Induksi Magnetik Fisika Kelas XII Zaenuri Erfan, S.Pd PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN MEDIA PEMBELAJARAN BAGI GURU SMA, SMK DAN SLB http://dikbud.ntbprov.go.id/BahanAjar Dikbud NTB @dikbudntb Fisika Kelas XII Induksi Magnetik Zaenuri Erfan, S.Pd SMAN 1 Sikur Verifikator : Kadek Yayuk Krisnawati, S.Pd dan Muh. Takdir © 2018 - Hak Cipta Pada Dinas Pendidikan dan Kebudayaan Provinsi NTB

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Kompetensi Inti Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkrit dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Kompetensi Dasar Menganalisis medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik pada berbagai produk teknologi Melakukan percobaan tentang induksi magnetik dan gaya magnetik disekitar kawat berarus listrik berikut presentasi hasilnya 3.3 4.3 KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Indikator Pencapaian Kompetensi PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Indikator Pencapaian Kompetensi Menganalisis Medan Magnetik dan Induksi Magnetik dan penerapannya dalam teknologi Menganalisis Gaya Magnetik dan penerapannya pada berbagai teknologi 3.3.1 3.3.2 KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik Pengamatan pertama kali dilakukan oleh Hans Christian Oersted (1777 – 1851), seorang ilmuwan kebangsaan Denmark. Gambar 4.2 Percobaan Oersted (a) kawat tidak dialiri arus listrik, (b) arus listrik mengalir dari S ke U, dan (c) arus listrik mengalir dari U ke S Dari percobaan jarum menyimpang hanya pada saat kawat penghantar dialiri arus listrik. Oersted menyimpulkan bahwa arus listrik dapat menimbulkan medan magnet. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Aturan Tangan Kanan Arah ibu jari menggambarkan arah arus listrik, sedangkan arah lipatan keempat jari menunjukkan arah garis gaya magnet atau arah induksinya. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Aturan Tangan Kanan Besar kecilnya medan magnet digam barkan dengan garis gaya atau disebut fluks magnet Ф (fluks) dengan satuan weber (Wb). Jumlah garis gaya yang menembus tegak lurus bidang seluas 1 m2 disebut rapat fluks magnet (B). KI/KD IPK Materi Latihan Soal Keterangan: Ф = jumlah garis gaya (Wb) A = luas bidang (m2) B = rapat fluks magnet (Wb/m2) atau (tesla) Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Hukum Biot-Savart Persamaan di atas dikenal sebagai Hukum Biot-Savart. PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Hukum Biot-Savart Hasil pengamatan Biot dan Savart dapat disimpulkan sebagai berikut. Induksi magnet di suatu titik (pada Gambar 4.5 titik P) akibat elemen arus I berbanding: a. lurus dengan kuat arus (I) b. lurus dengan elemen arus pada kawat penghantar (dl) c. terbalik dengan kuadrat jarak antara titik P dengan elemen arus (r2) d. lurus dengan sinus sudut antara elemen arus dan jarak ( a) KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Persamaan di atas dikenal sebagai Hukum Biot-Savart. Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Hukum Biot-Savart KI/KD IPK Materi Referensi Keterangan: PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Hukum Biot-Savart Keterangan: dB = induksi magnet di titik (Wb/m2) I = arus listrik (A) dl = panjang elemen penghantar (m) r = jarak elemen dl terhadap titik p (m) k = konstanta magnet (10–7 Wb/Am) µ0 = konstanta permeabilitas ruang hampa = 4 π × 10–7 Wb/Am Gambar Induksi magnet di titik P yang disebabkan oleh elemen penghantar dl berarus listrik l KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Induksi Magnetik pada Kawat Lurus Berarus Listrik PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Induksi Magnetik pada Kawat Lurus Berarus Listrik Gambar Induksi magnet pada kawat lurus yang dialiri arus listrik KI/KD IPK Materi Latihan Soal Keterangan: B = induksi magnet di sekitar kawat lurus berarus listrik (Wb/m2) I = kuat arus (A) α = jarak titik terhadap arus (m) µ0 = 4 π × 10–7 Wb/Am Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Induksi Magnetik di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Listrik PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Induksi Magnetik di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Listrik a. Induksi Magnet pada Sumbu Kawat Melingkar Berarus Listrik KI/KD IPK Materi Keterangan: N = banyak lilitan B = induksi magnet pada sumbu lingkaran (T) I = kuat arus (A) a = jari-jari lingkaran (m) r = jarak titik P terhadap arus listrik (m) α = sudut antara sumbu dengan jarak (°) µ0 = permeabilitas vakum (4 π × 10–7 Wb/Am) Latihan Soal Gambar Arus listrik melingkar, titik P pada sumbu lingkaran Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Induksi Magnetik di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Listrik PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Induksi Magnetik di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Listrik Apabila kawat terdiri dari N lilitan, Keterangan: B = induksi magnet pada pusat lingkaran (T) I = kuat arus (A) N = banyak lilitan a = jari-jari lingkaran (m) Gambar Arah garis-garis medan magnet di sekitar arus melingkar b. Induksi Magnet pada Pusat Kawat Melingkar KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Induksi Magnetik dalam Solenoida PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Induksi Magnetik dalam Solenoida KI/KD IPK Materi Latihan Soal Keterangan: B = induksi magnet di tengah-tengah solenoida (Wb/m2) I = kuat arus (A) n = jumlah lilitan tiap satuan panjang solenoida (lilitan/m) Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

