Medan magnet adalah ruang yang masih dipengaruhi oleh gaya magnet. Medan magnet termasuk besaran vector, mempunyai nilai dan arah. Selain oleh magnet batang, magnet jarum, magnet ladam dan sejenisnya, medan magnet pun dapat dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak atau arus listrik. Disekitar magnet batang, arah garis – garis gaya medan magnet selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet. Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet. Garis – garis gaya medan magnet yang di timbulkan oleh arus listrik merupakan lingkaran – lingkaran sepusat yang berpusat pada kawat. Arah garis – garis gaya magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Arah induksi magnetik pada stu titik di sekitar kawat berarus selalu menyinggung lingkaran garis gaya magnetiK.
Macam-macam bentuk magnet, antara lain :
magnet batang magnet ladam magnet jarum
Magnet dapat diperoleh dengan cara buatan.
Jika baja di gosok dengan sebuah magnet, dan cara menggosoknya dalam arah yang tetap, maka baja itu akan menjadi magnet.
Baja atau besi dapat pula dimagneti oleh arus listrik.
Baja atau besi itu dimasukkan ke dalam kumparan kawat, kemudian ke dalam kumparan kawat dialiri arus listrik yang searah. Ujung-ujung sebuah magnet disebut Kutub Magnet. Garis yang menghubungkan kutub-kutub magnet disebut sumbu magnet dan garis tegak lurus sumbu magnet serta membagi dua sebuah magnet disebut garis sumbu.
Sebuah magnet batang digantung pada titik beratnya. Sesudah keadaan setimbang tercapai, ternyata kutub-kutub batang magnet itu menghadap ke Utara dan Selatan.
Kutub magnet yang menghadap ke utara di sebut kutub Utara.
Kutub magnet yang menghadap ke Selatan disebut kutub Selatan.
Hal serupa dapat kita jumpai pada magnet jarum yang dapat berputar pada sumbu tegak ( jarum deklinasi ).
Kutub Utara jarum magnet deklinasi yang seimbang didekati kutub Utara magnet batang, ternyata kutub Utara magnet jarum bertolak. Bila yang didekatkan adalah kutub selatan magnet batang, kutub utara magnet jarum tertarik.
Kesimpulan : Kutub-kutub yang sejenis tolak-menolak dan kutub-kutub yang tidak sejenis tarik-menarik
Jika kita gantungkan beberapa paku pada ujung-ujung sebuah magnet batang ternyata jumlah paku yang dapat melekat di kedua kutub magnet sama banyak. Makin ke tengah, makin berkurang jumlah paku yang dapat melekat.
Kesimpulan : Kekuatan kutub sebuah magnet sama besarnya semakin ke tengah kekuatannya makin berkurang.
Minggu, 14 Maret 2010
HUKUM COULOMB
Definisi : Besarnya gaya tolak-menolak atau gaya tarik menarik antara kutub-kutub magnet, sebanding dengan kuat kutubnya masing-masing dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.
F = gaya tarik menarik/gaya tolak menolak dalam newton.
R = jarak dalam meter.
m1 dan m2 kuat kutub magnet dalam Ampere-meter.
0 = permeabilitas hampa.
Nilai = 107 Weber/A.m
Nilai permeabilitas benda-benda, ternyata tidak sama dengan permeabilitas hampa.
Perbandingan antara permeabilitas suatu zat debgan permeabilitas hampa disebut permeabilitas relatif zat itu.
mr
r = Permeabilitas relatif suatu zat.
= permeabilitas zat itu
0 = permeabilitas hampa.
Pada pembahasan tentang Medan Magnet kita telah mengetahui bahwa Arus listrik dapat menimbulkan Medan Magnet. Sedang Arus listrik adalah Muatan yang bergerak. Disekitar muatan ada Medan Listrik. Jika muatan bergerak maka medan listrik yang dihasilkan akan berubah, maka dapat dikatakan bahwa Perubahan Medan listrik dapat menimbulkan medan magnet.
Melihat kenyataan ini Faraday menyatakan sebuah hipotesanya dengan pernyataannya :
Jika perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet, maka Perubahan medan magnet juga akan menimbulkan medan listrik. Menurut Michael Faraday, besar ggl induksi yang timbul pada suatu kumparan atau penghantar sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupnya dan sebanding dengan jumlah lilitan kumparan. Dapat dinyatakan dengan :
= - N atau = -N
Fluks magnetic adalah banyaknaya garis – garis gaya magnet yang di lingkupi luar bidang tertentu yang tegak lurus garis gaya tersebut.
