Medan Elektromagnetik

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Medan Elektromagnetik"

Suharto Rachman
7 tahun lalu
Tontonan:

1 Medan Elektromagnetk Kulah 1 Medan Magnet 19 Me 009 Dr. r Poernomo ar, T, MT

2 1. Medan magnet d sektar arus lstrk Oersted menentukan adanya medan magnet d sektar kawat yang berarus lstrk. Percobaan Oersted : U (1) Kawat tdak dalr arus lstrk, magnet jarum tetap pada kedudukan semula Utara - elatan

3 U () Kawat dalr arus lstrk dar arah selatan, magnet jarum menympang ke kr. U (3) Kawat dalr arus lstrk dar arah utara, magnet jarum menympang ke kanan.

4 Kesmpulan percobaan Oersted : D sektar arus lstrk ada medan magnet, atau perpndahan muatan lstrk menmbulkan medan magnet sehngga dapat mempengaruh kedudukan magnet jarum, yang dserta dengan arah gars-gars medan magnet sesua dengan kadah tangan atau aturan sekrup putar kanan. Kadah tangan kanan : Arah bu jar menunjukkan arah arus lstrk Dan arah lpatan jar-jar menunjukkan arah Putaran gars-gars medan magnetnya.

5 . Gars gaya dan arah gars gaya magnet U U U U U U U U Arus lstrk magnet-magnet kecl akan terletak pada gars-gars lngkaran, sehngga kutub utara searah gars gaya dan kutub selatan berlawanan.

6 Banyaknya gars gaya magnet dsebut fluks magnet. Lambang : Φ atuan : weber (Wb) Rapat gars gaya magnet (rapat fluks magnet) adalah Banyaknya gars gaya magnet yang menembus tegak lurus seluas 1 m Dlambangkan : B atuan : weber/m Rapat fluks magnet d suatu ttk dalam medan magnet dsebut nduks magnet

7 D udara, nduks magnetk B d suatu ttk sama dengan kuat medan magnet H d ttk tu. Tetap d dalam suatu zat, nduks magnetk B dan kuat medan magnet H harus dbedakan tergantung pada permeabltas sesuatu zat dan drumuskan : B = µ. H (µ = permeabltas zat) stem Banyak gars gaya Rapat gars gaya Φ µ H B MK weber ampere/meter weber/m Wb/A.m CG maxwell oerstedt maxwell/cm gauss/oerstedt (gauss) 1 weber = 10 8 maxwell 1 Wb/m = 10 4 Mx/cm = 10 4 gauss

8 3. Hukum Bot avart Menurut Teor Laplace, besar nduks magnet yang dsebabkan oleh elemen arus adalah : (1) Berbandng lurus dengan arus lstrk () Berbandng lurus dengan panjang kawat (3) Berbandng terbalk dengan kuadrat jarak ttk yang damat ke kawat (4) Arah nduks magnetnya tegak lurus terhadap bdang yang melalu elemen arus. Tahun 180 Bot mengemukakan perhtungan lebh lanjut tentang nduks magnet oleh elemen arus.

9 r P dl ϕ Besarnya nduks magnet d ttk P karena pengaruh elemen Kawat dl yang berarus lstrk adalah : db = k dl snϕ r (1) db = nduks magnet d P karena pengaruh elemen kawat dl yang berarus lstrk. Persamaan (1) dkenal sebaga rumus Ampere

10 Nla dar : µ k = 0 = π weber/ampere.meter Ddapat persamaan () yang dpergunakan untuk menentukan nduks magnet d sektar kawat lurus panjang. µ Dkenal dengan hukum Bot-avart : B = 0 () π a atuan nduks magnet B : weber/m dsebut dengan tesla Contoh soal 1 : ebuah kawat lurus panjang dalr arus 8 A dan berada d ruang hampa. Berapa besar nduks magnet pada sebuah ttk yang berada sejauh 10 cm d sebelah kanan kawat apabla kawat tersebut vertkal dan kemana arah nduks magnetnya.

