ELEKTROMAGNETIKA. Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2007

dokumen-dokumen yang mirip
SALURAN TRANSMISI TELEKOMUNIKASI

Fisika Untuk Universitas

Candi Gebang Permai Blok R/6 Yogyakarta Telp. : ; Fax. :

FISIKA DASAR Oleh: Bernard Mediarman

APLIKASI MATEMATIKA UNTUK FISIKA DAN TEKNIK

Aljabar Linier, Vektor, dan Eksplorasinya dengan Maple

SERI PERPAJAKAN INDONESIA-6 PPnBM, Revaluasi Aktiva Tetap dan Fasilitas PPh

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS)

Mata Kuliah : ELEKTROMAGNETIKA I Kode Kuliah : FEG2C3 Semester : Genap 2014/2015 Kredit : 3 SKS

Fourier Dzar Eljabbar Latief

Belajar Membuat Iklan Sukses

KALKULUS LANJUT. Oleh: Prayudi. Edisi Pertama Cetakan pertama, 2009

SATUAN ACARA PERKULIAHAN (SAP) FISIKA DASAR 2

Instrumentasi. Alat Ukur

Medan Elektromagnetik 3 SKS. M. Hariansyah Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Ibn Khaldun Bogor

AKUNTANSI PERUSAHAAN MANUFAKTUR

SILABUS. Kompetensi Dasar Materi Pokok Strategi Perkuliahan

Akuntansi untuk Perusahaan Jasa dan Dagang/Sigit Hermawan;

PERSAMAAN DIFERENSIAL

ii Pengendalian Hayati

SATUAN ACARA PERKULIAHAN UNIVERSITAS GUNADARMA

Universitas Gadjah Mada 1

Sistem Kendali dengan Format Vektor - Matriks

Perum Candi Gebang Permai Blok R No. 6 Yogyakarta Telp. : ; Fax. :

ii Kalkulus

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN

SATUAN ACARA PERKULIAHAN (SAP)

ii Penyusunan Anggaran Perusahaan

MARI BERPIKIR MATEMATIS: Panduan Olimpiade Sains Nasional SMP

Persamaan Diferensial

" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "

Rangkuman Listrik Statis

ii Pengantar Bisnis

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA & KOMPUTER JAKARTA STI&K SATUAN ACARA PERKULIAHAN

Penjadwalan. Mesin. Rosnani Ginting

ELEKTROMAGNETIKA TERAPAN

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA & KOMPUTER JAKARTA STI&K SATUAN ACARA PERKULIAHAN

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Intisari Konsep Kimia Dasar Jilid-1


ILMU KOMUNIKASI: TEORI & PRAKTIK

Modul 2 Elektromagnetika Telekomunikasi Medan Berubah Terhadap Waktu dan Persamaan Maxwell

KESEHATAN LINGKUNGAN UIEU - University Press

TEORI DAN PRAKTEK PEMROGRAMAN TURBO PASCAL/Edhy

ii ~ Gizi dan Kesehatan

Candi Gebang Permai Blok R/6 Yogyakarta Telp. : ; Fax. :

KEPRIBADIAN DAN ETIKA PROFESI

Perkuliahan PLPG Fisika tahun D.E Tarigan Drs MSi Jurusan Fisika FPMIPA UPI 1

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN PROGRAM STUDI : S1 SISTEM KOMPUTER Semester : 1

Semua informasi tentang buku ini, silahkan scan QR Code di cover belakang buku ini

SATUAN ACARA PERKULIAHAN JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA ITP

EKOLOGI ENERGI. MENGENALI DAMPAK LINGKUNGAN DALAM PEMANFAATAN SUMBER-SUMBER ENERGI

ii MATEMATIKA EKONOMI: Fungsi dan Aplikasi

FORMULIR RANCANGAN PERKULIAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

ii ~ Manajemen Sumber Daya Manusia


Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2013

Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2009

EKOLOGI ENERGI. Mengenali Dampak Lingkungan dalam Pemanfaatan Sumber-sumber Energi