= BA cos
F = gaya tarik menarik/gaya tolak menolak dalam newton.
R = jarak dalam meter.
m1 dan m2 kuat kutub magnet dalam Ampere-meter.
0 = permeabilitas hampa.
Nilai = 107 Weber/A.m
Nilai permeabilitas benda-benda, ternyata tidak sama dengan permeabilitas hampa.
Perbandingan antara permeabilitas suatu zat debgan permeabilitas hampa disebut permeabilitas relatif zat itu.
mr
r = Permeabilitas relatif suatu zat.
= permeabilitas zat itu
0 = permeabilitas hampa.
Pada pembahasan tentang Medan Magnet kita telah mengetahui bahwa Arus listrik dapat menimbulkan Medan Magnet. Sedang Arus listrik adalah Muatan yang bergerak. Disekitar muatan ada Medan Listrik. Jika muatan bergerak maka medan listrik yang dihasilkan akan berubah, maka dapat dikatakan bahwa Perubahan Medan listrik dapat menimbulkan medan magnet.
Melihat kenyataan ini Faraday menyatakan sebuah hipotesanya dengan pernyataannya :
Jika perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet, maka Perubahan medan magnet juga akan menimbulkan medan listrik. Menurut Michael Faraday, besar ggl induksi yang timbul pada suatu kumparan atau penghantar sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupnya dan sebanding dengan jumlah lilitan kumparan. Dapat dinyatakan dengan :
= - N atau = -N
Fluks magnetic adalah banyaknaya garis – garis gaya magnet yang di lingkupi luar bidang tertentu yang tegak lurus garis gaya tersebut.
= BA cos
MEDAN MAGNET DI SEKITAR ARUS LISTRIK
Percobaan OERSTED
Di atas jarum kompas yang seimbang dibentangkan seutas kawat, sehingga kawat itu sejajar dengan jarum kompas. jika kedalam kaewat dialiri arus listrik, ternyata jarum kompas berkisar dari keseimbangannya.
Kesimpulan : Disekitar arus listrik ada medan magnet.
Cara menentukan arah perkisaran jarum.
a. Bila arus listrik yang berada anatara telapak tangan kanan dan jarum magnet mengalir dengan arah dari pergelangan tangan menuju ujung-ujung jari, kutub utara jarum berkisar ke arah ibu jari.
b. Bila arus listrik arahnya dari pergelangan tangan kanan menuju ibu jari, arah melingkarnya jari tangan menyatakan perkisaran kutub Utara.
Pola garis-garis gaya di sekitar arus lurus.
Pada sebidang karton datar ditembuskan sepotong kawat tegak lurus, di atas karbon ditaburkan serbuk besi menempatkan diri berupa lingkaran-lingkaran yang titik pusatnya pada titik tembus kawat.
Kesimpulan : Garis-garis gaya di sekitar arus lurus berupa lingkaran-lingkaran yang berpusatkan pada arus tersebut.
Cara menentukan arah medan magnet
Bila arah dari pergelangan tangan menuju ibu jari, arah melingkar jari tangan menyatakan arah medan magnet.
Di atas jarum kompas yang seimbang dibentangkan seutas kawat, sehingga kawat itu sejajar dengan jarum kompas. jika kedalam kaewat dialiri arus listrik, ternyata jarum kompas berkisar dari keseimbangannya.
Kesimpulan : Disekitar arus listrik ada medan magnet.
Cara menentukan arah perkisaran jarum.
a. Bila arus listrik yang berada anatara telapak tangan kanan dan jarum magnet mengalir dengan arah dari pergelangan tangan menuju ujung-ujung jari, kutub utara jarum berkisar ke arah ibu jari.
b. Bila arus listrik arahnya dari pergelangan tangan kanan menuju ibu jari, arah melingkarnya jari tangan menyatakan perkisaran kutub Utara.
Pola garis-garis gaya di sekitar arus lurus.
Pada sebidang karton datar ditembuskan sepotong kawat tegak lurus, di atas karbon ditaburkan serbuk besi menempatkan diri berupa lingkaran-lingkaran yang titik pusatnya pada titik tembus kawat.
Kesimpulan : Garis-garis gaya di sekitar arus lurus berupa lingkaran-lingkaran yang berpusatkan pada arus tersebut.
Cara menentukan arah medan magnet
Bila arah dari pergelangan tangan menuju ibu jari, arah melingkar jari tangan menyatakan arah medan magnet.
