medan magnet

Posted by keep.crazy in Dec 14, 2010, under Uncategorized

Induksi Magnet

Pada suatu titik ada medan magnet bila muatan yang bergerak pada titik tersebut mengalami gaya magnet. Medan magnet ini dikenal juga sebagai induksi magnet. Induksi magnet dapat dilukiskan sebagai garis-garis yang arah singgungnya pada setiap titik pada garisgaris induksi magnet menunjukkan arah vektor induksi magnet di titiktitik tersebut.

Banyaknya garisgaris induksi magnet yang melalui satuan luas bidang dinyatakan sebagai besar induksi magnet di titik tersebut. Banyaknya garisgaris gaya dinamakan fluks magnet (Image:TI199.JPG), sedang banyaknya garis-garis induksi magnet persatuan luas dinamakan rapat fluks magnet (B).

Fluks magnet dan rapat fluks magnet dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai

Image:TI200.JPG

Dalam sistem MKS, satuan fluks magnet adalah Weber (W), sedang satuan rapat fluks magnet adalah Weber/m2 (W/m2) atau dikenal denga Tesla (T). Untuk sistem CGS satuan fluks magnet adalah Maxwell (M), sedang satuan rapat fluks magnet adalah Maxwell/cm2 (M/cm2). Satuan Maxwell/cm2 disebut juga dengan nama Gauss (G).

Hubungan satuan sistem MKS dan sistem CGS adalah 1 T = 104 G. Contoh soal 11.1:
Medan magnet menembus bidang empat persegi panjang ukuran 20 cm x 25 cm secara tegak lurus terhadap bidang. Fluks magnet serba sama pada seluruh bidang adalah sebesar 104 Weber. Tentukan rapat fluks magnet dalam sistem MKS/SI.

Image:TI201.JPG


1I.2 Medan Magnet Oleh Arus Listrik

Percobaan yang dilakukan Oersted mengamati jarum kompas yang diletakkan di bawah kawat yang dilalui arus listrik. Hasil percobaan diperlihatkan pada Gambar 11.4. Gambar 11.4a. memperlihatkan posisi jarum kompas ketika tidak dialiri arus, jarum kompas menunjuk arah utara. Selanjutnya jarum kompas dialiri arus ke arah utara seperti diperlihatkan pada Gambar 11.3b, akibatnya penunjukan jarum menyimpang ke arah timur. Apabila jarus kompas dialiri arus ke arah selatan maka penunjukan jarum menyimpang ke arah barat (Gambar 11.3c).

Gambar 11.3 Pengaruh arus listrik terhadap penunjukan arah jarum kompas

Hubungan antara besarnya arus listrik dan medan magnet di nyatakan oleh Biot Savart, yang kemudian dikenal dengan Hukum Biot Savart.


Induksi magnet di P yang berjarak r dari kawat berarus adalah:
•  berbanding lurus dengan kuat arus i
•  berbanding lurus dengan elemen dx
•  berbanding terbalik dengan kuadrat jarak
•  arah induksi magnet tersebut tegak lurus dengan bidang yang
melalui elemen arus dari titik P. Induksi magnet oleh kawat arus lurus Untuk menghitung induksi magnet di P oleh kawat lurus berarus dapat diguna pendekatan secara integral. Induksi magnet di titik P oleh kawat yang tak berhingga panjang adalah

Image:TI204.JPG

Intuksi magnet oleh kawat dengyang panjangnya tertentu seperti pada Gambar 1.4 adalah

Image:TI205.JPG


Image:TI206.JPG adalah sudut-sudut yang terbentuk antara ujung-ujung kawat dengan garis yang menghubungkan ujung kawat dan titik P. 1


11.3 Induksi magnet oleh kawat lingkaran.

Pada sebuah kawat berarus melingkar akan ada induksi magnet yang arahnya seperti diperlihatkan pada Gambar 11.7. Pada Gambar 11.7 tampak bahwa pada tepi kawat arah induksinya melingkari kawat dan makin ke tengah radius lingkarannya semakin besar. Dari Gambar 11.7 juga dapat disimpulkan bahwa makin besar radius kawat berarus maka radius arah induksi magnet dipusat lingkaran juga semakin besar. Pembahasan berikut adalah akan
dihitung induksi magnetik oleh kawat berarus yang melingkar.

Ditinjau suatu kawat arus berbentuk lingkaran jari-jari R, akan dihitung rapat fluks magnetik/induksi magnet suatu titik di sumbu lingkaran yang jaraknya dari pusat lingkaran x (Gambar 11.8).

Kawat melingkar berarus menyebabkan induksi magnet dan dilukiskan seperti pada Gambar 11.8. Vektor dB adalah sebagian kecil dari induksi magnet B yang disebabkan oleh elemen kawat ds yang arahnya tegak lurus dengan r dan ds. Bagian kecil induksi magnet dB diuraikan ke sumbu lingkaran yaitu dBy dan ke arah tegak lurus sumbu dBx. Dengan pertimbangan simetri, komponen total ke arah yang tegak lurus sumbu lingkaran ( kearah sumbu y) adalah 0. Hal ini dikarenakan dalam arah sumbu y komponen-komponen saling meniadakan, sehingga yang ada hanya komponen ke arah sumbu lingkaran .
Medan magnet pada sumbu lingkaran kawat berarus pada jarak x dari pusat lingkaran dan berjari-jari R adalah
Image:TI300.JPG

Pada pusat lingkaran kawat berarus, berari x = 0,induksi magnetetnya adalah

Image:TI301.JPG

Jika kawat lingkaran disusun sedemikian hingga berupa kumparan tipis (tebalnya jauh lebih kecil dari x), besarnya induksi magnet pada sumbu kumparan

Image:TI302.JPG

N = jumlah lilitan kumparan.


11. 5 Induksi magnet oleh Solenoida.


Suatu solenoida dibayangkan sebagai suatu silinder yang dililiti kawat arus berbentuk lingkaran, masing-masing lingkaran tegak lurus sumbu silinder, arah arus pada solenoida seperti pada Gambar 11.9.
Solenoida dengan jumlah N, panjangnya l, jumlah lilitan pesatuan panjang n= N/ l.

Image:TI303.JPG

Untuk solenoid yang panjang tak berhingga, maka induksi manet ditengah-tengah solenoid sepanjang solenoid adalah

Image:TI304.JPG

11.6 Induksi magnet oleh Toroida. Suatu toroida adalah bangun berbentuk seperti ban yang dililiti dengan kawat sedemikian hingga tiap lilitan berbentuk lingkaran
seperti diperlihatkan dalam Gambar 11.10

Toroida dianggap seperti solenoida sangat panjang yang dilengkungkan sehingga ujung-ujungnya berimpit, sehingga induksi magnet oleh toroida dapat diperoleh dari rumus (11.10).

Image:ti306.jpg

Medan magnet pada Toroida dapat dinyatakan sebagai

Image:ti307.jpg


\


// If comments are open, but there are no comments.

Leave a Reply