Materi Pelajaran Fisika SMA Semester 1/2 Kelas 12 Bab 5 Medan Listrik

Medan Magnetik

A. Medan Magnetik

B. Gaya Magnetik

C. Aplikasi Gaya

Magnetik

D. Sifat Magnet

Bahan

menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk teknologi.

Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu:

)490@07 :4<06=4B0= B4;07 38<C;08 A490: @0BCA0= B07C= F0=6 ;0;C 07C;C38304@07A80!428;>@0=6<4=4<C:0=A41C0710BCF0=630?0B A0;8=6 <4=0@8: A0BC A0<0 ;08= #4@4:0 <4=F41CB=F0 A410608!"' !8=8 >@0=6 30?0B <4<1C0B 30= <4<0=500B:0= 14=30 A4?4@B8 8BC 30= <4=F41CB=F0 A410608 <06=4B

8:0=30?4@70B8:0=<06=4B10=F0:38<0=500B:0=?030 #)'$& :><?0A<>B>@;8AB@8:<4<>@8:><?CB4@30=64=4@0B>@;8AB@8:0?0B:07 =30 <4=F41CB:0= 14=3014=30 ;08= F0=6 <4=66C=0:0= <06=4B

8:0 =30 <4<8;8:8 <06=4B 10B0=6 =30 30?0B <4=60<0B8 10608<0=0 14=3014=30 F0=6 B4@6>;>=6 54@@><06=4B8: A4?4@B8 14A8 30?0B B4@B0@8: :4B8:0 38B4<?0B:0= 38 30;0< <430= <06=4B8: 10B0=6 B4@A41CB %012%$<4=4<C:0=107E0<430=<06=4B8:B830:70=F038B8<1C;:0= >;47A41C07<06=4B%012%$<4=34<>=AB@0A8:0=10608<0=090@C<?030 :><?0A <4=F8<?0=6 :4B8:0 3834:0B:0= 34=60= A41C07 :0E0B 14@0@CA ;8AB@8: 0; B4@A41CB <4=0=30:0= 107E0 38 A4:8B0@ :0E0B 14@0@CA ;8AB@8: B4@30?0B <430= <06=4B8:

?0:07<430=<06=4B8:8BC?0:0714=3054@@><06=4B8:8BC8B4@0? :0=30;0<70;0?0A090:076490;0:4<06=4B0=8BC&0301018=8=300:0=

menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.

Hasil yang harus Anda capai:

Jarum pada kompas menyimpang mengikuti arah medan magnetik yang ditimbulkan oleh kawat berarus.

Bab

5

A. Medan Magnetik

1. Medan Magnetik di Sekitar Magnet Permanen

#06=4B8A<4 38:4B07C8 >@0=6 A490: 14@01030103 F0=6 ;0;C /0<0= 3C;CA49C<;07>@0=6<4=64B07C8107E01898714A8F0=614@E0@=0<4B0;8: 0B0C F0=6 38A41CB <06=4B8: <4<8;8:8 A850B <4=0@8: ?0@B8:4;?0@B8:4; 14A8 :4 0@07=F0 !0B0 <06=4B 14@0A0; 30@8 J"'K F08BC AC0BC 304@07 38 A80 !428; B4<?0B 38B4<C:0==F0 10=F0: 4=30?0= <06=4B8: 30?C= :4<06=4B0= 030;07 A850BA850B 30= 6490;06490;0 30@8 <06=4B

8)#&=30B4;07<4<?4;090@8107E0<06=4B<4<8;8:83C0:CBC1 F08BC:CBC1CB0@030=:CBC1A4;0B0= 8:0:CBC1:CBC1A494=8A3834:0B:0= :43C0 :CBC1 B4@A41CB 0:0= B>;0:<4=>;0: 30?C= 98:0 :CBC1:CBC1 B830: A494=8A 3834:0B:0= :43C0 :CBC1 B4@A41CB 0:0= B0@8:<4=0@8: &4@70B8:0=!,"!0

#430= <06=4B8: 030;07 304@07 38 A4:8B0@ <06=4B 38 <0=0 <06=4B <06=4B ;08= 0B0C 14=3014=30 <06=4B8: F0=6 38;4B0::0= 30;0< 304@07 8=8 <0A87 38?4=60@C78 <06=4B B4@A41CB )C<14@ <430= <06=4B8: 381430:0= <4=9038 3C0 94=8A F08BC <06=4B ?4@<0=4= 30= <06=4B 8=3C:A8

8 A4:8B0@ <06=4B ?4@<0=4= B4@30?0B <430= <06=4B8: F0=6 30?0B 3860<10@:0=34=60=60@8A60@8A60F0<06=4B8:0@8A60@8A60F0<06=4B8:A4;0;C :4;C0@30@8:CBC1CB0@0<06=4B30=<0AC::4:CBC1A4;0B0=<06=4B830;0< <06=4B60@8A60@8A60F0<06=4B8:<4<8;8:80@0730@8A4;0B0=:4CB0@004@07 F0=6<4<8;8:8<430=<06=4B8::C0B3860<10@:0=34=60=60@8A60@8A60F0 F0=6@0?0BA430=6:0=304@07F0=6<430=<06=4B8:=F0;4<073860<10@:0= 34=60= 60@8A60@8A 60F0 <06=4B8: F0=6 @4=660=6 &>;0?>;0 60@8A 60F0 <06=4B8: <06=4B + 30= <06=4B 10B0=6 38BC=9C::0= ?030!,"!0 04@07 0B0C B4<?0B <430= <06=4B8: F0=6 <4<8;8:8 :C0B <430= <06=4B8:?0;8=614A0@38A41CB:CBC1<06=4B)4B80?<06=4B0;0<0?0?C= 14=BC:=F0A4;0;C<4<8;8:83C0:CBC1F08BC:CBC1CB0@030=:CBC1A4;0B0= (#'!%+ !0!$!7 <4=660<10@:0= <430= <06=4B8: A410608 60@8A 60@8A60F00@8A60F0F0=6A4<0:8=@0?0B<4=C=9C::0=<430=<06=4B8: F0=6A4<0:8=:C0B!C0B<430=<06=4B8:<4=C=9C::0=14A0@=F08=3C:A8 <06=4B8: &4@70B8:0=!,"!0

Gambar 5.2

Pola garis gaya magnetik pada (a) magnet U dan (b) magnet batang.

0 1

Gambar 5.1

Pola garis gaya magnetik

%"%+3,,%,/%+!)!0(*.-1%/%$!-!&-%2(**%0)!*!-+!'1.!+1.!+"%0(*32$!+!,"3*3+!2('!-Tes Kompetensi Awal

#4=C@CB=300?0:07:0E0B14@0@CA30?0B<4=6 70A8;:0=<430=<06=4B8:

?0F0=60:0=B4@903898:0:0E0B14@0@CA38A8<?0=38 30;0< <430= <06=4B8: >10 94;0A:0= 54=><4=0 B4@A41CBA4AC08?4=64B07C0=F0=6B4;07=30<8;8:8

>10=30A41CB:0=:><?>=4=:><?>=4=4;4:B@>=8: F0=6:4@90=F0<4=670A8;:0=<430=<06=4B8: )41CB:0= 30= 94;0A:0= 94=8A 1070= <06=4B8:

4@8:0=2>=B>7=F0<0A8=6<0A8=6A0BC1C07

Gambar 5.3

(a) Garis gaya magnetik tegak lurus menembus bidang A (fluks magnetik); (b) Medan magnetik B menembus bidang A dengan membentuk sudut terhadap garis normal.

B

A

0

B

garis normal A

n

0 1

Sumber: Physics, 1995 tarik-menarik

;C:A <06=4B8: 030;07 10=F0:=F0 60@8A <430= <06=4B8: F0=6 38;8=6:C?8 >;47 AC0BC ;C0A 304@07 B4@B4=BC 30;0< 0@07 B460: ;C@CA )420@0 <0B4<0B8A 30?0B 38BC;8A 107E0 C=BC: :>=AB0= 30= :>=AB0= :>=AB0= ?4@A0<00==F0 030;07

-

2>A I

8:0AC3CB 0B0CB460:;C@CAB4@7030?1830=6%01!,!!-9 <4=9038

I

!4B4@0=60=

- D4:B>@ A0BC0= A40@07 60@8A =>@<0; 5;C:A <06=4B8: -1

;C0A 1830=6 F0=6 <4;8=6:C?8 >;47 <

<430= <06=4B8: -1<

AC3CB0=B0@030=

-4@0?0:07:C0B<430=<06=4B8:F0=63870A8;:0=>;475;C:A<06=4B8: E414@F0=6 <4=4<1CA1830=6A4;C0A <_{A420@0B460:;C@CA}

!5!"

8:4B07C8 -1 <

4=60=<4=66C=0:0=%01!,!!-9 38?4@>;47

-1<

038:C0B<430=<06=4B8:F0=63870A8;:0=030;07 -1<

2. Medan Magnetik di Sekitar Arus Listrik

+=BC: <4<?4@94;0A ?4<070<0= <4=64=08 <430= <06=4B8: ?4@70B8:0=!,"!0 !4B8:0 A4@1C: 14A8 38A410@:0= 38 304@07 <430= <06=4B8: A4@1C: 14A8 0:0= <4<14=BC: ?>;0 60@8A60@8A 60F0 <06=4B8: !4@0?0B0= 60@8A60@8A 60F0 F0=6 180A0 38A41CB )' !"( B4@A41CB <4=C=9C::0= 14A0@=F0 :C0B <430= <06=4B8: 38 B4<?0B B4@A41CB 0@8A 60@8A 60F0 8=8 A0BC 30= F0=6 ;08= B830: ?4@=07 14@?>B>=60= 30= A4;0;C <4=90C78 :CBC1 CB0@0 30= <4=34:0B8 :CBC1 A4;0B0=

&030 A4:8B0@ !-1 '0(12(!- %012%$ I 58A8:0E0= 0A0; 4=<0@: <4=4<C:0= 50:B0 107E0 '(& +( &&)' '(& (&$( !" !"( 0:B0 B4@A41CB 38?4@>;47 A4B4;07%012%$ <4;0:C:0= AC0BC ?4@2>100= A434@70=0 60@ ;4187 94;0A <4<070<8

?4@2>100= F0=6 38;0:C:0=%012%$;0:C:0=;07*2(4(2!1 (1(*! 14@8:CB Gambar 5.4

Garis-garis gaya magnetik yang terbentuk oleh serbuk besi ketika ditempatkan di tempat yang dipengaruhi oleh kawat berarus listrik.