HUKUM BIOT SAVART
Definisi : Besar induksi magnetik di satu titik di sekitar elemen arus, sebanding dengan panjang elemen arus, besar kuat arus, sinus sudut yang diapit arah arus dengan jaraknya sampai titik tersebut dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.
B = k .
k adalah tetapan, di dalam sistem Internasional
k = = 10-7
Vektor B tegak lurus pada l dan r, arahnya dapat ditentukan denagan tangan kanan. Jika l sangat kecil, dapat diganti dengan dl.
dB =
Persamaan ini disebut hukum Ampere.
B = k .
k adalah tetapan, di dalam sistem Internasional
k = = 10-7
Vektor B tegak lurus pada l dan r, arahnya dapat ditentukan denagan tangan kanan. Jika l sangat kecil, dapat diganti dengan dl.
dB =
Persamaan ini disebut hukum Ampere.
INDUKSI MAGNETIK
nduksi magnetik di sekitar arus lurus.
Besar induksi magnetik di titik A yang jaraknya a dari kawat sebanding dengan kuat arus dalam kawat dan berbanding terbalik dengan jarak titik ke kawat.
B = .
B dalam W/m2
I dalam Ampere
a dalam meter
Kuat medan dititik H = = =
mr udara = 1
Jika kawat tidak panjang maka harus digunakan Rumus :
Induksi Induksi magnetik di pusat arus lingkaran.
Titik A berjarak x dari pusat kawat melingkar besarnya induksi magnetik di A dirumuskan :
Jika kawat itu terdiri atas N lilitan maka :
B = . atau B = .
Induksi magnetik di pusat lingkaran.
Dalam hal ini r = a dan a = 900
Besar induksi magnetik di pusat lingkaran.
B = .
B dalam W/m2.
I dalam ampere.
N jumlah lilitan.
a jari-jari lilitan dalam meter.
Arah medan magnetik dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan.
Jika arah arus sesuai dengan arah melingkar jari tangan kanan arah ibu jari menyatakan arah medan magnet.
Solenoide
Solenoide adalah gulungan kawat yang di gulung seperti spiral.
Bila kedalam solenoide dialirkan arus listrik, di dalam selenoide terjadi medan magnet dapat ditentukan dengan tangan.
Gambar :
Besar induksi magnetik dalam solenoide.
Jari-jari penampang solenoide a, banyaknya lilitan N dan panjang solenoide 1. Banyaknya lilitan pada dx adalah : atau n dx, n banyaknya lilitan tiap satuan panjang di titik P.
Bila 1 sangat besar dibandingkan dengan a, dan p berada di tengah-tengah maka a1= 0 0 dan a2 = 180 0
Induksi magnetik di tengah-tengah solenoide :
Bila p tepat di ujung-ujung solenoide a1= 0 0 dan a2 = 90 0
Toroida
Sebuah solenoide yanfg dilengkungkan sehingga sumbunya membentuk lingkaran di sebut Toroida.
Bila keliling sumbu toroida 1 dan lilitannya berdekatan, maka induksi magnetik pada sumbu toroida.
n dapat diganti dengan
N banyaknya lilitan dan R jari-jari toroida.
Besar induksi magnetik di titik A yang jaraknya a dari kawat sebanding dengan kuat arus dalam kawat dan berbanding terbalik dengan jarak titik ke kawat.
B = .
B dalam W/m2
I dalam Ampere
a dalam meter
Kuat medan dititik H = = =
mr udara = 1
Jika kawat tidak panjang maka harus digunakan Rumus :
Induksi Induksi magnetik di pusat arus lingkaran.
Titik A berjarak x dari pusat kawat melingkar besarnya induksi magnetik di A dirumuskan :
Jika kawat itu terdiri atas N lilitan maka :
B = . atau B = .
Induksi magnetik di pusat lingkaran.
Dalam hal ini r = a dan a = 900
Besar induksi magnetik di pusat lingkaran.
B = .
B dalam W/m2.
I dalam ampere.
N jumlah lilitan.
a jari-jari lilitan dalam meter.
Arah medan magnetik dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan.
Jika arah arus sesuai dengan arah melingkar jari tangan kanan arah ibu jari menyatakan arah medan magnet.
Solenoide
Solenoide adalah gulungan kawat yang di gulung seperti spiral.
Bila kedalam solenoide dialirkan arus listrik, di dalam selenoide terjadi medan magnet dapat ditentukan dengan tangan.
Gambar :
Besar induksi magnetik dalam solenoide.