PENGANTAR DASAR MATEMATIKA REKAYASA, oleh Markoni Hak Cipta 2014 pada penulis

APLIKASI STATISTIKA DAN HITUNG PELUANG

Ruko Jambusari No. 7A Yogyakarta Telp. : ; Fax. :

ii MATEMATIKA EKONOMI: Fungsi dan Aplikasi

Pendahuluan Elektromagnetika


PERKAWINAN BEDA WANGSA DALAM MASYARAKAT BALI

Wesli Drainase Perkotaan/Wesli - Edisi Pertama Yogyakarta; Graha Ilmu, 2008 viii hlm, 1 Jil. : 21 cm. ISBN:

Islam: Makna dan Kerangka Dasar Ajaran

Analisis Pembentukan Harga Pasar

Mekanika Robot Berkaki

Fisika Dasar. Pertemuan 11 Muatan & Gaya Elektrostatis

TEORI DASAR TEKNIK TENAGA LISTRIK, oleh Ir. Markoni, S.H., M.T. Hak Cipta 2014 pada penulis

SILABUS MATAKULIAH. Revisi : 4 Tanggal Berlaku : 04 September 2015

SILABUS PEMBELAJARAN

FISIKA DASAR II DOSEN PENGASUH MATA KULIAH : Dr. Yanti Yulianti, S.Si, M.Si Akhmad Dzakwan, S.Si

MANAJEMEN TEKNOLOGI NAZARUDDIN

TEKNIK SISTEM KONTROL

e. muatan listrik menghasilkan medan listrik dari... a. Faraday d. Lenz b. Maxwell e. Hertz c. Biot-Savart

Pengertian PPh. Pasal 23

FORMULIR RANCANGAN PERKULIAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

Manajemen Pemasaran: Pendekatan Praktis

Pengantar Teknologi Informasi

Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2009

Pendahuluan Teori EM. Sukiswo Medan Elektromagnetik. Sukiswo 1

Teknik Digital Dasar. Edisi 2. Pendekatan Praktis. Saludin Muis

PRINSIP PEMBANGKITAN SINAR LASER Sebuah Pengatar Singkat untuk Kimia Laser

Gelombang Elektromagnetik

SILABUS MATAKULIAH. Indikator Pokok Bahasan/Materi Aktivitas Pembelajaran

ii Nilai Gizi Pangan

Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2009

RENCANA PROGRAM KEGIATAN PERKULIAHAN SEMESTER (RPKPS)

Siklus Pengadaan Barang

KRISTIAN WIDYA WICAKSONO

Ruko Jambusari No. 7A Yogyakarta Telp. : ; Fax. :

DESAIN & ANALISIS ALGORITMA

: Mienati Somya Lasmana Budi Setiorahardjo. Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2008

Nasrullah Idris. Mari Bermain Angka

METODOLOGI PENELITIAN SOSIAL

1. Dalam suatu ruang terdapat dua buah benda bermuatan listrik yang sama besar seperti ditunjukkan pada gambar...

Analisis Regresi Linear Ganda dengan SPSS

Transkripsi:

ELEKTROMAGNETIKA Oleh : Wiyanto Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2007 Hak Cipta 2007 pada penulis, Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam, atau dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit. Candi Gebang Permai Blok R/6 Yogyakarta 55511 Telp. : 0274-4462135; 0274-882262 Fax. : 0274-4462136 E-mail : info@grahailmu.co.id Wiyanto ELEKTROMAGNETIKA/Wiyanto - Edisi Pertama Yogyakarta; Graha Ilmu, 2007 viii + 146 hlm, 1 Jil. : 26 cm. ISBN: 978-979-756-1. Teknik I. Judul

