Docstoc

medan magnet

Document Sample
medan magnet Powered By Docstoc
					                MAKALAH
 MEDAN MAGNET,MAGNET PADA KAWAT
BERARUS, GAYA LORENZ DAN HUKUM BIOT-
               SAVART




                  Disusun Oleh:

        1. ACIH                   2010 4350 1529
        2. ARIEF SUGIARTO         2010 4350 1483
        3. EDI MURDANI SUTRISNO   2010 4350 1459
        4. ERNA JUWITA SARI       2010 4350 1506
        5. FANDI AHMAD            2010 4350 1450
        6. HENDRA HERDIANA        2010 4350 1438
        7. HERMANSAH              2010 4350 1472
        8. OKTO KRISTIAWAN        2010 4350 1524
        9. SYAIFUL BAHRI          2010 4350 1439




      UNIVERSITAS INDRAPRASTA PGRI
                FAKULTAS MIPA
          JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
                 JAKARTA 2011




                       1
                            KATA PENGANTAR

Puji syukur Kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan
rahmat dan karunia Nya sehingga Kami dapat menyelesaikan makalah dengan judul:

MEDAN MAGNET,MAGNET PADA KAWAT BERARUS, GAYA LORENZ DAN
                  HUKUM BIOT-SAVART

Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu dari beberapa materi , yang
kami sajikan berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber. Makalah ini kami susun
dengan berbagai rintangan. Baik itu yang datang dari diri kami maupun yang datang dari
luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama pertolongan dari Tuhan yang Maha
Esa akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.


Kami menyadari bahwa isi dari makalah ini sangat jauh dari kesempurnaan, oleh karena
itu kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk lebih
menyempurnakan materi-materi kami.


Semoga isi materi kami ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca.
Walaupun kami menyadari isi dari materi ini memiliki kelebihan dan kekurangan.


Akhir kata kami mengucapkan terima kasih , semoga isi materi dari makalah kami ini
dapat bermanfaat untuk kita semua.




                                                         Jakarta, 24 Juni 2011


                                                                Penyusun




                                           2
                              DAFTAR ISI

COVER                                                              1

KATA PENGANTAR                                                         2

DAFTAR ISI                                                             3


BAB I            : PENDAHULUAN                                         4

                 1.   Latar Belakang                                   4
                 -    Medan Magnet,
                 -    Magnet pada kawat berarus
                 -    Gaya Lorentz
                 -    Hukum Biot - Savart

BAB II           : PEMBAHASAN                                          5

                 1. Medan Magnet                                       5
                      - Definisi Medan Magnet                          5
                      - Macam – macam bentuk magnet                    6

                 2. Magnet Pada Kawat berarus                          7
                       - Contoh percobaan Oersted                      7
                      - Induksi magnetic disekitar arus lurus          8
                      - Induksi magnetic di pusat arus lingkaran       9
                      - Induksi magnetic di pusat lingkaran            9
                      - Solenoide                                      9
                      - Toroida                                        10

                 3. Gaya Lorentz                                       11
                       - Definisi Gaya Lorentz                         11
                       - Menentukan arah Gaya Lorentz                  11

                 4. Hukum Biot – Savart                                12
                       - Definisi Hukum Biot – Savart                  12
                       - Contoh dr Hukum Biot – Savart                 13


Daftar pustaka                                                         14




                                      3
                                 BAB I
                             PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Medan magnet adalah daerah sekitar magnet yang masih merasakan adanya gaya
magnet, adanya medan magnet didalam ruang dapat ditunjukkan dengan mengamati
pengaruh yang ditimbulkan.

Magnet pada kawat berarus yang ditemukan Oersted menentukan adanya medan
magnet disekitar kawat yang berarus.

Gaya Lorentz adalah gaya yang dialami kawat berarus listrik didalam medan magnet.
Arah gaya lorentz dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan.

Hukum Biot – Savart adalah besar induksi magnetic di satu titik disekitar elemen
arus, sebanding dengan panjang elemen arus, besar kuat arus, sinus sudut yang diapit
arah arus dengan jaraknya sampai titik tersebut dan berbanding terbalik dengan
kwadrat jaraknya.




                                        4
                                   BAB II
                                PEMBAHASAN
1. MEDAN MAGNET
Pengertian Medan Magnet.

Medan magnet adalah daerah disekitar magnet yang masih merasakan adanya gaya
magnet.

Adanya medan magnet di dalam ruang dapat ditunjukkan dengan mengamati
pengaruh yang ditimbulkan.

   1. Bila di dalam ruang tersebut ditempatkan benda magnetik maka benda
      tersebut mengalami gaya.
   2. Bila di ruang terdapat partikel/benda bermuatan, maka benda tersebut
      mengalami gaya.

• Medan magnet merupakan besaran vektor,
  adapun kuat/lemahnya medan tersebut ditunjukkan oleh intensitas magnet (H).

