Hukum Ampere Medan magnet yang ditimbulkan arus Formula hukum Ampere

Presentasi berjudul: "Hukum Ampere Medan magnet yang ditimbulkan arus Formula hukum Ampere"— Transcript presentasi:

1 Hukum Ampere Medan magnet yang ditimbulkan arus Formula hukum Ampere
Kawat lurus sangat panjang Silinder sangat panjang Solenoida ideal Toroida ideal November 6, 2017 FISIKA 2

2 Sasaran Pembelajaran Mahasiswa mampu menghitung besar medan magnet pada beberapa sistem sederhana November 6, 2017 FISIKA 2

3 Percobaan Oersted Mengamati efek yang ditimbulkan arus listrik pada orientasi kompas Tidak ada arus: orientasi kompas sejajar medan magnet bumi Ada arus: orientasi berubah November 6, 2017 FISIKA 2

4 Diformulasikan berdasarkan eksperimen:
Hukum Ampere Diformulasikan berdasarkan eksperimen: Besar medan magnet di sekeliling kawat lurus dialiri arus, sebanding dengan arusnya dan berbanding terbalik dengan jarak daerah yang ditinjau dari kawat tersebut Konstanta kesebandingan November 6, 2017 FISIKA 2

5 Formulasi Hukum Ampere
Integral medan magnet sepanjang lintasan tertutup sebanding dengan arus yang dilingkupi lintasan tersebut dengan arah medan menyinggung lintasan  November 6, 2017 FISIKA 2

6 Cara menggunakan Hukum Ampere
Menentukan arah medan dengan aturan tangan kanan. Jika ibu jari menyatakan arah arus dan telapak tangan menghadap ke arus, maka jari-jari tangan lainnya menyatakan arah medan Menentukan lintasan tertutup dan menghitung medan magnet: Pilih lintasan tertutup yang besar medan magnetnya homogen sepanjang lintasan itu agar integral menjadi mudah Tentukan arus yang dilingkupi lintasan tersebut Tentukan medan magnet akibat arus tersebut November 6, 2017 FISIKA 2

7 Kawat lurus sangat panjang
Sangat panjang artinya jarak titik yang ditinjau jauh lebih kecil dibanding panjang kawat Lintasan Ampere berbentuk lingkaran I November 6, 2017 FISIKA 2

8 Perhitungan untuk kawat lurus
Arus yang dilingkupi lintasan Ampere i = I Perhitungan dengan Hukum Ampere November 6, 2017 FISIKA 2

9 Contoh 1 kawat panjang Tentukan medan magnet dan arahnya di titik A dan B akibat arus sebesar 2 A yang menembus bidang Medan di titik A dan B sama besar karena disebabkan arus yang sama dan jaraknya sama dari arus Arah medan di A ke bawah, dan B ke atas BB B A X 0,5 m 0,5 m BA T November 6, 2017 FISIKA 2

10 Contoh 2 kawat panjang Dua buah kawat lurus dialiri arus 2 A dan 4 A. Jarak antara kedua kawat 2b. Tentukan medan magnet tepat di tengah-tengah kedua kawat Medan akibat kawat 2A pada titik B X B Medan akibat kawat 4A pada titik B b b  Medan total di titik B 2 A 4 A  November 6, 2017 FISIKA 2

11 Contoh 2 kawat panjang Tentukan medan pada titik A akibat kawat panjang tak berhingga yang terletak di titik sudut segitiga sama sisi yang panjang sisinya a seperti gambar di bawah ini karena besar arus dan jarak titik A terhadap arus sama besar maka Bx dan B nilainya sama besar hanya arahnya berbeda seperti pada gambar X a  2A 2 A a a A Bx B Btotal November 6, 2017 FISIKA 2

12 Gaya antara dua kawat lurus
Gaya Lorentz Dua kawat lurus berarus yang berdekatan akan mengalami gaya Lorentz akibat pengaruh kawat lainnya Arah arus sama Arah arus berlawanan r r F21 B12 B21 F21 B21  x B12 x x F21 F12 i1 i2 i2 i2 November 6, 2017 FISIKA 2

