medan magnet

MEDAN MAGNET

Drs. Agus Purnomoaguspurnomosite.blogspot.com

MEDAN MAGNET

INDIKATOR

Menentukan Medan magnetik

disekitar penghantar lurus berarus

listrik

Menentukan Medan magnetik pusat

penghantar yang berbentuk

lingkaran

Menentukan gaya lorentz

Induksi magnet di sekitar penghantar lurus dan panjang

Materi Medan Magnet

Induksi magnet pada penghantar berbentuk lingkaran

Induksi magnet pada kumparan ( solenoida dan toroida )

gaya Lorentz

Garis – garis gaya magnet / fluks magnetik

Soal - soalend

MEDAN MAGNETIK DI SEKITAR

ARUS LISTRIK

• Medan magnetik adalah ruang tempat magnet-megnet lainnya mengalami gaya magnetik.

• Tahun 1819, Hans Christian O, melalui suatu percobaan mendapatkan bahwa di sekitar arus listrik timbul medan magnetik.

MEDAN MAGNETIK DI SEKITAR

KAWAT LURUS BERARUS

Genggam kawat lurus

dengan tangan kanan

hingga jempol

menunjukkan arah kuat

arus, maka arah putaran

keempat jari yg

dirapatkan akan

menyatakan arah

lingkaran garis-garis

medan magnetik.

ARAH INDUKSI MAGNETIK

Keterangan:

B = induksi magnetik

μο = permeabilitas hampa

= 4π x 10-7 Wb/ amp.m

a = jarak dari kawat

berarus

I = kuat arus listrik

πa

iμB

2

0

Induksi magnetik (B) berupa garis singgung

pada garis induksi magnetik.

MEDAN MAGNETIK DI SEKITAR

KAWAT LURUS BERARUS

Keterangan:

B = induksi magnetik di pusat

lingkaran

μο = permeabilitas hampa

= 4π x 10-7 Wb/ amp.m

a = jari-jari lingkaran

I = kuat arus listrik

MEDAN MAGNETIK DI SEKITAR

KAWAT LINGKARAN BERARUS

Besar induksi magnetik yg ditimbulkan oleh

penghantar berarus berbentuk lingkaran

dipengaruhi oleh kuat arus, jari-jari lingkaran

maupun posisi titik yg ditinjau

a

iNB

2

0

Sebuah kawat penghantar berbentuk

lingkaran (jari-jari = a) dialiri arus I maka

besarnya induksi magnetik di sumbu

lingkaran P

MEDAN MAGNETIK DI SUMBU KAWAT

LINGKARAN BERARUS

a

iB p

2

sin3

0

BA= μο N I

l

MEDAN MAGNETIK PADA SOLENOIDA

Besarnya induksi magnetik

di tengah-tengah solenoida

Besarnya induksi magnetik di titik ujung

solenoida adalah separuh dari dipusatnya!

niB 0

MEDAN MAGNET DALAM

BELITAN TOROIDA

Keterangan:

B= induksi magnetik di sumbu

toroida

μο = permeabilitas hampa

= 4π x 10-7 Wb/ amp x m

a = jari-jari efektif toroida

I = kuat arus listrik

Besarnya induksi magnet

yang ada dalam belitan

toroida adalah

a

NiB

2

0

Fluks Magnetik

Faraday menggambarkan medan magnet

dengan bantuan garis-garis medan.

cosBA

Faraday menggambarkan medan

magnet dengan bantuan garis-garis

medan. Kemudian garis medan

tersebut dinyatakan dengan angka.

Kerapatan garis medan didefinisikan

sebagai banyak garis medan yang

menembus suatu bidang secara tegak

lurus. Jika kerapatan garis gaya medan

magnetnya membentuk sudut

terhadap garis normal bidang.

CONTOH SOAL

Sebuah solenoida yg panjangnya 30 π cm

& terdiri atas 5 lilitan serta sebuah toroida

dg jari-jari efektif 45 cm dialiri arus yg

sama besar. Setelah diamati, induksi

magnetik di pusat solenoida & di sumbu

toroida sama besar. Hitung banyak lilitan

toroida!

• Misal solenoida = 1 & toroida = 2

• Diket: L1= 30 π cm, N1= 5

B1 = B2

N2 = 15

Jadi, banyak lilitan toroida adalah 15 lilitan

GAYA LORENTZ

Penghantar berarus listrik

medan magnet

gaya yang terjadi

pada penghantar

berarus listrik

yang berada

dalam medan

magnet disebut

gaya Lorentz

GAYA LORENTZ PADA KAWAT

BERARUS

• Kawat sepanjang l yang dialiri arus listrik

sebesar I dan terletak di dalam medan magnet

B akan mengalami gaya lorentz (FL) sesuai dg

rumus:

FL= B I l sin α

α = sudut yang dibentuk

oleh B dan I

Menentukan arah Gaya

LorentzDg kaidah tangan kanan :

Buka telapak tangan dg keempat jari selain jempol dirapatkan.

