Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus
Besarnya medan Magnet disekitar kawat lurus panjang berarus listrik. Dipengaruhi oleh besarnya kuat arus listrik dan jarak titik tinjauan terhadap kawat. Semakin besar kuat arus semakin besar kuat medan magnetnya, semakin jauh jaraknya terhadap kawat semakin kecil kuat medan magnetnya.
Berdasarkan perumusan matematik oleh Biot-Savart maka besarnya kuat medan magnet disekitar kawat berarus listrik dirumuskan dengan :
- B = Medan magnet dalam tesla ( T )
- μo = permeabilitas ruang hampa =
- I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
- a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m)
Arah medan magnet menggunakan aturan tangan kanan
Medan magnet adalah besaran vector, sehingga apabila suatu titik dipengaruhi oleh beberapa medan magnet maka di dalam perhitungannya menggunakan operasi vektor.
Berikut ditampilkan beberapa gambar yang menunnjukkan arah arus dan arah medan magnet.
Arah medan magnet didaerah titik P ( diatas kawat berarus listrik ) menembus bidang menjauhi pengamat sedang didaerah titik Q dibawah kawat berarus listrik menembus bidang mendekati pengamat.
Tanda titik menunjukkan arah medan menembus bidang mendekati pengamat.
Tanda silang menunjukkan arah medan menembus bidang menjauhi pengamat.
Tanda anak panah biru menunjukkan arah arus listrik. Pada sumbu koordinat x, y, z kawat berarus listrik berada pada bidang xoz dan bersilangan dengan sb. Z negative. Arah arus listrik searah dengan sumbu x positif.
Jarak antara kawat I dengan titik pusat koordinat (O) adalah a maka besarnya medan magnet dititik (O) tersebut searah dengan sumbu y negative.
Berikut ditampilkan beberapa gambar yang menunnjukkan arah arus dan arah medan magnet.
Arah medan magnet didaerah titik P ( diatas kawat berarus listrik ) menembus bidang menjauhi pengamat sedang didaerah titik Q dibawah kawat berarus listrik menembus bidang mendekati pengamat.
Tanda titik menunjukkan arah medan menembus bidang mendekati pengamat.
Tanda silang menunjukkan arah medan menembus bidang menjauhi pengamat.
Tanda anak panah biru menunjukkan arah arus listrik. Pada sumbu koordinat x, y, z kawat berarus listrik berada pada bidang xoz dan bersilangan dengan sb. Z negative. Arah arus listrik searah dengan sumbu x positif.
Jarak antara kawat I dengan titik pusat koordinat (O) adalah a maka besarnya medan magnet dititik (O) tersebut searah dengan sumbu y negative.
Keterangan gambar:
I = arus listrik
B = medan magnet
Tanda panah biru menunjukkan arah arus llistrik
I = arus listrik
B = medan magnet
Tanda panah biru menunjukkan arah arus llistrik
Contoh :
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 meter
Ditanya : B = ………….?
Dijawab :
Diketahui : I = 5 miliampere = 5 . 10 – 3 Ampere
a = 10 cm = 0,1 meter
Ditanya : B = ………….?
Dijawab :
Sebuah kawat berada pada sumbu x dialiri arus listrik sebesar 2 A searah dengan sumbu x positif . Tentukan besar dan arah medan magnet dititik P yang berada pada sumbu y berjarak 4 cm dari pusat koordinat 0 ( lihat gambar) ?
Dijawab :
Dketahui : I = 2 A
a = 4 . 10 – 2 m
Ditanya : Besar dan arah B ….. ?
Dijawab :
Dketahui : I = 2 A
a = 4 . 10 – 2 m
Ditanya : Besar dan arah B ….. ?
