medan magnet modif
BAB V
MEDAN MAGNETIK
A. Medan Magnetik di Sekitar Arus Listrik
Gejal adanya medan magnetic di sekitar arus listrik pertama kali
itemukan oleh Hans Christian Oersted.
1.
Arah medan magnetic di sekitar arus listrik dapat ditentukan
aturan tangan kanan, yang berbunyi sebagai berikut :
“Apabila kita menggenggam kawat dengan tangan kanan
sedemikian rupa sehingga ibu jari menunjukkan arah arus listrik
dan lipatan keempat jari menunjukkan arah medan magnetik”
Adapun untuk menggambarkan arah medan magnet pada
kertas adalah sebagai
berikut :
Untuk medan magnetic yang masuk bidang kertas (menjauhi
mata pembaca), digambarkan dengan tanda silang (X).
Sedangkan medan magnetic yang meninggalkan bidang kertas
(menuju mata pembaca), digambarkan dengan tanda titik ( .)
2. Hukum Biot-Savart
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa induksi magnetic dB
pada suatu titik P berjarak r dan bersudut terhadap elemen
penghantar dl yang dialiri arus I adalah seperti gambar berikut :
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
Besarnya induksi magnet yang ditimbulkan oleh penghantar
berarus listrik adalah :
a. berbanding lurus dengan kuat arus likstrik I
b. berbanding lurus dengan panjang elemen kawat (dl)
c. berbanding lurus dengan sinus sudut Antara arah arus listrik
dan garis
penghubung titik itu ke elemen kawat ()
d. berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik itu ke
elemen kawat (r)
Berdasarkan factor-faktor di atas, hokum Biot-Savart dapat
dirumuskan :
dB = k
I dl sinθ
2
r
=
μ 0 I dl sin θ
2
4π
r
Keterangan :
I = kuat arus listrik (A)
dl = elemen kawat (m)
k = tetepan = 10-7 Wb/Am
0 = permeabilitas ruang hampa = 4π x 10-7 Wb/Am
r = jarak titik ke elemen kawat
dB = induksi magnetic di titiki P dinyatakan dalam Wb/m 2 atau
Tesla (T)
= sudut Antara elemen arus dengan garis hubung ke elemen
2. induksi Magnet di Sekitar Kawat Lurus Panjang
Induksi magnetic di sekitar kawat lurus
digambarkan sebagai berikut :
panjang
dapat
Besar induksi magnetic di sekitar kawat lurus panjang dapat
dirumuskan :
dB =
μ0 I
2 πa
Keterangan :
B = besar induksi medan magnet (T)
I = kuat arus listrik (A)
a = jarak suatu titik ke penghantar (m)
0 = permeabilitas ruang hampa = 4π x 10-7 Wb/Am
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
2
3. Induksi Magnet di Pusat Arus Melingkar
Induksi magnet oleh kawat melingkar dapat digambarkan
sebagai berikut :
Besar induksi magnetic oleh kawat melingkar pada jarak
tertentu dari pusat lingkaran (mislanya pada titiik A) adalah :
2
B=
μ0 I a
3
(X 2 +a 2) 2
=
μ 0 I a2
2r 3
Besar Induksi magnet di pusat lingkaran X = 0, adalah :
B=
μ0 I
2a
Apabila ada N lilitan, maka rumus menjadi :
B=N
μ0 I
2a
Keterangan
a = jari-jari lingkaran (m)
N = jumlah lilitan
I = kuat arus listrik (A)
B = induksi magnetic ( Wb/m2)
4. Solenoida
Solenoida adalah kumparan yang terdiri dari banyak lilitan.
Apabila sebuah solenoid dilairi arus listrik, maka dapat
berperingai seperti magnet batang. Jadi memiliki kutub utara
dan kutub selatan. Kutub utara pada solenoid dapat ditentukan
dengan aturan tangan kanan, yang berbunyi :
“Jika tangan kanan memegang solenoid sehingga lipatan
keempat jari menunjukkan arah arus listrik, maka ibu jari
menunjukkan arah kutub uatara”
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
3
5. Induksi Magnetik pada Solenoida
Solenoida yang dialiri arus listrik dapat digambarkan sebagai
berikut :
Besar induksi magnetic pada solenoid dapat dirumuskan sebagai
:
Di pusat solenoid :
B=
μ0 I N
l
B=
1 μ0 I N
2 l
Di ujung solenoid :
Keterangan :
l = panjang solenida (m)
N = jumlah lilitan
6. Induksi Magnet pada Toroida
Torida adalah solenoid yang dilengkungkan sehingga berbentuk
lingkaran.
