Kegiatan Belajar 5 ELEKTROMAGNETIK

5.2 Garis Gaya Magnet dan Fluks Magnet

Bila medan magnet yang terbentuk dari serbuk besi diibaratkan garis-garis, maka garis-garis itu dinamakan dengan garis-garis gaya magnet (ggm) atau garis fluksi. Seperti dijelaskan pada gambar 5.3 berikut.

a. Garis gaya magnet batang

b. Garis gaya magnet tapal kuda

Gambar 5.3 Garis-garis gaya magnet

Gari gaya magnet menghubungkan kutub utara, kutub selatan dan magnet. Serbuk besi membuat garis gaya di luar magnet, dimana garis gaya ini walaupun banyak tetapi tidak saling berpotongan dan selalu melebar menjauhi kutub-kutub magnetnya. Namun demikian garis-garis gaya magnet juga banyak yang lewat di dalam logamnya dan lebih banyak lagi terkumpul di situ. Makin banyak garis gaya yang terpusat pada suatu luas

1 cm 2 , makin kuat gaya magnetnya atau kekuatan medan magnetnya. Dari hasil percobaan/perhitungan diketahui bahw a kekuatan medan magnet antara kutub-kutub

magnet pada tapal kuda jauh lebih besar daripada kekuatan medan magnet batang. Banyaknya garis-garis gaya magnet (ggm) sering dinamakan dengan fluks magnet

dengan simbol ? (dibaca fluksi) dalam satuan weber (Wb), sedangkan banyaknya fluksi dalam satuan luas tertentu dinamakan dengan kerapatan fluksi diberi simbol B dalam

satuan weber per meter persegi (Wb/m 2 ). Dua buah magnet jika saling didekatkan makan akan terjadi saling menarik atau

menolak. Dari hasil percobaan, ternyata kutub magnet yang sama atau sejenis (misal U dengan U, atau S dengan S), akan saling tolak menolak, sedangkan kutub magnet yang tidak sama atau tidak sejenis (misal U dengan S atau S dengan U) maka akan saling menolak. Dari hasil percobaan, ternyata kutub magnet yang sama atau sejenis (misal U dengan U, atau S dengan S), akan saling tolak menolak, sedangkan kutub magnet yang tidak sama atau tidak sejenis (misal U dengan S atau S dengan U) maka akan saling

magnet dapat ditulis dengan persamaan :

Dimana K : kekuatan (menarik ata u menolak) antara kedua kutub diukur dengan dyne (1 dyne = 1,0197 x 10 -3 ), m

1 dan m 2 : jumlah magnetisasi pada masing-masing kutub diukur dengan weber, dan r 2 : jarak antara kedua kutub diukur dengan centimeter (cm).

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa : (1) Kutub magnet yang saling tolak-menolak jika garis-garis gayanya berlawanan arah (2) Kutub magnet yang saling tarik-menarik jika garis-garis gayanya searah.

5.3 Medan Magnet dari Penghantar Lurus

Bila suatu penghantar dilalui arus listrik, selama itu penghantar tersebut akan timbul medan elektromagnet. Arah medan elektromagnet di sekitar penghantar dapat diketahui antara lain : dengan menggunakan kompas kecil atau dengan menggunakan kaidah tangan kanan.

a. Dengan menggunakan kompas kecil

Sebuah kompas akan selalu menunjuk arah kutub utara dan kutub selatan, namun bila ada arus mengalir di sekitar jarum kompas akan mengubah kedudukan secara otomatis. Dari hasil pengamatan ternyata arah gerak kutub utara searah dengan arus yang mengalir pada penghantar tersebut. Dari kejadian ini bila kompas-kompas kecil diletakan di sekitar penghantar, jarum-jarum kutub utara kompas akan menunjukkan arah yang sama (segaris). Arah jarum kompas ini selanjutnya diartikan sebagai arah medan elektromagnet. Perhatikan gambar 5.4.

Gambar 5.4 Arah medan elektromagnet Gambar 5.4 Arah medan elektromagnet

Selain dengan kompas, arah medan elektromagnet dapat ditentukan dengan menggunakan tangan kanan. Caranya : Genggamlah penghantar dengan tangan kanan yang posisinya seperti ga mbar

5.5. Pada posisi seperti gambar tersebut dapat diartikan sebagai berikut : ibu jari akan menunjuk arah arus listrik dan arah medan elektromagnet yang mengelilingi penghantar ditunjukkan oleh jari-jari tangan. Pada cara ini kedudukan positif (+) harus diletakan di sebelah kanan pula.

Gambar 5.5 Kaidah tangan kanan untuk menentukan arah medan elektromagnet

Untuk selanjutnya arah arus dalam gambar ditentukan dengan tanda silang (+) dan tanda titik ( ? ). Tanda silang (+) berarti arah aliran arus menjauhi diri kita, dan tanda titik ( ? ) berarti arah aliran arus menuju kita, seperti dijelaskan dalam dambar 5.6.

Gambar 5.6 Arah arus dalam tanda (+) menjauhi kita dan ( ? ) menuju kita

Dengan menggunakan kaidah tangan kanan ini maka dapat menentukan arah medan magnet dengan mudah.

5.4 Medan Magnet dari Elemen Arus

Berdasarkan cara penentuan arah medan magnet dengan menggunakan kaidah tangan kanan ini maka menentukan arah medan magnet dengan mudah walaupun penghantar yang dilalui arus tidak lurus, seperti pada selenoida maupun toroida. Lebih jelasnya dapat ditunjukkan pada gambar 5.7 untuk arah arus pada penghantar yang tidak lurus.

Gambar 5.7 Arah arus pada penghantar tak lurus : (1) medan elektromagnet suatu rangkaian, (2) medan elektromagnet pada penghantar melingkar, (3) medan elektromagnet pada kumparan

Suatu kumparan yang dialiri arus listrik akan memiliki sifat-sifat seperti sebuah magnet, seperti halnya pada magnet batang. Oleh karena memiliki sifat seperti magnet biasa (logam), pada magnet kumparanp un memiliki kutub utara dan kutub selatan. Untuk mengetahui letak kutub-kutubnya dapat menggunakan kompas atau kaidah tangan kanan. Seperti ditunjukkan pada gambar 5.8.

Gambar 5.8 menentukan kutub magnet dari kumparan