• Efek medan magnet disebut induksi magnetik (B), juga merupakan besaran
vektor.

• Hubungan antara H dan B :

                   B = H


dimana :

B = induksi magnetik, satuan dalam SI = Weber/m2 atau Tesla
H = intensitas magnet
o = permeabilitas = 4 x 10-7 Wb/A.m (udara)

Arah medan magnetik dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan.




Jika arah arus sesuai dengan arah melingkar jari tangan kanan arah ibu jari menyatakan
arah medan magnet.




                                          5
Sehubungan dengan sifat-sifat kemagnetan, benda dibedakan atas Diamagnetik dan Para
magnetik.

Benda magnetik : bila ditempatkan dalam medan magnet yang tidak homogen, ujung-
ujung benda itu mengalami gaya tolak sehingga benda akan mengambil posisi yang tegak
lurus pada kuat medan. Benda-benda yang demikian mempunyai nilai permeabilitas
relatif lebih kecil dari satu. Contoh : Bismuth, tembaga, emas, antimon, kaca flinta.

Benda paramagnetik : bila ditempatkan dalam medan magnet yang tidak homogen, akan
mengambil posisi sejajar dengan arah kuat medan. Benda-benda yang demikian
mempunyai permeabilitas relatif lebih besar dari pada satu. Contoh : Aluminium, platina,
oksigen, sulfat tembaga dan banyak lagi garam-garam logam adalah zat paramagnetik.

Benda feromagnetik : Benda-benda yang mempunyai effek magnet yang sangat besar,
sangat kuat ditarik oleh magnet dan mempunyai permeabilitas relatif sampai beberapa
ribu. Contoh : Besi, baja, nikel, cobalt dan campuran logam tertentu ( almico )

Macam-macam bentuk magnet, antara lain :



                                       magnet batang, magnet ladam, magnet jarum

Magnet dapat diperoleh dengan cara buatan.

Jika baja di gosok dengan sebuah magnet, dan cara menggosoknya dalam arah yang
tetap, maka baja itu akan menjadi magnet.




                       Baja atau besi dapat pula dimagneti oleh arus listrik.

Baja atau besi itu dimasukkan ke dalam kumparan kawat, kemudian ke dalam kumparan
kawat dialiri arus listrik yang searah. Ujung-ujung sebuah magnet disebut Kutub Magnet.
Garis yang menghubungkan kutub-kutub magnet disebut sumbu magnet dan garis tegak
lurus sumbu magnet serta membagi dua sebuah magnet disebut garis sumbu.




                                             6
Sebuah magnet batang digantung pada titik beratnya. Sesudah keadaan setimbang
tercapai, ternyata kutub-kutub batang magnet itu menghadap ke Utara dan Selatan.kutub
Utara jarum magnet deklinasi yang seimbang didekati kutub Utara magnet batang,
ternyata kutub Utara magnet jarum bertolak. Bila yang didekatkan adalah kutub selatan
magnet batang, kutub utara magnet jarum tertarik.




Kesimpulan : Kutub-kutub yang sejenis tolak-menolak dan kutub-kutub yang tidak
sejenis tarik-menarik.



2. MAGNET PADA KAWAT BERARUS
Percobaan OERSTED, menentukan adanya medan magnet disekitar kawat yang
berarus listrik

Pengaruh kawat berarus terhadap kompas

Di atas jarum kompas yang seimbang dibentangkan seutas kawat, sehingga kawat itu
sejajar dengan jarum kompas. jika kedalam kaewat dialiri arus listrik, ternyata jarum
kompas berkisar dari keseimbangannya.

Kesimpulan : Disekitar arus listrik ada medan magnet.




cara menentukan arah perkisaran jarum.

a. Bila arus listrik yang berada anatara telapak tangan kanan dan jarum magnet mengalir
dengan arah dari pergelangan tangan menuju ujung-ujung jari, kutub utara jarum berkisar
ke arah ibu jari.

b. Bila arus listrik arahnya dari pergelangan tangan kanan menuju ibu jari, arah
melingkarnya jari tangan menyatakan perkisaran kutub Utara.



                                            7
Induksi magnetik di sekitar arus lurus.




Besar induksi magnetik di titik A yang jaraknya a dari kawat sebanding dengan kuat arus
dalam kawat dan berbanding terbalik dengan jarak titik ke kawat.

                               B= dalam W/m²
   B = μ○ . I
      ¯¯¯ ¯¯
                               I = dalam Ampere
              a
                               a = dalam meter




      Kuat medan dititik H =       =                 =




mr udara = 1




Jika kawat tidak panjang maka harus digunakan
                                                         Rumus:




                                                 8
Induksi Induksi magnetik di pusat arus lingkaran.




Titik A berjarak x dari pusat kawat melingkar besarnya induksi magnetik di A
dirumuskan :

Jika kawat itu terdiri atas N lilitan maka :



         B=       .              atau B =      .




Induksi magnetik di pusat lingkaran.