Besar induksi magnetic pada sumbu toroida adalah :
B=
μ0 N I
2 πa
Dengan a = jari-jari efektif toroida
1
a = 2 √ R 1+ R 2
R1 = jari-jari dalam (m)
R2 = jari-jari luar (m)
N = jumlah lilitan
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
4
I = kuat arus listrik (A)
B = induksi magnetic (T)
o = permeabilitas ruang hampa = 4π x 10-7= Wb/Am
Contoh :
1. Dua kawat lurus panjang dan sejajar dipisahkan pada jarak 0,5
m. Kedua kawat dialiri arus 3 A dengan arah saling berlawanan.
Berapa besar induksi magnet di titik P yang terletak diantara
kedua kawat dan berjarak 0,4 m dari salah satu kawat ?
Jawab :
2.Induksi magnet di pusat lingkaran yang berarus listrik 7,5 A dan
jumlah lilitan 40 adalah (2 π x 10 -4) Tesla. Berapa cm jari-jari
lingkaran kawat tersebut ?
Jawab :
3. Dua kawat lurus dan sejajar masing-masing dialiri arus listrik 2
A dan 4 A yang arahnya sama. Jika jarak kedua kawat 16 cm,
tentukan
a. medan magnet pada titik tengah di Antara kedua kawat
b. letak titik terhadap kawat yang berarus 2 A yang memiliki
medan magnet nol
Jawab :
4. Titik O adalah pusat lingkaran yang berdiameter 4 cm, seperti
gambar di bawah. Jika kuat arus listrik yang mengalir 40 A,
tetntukan medan magnet di titik O
Jawab :
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
5
5. Solenoida yang terdiri dari 10 lilitan tiap cm dialiri arus 8 A.
Tetukan medan magnet “
a. di tengah-tengah solenoid
b. di ujung solenoid
Jawab :
2. Gaya Lorentz
a. Gaya Lorentz Oleh Penghantar Yang Bergerak Dalam Medan
Magnet
Gambar
berikut
ini
memperlihatkan
sebuah
kawat
denganpanjang l yang mengangkut arus I yang berada di
dalammedan magnet B. Ketika arus mengalir pada kawat,
gayadiberikan pada kawat.
Arah gaya selalu tegak lurusterhadap arah arus dan juga tegak
lurus terhadap arahmedan magnetik.
Besar gaya yang terjadi adalah:
a. berbanding lurus dengan arus I pada
kawat,
b. berbanding lurus dengan panjang
kawat l pada medan
magnetik,
c. berbanding lurus
dengan medan
magnetik B,
d. berbanding lurus sudut θ antara arah
arus dan medan magnetik.
Secara matematis besarnya gaya Lorentz
dapat dituliskan dalam persamaan :
FL = I l B sin
Bila arah arus tegak lurus dengan arah medan magnet ( = 900)
maka
FL = I l B
Keterangan :
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
6
FL = gaya Lorentz/gaya magnet (N)
I = kuat arus listrik (A)
L = panjang penghantar
B = medan magnet (T)
= sudut Antara I dan B
Arah gaya Lorentz dapat ditentukan
dengan aturan tangan kanan :
“Jika tangan dibuka sedemikian rupa
sehingga ibu jari menunjukkan arah
arus listrik, lipatan keempat jari
lainnya menunjukkan arah medan
megnet, maka telapak tangan
menunjukkan arah gaya Lorentz”
b. Gaya Lorentz Pada Muatan Yang
Bergerak
Suatu muatan listrik positif q
bergerak dengan vektor kecepatan
v dalam vektor medan magnet
serbasama B. Jika arah kecepatan
membentuk sudut θ terhadap arah
medan magnet, menurut Lorentz
gaya yang bekerja pada muatan
listrik tersebut adalah :
FL = q v B sin
Arah gaya Lorentz pada muatan
yang bergerak dapat ditentukan
aturan tangan kanan :
“Bila tangan kanan dibuka dengan ibu
jari menunjukkan arah gerak muatan
positif
(v) dan keempat jari lain yang
dirapatkan menunjukkan arah medan
magnet
B,
maka
telapak
tangan
menunjukkan arah gaya Lorentz”.
