Induksi Magnetik

Induksi Magnet

Dalam kehidupan sehari-hari tanpa anda sadari sering menggunakan alat-alat yang memanfaatkan magnet contohnya : loudspeaker, kompas, penutup pintu kulkas dan sebagainya.

Nah…..sekarang kita coba membahas mengenai medan magnet.

Kemagnetan , seperti halnya kelistrikan, tidak dapat dilihat tetapi efeknya dapat dilihat dan dirasakan. Sebuah magnet tetap umumnya terbuat dari baja, logam campuran khusus atau bahan yang disebut ferrit. Magnet memiliki 2 kutub yaitu kutub U (utara) dan kutub S (selatan). Kutub sejenis dari 2 magnet berbeda akan saling menolak sedangkan kutub yang tidak sejenis akan saling menarik.

Disekitar magnet selalu ada medan magnet. Medan magnet adalah ruang disekitar magnet yang masih dirasakan adanya gaya magnet.

Medan magnet dapat digambarkan dengan garis –garis gaya magnet yang keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan.

sampai disini penjelasan medan magnetnya udah dipahamikan……….., kalau begitu mari kita lanjutkan !

Medan magnet oleh arus listrik

Hubungan kelistrikan dan kemagnetan pertama kali ditemukan oleh Hans Christian Oerstead ( 1777 -1851). Orestead menemukan bahwa kompas yang diletakkan dekat kawat penghantar , jarum kompas menyimpang dari arah semula saat kawat dihubungkan dengan baterai dan arus listrik mengalir.dapat diketahui bahwa jarum kompas menyimpang ketika berada dalam medan magnet, sehingga Orestead menarik kesimpulan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet yang arahnya bergantung pada arah arus listrik yang mengalir melaui penghantar tersebut.

Untuk menentukan arah arus listrik dan garis-garis medan magnet, anda dapat menggunakan aturan tangan kanan.

Penggunaan aturan tangan kanan :

a. Jika arus listrik mengalir pada kawat lurus, maka jempol menunjukkan arah arus (i) dan jari-jari menunjukkan arah medan magnet (B)

b. Jika arus listrik mengalir pada kawat melingkar, maka jempol menunjukkan arah medan magnet (B) dan jari-jari menunjukkan arah arus (i).

Penggambaran arus atau medan magnet :

a. Tanda titik (.) artinya keluar bidang gambar.

b. Tanda titik (x) artinya masuk bidang gambar.

1. Induksi magnetic disekitar kawat berarus

untuk kawat lurus dan panjang

Keterangan:

I = kuat arus listrik (ampere)

a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (m)

k = mo /4p =10-7 wb/A.m

mo = permeabilitas ruang hampa

2. Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar

Besar dan arah medan magnet disumbu kawat melingkar berarus listrik dapat ditentukan dengan rumus :

Keterangan:

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 )

dimana

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 = jarak titik P dari kawat dalam meter (m) = jari-jari lingkaran yang dibuat

Sebuah kawat melingkar berada pada sebuah bidang mendatar dengan dialiri arus listrik

Jika jari-jari lingkaran 8 cm dan arak titik P terhadap sumbu kawat melingkar adalah 6 cm maka tentukan medan magnet pada :

a. pusat kawat melingkar ( O )

b. dititik P

Jawab :

Diketahui :

I = 4 A

a = 8 cm = 8 . 10 – 2 m

x = 6 cm = 6 . 10 – 2 m

sin θ = a / r = 8 / 10 = 0,8

Ditanya : a. Bo = ……. ? b. BP = ……. ?

Dijawab :

3. untuk solenoida (kumparan kawat yang rapat)

Tanda = arah menembus bidang kertas

Tanda = arah keluar bidang kertas

· 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 )

4. untuk toroida

toroida adalah solenoida yang dilengkungkan

besar induksi magnet pada sumbunya:

l =keliling slingkaran

Contoh soal 1

Tentukan besarnya induksi magnet disuatu titik yang berjarak 2 cm dari kawat lurus panjang yang berarus listrik 30 A?

Penyelesaian:

Diketahui: a = 2 cm = 2 x 10-2 I = 30 A μo= 4 p x 10 -7 Wb/A.m

ditanya : B ?

Jawab:

Jadi induksi magnetnya 3 x 10-4 wb/m2

Contoh soal 2

Arus sebesar 2,5 A mengalir dalam kawat berupa lingkaran dengan jari-jari 3 cm. Berapa besar induksi magnet dititik P, bila:

a. titik P berada disumbu lingkaran yang berjarak 4 cm dari pusat lingkaran

b. titik P berada di pusat lingkaran

Penyelesaian:

induksi magnet disumbu lingkaran.

i = 2,5 A

r = 3 cm = 3 x 10-2 m

x = 4 cm = 4 x 10-2 m

sin q = r/a = 3/5, maka sin2q = (3/5)2 = 9/25

Jadi Induksi magnet di dititik P sebesar 3,6 x 10-6 wb/m2

Induksi magnet di M (pusat lingkaran)

Contoh soal 3

Sebuah toroida memiliki jari-jari 50 cm dialiri arus sebesar 1 A. Jika toroida tersebut memiliki 60 lilitan, hitunglah besar induksi magnetic pada sumbunya.

Penyelesaian

Diketahui: r = 50 cm = 0,5 m, N = 60, I = 1 A

Ditanya : B pada sumbu toroida?

Dijawab :

Sampai disini dulu untuk induksi magnetiknya,………….semoga bermanfaat…