medan magnetik dan gaya magnetik
DESCRIPTION
Medan Magnetik dan Gaya Magnetik. Tujuan. Gaya dan medan magnetik Garis medan dan fluks magnetik Gaya Lorentz dan g aya magnetik. Magnetisme pada Magnet Permanen. Magnetisme pada Kawat Berarus. Bumi adalah sebuah magnet. Magnetisme pada Muatan Bergerak. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/1.jpg)
Medan Magnetik dan
Gaya Magnetik
![Page 2: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/2.jpg)
Tujuan
Gaya dan medan magnetik
Garis medan dan fluks magnetik
Gaya Lorentz dan gaya magnetik
![Page 3: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/3.jpg)
Magnetisme pada Magnet Permanen
![Page 4: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/4.jpg)
Magnetisme pada Kawat Berarus
![Page 5: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/5.jpg)
Bumi adalah sebuah magnet
![Page 6: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/6.jpg)
Magnetisme pada Muatan Bergerak
Ketika partikel bergerak sejajar dengan vektor medan magnetik, gaya magnetik yang bekerja pada partikel adalah nol
![Page 7: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/7.jpg)
Ketika v tegak lurus terhadap B , maka F = qvB
Magnetisme pada Muatan Bergerak
![Page 8: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/8.jpg)
Ketika vektor kecepatan partikel v membuat sudut 0 dengan medan magnetik, gaya magnetik bekerja dalam arah yang tegak lurus bidang yang dibentuk oleh v dan B, maka F = qvB sin
Magnetisme pada Muatan Bergerak
![Page 9: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/9.jpg)
Gaya Magnetik
Sebuah muatan yang bergerak menciptakan sebuah medan magnetik B dalam ruang sekitarnya
Medan magnetik itu mengerahkan sebuah gaya magnetik F pada setiap muatan lain yang bergerak dalam medan tersebut
Besar dan arah dari gaya F bergantung pada kecepatan partikel v dan besar & arah medan magnetik B
![Page 10: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/10.jpg)
Gaya Magnetik
Jika sebuah muatan q bergerak dengan kecepatan v dalam medan magnetik B, maka muatan tersebut akan mengalami gaya magnetik F, yang besarnya adalah:
Atau dalam bentuk vektor
sinqvBF
BvF xq
v
F
q
Aturan tangan kanan
![Page 11: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/11.jpg)
Perbedaan antara gaya listrik dan
gaya magnetik Bekerja searah dengan
medan listrik
Bekerja pada partikel bermuatan tanpa memperdulikan apakah bergerak atau tidak
Bekerja memindahkan partikel
Bekerja dalam arah tegak lurus medan magnetik
Bekerja pada partikel muatan hanya jika partikel tersebut bergerak
Tidak bekerja untuk memindahkan partikel
![Page 12: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/12.jpg)
Medan Magnetik
Satuan SI untuk medan magnetik B adalah tesla (T)
1 tesla = 1 T = 1 newton / (coulomb.meter/second)
= 1 newton / (ampere.meter)
Satuan cgs untuk B (bukan SI) adalah gauss.
1 tesla = 104 gauss
![Page 13: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/13.jpg)
Beberapa contoh nilai medan magnetik
Lokasi Medan Magnetik, (T)Pada permukaan bintang neutron
108
Dekat magnet superkonduktor
5
Dekat elektromagnetik yang besar
1
Dekat batang magnetik kecil
10-2
Dekat permukaan bumi 10-4
Ruang antar bintang 10-10
Dalam ruang kedap magnetik
10-14
![Page 14: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/14.jpg)
Garis Medan Magnetik
Jika sebuah kawat yang diletakkan vertikal di sekitar tumpukan pasir halus (atau serbuk besi) diberi arus listrik, maka pasir halus ini akan membentuk garis-garis konsentris dengan kawat sebagai pusatnya.Garis-garis ini menggambarkan garis medan magnetik.
![Page 15: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/15.jpg)
Fluks Magnetik
Fluks magnetik B melalui sebuah permukaan persis seperti mendefinisikan fluks listrik dalam hubungannya dengan hukum Gauss.Fluks magnetik B melalui suatu luas didefinisikan sebagai
B = ∮ B cos dA = ∮ B⊥dA = ∮ E·dA
Satuan SI dari fluks magnetik adalah weber (1Wb = 1 T.m2)Fluks magnetik total yang melalui sebuah permukaan tertutup selalu sama dengan nol.