c. Lintasan gerak muatan listrik :
Jika arah kecepatan (v) tegak lurus dengan arah medan magnet
(B), maka lintasan partikel berbentul lingkaran
Dalam peristiwa ini gaya Lorentz merupakan
gaya sentripetal, sehingga jari-jari lingkaran
tersebut adalah :
R = mv
qB
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
7
Keterangan : R = jari-jari lingkaran (m) ; m = massa partikel ; v
kecepatan partikel (m/s) ; q = muatan partikel ; B =
medanmagnet (T)
Lintasan berupa garis lurus terbentuk
jika
arah
kecepatan
partikel
bermuatan
sejajar
baik
searah
maupun berlawanan arah
dengan
medan magnetic. Hal inimenyebabkan
tidak ada gaya Lorentz yang terjadi,
sehingga
gerak
partikel
tidak
dipengaruhi oleh gaya Lorentz.
Lintasan
melingkar
terjadi
apabila kecepatan gerak
muatan
tegak
lurus
terhadap
medan
magnetik. Tetapi, jika v
tidak tegak
lurus terhadap B, maka
yang
terjadi adalah lintasan
spiral.
Vektor kecepatan dapat dibagi menjadi komponen-komponen
sejajar dan tegak lurus terhadap medan. Komponen yang sejajar
terhadap garis-garis medan tidak mengalami gaya, sehingga
tetapkonstan. Sementara itu, komponen yang tegak lurus dengan
medan menghasilkan gerak melingkar
di sekitar garis-garis
medan. Penggabungan kedua gerakan tersebutmenghasilkan
gerak spiral (heliks) di sekitar garis-garis medan.
Contoh :
Suatu kawat berarus listrik 10 A dengan arah ke atas berada
dalam medan magnetik 0,5 T dengan membentuk sudut 30 o
terhadap kawat. Jika panjang kawat 5 meter, tentukan besarnya
gaya Lorentz yang dialami kawat!
Jawab :
3. Gaya Magnetik Pada Dua Buah Kawat Sejajar
Dua kawat sejajar menembus bidang V pada titik P dan Q, dialiri
arus dengan arah sama i1 dan i2 serta berjarak a satu sama lainnya
(lihat Gambar)
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
8
Pada titik P terdapat induksi magnet B 1 akibat kawat arus i1 dan
pada titik Q timbul nduksi magnet B2 akibat arus i2.
B1 =
μ0 i
2 πa
B2 =
1
μ0 i
2 πa
2
Kawat dengan arus i1 berada di bawah pengaruh medan magnet B 2
sehingga pada kawat timbul gaya F1. Sebaliknya pada kawat
dengan arus i2 timbul gaya F2 akibat pengaruh medan magnet B 1.
Terlihat besar F1 dan F2 dapat dicari dengan Persamaan gaya
Lorentz.
F1 = i1 l1 B2 = i1 l1
F1
l1
=
μ0 i
2 πa
2
μ 0i i
2 πa
1 2
F 2 = i 2 l 2 B1 = i 2 l 2
F2
l2
=
μ0 i
2 πa
1
μ 0i i
2 πa
1 2
Terlihat bahwa besar gaya persatuan panjang kawat untuk masingmasing kawat sama besar dan saling tarik menarik. Bila arus yang
mengalir pada kedua kawat lurus tersebut tidak searah maka gaya
yang terjadi adalah gaya tolak menolak. (silakan gambar sendiri)
Contoh :
Dua kawat lurus yang panjangnya berjarak 20 cm sama lain. Kedua
kawat dialiri arus yang sama besar dan arahnya berlawanan. Jika
gaya yang timbul pada kawat
1,5× 10 -7 N/m, tentukan
kuat arus yang mengalir pada kedua kawat tersebut!
Jawab :
Latihan :
1
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
9
2.
3.
4.
5.
6.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
0
7.
8.
9.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
1
10.
11.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
2
12.
13.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
3
14.
15.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
4
16.
17.
18.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
5
19.
