b. Medan Magnet Pada Kawat Berbentuk Loop
Arus listrik yang mengalir pada kawat berbentuk loop menghasilkan medan magnet lebih terpusat pada bagian tengah dibandingkan pada bagian luar loop
seperti terlihat pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Medan magnet pada kawat loop
c. Medan Magnet Pada Magnet Batang
Medan magnet pada sebuah batang magnet berbentuk garis tertutup. Melalui hasil konvensi, arah medan magnet keluar dari kutub utara N menuju kutub selatan
Sdapat dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 Medan magnet pada magnet batang
Universitas Sumatera Utara
d. Medan magnet pada solenoid
Solenoid adalah kawat berarus listrik berbentuk loop yang biasanya dililitkan pada inti dari besi sehingga menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang seragam
dihasilkan pada pusat solenoid, sedangkan medan magnet yang terbentuk diluar solenoid lebih lemah dan divergen dapat di lihat dari gambar 2.5.
Gambar 2.5 Medan magnet pada solenoid
Medan magnet dihasilkan oleh muatan yang bergerak, dan tentu saja termasuk arus listrik.
2.2.1Medan Magnet dari Suatu Muatan Bergerak
Medan magnet dapat dihasilkan dari suatu muatan listrik q yang bergerak dengan kecepatan v . Medan magnet yang dihasilkan pada jarak r dari muatan bergerak q
adalah sebesar:
B =
� 4�
� � ̂
2.1 Dimana
� adalah konstanta permeabilitas udara yang besarnya 4� x
−7
N . r
merupakan jarak dari muatan terhadap titik di mana medan magnet dapat diukur dan r vector satuan dengan arah tegak lurus permukaan yang dibentuk perkalian
vektor v dan r.
Gambar 2.6
Universitas Sumatera Utara
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
Operasional amplifierOp-Amp adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalm sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-
inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan-balik dapat ditambhakan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada
operasional amplifierOp-Amp. Pada dasarnya operasional amplifier Op-Amp merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki dua input dan 1 output.
Op-Amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacam-macam atau dapat juga digunakan untuk operas-operasi tak linier, dan
seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional Op-Amp merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai
amplifier multiguna dalam bentuk IC.
Universitas Sumatera Utara
2.4
Penguat Instrumen AD623
Penguat instrumentasi sering digunakan sebagai penguat tegangan yang langsung berasal dari sensor atau transduser. Penguat instrumentasi merupakan
penguat lingkar tertutup dengan masukan diferensial, rasio penolakan modus bersama CMRR tinggi yakni lebih dari 100 dB, dan penguatannya dapat diatur
dengan potensiometer resistor variabel tanpa mempengaruhi harga CMRR. Penguat instrumentasi yang bermutu tinggi sudah dibuat dalam bentuk IC yang
dalam penggunaannya tidak perlu dipasang rangkaian umpan balik seperti Op- Amp. Penguat instrumentasi dapat disusun dengan menggunakan Op-Amp. Mutu
penguatannya bergantung pada mutu Op-Amp yang digunakan. Parameter Op- Amp yang mempengaruhi mutu penguatan meliputi Offset masukan, Impedansi
masukan, drift tegangan keluaran, CMRR, PSRR power supply rejection 2 ratio, dan sebagainya. CMRR dan ketepatan penguat instrumentasi juga bergantung
pada kepresisian dari komponen pasif yang digunakan. AD622 adalah penguat instrumentasi berbiaya murah dan cukup akurat
dalam konfigurasi pin tradisional yang membutuhkan hanya satu resistor eksternal untuk mengatur keuntungan antar 2 dan 1000. Untuk mendapatkan 1 keuntungan ,
tidak memerlukan resistor eksternal. AD622 benar-benar berbeda atau sistem penguat yang juga menyediakan linearitas unggul dan mode-umum penolakan
dengan memasukkan presisi laser yang dipangkas. AD622 menggantikan biaya rendah, diskrit, dua atau tiga, penguat
instrumentasi dan menawarkan mode-umum penolakan oleh linearitas dan stabilitas suhu. Biaya rendah dari AD622 menghilangkan kebutuhan untuk
merancang diskrit penguat instrumentasi untuk memenuhi target biaya yang ketat. Sambil memberikan solusi biaya yang lebih rendah, juga menyediakan kinerja dan
ruang perbaikan.
Universitas Sumatera Utara
2.5 Kumparan Tesla
Kategori