MEDAN MAGNETIK INDUKSI

                                                   MEDAN MAGNETIK INDUKSI

• MEDAN MAGNETIK INDUKSI

"Bila ada arus listrik mengalir pada sebuah kawat, maka di sekitar kawat tersebut akan muncul medan magnet."


Bila ada banyak kawat yang berjajar dan mengalirkan arus dalam arah yang sama maka besarnya medan magnet adalah penjumlahan (secara vektor) dari medan magnet masing-masing kawat.
Pada solenoid, medan magnet di bagian dalam merupakan penjumlahan dari medan magnet seluruh kawat.


Besarnya medan magnet dalam solenoid yang memiliki lilitan sebanyak N , panjang solenoid h dan dialiri arus sebesar I adalah =

• HUKUM BIOT-SAVART

Hukum Interaksi Biot Savart

Secara umum, Hukum Biot Savart telah dijelaskan pada artikel yang lalu hukum-hukum dasar listrik, maka artikel kali ini akan menjelaskan lebih lanjut mengenai Hukum Biot Savart tersebut. Hukum ini memberikan nilai gaya yang dihasilkan berdasarkan interaksi antara medan magnet dan arus yang mengalir pada konduktor.

Gaya elektromagnetik diperoleh dengan:

fo = Bli sin α newton.....(1)

dengan,
B = kerapatan fluks, Wb/m^2 (T)
l = panjang konduktor, m
i = arus yang mengalir pada konduktor, A
α = sudut antara arah arus dengan arah medan magnet.

Arah gaya yang dihasilkan tegak lurus dengan arus dan medan magnet. Pada mesin listrik, medan magnet bersifat radial pada celah udara, artinya konduktor dan medan magnet tegak lurus satu sama lain dan α = 90^o.

fo = Bli newton..... (2)

Pada Gambar 1(a), B menunjukkan kerapatan fluks dari medan magnet asal. Adanya konduktor yang mengaliri arus menimbulkan medan magnet baru. Medan asal dan medan yang menggabungkan konduktor untuk menghasilkan medan baru ditunjukkan pada Gambar 1(b). Medan yang dihasilkan berubah di sekitar konduktor, kerapatan fluks yang dihasilkan menjadi besar di satu sisi dan kecil di sisi lainnya sehingga menimbulkan adanya gaya elektromagnetik dengan arah seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Gambar 1a, 1b dan 1c.

Pada kondisi peningkatan kerapatan fluks di satu sisi sama nilainya dengan penurunan di sisi lainnya, besarnya gaya elektromagnetik diperoleh melalui Persamaan 2.
Ketika arah arus dan arah medan magnet dibalik, arah gaya yang bekerja pada konduktor juga berubah. Namun, jika arah arus dan medan magnet diubah, arah gaya yang dihasilkan tidak berubah. Gambar 1(c) menunjukkan pengaruh perubahan pengubahan arus ketika arah medan diubah. Jelas bahwa pada kondisi tersebut arah gaya berubah.


Gambar 2. atraksi dan repulsi.

Hukum Biot Savart dapat diterapkan untuk mengukur gaya antara dua arus yang mengalir pada konduktor. Gambar 2 menunjukkan arus paralel pada konduktor l dipisahkan oleh jarak D dan berada pada permeabilitas μ. Kedua arus disebut dengan I1 dan I2. pada Gambar 2(a), kedua arus mengalir dengan arah yang sama sementara pada Gambar 2(b) arus tersebut mengalir dengan arah yang berbeda. Medan magnet yang dihasilkan juga ditunjukkan. Jelas bahwa ketika konduktor mengaliri arus dengan arah yang sama, ada gaya tarik antara keduanya sementara bila arus yang mengalirinya berbeda arah terdapat gaya tolak diantara keduanya.

Nilai kerapatan fluks pada konduktor yang mengaliri arus I2 terhadap I sebesar:


Gaya elektromagnetik :
= newton....(3)

• GAYA LORENZT 

Gaya Lorentz adalah gaya (dalam bidang fisika) yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet, B. Arah gaya ini akan mengikuti arah maju skrup yang diputar dari vektor arah gerak muatan listrik (v) ke arah medan magnet, B, seperti yang terlihat dalam rumus berikut:

di mana

F adalah gaya (dalam satuan/unit newton)

B adalah medan magnet (dalam unit tesla)

q adalah muatan listrik (dalam satuan coulomb)

v adalah arah kecepatan muatan (dalam unit meter per detik)

× adalah perkalian silang dari operasi vektor.

Untuk gaya Lorentz yang ditimbulkan oleh arus listrik, I, dalam suatu medan magnet (B), rumusnya akan terlihat sebagai berikut (lihat arah gaya dalam kaidah tangan kanan):

di mana

F = gaya yang diukur dalam unit satuan newton

I = arus listrik dalam ampere

B = medan magnet dalam satuan tesla

= perkalian silang vektor, dan

L = panjang kawat listrik yang dialiri listrik dalam satuan meter

 

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