20.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
6
MEDAN MAGNETIK
A. Medan Magnetik di Sekitar Arus Listrik
Gejal adanya medan magnetic di sekitar arus listrik pertama kali
itemukan oleh Hans Christian Oersted.
1.
Arah medan magnetic di sekitar arus listrik dapat ditentukan
aturan tangan kanan, yang berbunyi sebagai berikut :
“Apabila kita menggenggam kawat dengan tangan kanan
sedemikian rupa sehingga ibu jari menunjukkan arah arus listrik
dan lipatan keempat jari menunjukkan arah medan magnetik”
Adapun untuk menggambarkan arah medan magnet pada
kertas adalah sebagai
berikut :
Untuk medan magnetic yang masuk bidang kertas (menjauhi
mata pembaca), digambarkan dengan tanda silang (X).
Sedangkan medan magnetic yang meninggalkan bidang kertas
(menuju mata pembaca), digambarkan dengan tanda titik ( .)
2. Hukum Biot-Savart
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa induksi magnetic dB
pada suatu titik P berjarak r dan bersudut terhadap elemen
penghantar dl yang dialiri arus I adalah seperti gambar berikut :
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
Besarnya induksi magnet yang ditimbulkan oleh penghantar
berarus listrik adalah :
a. berbanding lurus dengan kuat arus likstrik I
b. berbanding lurus dengan panjang elemen kawat (dl)
c. berbanding lurus dengan sinus sudut Antara arah arus listrik
dan garis
penghubung titik itu ke elemen kawat ()
d. berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik itu ke
elemen kawat (r)
Berdasarkan factor-faktor di atas, hokum Biot-Savart dapat
dirumuskan :
dB = k
I dl sinθ
2
r
=
μ 0 I dl sin θ
2
4π
r
Keterangan :
I = kuat arus listrik (A)
dl = elemen kawat (m)
k = tetepan = 10-7 Wb/Am
0 = permeabilitas ruang hampa = 4π x 10-7 Wb/Am
r = jarak titik ke elemen kawat
dB = induksi magnetic di titiki P dinyatakan dalam Wb/m 2 atau
Tesla (T)
= sudut Antara elemen arus dengan garis hubung ke elemen
2. induksi Magnet di Sekitar Kawat Lurus Panjang
Induksi magnetic di sekitar kawat lurus
digambarkan sebagai berikut :
panjang
dapat
Besar induksi magnetic di sekitar kawat lurus panjang dapat
dirumuskan :
dB =
μ0 I
2 πa
Keterangan :
B = besar induksi medan magnet (T)
I = kuat arus listrik (A)
a = jarak suatu titik ke penghantar (m)
0 = permeabilitas ruang hampa = 4π x 10-7 Wb/Am
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
2
3. Induksi Magnet di Pusat Arus Melingkar
Induksi magnet oleh kawat melingkar dapat digambarkan
sebagai berikut :
Besar induksi magnetic oleh kawat melingkar pada jarak
tertentu dari pusat lingkaran (mislanya pada titiik A) adalah :
2
B=
μ0 I a
3
(X 2 +a 2) 2
=
μ 0 I a2
2r 3
Besar Induksi magnet di pusat lingkaran X = 0, adalah :
B=
μ0 I
2a
Apabila ada N lilitan, maka rumus menjadi :
B=N
μ0 I
2a
Keterangan
a = jari-jari lingkaran (m)
N = jumlah lilitan
I = kuat arus listrik (A)
B = induksi magnetic ( Wb/m2)
4. Solenoida
Solenoida adalah kumparan yang terdiri dari banyak lilitan.
Apabila sebuah solenoid dilairi arus listrik, maka dapat
berperingai seperti magnet batang. Jadi memiliki kutub utara
dan kutub selatan. Kutub utara pada solenoid dapat ditentukan
dengan aturan tangan kanan, yang berbunyi :
“Jika tangan kanan memegang solenoid sehingga lipatan
keempat jari menunjukkan arah arus listrik, maka ibu jari
menunjukkan arah kutub uatara”
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
3
5. Induksi Magnetik pada Solenoida
Solenoida yang dialiri arus listrik dapat digambarkan sebagai
berikut :
Besar induksi magnetic pada solenoid dapat dirumuskan sebagai
:
Di pusat solenoid :
B=
μ0 I N
l
B=
1 μ0 I N
2 l
Di ujung solenoid :
Keterangan :
l = panjang solenida (m)
N = jumlah lilitan
6. Induksi Magnet pada Toroida
Torida adalah solenoid yang dilengkungkan sehingga berbentuk
lingkaran.
