164
Gambar 4.7 Lukisan garis gaya magnet
ada muatan listrik kita mendapatkan bahwa garis gaya keluar dari muatan positif dan masuk tan dapat dipisahkan sejauh-jauhnya sehingga kita dapat
selatan yang terpisah disebut muatan magnet. Karena tidak
ernah ditemukan kutub utara atau kutub selatan yang terpisah maka kita simpulkan tidak ada
.8 Medan Magnet
eperti pada definisi medan listrik, kita juga mendefinisikan medan magnet. Di sekitar suatu dan magnet dengan sifat sebagai berikut:
magnet ehingga didapati medan
agnet yang paling besar. utub utara dan masuk di kutub selatan.
4.7 Tidak Ada Muatan Magnetik P
pada muatan negatif. Kedua mua memperoleh muatan positif yang teriosolasi atau muatan negatif yang terisolasi. Namun, tidak
demikian dengan magnet. Kita tidak pernah menemukan kutub utara magnet saja tanpa kutub selatan atau kutub selatan magnet saja tanpa kutub utara. Kutub utara dan kutub selatan
magnet selalu muncul berpasangan. Kutub utara yang terpisah atau kutub
p
muatan magnet
.
4 S
magnet dihasilkan me i Arah medan magnet sama dengan arah garis gaya magnet
ii Besar medan magnet sebanding dengan kerapatan garis gaya Di sekitar kutub magnet kerapatan garis gaya magnet paling besar s
m Arah garis gaya keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan. Dengan demikian, arah
medan magnet keluar dari k Kita simbolkan medan magnet dengan B
r , yang merupakan sebuah besaran vector. Satuan
165
edan magnet adalah Tesla yang disingkat T.
Gambar 4.8 Lukisan medan maget.
agnet tidak hanya melakukan gaya pada magnet lain, tetapi juga dapat melakukan gaya pada rus listrik. Jika kawat yang dialiri arus listrik ditempatkan dalam medan magnet, maka kawat
aya dari magnet. Besar dan arah gaya yang dialami kawat yang dialiri arus m
B B
4.9 Gaya Lorentz M
a tersebut mendapat g
listrik dalam medan magnet diberikan oleh hokum Lorentz
B L
I F
r r
r ×
= 4.2
dengan F r
L r
: gaya yang dilami kawat berarus listrik, I : besar arus listrik, dan : vector panjang
kawat yang dikenai medan magnet m. Besar vector L r
sama dengan bagian panjang kawat magnet saja sedangkan arahnya sama dengan arah arus dalam kawat.
yang dikenai medan B
r : vektor medan magnet T
esarnya gaya Lorentz yang dialami kawat berarus listrik dapat ditulis Gambar 4.9 Medan magnet melakukan gaya pada kawat yang dialiri arus listrik
B
θ sin
ILB F
= 4.3
engan θ adalah sudut antara vector
166
d L
r B
r dan vector .
ntuk menentukan arah gaya Lorentz, kita gunakan aturan sekrup putar kanan. Caranya sebagai Tempatkan vector panjang kawat dan vector medan magnet sehingga titik pangkalnya
sekrup putar kanan dari arah vector panjang kawat ke arah vector medan magnet.
.10 Definisi Satu Tesla
tegak lurus θ = 90
o
, atau sin θ =1 maka gaya
orentz pada kawat memenuhi U
berikut. i
berimpit. ii Putar
iii Arah maju sekrup sama dengan arah gaya Lorentz pada kawat.
I
B r
Gambar 4.10 Menentukan arah gaya Lorentz
4 Jika arah arus dan arah medan magnet saling
L
ILB F
= 4.4
Jika kawat dialiri arus satu ampere dan panjang kawat yang dikenai medan magnet adalah satu meter, maka besa
dalah satu Newton.
nya 10 m ditempatkan dalam medan magnet yng kuat medannya 0,01 T. agian kawat yang dikenai medan magnet hanya sepanjuang 10 cm, Arahj arus kawat terhadap
agnet membenrutk sudut 30o. Berapa besar gaya yang bekerja pada kawat? rnya medan magnet sama dengan satu tesla jika gaya yang bekerja pada kawat
a Contoh
Kawat yang panjang B
medan m Jawab
B
L r
F r
B I
B I
B r
L r
F r
B r
L r
F r
I = 100 mA = 0,01 A B = 0,01 T
θ = 30
o
167
nya mengambil panjang bagian kawat yang dikenai medan magnet
0,1 × 0,01 T × sin 30o = = 0,1 × 0,1 × 0,01 ×12
5 × 10
-5
N
rentz Pada Muatan yang Bergerak
alian sudah tahu bahwa muatan yang bergerak menghasilkan arus listrik bukan? Dengan emikian, muatan yang bergerak dalam medan magnet juga mengalami gaya Lorentz. Kita dapat
yang bergerak dari persamaan gaya Lorentz L = 10 cm = 0,1 m ha
Maka F = I L B sin
θ = 0,1
× =
4.11 Gaya Lo K
