Rumus Medan Magnet

Oleh Diposting pada

Definisi Medan Magnet

Baca Cepat tampilkan

Medan magnet adalah daerah sekitar magnet yang masih merasakan adanya gaya magnet, adanya medan magnet didalam ruang dapat ditunjukkan dengan mengamati pengaruh yang ditimbulkan.

Magnet pada kawat berarus yang ditemukan Oersted menentukan adanya medan magnet disekitar kawat yang berarus.

Gaya Lorentz adalah gaya yang dialami kawat berarus listrik didalam medan magnet. Arah gaya lorentz dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan.

Hukum Biot – Savart adalah besar induksi magnetic di satu titik disekitar elemen arus, sebanding dengan panjang elemen arus, besar kuat arus, sinus sudut yang diapit arah arus dengan jaraknya sampai titik tersebut dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.

rumus-medan-magnet

Pengertian Medan Magnet

Medan magnet adalah daerah disekitar magnet yang masih merasakan adanya gaya magnet. Adanya medan magnet di dalam ruang dapat ditunjukkan dengan mengamati pengaruh yang ditimbulkan.

  1. Bila di dalam ruang tersebut ditempatkan benda magnetik maka benda tersebut mengalami gaya.

  2. Bila di ruang terdapat partikel/benda bermuatan, maka benda tersebut mengalami gaya.

  • Medan magnet merupakan besaran vektor, adapun kuat/lemahnya medan tersebut ditunjukkan oleh intensitas magnet (H).

  • Efek medan magnet disebut induksi magnetik (B), juga merupakan besaran vektor.

  • Hubungan antara H dan B :

Hubungan-antara-H-dan-B

Baca Juga : Gaya Gesek

Dimana :

B = induksi magnetik, satuan dalam SI = Weber/m2 atau Tesla
H = intensitas magnet
mo = permeabilitas = 4p x 10-7 Wb/A.m (udara)

Arah medan magnetik dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan.

Arah medan magnetik

Jika arah arus sesuai dengan arah melingkar jari tangan kanan arah ibu jari menyatakan arah medan magnet. Sehubungan dengan sifat-sifat kemagnetan, benda dibedakan atas Diamagnetik dan Para magnetik.

Baca Juga : Lensa Cekung – Pengertian, Sifat, Rumus, Sinar Istimewa dan Contoh

  • Benda magnetik : bila ditempatkan dalam medan magnet yang tidak homogen, ujung-ujung benda itu mengalami gaya tolak sehingga benda akan mengambil posisi yang tegak lurus pada kuat medan. Benda-benda yang demikian mempunyai nilai permeabilitas relatif lebih kecil dari satu. Contoh : Bismuth, tembaga, emas, antimon, kaca flinta.

  • Benda paramagnetik : bila ditempatkan dalam medan magnet yang tidak homogen, akan mengambil posisi sejajar dengan arah kuat medan. Benda-benda yang demikian mempunyai permeabilitas relatif lebih besar dari pada satu. Contoh : Aluminium, platina, oksigen, sulfat tembaga dan banyak lagi garam-garam logam adalah zat paramagnetik.

  • Benda feromagnetik : Benda-benda yang mempunyai effek magnet yang sangat besar, sangat kuat ditarik oleh magnet dan mempunyai permeabilitas relatif sampai beberapa ribu. Contoh : Besi, baja, nikel, cobalt dan campuran logam tertentu ( almico )

Macam-Macam Bentuk Magnet

Macam-macam-bentuk-magnet

magnet batang, magnet ladam, magnet jarum

  • Magnet dapat diperoleh dengan cara buatan.

Jika baja di gosok dengan sebuah magnet, dan cara menggosoknya dalam arah yang tetap, maka baja itu akan menjadi magnet.

magnet-cara-buatan

Baja atau besi dapat pula dimagneti oleh arus listrik.

Baja atau besi itu dimasukkan ke dalam kumparan kawat, kemudian ke dalam kumparan kawat dialiri arus listrik yang searah. Ujung-ujung sebuah magnet disebut Kutub Magnet. Garis yang menghubungkan kutub-kutub magnet disebut sumbu magnet dan garis tegak lurus sumbu magnet serta membagi dua sebuah magnet disebut garis sumbu.

Baca Juga : Iklim – Pengertian, Ciri, Unsur, Komponen, Macam dan Dampak

baja

Sebuah magnet batang digantung pada titik beratnya. Sesudah keadaan setimbang tercapai, ternyata kutub-kutub batang magnet itu menghadap ke Utara dan Selatan.kutub Utara jarum magnet deklinasi yang seimbang didekati kutub Utara magnet batang, ternyata kutub Utara magnet jarum bertolak. Bila yang didekatkan adalah kutub selatan magnet batang, kutub utara magnet jarum tertarik.

magnet-batang

Kesimpulan : Kutub-kutub yang sejenis tolak-menolak dan kutub-kutub yang tidak sejenis tarik-menarik.