Besar induksi magnetic pada sumbu toroida adalah :
B=
μ0 N I
2 πa
Dengan a = jari-jari efektif toroida
1
a = 2 √ R 1+ R 2
R1 = jari-jari dalam (m)
R2 = jari-jari luar (m)
N = jumlah lilitan
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
4
I = kuat arus listrik (A)
B = induksi magnetic (T)
o = permeabilitas ruang hampa = 4π x 10-7= Wb/Am
Contoh :
1. Dua kawat lurus panjang dan sejajar dipisahkan pada jarak 0,5
m. Kedua kawat dialiri arus 3 A dengan arah saling berlawanan.
Berapa besar induksi magnet di titik P yang terletak diantara
kedua kawat dan berjarak 0,4 m dari salah satu kawat ?
Jawab :
2.Induksi magnet di pusat lingkaran yang berarus listrik 7,5 A dan
jumlah lilitan 40 adalah (2 π x 10 -4) Tesla. Berapa cm jari-jari
lingkaran kawat tersebut ?
Jawab :
3. Dua kawat lurus dan sejajar masing-masing dialiri arus listrik 2
A dan 4 A yang arahnya sama. Jika jarak kedua kawat 16 cm,
tentukan
a. medan magnet pada titik tengah di Antara kedua kawat
b. letak titik terhadap kawat yang berarus 2 A yang memiliki
medan magnet nol
Jawab :
4. Titik O adalah pusat lingkaran yang berdiameter 4 cm, seperti
gambar di bawah. Jika kuat arus listrik yang mengalir 40 A,
tetntukan medan magnet di titik O
Jawab :
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
5
5. Solenoida yang terdiri dari 10 lilitan tiap cm dialiri arus 8 A.
Tetukan medan magnet “
a. di tengah-tengah solenoid
b. di ujung solenoid
Jawab :
2. Gaya Lorentz
a. Gaya Lorentz Oleh Penghantar Yang Bergerak Dalam Medan
Magnet
Gambar
berikut
ini
memperlihatkan
sebuah
kawat
denganpanjang l yang mengangkut arus I yang berada di
dalammedan magnet B. Ketika arus mengalir pada kawat,
gayadiberikan pada kawat.
Arah gaya selalu tegak lurusterhadap arah arus dan juga tegak
lurus terhadap arahmedan magnetik.
Besar gaya yang terjadi adalah:
a. berbanding lurus dengan arus I pada
kawat,
b. berbanding lurus dengan panjang
kawat l pada medan
magnetik,
c. berbanding lurus
dengan medan
magnetik B,
d. berbanding lurus sudut θ antara arah
arus dan medan magnetik.
Secara matematis besarnya gaya Lorentz
dapat dituliskan dalam persamaan :
FL = I l B sin
Bila arah arus tegak lurus dengan arah medan magnet ( = 900)
maka
FL = I l B
Keterangan :
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
6
FL = gaya Lorentz/gaya magnet (N)
I = kuat arus listrik (A)
L = panjang penghantar
B = medan magnet (T)
= sudut Antara I dan B
Arah gaya Lorentz dapat ditentukan
dengan aturan tangan kanan :
“Jika tangan dibuka sedemikian rupa
sehingga ibu jari menunjukkan arah
arus listrik, lipatan keempat jari
lainnya menunjukkan arah medan
megnet, maka telapak tangan
menunjukkan arah gaya Lorentz”
b. Gaya Lorentz Pada Muatan Yang
Bergerak
Suatu muatan listrik positif q
bergerak dengan vektor kecepatan
v dalam vektor medan magnet
serbasama B. Jika arah kecepatan
membentuk sudut θ terhadap arah
medan magnet, menurut Lorentz
gaya yang bekerja pada muatan
listrik tersebut adalah :
FL = q v B sin
Arah gaya Lorentz pada muatan
yang bergerak dapat ditentukan
aturan tangan kanan :
“Bila tangan kanan dibuka dengan ibu
jari menunjukkan arah gerak muatan
positif
(v) dan keempat jari lain yang
dirapatkan menunjukkan arah medan
magnet
B,
maka
telapak
tangan
menunjukkan arah gaya Lorentz”.