∮ B . dA = 0
Persamaan ini disebut hukum Gauss untuk magnetisme
![Page 16: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/16.jpg)
Usaha dan Energi
Gaya magnetik tidak bekerja untuk memindahkan partikel yang
bergerakEnergi kinetik partikel
tidak berubah
Laju tidak berubahtetapi kecepatan dan
arah bisa berubah
![Page 17: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/17.jpg)
Partikel bermuatan dalam medan magnetik homogen
Medan menembus bidang BvF q
+
v v
FB
+
+
++
+
+
Perhatikan laju tidak berubah
Gaya F selalu terhadap v
Karena gaya selalu dalam arah radial, ia bekerja untuk mempertahankan partikel bergerak dalam lingkaran
![Page 18: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/18.jpg)
Partikel bermuatan dalam medan magnetik serba sama
Medan menembus bidang
v
F
+
+Partikel bermuatan bergerak seperti spiral dalam medan magnetik B
vBqF ||R
mv2
R
mvBq ||
Bq
mvR
||
![Page 19: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/19.jpg)
Contoh Soal
Sebuah proton bergerak dalam lintasan lingkaran dengan jari-jari 14 cm dalam sebuah medan magnetik 0.35 T yang tegak lurus dengan kecepatan proton. Tentukan laju linier proton.
![Page 20: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/20.jpg)
Gaya Lorentz
BvEF xqq
Jika medan listrik E dan medan magnetik B dua-duanya diaplikasikan pada partikel bermuatan maka total gayanya adalah:
Gaya ini dikenal sebagai gaya Lorentz:
E
q
FB
vFE
![Page 21: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/21.jpg)
Pemilih Kecepatan (velocity selector)
-ve
+ve
+
FE
+
v
EB FF
EB FF
EB FF FB
FB
![Page 22: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/22.jpg)
Pemilih Kecepatan
EFBvF qq EB
EF qE
BvF qB
EBv qq
Gaya magnetik
Gaya listrik
BvBv
BEv Hanya partikel dengan laju yang sama dengan E/B yang dapat lewat terus tanpa dibelokkan
![Page 23: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/23.jpg)
Eksperimen e/m Thomson
m
eV2
Energi kinetik ½ mv2 sama dengan energi potensial listrik eV yang hilang.
½ mv2 = eV atau v =
Elektron bergerak lurus jika v = E/B
E/B = sehingga e = E2 = 1,75 x 1011 C/kg m 2VB2
e = 1,602 x 10-19 C m = 9,1 x 10-31 kg
m
eV2
![Page 24: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/24.jpg)
Spektrometer Massa
![Page 25: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/25.jpg)
Gaya Magnetik Pada Kawat Berarus
BvF qB
Sebuah kawat berarus terdiri dari partikel bermuatan yang bergerak sehingga tiap partikel akan mengalami gaya berikut.
+
FB
v
BA
l
![Page 26: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/26.jpg)
Gaya Magnetik Pada Kawat Berarus
NqB BvF Asumsikan gayanya sama pada setiap pembawa arus (muatan)
nAlqB BvF Jumlah muatan (N) adalah densitas muatan (n) × Volume (Al)
BvF ˆqvnAlBKumpulkan semua yg tidak berarah (besaran skalar)
qnAvI Ingat laju hanyut BLF IB
Gaya total pada segmen kawat adalah jumlah gaya pada seluruh muatan
![Page 27: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/27.jpg)
Gaya pada Simpal Arus
Gaya netto pada sebuah simpal arus dalam sebuah medan magnetik homogen adalah nol.
LB
F = 0
LL
LF = 0
F = -ILB F = +ILB
![Page 28: Medan Magnetik dan Gaya Magnetik](https://reader033.vdokumen.net/reader033/viewer/2022061414/56812fa2550346895d95205a/html5/thumbnails/28.jpg)
Torsi pada Simpal Arus
L’
B
L
L
L’
Tetapi torsi/torka tidak nol
LF
LBL I
BA IKarena L×B tegak lurus L’
x B = IA = momen dipol
magnet