Contoh

5.1

I

I

Baru-baru ini di dalam tengkorak burung merpati ditemukan sejenis sensor magnet yang tersusun dari magnet-magnet elementer. Tiap magnet tersebut terhubung dengan otak melalui saraf. Sensor tersebut dapat menentukan posisi arah melintang sepanjang magnet Bumi, selain itu juga dapat menentukan ketinggian posisinya dari permukaan Bumi.

Pigeons have recently been found to have multiple-domain magnetite magnets within their skulls. That are connected with a large number of nerves to the pigeon’s brain. Pigeons have a magnetic sense, and not only can they discern longitudinal directions along the earth’s magnetic field, but they can also detect latitude by the dip of the earth’s field.

Informasi

untuk Anda

Information for You

Sumber: Conceptual Physics, 1998

Aktivitas Fisika 5.1

Medan Magnetik di Sekitar Kawat Berarus Tujuan Percobaan

Mengamati medan magnetik yang disebabkan oleh kawat berarus listrik.

Alat-alat Percobaan

1. Sebuah baterai 4. Kawat penghantar

2. Kabel 5. Kompas kecil

0 1 2

Gambar 5.7

(a) Kaidah tangan kanan; (b) Jika arus menuju pengamat, arah medan magnetik berputar ke kiri; (c) Jika arah arus menjauhi pengamat, arah medan magnetik berputar ke kanan.

%012%$?4@B0<0:0;8<4<?C1;8:0A8:0=?4=4<C0==F0B4=B0=6?4=60@C7 :C0B <430= <06=4B8: 38 A4:8B0@ :0E0B 14@0@CA &030 0E0;=F0 A420@0 B830: A4=6090 80 <4;4B0::0= 90@C< :><?0A 38 0B0A :0E0B ?0=90=6 F0=6 14@0@CA *4@=F0B0 90@C< :><?0A B4@A41CB <4=60;0<8 ?4=F8<?0=60= &4@8AB8E0 ?4=F8<?0=60= 90@C< :><?0A 30?0B =30 ?4@70B8:0= <4;0;C8!,"!0 8:0B830:B4@30?0B0@CAF0=6<4=60;8@<4;0;C8A41C07?4=670=B0@90@C< :><?0AB4B0??030?>A8A8A48<10=6F08BCCB0@0A4;0B0=A4?4@B8!,"!0! !4B8:0 0@CA <4=60;8@ 30@8 0@07 CB0@0 90@C< :><?0A 0:0= <4=F8<?0=6 :4 :0=0= A4?4@B8!,"!0 " 30= :4B8:0 0@CA <4=60;8@ 30@8 0@07 A4;0B0= 90@C< :><?0A 0:0= <4=F8<?0=6 :4 :8@8 A4?4@B8!,"!0 #

0@8 ?4@2>100= F0=6 38;0:C:0==F0%012%$ <4=F0B0:0= 107E0 38 A4:8B0@ ?4=670=B0@ 14@0@CA B4@30?0B <430= <06=4B8: F0=6 0@07=F0 14@60=BC=6 :4?030 0@07 0@CA ;8AB@8: F0=6 <4=60;8@ <4;0;C8 ?4=670=B0@ B4@A41CB +=BC: <4=4=BC:0= 0@07 0@CA ;8AB@8: 30= 60@8A60@8A <430= <06=4B8: =30 30?0B <4=66C=0:0= 0BC@0= B0=60= :0=0=

8:0 0@CA ;8AB@8: 380;8@:0= ?030 :0E0B ;C@CA F0=6 <4=4<1CA B460: ;C@CA ?030 1830=6 F0=6 B4;07 38B01C@8 A4@1C: 14A8 A4@1C:A4@1C: 14A8 0:0= <4=C=9C::0= ?>;0 60@8A60@8A <430= <06=4B8: F0=6 14@14=BC: ;8=6:0@0= A4?CA0B A4?4@B8 38BC=9C::0= ?030!,"!0

@07 60@8A60@8A 60F0 <06=4B8: 38 A4:8B0@ ?4=670=B0@ 14@0@CA 30?0B 38B4=BC:0= 34=60= :08307 B0=60= :0=0= A4?4@B8 !,"!0 14@8:CB

Gambar 5.5

(a) Penghantar tidak dilalui arus listrik; (b) Penghantar dialiri arus listrik dari utara; (c) Penghantar dialiri arus listrik dari arah selatan. Perhatikan arah simpangan jarumnya.

Gambar 5.6

Pola garis medan magnetik yang dibentuk oleh serbuk besi di sekitar kawat lurus berarus listrik.

Sumber: Conceptual Physics, 1998 S

U

U U U

U U

S

S S

S S

B

B

0 1 2

B B

Langkah-langkah Percobaan

1. Susunlah peralatan sehingga terlihat seperti Gambar(a). Dalam keadaan sakelar S terbuka, letakkan kawat penghantar di atas kompas dengan arah memanjang sejajar dengan jarum kompas.

2. Perhatikan arah penunjukan jarum kompas.

3. Kemudian, tutuplah sakelar S seperti pada Gambar (b). Amati jarum kompas, apa yang terjadi?

4. Baliklah polaritas baterai seperti pada Gambar (c). Lakukanlah pengamatan seperti langkah 2 dan 4. Amati yang terjadi dengan jarum kompas.

5. Apakah kesimpulan Anda dari kegiatan ini?

0 1 2

S S S

I I I

I

!4B4@0=60=

8:0 B0=60= :0=0= <4=664=660< ?4=670=B0@ ;C@CA 34=60= 81C 90@8 <4=C=9C::0=0@070@CA;8AB@8:0@07;8?0B0=90@890@8F0=6;08==F0<4=C= 9C::0= 0@07 ?CB0@0= 60@8A60@8A 60F0 <06=4B8:

3. Hukum Biot-Savart

)4B4;07 ?4=4<C0=%012%$ 3C0 >@0=6 58A8:0E0= &@0=28A 14@=0<0 %!-!/2(12%(.230=%+(6!4!0214@70A8;<4=4=BC:0=14A0@=F0<430= <06=4B8: F0=6 38B8<1C;:0= >;47 0@CA ;8AB@8: AB018;(.230=!4!02 <4;0:C:0=?4=60<0B0=B4@7030?:>=B@81CA88=3C:A8<06=4B8:?030AC0BC B8B8: F0=6 38B8<1C;:0= >;47 A41C07 ?4=670=B0@ 14@0@CA ;8AB@8:

!C0B <430= <06=4B8: 38=F0B0:0= 30;0< 8=3C:A8 <06=4B8: &4@70B8:0=!,"!0 C:C< 8>B)0D0@B <4=F0B0:0= 14A0@=F0 8=3C:A8 <06=4B8: F0=6 38A4101:0= >;47 4;4<4= 0@CA ;8AB@8:

14@10=38=6 ;C@CA 34=60= :C0B 0@CA ;8AB@8:

14@10=38=6 ;C@CA 34=60= ?0=90=6 4;4<4= ?4=670=B0@

14@10=38=6B4@10;8:34=60=:C03@0B90@0:&0=B0@0A41C07B8B8:B4<?0B ?4=6C:C@0= 8=3C:A8 4;4:B@><06=4B8: 34=60= 4;4<4= ?4=670=B0@ A410=38=6 34=60= A8=CA AC3CB 0?8B 0=B0@0 0@07 0@CA 30= 60@8A ?4=6

7C1C=6 B8B8: & 34=60=

)420@0 <0B4<0B8A ?4@A0<00= 8>B)0D0@B 30?0B 38BC;8A A410608 14@8:CB

A8=

&

I

8<0=0 030;07AC3CB0=B0@00@0730@8_30=& 030;07:>=AB0=B0 ?4@<4018;8B0A F0=6 <4<8;8:8 =8;08 A410608 14@8:CB

*< *<

I

4. Induksi Magnetik di Sekitar Kawat Lurus

&4@70B8:0=!,"!0)4CB0A:0E0B;C@CA34=60=?0=90=6_380;8@8 0@CA ;8AB@8: A478=660 B8<1C; 8=3C:A8 <06=4B8: 38A4:8B0@ :0E0B B4@A41CB 8:0 380<18; 4;4<4= _{?030 :0E0B ;C@CA B4@A41CB 30= A41C07 B8B8: &} F0=6 14@90@0:& 30@8 AC3CB F0=6 3814=BC: >;47 4;4<4= 34=60=& 030;07

4@30A0@:0= ?4@A0<00= 8>B)0D0@B 14A0@=F0 8=3C:A8 <06=4B8: 38 B8B8: & 030;07

A8=

&

8:0 ?0=90=6 :0E0B _{030;07 30@8 =>; A0<?08 90C7 B0: B4@78=660 <0:0} 8=3C:A8 <06=4B8:=F0 <4=9038

A8=

&

_I

&4@70B8:0= :4<10;8!,"!0 %01!,!!- 9 <4@C?0:0= 8=3C:A8 <06=4B8: :0@4=0 ?4=60@C7 :0E0B _{30@8 =>; :4 10E07 38?4@78BC=6:0=} <0:0 8=3C:A8 <06=4B8: B>B0; 38 & 030;07

A8=

&

_I

Gambar 5.8

Kawatdyang dialiri arus listrik. i

dB P

r

d

d

Gambar 5.9

Induksi magnetik akibat kawat lurus berarus di sebuah titik yang berjarak a dari kawat lurus tersebut.

dB P

d

I 0

r

,0@8014; _{30=&30;0<?4@A0<00=8=8A0;8=6B4@8:0BA4AC0814=BC:} A468B860 F0=6 3814=BC:=F0

&

30=

A8= A8=

4=60= <4=AC1AB8BCA8:0= 70@60 D0@8014;D0@8014; 8=8 ?030 %01!,!!-9 30= <4=68=B46@0;:0==F0 3830?0B ?4@A0<00= 10@C A410608 14@8:CB

I

+=BC: <4=4=BC:0= 0@07 8=3C:A8 <06=4B8:=F0 30?0B 386C=0:0= 0BC@0= B0=60= :0=0= &4@70B8:0=!,"!0

Gambar 5.10

Arah induksi magnetik di sekitar kawat lurus berarus. (a) Arah arus ke bawah; (b) Arah arus ke atas.