13 Medan magnet pada kawat 1 pengaruh arus pada kawat 2
Gaya Lorentz pada kawat 1 pengaruh arus pada kawat 2 November 6, 2017 FISIKA 2

14 Gaya Lorentz pada kawat 2 pengaruh arus pada kawat 1
Gaya Lorentz per satuan panjang pada kawat 1 pengaruh arus pada kawat 2 Gaya Lorentz per satuan panjang pada kawat 2 pengaruh arus pada kawat 1 November 6, 2017 FISIKA 2

15 Arus mengalir pada silinder pejal
Analogi seperti kawat lurus, tetapi mempunyai diamenter tertentu Medan homogen sepanjang suatu lintasan berbentuk lingkaran yang berpusat pada sumbu silinder Arah medan magnet menyinggung lintasan tersebut r r I R November 6, 2017 FISIKA 2

16 Perhitungan silinder sangat panjang
Untuk r<R Arus yang dilingkupi lintasan Ampere Perhitungan dengan Hukum Ampere November 6, 2017 FISIKA 2

17 Untuk r>R Semua arus dilingkupi lintasan Ampere  i = I
Perhitungan medan magnet November 6, 2017 FISIKA 2

18 Silinder berongga dialiri arus
Misalkan jari-jari dalam R1 dan R2 dan arus yang mengalir 2A. Untuk r<R1, B=0 Untuk R1<r<R2 R2 R1 2A Untuk r>R2 November 6, 2017 FISIKA 2

19 Silinder berongga dan kawat lurus
Medan magnet ditinjau untuk r<R1, R1<r<R2, r>R2 Untuk r>R2, B=0 karena total arus adalah nol Untuk R1<r<R2 R2 2A R1 2A Untuk r<R1 November 6, 2017 FISIKA 2

20 Solenoida Kawat panjang yang dialiri arus dan dililitkan membentuk banyak lilitan Gambaran medan magnet di solenoida  X I U S November 6, 2017 FISIKA 2

21 Solenoida Ideal Panjang solenoida jauh lebih panjang dibandingkan dengan diameternnya Medan magnet di dalam solenoida homogen Medan magnet di luar solenoida nol a b c d B November 6, 2017 FISIKA 2

22 Hukum Ampere Untuk Solenoida Ideal
Lintasan tertutup untuk solenoida Total arus yang dilingkupi lintasan Ampere i = NI November 6, 2017 FISIKA 2

23 Perhitungan medan magnet di dalam solenoida
n = N/l = jumlah lilitan per satuan panjang November 6, 2017 FISIKA 2

24 Toroida Solenoida yang dibengkokkan
Di dalam toroida medan homogen, di luar nol Lintasan Ampere berbentuk lingkaran di dalam toroida (lintasan 2) November 6, 2017 FISIKA 2

25 Soal Tentukan medan magnet di titik P dan Q untuk sistem berikut ini. Jarak kedua arus 2 m dan titik P tepat diantara keduanya. Titik Q berjarak 4m dari titik P Sistem seperti no. 1 tetapi di P diletakkan kawat lurus 1A dengan arah menembus bidang. Tentukan arah dan besar gaya per satuan panjang pada kawat tersebut  x P Q 2 A 4A November 6, 2017 FISIKA 2

26 3. Empat buah kawat diletakkan pada titik-titik sudut bujur sangkar seperti gambar berikut. Tentukan medan magnet dan arahnya di titik perpotongan bujur sangkar  a 2A 4A November 6, 2017 FISIKA 2

27 4. Sebuah silinder tipis berjari-jari a dialiri arus 4 A
4. Sebuah silinder tipis berjari-jari a dialiri arus 4 A. Di dalam silinder tipis diletakkan silinder pejal yang jari-jarinya b dan berarus 2 A dengan arah berlawanan dengan arus 4A. Sumbu pusat kedua silinder sama dengan nilai a>b. Jika panjang kedua silinder L, tentukan medan magnet untuk a. r<b b. b<r<a c. r>a November 6, 2017 FISIKA 2