Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

MEDAN MAGNET Pertemuan 15-16 Matakuliah: D0696 – FISIKA II Tahun: 2009.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "MEDAN MAGNET Pertemuan 15-16 Matakuliah: D0696 – FISIKA II Tahun: 2009."— Transcript presentasi:

1

2 MEDAN MAGNET Pertemuan Matakuliah: D0696 – FISIKA II Tahun: 2009

3 Bina Nusantara 1.Medan Magnet Oleh Kawat Arus Medan magnet dapat dihasilkan oleh : - Magnet batang (magnet permanen) - Arus listrik ( muatan yang bergerak ) Hukum Biot-Savart Menentukan medan magnet ( B ) di suatu titik, yang dihasilkan oleh arus listrik I pada kawat yang bentuknya sebarang. dL kawat arus θ I r P Medan magnet di titik P yang dihasilkan oleh arus I pada kawat sepanjang dL : ( hukum Biot Savart )

4 Bina Nusantara dan besarnya r = jarak titik P dari dL θ = sudut antara dL dan r Medan magnet total di P : B = ∫ dB Arah B di titik P ditentukan oleh : I dL x r

5 Bina Nusantara Contoh: Kawat panjang tak hingga dan dialiri arus I. Tentukan medan magnet B di titik P, yang jarak tegak lurusnya terhadap kawat adalah Y. α 1 P Y α r α 2 θ I X dX Besar medan magnet di P oleh arus I pada elemen panjang dX adalah :

6 Bina Nusantara Karena Y, X dan θ saling bergantungan, maka perlu dicari terlebih dahulu hubungan Y, X dan θ. Dari gambar: Sinθ = Cos( α) = Cosα X/Y= Tanα X = Y tanα dX = (Y/ Cos 2 α) dα Y/r = Cosα r = Y/ Cosα Harga-harga tersebut disubsitusikan ke pesamaan : dan setelah disederhanakan, akan diperoleh :

7 Bina Nusantara Medan magnet total di P : Untuk panjang kawat tak hingga : X= -∞ α 1 = Sin =- 1 X = + ∞ α 2 = 90 0 Sin 90 0 = 1 Maka :

8 Bina Nusantara Arah B tegak lurus dan masuk bidang gambar. Garis-garis B berbentuk lingkaran-lingkaran konsentris, yang berpusat pada kawat arus, dan arah B pada setiap titik adalah menyinggung lingkaran di titik tersebut. B I B B Arah arus I keluar bidang gambar

9 Bina Nusantara Untuk panjang kawat berhingga, medan magnet B pada titik P berjarak tegak lurus Y dari kawat arus : α 1 P α 2 I θ 1 θ 2 L α 1 = θ 1 Sin α 1 = Sin( θ 1 ) = - Sinθ 1 α 2 = θ 2 Maka Medan magnet B di titik P :

10 Bina Nusantara 2. Hukum Amper Menyatakan hubungan antara arus yang dilingkup suatu lintasan tertutup dengan medan magnet pada lintasan tertutup tersebut. Hukum ini dapat digunakan menentukan medan magnet B oleh kawat arus yang sangat panjang ( panjang takhingga). Pernyatan hukum Apere tersebut : Arah B dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan : genggam kawat dengan tangan kanan, dengan ibu jari menunjuk dalam arah arus, maka jari-jari lain akan mengitari kawat dalam arah B.

11 Bina Nusantara 3. Dua Kawat Arus Paralel Dua kawat arus dipasang sejajar. Kawat arus pertama dialiri arus I 1 dan kawat kedua I 2. B 2 F 2 F 1 B 1 I 1 I 2 Kawat pertama yang dialiri arus i 1 akan menghasilkan medan pada titik-titik disekitarnya. Besar B 1 pada kawat kedua adalah : B 1 = μ 0 I 1 / (2 π d) d adalah jarak antara kedua kawat arus.

12 Bina Nusantara Maka kawat kedua (yang dialiris arus i 2 ) sepanjang L akan mengalami gaya magnet. F 2 = {μ 0 I 1 / (2 π d)} I 2 L atau : F 2 =( μ 0 I 1 I 2 L) / (2 π d) Hal yang sama untuk kawat pertama, dimana kawat pertama Sepanjang L akan mengalami gaya magnet : F 1 =( μ 0 I 1 I 2 L) / (2 π d) Besar F 1 = besar F 2, tapi arah keduanya berlawanan. Bila I 1 dan I 2 berarah sama, maka F 1 dan F 2 akan berupa gaya tarik menarik. Bila I 1 dan I 2 berlawanan arah, maka F 1 dan F 2 akan berupa gaya tolak menenolak.