Dijawab :
Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar
Besar dan arah medan magnet disumbu kawat melingkar berarus listrik dapat ditentukan dengan rumus :
Keterangan:
- BP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar dalam tesla ( T)
- I = kuat arus pada kawat dalam ampere ( A )
- a = jari-jari kawat melingkar dalam meter ( m )
- r = jarak P ke lingkaran kawat dalam meter ( m )
- θ = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran kawat dalam derajad (°)
- x = jarak titik P ke pusat lingkaran dalam mater ( m )
dimana
Besarnya medan magnet di pusat kawat melingkar dapat dihitung
- B = Medan magnet dalam tesla ( T )
- μo = permeabilitas ruang hampa = 4п . 10 -7 Wb/amp. m
- I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
- a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m)
= jari-jari lingkaran yang dibuat
Arah ditentukan dengan kaidah tangan kanan
Perhatikan gambar
Sebuah kawat melingkar berada pada sebuah bidang mendatar dengan dialiri arus listrikPerhatikan gambar
Apabila kawat melingkar tersebut dialiri arus listrik dengan arah tertentu maka disumbu pusat lingkaran akan muncul medan magnet dengan arah tertentu. Arah medan magnet ini ditentukan dengan kaidah tangan kanan.
Dengan aturan sebagai berikut:
Apabila tangan kanan kita menggenggam maka arah ibu jari menunjukkan arah medan magnet sedangkan keempat jari yang lain menunjukkan arah arus listrik
Dengan aturan sebagai berikut:
Apabila tangan kanan kita menggenggam maka arah ibu jari menunjukkan arah medan magnet sedangkan keempat jari yang lain menunjukkan arah arus listrik
Keterangan gambar :
Sebuah kawat melingkar dialiri arus listrik sebesar 4 A (lihat gambar). Jika jari-jari lingkaran 8 cm dan arak titik P terhadap sumbu kawat melingkar adalah 6 cm maka tentukan medan magnet pada :
a. pusat kawat melingkar ( O )
b. dititik P
a. pusat kawat melingkar ( O )
b. dititik P
Jawab :
Diketahui : I = 4 A
a = 8 cm = 8 . 10 – 2 m
x = 6 cm = 6 . 10 – 2 m
sin θ = a / r = 8 / 10 = 0,8
Ditanya : a. Bo = ……. ?
b. BP = ……. ?
Dijawab :
Diketahui : I = 4 A
a = 8 cm = 8 . 10 – 2 m
x = 6 cm = 6 . 10 – 2 m
sin θ = a / r = 8 / 10 = 0,8
Ditanya : a. Bo = ……. ?
b. BP = ……. ?
Dijawab :
Magnetisme adalah salah satu fenomena yang terjadi padamateri/benda yang dapat memberikan gaya menarik atau menolak terhadap benda lainnya. Beberapa benda yang memiliki sifat magnet adalah besi, dan beberapa baja, serta mineral Iodeston; namun, seluruh benda pasti terpengaruh oleh adanya gaya magnet ini walaupun kecil.
Suatu magnet adalah materi yang mempunyai medan magnet. Materi tersebut bisa dalam wujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sering kita dapati sekarang ini kebanyakan adalah magnet buatan.
Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub Utara (North/ N) dan kutub Selatan (South/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.
Medan magnetik didefinisikan sebagai daerah atau ruang di sekitar magnet yang masih dipengaruhi gaya magnetik. Kuat dan arah medan magnetik dapat juga dinyatakan oleh garis gaya magnetik. Jumlah garis gaya per satuan penampang melintang adalah ukuran “kuat medan magnetik”, dilambangkan dengan huruf “B”dan satuannya “Wb/m2 ” atau “Tesla”. Dan Bumi adalah medan magnet alam.
Ada tiga aturan garis-garis medan magnet, yaitu :
- Garis-garis medan magnet tidak pernah memotong satu sama lain
- Garis-garis medan magnet selalu keluar dari kutub utara dan memasuki kutub selatan dan membentuk kurva tertutup.
- Jika garis-garis medan magnet di daerah tertentu rapat, maka medan magnetis pada daerah itu kuat, demikian sebaliknya jika garis-garis medan magnet renggang, maka medan magnetis di daerah itu lemah.
Di bawah ini adalah gambar dari bagian video-animasi tentang garis-garis medan. Hasilnya sangat realistis, yang menggambarkan kehidupan rahasia dari medan magnet yang tak terlihat. Semua kejadian berlangsung di sekitar NASA’s Space Sciences Laboratories, UC Berkeley, yang menggambarkan penemuan para ilmuan.
Untuk jelasnya, silahkan deh kamu melihat-lihat sendiri video-animasi tersebut di bawah ini:
Sumber : http://belajarfisika91.wordpress.com/2009/09/10/3-5-medan-magnetik/
http://sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/SitePages/MateriPokok/LihatMateriPokok.aspx?MateriPokokID=143