Ingat, setelah melakukan praktikum, kembalikan peralatan ke tempat semula

Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1 83

B. Hukum Biot-Savart

Keberadaan medan magnetik di sekitar kawat berarus telah ditunjukkan oleh Oersted dengan terpengaruhnya magnet di sekitar kawat berarus. Pengaruh tersebut menunjukkan bahwa medan magnetik dapat dihasilkan oleh penghantar berarus. Lalu bagaimanakah cara menentukan medan magnetik di sekitar kawat berarus? Medan magnetik di suatu titik yang diakibatkan oleh arus listrik pada sebuah rangkaian merupakan resultan medan- medan magnetik yang ditimbul- kan oleh semua muatan yang bergerak pada rangkaian itu. Kita misalkan suatu peng- hantar sembarang yang dialiri arus I. Perhatikan gambar 5.4 di atas Titik P adalah suatu titik di sekitar penghantar yang berjarak r. Kita dapat membagi-bagi panjang penghantar tersebut dalam elemen-elemen kecil arus sebesar I dL dan besarnya medan magnetik akibat arus pada elemen ini adalah dB. Besarnya medan magnetik di titik P dinyatakan sebagai berikut. . T S P 4 o 2 I dL sin dB = r . . . 5.1 Keterangan: P o : permeabilitas udara = 4 S. 10 -7 NA 2 T : sudut antara dL dengan r Persamaan 5.1 di atas dikenal sebagai Hukum Biot-Savart . Dengan menggunakan persamaan 5.1, dapat ditentukan besarnya medan magnetik pada titik P, yaitu: . S P o I B = r 2 . . . 5.2 Keterangan: B : kuat medan magnetik induksi wbm 2 I : kuat arus A r : jarak titik ke penghantar m Untuk lebih jelasnya, simaklah contoh soal berikut Hukum Biot-Savart I dL r r P dB T Gambar 5.4 Besarnya medan magnet di suatu titik di sekitar penghantar Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1 84 Contoh Soal Tentukanlah besarnya medan magnetik di suatu titik yang berjarak 5 cm dari penghantar yang sangat panjang berarus 2 ampere Penyelesaian: Diketahui: r = 5 cm I = 2 A Ditanyakan: B = . . . ? Jawab: Dengan menggunakan persamaan 5.2, besarnya B adalah: . T S P o 2 IdL sin dB = r 4 = 0,8 . 10 -5 wbm 2

1. Medan Magnetik di Sekitar Arus yang Melingkar

Untuk menyederhanakanme- mudahkan penentuan medan mag- netik di tengah kawat melingkar, kita ambil sebuah potongan kecil elemen dL dari kawat tersebut. Perhatikan gambar 5.5 di samping Gambar 5.5 menunjukkan kawat yang melingkar dengan jari-jari r. Arah medan magnetiknya dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan, dengan menganggap potongan kawat tersebut sebagai kawat lurus. Dengan demikian, besar medan magnetik tiap elemen adalah: . S P o 2 I dB = dL r 4 Medan magnetik total pada arus melingkar dapat ditentukan dengan mengintegralkan seluruh elemen pada kawat. Medan magnetik total pada arus melingkar dirumuskan: . S P ³ ³ o 2 I B dB dL r 4 = = Integral dL akan merupakan keliling lingkaran 2 Sr sehingga: . S S P P o o 2 I r I B = = 2r r 2 4 . . . 5.3 Untuk lebih memahami rumus di atas, perhatikan contoh soal berikut Gambar 5.5 Medan magnetik di pusat arus yang melingkar z r dB x y I