Tugas Anda 5.1

Coba Anda cari informasi apakah di sekitar kawat lurus berarus timbul medan magnetik juga jika arus yang mengalir arus bolak-balik.

i

i

B B

0 1

)41C07:0E0B;C@CAF0=6A0=60B?0=90=6380;8@80@CA;8AB@8: *4=BC:0=14A0@ 8=3C:A8 <06=4B8: 38 0 B8B8: & F0=6 14@90@0: 2< 30@8 :0E0B 1 B8B8: ' F0=6 14@90@0: 2<30@8:0E0B

!5!"

4=60=<4=6C=0:0=%01!,!!-938?4@>;47

-1<

<

$

L

I_*

-1<

<

L

I_*

0388=3C:A8<06=4B8:38B8B8:&030;07L I_{*30=38B8B8:'030;07L} I_*

Contoh

5.2

Tantangan

untuk Anda

Jika pada kumparan yang dialiri arus listrik ditambahkan inti besi lunak, medan magnetik yang

ditimbulkannya semakin besar. Mengapa demikian?

I 0 r

P

5. Induksi Magnetik di Sekitar Kawat Melingkar

8:0 A4CB0A :0E0B F0=6 <4;8=6:0@ 380;8@8 0@CA ;8AB@8: 38 A4:8B0@ :0E0B B4@A41CB 0:0= B8<1C; 8=3C:A8 <06=4B8: F0=6 14A0@=F0 30?0B 38B4=BC:0= 34=60= <4=66C=0:0= ?4@A0<00= 8>B)0D0@B &4@70B8:0=!,"!0 0@0 F0=6 <C307 C=BC: <4=678BC=6 14A0@ 8=3C:A8 <06=4B8: 38 A4:8B0@ :0E0B <4;8=6:0@ 14@0@CA F08BC 34=60= <4=678BC=6 14A0@ 8=3C:A8 <06=4B8: 38 ?CA0B ;8=6:0@0= B4@A41CB B8B8: &

=3C:A8 <06=4B8: 38 ?CA0B :0E0B <4;8=6:0@ 30?0B 38B4=BC:0= A4?4@B8 ?030 ?4=4=BC0= 8=3C:A8 <06=4B8: 38 A4:8B0@ :0E0B ;C@CA 8:0 =30 ?4@70B8:0= D0@8014; ?030!,"!0 030;07 A414A0@ H :0@4=00 B460: ;C@CA 34=60= 0@07 4;4<4= 0@600 A0<0 34=60= :0@4=0 :43C0=F0 14@78<?8B0= A478=660 98:0 D0@8014;D0@8014; B4@A41CB 38<0AC::0= :4 30;0< ?4@A0<00= 8>B)0D0@B 0:0= 3830?0B <430= <06=4B8: 38 ?CA0B ;8=6:0@0= A410608 14@8:CB

A8=

&4@;C =30 ?4@70B8:0= 107E0 ?0=90=6 :0E0B A0<0 34=60= :4;8;8=6 :0E0B A478=660 8=B46@0; <4<8;8:8 10B0A 30@8 =>; A0<?08 A478=660 ?4@A0<00= <4=9038

$

$

I

%01!,!!- 9 14@;0:C C=BC: A0BC :0E0B <4;8=6:0@ 8:0 B4@30?0B ;8;8B0= :0E0B <4;8=6:0@ <0:0 8=3C:A8 <430= <06=4B8: 38 ?CA0B ;8=6:0@0= :0E0B <4=9038

$

I

@07 <430= <06=4B8: 30?0B 38B4=BC:0= 34=60= 0BC@0= B0=60= :0=0= A4?4@B8 ?030!,"!0

Gambar 5.11

Induksi magnetik di pusat kawat melingkar berarus.

z

0

x y

I

r

a r

Id

&4@70B8:0=60<10@14@8:CB 8:08=3C:A8<06=4B8:38?CA0B;8=6:0@0=14@0@CA;8AB@8:

F0=614@90@890@8030;07B4=BC:0=8=3C:A8<06=4B8:38B8B8:&

0 ₁

I a

P

2I 2I

P a I I

!5!"

0 %;47:0@4=014=BC::0E0B70=F014@C?0;8=6:0@0=14A0@8=3C:A8<06=4B8:38

030;07$34=60=0@07<0AC:1830=6 1 (4AC;B0=:C0B<430=<06=4B8:38B8B8:030;07$

I

Contoh

5.3

Tantangan

untuk Anda

Perhatikan gambar berikut.

Penghantar berbentuk dua setengah lingkaran konsentris, memiliki jari-jari a₁ = 2 cm dan a₂ = 4 cm. Penghantar dialiri oleh arus listrik I = 2 A.Tentukanlah besar induksi magnetik total yang timbul di titik pusat A.

A I

I

a₂ a₁

6. Induksi Magnetik di Pusat dan Ujung Solenoida

# "#030;07 AC0BC ;8;8B0= :0E0B ?4=670=B0@ F0=6 ?0=90=6 0B0C :C<?0@0= @0?0B F0=6 <4=F4@C?08 ;8;8B0= ?460A A4?4@B8 F0=6 38BC=9C::0= ?030!,"!0 ! 8:0:C<?0@0=?4=670=B0@388@8AA420@0<4<1C9C@ <4;8=B0=60:0=3830?0B8@8A0=?4=0<?0=6A4?4@B8?030!,"!0 " !C<?0@0=?4=670=B0@F0=614@0@CA;8AB@8:0:0=<4=670A8;:0=60@8A<430= <06=4B8:34=60=?>;0A0<034=60=F0=63870A8;:0=>;47<06=4B10B0=6

8:0 ?0=90=6 A>;4=>830 _{30= B4@38@8 0B0A 1C07 ;8;8B0= 9C<;07} ;8;8B0=C=BC:A4B80?A0BC0=?0=90=6<4=9038"

30=90@890@8:C<?0@0= =F0 =3C:A8 <06=4B8: 38 B8B8: & F0=6 B4@;4B0: ?030 AC<1C A>;4=>830 30= 38A4101:0= >;47 4;4<4= A>;4=>830 A4?0=90=6, 030;07

A8=

"

&

I

030;07 AC3CB 0=B0@0& 30=, A478=660

A8= 2>A42

A8=

_&

&

2>B0= 2>B0= 2>A42

, _{, ,}

4A0@=F0 8=3C:A8 <06=4B8: 38 & >;47 A4;C@C7 ?0=90=6 :0E0B A>;4=>830 34=60=<4=AC1AB8BCA8:0=70@60&30=,:430;0<%01!,!!-9030;07

A8=

"

2>A 2>A

"

I

8:0A>;4=>830B4@A41CBA0=60B?0=90=6A478=660 H30= H

14A0@8=3C:A8<06=4B8:38?CA0BA>;4=>830030;07

0B0C

"

I

4A0@8=3C:A8<06=4B8:38C9C=6A>;4=>83034=60= H30= H

030;07

0B0C

"

I

0

P

d D x a

P C A

F r

Gambar 5.12

(a) Solenoida yang dialiri arus listrik; (b) Penampang irisan membujur solenoida.

1

)41C07A>;4=>830F0=6?0=90=6=F0_{<30=90@890@8&<<4<8;8:8 ;8;8B0=}

A>;4=>830B4@A41CB380;8@80@CAA414A0@

0 *4=BC:0=8=3C:A8<06=4B8:38C9C=6A>;4=>830

1 8:0A>;4=>83038@4=660=6:0=A478=660?0=90=6=F03C0:0;8A4<C;014@0?0:07 14A0@=F08=3C:A8<06=4B8:38C9C=6A>;4=>830B4@A41CB

!5!"

0 =3C:A8 <06=4B8: 38 C9C=6 A>;4=>830 38B4=BC:0= 34=60= <4=66C=0:0=

%01!,!!-9F08BC

-1<

<

*

$

"

Contoh

5.4

Tokoh

Hans Oersted

(1777–1851)

Hans Oersted adalah seorang ahli Fisika berkebangsaan Denmark. Pada tahun 1819 ia menemukan hubungan mendasar antara kemagnetan dan kelistrikan. Percobaannya menunjukkan terjadinya pembelokan pada jarum kompas ketika didekatkan dengan kawat berarus. Fenomena ini dikenal dengan elektromagnetisme.

P

P P

I I

I

Tes Kompetensi

Subbab A

*4=BC:0=0@07<430=<06=4B8:38B8B8:&?03060<10@ 14@8:CB

0 1 2

)41C07 :0E0B ;C@CA 14@0@CA ;8AB@8: 38;4B0::0= <4 <0=90=6?0300@07CB0@0A4;0B0= 8:00@CA<4=60;8@ ?030:0E0B30@8CB0@0:4A4;0B0=B4=BC:0=0@07<430= <06=4B8:38B8B8:&F0=614@90@0:&380B0A:0E0BB4@A41CB &03060<10@14@8:CB

&4=670=B0@ F0=6 14@0@CA ;8AB@8: 14@78<?8B0= 30= A40@0734=60=AC<1C,?>A8B85*4=BC:0=0@07<430= <06=4B8:38B8B8:30=

x– x+

A z

B

I y+

y –

8:08=3C:A8<06=4B8:38?CA0B:0E0B;8=6:0@0=F0=6 14@0@CA30=14@90@890@8030;07B4=BC:0=8=3C:A8 <06=4B8:38B8B8:&?03060<10@14@8:CB

0

1

)41C07:C<?0@0=:0E0B14@380<4B4@ 2<B4@38@80B0A ;8;8B0=*4=BC:0=14A0@0@CAF0=6<4=60;8@<4;0;C8 :C<?0@0= 8BC 98:0 14A0@ 8=3C:A8 <06=4B8: 38 ?CA0B :C<?0@0=L I_-1<

6I

2I a2a 3a 9I

P 2a I P

Kata Kunci

• medan magnetik • garis gaya magnetik • fluks magnet • kaidah tangan kanan • hukum Biot-Savart • solenoida • toroida

• induksi magnetik

a

lingkaran arus

B

Gambar 5.13

Toroida yang dialiri arus listrik.

