MEDAN MAGNET
MEDAN MAGNET
Medan magnet merupakan sebuah gambaran yang biasa kita gunakan untuk merepresentasikan bagaimana gaya magnet terdistribusi diantara suatu benda bermagnet atau disekitar benda bermagnet tersebut.
Seperti yang sudah kita ketahui bahwa magnet memiliki dua kutub dimana jika kita dekatkan dua buah magnet maka dapat terjadi gaya tarik-menarik ataupun gaya tolak-menolak tergantung kutub-kutub yang didekatkan. Selain itu, kita juga tahu bahwa gaya tarik-menarik atau tolak-menolak tersebut memiliki batas jangkauan disekitar magnet tersebut yang tidak bisa kita lihat. Medan magnet dapat mendeskripsikan bagaimana gaya yang tidak terlihat tersebut disekitar magnet.
Visualisasi Medan Magnet
Terdapat dua cara untuk menggambarkannya:
1. Dideskripsikan secara matematik sebagai vektor. Setiap vektor pada setiap titik yang berbentuk panah tersebut memiliki arah dan besaran tergantung dari besar gaya magnetik pada titik tersebut.
Gambar. Vektor medan magnet pada sebuah magnet persegi panjang
2. Cara lain untuk mengilustrasikannya adalah dengan menggunakan garis. Setiap vektor disambungkan dengan sebuah garis yang tidak terputus dan banyaknya garis dapat dibuat sebanyak mungkin. Cara inilah yang paling sering dipakai untuk menggambarkan suatu medan magnet.
Gambar. Garis-garis medan magnet pada sebuah magnet persegi panjang
Garis-garis medan magnet memiliki karakteristik yang berguna untuk analisa:
- Setiap garis tidak pernah berpotongan satu sama lain
- Garis akan makin semakin rapat pada wilayah dimana medan magnet semakin besar. Hal ini menandakan bahwa semakin rapat garis-garis medan magnet, maka semakin besar gaya magnetnya pada wilayah tersebut.
- Garis-garis ini tidak bermulai atau berhenti dari manapun, akan tetapi garis-garis tersebut membentuk suatu lingkaran tertutup dan tetap menyambung di dalam material magnet.
- Arah medan magnet direpresentasikan dengan panah pada garis-garisnya. Terkadang, tanda panah tidak digambar pada garis-garis medan magnet, akan tetapi medan magnet akan selalu memiliki arah dari kutub Utara (North) ke Selatan (South).
- Garis-garis ini dapat divisualisasikan secara nyata. Cara yang paling sederhana adalah dengan menyebarkan bubuk pasir besi di sekitar magnet dan akan menghasilkan karakteristik yang sama seperti pada garis-garis medan magnet.
Gambar. Visualisasi secara nyata menggunakan bubuk pasir besi
Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus
Besarnya medan Magnet disekitar kawat lurus panjang berarus
listrik. Dipengaruhi oleh besarnya kuat arus listrik dan jarak titik
tinjauan terhadap kawat. Semakin besar kuat arus semakin besar kuat
medan magnetnya, semakin jauh jaraknya terhadap kawat semakin kecil kuat
medan magnetnya. 
Berdasarkan perumusan matematik oleh Biot-Savart maka besarnya kuat medan magnet disekitar kawat berarus listrik dirumuskan dengan :
- B = Medan magnet dalam tesla ( T )
- μo = permeabilitas ruang hampa =
- I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
- a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m)
Arah medan magnet menggunakan aturan tangan kanan :
Apabila tangan kanan kita menggenggam maka arah ibu jari menunjukkan
arah arus listrik sedangkan keempat jari yang lain menunjukkan arah medan magnet.
Medan magnet adalah besaran vector, sehingga apabila suatu
titik dipengaruhi oleh beberapa medan magnet maka di dalam
perhitungannya menggunakan operasi vektor.
