INDUKSI MAGNET SK/KD CONTOH SOAL INDIKATOR LATIHAN SOAL MATERI REFERENSI KELUAR SMAN 1 AMUNTAI

SK/KD STANDAR KOMPETENSI: Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi KOMPETENSI DASAR : Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk teknologi

INDIKATOR 1. menentukan induksi magnet oleh kawat berarus. 2. menentukan gaya yang ditimbulkan oleh kawat berarus dalam medan magnet, 3. menentukan gaya yang ditimbulkan oleh muatan bergerak dalam medan magnet.

MATERI

INDUKSI MAGNET Jika suatu logam diletakkan di dekat magnet, maka logam tersebut akan mendapat gaya magnet berupa gaya tarik. Semakin jauh logam tersebut dari magnet, maka semakin kecil gaya tarik yang dialaminya. Gejala tersebut menunjukkan bahwa di sekitar magnet terdapat medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan oleh magnet disebut medan magnet konvensional.` Berdasarkan pengamatan yang dilakukan oleh Oersted, ternyata jarum kompas yang berada di dekat kawat yang dialiri oleh arus listrik menyimpang. Hal ini menunjukkan bahwa jarum kompas tersebut berada dalam suatu medan magnet. Medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik disebut medan magnet induksi. Peristiwa timbulnya medan magnet yang disebabkan oleh adanya arus listrik disebut induksi magnet.

HUKUM BIOT-SAVART Biot dan Savart adalah orang pertama yang menyelidiki besar induksi magnetik yang ditimbulkan oleh penghantar berarus. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa kontribusi induksi magnetik dB pada suatu titik P berjarak r dan bersudut α terhadap elemen penghantar dl yang dialiri arus I.

1. Kawat Lurus Panjang Berarus Besarnya medan Magnet disekitar kawat lurus panjang berarus listrik. Dipengaruhi oleh besarnya kuat arus listrik dan jarak titik tinjauan terhadap kawat. Semakin besar kuat arus semakin besar kuat medan magnetnya, semakin jauh jaraknya terhadap kawat semakin kecil kuat medan magnetnya. B = Medan magnet dalam tesla ( T ) μo = permeabilitas ruang hampa I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A ) a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m)

2. Kawat Melingkar Besar dan arah medan magnet disumbu kawat melingkar berarus listrik dapat ditentukan dengan rumus : BP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar dalam tesla ( T) I = kuat arus pada kawat dalam ampere ( A ) a = jari-jari kawat melingkar dalam meter ( m ) r = jarak P ke lingkaran kawat dalam meter ( m ) θ = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran kawat dalam derajad (°) x = jarak titik P ke pusat lingkaran dalam mater ( m )

Besarnya medan magnet di pusat kawat melingkar dapat dihitung B = Medan magnet dalam tesla ( T ) μo = permeabilitas ruang hampa = 4п . 10 -7 Wb/Amp. m I = Kuat arus listrik dalam Ampere ( A ) a = jari-jari lingkaran yang dibuat

3. Selenoida Sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang selanjutnya disebut kumparan , apabila dialiri arus listrik maka akan berfungsi seperti magnet batang. induksi magnet pada ujung solenoida. induksi magnet ditengah solenoida Keterangan: l = panjang solenoida (m) i = arus pada solenoida (A) N = banyaknya lilitan n = banyaknya lilitan persatuan panjang (N/ l ) Keluar Masuk

Gaya Lorentz Jika arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar berada dalam medan magnet, maka akan timbul gaya tarik atau gaya tolak yang dialami penghantar. Demikian pula jika suatu muatan listrik bergerak dalam medan magnet, maka muatan tersebut juga akan mengalami gaya. Gaya yang dialami penghantar yang dialiri arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet atau muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet tersebut disebut gaya Lorentz. Arah gaya lorentz bergantung pada arah arus dan arah medan magnet, dapat ditunjukkan dengan kaidah tangan kanan

A. Kawat berumuatan listrik yang bergerak dalam medan magnet. F : gaya Lorentz (N) i : kuat arus listrik (A) B : kuat medan magnet (Tesla) L : panjang kawat (m) ϴ : sudut antara i dan B x i B

B. Gaya Lorentz pada muatan listrik yang bergerak Jika suatu muatan listrik atau partikel bermuatan listrik bergerak dalam suatu medan magnet, maka muatan atau partikel tersebut akan mengalami gaya Lorentz sehingga mengalami penyimpangan gerak. F : gaya Lorentz (N) v : kecepatan (m/s) B : kuat medan magnet (Tesla) ϴ : sudut antara v dan B Penentuan arah gaya Lorentz pada muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet hampir sama dengan arah gaya Lorentz pada kawat berarus listrik dalam medan magnet, dimana arah arus listrik diganti dengan dengan arah kecepatan muatan atau partikel (jika bermuatan positif). Akan tetapi, jika muatan atau partikel tersebut bermuatan negatif, maka arah gaya Lorentz adalah sebaliknya. v (+) B F F = q v B sin ϴ v (+) B F