c. Lintasan gerak muatan listrik :
Jika arah kecepatan (v) tegak lurus dengan arah medan magnet
(B), maka lintasan partikel berbentul lingkaran
Dalam peristiwa ini gaya Lorentz merupakan
gaya sentripetal, sehingga jari-jari lingkaran
tersebut adalah :
R = mv
qB
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
7
Keterangan : R = jari-jari lingkaran (m) ; m = massa partikel ; v
kecepatan partikel (m/s) ; q = muatan partikel ; B =
medanmagnet (T)
Lintasan berupa garis lurus terbentuk
jika
arah
kecepatan
partikel
bermuatan
sejajar
baik
searah
maupun berlawanan arah
dengan
medan magnetic. Hal inimenyebabkan
tidak ada gaya Lorentz yang terjadi,
sehingga
gerak
partikel
tidak
dipengaruhi oleh gaya Lorentz.
Lintasan
melingkar
terjadi
apabila kecepatan gerak
muatan
tegak
lurus
terhadap
medan
magnetik. Tetapi, jika v
tidak tegak
lurus terhadap B, maka
yang
terjadi adalah lintasan
spiral.
Vektor kecepatan dapat dibagi menjadi komponen-komponen
sejajar dan tegak lurus terhadap medan. Komponen yang sejajar
terhadap garis-garis medan tidak mengalami gaya, sehingga
tetapkonstan. Sementara itu, komponen yang tegak lurus dengan
medan menghasilkan gerak melingkar
di sekitar garis-garis
medan. Penggabungan kedua gerakan tersebutmenghasilkan
gerak spiral (heliks) di sekitar garis-garis medan.
Contoh :
Suatu kawat berarus listrik 10 A dengan arah ke atas berada
dalam medan magnetik 0,5 T dengan membentuk sudut 30 o
terhadap kawat. Jika panjang kawat 5 meter, tentukan besarnya
gaya Lorentz yang dialami kawat!
Jawab :
3. Gaya Magnetik Pada Dua Buah Kawat Sejajar
Dua kawat sejajar menembus bidang V pada titik P dan Q, dialiri
arus dengan arah sama i1 dan i2 serta berjarak a satu sama lainnya
(lihat Gambar)
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
8
Pada titik P terdapat induksi magnet B 1 akibat kawat arus i1 dan
pada titik Q timbul nduksi magnet B2 akibat arus i2.
B1 =
μ0 i
2 πa
B2 =
1
μ0 i
2 πa
2
Kawat dengan arus i1 berada di bawah pengaruh medan magnet B 2
sehingga pada kawat timbul gaya F1. Sebaliknya pada kawat
dengan arus i2 timbul gaya F2 akibat pengaruh medan magnet B 1.
Terlihat besar F1 dan F2 dapat dicari dengan Persamaan gaya
Lorentz.
F1 = i1 l1 B2 = i1 l1
F1
l1
=
μ0 i
2 πa
2
μ 0i i
2 πa
1 2
F 2 = i 2 l 2 B1 = i 2 l 2
F2
l2
=
μ0 i
2 πa
1
μ 0i i
2 πa
1 2
Terlihat bahwa besar gaya persatuan panjang kawat untuk masingmasing kawat sama besar dan saling tarik menarik. Bila arus yang
mengalir pada kedua kawat lurus tersebut tidak searah maka gaya
yang terjadi adalah gaya tolak menolak. (silakan gambar sendiri)
Contoh :
Dua kawat lurus yang panjangnya berjarak 20 cm sama lain. Kedua
kawat dialiri arus yang sama besar dan arahnya berlawanan. Jika
gaya yang timbul pada kawat
1,5× 10 -7 N/m, tentukan
kuat arus yang mengalir pada kedua kawat tersebut!
Jawab :
Latihan :
1
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
9
2.
3.
4.
5.
6.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
0
7.
8.
9.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
1
10.
11.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
2
12.
13.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
3
14.
15.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
4
16.
17.
18.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
5
19.
20.
Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
http://klasakura.blogspot.com
by : Ketut Kicen
1
6