13 Bina Nusantara 4. Medan Magnet Oleh Solenoida Solenoida merupakan sebuah kawat panjang yang digulung rapat menjadi heliks lilitan rapat. I I Solenoida digunakan untuk menghasilkan medan magnet besar dan seragam (besarnya sama ). Solenoida ideal adalah yang memiliki lilitan cukup rapat, hingga kebocoran induksi magnet dapat dihilangkan. Untuk solenoida ideal, medan magnet di dalam solenoida akan serba sama dan garis-garis medannya sejajar dengan sumbu, dan di luar solenoida B= 0. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut :

14 Bina Nusantara d c ……………………………………….. a h b B xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Tanda : … arah arus keluar bidang gambar xxx arah arus masuk bidang gambar Menentukan B di dalam solenoida dapat diterapkan hukum Ampere : pada lintasan segi empat a-b-c-d

15 Bina Nusantara Lintasan a-b dengan pajang h : B searah dengan dl, berarti θ = 0 dan Cos θ, maka : = = B h Lintasan b-c dan d-a : B tegak lurusdl, Cos θ = 0, maka: Lintasan c-d berada diluar solenoida, dimana B = 0, maka Maka :

16 Bina Nusantara Arus yang melewati daerah yang dibatasi lintasan a-b-c-d adalah : I = I 0 (n h ) n = banyaknya lilitan persatuan panjang I 0 = arus yang melewati solenoida B h = μ 0 I = μ 0 I 0 (n h ) Maka mesar medan magnet di dalam solenoida : B = μ 0 I 0 n= μ 0 I 0 N / d N = jumlah lilitan d = panjang solenoida Dari persamaan di atas : -B tidak bergantung pada panjang dan diameter solenoida -B konstan di dalam solenoida Solenoida dapat digunakan untuk menghasilkan B yang serba sama.

17 Bina Nusantara 5. Medan magnet oleh Troida Troida merupakan solenoida yang dibengkokkan hingga kedua ujungnya bertemu dan berbentuk seperti sebuah “ donat “. r a b Troida dengan N lilitan, jari-jari dalam a dan jari-jari luar b. Medan magnet di dalam troida dapat dihitung dengan hk. Amper pada lintasan tertutup berjari-jari r ( ), yaitu :

18 Bina Nusantara I C = arus yang dilingkup lintasan tertutup Untuk lintasan tertutup dengan jari-jari r : I C = N I I = arus yang mengalir pada troida B(2 π r ) = μ 0 N I Maka di dalam troida : dan di luar troida B = 0

19 Bina Nusantara 6. Bahan Magnetik Secara umum terdapat 3 tipe bahan magnetik, dilihat dari sifat kemagnetannya akibat induksi medan magnet luar. Ketiga tipe tersebut adalah : paramagnetik, feromagnetik dan diamagnetik. Paramagnetik Mempunyai suseptibilitas magnetik χ m positif dan sangat kecil, dan momen magnetiknya berorientasi sacara acak. Bahan paramagnetik yang berada dalam medan magnet luar, hanya sedikit dari momen magnetik yang diarahkan sejajar medan magnet luar, hingga kontribusinya pada medan magnetik total sangat kecil. Kecuali untuk medan magnet luar yang kuat dan pada temperatur rendah.

20 Bina Nusantara Feromagnetik Mempunyai suseptibilitas magnetik χ m positif dan sangat tinggi. Contoh: besi murni, kobalt dan nikel, serta paduan dari logam-logam ini. Medan magnet luar yang relatif kecil sudah dapat menyebabkan penyearahan pada momen dipol magnetiknya. Hingga kontribusi momen dipol magnet pada medan magnetik total sangat besar. Dalam beberapa kasus, penyearahan dapat bertahan setelah medan magnet luar dihilangkan.

21 Bina Nusantara * Diamagnetik Bahan yang memiliki suseptibilitas negatif dan sangat kecil. Bahan ini akan mendapat gaya tolak dari kedua kutub magnet. Medan magnet luar akan menginduksi momen magnet yang arahnya berlawanan dengan arah medan magnet tersebut. Contoh bahan ini adalah bismut. Suseptibiltas magnet ( X m ) Merupakan karakteristik bahan magnetik, yang menentukan sifat kemagnetan bahan bila dipengaruhi medan magnet luar. Hubungan suseptibiltas magnet dengan permeabilitas relatif (μ R ) suatu bahan magnet : X m =(μ R -1 ) Seperti dielektrik dalam medan listrik, bahan magnetik dapat

22 Bina Nusantara digunakan untuk meningkat medan magnet. Contoh; Sebuah solenoida dengan n lilitan/m dan dialiri arus I. Rongga dalam solenoida berisi udara : B = μ 0 I n Rongga dalam solenoida berisi bahan magnet dengan μ R, B = μ I n = μ R μ 0 I n


Download ppt "MEDAN MAGNET Pertemuan 15-16 Matakuliah: D0696 – FISIKA II Tahun: 2009."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google