1 8:0?0=90=6=F0389038:0=3C0:0;8A4<C;0<A478=6608=3C:A8<06=4B8: 38C9C=6A>;4=>830<4=9038

-1<

<

*

$

"

6. Induksi Magnetik di Sumbu Toroida

#&# 030;07 :C<?0@0= F0=6 38;4=6:C=6:0= A478=660 AC<1C=F0 <4<14=BC: A41C07 ;8=6:0@0= 8:0 B>@>830 380;8@8 0@CA ;8AB@8: 0:0= B8<1C; 60@8A60@8A<430=<06=4B8:14@14=BC:;8=6:0@0=3830;0<B>@>830B4@A41CB 4A0@=F0 8=3C:A8 <06=4B8: 38 B8B8: & F0=6 14@030 38 ?CA0B AC<1C B>@>830 030;07

" I

$8;08"030;079C<;07;8;8B0=?4@A0BC0=:4;8;8=6;8=6:0@0=2a

A478=660%01!,!!- 9 30?0B 38BC;8A A410608 14@8:CB

I

!4B4@0=60=

B. Gaya Magnetik

8 !4;0A . =30 B4;07 <4=64B07C8 107E0 98:0 ?4=670=B0@ F0=6 380;8@8 0@CA ;8AB@8: 30= 38B4<?0B:0= 38 304@07 <430= <06=4B8: ?4=670=B0@B4@A41CB0:0=<4=60;0<860F00F0F0=6380;0<8?4=670=B0@ B4@A41CB 38=0<0:0=- !"( 0B0C- #&"(.

&4@70B8:0=!,"!0)4CB0A:0E0B34=60=?0=90=6F0=6380;8@8 0@CA;8AB@8:38B4<?0B:0=3830;0<<430=<06=4B8:F0=60@07=F0B460: ;C@CA <4=4<1CA 1830=6 :4@B0A !0E0B B4@A41CB 0:0= <4;4=6:C=6 :0@4=0 ?4=60@C760F0<06=4B8:4A0@=F060F0<06=4B8:F0=6380;0<8>;47:0E0B 14@0@CA ;8AB@8: 38 30;0< <430= <06=4B8: 14@10=38=6 ;C@CA 34=60= :C0B 0@CA ?0=90=6 :0E0B ?4=670=B0@ :C0B <430= <06=4B8: 30= A8=CA AC3CB 0=B0@0 0@07 0@CA 30= 0@07 8=3C:A8 <06=4B8: )420@0 <0B4<0B8A 14A0@ 60F0 <06=4B8: 30?0B 38BC;8A:0= A410608 14@8:CB

A8=

I

!4B4@0=60=

60F0 <06=4B8: $ :C0B 0@CA ;8AB@8: 8=3C:A8 <06=4B8: *

AC3CB F0=6 3814=BC: >;47 34=60= ?0=90=6 :0E0B ?4=670=B0@

0;0< 14=BC: D4:B>@%01!,!!- 930?0B 38BC;8A A410608 14@8:CB

L _I

1. Menentukan Arah Gaya Magnetik

=30 B4;07 <4=64B07C8 107E0 98:0 A4CB0A :0E0B F0=6 <4<8;8:8 ?0=90=6380;8@80@CA;8AB@8:30=38B4<?0B:0=3830;0<<430=<06=4B8: 0:0= B8<1C; 60F0 <06=4B8: 4A0@=F0 60F0 <06=4B8: ?030 :0E0B 14@0@CA30?0B38B4=BC:0=34=60=<4=66C=0:0=%01!,!!-9:0= B4B0?8 10608<0=0:07 20@0 <4=4=BC:0= 0@07 30@8 60F0 <06=4B8: +=BC: <4=64B07C8=F0 ;0:C:0=;07*2(4(2!1 (1(*! 14@8:CB 8=8

Gambar 5.14

Seutas kawat berarus Iberada di ruang yang dipengaruhi medan magnetik Bsehingga timbul gaya magnetik (F) pada kawat tersebut. I

F

Gambar 5.15

Penghantar panjangberarus listrik I di dalam medan magnetik homogen B.

I

B

Aktivitas Fisika 5.2

Gaya Magnetik Tujuan Percobaan

Mengamati gaya magnetik

Alat-Alat Percobaan

1. Aluminium foil 4. Sebuah sakelar 2. Sebuah magnet U 5. Dua buah penjepit 3. Sebuah baterai

Langkah-Langkah Percobaan

1. Susunlah peralatan tersebut, seperti pada gambar berikut.

pita aluminium

penjepit

sakelar – +

sebelum sakelar ditutup, pita aluminium dalam keadaan mendatar

F P

2. Tutuplah sakelar agar arus listrik mengalir melalui pita aluminium. 3. Apakah yang terjadi dengan pita aluminium tersebut?

4. Ubahlah polaritas dari baterai, kemudian amati yang terjadi pada pita aluminium.

5. Balikkan posisi kutub magnet U, kemudian amati yang terjadi pada pita aluminium.

6. Apakah kesimpulan Anda dari kegiatan ini?

F

B F

I

Gambar 5.17

Arah gaya magnetik sesuai dengan kaidah tangan kanan.

&4@70B8:0=!,"!0 8:0 :0E0B ?4=670=B0@ F0=6 380;8@8 0@CA ;8AB@8: 38;4B0::0= 38 30;0< 304@07 <430= <06=4B8: :0E0B B4@A41CB 0:0=<4=60;0<860F0<06=4B8: F0=60@07=F0A4?4@B838BC=9C::0=?030 60<10@ B4@A41CB A478=660 :0E0B 0:0= <4;4=6:C=6 :4 0B0A

:0= B4B0?8 98:0 ?>;0@8B0A 10B4@08 3810;8: :0E0B 0:0= <4;4=6:C=6 :410E070:810B30@860F0<06=4B8:F0=60@07=F0:410E07468BC?C;0 70;=F0 98:0 0@07 8=3C:A8 <06=4B8: 38C107 34=60= 20@0 <4=6C107 ?>A8A8 <06=4B + 0@07 30@8 60F0 <06=4B8: 14@60=BC=6 ?030 0@07 0@CA ;8AB@8: 30= 0@07 <430= <06=4B8:

0;0<<4=4=BC:0=0@0760F0<06=4B8:F0=6380;0<8:0E0B14@0@CA;8AB@8: 3830;0<<430=<06=4B8:30?0B386C=0:0=:08307B0=60=:0=0=14@8:CB8=8 ( $ ("" "" ) '!" '" !$( & -" &$(" !")") & !" !"( " ) & !")") & &)' '(& & #&#" ( $ ("" !")")" & - !"( -" ! # +( &&)' ?4@70B8:0=!,"!0

0380@0760F0<06=4B8:34=60=:08307B0=60=:0=0=<4=C=9C::0= 0 81C 90@8 A410608 0@07 0@CA

1 0@07 60F0 <06=4B8: :4;C0@ 30@8 B4;0?0: B0=60=

2 AC3CB 030;07 AC3CB F0=6 3814=BC: >;47 81C 90@8 34=60= 90@8 F0=6 ;08==F0

Gambar 5.16

Gaya magnetik yang dialami kawat penghantar berarus listrik.

S U

B

Ion bermuatan dari Matahari mendekati Bumi dan masuk ke atmosfer menuju daerah kutub pada umumnya dikatakan adanya pengaruh medan magnetik Bumi. Kadang-kadang kejadian ini menimbulkan fenomena yang disebut aurora borealis atau cahaya utara di daerah lintang utara.

Charged ions approach the Earth from the Sun and enter the atmosphere mainly near the poles, sometimes causing a phenomenon called the aurora borealis or northern lights in northern latitudes.

Informasi

untuk Anda

Information for You

&4=670=B0@ &' F0=6 ?0=90=6=F0 < 30= 8=3C:A8<06=4B8:*B4@;4B0:?0301830=630B0@ :43C0=F0<4<14=BC:AC3CB HA0BCA0<0 ;08= 8:0 60F0 <06=4B8: F0=6 14:4@90 ?030 ?4=670=B0@14A0@=F0$34=60=0@07A4?4@B8?030 60<10@B4=BC:0=14A0@30=0@070@CA;8AB@8:F0=6 <4=60;8@?030?4=670=B0@8BC

!5!"

4=60=<4=66C=0:0=:08307B0=60=:0=0=38?4@>;470@070@CA30@8&:4')4AC08 34=60=%01!,!!-938?4@>;47

A8=

$*<A8= H

$

* <

038:C0B;8AB@8:030;07

<4=60;8@30@8&:4'

P F

Q

B

Contoh

5.5

2. Gaya Magnetik pada Muatan yang Bergerak

8:0 <C0B0= ;8AB@8:% 14@64@0: 34=60= :424?0B0=* 30;0< <430= <06=4B8:7><>64=0:0=B8<1C;60F0<06=4B8:?030<C0B0=B4@A41CB =30 B4=BC <4=64B07C8 107E0 7C1C=60= 0=B0@0 <C0B0= % 30= :C0B

0@CA 030;07 % (

A478=660%01!,!!- 9 30?0B 38=F0B0:0= <4=9038

A8= %

(

"8=B0A0= F0=6 38B4<?C7 <C0B0= 30;0< A4;0=6 E0:BC( A0<0 34=60= 14A0@ :424?0B0= F08BC*

( A478=660 14A0@ 60F0 <06=4B8: ?030 <C0B0= ;8AB@8: F0=6 14@64@0: 30?0B 38=F0B0:0= 34=60= ?4@A0<00=

A8=

%*

I

!4B4@0=60=

* 14A0@ :424?0B0= <C0B0= <A

AC3CB 0?8B 0=B0@0 :424?0B0=* 30= <430= <06=4B8:

&0@B8:4; 14@<C0B0= F0=6 14@64@0: B460: ;C@CA B4@7030? <430= <06=4B8: 0:0= <4=60;0<8 60F0 <06=4B8: F0=6 0@07=F0 A4;0;C B460: ;C@CA B4@7030? 0@07 :424?0B0= 4=60= 34<8:80= 60F0 <06=4B8: 14@5C=6A8 A410608 60F0 A4=B@8?4B0; A478=660 64@0: ?0@B8:4; <4@C?0:0= 64@0: <4;8=6:0@ 14@0BC@0= A4?4@B8 B0<?0: ?030!,"!0 =60B 5C=6A8 60F0 A4=B@8?4B0; ?030 64@0: <4;8=6:0@

4@30A0@:0=%01!,!!- 9 C=BC: = _{60F0 <06=4B8:}

38=F0B0:0= 34=60= ?4@A0<00=

%*

I

&0@B8:4; 14@<C0B0= 14@64@0: <4;8=6:0@ :0@4=0 <4=30?0B:0= 60F0 A4=B@8?4B0; F08BC 60F0 <06=4B8: #4=C@CB C:C< $4EB>= ?030 64@0: <4;8=6:0@ 14@0BC@0= 14A0@=F0 60F0 30?0B 38BC;8A:0= A410608 14@8:CB

!_'%*

* !