Magnet Pada Kawat Berarus

Percobaan OERSTED, menentukan adanya medan magnet disekitar kawat yang berarus listrik.

  • Pengaruh kawat berarus terhadap kompas

Di atas jarum kompas yang seimbang dibentangkan seutas kawat, sehingga kawat itu sejajar dengan jarum kompas. jika kedalam kaewat dialiri arus listrik, ternyata jarum kompas berkisar dari keseimbangannya.

Baca Juga :Siklus Krebs

Kesimpulan : Disekitar arus listrik ada medan magnet.

arus-listrik-ada-medan-magnet

Cara menentukan arah perkisaran jarum.

  1. Bila arus listrik yang berada anatara telapak tangan kanan dan jarum magnet mengalir dengan arah dari pergelangan tangan menuju ujung-ujung jari, kutub utara jarum berkisar ke arah ibu jari.
  2. Bila arus listrik arahnya dari pergelangan tangan kanan menuju ibu jari, arah melingkarnya jari tangan menyatakan perkisaran kutub Utara.
  • Induksi magnetik di sekitar arus lurus.

Induksi magnetik di sekitar arus lurus

Besar induksi magnetik di titik A yang jaraknya a dari kawat sebanding dengan kuat arus dalam kawat dan berbanding terbalik dengan jarak titik ke kawat.

Baca Juga :Gas Mulia

induksi magnetik

mr udara = 1

Jika kawat tidak panjang maka harus digunakan

mr udara

  • Induksi Induksi magnetik di pusat arus lingkaran.

Titik A berjarak x dari pusat kawat melingkar besarnya induksi magnetik di A dirumuskan :

Jika kawat itu terdiri atas N lilitan maka :

kawat itu terdiri atas N lilitan

  • Induksi magnetik di pusat lingkaran

Dalam hal ini r = a dan a = 900, Besar induksi magnetik di pusat lingkaran.

Induksi magnetik di pusat lingkaran

Baca Juga :Gelombang Elektromagnetik

Solenoide

Solenoide adalah gulungan kawat yang di gulung seperti spiral. bila kedalam solenoide dialirkan arus listrik, di dalam selenoide terjadi medan magnet dapat ditentukan dengan tangan. Contoh gambar :

Solenoide

Besar induksi magnetik dalam solenoide.

Besar induksi

Jari-jari penampang solenoide a, banyaknya lilitan N dan panjang solenoide 1. Banyaknya lilitan pada dx adalah : atau n dx, n banyaknya lilitan tiap satuan panjang di titik P.

Bila 1 sangat besar dibandingkan dengan a, dan p berada di tengah-tengah maka a1= 0 0 dan a2 = 180 0

Induksi magnetik di tengah-tengah solenoide :

Induksi magnetik di tengah-tengah solenoide

Baca Juga : Ciri-Ciri Bulan

  • Toroida

Sebuah solenoide yanfg dilengkungkan sehingga sumbunya membentuk lingkaran di sebut Toroida. Bila keliling sumbu toroida 1 dan lilitannya berdekatan, maka induksi magnetik pada sumbu toroida.

n dapat diganti dengan

N banyaknya lilitan dan R jari-jari toroida.

Gaya Lorentz

Definisi : gaya yang dialami kawat berarus listrik di dalam medan magnet. Dapat disimpulkan bahwa gaya Lorentz dapat timbul dengan syarat sebagai berikut :

(a) ada  ada kawat penghantar yang dialiri arus
(b) penghantar berada di dalam medan magnet

Menentukan Arah Gaya Lorentz

Arah gaya lorentz dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan. Jari-jari tangan kanan diatur sedemikian rupa, sehingga Ibu jari tegak lurus terjadap telunjuk dan tegak lurus juga terhadap jari tengah. Bila arah medan magnet (B) diwakili oleh telunjuk dan arah arus listrik (I) diwakili oleh ibu jari, maka arah gaya lorentz (F) di tunjukkan oleh jari tengah.

Perhatikan gambar berikut :

arah-gaya-lorentz

Gaya lorentz pada penghantar bergantung pada faktor sebagai berikut :

(1) kuat medan magnet (B)
(2) besar arus listrik (I)
(3) panjang penghantar

Sehingga dapat dirumuskan

rumus Gaya lorentz

Keterangan :

F adalah gaya lorentz (N)
B adalah kuat medan magnet (Tesla)
I adalah kuat arus listrik (A)
L adalah panjang penghantar (m)

Rumus Medan Magnet