73
B. MEDAN MAGNET
1. Medan Magnet dan Arus Listrik
Menurut Christian Oersted 1777 – 1851: di sekitar arus listrik terdapat medan magnet.
Arah garis gaya yang dihasilkan di sekitar arus listrik tersebut dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.
2. Rumus Biot-Savart
Menurut Biot-Savart: besarnya induksi magnetik di sebuah titik P yang
berjarak r dari sebuah elemen arus yang panjangnya
l ∆
adalah: •
Berbanding lurus dengan kuat arus
• Berbanding
lurus dengan
panjang elemen arus •
Berbanding lurus dengan sinus sudut antara garis singgungnya pada elemen arus dengan garis penghubung antara eleman arus dan titik P tersebut.
• Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik P terhadap elemen arus
• Arah induksi magnet tersebut tegak lurus bidang yang melalui elemen arus dari
titik P. Berdasarkan hal diatas, dapat dirumuskan:
Atau Kedua rumus diatas dikenal sebagai Rumus Biot-Savar.
2
sin r
dl i
k dB
θ
⋅ ⋅
=
2
sin 2
r dl
i dB
θ π
µ
⋅ ⋅
⋅ =
74
3. kuat medan magnet
a. Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Lurus
Besarnya medan magnet di titik P pada gambar di samping, dirumuskan:
B : besarnya medan magnet pada titik P
weberm
2
atau tesla µ
: permeabilitas ruang hampa =
7
10 4
−
× π
weberA m i : kuat arus listrik A
a : jarak titik P ke kawat berarus m b.
Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Melingkar Suatu kawat listrik berbentuk seperti
pada gambar di samping, jika dialiri arus listrik maka besar medan magnet pada
titik P di rumuskan:
a : jari-jari lingkar kawat m r
: jarak titik P ke kawat berarus m Ө : sudut antara titik P ke kawat berarus dengan garis vertikal
Sedangkan besarnya medan magnet di pusat lingkaran dirumuskan:
a i
B ⋅
⋅ =
π µ
2
2
2 sin
r a
i B
⋅ ⋅
⋅ ⋅
=
θ µ
a i
B ⋅
⋅ =
2
µ
75 c.
Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Solenoida Solenoida adalah suatu lilitan atau kumparan yang rapat. Besarnya medan
magnet pada titik di tengah solenoida dirumuskan:
Dan besarnya medan magnet pada titik di ujung solenoida dirumuskan: d.
Besar Medan Magnet Di Sekitar Kawat Toroida Toroida adalah solenoida yang dilengkungkan hingga melingkar. Besarnya
medan magnet pada titik pusat sumbu toroida dirumuskan:
B : besarnya medan magnet pada titik P weberm
2
atau tesla µ
: permeabilitas ruang hampa =
7
10 4
−
× π
weberA m i : kuat arus listrik A
a : jarak titik P ke kawat berarus m
l N
i B
⋅ ⋅
=
µ
l N
i B
⋅ ⋅
⋅ =
2
µ
r N
i B
⋅ ⋅
⋅ ⋅
=
π µ
2
76
C.
GAYA MAGNET
Kawat berarus listrik bila berada di dalam medan magnet, akan mengalami suatu gaya akibat pengaruh medan magnet tersebut. Gaya ini disebut gaya magnetik atau sering
disebut gaya lorentz.
1. Arah Gaya Magnet