Pendahuluan Elektromagnetika

Transkripsi

1 Revisi Febuai 2002 Modul 1 EE 2323 Elektomagnetika Telekomunikasi Pendahuluan Elektomagnetika Oleh : Nachwan Mufti Adiansyah, ST Oganisasi Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika A. Lata Belakang Sejaah page 3 B. Aplikasi Elektomagnetika page 4 C. Pesamaan Maxwell Bentuk Integal page 5 D. Paamete dan Satuan page 6 E. Tool Matematika page 7 F. Penjelasan Pesamaan Maxwell page 9 Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 2

2 A. Lata Belakang Sejaah 1269 Piee de Maicout menemukan pole magnet 1600 A Kichne : 2 pole magnet selalu sama kuat 1760 John Mitchel : konsep gaya anta pole magnet 1773 Cavendish : menemukan fenomena yang sama dengan si John 1782 Laplace menemukan pesamaan Laplace 1785 Coulomb meneliti kembali konsep Cavendish dan melakukan kuantisasi fenomena tesebut 1800 Volta : konsep sumbe tegangan dan deet volta 1813 Poisson : pesamaan Poisson, konsep divegensi Gauss 1820 Oested : aus menghasilkan medan magnet 1820 Ampee : kuantisasi gaya anta aus listik 1820 Biot Savat : kuantisasi penemuan Oested 1821 Faaday : moto listik, 1831 : umusan induksi medan listik oleh medan magnet 1864 Maxwell : menemukan ketekaitan anata umusan yang sudah dibuat pendahulunya, Hukum Maxwell tepakai hingga sekaang Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 3 B. Aplikasi Elektomagnetika Elektonika dan angkaian listik Komunikasi kompute Medical Sistem ada Integated cicuit Komponen-komponen elektonika Poses pengiiman infomasi lewat fekuensi adio Saluan tansmisi ( coax, wave guide, dsb ) Antena dll Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 4

3 C. Pesamaan Maxwell ( bentuk integal ) Konsep yang mendasai semua fenomena dalam elektomagnetika Pesamaan bentuk integal di bawah menjelaskan ati fisis dai peilaku listik dan magnit Hukum Faaday Hukum Ampee dan Aus Pegesean Maxwell Hukum Gauss Hukum Gauss d E dl = B d H dl = J + D D = ρ V dv= Q B = 0 Bacalah dan pahami umus-umus di atas, ulangi mempelajai tool matematika yang dipelukan (difeensial integal), vekto, dsb!! Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 5 D. Paamete dan Satuan Simbol Keteangan Satuan E Medan listik Volt mete H Medan magnet Ampee mete B Rapat fluks magnetik Webe mete pesegi Rapat fluks listik Coulomb mete pesegi ρ Rapat muatan volume Coulomb V mete kubik Q Muatan listik Coulomb Rapat aus J Ampee mete pesegi Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 6

4 E. Tool Matematika Elektomagnetika sulit lebih kaena tool matematika dan bukan kaena konsepnya Tool matematika adalah teknik matematika yang digunakan dalam menyelesaikan pesoalan elektomagnetika Tool matematika yang seing digunakan dalam elektomagnetika adalah : 1. Analisis vekto 2. Analisis bentuk bilangan kompleks 3. Pesamaan-pesamaan diffeensial kuadat 4. Diffeensial dan integal Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 7 Bagaimana Tool Matematika Bepean... Dalam Penyelesaian Pesoalan Elektomagnetika Pesamaan Maxwell dan konsep-konsep Fisika Elektomagnetika Pesoalan Medan Elektomagnetika MODEL MATEMATIS SOLUSI Tool Matematika Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 8

5 Pesamaan I Hukum Faaday d E dl = B E E db E E F. Penjelasan Pesamaan Maxwell dl Definisi Jika ada apat fluks listik (B) yang beubah tehadap waktu dan menembus suatu bidang yang dikelilingi lintasan tetutup, maka akan menghasilkan medan listik (E) yang aahnya sesuai dengan aah lintasan tetutup tesebut ( mengelilingi bidang ). Aah apat fluks magnetik (B) dan aah medan listik (E), sesuai dengan atuan tangan kanan. Dai pesamaan tesebut juga dapat menjelaskan bahwa, Medan magnet yang beubah tehadap waktu akan dapat menghasilkan medan listik. Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 9 Pesamaan II Hukum Ampee dan Aus Pegesean Maxwell d H dl = J + D H dl = J = I Hukum Ampee dan Aus Pegesean Maxwell Penjelasan Pesamaan Maxwell Hukum Ampee H H H H dl Jika ada apat aus J dan apat fluks listik D yang beubah tehadap waktu yang menembus suatu bidang yang dikelilingi lintasan tetutup, maka akan dihasilkan medan magnet (H) yang aahnya sesuai dengan lintasan tetutup tesebut ( mengelilingi bidang ). dd J + Sama dengan Hukum Faaday, aah medan magnet (H), apat aus (J) dan apat fluks listi (D), adalah sesuai dengan atuan tangan kanan. Continued... Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 10

6 Penjelasan Pesamaan Maxwell Lanjutan. Pesamaan II Hukum Ampee dan Aus Pegesean Maxwell 3 kemungkinan untuk menghasilkan medan magnet (H) : 1. Medan magnet hanya dihasilkan oleh apat aus (J) saja H dl = J = I 2. Medan magnet hanya dihasilkan oleh apat fluks listik (D) yang beubah tehadap waktu d H dl = D = I Id adalah aus pegesean yang akan d dijelaskan kemudian 3. Medan magnet dihasilkan oleh keduanya, baik oleh apat aus maupun apat fluks listik (D) yang beubah tehadap waktu d H dl = J + D Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 11 Penjelasan Pesamaan Maxwell Pesamaan III Hukum Gauss D = ρ V dv = Q D Q θ Jumlah total apat fluks yang meninggalkan suatu pemukaan tetutup sama dengan total muatan yang dilingkupi oleh pemukaan tetutup itu sendii Pesamaan diatas juga menjelaskan fenomena bahwa suatu muatan listik ( Q ) akan menjadi sumbe timbulnya medan listik / apat fluks listik Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 12

7 Penjelasan Pesamaan Maxwell Pesamaan IV Hukum Gauss Untuk Medan Magnet B d S = 0 Pesamaan keempat Maxwell di atas menjelaskan bahwa tidak ada yang dinamakan muatan magnetik sebagai sumbe medan magnetik. Adapun muatan listik hanyalah akan menghasilkan medan listik. Medan magnetik hanya dihasilkan oleh medan listik yang beubah tehadap waktu atau dihasilkan oleh muatan listik yang beubah tehadap waktu sepeti yang dijelaskan dai Hukum Ampee. Jelaskah bedanya sekaang? Nachwan Mufti A Modul 1 Pendahuluan Elektomagnetika 13