medan magnet

Kajian Tentang Penguat Medan Magnet


A. Medan Magnet
Karakteristiknya:
• Medan magnet adalah suatu ruangan dimana apabila ada suatu magnet lain berada di dalam ruangan itu akan mendapat pengaruh gaya magnet.
• Medan magnet digambarkan sebgai garis imajiner (khayal) yang di sebut garis induksi dengan weber (Wb)
• Medan magnet dapat ditimbulkan oleh magnet permanen dan arus listrik

• Magnet terdiri dari dua kutup, yaitu kutup utara dan kutup selatan. Kutup yang sama akan tolak menolak, dan kutup yang tidak sama akan tarik menarik
• Garis gaya magnet adalah seperti gambar berikut: dan memiliki sifat:

o Garis gaya magnet tidak pernah berpotongan satu sama lainnya
o Arah garis medan magnet selalu berda kelur dari kutup utara magnet (U) dan masuk menuju kutup selatn magnet (S)
o Kerapatan garis gaya magnet menuju kuat medan magnet di tempat itu.


B. Induksi Magnet
Melalui percobaannya, Hans Crisyian Oersted mengamati bahwa jarum kompas akan menyimpang bila didekatkan kawat berarus listrik. Oensted menujukan bahwa muatan yang bergerak dapat menimbulkan efek kemagnetan sedangkan Faraday menunjukkan bahwa gerak magnet dapat menimbulkan arus listrik. Dengan demikilan fenomena kemagnetan itu terjadi karena adanya gaya interksi antara muatan-muatan listrik yang bergerak. Jadi di suatu titik dikatakan ada medan magnet bila listrik yang bergerak di titik tersebut mengalami gaya magnet.








Medan magnet yang disebut juga induksi magnet adalah besaran vector, yang diberi notasi , artinya besaran yang dilukis medan tersebut adalah besaran vector.
Medan magnet dapat dilukis dengan garis-garis yang dinamakan garis induksi magnet, yaitu garis yang arah garis singgung pada setiap titiknya menyatakan arah induksi magnet B di titik itu. Besaran vector induksi magnet B menyatakan rapatan garis induksi, yaitu banyaknya garis induksi magnet yang melalui satu satun bidang yang tegak lurus dengan arah medan magnet di titik itu.
Banykanya garis induksi yang melalui suatu luasan dinamkan fluks magnet (Φ), sedangkan banyaknya garis induksi magnet persatuan luas dinamakan rapatan fluks magnet (B).
Maka dapat di rumuskan:

dimana :
B= Rapatan fluks {Weber(Wb)/meter2 (m2)= Testa (T)}
Φ= Fluks magnet {weber (Wb)}
A= Luas (m2 )

C. Hukum Biot – Savat
Medan magnet disekitar arus listrik disebut induksi electromagnet. Pada gambar di samping, dapat dilihat garis-garis gaya magnet disekitas sebuah penghantar lurus yang berarus. Hukum Biot – Savat menyelidiki besar induksi magnet yang ditimbulkan oleh penghantar berarus listrik. Dengan demikian secara umum besarnya induksi magnet pada kawat adalah :



a. Berbanding lurus dengan kuat arus (i)
b. Berbanding lurus dengan element kawat (dl)
c. Berbanding lurus dengan sinus sudut apit element kawat dengan jarak terhadap suatu titik (sin )
d. Berbanding terbalik dengan kwadrat jarak (r)







Maka induksi magnet di titik P adalah:

dB = Induksi magnet (Wb/m2 ) atau Testa
K = Ketetapan perbandingan

Note:
(Am/Wb)
Maka = 4.10-7 Wb/Am

D. Induksi Magnet di suatu titik pada sumbu kawat melingkar
dl = elemant
a = jari-jari
r = jarak dl (elemant) dengan titik P
x = jarak titik P dari pusat lingkaran (0)
o = pusat lingkaran


komponen-komponen induksi magnet
pada sumbu “X” nilainya tetap yaitu dB = dB sin karena searah dan pada sumbu Y komponen induksi magnet yaitu sumbu Y nilianya saling meniadakan yaitu dB=dB cos

Persamaan Umum Induksi Magnet Jika Titik “P” Berada Di Pusat Lingkaran



B-0 =
B =
B =
B =
B =
Maka a = r , dan =900

Pada pusat lingkaran

Dan jika jumlah lilitan berbilangan(N)
Di pusat lingkaran
E. Induksi magnet dalam solenoida
Solenoida (kumparan) ialah jumlah lilitannya banyak

Cara menunjukkan arah induksi magnet di sumbu kumparan / kaedah tangan kanan
• Ibu jari menyatakan arah induksi magnet (B)
• Empat jari lainnya yang menyatakan arah arus
Andai kumparan dipotong membusur maka akan tampak sebagai berikut




X = arus meninggalkan pengamat
Misal Panjang kumparan = L
Jumlah lilitan = N
Induksi magnet di titik P oleh element dx adalah:

tg = X =

Dx = -a cosec2 d
Sin = r =









Jika titik P di tengah-tengah sumbu maka
1 = 0, dan 2 = 1800






Induksi magnet di tengah-tengah sumbu


Atau










Jika titik P di ujung kanan

1 = 90 dan 2 = 1800






Induksi magnet diujung kanan





Jika titik P di ujung kiri

1 = 0 dan 2 = 900






Induksi magnet di ujung kiri






Jadi besar induksi di ujung-ujung SOLENOIDA sama besarnya

Yaitu: dengan:
B = besar induksi (Wb/m2,atau T)
I = arus (A)
N = banyak lilitan
= 4.10-7 Wb/Am




Contoh Soal :
Dik : V = 12 Volt
R = 10Ω
d = 0.5mm r = 0.25mm
lebar inti magnet = 1cm
tebal inti magnet = 0.5cm
= 0.0175







Dit : Jumlah lilitan ? (N)
Panjang penghantar ? ( )
Kuat medan yang dihasilkan ? (B)

Penyelesaian :


A = r
A = 3.14 . (0.25)
A = 3.14. 0.0625
A = 0,19625 mm

R =
10 = 0.0175
10 =
0,0175 1,9625

mm


keliling inti magnet = 2xl + 2xt
2x1cm + 2x0.5cm
= 2cm + 1cm
keliling inti magnet = 3cm
maka :
N =
N =
N = 3,73 lilitan

Besarnya induksi magnet ditengah-tengah selonoida















Besarnya induksi magnet di ujung solenoida