KATA PENGANTAR P ada awalnya masalah kelistrikan dan kemagnetan dibahas secara terpisah; medan listrik dihasilkan oleh muatan listrik (hukum Gauss) dan medan magnet dihasilkan oleh arus listrik (hukum Ampere). Setelah Michael Faraday (1791 1867), ahli fisika dan kimia berkebangsaan Inggris, berhasil mengungkap gejala induksi elektromagnetik, masalah kelistrikan dan kemagnetan mulai dibahas secara terkait. Medan listrik tidak hanya dihasilkan oleh muatan listrik melainkan juga dapat dihasilkan oleh perubahan medan magnet. Temuan Faraday tersebut membangkitkan James Clerk Maxwell (1831 1879), ahli matematika dan fisika teori berkebangsaan Skotlandia, untuk mengajukan hipotesis bahwa perubahan medan listrik juga dapat menghasilkan medan magnet. Dengan hipotesisnya tersebut dan dengan memanfaatkan hukum-hukum tentang kelistrikan dan kemagnetan yang telah ditemukan sebelumnya, Maxwell berhasil meramalkan gejala gelombang elektromagnetik. Akhirnya, ramalan Maxwell teruji secara empiris oleh hasil percobaan Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894), ahli fisika berkebangsaan Jerman, sehingga untuk menghargainya kemudian beberapa persamaan yang menyatakan hukum utama kelistrikan dan kemagnetan disebut dengan persamaan Maxwell. Buku Elektromagnetika ini disusun dengan struktur seperti proses perkembangannya dahulu, yaitu dari elektrostatika sampai persamaan Maxwell dengan urutan: elektrostatika, medan listrik di dalam bahan, magnetostatika, medan magnet di dalam bahan, elektrodinamika, dan persamaan Maxwell. Untuk sekadar mengingatkan pembaca, buku ini diawali dengan bab satu yang membahas tentang analisis vektor yang banyak digunakan dalam mempelajari materi utama buku ini. Simbol-simbol fisika yang digunakan dalam buku ini ditulis sesuai konvensi ilmiah yang biasa digunakan secara internasional. Sebagai contoh, simbol vektor digunakan huruf tebal (bold), misalnya d, s, v, a, A, B, dan C, dan besarnya dinyatakan dengan huruf miring (italic), misalnya d, s, v, a, A, B, dan

vi Elektromagnetika C. Vektor satuan disimbolkan dengan huruf bertopi, contoh î, ĵ, kˆ, dan nˆ. Simbol satuan dinyatakan dengan huruf regular dan antar simbol dipisahkan dengan titik, contoh satuan permitivitas listrik adalah C 2 /(N.m 2 ). Atas penerbitan buku ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada semua pihak yang telah berperan dalam proses penyelesaiannya. Semoga buku ini dapat memberikan manfaat. Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para pembaca untuk perbaikan buku ini. Penulis Wiyanto

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR v DAFTAR ISI vii BAB 1 ANALISIS VEKTOR 1 1.1 Aljabar Vektor 1 1.2 Turunan Vektor 6 1.3 Integral Vektor 10 1.4 Koordinat Curvilinear 15 1.5 Fungsi Delta Dirac 19 Rangkuman 22 Soal-soal 22 BAB 2 ELEKTROSTATIKA 25 2.1 Hukum Coulomb 25 2.2 Garis Medan dan Hukum Gauss 34 2.3 Potensial Listrik 42 2.4 Ekspansi Multipole 46 2.5 Energi Elektrostatika 50 2.6 Konduktor dan Kapasitor 53 Soal-soal 56 BAB 3 MEDAN LISTRIK DI DALAM BAHAN 61 3.1 Polarisasi 61 3.2 Medan Listrik dari Bahan Terpolarisasi 64 3.3 Hukum Gauss dalam Bahan Dielektrik 67 3.4 Bahan Dielektrik Linear 68 3.5 Energi di dalam Sistem Dielektrik 70 Soal-soal 72

