MEDAN MAGNET DISEKITAR ARUS LISTRIK BYGP

MEDAN MAGNET DISEKITAR ARUS LISTRIK
(Oleh : Drs.Buyung Pranajaya, MPdI)
A. Garis gaya magnet disekitar penghantar berarus.
Adanya medan magnet disekitar kawat yang beraliran listrik pertama kali
teramati oleh Hans Christian Oersted, melalui kompas yang didekatkan
pada kawat penghantar beraliran listrik.
Menyimpangnya jarum kompas pada saat didekatkan dengan penghantar
berarus listrik menunjukkan adanya medan magnet disekitar arus listrik.
Arah garis-garis gaya magnet disekitar penghantar yang dialiri arus listrik
ditentukan dengan kaidah tangan kanan : “ Jika kita menggenggam kawat
dengan tangan kanan sedemikian sehingga ibu jari menunjukkan arah
arus, maka lipatan keempat jari lainnya menyatakan arah putaran garisgaris gaya magnet”.

Dengan menggunakan kaidah tangan kanan tersebut, jika tanda •
menunjukkan keluar bidang kertas/ kearah pembaca
dan tanda
x
menunjukkan masuk bidang kertas / menjauhi pembaca, maka arah
medan magnet disekitar penghantar berarus listrik dapat digambarkan
sebagai berikut :

B. Hukum Biot Savart
Medan magnet disekitar arus listrik disebut juga induksi magnetik. Satuan
kuat medan magnet adalah Wb/m2 atau Tesla. Hukum Biot Savart
menentukan Besar induksi magnetik disekitar arus listrik, sebagai berikut :
a. Sebanding dengan kuat arus listrik (i).
b. Sebanding dengan panjang elemen kawat penghantar (dL)
c. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik itu ke elemen
kawat (1/r2).
d. Sebanding dengan sinus sudut apit antara arah arus dan garis
penghubung titik itu ke keliling kawat penghantar (sin θ).
Dalam bentuk persamaan, hukum Biot Savart ditulis sebagai berikut :

dB=

k I dL sinθ
r2

dB=

μ 0 I dL sinθ

.
4π
r2

k=

μ0
=10−7
4π

wb/A.m

Integrasi terhadap persamaan Biot Savart untuk titik disekitar kawat
panjang lurus berarus dan untuk titik disekitar kawat melingkar diperoleh :
a. Besar induksi magnet untuk titik yang berada pada jarak a dari
penghantar lurus berarus I adalah :

B=

I μ0

2 πa

Menghafalnya : Biμo bagi dua pia
μ0 = 4π x 10-7
b. Besar induksi magnet untuk titik yang berada disekitar kawat
melingkar dengan jari-jari a adalah :

B=

I μ0
. sin3 α
2a

C. Kuat Medan Magnet untuk beberapa bentuk Penghantar.
Kawat penghantar listrik untuk berbagai keperluan dapat dibuat dalam
berbagai bentuk, seperti lurus panjang, melilngkar, lilitan panjang dan
lilitan panjang melingkar. Kuat medan magnet disekitar penghantar untuk
bberbagai bentuk ditentukan sebagai berikut :
BENTUK PENGHANTAR
1. Kawat lurus panjang

RUMUS INDUKSI MAGNET
Induksi magnet disekitar kawat panjang
lurus:

B=
2. Kawat melingkar dengan
N lilitan dan jari-jari a

3. Kumparan panjang
(solenoida) dengan N
lilitan sepanjang L

I μ0
2 πa

Menghafalnya : BIμo bagi 2 pia
Induksi magnet di pusat lingkaran :

μ0 ∋ ¿

2a
B=¿

Menghafalnya : Bu μ0NI bagi 2 apem
Induksi magnet di pusat dalam
solenoida :

μ0 ∋ ¿
L
B=¿

Menghafalnya : Bu μ0NI bagi Lemper
Induksi magnet di ujung solenoida :

1
μ0 ∋ ¿
L 2
B=¿

()

4. Lilitan Kumparan yang
dibuat melingkar
(Toroida) dengan N
lilitan, panjang L dan jari-

Menghafalnya : Bu μ0NI bagi Lemper
½
Induksi magnet dipusat Toroida :

μ0 ∋ ¿
2 πa
B=¿

jari toroida a

Menghafalnya : Bu μ0NI bagi 2 pia

D. Gaya Lorentz atau Gaya Magnetik.
Gaya yang terjadi karena adanya interaksi antara medan magnet dengan

arus listrik atau dengan muatan listrik yang bergerak disebut gaya
magnetik atau gaya Lorentz.
1. Gaya Magnetik pada penghantar berarus dalam medan magnet
Arah gaya lorents yang terjadi pada penghantar ditentukan dengan
menerapkan aturan tangan kanan sebagai berikut :
Bila tangan kanan dibuka dengan ibu jari menunjuk arah arus i dan
keempat jari lain yang dirapatkan enunjuk arah medan magnet B,
maka arah keluar telapak tangan menunjuk arah gaya Lorentz F.

i

i = ibu jari
B = banyak jari
F = fukulan
tangan

Besar gaya Lorentz ditentukan dengan persamaan :

F = B i L sin θ

( menghafalnya : Frustasi BiLi sinting )

F = gaya Lorentz ( N)
B = induksi magnet (T)
i = kuat arus listrik (A)
θ = sudut yang di bentuk oleh i dan B
2. Gaya Magnetik antara dua penghantar lurus sejajar
Pada dua penghantar lurus sejajar yang dialiri arus listrik akan terjadi
gaya tarik menarik bila kedua arus listriknya mempunyai arah yang
sama dan terjadi gaya tolak menolak jika kedua arusnya berlawanan
arah.

Besar gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak antara antara kedua
kawat penghantar sejajar berarus ditentukan dengan persamaan :

F1=F 2=

L μ 0 i1 i2
2 πa

Menghafalnya : Frustasi Lu μou ini itu / di pikirin aja
3. Gaya magnetik pada muatan yang bergerak dalam medan listrik
Gaya Lorentz yang bekerja pada muatan q yang bergerak dengan
kecepatan v membentuk sudut θ terhadap medan magnet ditentukan
dengan persamaan :

F = B q v sin θ
Menghafalnya : Film boqev cina

Arah gaya Lorentz ditentukan dengan kaidah tangan kanan dan tangan
kiri sebagai berikut :
a. Untuk muatan positip gunakan tangan kanan
b. Untuk muatan negatip gunakan tangan kiri
c. Bila tangan dibuka dengan ibu jari menunjukkan arah gerak muatan
dan keempat jari lain yang dirapatkan menunjukkan arah medan
magnet, maka arah keluar telapak tangan menunjukkan arah gaya
Lorentz

Gaya magnet yang bekerja pada muatan yang bergerak tegak lurus
terhadap arah medan magnet akan selalu mengubah arah kecepatan

partikel dengan tidak mengubah besarnya. Akibatnya partikel
bermuatan yang bergerak dalam medan magnet akan menempuh
lintasan berupa lingkaran yang jari-jari lintasannya ditentukan dengan
persamaan sebagai berikut :

qrB = vm
menghafalnya : qorBan video mesum
q = muatan partikel (C)
partikel (m/s)
r = jari-jari lintasan (m)
partikel (Kg)
B = kuat medan magnetik (T)

v = kecepatan
m = massa