MEDAN MAGNETMEDAN MAGNET

YANG DISEBABKAN YANG DISEBABKAN

OLEH ARUSOLEH ARUS

Percobaan OerstedPercobaan Oersted

efek arus listrik pd efek arus listrik pd arah jarum kompasarah jarum kompas

Tidak ada arus Tidak ada arus arah jarum sejajar arah jarum sejajar sesuai arah horisontal sesuai arah horisontal medan magnet bumimedan magnet bumi

Ada arus Ada arus magnet magnet mengarah membtk mengarah membtk lingk. tertutup di lingk. tertutup di sekeliling kwtsekeliling kwt

Ujung anak panahUjung anak panah utarautara

Arus keluar dr surfaceArus keluar dr surface

Turunan dr. hk Biot-SavartTurunan dr. hk Biot-SavartEksperimen Eksperimen B pd berbagai r dr kwt B pd berbagai r dr kwt

lurus panjang dg penampang lingk. Yg lurus panjang dg penampang lingk. Yg mengangkut arus i mengangkut arus i

Jarum kompas berjarak r dr kwt berarus Jarum kompas berjarak r dr kwt berarus cenderung sejajar dg medan magnet luar cenderung sejajar dg medan magnet luar (arah B sesuai kutub utara)(arah B sesuai kutub utara)

Jk arah arus dibalik Jk arah arus dibalik jarum kompas akan jarum kompas akan membalik arahnyamembalik arahnya

Hukum AmpereHukum Ampere

Menentukan arah B Menentukan arah B pd kawat berarus i pd kawat berarus i aturan tangan aturan tangan kanankanan

““Genggam kawat dg tgn Genggam kawat dg tgn kanan & ibu jari kanan & ibu jari diregangkan diregangkan

ibu jari sesuai arah ibu jari sesuai arah arus, jari yg melingkar arus, jari yg melingkar arah Barah B

Hk. Ampere:Hk. Ampere:Besar medan magnet di Besar medan magnet di

sekeliling kwt lurus sekeliling kwt lurus dialirir arus sebanding dialirir arus sebanding dg arusnya & dg arusnya & berbanding terbalik dg berbanding terbalik dg jarak an kawat dg ttk jarak an kawat dg ttk yg ditinjau yg ditinjau

oo = konst. Permeabilitas = konst. Permeabilitas (4(4 x 10 x 10-7-7 T.m/A) T.m/A)

Medan Magnet karena Medan Magnet karena Arus pd Kawat Lurus PanjangArus pd Kawat Lurus Panjang

Medan magnet pd jarak R Medan magnet pd jarak R tegak lurus dr kawat lurus tegak lurus dr kawat lurus infinit yg berarus i (masuk infinit yg berarus i (masuk permukaan) :permukaan) :

BB di tiap ttk ad garis di tiap ttk ad garis singgung thd GMMsinggung thd GMM

B hanya tergantung pd I B hanya tergantung pd I & jarak tegak lurus dr & jarak tegak lurus dr kawatkawat

BBlingkaran simetris lingkaran simetris berpusat pd kawatberpusat pd kawat

Aturan Tangan KananAturan Tangan KananMenentukan arah medan magnet krn Menentukan arah medan magnet krn

kawat panjang berarus:kawat panjang berarus: Genggam kawat dg tangan kananGenggam kawat dg tangan kanan ibu jari diregangkanibu jari diregangkan arah arus arah arus Jari2 yang melingkari kawat Jari2 yang melingkari kawat arah arah

medan magnet di ttk tsbmedan magnet di ttk tsb B tegak lurus thd garis radial putus2 B tegak lurus thd garis radial putus2

yg menghub.ttk & arah yg menghub.ttk & arah Gb a) B dikiri kawat menuju surfaceGb a) B dikiri kawat menuju surface Gb b) B dikiri kawat keluar surfaceGb b) B dikiri kawat keluar surface

