Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi
98
Dimana : B = Kerapatan medan magnet
= Fluks magnet A = Penampang inti
Belitan kawat yang dialiri arus listrik DC maka didalam inti belitan akan timbul medan magnet yang mengalir dari kutub utara menuju kutub
selatan.
Gambar 3.14 Daerah pengaruh medan magnet
Pengaruh gaya gerak magnetik akan melingkupi daerah sekitar belitan
yang diberikan warna arsir gambar 3.14. Gaya gerak magnetik sebanding lurus dengan jumlah belitan N dan besarnya arus yang
mengalir I, secara singkat kuat medan magnet sebanding dengan amper-lilit.
Dimana : = Gaya gerak magnetik
I = Arus mengalir dalam lilitan N = Jumlah lilitan kawat
6. Kuat Medan Magnet
Dua belitan berbentuk toroida dengan ukuran yang berbeda
diameternya gambar 3.15. Belitan toroida yang besar memiliki diameter
= I . N
Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi
99
lebih besar, sehingga keliling lingkarannya lebih besar. Belitan toroida yang kecil tentunya memiliki keliling lebih kecil. Jika keduanya memiliki
belitan N yang sama, dan dialirkan arus I yang sama maka gaya gerak magnet
= N.I juga sama. Yang akan berbeda adalah kuat medan magnet H dari kedua belitan diatas.
Gambar 3.15 Medan magnet pada toroida Persamaan kuat medan magnet :
Dimana : H = Kuat medan magnet
Im = Panjang lintasan = Gaya gerak magnetik
I = Arus yang mengalir dalam lilitan N = Jumlah lilitan kawat
7. Rangkaian Magnetik
Rangkaian magnetik terdiri beberapa bahan magnetik yang masing- masing memiliki permeabilitas dan panjang lintasan yang tidak sama.
Maka setiap bagian mempunyai reluktansi yang berbeda pula, sehingga reluktansi total adalah jumlah dari reluktansi masing-masing bagian.
Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi
100
Inti besi yang berbentuk mirip huruf C dengan belitan kawat dan mengalir arus listrik I, terdapat celah sempit udara yang dilewati garis
gaya magnet gambar 3.16. Rangkaian ini memiliki dua reluktansi yaitu reluktnasi besi RmFe dan reluktansicelah udara Rm udara.
Gambar 3.16 Rangkaian magnetik
Persamaan reluktansi :
Tabel 3.1 Parameter dan Rumus Kemagneta
Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi
101
8. Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik
Selama bertahun-tahun Hans Cristian Oersted, seorang guru fisika dari Denmark, mempercayai ada suatu hubungan antara kelistrikan dan
kemagnetan, namun dia tidak dapat membuktikan secara eksperimen. Baru pada tahun 1820 dia akhirnya memperoleh bukti.
Gambar 3.17 Arus yang mengalir melalui sebuah kawat akan menimbulkan medan magnet
Oersted mengamati bahwa ketika sebuah kompas diletakkan dekat
kawat berarus, jarum kompas tersebut menyimpang atau bergerak, segera setelah arus mengalir melalui kawat tersebut.
Ketika arah arus tersebut
dibalik, jarum kompas tersebut bergerak dengan arah sebaliknya. Jika tidak ada arus listrik mengalir melalui kawat
tersebut, jarum kompas tersebut tetap diam. Karena sebuah jarum kompas hanya disimpangkan oleh suatu medan magnet, Oersted
menyimpulkan bahwa suatu arus listrik menghasilkan suatu medan magnet.
Lihatlah Gambar 3.17 Ketika kompas-kompas kecil tersebut diletakkan di sekitar penghantar lurus yang tidak dialiri arus listrik,
jarum-jarum kompas tersebut sejajar semuanya menunjuk ke satu arah. Keadaan ini memperlihatkan bahwa jarum kompas tersebut hanya
dipengaruhi oleh medan magnet Bumi. Dengan demikian suatu arus listrik yang mengalir melalui sebuah kawat menimbulkan medan magnet
yang arahnya bergantung pada arah arus listrik tersebut. Garis gaya magnet yang dihasilkan oleh arus dalam sebuah kawat lurus berbentuk
Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi
102
lingkaran dengan kawat berada di pusat lingkaran. Kaidah tangan kanan dapat digunakan untuk menentukan arah
medan magnet sekitar penghantar lurus yang dialiri arus listrik. Lihatlah Gambar 3.18. Arah ibu jari tangan kanan menunjukkan arah arus
listrik. Jari-jari tangan yang melingkari penghantar tersebut menunjukkan arah medan magnet.
Gambar 3.18 Kaidah tangan kanan untuk menentukan arah medan magnet
Dari percobaannya, Oersted menyimpulkan bahwa kerapatan fluk B bergantung pada kuat arus dan jarak antara magnet jarum dan kawat
berarus listrik. Hal ini juga telah diselidiki lebih jauh oleh Jean Baptiste Biot dan Felix Savart. Dari hasil percobaannya, mereka menyimpulkan
bahwa : a. Di sekitar arus listrik terdapat medan magnet. Ini dapat dideteksi
dengan menggunakan serbuk besi yang memerlukan kuat arus yang tinggi, jadi tidak bisa dengan baterai yang kecil.
b. Arah medan magnet garis-garis gaya magnet bergantung pada arah arus listrik. Jika arah arus diubah, maka arah medan magnet berubah.
c. Besar medan magnet dipengaruhi oleh kuat arus dan jarak terhadap kawat.
Untuk menentukan arah garisgaris gaya magnet di sekitar penghantar
lurus yang dialiri arus listrik agar lebih mudah digunakan kaidah tangan kanan, Jika ibu jari menunjukkan arah arus, maka arah garis gaya magnet
dinyatakan oleh jari-jari yang menggenggam.
Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi
103
9. Medan Magnet Sebuah Kumparan