& ! *

& %

_I

!4B4@0=60=

& 90@890@8 ;8=B0A0= < 8=3C:A8 <06=4B8: * ! <0AA0 ?0@B8:4; :6 % <C0B0= ?0@B8:4;

* :424?0B0= ;8=40@ ?0@B8:4; <A

0608<0=0:0720@0<4=6C:C@<0AA0A41C07?0@B8:4;14@<C0B0=8>= +=BC:<4=6C:C@<0AA0A41C07?0@B8:4;14@<C0B0=8>=30?0B386C=0:0= A?4:B@>A:>? <0AA0 &4@70B8:0=!,"!0 F0=6 <4=68;CAB@0A8:0= A41C07 A?4:B@>A:>? <0AA0

&0@B8:4; 14@<C0B0= 8>= % 3870A8;:0= >;47 ?4=670A8; 8>= A4B4;07 B8<1C; <430= ;8AB@8: 0:810B 1430 ?>B4=A80; >= B4@A41CB <4=8=660;:0= B4<?0B ) :4<C380= <0AC: :4 30;0< @C0=6 F0=6 38 30;0<=F0 B4@30?0B <430= <06=4B8: 7><>64= <4;0;C8 A41C07 24;07 #430= <06=4B8: <4=F4101:0=8>=14@64@0:A4B4=607;8=6:0@0=34=60=90@890@8&3830;0< @C0=6 B4@A41CB

4A0@=F0 4=4@68 :8=4B8: 8>= ?030 A00B <C=2C; 30= <C;08 14@64@0: A0<0 34=60= =>; :0= B4B0?8 A4B4;07 8>= 14@64@0: 30= A0<?08 38 ?>A8A8 0:78@=F08>=B4@A41CB<4<8;8:84=4@68:8=4B8:A414A0@

!* >=14@64@0:

B

Gambar 5.18

Gaya yang dialami muatan bergerak dalam medan magnetik.

R F v

A

Gambar 5.19

Pengukuran massa ion menggunakan spektroskop massa.

x r

+q

S – +

B

:0@4=0030=F0?4@C1070=?>B4=A80;3830;0<A?4:B@>A:>?A414A0@I%;47 :0@4=0 <C0B0= F0=6 14@64@0: 030;07 <C0B0= ?>A8B85 8>= ?4@C1070= 4=4@68 ?>B4=A80; F0=6 B4@9038 0:810B 64@0:0= 8>= B4@A41CB 030;07

$ %

4@30A0@:0= C:C< !4:4:0;0= =4@68 #4:0=8:

$

!* %

%

*

! I

%01!,!!- 9 030;07 ?4@A0<00= F0=6 <4=F0B0:0= 14A0@=F0 :424?0B0= 8>= 38 30;0< A?4:B@>A:>? 4=60= <4=AC1AB8BCA8:0= %01!,!!- 9 :4%01!,!!- 9 <0:0 0:0= 38?4@>;47

!* &

%

! %

&

% !

!

&

% I

&4@70B8:0= :4<10;8!,"!0 , & <0:0

!

, &

%

4=60= 34<8:80= 14A0@=F0 <0AA0 8>= ?0@B8:4; 14@<C0B0= 30?0B 38=F0B0:0= 34=60= ?4@A0<00=

%, !

0B0C

%& !

I

)41C07?0@B8:4;14@<C0B0=14@03030;0<<430=<06=4B8:7><>64= I_*

8:0:424?0B0=?0@B8:4;B460:;C@CA<430=<06=4B8:=F030=;8=B0A0=?0@B8:4;14@C?0 ;8=6:0@0=34=60=90@890@8 2<B4=BC:0=14A0@=F0<><4=BC<?0@B8:4;

!5!"

8:4B07C8 %L I

I_*

2< <

4=60=<4=66C=0:0=%01!,!!-9 0:0=38?4@>;47

!*

!* % %

4=60=34<8:80=<><4=BC<?0@B8:4;030;07

!*%

L I I_{* <}

L I_$A

038<><4=BC<?0@B8:4;B4@A41CB030;07L I_$A

Contoh

5.6

Tantangan

untuk Anda

)41C07?0@B8:4;14@64@0:38A4:8B0@:0E0B14@0@CA;8AB@8:A4?4@B860<10@14@8:CB *4=BC:0=0@0760F0<06=4B8:F0=6380;0<8?0@B8:4;98:0

?0@B8:4;B4@A41CB 0 ?@>B>= 1 4;4:B@>=

!5!"

@07 <430= <06=4B8: 38 0B0A :0E0B 030;07 :4;C0@ 1830=6:4@B0AA430=6:0=3810E07:0E0B<0AC:1830=6 :4@B0A 038 0@07 60F0 38?4@>;47 30@8 :08307 B0=60= :0=0=

0 +=BC:?0@B8:4;14@<C0B0=?>A8B85F08BC?@>B>=0@0760F0 <4=34:0B8:0E0B 1 +=BC:?0@B8:4;14@<C0B0==460B85F08BC4;4:B@>=0@0760F0 <4=90C78:0E0B

3. Gaya Magnetik antara Dua Kawat Sejajar

&030 3C0 :0E0B ?4=670=B0@ A49090@ F0=6 B4@?8A07 A490C7 380;8@8 0@CA ;8AB@8: 30= &030!,"!0 ! A40@07 34=60= 30= ?030 !,"!0 " 14@;0E0=0= 0@07 34=60= *4@=F0B0 ?030!,"!0 !:43C0:0E0BA0;8=6<4=34:0B0B0CB0@8:<4=0@8:A430=6:0=?030 !,"!0 " :43C0 :0E0B A0;8=6 <4=90C7 0B0C B>;0:<4=>;0: =8 <4=C=9C::0= 107E0 0=B0@0 :43C0 :0E0B B8<1C; 60F0 <06=4B8:

Gambar 5.20

Dua buah penghantar lurus sejajar dialiri oleh arus listrik. (a) I₁ searah dengan I₂. (b) I₁ berlawanan arah dengan I₂.

garis medan

karena I₁ I₂

garis medan karena I₂

P Q

B₁

B₂ F₁ F₂

a

garis medan karena I₂ garis medan

karena I₁ I₁ I₂

B₁ B₂

Q P

F₁ F₂

a

0 1

I₁

Contoh

5.7

4A0@=F060F0B8<10;10;8:0=B0@0:0E0BA0BC30=:0E0BF0=6;08=30?0B 38BC@C=:0=A41060814@8:CB&030!,"!0 !0@CA;8AB@8:<4=8<1C;:0= 8=3C:A8<06=4B8:38B8B8:<0:014A0@030;07

&4=670=B0@14@0@CA0:0=38?4=60@C78>;478=3C:A8<06=4B8:A478=660 <4=60;0<860F0<06=4B8: A4AC0834=60=?4@A0<00=

A8=

A8=

)4;0=9CB=F0?4=670=B0@14@0@CA<4=8<1C;:0=8=3C:A8<06=4B8:38B8B8:

4A0@=F0

B

&4=670=B0@0@CA0:0=38?4=60@C78>;478=3C:A8<06=4B8:A478=660 <4=60;0<860F0<06=4B8:A4AC0834=60=?4@A0<00=

A8=

A8=

0@8?4@A0<00=?4@A0<00=B4@A41CB38?4@>;4760F0?4@A0BC0=?0=90=6 C=BC::43C0?4=670=B0@030;07A0<0%;47:0@4=08BC30?0B38A8<?C;:0= 107E0$ ) $""(& )&)' '& -" & &)' '(& " (& - (&!"& ) &)'"- !! & -" '! '"" - (# !"# " (& ) &)' '(&"- & +"" &

038

38A41CB A410608 F08BC

I

8:0 %01!,!!- 9 30?0B 38BC;8A <4=9038

I

C0:0E0BA49090@F0=6A0BCA0<0;08=14@90@0: 2<380;8@80@CA;8AB@8:A0<014A0@ 8:0 0=B0@0:43C0=F0B8<1C;60F0B8<10;10;8:?4@A0BC0=?0=90=6A414A0@L I_$<

78BC=6;07:C0B0@CA?030<0A8=6<0A8=6:0E0B

!5!"

8:4B07C8

2< <

L

I_$<

0F0?4@A0BC0=?0=90=6F0=6380;0<8:43C0:0E0B<4<4=C78?4@A0<00=

-1<

$<

<

038:C0B0@CA?030<0A8=6<0A8=6:0E0B030;07

Kata Kunci

• gaya magnetik • kaidah tangan kanan

Contoh

5.8

Tes Kompetensi

Subbab

B

)41C07:0E0BF0=6?0=90=6=F0 2<14@030B460:;C@CA 3830;0<<430=<06=4B8: 8:0@0?0B5;C:A<06=4B8:=F0 B4A;030=0@CAF0=6<4=60;8@<4;0;C8:0E0B B4=BC:0=60F0<06=4B8:F0=6380;0<8:0E0B

)4?>B>=6:0E0B?0=90=6=F0<30=14@<0AA0 6 !0E0B 38@4=B0=6:0= 7>@8G>=B0; <4<>B>=6 <430= <06=4B8: *F0=69C607>@8G>=B0;30=<4<14=BC: AC3CB HB4@7030?:0E0B4@0?0:07:C0B0@CAF0=6 <4=60;8@ 30;0< :0E0B C=BC: <4=68<10=68 60F0 6@0D8B0A8 <A

)41C07 4;4:B@>= % I L I _{14@64@0: 38}

30;0< AC0BC <430= <06=4B8: A4@10 A0<0 34=60= 8=3C:A8 <06=4B8: B4A;0 @07 64@0: 4;4:B@>= <4<14=BC: AC3CB H B4@7030? 0@07 60@8A <430= <06=4B8: 8:0 4;4:B@>= <4=60;0<8 60F0 <06=4B8:

A414A0@ L I _{$ 14@0?0:07 14A0@ :424}

?0B0==F0

)41C07?@>B>=%IL I_{14@64@0:34=60=}

:424?0B0=L I_{<A<4;0;C8AC0BC<430=<06=4B8:}

F0=6A4@10A0<034=60=8=3C:A8<06=4B8: * 30;0<0@07AC<1C.?>A8B85 8:0?@>B>=14@64@0:?030 1830=6,-30=<4<1C0BAC3CB HB4@7030?AC3CB.

?>A8B85B4=BC:0=14A0@30=0@0760F0<06=4B8:F0=6 14:4@90?030?@>B>=

)41C07?@>B>=38B4<10::0=A4?0=90=6AC<1C,?>A8B85 34=60= :424?0B0= L _{<A 4@0: ?@>B>=}

<4;8=B0A8<430=<06=4B8: **4=BC:0=14A0@0@07 60F0F0=614:4@90?030?@>B>=8BC98:060@8A60@8A60F0 <06=4B8:14@0@07:40AC<1C,=460B851AC<1C.