11 Jawab : a P = 8A a = 10cm = 0,1m µ 0 B = = 4π 10 µ 0 π a 7 weber / A.m = 1, weber / m Arah nduks magnet d sebelah : Kr kawat ke luar bdang kertas Kanan kawat masuk k bdang kertas x x x x x x x x tanda keluar x tanda masuk

12 4. Medan magnet pada pusat arus melngkar db cos α db α db sn α ϕ r P a Kawat membentuk lngkaran dengan Jar-jar a, jarak ttk P ke kellng Lngkaran r sudut yang dbentuk oleh r dan sumbu lngkaran α. Karena arah dar vektor db tegak lurus bdang yang melalu r dan dl berart ϕ= 90 maka nduks magnet d P oleh ϕelemen arus sepanjang dl adalah : db = k dl sn90 r

13 Induks magnet d P dar seluruh bagan lngkaran dengan kellng pa = l adalah: µ a snα 0 B = (3) Bla P merupakan pusat lngkaran maka r=a dan a = 90 µ Induks magnet d pusat lngkaran : B = 0 (4) π a Untuk suatu kumparan tps dengan N buah lltan, Induks magnet pada ttk pusat lngkaran menjad : µ N = (5) π a B 0 r

14 oal : ebuah kawat berbetuk lngkaran dengan jar-jar 5 cm, dalr arus lstrk sebesar 15 A. Berapa nduks magnet pada sumbu kawat tersebut yang berjarak 8 cm dar kellng lngkaran kawat. Jawab : a = 5 cm = 0,05 m r = 8 cm = 0,08 m sn α = a/r = 5/8 Dengan menggunakan persamaan (3) ddapatkan :

15 5. Kuat medan solenoda olenoda adalah lltan kawat atau kumparan yang rapat. Msalkan panjang solenoda l, terdr dar N lltan, jumlah lltan Tap satuan panjang menjad n = N/l dan jar-jar kumparan a. db = µ 0 n r a snα dx Bla solenoda sangat panjang untuk P d tengah solenoda, maka nduks magnet d P : B = µ 0 n (6) Bla ttk P berada pada ujung kr solenoda persamaannya menjad : n B = µ 0 (7)

16 6. Partkel bermuatan dalam medan magnet Penghantar berarus lstrk ataupun bermuatan lstrk yang bergerak berada dalam medan magnet homogen mendapat Gaya Lorentz. Besarnya gaya Lorentz F yang dalam oleh penghantar panjang L Dalr arus lstrk dalam medan magnet homogen B dan Membentuk sudut α terhadap B adalah : α B F = B L sn α L

17 Untuk muatan lstrk q yang bergerak dengan kecepatan v dalam medan magnet homogen B adalah : v α B Karena = q / t ehngga L = q/t L = q v + q F = B q v sn α Menentukan arah gaya Lorentz I F α B I = arah arus lstrk B = arah nduks magnet F = arah gaya Lorentz α = sudut yang dapt oleh I dan B I dan B sebdang dan selalu tegak lurus terhadap F

18 Arah gaya Lorentz dapat dtentukan dengan aturan tangan kanan. Telapak tangan dbuka, jar-jar drapatkan, kecual bu jar : - bu jar sebaga arah arus I - jar-jar lannya sebaga arah nduks magnet B - arah gaya Lorentz F keluar dar telapak tangan - sudut α adalah sudut yang dbentuk oleh bu jar I dengan jar-jar lannya B F I B

19 7. Gaya antara dua kawat penghantar sejajar yang berarus lstrk P 1 F B Induks magnetk d ttk P terhadap kuat arus 1 adalah = k k =10-7 weber/am R B 1 Jka kawat yang melalu P sejajar dalr arus ltrk maka pada kawat tu bekerja gaya Lorentz : F = B L = k 1 R k L = R 1 L

20 Dua kawat penghantar dpasang sejajar dan dalr arus lstrk : gambar (a) arah arus sejajar gambar (b) arah arus berlawanan 1 F F F 1 F R (a) R (b) Pada (a) kedua kawat salng mendekat atau tark-menark Pada (b) kedua kawat salng menjauh atau tolak-menolak antara kedua kawat tmbul Gaya Lorentz

dokumen-dokumen yang mirip

MAGNET DAN ELEKTROMAGNETIK

MAGNET DAN ELEKTROMAGNETIK MAGET DA ELEKTROMAGETIK Standar kompetens : Menerapkan konsep magnet dan elektromagnet Maglev tran dapat melayang setngg beberapa centmeter d atas rel. Mengapa kereta ap tersebut tdak bersentuhan dengan