Dalam hal ini r = a dan a = 900, Besar induksi magnetik di pusat lingkaran.

                                       B = dalam W/m²

    B=        .                        I = dalam ampere

                                       N = jumlah lilitan

                                       A = jari-jari lilitan dalam meter

.

Solenoide

Solenoide adalah gulungan kawat yang di gulung seperti spiral. bila kedalam solenoide
dialirkan arus listrik, di dalam selenoide terjadi medan magnet dapat ditentukan dengan
tangan. Contoh gambar :




                                         Besar induksi magnetik dalam solenoide.



                                               9
Jari-jari penampang solenoide a, banyaknya lilitan N dan panjang solenoide 1.


Banyaknya lilitan pada dx adalah :         atau n dx, n banyaknya lilitan tiap satuan
panjang di titik P.

Bila 1 sangat besar dibandingkan dengan a, dan p berada di tengah-tengah maka a1= 0 0
dan a2 = 180 0

Induksi magnetik di tengah-tengah solenoide :




Bila p tepat di ujung-ujung solenoide a1= 0 0 dan a2 = 90 0




Toroida

Sebuah solenoide yanfg dilengkungkan sehingga sumbunya membentuk lingkaran di
sebut Toroida.

Bila keliling sumbu toroida 1 dan lilitannya berdekatan, maka induksi magnetik pada

sumbu toroida.


n dapat diganti dengan

N banyaknya lilitan dan R jari-jari toroida.



                                               10
3. GAYA LORENTZ

Definisi : gaya yang dialami kawat berarus listrik di dalam medan magnet.

dapat disimpulkan bahwa gaya Lorentz dapat timbul dengan syarat sebagai berikut :
(a)ada ada kawat penghantar yang dialiri arus
(b) penghantar berada di dalam medan magnet

MENENTUKAN ARAH GAYA LORENTZ

Arah gaya lorentz dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan. Jari-jari tangan kanan
diatur sedemikian rupa, sehingga Ibu jari tegak lurus terjadap telunjuk dan tegak lurus
juga terhadap jari tengah. Bila arah medan magnet (B) diwakili oleh telunjuk dan arah
arus listrik (I) diwakili oleh ibu jari, maka arah gaya lorentz (F) di tunjukkan oleh jari
tengah.
perhatikan gambar berikut :




Gaya lorentz pada penghantar bergantung pada faktor sebagai berikut :
(1) kuat medan magnet (B)
(2) besar arus listrik (I)
(3) panjang penghantar

sehingga dapat dirumuskan

          F = B.I.L

keterangan :
F adalah gaya lorentz (N)
B adalah kuat medan magnet (Tesla)
I adalah kuat arus listrik (A)
L adalah panjang penghantar (m)



                                           11
4. HUKUM BIOT SAVART.

 Definisi : Besar induksi magnetik di satu titik di sekitar elemen arus, sebanding dengan
 panjang elemen arus, besar kuat arus, sinus sudut yang diapit arah arus dengan jaraknya
 sampai titik tersebut dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.



        B=k.




                              k adalah tetapan, di dalam sistem Internasional



      k=      = 10-7



 Vektor B tegak lurus pada I dan r, arahnya dapat ditentukan dengan tangan kanan

 Secara matematis untuk menentukan besarnya medan magnet disekitar kawat berarus
 listrik digunakan metode kalkulus. Hukum Biot Savart tentang medan magnet disekitar
 kawat berarus listrik adalah

                              Keterangan

                              dB = perubahan medan magnet dalam tesla ( T )

                               k =

                               μo = permeabilitas ruang hampa =

                               i = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )

                               dl = perubahan elemen panjang dalam meter (m)

                               θ = Sudut antara elemen berarus dengan jarak ke titik
                                           yang ditentukan besar medan magnetiknya

                               r = Jarak titik P ke elemen panjang dalam meter (m)



                                           12
Hukum Biot- Savart memiliki kemiripan dengan hokum Coloumb ( untuk menentukan
medan listrik ) .

Contoh :

Medan Magnet di titik P akibat elemen dℓ.



Dengan

r adalah satuan dalam arah r ( yaitu vector posisi titik P dari elemen dℓ.

k adalah tetapan yang besarnya bergantung pada medium tempat system berada, jika
dalam medium hampa maka,



arah medan magnet yang ditimbulkan oleh elemen dℓ ditentukan dari hasil operasi
perkalian vector

untuk menentukan medan magnet yang disebabkan oleh seluruh bagian kawat , maka




                                            13
                    DAFTAR PUSTAKA

http://basicsphysics.blogspot.com/2009/08/medan-magnet.html

http://www.e-
edukasi.net/index.php?mod=script&cmd=Bahan%20Belajar/
Materi%20Pokok/view&id=194&uniq=1933

http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/08/hukum-interaksi-
biot-savart.html

http://www.scribd.com/doc/20922279/MEDAN-MAGNETIK




                              14

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:315
posted:7/3/2012
language:
pages:14