Penerapan Induksi Magnet

Motor Listrik arus searah (DC) Komponen utama motor listrik antara lain kumparan, sikat karbon, komutator, dan magnet. Mula-mula komutator bersentuhan dengan sikat karbon. Jika sikat karbon dihubungkan ke sumber arus listrik DC, arus listrik tersebut akan mengaliri kumparan. Akibat adanya medan magnet yang mengenai kumparan, maka kumparan mendapat gaya Lorentz sehingga akan berputar. Saat kumparan tegak lurus dengan medan magnet, komutator tidak bersentuhan dengan sikat karbon, sehingga tidak ada arus listrik yang mengaliri kumparan. Hal ini menyebabkan tidak ada gaya Lorentz yang bekerja pada kumparan. Akan tetapi hal ini hanya terjadi sesaat. Akibat adanya momen kopel pada kumparan, kumparan akan berputar sehingga setelah sesaat tidak ada arus listrik yang mengalir dalam kumparan, komutator kembali terhubung dengan sikat karbon, tetapi bertukar posisi (polaritas), sehingga arus kembali mengaliri kumparan dan menimbulkan gaya Lorentz. Hal ini berlanjut terus menerus sehingga kumparan akan terus berputar.

Galvanometer Komponen utama galvanometer adalah kumparan (loop), magnet, jarum penunjuk, serta pegas. Cara kerja galvanometer hampir sama dengan motor listrik. Jika galvanometer dihubungkan dengan arus listrik, arus listrik akan mengaliri loop. Karena loop berada dalam medan magnet, loop akan berputar, sehingga jarum penunjuk akan ikut berputar. Pegas berfungsi untuk menahan putaran loop agar tidak melebihi batas ukur yang ditentukan.

Contoh Soal Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus 5 miliampere berada diruang hampa . Tentukan besarnya induksi magnetik pada titik yang berada sejauh 10 cm disebelah kanan kawat, bila kawat vertikal ? JAWAB

JAWAB Diketahui: I = 5 miliampere = 5 . 10 – 3 Ampere a = 10 cm = 0,1 meter Ditanya : B = ………….? Dijawab :

Suatu solenoida terdiri dari 300 lilitan berarus 2A Suatu solenoida terdiri dari 300 lilitan berarus 2A. panjang solenoida 30 cm. Tentukanlah: induksi magnet di tengah-tengah solenoida induksi magnet pada ujung solenoida JAWAB

JAWAB N = 300 lilitan I = 2 A L = 30 cm = 0,3 mo = 4∏ x 10-7 wb/A.m n = N/l = 300/0,3 = 1000 lilitan/m ditanya : a. B ditengan solenoida b. B diujung solenoida a. B = mo .i.n = 4 ∏ x 10-7 x 2 x 1000 = 8 ∏ x 10-4 wb/m2 b. B = mo .i.n 2 = 8 ∏ x 10-4 = 4 ∏ x 10-4 wb/m2

Sebuah kawat yang dialiri arus 3 A berada dalam medan magnet 0,5 tesla yang membentuk sudut. Berapakah besar gaya Lorentz yang dirasakan kawat tersebut sepanjang 5 cm? JAWAB

JAWAB Diketahui: i = 3 A B = 0,5 tesla θ =30o l = 5 cm = 5.10-2m Ditanya : F=..? Jawab F=iBl sinθ =3 0,5 5.10-2 sin 30 =3,75.10-2 N

Sebuah electron berkecepatan 2 x 107 m/s masuk dalam medan magnet yang induksi magnetnya 1,5 wb/m2 dengan sudut 600 terhadap garis medan. Hitung gaya magnetic yang dialami electron. (q =1,6 x10-19 C) JAWAB

JAWAB Diketahui: v = 2 x 107 m/s B = 1,5 wb/m2 q =1,6 x10-19 C ϴ = 600 Ditanya: F ? Diawab: F = B q v = 1,5 x 1,6 x10-19 x 2 x 107 = 4,8 x 10-12

LATIHAN SOAL Selembar kawat bearus listrik dilengkungkan seperti pada gambar. Jika jari-jari lingkaran adalah 50 cm, maka besarnya induksi magnetik adalah...

BENAR

SALAH

Jika q adalah muatan listrik positif, v adalah gerak muatan, B medan magnet dan F adalah arah gaya magnet, maka gambar yang tepat untuk sebuah muatan yang melintasi medan magnet adalah...

BENAR

SALAH

Tentukan medan magnet yang ada di tengah-tengah kawat pada gam bar di samping... A. 4 Tesla B. 5 Tesla C. 6 Tesla D. 7 Tesla E. 8 Tesla 8 A 8 m 2 A

BENAR

SALAH

Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 5 A Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 5 A. Tentukan besar induksi magnetik di suatu titik yang berjarak 10 cm dari kawat tersebut.... 10-7 2.10-7 3.10-7 4.10-7 5.10-7

BENAR

SALAH

Dimanakah medan magnet yang bernilai nol. 8 cm di kiri kawat 1 8 cm di kanan kawat 1 8 cm di kiri kawat 2 8 cm di kanan kawat 2 12 cm di kanan kawat 1 1 2 4 A 20 cm 6 A

BENAR

SALAH

Buku catatan kelas 12 Buku Phibeta Buku BSE Soal UAN 2012/2014 REFERENSI Buku catatan kelas 12 Buku Phibeta Buku BSE Soal UAN 2012/2014