redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Pengertian Medan Magnet

Mengapa paku pada gambar dapat tertarik saat didekatkan dengan magnet ? Apa saja sih yang ada dalam magnet ? Bagaimana cara kerjanya?

Yuk! belajar bersama pada materi ini...

Pola garis-garis lengkung yang terbentuk ini merupakan pola garis-garis medan magnetik yang disebut garis gaya magnetik. Nah, ruang di sekitar magnet yang mengalami gaya magnetik dinamakan medan magnetik.

Medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang menyebabkan sebuah muatan yang bergerak di sekitarnya mengalami suatu gaya. Medan magnet tidak dapat dilihat, namun dapat dijelaskan dengan mengamati pengaruh magnet pada benda lain, misalnya pada serbuk besi.

 

Garis Gaya Magnetik

Setelah kalian mempelajari apa itu medan magnet, kali ini kit akan membahas garis-garis gaya magnet pada suatu magnet.

Sobat pintar dari garis gaya magnetik yang kita amati pada gambar diatas dapat kita simpulkan sebagai berikut

  • Garis-garis gaya magnetik selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet.
  • Garis-garis gaya magnetik tidak pernah saling berpotongan dengan garis-garis gaya magnetik lain yang berasal dari magnet yang sama.
  • Daerah yang garis-garis gaya magnetiknya rapat menunjukkan medan magnetik yang kuat, sedangkan daerah yang garis-garis gaya magnetiknya kurang rapat menunjukkan medan magnetik yang lemah.

Dari gambar diatas kita dapat melihat bahwa medan magnetik paling kuat terdapat di kutub-kutub magnet. Berikut ini beberapa contoh garis gaya magnet dengan arahnya ditunjukkan pada gambar berikut :

Penerapan Gaya Magnet

Sobat pintar, banyak loh penerapan gaya magnetik dalam kehidupan kita sehari-hari, diantaranya:

1. Motor Listrik

Tentunya kita seringkali menggunakan kipas angin listrik untuk membuat ruangan sejuk. Kipas tersebut menggunakan motor listrik, piranti yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi kinetik. Energi kinetik yang berupa putaran bilah-bilah kipas tersebut membuat tubuh kita merasa sejuk.

Prinsip kerja motor listrik adalah sebagai berikut:

  • Jika arus listrik mengalir melalui kumparan, maka timbul medan magnet induksi di dalam kumparan itu.
  • Gaya tarik dan tolak antara magnet kumparan dengan magnet permanen menyebabkan kumparan berputar. Agar kumparan terus berputar, arah arus pada kumparan harus dibalik. Alat yang dipergunakan untuk maksud itu adalah komutator. Komutator merupakan sakelar pembalik yang berputar bersama dengan kumparan.
  • Komutator secara berganti-ganti bersentuhan dengan kutub positif dan negatif baterai, mengakibatkan arah arus berubah. Perubahan arah arus ini menyebabkan kutub-kutub magnet kumparan berubah,
  • Kumparan meneruskan putarannya akibat gaya kutub magnet permanen. Proses ini berulang secara terus menerus. Seperti halnya galvanometer, motor listrik memiliki elektromagnet yang dapat berputar bebas. Elektromagnet ini berada di daerah medan magnet yang berasal dari magnet tetap. Jika arus listrik mengalir melalui elektromagnet, maka elektromagnet tersebut menjadi magnet.
  • Tarikan dan dorongan antara kutub-kutub magnet kumparan dengan magnet permanen menyebabkan kumparan berputar. Namun kumparan akan berhenti saat medan magnet dari kumparan searah dengan medan magnet dari magnet permanen.

2. Bel Listrik

Bel listrik yang sederhana memanfaatkan elektromagnet dengan inti besi yang dapat bergerak bebas. Jika tombol bel ditekan, maka rangkaian listrik menjadi tertutup dan arus mengalir melalui solenoida. Arus tersebut menyebabkan solenoida mengerjakan gaya magnet. Gaya magnet ini menarik inti besi ke dalam solenoida, sehingga inti besi tersebut memukul bel.

3. Pengeras suara
Hampir setiap hari kita mendengarkan musik, berita, dan hiburan lainnya dari radio, tape, atau TV. Piranti yang dapat membuat kita mendengar bunyi dari radio, tape, atau TV adalah pengeras suara. Pengeras suara juga memanfaatkan elektromagnet yang digunakan untuk mengubah sinyal-sinyal listrik menjadi energi yang menggerakkan membran. 

Latihan 1

Pernyataan berikut yang tidak tepat mengenai garis-garis gaya magnet adalah ....

A. Garis gaya magnet selalu dari kutub utara ke selatan

B. Garis gaya magnet tidak berpotongan satu sama lain

C. Garis gaya magnet selalu dari kutub selatan ke utara

D. Tempat yang garis gayanya rapat medan magnet nya kuat

E. Garis gaya tak beraturan

Latihan 2

Kelompok bahan yang bersifat non magnetik adalah …

A. Baja dan besi

B. Baja dan seng

C. Alumunium dan besi

D. Alumunium dan seng

E. Kaca dan karet

Latihan 3

Kuat medan magnet solenoida ditentukan oleh faktor-faktor di bawah ini, kecuali....

A. arus listrik

B. banyaknya lilitan

C. panjang solenoida

D. garis gaya

E. permeabilitas bahan

Latihan 4

Perhatikan faktor-faktor berikut!

  1. luas penampang kawat

  2. arus yang mengalir dalam kawat

  3. permeabilitas ruang hampa

  4. konduktivitas suatu kawat

Faktor yang memengaruhi besarnya induksi magnetik pada kawat penghantar adalah ....

