medan magnetik

FLuks magnet

f = B A cos q

f = fluks magnetik (weber)
B = induksi magnetik
A = luas bidang yang ditembus garis gaya
magnetik
q = sudut antara arah garis normal bidang A
dan arah B

Catatan:

• Bila arah garis induksi magnetik tegak lurus pada bidang gambar, maka arah tersebut dinyatakan dengan:
  
  tanda .......................................... bila mendekati pembaca
  
  tanda xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx bila menjauhi pembaca
  
  
• Rapat garis gaya di suatu titik menyatakan besaran induksi magnetik (B) di titik itu.

• 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 :

B = m_o H

dengan :

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

1. PENGARUH MEDAN MAGNET TERHADAP MUATAN BERGERAK
   
   Sebuah partikel bermassa m bermuatan listrik q yang bergerak dengan kecepatan v di dalam medan magnet dengan induksi magnetik B. akan mengalami Gaya Lorentz F sebesar
   
   F = q v B sin q
   
   q = sudut yang dibentuk oleh arah gerak muatan dengan arah induksi magnetik
   
   Bila q = 90º (v ^ B) maka F = q v B. Karena F selalu tegak lurus terhadap v. maka lintasan partikel bermuatan merupakan lingkaran dengan jari-jari R sebesar:
   
   R = mv/q.B
   
   dengan v = w R ® w = 2pf = 2p/T
   
   
   
2. PENGARUH MEDAN MAGNET TERHADAP KAWAT BERARUS
   
   Melalui kawat lurus yang terletak di sumbu-y mengalir arus I. Bila kecepatan muatan-muatan positif adalah v dan jumlah muatan yang mengalir adalah q selama waktu t, maka Gaya Lorentz F:
   
   F = l I B sin q
   
   
   
   
   Penentuan arah gaya Lorentz mengikuti kaidah tangan kanan. Jika keempat jari dikepalkan dari arah v ke B atau dari arah I ke B. maka ibu jari menunjukkan arah gayanya.
   
   
   
3. GAYA ANTAR KAWAT LURUS PARALEL
   
   

   • Bila I1 dan I2 berlawanan arah, kedua kawat saling tolak • Bila I1 dan I2 searah, kedua kawat saling tarik. F1/l = F2/l = mo I1 I2 / 2pd

   
   
   
4. MOMEN KOPEL PADA KUMPARAN
   
   Bila suatu kawat penghantar berbentuk kumparan dengan luas penampang A, jumlah lilitan N. dialiri arus I dan berada dalam induksi magnetik B. maka terjadi momen kopel t sebesar:
   
   t = N I B A sin q satuan N.m
   
   Satuan induksi magnetik :
   • mks: wb / m² atau maxwell / m² atau tesla.
   • cgs : Gauss atau Oersted.
   
   1 Gauss= 1 Oersted= 10^-4 Wb/m²

1. MEDAN MAGNET OLEH BENDA MAGNETIK
   
   Suatu magnet (misalnya magnet batang) akan menimbulkan medan magnet di sekitarnya. Arah garis magnetiknya adalah dari kutub U menuju ke kutub S.
   
   
   
   
   
   
   
2. MEDAN MAGNET OLEH MUATAN BERGERAK
   
   Oersted: perpindahan muatan listrik (arus listrik) akan menimbulkan medan magnet di sekitarnya.
   
   

   Arah medan magnet B ditentukan dengan kaidah sekrup putar kanan atau tangan kanan Besarnya induksi magnetik B di suatu titik yang ditimbulkan oleh suatu kawat berarus I (HUKUM BIOT SAVART) adalah: B = k [(I l sin q) / r2] k = 10-7 = mo / 4p

   
   
   
3. MEDAN MAGNET OLEH KAWAT LURUS BERARUS
   
   Kawat penghantar yang sangat panjang den lurus terletak pada sumbu-x serta dialiri arus listrik L. Arah B pada beberapa titik di sumbu-y dan z terlihat pada gambar (mengikuti kaidah tangan kanan) sedangkan besarnya adalah:
   
   

   B = (mo I)/(2 p a) a = jarak suatu titik terhadap kawat

   
   
   
4. MEDAN MAGNET OLEH KAWAT MELINGKAR BERARUS
   
   Sebuah kawat penghantar berbentuk lingkaran (jari-jari = a) dialiri arus I maka besarnya induksi magnetik di pusat lingkaran O:
   
   

   B = mo I / 2a B = N mo I / 2a N = jumlah lilitan Besar induksi magnetik di titik P: B = mo I sin q / 2r2

   
   
   
5. MEDAN MAGNET OLEH SOLENOIDA DAN TOROIDA
   
   SOLENOIDA adalah kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat.
   
   

   Induksi magnetik di tengah solenoida: Bo = m I n = m I N / L m = permeabilitas bahan = mo. km km = permeabilitas relatif Induksi magnetik di ujung solenoida: Bp = m I n / 2 = m I N / 2L = Bo/2

   
   
   TOROIDA adalah solenoida yang dilengkungkan sehingga sumbunya berbentuk lingkaran.
   
   

   Induksi magnetik di sumbu toroida: Bo = m I n = m I N / 2 p R n = jumlah lilitan per satuan panjang = N/L L = 2 p R = panjang keliling lingkaran