Medan Magnet
-
Upload
aji-satrio-wicaksono -
Category
Documents
-
view
124 -
download
1
description
Transcript of Medan Magnet
MEDAN MAGNET
Apa yang dimaksud ?
Jika sebuah kawat yang diletakkan vertikal di sekitar tumpukan serbuk besi diberi arus listrik, maka serbuk besi ini akan membentuk garis-garis konsentris dengan kawat sebagai pusatnya.
Garis-garis ini menggambarkan bahwa di sekitar kawat tersebut medan magnet Medan magnetik diberi simbol : B
Medan Magnet: merupakan ruang magnet yang di dalamnya masih bisa di rasakan adanya gaya magnet
Magnet
Ditemukan di Magnesia (sebuah kota di Asia Kecil) lebih dulu
dari listrik.
Di tempat tersebut terdapat batu-batuan yang saling tarik menarik.
Magnet besar Bumi(sudah dimanfaatkan untuk navigasi
sejak dulu)
MAGNET DAN KUTUB KUTUB MAGNET
• Kutub magnet: bagian magnet yang paling kuat pengaruh kemagnetannya
• Kutub kutub magnet: utara dan selatan
• Jarum untuk kompas secara bebas mengarah ke utara dan selatan
• Bumi sebagai magnet dengan kutub kutub magnet sedikit bergeser dari kutub kutub geografi
Gaya yang bekerja pada muatan yang bergerak dalam medan magnet
Besarnya gaya magnetik FB yang bekerja pada suatu partikel sebanding dengan muatan q dan laju partikel |v|
arah dari gaya FB bergantung pada arah kecepatan partikel v dan arah medan magnetik B
Ketika partikel bergerak sejajar dengan vektor medan magnetik, gaya magnetik yang bekerja pada partikel adalah nol
Ketika vektor kecepatan partikel v membuat sudut 0 dengan medan magnetik, gaya magnetik bekerja dalam arah yang tegak lurus dengan v dan B. Dengan kata lain F bidang yang dibentuk oleh v dan B
Gaya magnetik yang bekerja pada muatan positif berlawanan arah dengan gaya magnetik yang bekerja pada muatan negatif yang begerak dalam arah yang sama
Besarnya medan magnetik yang bekerja pada partikel yang bergerak sebanding dengan sin dimana adalah sudut yang dibentuk vektor kecepatan partikel dan medan magnetik B
Gaya yang bekerja pada muatan yang bergerak dalam medan magnet
Medan dan Gaya Magnet
Muatan yang bergerak dalam medan magnet akan mengalami gaya magnet:
Besar gaya magnet:
BvqF
v
B Muatan uji, +q
Fmagnet
sinqvBF
KE MANA ARAH GAYA MAGNETNYA?
Satuan SI untuk B adalah : tesla (T)1 tesla = 1 newton / (coulomb meter/detik) = 1 newton / (ampere meter)Kalau dikaitkan dengan “definisi “ medan magnet : Jika sebuah kawat dengan panjang 1 meter dan berarus listrik 1 ampere dalam pengaruh medan magnet menghasilkan gaya 1 Newton, maka besar medan magnet tersebut adalah 1 tesla.
Satuan yang lebih awal untuk B (bukan SI) adalah : gauss.
1 tesla = 104 gauss
Gaya magnet pada proton
Berapakah besarnya gaya magnet yang dialami proton yang bermuatan 1,6 x10-19 Cdengan arah gerak membentuk sudut 60° dengan arah medan magnet yang besarnya 2.5 tesla. Proton tersebut bergerak dengan kecepatan setengah kecepatan cahaya.
60sin)5.2)(/105.1)(106.1( 819 TsmCF
NF 11102.5
Gaya magnet pada kawat berarus
Gaya magnet pada kawat berarus
Gaya magnet pada kawat berarus
Gaya magnet pada kawat berarus
Gaya magnet pada kawat berarus
BxLIFmagnet
sinILBFmagnet
Gerak muatan dalam medan magnet
Muatan positif yang masuk ke dalam medan magnet akan dibelokkan (orbit melingkar)
qvBFrvm
2
qBmvr
Frekuensi Siklotron:
mqB
rv
rv
B
Siklotrom
Siklotron: alat untuk mempercepat partikel (proton,detron dll)
Terdiri dari dua ruang semisilinder yang ditempatkan dalam medan magnet
Di antara kedua semisilinder diberi potensial listrik bolak-balik (104 volt)
Ion dalam semisilinder akan mengalami gaya magnet yang menyebabkan bergerak dalam setengah lingkaran lalu dipercepat oleh medan lisrik E, masuk lagi ke dalam medan magnet B dan bergerak milingkar dengan jari-jari lebih besar (karena kecepan lebih besar).
B
E
p+
Pemilih Kecepatan
Gaya Lorentz
Ketika F = 0 dan
maka
B
EBvqEqF
BEv
BEv
p+
Spektrometer Massa
Alat yang digunakan untuk menentukan massa atau perbandingan massa terhadap muatan:
p+
E BB
1
2
RmvqvB
2
2
vRB
qm 2
1BEv ;
ERBB
qm 21Jadi
Momen Gaya pada Loop
Ingat
Untuk medan magnet homogen terhadap arus
Maka momen gaya:
Fr
BsdIFb
a
BlIF
AIBIBalaIlB )2(2
BAI
2a
F
F
B
Momen Gaya pada Dipole
Ingat:
MakaFr
Erq
EqF
2aq
q+
F
F
E
Momen Listrik dan Momen Magnet
Momen magnet
Momen dipole lsitrik
AI
B
raqp ˆ 2 Ep
r̂ : vektor satuan
GAYA LORENTZ
)()( magnetgylistrikgyLorentz BxvqEqF
Ke mana arah Fmagnet?
Efek Hall
Gaya magnet pada petikel pembawa muatan dalam konduktor berarus akan menimbulkan beda potensial (efek hall) ++++
V
HqEqvB vBEH
nqvAI nqdtI
nqAIv
Potensial Hall:t
IBRvBddEV HHH
Koefisien Hall: nqIRH
t
dA=dt