viii Elektromagnetika BAB 4 MAGNETOSTATIKA 75 4.1 Gaya Magnet dan Gaya Lorentz 75 4.2 Arus Listrik 79 4.3 Hukum Biot-Savart 82 4.4 Divergensi dan Curl 88 4.5 Potensial Vektor Magnet 94 Soal-soal 98 BAB 5 MEDAN MAGNET DIDALAM BAHAN 101 5.1 Magnetisasi 101 5.2 Efek Medan Magnet pada Dipole Magnet 102 5.3 Efek Medan Magnet pada Orbit Atom 104 5.4 Medan dari Benda yang Termagnetisasi 105 5.5 Medan H 107 5.6 Bahan Paramagnetik dan Diamagnetik Linear 110 5.7 Feromagnetik 111 Soal-soal 114 BAB 6 ELEKTRODINAMIKA 117 6.1 Hukum Ohm 117 6.2 Gaya Gerak Listrik (Ggl) 121 6.3 Aturan Flux 121 6.4 Hukum Faraday 123 6.5 Induktansi 126 6.6 Energi Medan Magnetik 128 Soal-soal 130 BAB 7 PERSAMAAN MAXWELL 133 7.1 Kelistrikan dan Kemagnetan Sebelum Maxwell 133 7.2 Koreksi Maxwell terhadap Hukum Ampere 134 7.3 Persamaan Gelombang EM 136 7.4 Energi di dalam Medan EM 138 Soal-soal 142 DAFTAR PUSTAKA 143 TENTANG PENULIS 145

BAB 1 ANALISIS VEKTOR P ada bab ini dibahas tentang vektor yang meliputi: aljabar vektor, turunan vektor, dan integral vektor. Besaran vektor memiliki besar (atau nilai) dan arah. Contoh besaran vektor adalah: perpindahan, permukaan, kecepatan, percepatan, dan lain-lain. Pada buku ini simbol vektor digunakan huruf tebal (bold), misalnya d, s, v, a, A, B, dan C, dan besarnya dinyatakan dengan huruf miring (italic), misalnya d, s, v, a, A, B, dan C, atau dalam bentuk d, s, v, a, A, B, dan C. Dalam bentuk diagram sebuah vektor dinyatakan dengan garis beranak panah, panjang garis menyatakan besar vektor dan anak panahnya menunjukkan arah vektor. Tanda minus, misalnya A, menyatakan vektor yang besarnya sama dengan vektor A tetapi arahnya berlawanan. Vektor ditentukan oleh besar dan arahnya tetapi tidak ditentukan oleh lokasinya. Sebagai contoh, perpindahan 5 km ke arah utara dari Semarang dinyatakan dengan sebuah vektor yang sama dengan perpindahan 5 km ke arah utara dari Jakarta. Selain vektor, pada bab ini juga dibahas tentang koordinat curvilinear dan fungsi delta Dirac. 1.1 ALJABAR VEKTOR Penjumlahan dan Pengurangan Vektor Penjumlahan dua vektor A dan B bersifat komutatif, yaitu A+B = B+A. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 1.1.

2 Elektromagnetika (A+B) B B A (A+B) A Gambar 1.1 Untuk pengurangan berlaku A-B = A+(-B), seperti ditunjukkan pada Gambar 1.2. A (A-B) -B Gambar 1.2 Penjumlahan tiga vektor A, B, dan C bersifat asosiatif, yaitu (A+B)+C=A+(B+C). Gambar 1.3 menunjukkan sifat tersebut. (A+B)+C C A+(B+C) C (A+B) (B+C) B B A A Perkalian Vektor Gambar 1.3 Perkalian sebuah vektor A dengan skalar positif a menghasilkan sebuah vektor yang searah dengan arah A dan besarnya sama dengan hasil perkalian besar vektor A dengan skalar a. Jika skalar a itu negatif maka arah vektor hasil perkaliannya berlawanan dengan arah A. Misal a=2,5, maka vektor hasil perkalian a dengan A adalah vektor P yang besarnya 2,5A dan arahnya sama dengan arah A (Gambar 1.4).