5. Hukum Biot-Savart

Tahun 1819 Hans Christian Oersted mengamati bahwa jarum kompas dapat menyimpang di atas kawat berarus Arus listrik sebagai sumber medan magnet.

m0 - permeabilitas ruang hampa Pada tahun 1920-an Jean-Baptiste Biot dan Felix Savart melakukan eksperimen menentukan medan magnet di sekitar kawat berarus : I ds r ^ r m0 - permeabilitas ruang hampa

Penggunaan Hukum Biot-Savart B = dB1+dB2+…+dBi B =SdB dB2 dB1 dBi dsi r2 ri r1 ds2 ds1

dB1 dB1 ds r dB r1 r1 ds1

dB1 r1 Analog :

3. Medan magnet pada pusat arus melingkar

Medan magnet dari loop kawat berarus ds Direction: r Magnitude: B keluar bidang gambar ds selalu  terhadap r ds r dB

Gerak muatan dalam medan magnet Muatan positif yang masuk ke dalam medan magnet akan dibelokan (orbit melingkar) r v B Frekuensi Siklotron:

Siklotron Siklotron: alat untuk mempercepat partikel (proton,detron dll) Terdiri dari dua ruang semisilinder yang ditempatkan dalam medan magnet Di antara kedua semisilinder diberi potensial listrik bolak-balik (104 volt) Ion dalam semisilinder akan mengalami gaya magnet yang menyebabkan bergerak dalam setengah lingkaran lalu dipercepat oleh medan lisrik E, masuk lagi ke dalam medan magnet B dan bergerak milingkar dengan jari-jari lebih besar (karena kecepan lebih besar). B E p+

Selektor kecepatan

Pemilih Kecepatan Gaya Lorentz Ketika F = O dan maka E p+ B

Selektor kecepatan & Gaya Lorentz +ve FB + FE -ve Gaya magnetik Gaya listrik Gaya Lorentz Gaya Total

Berkas partikel bermuatan dalam medan B Velocity Selector Berkas partikel bermuatan dalam medan B +ve Gaya magnetik v FB + Gaya listrik + v + FE -ve

Velocity Selector (selektor kecepatan) FB + v + FE -ve FB

Velocity Selector Magnetic Force Electric Force Equating the magnitudes Since the velocity & Magnetic Field are perpendicular thus Since E & B are fixed we have selected a single velocity Finally

Efek Hall Gaya magnet pada partikel pembawa muatan dalam konduktor berarus akan menimbulkan beda potensial (efek hall) + - V Potensial Hall: t d A=dt Koefisien Hall:

Spektrometer Massa Alat yang digunakan untuk menentukan massa atau perbandingan massa terhadap muatan: p+ E B 1 2 ; Jadi

Contoh soal Sebuah proton bergerak dalam lintasan lingkaran dengan jari-jari 14 cm dalam sebuah medan magnetik 0.35 T yang tegak lurus dengan kecepatan proton. Tentukan laju linier proton.

Tugas :