Contoh soal 1Contoh soal 1

Dua kawat paralel Dua kawat paralel panjang berarus panjang berarus berlawanan arah i1 dan berlawanan arah i1 dan i2 masing2 keluar & i2 masing2 keluar & masuk surface. masuk surface. Tentukan besar dan Tentukan besar dan arah medan magnet arah medan magnet resultan pd titik P.resultan pd titik P.i1=15 A, i2= 32 A dan d i1=15 A, i2= 32 A dan d (jarak antar kawat) = 5,3 (jarak antar kawat) = 5,3 cmcm

Jawab contoh soal 1Jawab contoh soal 1

Medan magnet Medan magnet resultan di titik P ad. resultan di titik P ad. jml vektor medan jml vektor medan magnet krn arus pd magnet krn arus pd kedua kawat kedua kawat

Titik P berjarak R dr Titik P berjarak R dr ke2 arus i1 &i2, mk:ke2 arus i1 &i2, mk:

Besar sudut pd kawat Besar sudut pd kawat 1 & 2 ad 451 & 2 ad 45o o , mk, mk

cos 45cos 45o o = R/d atau= R/d atau

R = d cos 45R = d cos 45o o

Tentukan arah B1 & Tentukan arah B1 & B2 B2 aturan tangan aturan tangan kanankanan

Kawat 1: arus keluar Kawat 1: arus keluar surfacesurface ibu jari ibu jari mengarah keluar;mengarah keluar;

jari yg ditekuk jari yg ditekuk arah arah garis medan yi garis medan yi berlawanan jarum jamberlawanan jarum jam

Medan magnet dkt Medan magnet dkt kwt panjg berarus kwt panjg berarus tegak lurus thd grs tegak lurus thd grs radial an ttk P dg radial an ttk P dg sumber arus, mk di ttk sumber arus, mk di ttk P P grs medan grs medan mengarah atas ke kirimengarah atas ke kiri

Dg cr yg sama utk Dg cr yg sama utk kawaat 2 di dpt grs kawaat 2 di dpt grs medan mengarah medan mengarah atas ke kananatas ke kanan

Resultan medan magnet B di ttk PResultan medan magnet B di ttk P krn B1 & krn B1 & B2 tegak lurus thd masing2 mk B2 tegak lurus thd masing2 mk

Sudut Sudut an arah B dan B2 dpt dihitung an arah B dan B2 dpt dihitung

Gaya Antara 2 Arus ParalelGaya Antara 2 Arus Paralel Pd 2 kawat paralel pjg berarus iPd 2 kawat paralel pjg berarus iaa dan i dan ibb sama sama

arah,terpisah darah,terpisah d Arus Arus medan magnet medan magnet gaya gaya BBaa ad medan magnet kwt b krn arus di kwt a ad medan magnet kwt b krn arus di kwt a

FFbaba ad resultan gaya pd kwt b krn arus di B ad resultan gaya pd kwt b krn arus di Baa

Utk menentukan gaya pd kawat b krn arus di kawat a Utk menentukan gaya pd kawat b krn arus di kawat a perlu tahu harga & arah Bperlu tahu harga & arah Baadi kwt bdi kwt b

Utk menentukan gaya Utk menentukan gaya pd kawat berarus krn pd kawat berarus krn arus pd kwt lain arus pd kwt lain (i) (i) tentukan medan krn tentukan medan krn kwt lain pd kwt tsb (ii) kwt lain pd kwt tsb (ii) tentukan gaya kwt tentukan gaya kwt pertama krn kwt ke2pertama krn kwt ke2

Harga BHarga Ba a di setiap ttk di setiap ttk

di kwt bdi kwt b

Aturan tangan Aturan tangan kanankananarah Barah Baa pd pd

kwt b ad ke bwhkwt b ad ke bwh FFbaba pd kwt b dg pjg L pd kwt b dg pjg L

krn medan magnet krn medan magnet eksternal Beksternal Baa::

