2.2.2 Medan Magnet Di Sekitar Kawat Berarus Listrik
Karena medan magnet dapat timbul pada muatan yang bergerak, maka dapat dipastikan bahwa kawat berarus listrik akan menimbulkan medan magnet, sebab
arus merupakan muatan listrik yang bergerak. Hal ini pertama kali diamati oleh HC.Oersted pada tahun 1820. Arah dari medan magnet dapat dilihat melalui
aturan tangan kanan dengan ibu jari menunjuk arah arus listrik dan keempat jari lain yang mengepal menunjukkan arah medan magnet. Besarnya medan magnet
bergantung dari bentuk kawat berarus dan dapat dihitung dengan hukum Biot- Savart.
Untuk kawat berarus, kita hanya menggantikan qv pada persamaan 2.1 diatas dengan elemen arus Idl, karena keduanya identik, sehingga diperoleh:
BP
=
� 4�
I∫
� � ̂
2.2 r adalah jaraksuatu titik dngan kawat berarus. Persamaan 2.2 ini dikenal sebagai
Hukum Biot-Savart .
Salah satu penggunaan paling sederhana adalah pada kawat lurus:
Gambar 2.7 Pada gambar diatas dl x r akan mengahasilkan dl sin
∅ atau dl cos � dan 1= z tan
� sehingga:
dl =
� si �
d � dan zr = ,�� � sehingga =
c s � �
karena itu medan magnet sejauh z adalah :
B =
� .� 4�
∫
c s � �
� �
� c s �
cos �. d�
B=
� .� 4��
sin � +sin�
2.3
Universitas Sumatera Utara
Jika dianggap panjang kawat tidak berhingga disbanding z , maka θ = � dan
θ =+ � . Karenanya:
B=
�
�
. � �.�.�
2.4
2.2.3 Gaya Gerak Listrik Induksi Gaya gerak listrik induksi ada dalam suatu loop kawat jika terdapat
perubahan fluks magnetic yang melalui area yan g dikelilingi loop tersebut. Gaya gerak listrik ggl induksi hanya terjadi saat fluks yang melalui area mengalami
perubahan, baik bertambah maupun berkurang. Hukum Faraday untuk gaya gerak listrik induksi: Misalnya sebuah
kumparan dengan N lilitan mengalami fluks magnetic yang terus berubah melalui kumparannya. Jika perubahan dalam fluks
∆∅
�
terjadi dalam waktu ∆ , maka ggl
rata rata induksi antara 2 terminal kumparan ditentukan oleh
� = N
∆∅
�
∆
2.5 Gaya gerak listrik ggl
� diukur dalam volt jika ∆∅
�
∆ dalam Wbdet. Tanda minus menunjukkan bahwa ggl induksi berlawanan dengan waktu
∆ , maka ggl rata rata induksi berlawanan dengan perubahan yangdisebabkannya,
sebagaimana dinyatakan secara umum dalam Hukum Lenz. Hukum Lenz:
Suatu ggl induksi selalu memiliki arah yang berlawanan dengan perubahan dalam fluks magnetic yang menghasilkannnya. Sebagai contoh,
jika fluks bertambah dalam suatu kumparan, arus yang dihasilkan oleh gglinduksi akan membangkitkan fluks yang cenderung meniadakan fluks yang bertambah
meskipun umumnya tidak sepenuhnya berhasil. Atau , jika fluks berkurang dalam suatu kumparan , arus tersebut akan menghasilkan sebuah fluks yang cenderung
mengembalikan fluks yang makin berkurang meskipun umumnya tidak sepenuhnya berhasil. Hukum Lenz adalah konsekuensi dari Kekekalan Energi.
Jika tidak demikian, arah induksi akan memperbesar perubahan fluks yang menyebabkannya dan proses akan tetap berlangsung tanpa henti.
Gaya Gerak Listrik Bergerak : Ketika sebuah konduktor bergerak
menembus suatu medan magnet sedemikian sehingga memotong garis-garis
Universitas Sumatera Utara
medan, maka menurut Hukum Faraday akan terdapat ggl induksi dalam konduktor tersebut. Dalam hal ini,
|�| =
∆∅
�
∆
2.6 Simbol
|�| berarti bahwa kita hanya peduli dengan besar ggl induksi rata-rata. Gaya gerak listrik ggl induksi dalam konduktor lurus dengan panjang L
yang bergerak dengan kecepatan ⃗ tegaklurus terhadap medan magnet B ditentukan oleh
|�|=BLv
2.7 Dimana
, ⃗⃗⃗ � , dan kawatnya harus saling tegak lurus.
Dalam hal ini, Hukum Lenz masih memberitahu kita bahwa ggl induksi berlawanan dengan proses. Tetapi kini perlawanan tersebut ditunjukkan dari cara
gaya tersebut diinduksikan oleh medan magnet pada arus induksi dalam konduktor. Arah arus harus sedemikian sehingga gaya berlawanan dengan gerak
konduktor meskipunn umumnya tidak sepenuhnya saling meniadakan. Dengan mengetahui arah arus, kita juga mengetahui arah
2.3 Penguat Operasional Linear Op-Amp
Kategori