C. Aplikasi Gaya Magnetik

&4=66C=00=60F0<06=4B8:30;0<:4783C?0=A470@870@80=B0@0;08=A410608 14@8:CB

1. Motor Listrik

&4@=07:07=30<4<1>=6:0@38=0<>?030:8?0A0=68=0B0C38=0<> ?030 @038>($ 8=0<> F0=6 030 ?030 0;0B B4@A41CB A414=0@=F0 030;07 <>B>@ F0=6 3864@0::0= >;47 B4=060 ;8AB@8: #>B>@ ;8AB@8: 030;07 0;0B F0=6 <4=6C107 4=4@68 ;8AB@8: <4=9038 4=4@68 :8=4B8: 64@0: ):4<0 <>B>@ ;8AB@8: A434@70=0 38BC=9C::0= ?030!,"!0

I I

poros arah putaran F

B C B D

F A

komutator sikat karbon Gambar 5.21

Skema motor listrik

Gambar 5.22

Skema galvanometer F

a

F b

I

I pivot

U

S

!C<?0@0=38;4B0::0=380=B0@0<430=<06=4B8:)4AC0834=60= :08307B0=60=:0=0=:43C0:0E0B0:0=<4=60;0<860F0<06=4B8: F0=60@07=F0:40B0A30=:0E0B0:0=<4=60;0<860F0<06=4B8: F0=6 0@07=F0:410E07 038?030A8A8A8A8:C<?0@0=F0=614@;0E0=0=14:4@903C0 60F0F0=6A0<014A0@14@;0E0=0=0@0730=60@8A:4@90=F014@1430!43C0 60F0A4?4@B88=838A41CB#$ %;47:0@4=0030=F0:>?4;8=8:C<?0@0= 0:0=14@?CB0@A40@07?CB0@0=90@C<90<

&030?>A8A8D4@B8:0; H0@0760F0 0:0=A460@8A:4@90A478=660:>?4; A0<0 34=60= =>; :0= B4B0?8 :C<?0@0= B830: ;0=6AC=6 14@74=B8 A4101 <0A87 <4<8;8:8 :424?0B0= 0E0; )4;0=9CB=F0 3870A8;:0= ;068 :>?4; A478=660 :C<?0@0=30?0BB4@CA14@?CB0@)4B4;07<4=4<?C7A4B4=607?CB0@0= H 0@CA;8AB@8:F0=6<4;0;C8:0E0B30=14@C1070@07:810B=F0B8<1C; <><4=:>?4;F0=60@07=F014@;0E0=0=34=60=<><4=:>?4;F0=6?4@B0<0 A478=660 :C<?0@0= 0:0= 14@?CB0@ :4<10;8 :4 ?>A8A8 A4<C;0

60@ :C<?0@0= 14@?CB0@ B4@CA<4=4@CA A4B80? C9C=6 :C<?0@0= 387C1C=6:0= 34=60= 28=28= 14;07 0B0C#!)((#& F0=6 B4@1C0B 30@8 B4<1060 )4B80? :><CB0B>@ 38B4:0= >;47 A8:0BA8:0B :0@1>= !><CB0B>@ 8:CB 14@?CB0@ 14@A0<0A0<0 34=60= :C<?0@0= B4B0?8 A8:0BA8:0B :0@1>= B830: 8:CB 14@?CB0@ B4B0? ?030 B4<?0B=F0 0; 8=8 <4=60:810B:0= 0@07 0@CAF0=6<4;0;C8:0E0B30=14@C1070@07A4B80?A4B4=607?CB0@0= A478=660 :C<?0@0= 30?0B 14@?CB0@ B4@CA<4=4@CA

2. Galvanometer

0;D0=><4B4@ 030;07 :><?>=4= 30A0@ 30@8 0<?4@4<4B4@ D>;B<4B4@ 30= >7<<4B4@ ):4<0 60;D0=><4B4@ 38BC=9C::0= ?030!,"!0

0680= F0=6 B4@?4=B8=6 30@8 0;0B C:C@ 8=8 030;07 A41C07 8=B8 14A8 ;C=0:F0=638;8;8B8:0E0BA478=660<4<14=BC::C<?0@0=F0=638;4B0::0= 38 0=B0@0 :CBC1 CB0@0 30= A4;0B0= A41C07 <06=4B

!4B8:0 0@CA ;8AB@8: <4=60;8@ <4;0;C8 :C<?0@0= A8A8A8A8 :C<?0@0= F0=6 14@030 38 34:0B :CBC1 CB0@0 30= :CBC1 A4;0B0= <06=4B 0:0= <4=60;0<8 60F0F0=614@;0E0=0=0@07A478=660:C<?0@0=0:0=14@?CB0@:0=B4B0?8

?460AA?8@0;0:0=<4=670<10B:C<?0@0=:C<?0@0=B4@A41CBA478=660:C<?0@0= 70=F014@?CB0@34=60=AC3CBB4@B4=BCF0=614A0@=F0A410=38=634=60=14A0@ 0@CA;8AB@8:F0=6<4=60;8@<4;0;C8:C<?0@0=F08BC14A0@AC3CBF0=6B830:?4@=07 <4;4E0B810B0A<0:A8<C< H0B0C:C<?0@0=70=F030?0B14@?CB0@<0:A8<C< A4?4@4<?0B?CB0@0=A0<?08:43C3C:0=:C<?0@0=B460:;C@CAB4@7030?<430= <06=4B8:4A0@=F00@CA;8AB@8:F0=6<4=60;8@<4;0;C8:C<?0@0=38BC=9C::0= >;47?4=F8<?0=60=90@C<?4=C=9C:A:0;0

3. Pengeras Suara (

Loudspeaker

)

0<?8@A4<C0>@0=6<4=64=0;?4=64@0AAC0@0&4=64@0AAC0@014:4@90 14@30A0@:0= ?@8=A8? 8=3C:A8 <06=4B8: F0=6 <4<14@8:0= 60F0 <06=4B8: ?030 :0E0B 14@0@CA ;8AB@8: 0@CA ;8AB@8: 14@AC<14@ 30@8 64=4@0B>@ 38:8@8<:0= <4;0;C8 ?4A0E0B @038> 0B0C *, F0=6 387C1C=6:0= :4 C9C=6 :014; #)'$& !014; ?030 #)'$&387C1C=6:0= ?030 A41C07 :C<?0@0= :0E0B F0=6 B4@?0A0=6 ?030 ;>@>=6 #)'$& )4;0?CB #)'$& 180A0=F0 B4@1C0B 30@8 1070= 4;0AB8A F0=6 30?0B 14@64@0: <09C <C=3C@ 34=60= 1410A !4B8:0 0@CA 1>;0:10;8: 30@8 ?4=4@8<0 <4=60;8@ <4;0;C8 :C<?0@0= :0E0B :C<?0@0= 30= A4;0?CB #)'$& <4=60;0<8 60F0F0=638A4101:0=8=3C:A8<06=4B8:>;47<430=<06=4B8:?4@<0=4= #4;0;C8 0@CA 1>;0:10;8: 34=60= 5@4:C4=A8 A8=F0; 0C38> 14@:8A0@ G A4;0?CB #)'$& 14@64@0: <09C <C=3C@ ?030 5@4:C4=A8 F0=6 A0<0 &0@B8:4;?0@B8:4; C30@0 F0=6 B4@3>@>=6 :4;C0@ >;47 A4;0?CB #)'$& <4=8<1C;:0= @0?0B0= 30= @460=60= ?030 C30@0 A4:8B0@=F0 A478=660 #)'$& 30?0B <4=6C107 4=4@68 ;8AB@8: <4=9038 4=4@68 1C=F8

4. Kereta Api Terbang

&4@=07:07 =30 <4=34=60@ 8=5>@<0A8 B4@10@C B4=B0=6 :4@4B0 0?8 8 =460@0 <09C A4?4@B8 4?0=6 B4;07 381C0B :4@4B0 0?8 B4@10=6 4=BC: :4@4B0 0?8 B4@10=6 38?4@;870B:0=!,"!0

4=8A:4@4B00?8B4@10=6#06;4D*@08="( -*((#"<4=6 6C=0:0= ?@8=A8? 60F0 <06=4B8: 30;0< ?4@64@0:0==F0 !4@4B0 0?8 8=8 14@64@0: B0=?0 <4=F4=BC7 ;8=B0A0= 30= <4;0F0=6 A4B8=668 1414@0?0 24=B8<4B4@ 38 0B0A @4;

!4<0<?C0= 60F0 <06=4B8: C=BC: <4=F0=660 60F0 14@0B :4@4B0 0?8 78=66030?0B<4;0F0=6380B0A;8=B0A0=@4;30=14@64@0:34=60=:424?0B0= 38 0B0A :<90< 030;07 0:810B 38=38=6 @4; F0=6 B4@?0A0=6 ?030 :43C0 A8A8 ;8=B0A0= 38 A4?0=90=6 @4; :4@4B0 0?8 38;4=6:0?8 34=60= :C<?0@0= :C<?0@0= :0E0B 4@30A0@:0= ?@8=A8? 8=3C:A8 4;4:B@><06=4B8: :C<?0@0=:C<?0@0=B4@A41CB30?0B<4=9038<06=4B30=:4@4B00?830?0B 14@64@0: :0@4=0 030=F0 8=B4@0:A8 0=B0@0 <06=4B<06=4B ?030 38=38=6 30= <06=4B<06=4B ?030 :4@4B0 )4<0:8= 24?0B ;09C :4@4B0 A4<0:8= 14A0@ 8=3C:A8 <06=4B8: F0=6 38?4@>;47=F0 !4B8:0 ?>A8A8 :4@4B0 14@030 1414@0?0 24=B8<4B4@ 38 10E07 ?CA0B <06=4B 38=38=6 108: :CBC1 CB0@0 30= :CBC1 A4;0B0= 38=38=6 :43C0=F0 0:0= <4=3>@>=6 :4@4B0 :4 0B0A F0=6 <4=F4101:0= :4@4B0 <4;0F0=6 1414@0?0 24=B8<4B4@

!>=A4?60F0<06=4B8:9C6010=F0:386C=0:0=30;0<14@10608<020< B4:=>;>68 A470@870@8 #8A0;=F0 <>B>@ ;8AB@8: B01C=6 60<10@ B4;4D8A8 ?4=64@0AAC0@0:0A4B@038>?@8=B4@30='&*34=60=<4<0=500B:0= <430= <06=4B8: F0=6 38B8<1C;:0= >;47 <06=4B ?4@<0=4= 0@CA ;8AB@8: 30= <C0B0= F0=6 14@64@0:

Sumber: Science Discovery 1, 2004

Gambar 5.23

D. Sifat Magnet Bahan

070=<4@C?0:0=:C<?C;0=0B><0B0C<>;4:C;830;0<0B><0B0C <>;4:C; B4@30?0B 4;4:B@>= 14@<C0B0= =460B85 ;4:B@>= <4=64;8;8=68 8=B8 0B>< A478=660 <4@C?0:0= 0@CA ;8AB@8: F0=6 14@64@0: <4;8=6:0@ ;4:B@>= 4;4:B@>= 9C60 <4;0:C:0= 64@0: @>B0A8 F0=6 38=0<0:0= A?8= 4;4:B@>= &030 0B>< A?8= 4;4:B@>= 030 F0=6 14@?0A0=60= 30= 030 9C60 F0=6 B830: 14@?0A0=60= &4@70B8:0=!,"!0

!4<06=4B0=1070=38B4=BC:0=>;47A?8=4;4:B@>=30=64@0:4;4:B@>= <4=64;8;8=688=B8)?8=4;4:B@>=B830:14@?0A0=60=14@A850BA410608<06=4B :428;A430=6:0=A?8=4;4:B@>=F0=614@?0A0=60=B830:<4=8<1C;:0=A850B :4<06=4B0=

4@30A0@:0= B0=660?0= 1070= B4@7030? AC0BC <06=4B 1070= 38:4;><?>::0= <4=9038 B860 94=8A F08BC 1070=&&#!"( 1070= $&!"( 30= 1070=!"(

1. Bahan Ferromagnetik

070= 8=8 98:0 3834:0B8 <06=4B 0:0= B4@B0@8: 34=60= :C0B 468BC 9C60 98:0 14@030 30;0< <430= <06=4B8: 0:0= <4=8<1C;:0= :C0B <430= F0=6 14A0@ 4=60= 34<8:80= 38:0B0:0= 107E0 1070= 54@@><06=4B8: <4<8;8:8')'$( (' $#'(:424=34@C=60= C=BC: <C307 <4=9038 <06=4B 30=$&! (' 1070= ;4187 14A0@ 30@8 C30@0

B>< 38 30;0< 1070= 54@@><06=4B8: <4=60=3C=6 10=F0: 4;4:B@>= 34=60='$" ( &$'"" A478=660 <C307 C=BC: <4=6C<?C;:0= 60@8A60@8A <430= <06=4B8: A4?4@B8!,"!0

070=54@@><06=4B8:A4@8=6386C=0:0=C=BC:<4<1C0B<06=4BB4B0? A4?4@B8 14A8 =8:4; :>10;B 30= 1090 8:0 AC7C 1070= 38=08::0= 107:0= 30?0B A0<?08 H AC7C C@84 A850B 54@@><06=4B8:=F0 0:0= 14@C107 0B0C 107:0= 30?0B 78;0=6

2. Bahan Paramagnetik

070= F0=6 A438:8B <4=0@8: 60@8A60@8A <430= <06=4B8: 38=0<0:0= 1070= ?0@0<06=4B8: &4@70B8:0=!,"!0 8 30;0< 0B><=F0 B4@30?0B'( (&#" 34=60='$" ( &$'"" A478=660 1070= 8=8 <4<8;8:8 ACA4?B818;8B0A ?>A8B85 :428; B4B0?8 <4<8;8:8 ?4@<4018;8B0A 38 0B0A ?4@<4018;8B0A C30@0

>=B>7 1070= 8=8 030;07 0;C<8=8C< <06=4A8C< E>;5@0< ?;0B8=C< 30= B4<1060 AC;5830

3. Bahan Diamagnetik

070= 380<06=4B8: <4<8;8:8')'$( (' "( ;4:B@>=4;4:B@>= 30;0< 0B><=F0 70<?8@'!)"- &$'"" A478=660 <430= <06=4B8: =F0 A0;8=6 <4=8030:0= :810B=F0 1070= 380<06=4B8: AC:0@ <4=0@8:

Gambar 5.24

(a) Gerak melingkar elektron mengelilingi inti; (b) Spin elektron tidak berpasangan; (c) Spin elektron berpasangan.

S S

U U

U

S

0 1 2

Gambar 5.25

Bahan ferromagnetik dalam solenoida

Gambar 5.26

Bahan paramagnetik dalam solenoida

Gambar 5.27

Bahan diamagnetik dalam solenoida

S U

bel

pegas baja interuptor (pemutar arus)

sakelar besi U

kumparan

Gambar 5.28

Skema rangkaian relai magnetik engsel

rangkaian kedua

solenoida

sakelar armatur

(lempengan)

inti besi

!"%+

)C7CC@84414@0?0070= 4@@><06=4B8:

. !'!- 3'330(%

8

03>;8=8C<

$8:4;

4A8

!>10;B

Gambar 5.29

Skema rangkaian bel listrik

60@8A60@8A60F0<06=4B8:30@8;C0@A4?4B838BC=9C::0=?030!,"!0 070= 8=8 <4<8;8:8 ?4@<4018;8B0A ;4187 :428; 30@8 ?4@<4018;8B0A C30@0

>=B>7=F0 A4=6 ?4@0: 4<0A 18A<CB 30= ?4@0:

4. Suhu Curie

)850B :4<06=4B0= 1070= 54@@><06=4B8: 30?0B 14@C107 8:0 38?0=0A:0= A850B 54@@><06=4B8: AC0BC 1070= 0:0= 78;0=6 30= 14@C107 <4=9038 1070= ?0@0<06=4B8: 98:0 AC7C 1070= 38=08::0= <4;41878 AC0BC =8;08 B4@B4=BC 38A41CB AC7C C@84 &030 !"%+ 38A098:0= AC7C C@84 30@8 1414@0?0 1070= 54@@><06=4B8:

5. Penerapan Bahan Ferromagnetik

a. Relai Magnetik (Penghubung)

<06=4B8: 030;07 A41C07 0;0B F0=6 <4=66C=0:0= ?@8=A8? 4;4:B@><06=4B8:30;0<A41C07@0=6:080=C=BC:<4=6783C?:0=@0=6:080= F0=6 ;08= ;0B 8=8 B4@38@8 0B0A 8=B8 14A8 ;C=0: F0=6 38;8;8B >;47 A41C07 :C<?0@0= A>;4=>830 38 A4:4;8;8=6=F0 )41C07 0@<0BC@ ;4<?4=60= 14@14=BC: " B4@1C0B 30@8 ?;0B 1090 F0=6 30?0B 14@64@0: 1410A 30;0< @0=6:080= 38B4<?0B:0= A4?4@B8 B0<?0: ?030!,"!0

!4B8:0 A0:4;0@ B4@7C1C=6 0@CA A464@0 <4=60;8@ 30;0< @0=6:080= ?4@B0<0 <4;0;C8 A41C07 :C<?0@0= A>;4=>830 :810B=F0 8=B8 14A8 ;C=0: <4=9038 14@A850B <06=4B8: F0=6 30?0B <4=0@8: 0@<0BC@ +9C=6 10680= 0B0A0@<0BC@B4@0=6:0B30=<4=CBC?A0:4;0@?4=67C1C=6?030@0=6:080= :43C0)4;0=9CB=F00@CA?030@0=6:080=?4@B0<038B4@CA:0=:4@0=6:080= :43C0 (4;08 <06=4B8: 10=F0: 386C=0:0= ?030 7C1C=60= B4;4?>= 30= '(&(" !#(#& :4=30@00=

b. Bel Listrik

070= 54@@><06=4B8: 9C60 180A0 386C=0:0= ?030 14; ;8AB@8: &030 @0=6:080= 14; ;8AB@8: 8=B8 14A8 38;8;8B :0E0B 34=60= BC9C0= <4<?4@:C0B <430=<06=4B8:38A4:8B0@=F0(0=6:080=14;;8AB@8:A434@70=038BC=9C:0= A4?4@B8!,"!0

!4B8:0 A0:4;0@ 38B4:0= 0@CA ;8AB@8: <4=60;8@ 30@8 AC<14@ B460=60= <4=C9C ?460A 1090 30= <4=60;8@ :4 :C<?0@0= :0E0B F0=6 <4;8;8B ?030 <06=4B+@CA;8AB@8:F0=6<4=60;8@?030:C<?0@0=<4=F4101:0=8=3C:A8 4;4:B@><06=4B8: ?030 14A8 + A478=660 14@A850B <06=4B 30= <4=0@8: 14A8 ;C=0:F0=6<4;4:0B?030?460A1090:810B=F0?460A1090<4<C:C;14; A478=66014;14@1C=F8&030A00BF0=6A0<0:4B8:014;14@1C=F87C1C=60= 0=B0@0 8=B4@C?B>@ 30= AC<14@ B460=60= B4@?CBCA A478=660 14A8 + B830: 14@A850B<06=4B;06830=?460A1090:4<10;8:4:40300=A4<C;0!4<C380= AC<14@B460=60=:4<10;814@7C1C=60=34=60=8=B4@C?B>@30=?@>A4AF0=6 A0<0 B4@9038 :4<10;8

Rangkuman

#430=<06=4B8:030;07304@0738A4:8B0@<06=4B38 <0=0 <06=4B<06=4B ;08= 0B0C 14=3014=30 <06=4B8:F0=638;4B0::0=30;0<304@078=8<0A87 38?4=60@C78<06=4BB4@A41CB

;C: <06=4B8: 030;07 10=F0:=F0 60@8A <430= <06=4B8: F0=6 38;8=6:C?8 >;47 AC0BC ;C0A 304@07 B4@B4=BC30;0<0@0764@0:;C@CA

2>A

34=60=030;07AC3CB0=B0@030=60@8A=>@<0;"

?0301830=6

0=A7@8AB80=%4@AB43<4=4<C:0=50:B0107E038 A4:8B0@:0E0B14@0@CA;8AB@8:B4@30?0B<430=<06=4B8: @07<430=<06=4B8:38A4:8B0@:0E0B14@0@CA30?0B 38B4=BC:0=34=60=:08307B0=60=:0=0=

C:C< 8>B)0D0@B <4=F0B0:0= 107E0 14A0@=F0 8=3C:A8<06=4B8:38A4:8B0@:0E0B14@0@CA;8AB@8: 0 14@10=38=6;C@CA34=60=:C0B0@CA;8AB@8: 1 14@10=38=6 ;C@CA 34=60= ?0=90=6 4;4<4=

