet permanen.