Arahkan keempat yari yg dirapatkan sesuai dg arah induksi magnet (B) & arahkan jempol hingga sesuai dg arah I, maka arah gaya lorentz yg dialami akan sesuai dg arah dorongan telapak tangan.

GAYA LORENTZ ANTARA 2 KONDUKTOR

LURUS PANJANG & BERARUS

a

ii

l

F

2

210

Besar gaya tarik menarik atau tolak menolak

antara 2 penghantar lurus panjang sejajar

dan berarus

Dua penghantar

berlawanan arah

Dua penghantar

se arah

GAYA LORENTZ PADA MUATAN YANG

BERGERAK

• Partikel bermuatan q yg bergerak dg kecepatan

v & memasuki medan magnetik B juga

merasakan gaya Lorentz, yg besarnya adalah

F = q v B sin өDg ө = sudut antara arah v dg arah B.

untuk muatan (+), arah F sesuai dg yg diperoleh

dari kaidah tangan kanan, tapi untuk muatan (-)

arah F berlawanan arah dg yg diperoleh dari kaidah

tangan kanan.

GAYA LORENTZ PADA MUATAN YANG

BERGERAK

• Bila = 90º (v B) maka F = q v B.

Karena F selalu tegak lurus terhadap v. maka lintasan partikel bermuatan

merupakan lingkaran dengan jari-jari R sebesar:

R = mv/q.B

dengan v = R = 2 f = 2 / T

Momen Kopel pada Simpal (Loop)

Penghantar Berarus dalam Medan

Magnetik

r

sinNiBAMKeterangan :

A : Luas Simpal (m2)

1. Spektrometer MassaSpektrometer massa adalah alat yang

digunakan untuk menentukan massa atau

perbandingan massa terhadap muatan.

p+

E B

B1

2

R

mvqvB

2

2

v

RB

q

m2

1B

Ev

;

E

RBB

q

m21Jadi

Aplikasi Gaya Lorentz

2. Siklotrom• Siklotron adalah alat untuk mempercepat

partikel (proton,detron dll)

• Terdiri dari dua ruang semi silinder yang ditempatkan dalam medan magnet

• Di antara kedua semisilinder diberi potensial listrik bolak-balik (104 volt)

• Ion dalam semisilinder akan mengalami gaya magnet yang menyebabkan bergerak dalam setengah lingkaran lalu dipercepat oleh medan lisrik E, masuk lagi ke dalam medan magnet B dan bergerak milingkar dengan jari-jari lebih besar (karena kecepan lebih besar). B

E

p+

Soal Soal

1

2

3 45

6

Soal 1

Tentukan induksi magnet pada jarak 20

centimeter dari suatu penghantar lurus

panjang yang berarus listrik 10 ampere.

Soal 2

Tentukan induksi magnet di pusat

penghantar berbentuk lingkaran dengan

jari-jari 20 cm dan berarus listrik 5

ampere.

Soal 3

Suatu kumparan panjangnya 10 cm

memiliki 100 lilitan dan dialiri arus 5

ampere.Tentukan induksi magnet di

pusat kumparan.

Soal 4

.

Suatu penghantar panjangnya 20 cm

berarus listrik 10 ampere berada dalam

medan magnet 2 x 10-4 wb/m2 . Hitung

gaya Lorentz yang terjadi pada

penghantar.

Soal 5

.

Elektron bergerak dengan kelajuan 4 x 106

m/s dalam medan magnet 2 x 10 -4 wb/m2

. Berapa jari –jari lintasan elektron pada

saat bergerak dalam medan magnet. (

massa elektron = 9,1 x 10 -31 kg ; muatan

elektron = 1,6 x 10 -19 coulomb )

Soal 6

Dua penghantar lurus berarus listrik

masing – masing 10 ampere dan 5

ampere . Jarak antara kedua

penghantar 20 cm . Hitung gaya

persatuan panjang yang terjadi pada

kedua penghantar.

aguspurnomosite.blogspot.com

TERIMA KASIH

“SEMOGA ILMU YANG KITA

PELAJARI, DIJADIKAN ILMU YANG

BERMANFAAT”

AMIIN!

aguspurnomosite.blogspot.com