B = induksi magnet di ujung solenoida (Wb/m2) PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Keterangan: B = induksi magnet di ujung solenoida (Wb/m2) n = jumlah lilitan per satuan panjang (lilitan/m) KI/KD IPK Materi Latihan Soal Gambar Aturan tangan kanan, menentukan medan magnet dalam kumparan dan arah garis-garis induksi dalam solenoida Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Induksi Magnet di Dalam Toroida PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Induksi Magnet di Dalam Toroida KI/KD IPK Materi Latihan Soal Suatu solenoida yang berbentuk lingkaran disebut toroida Keterangan: B = induksi magnet di pusat toroida (Wb/m2) N = jumlah lilitan D = diameter toroida (m) Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

F = Bqv sin Ө Gaya Magnet KI/KD IPK Materi Referensi PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Gaya Magnet 1. Gaya Magnet pada Muatan yang Bergerak KI/KD F = Bqv sin Ө IPK Keterangan: F = gaya magnet atau gaya Lorentz (N) B = medan magnet (Wb) q = muatan (C) Ө = sudut antara v dan B (°) Materi Latihan Soal Metode aturan tangan kiri Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Gaya Magnet 2. Gaya Magnet pada Penghantar Berarus Listrik KI/KD F = Bil sin Ө IPK Materi Keterangan: F = gaya magnet pada kawat (N) l = panjang kawat (m) i = arus dalam kawat (A) B = medan magnet (Wb/m2) Ө = sudut yang terbentuk dari perpo tongan garis gaya (B) dengan kawat Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

Gaya Magnet 3. Gaya Magnet pada Kawat Sejajar Berarus Listrik KI/KD PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Gaya Magnet 3. Gaya Magnet pada Kawat Sejajar Berarus Listrik KI/KD IPK Materi Keterangan: F = gaya magnet pada masingmasing kawat (N) I1, I2 = kuat arus (A) a = jarak kedua kawat (m) l = panjang kawat (m) Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

KI/KD IPK Materi Referensi a. Arah Arus Kedua Kawat Searah PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN a. Arah Arus Kedua Kawat Searah KI/KD IPK Gambar (a) Arah medan magnet dan (b) arah gaya Lorentz Materi b. Arah Arus Kedua Kawat Berlawanan Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Gambar (a) Arah medan magnet dan (b) arah gaya Lorentz Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PENERAPAN KONSEP GAYA MAGNET PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN PENERAPAN KONSEP GAYA MAGNET 1. Motor Listrik KI/KD Motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi kinetik. IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PENERAPAN KONSEP GAYA MAGNET PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN PENERAPAN KONSEP GAYA MAGNET 2. Alat Ukur Arus Listrik ( Galvanometer ) KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal Seutas kawat panjang berarus listrik I. Sebuah titik berjarak a dari kawat tersebut mempunyai induksi magnet B. Tentukan besar induksi magnet di suatu titik berjarak 2a dari kawat tersebut ! Jawab : Diketahui : a1 = a ; a2 = 2a ; B1 = B Ditanya : B2 Induksi magnet berbanding terbalik dengan jarak maka: sehingga B2 = ½ B KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id

PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Referensi KI/KD Marthen Kanginan. 2016. Fisika Kelas XII. Erlangga. Jakarta IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB http://dikbud.ntbprov.go.id