Jari-jari penampang solenoide a, banyaknya lilitan N dan panjang solenoide 1. Banyaknya lilitan pada dx adalah : atau n dx, n banyaknya lilitan tiap satuan panjang di titik P.
Bila 1 sangat besar dibandingkan dengan a, dan p berada di tengah-tengah maka a1= 0 0 dan a2 = 180 0
Induksi magnetik di tengah-tengah solenoide :
Bila p tepat di ujung-ujung solenoide a1= 0 0 dan a2 = 90 0
Toroida
Sebuah solenoide yanfg dilengkungkan sehingga sumbunya membentuk lingkaran di sebut Toroida.
Bila keliling sumbu toroida 1 dan lilitannya berdekatan, maka induksi magnetik pada sumbu toroida.
n dapat diganti dengan
N banyaknya lilitan dan R jari-jari toroida.
SOAL
1. Sebuah elektron bergerak searah dengan sumbu y positif dan masuk ke dalam
Medan magnet homogen sehingga menjalani gerak melingkar seperti pada
Gambar. Ini menunjukkan bahwa medan magnet searah dengan sumbu……
a. z positif
b. z negatif
c. x positif
d. x negatif
e. y positif
2. Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan v di dalam medan magnet yang
Induksi magnetnya B. Jika v ada di dalam bidang xy membentuk sudut 60 derajat
Dengan sumbu x dan B sejajar dengan sumbu y, maka lintasan elektron berbentuk
……….
a. garis lurus sejajar sumbu y
b. garis lurus sejajar sumbu x
c. lingkaran sejajar sumbu y
d. lingkaran sejajar sumbu x
e. spiral dengan sumbunya sejajar sumbu y
3. Dua buah partikel massanya m1 : m2 = 2 : 1 dan muatannya q1 : q2 = 2 : 1.
Kedua partikel itu bergerak melingkar dalam bidang yang tegak lurus medan
Magnetik homogen. Bila besar momentum kedua partikel itu sama, maka
Perbandingan jari-jari orbit partikel-partikel itu r1 : r2 adalah ……
a. 4 : 1 d. 1 : 2
b. 2 : 1 e. 1 : 4
c. 1 : 1
4. Sebuah kumparan terdiri dari 50 lilitan berbentuk bujur sangkar dengan sisi
20 Cm berarus listrik 5 A berada dalam medan magnet homogen dari 0,2.10-2
Wb/m2 sehingga bidangnya tegak lurus terhadap garis gaya magnet. Momen
Kopel yang terjadi pada kumparan saat bidang kumparan sejajar arah medan
Magnet tersebut adalah………
a. 10 Nm
b. 1 Nm
c. 0,1 Nm
d. 0,02 Nm
e. 0,04 Nm
Medan magnet homogen sehingga menjalani gerak melingkar seperti pada
Gambar. Ini menunjukkan bahwa medan magnet searah dengan sumbu……
a. z positif
b. z negatif
c. x positif
d. x negatif
e. y positif
2. Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan v di dalam medan magnet yang
Induksi magnetnya B. Jika v ada di dalam bidang xy membentuk sudut 60 derajat
Dengan sumbu x dan B sejajar dengan sumbu y, maka lintasan elektron berbentuk
……….
a. garis lurus sejajar sumbu y
b. garis lurus sejajar sumbu x
c. lingkaran sejajar sumbu y
d. lingkaran sejajar sumbu x
e. spiral dengan sumbunya sejajar sumbu y
3. Dua buah partikel massanya m1 : m2 = 2 : 1 dan muatannya q1 : q2 = 2 : 1.
Kedua partikel itu bergerak melingkar dalam bidang yang tegak lurus medan
Magnetik homogen. Bila besar momentum kedua partikel itu sama, maka
Perbandingan jari-jari orbit partikel-partikel itu r1 : r2 adalah ……
a. 4 : 1 d. 1 : 2
b. 2 : 1 e. 1 : 4
c. 1 : 1
4. Sebuah kumparan terdiri dari 50 lilitan berbentuk bujur sangkar dengan sisi
20 Cm berarus listrik 5 A berada dalam medan magnet homogen dari 0,2.10-2
Wb/m2 sehingga bidangnya tegak lurus terhadap garis gaya magnet. Momen
Kopel yang terjadi pada kumparan saat bidang kumparan sejajar arah medan
Magnet tersebut adalah………
a. 10 Nm
b. 1 Nm
c. 0,1 Nm
d. 0,02 Nm
e. 0,04 Nm
Sabtu, 13 Maret 2010
Jumat, 12 Maret 2010
Langganan:
Postingan (Atom)