Pd gb L tegak lurus Pd gb L tegak lurus thd Bthd Baa, mk, mk

Sesuai aturan tangan kananSesuai aturan tangan kanan arah F arah Fbaba ad ad

menuju kawat amenuju kawat aProsedur yg sama utk menentukan gaya Prosedur yg sama utk menentukan gaya

pd kwt a krn arus di kwt b pd kwt a krn arus di kwt b arah F arah Fabab

mengarah ke kwt bmengarah ke kwt b 2 kwt dg arus paralel saling tarik 2 kwt dg arus paralel saling tarik

menarik; ><menarik; ><

Medan Magnet pd Bagian LuarMedan Magnet pd Bagian LuarKawat Lurus BerarusKawat Lurus Berarus

Kwt panjang berarus Kwt panjang berarus keluar dr surfacekeluar dr surface

Besar B krn arus Besar B krn arus sama di semua ttk yg sama di semua ttk yg sama jaraknya r sama sama jaraknya r sama dr kwt dr kwt medan B medan B simetri silindrikal thd simetri silindrikal thd kwtkwt

Medan Magnet pd Bagian Dalam Medan Magnet pd Bagian Dalam Kawat Lurus BerarusKawat Lurus Berarus

Kawat panjang Kawat panjang beradius R & berarus beradius R & berarus seragam keluar dr seragam keluar dr surface surface medan medan magnet B simetri magnet B simetri silindrikalsilindrikal

Utk (bag. dlm kwt) yi. Utk (bag. dlm kwt) yi. pd r<Rpd r<R

Bag. dlm kwt Bag. dlm kwt B B proporsional thd rproporsional thd r

B=0 di pusat kwtB=0 di pusat kwt B= max di r=RB= max di r=R BBoutsideoutside=B=Binsideinside di di

permukaan kwtpermukaan kwt

Koil Berarus sbg Dipol MagnetikKoil Berarus sbg Dipol Magnetik

Koil bersifat sbg dipol magnet jk ditempatkan pd Koil bersifat sbg dipol magnet jk ditempatkan pd medan magnet luar B medan magnet luar B mk torque yg bekerja mk torque yg bekerja

((≠≠oo)) =NiA =NiA momen dipol magnetikmomen dipol magnetik

N N jml lilitan; i jml lilitan; i arus pd tiap lilitan; A arus pd tiap lilitan; Aluasan luasan tertutup utk masing2 lilitantertutup utk masing2 lilitan

● ● arah arah genggaman koil dg tangan kanan; jari genggaman koil dg tangan kanan; jari tangantangan arus, ibu jari direntangka arus, ibu jari direntangka momen momen dipol dipol

Medan Magnet pd KoilMedan Magnet pd Koil

Asumsi 1koil dg 1 loopAsumsi 1koil dg 1 loop Loop arus Loop arus medan medan

magnet spt magnet magnet spt magnet batangbatang

Aturan tangan kanan Aturan tangan kanan Arah momen dipol Arah momen dipol magnetik (magnetik () dr kutub slt ) dr kutub slt ke utara sama dg arah ke utara sama dg arah medan B dlm loopmedan B dlm loopPd ttk tertentuPd ttk tertentu

R R jari2 lingkaran jari2 lingkaran looploopZ Z jarak ttk dr pusat jarak ttk dr pusat looploop

Pd ttk jauh dr loop Pd ttk jauh dr loop z>>>Rz>>>R

Krn A=Krn A=RR22, utk N lilitan , utk N lilitan pd koil beraruspd koil berarus

Pd koil berarus yg Pd koil berarus yg mrpk dipol magnet :mrpk dipol magnet :

1.1. menghasilkan torque menghasilkan torque jk ditempatkan pd jk ditempatkan pd medan magnet luarmedan magnet luar

2.2. Menghasilkan Menghasilkan medan magnet medan magnet instrinsik sendiri, pd instrinsik sendiri, pd jrk ttt sepanjang sb jrk ttt sepanjang sb pusatpusat