UN 2015

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dan (3)

D. (2) dan (4)

E. (3) dan (4)

Latihan 5

Dua kawat persegi panjang ditempatkan seperti pada gambar.

Apabila arus listrik I pada kawat luar mengalir berlawanan dengan arah jarum jam dan bertambah maka arus listrik induksi pada kawat dalam akan ….

A. mengalir searah jarum jam dan konstan

B. mengalir searah jarum jam dan membesar

C. mengalir berlawanan arah jarum jam dan membesar

D. mengalir berlawanan arah jarum jam dan mengecil

E. mengalir berlawanan arah jarum jam dan konstan

Medan Magnet pada Kawat Berarus

Sobat pintar, kuy kita lanjut ke medan magnet pada berbagai kondisi. Kali ini kita akan belajar terkait medan magnet pada kawat 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. 

 

Berdasarkan perumusan matematik oleh Biot-Savart maka besarnya kuat medan magnet disekitar kawat berarus listrik dirumuskan dengan :

Medan Magnet pada Pusat Kawat Melingkar

Setelah kita mempelajari besar medan magnet pada kawat lurus berarus, yuk kita belajar terkait medan magnet pada pusat kawat melingkar

Besarnya medan magnet di pusat kawat melingkar dapat dihitung :

Nah beberapa rumus telah dijelaskan, jika sobat pintar masih bingung, yuk buka materi pada halaman selanjutnya

Medan Magnet pada Solenoida

Kuy kita lanjut ya Sobat Pintar!

Sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang selanjutnya disebut kumparan , apabila dialiri arus listrik maka akan berfungsi seperti magnet batang. 

Kumparan ini disebut dengan Solenoida . Besarnya medan magnet dapat dihitung :

  • Dipusat Solenoida (P)

  • Di Ujung Solenoida

Medan Magnet pada Toroida

Toroida adalah sebuah solenoida yang dilengkungkan sehingga berbentuk lingkaran kumparan.

Besarnya medan magnet dapat dihitung :

Bagaimana Sobat Pintar apa sudah cukup? Jangan khawatir masih ada lagi lho materi di halaman selanjutnya. 

Gaya Lorentz

Sobat Pintar, pada materi sebelumnya kita sudah membahas medan magnet di sekitar arus listrik. Nah interaksi antara beberapa magnetik yang menghasilkan medan magnet tersebut akan menghasilkan gaya magnetik. Untuk gaya magnetik akan dibahas selengkapnya terkait Gaya Lorentz yakni gaya magnetik yang dihasilkan kawat berarus

Gaya magnetik F yang dialami oleh kawat berarus I. Yang terletak di dalam medan magnet B. Memiliki besar 

Gaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh medan magnet timbul bila ada interaksi dua medan magnet. Gaya Lorentz antara lain dapat terjadi pada:

a. Gaya lorentz pada kawat berarus di dalam medan magnet

Aturan tangan kanan digunakan untuk menentukkan arah gaya

Secara matematis dapat dituliskan dengan persamaan:

Keterangan

b. Kawat sejajar berarus

Secara matematis besar gaya lorentz pada kawat sejajar dapat ditulis sebagai berikut:

 

c. Gaya lorentz pada muatan yang bergerak dalam

Medan Magnet Muatan bergerak dapat disamakan dengan arus listrik. Berarti saat ada muatan bergerak dalam medan magnet juga akan timbul gaya Lorentz. Arus listrik adalah muatan yang bergerak dan muatan yang dimaksud adalah muatan positif.

Secara matematis besarnya gaya magnet pada muatan bergerak dapat dinyatakan dengan persamaan berikut

Latihan 1

Induksi magnetik di titik P yang berjarak 2 cm dari kawat lurus berarus listrik 2 A adalah.....

A. 2x10-5 T

B. 4x10-5 T

C. 6x10-5 T

D. 8x10-5 T

E. 10x10-5 T

Latihan 2

Induksi magnetik di suatu titik yang terletak dekat sebuah kawat lurus yang dialiri arus sebesar 15 Ampere adalah 3 x 10-4 T. Jarak antara titik tersebut terhadap kawat adalah.....cm.

A. 1 cm

B. 3 cm

C. 5 cm

D. 7 cm

E. 9 cm

Latihan

Tintin memberikan arus listrik pada dua buah kawat sejajar seperti gambar berikut.

Pernyataan yang tepat berdasarkan kondisi tersebut adalah....

A. arah induksi magnetik di titik P oleh kawat 1 keluar bidang.

B. induksi magnetik di titik P oleh kawat 1 sebesar 2 x 10-6 T

C. induksi magnetik di titik P oleh kawat 2 sebesar 4 x 10-6 T.

D. induksi magnetik total di titik P sebesar 2 x 10-6 T.

E. arah induksi magnetik total di titik P masuk bidang.

Latihan

Jika induksi magnetik di titik A adalah sebesar 2,49pi x 10^-5 T, kuat arus yang melalui kawat tersebut adalah ....

A. 10 A

B. 30 A

C. 50 A

D. 70 A

E. 90 A

Latihan

Sebuah toroida memiliki 5 lilitan dan berjari-jari 10 cm. Kemudian toroida ersebut dialiri arus sebesar 7 A. Berapakah induksi magnetik pada toroida?

A. 7 x 10-5 T

B. 9 x 10-5 T

C. 12 x 10-5 T

D. 14 x 10-5 T

E. 17 x 10-5 T

Peta Belajar Bersama

Sobat, ini nih ada Peta Belajar Bersama Fisika untuk bab kedua.

Yuk, mulai belajar bersama!

 

redesain-navbar Portlet