Induksi Magnet


Medan Magnetik

Medan magnetik  didefinisikan sebagai ruangan  disekitar magnet yang apabila diletakkan kawat berarus atau partikel bermuatan listrik maka kawat berarus atau partikel bermuatan listrik tersebut akan mendapatkan gaya listrik/gaya lorentz. Hans Christian Oersted pada tahun 1820 menemukan bahwa arus listrik dalam sebuah kawat penghantar dapat menghasilkan efek magnetik. Efek magnetik yang ditimbulkan oleh arus tersebut dapat membelokkan arah jarum kompas.

Medan magnetik yang timbul akibat adanya arus listrik inilah yang disebut medan magnetik induksi. Medan magnetik induksi disimbolkan dengan huruf B dengan satuan weber/m2  atau Tesla. Medan magnetik merupakan besaran vektor. Arah medan magnetik induksi dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan seperti gambar  di samping.

Pada saat Hans Christian Oersted mengadakan percobaan untuk mengamati hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan, ia belum sampai menghitung besarnya kuat medan magnet di suatu titik di sekitar kawat berarus. Perhitungan secara matematik baru dikemukakan oleh ilmuwan dari Prancis yaitu Jean Bastiste Biot dan Felix Savart. Berdasarkan hasil eksperimennya tentang pengamatan medan magnet di suatu titik P yang dipengaruhi oleh suatu kawat penghantar dl, yang dialiri arus listrik I diperoleh kesimpulan bahwa besarnya kuat medan magnet (yang kemudian disebut induksi magnet yang diberi lambang B) di titik P :

konsep biot-savart

 

  1. Berbanding lurus dengan kuat arus listrik (I).
  2. Berbanding lurus dengan panjang kawat (dl).
  3. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik P
  4. ke elemen kawat penghantar (r).
  5. Sebanding dengan sinus sudut apit θ antara arah arus dengan garis hubung antara titik P ke elemen kawat penghantar.

Pernyataan tersebut dikenal dengan hukum Biot-Savart yang secara matematik dapat dinyatakan dalam persamaan :

b di sumbu lingkaran

Dengan  I menyatakan kuat arus listrik yang mengalir dalam kawat (A), dl menyatakan elemen kawat penghantar, r adalah jarak titik terhadap kawat (m), dB menyatakan kuat medan magnetik (Wb/m2),  dan  k  adalah suatu konstanta  yang memenuhi hubungan:

k dan mu

 

  1. Induksi Magnetik Disekitar Penghantar Lurus Berarus

a. Besar induksi magnetik pada suatu titik yang  berjarak a dari kawat lurus panjang tak berhingga berarus listrik. Dengan menggunakan Hukum Biot-Savart:

b di sumbu lingkaran rumus

b di sumbu lingkaran rumus2

b di sumbu lingkaran rumus3

b di sumbu lingkaran rumus4

2. Induksi Magnetik Disekitar Penghantar Melingkar

 Berasadarkan Hukum Biot-Savart kita tinjaulah gambar disamping, kawat melingkar dengan jejari a dan dialiri arus listrik i. Titik O adalah titik pusat linkaran dan titik P berada di sumbu lingkaran yang berjarak  b dari titik O. Arah medan  magnet di titik O sama dengan di titik P.

b disekitar kawat melingkar

Induksi magnetik arahnya tegak lurus terhadap r, apabila α adalah sudut apit antara r dengan sumbu lingkaran. Maka medan magnetik di titik P dapat diuraikan menjadi dua, yaitu yang sejajar dengan sumbu lingkaran sebesar dBP sin α dan tegak lurus sumbu lingkaran yaitu sebesar dBP cos α. Di mana bagian dBP cos α akan saling meniadakan dengan bagian yang ditimbulkan oleh elemen yang lain yang saling berseberangan, sehingga besarnya induksi magnetik di titik P tinggal bagian yang sejajar dengan sumbu lingkaran yaitu :

rumus b di sekitar kawat melingkar

rumus b di sekitar kawat melingkar 2

 

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s