Berikut ditampilkan beberapa gambar yang menunjukkan arah arus dan arah medan magnet.
Arah medan magnet didaerah titik P ( di atas kawat berarus listrik )
menembus bidang menjauhi pengamat sedang didaerah titik Q dibawah kawat
berarus listrik menembus bidang mendekati pengamat.
Tanda titik 
Tanda silang 
Tanda anak panah biru menunjukkan arah arus listrik.
Pada sumbu koordinat x, y, z
kawat berarus listrik berada pada bidang xoz dan bersilangan dengan sb.
Z negative. Arah arus listrik searah dengan sumbu x positif.
Jarak antara kawat I dengan titik pusat koordinat (O) adalah a maka besarnya medan magnet dititik (O) tersebut searah dengan sumbu y negative.
Keterangan gambar:
I = arus listrik
B = medan magnet
Tanda panah biru menunjukkan arah arus llistrik
Contoh soal 1:
Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus 5 miliampere berada diruang hampa . Tentukan besarnya induksi magnetic pada titik yang berada sejauh 10 cm disebelah kanan kawat, bila kawat vertikal ?
Jawab :
Diketahui : I = 5 miliampere = 5 . 10 – 3 Ampere
a = 10 cm = 0,1 meter
Ditanya : B = ………….?
Dijawab :
Contoh soal 2:
Sebuah kawat berada pada sumbu x dialiri arus listrik sebesar 2 A searah dengan sumbu x positif . Tentukan besar dan arah medan magnet dititik P yang berada pada sumbu y berjarak 4 cm dari pusat koordinat 0 ( lihat gambar) ?
Dijawab :
Dketahui : I = 2 A
a = 4 . 10 – 2 m
Ditanya : Besar dan arah B ….. ?
Dijawab :
Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar
Keterangan:
- BP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar dalam tesla ( T)
- I = kuat arus pada kawat dalam ampere ( A )
- a = jari-jari kawat melingkar dalam meter ( m )
- r = jarak P ke lingkaran kawat dalam meter ( m )
- θ = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran kawat dalam derajad (°)
- x = jarak titik P ke pusat lingkaran dalam mater ( m )
Besarnya medan magnet di pusat kawat melingkar dapat dihitung
keterangan:
- B = Medan magnet dalam tesla ( T )
- μo = permeabilitas ruang hampa = 4п . 10 -7 Wb/amp. m
- I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
- a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m)
= jari-jari lingkaran yang dibuat
Arah medan magnet pada kawat melingkar menggunakan aturan tangan kanan :
Apabila tangan kanan kita menggenggam maka arah ibu jari menunjukkan arah medan magnet sedangkan keempat jari yang lain menunjukkan arah arus listrik.
Sumber: slideshare.net
contoh soal:
Kawat seperempat lingkaran dialiri arus 5 A seperti gambar berikut.
Jika jari-jari kawat melingkar adalah 40 cm, tentukan kuat medan magnet di titik P!
Pembahasan
Kuat medan magnet oleh kawat seperempat lingkaran di titik P
Sehingga
Medan Magnet pada Solenoida
Sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang selanjutnya disebut kumparan , apabila dialiri arus listrik maka akan berfungsi seperti magnet batang.
Kumparan ini disebut dengan Solenida
Induksi
magnetik (B) hanya bergantung pada jumlah lilitan per satuan panjang
(n), dan arus (I ). Medan tidak tergantung pada posisi di dalam
solenoida, sehingga B seragam. Hal ini hanya berlaku untuk solenoida
tak hingga, tetapi merupakan pendekatan yang baik untuk titik-titik
yang sebenarnya tidak dekat ke ujung.
Dengan arah medan magnet ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Arah arus menentukan arah medan magnet pada Solenoida.
Medan Magnet pada Toroida
Toroida adalah sebuah solenoida yang dilengkungkan sehingga berbentuk lingkaran kumparan.
Komentar
Posting Komentar