?4=670=B0@

2 14@10=38=6B4@10;8:34=60=:C03@0B90@0:0=B0@0 :0E0B 14@0@CA 34=60= B8B8: <430= <06=4B8: F0=638C:C@

3 14@10=38=6;C@CA34=60=A8=CAAC3CB0?8B0=B0@0 0@070@CA30=60@8A90@0:30@8:0E0B14@0@CA:4 B8B8:<430=<06=4B8:F0=638C:C@

)420@0<0B4<0B8A38@C<CA:0=A41060814@8:CB

A8=

&

4A0@=F0 8=3C:A8 <06=4B8: ?030 1414@0?0 14=BC: :0E0B030;07A41060814@8:CB

0 &030A4:8B0@:0E0B;C@CA

34=60=90@0:30@8:0E0B14@0@CA:4 B8B8:<430=<06=4B8:

1 &030?CA0B:0E0B<4;8=6:0@

34=60=9C<;07;8;8B0=:0E0B 2 &030?CA0BA>;4=>830

34=60=?0=90=6A>;4=>830

3 &030AC<1CB>@>830

0F0 <06=4B8: 030;07 60F0 F0=6 380;0<8 :0E0B 14@0@CA:4B8:014@0303830;0<<430=<06=4B8:@07 60F0<06=4B8:30?0B38B4=BC:0=34=60=<4=66C=0 :0=:08307B0=60=:0=0=)420@0<0B4<0B8A0@07 60F0<06=4B8:30?0B38BC;8AA41060814@8:CB

A8= 34=60=AC3CBF0=63814=BC:0=B0@0

₃₄₌₆₀₌

&030<C0B0=F0=614@64@0:30;0<<430=<06=4B8: 14:4@9060F0<06=4B8:30=60F0A4=B@8?4B0;F0=6A0<0 14A0@)420@0<0B4<0B8A38BC;8AA41060814@8:CB

0B0C

!* !*

% * &

& %

&030 3C0 :0E0B 14@0@CA F0=6 A49090@ 14:4@90 60F0 <06=4B8:0F0B0@8:<4=0@8:B4@903898:00@CA?030 :43C0 :0E0B 0@07=F0 A0<0 0F0 B>;0:<4=>;0: B4@9038 98:0 0@CA ?030 :43C0 :0E0B 0@07=F0 14@ ;0E0=0=)420@0<0B4<0B8A14A0@60F0B4@A41CB030;07

?;8:0A860F0<06=4B8:B4@30?0B?030<>B>@;8AB@8: 60;D0=><4B4@ ?4=64@0A AC0@0 @4;08 <06=4B8: 14; ;8AB@8:30=;08=;08=

4@30A0@:0=B0=660?0=AC0BC1070=B4@7030?AC0BC <06=4B1070=38:4;><?>::0=<4=9038B86094=8A F08BC1070=54@@><06=4B8:1070=?0@0<06=4B8:30= 1070=380<06=4B8:

I

Peta Konsep

Setelah Anda mempelajari materi bab ini, Anda tentu dapat memahami bahwa medan magnetik dihasilkan dari magnet permanen dan kawat berarus. Anda tentu memahami juga pengaruh medan magnetik pada kawat berarus serta pemanfaatan fenomena tersebut dalam

Refleksi

teknologi. Dari materi yang ada pada bab ini, bagian manakah yang menurut Anda sulit dipahami? Coba Anda diskusikan dengan teman atau guru Fisika Anda. Selain itu, coba Anda cari manfaat dan aplikasi lain dari materi-materi bab ini.

%$!-!&-%2(*

0F0#06=4B8:

0?;8:0A8=F0 ?030

!0E0B4@0@CA"8AB@8:

#06;4D &4=64@0A)C0@0

0;D0=><4B4@ #>B>@"8AB@8:

)?4:B@><4B4@#0AA0

?030

#06=4B&4@<0=4= ;4:B@><06=4B8: #06=4B0B0=6

#06=4B+

!0E0B*>@>830 !0E0B)>;4=>830

!0E0B#4;8=6:0@ !0E0B"C@CA

C:C<8>B)0D0@B

?030 ?030 ?030 ?030

<4<1070A 8=3C:A8 4;4:B@><06=4B8:

14@30A0@:0= B4@38@8 0B0A

?030

Tes Kompetensi

Bab 5

!0E0B14@0@CA;8AB8:<4<0=90=630@810@0B:4B8<C@ 8:00@070@CA;8AB@8:?030:0E0BB4@A41CB30@810@0B 0@07<430=<06=4B8:?030B8B8:B8B8:F0=614@03038 0B0A:0E0B0:0=<4=C9C:4

0 0B0A 3 A4;0B0= 1 10E07 4 10@0B 2 CB0@0

@CA;8AB@8:<4=60;8@A4?0=90=6:0E0B;8AB@8:B460=60= B8=66830@8A4;0B0=:4CB0@0@07<430=<06=4B8: F0=6380:810B:0=0@CA;8AB@8:380B0A:0E0BB4@A41CB 030;07

0 A4;0B0= 3 10@0B 1 CB0@0 4 B4=660@0 2 B8<C@

)41C07?4=670=B0@F0=6380;8@80@CA;8AB@8:<4=8< 1C;:0=8=3C:A8<06=4B8:38AC0BCB8B8:F0=614@90@0:

30@8?4=670=B0@A4?4@B8B0<?0:?03060<10@14@8:CB

8:0:C0B0@CA=F038?4@14A0@<4=903830=90@0: 30@8 ?4=670=B0@ <4=9038 8=3C:A8 <06=4B8:=F0 <4=9038

0

3

1

4

2

C0:0E0BA49090@:0E0B?4@B0<0380;8@80@CA :40B0AA4?4@B8?03060<10@

60@8=3C:A8<06=4B8:38B8B8:&A0<034=60==>;0@CA F0=6<4=60;8@?030:0E0B:43C0030;07

0 :40B0A

1 :410E07

2

:40B0A 3

:410E07 4

:40B0A

C0:0E0BF0=6;C@CA30=?0=90=6B4@?8A07?03090@0: !43C0:0E0B380;8@80@CAF0=6A0<014A0@34=60= 0@0714@;0E0=0==3C:A8<06=4B8:38B4=607B4=607 0=B0@0 :43C0 :0E0B 030;07 =3C:A8 <06=4B8: 38 B8B8:F0=614@90@0:30@8:0E0B?4@B0<030=14@90@0: 30@8:0E0B:43C0030;07

0 3

1

4

2

)468B860A0<0:0:830=A8:CA8:C38B8B8:@CA ;8AB@8:<4=60;8@?030B8B8:30=A420@0B460:;C@CA ?0301830=660<10@A4AC0834=60=B0=30 30= 34=60=

4A0@8=3C:A8<06=4B8:38B8B8:98:02< 30= L I_-1<030;07

0 L I_*

1 L I_*

2 I_*

3 L I _*

4 L I _*

)41C07:0E0BF0=614@14=BC:;8=6:0@0=B4@38@80B0A ;8;8B0= 0@890@8;8=6:0@0= 2<60@8=3C:A8 <06=4B8:38?CA0B;8=6:0@0=A0<034=60=L I_*

14A0@0@CA;8AB@8:F0=670@CA3814@8:0=030;07

0 3

1 4

2

4A0@=F0 8=3C:A8 <06=4B8: 38 & :0@4=0 ?4=60@C7 :0E0B14@C?0;8=6:0@0=34=60= ,2< 30=2<030;07

0 L I_-1<

1 L I_-1<

2 L I_-1<

3 L I_-1<

4 L I_-1<

I₁

a

B

P

I₁ I₂

4

d 3

4d

C

A B

I_A = 5A I_B = 5A

a i

x

C01C07:0E0BF0=6A0BC<4;8=6:0@30=F0=6;08= ;C@CA!43C0:0E0B70<?8@14@8<?8B38B8B8:&!0E0B <4;8=6:0@14@0@CA;8AB@8:30=14@90@890@82<A430=6 :0=:0E0B;C@CA14@0@CA;8AB@8:34=60=0@07A4?4@B8 ?03060<10@

4A0@8=3C:A8<06=4B8:38?CA0B;8=6:0@0=%0:810B 3C00@CAB4@A41CB030;07

0 L I_{* 3 L} I_*

1 L I_{* 4 L} I_*

2 L I_*

!0E0B 14@C?0 A4B4=607 ;8=6:0@0= A4?4@B8 60<10@ 14@8:CB<4<8;8:890@890@8 =3C:A8<06=4B8:38B8B8:&<4<4=C78?4@A0<00= 0 1 2 3 4 @CA;8AB@8:?030:0E0BB830:14@70<10B0=A4?4@B8?030 60<10@14@8:CB

8:090@890@8;8=6:0@0=030;0714A0@8=3C:A8<06=4B8: 38B8B8:?CA0B;8=6:0@0=

0 =>; 3

1 4 2

@CA ;8AB@8: A414A0@ <4=60;8@ 30;0< ?4=670=B0@ 14@14=BC:;8=6:0@0=14@90@890@82<30=B4@;4B0:?030 1830=67>@8G>=B0;*8B8:&B4@;4B0:?030AC<1C;8=6:0@0= ?03090@0:2<30@8?CA0B=F0 8:038;870B30@8&0@07 0@CA8BCA4AC0834=60=0@07?CB0@0=90@C<90<14A0@ 30=0@078=3C:A8<06=4B8:38B8B8:&030;07 0 L I_*:40B0A

1 L I_*:410E07

2 L I_*:410E07

3 L I_*:40B0A

4 L I_*:410E07

)C0BCA>;4=>830F0=6?0=90=6=F0<B4@38@80B0A ;8;8B0=30=90@890@82<380;8@80@CA;8AB@8:A414A0@ 4A0@8=3C:A8<06=4B8:38C9C=6A>;4=>830030;07 0 L I_*

1 L I_*

2 L I_*

3 L I_*

4 L I_*

)41C07A>;4=>830<4<8;8:8?0=90=6 2<30=B4@38@8 0B0A ;8;8B0= 8:08=3C:A8<06=4B8:38B4=607B4=607 A>;4=>830L I_{*0@CAF0=6<4=60;8@?030}

A>;4=>830030;07 0 L I

1 L I

2

3

4

0;0<A>;4=>830?0=90=6<4=60;8@0@CAF0=6B4B0? 4A0@8=3C:A8<06=4B8:38B8B8:?CA0B=F0030;07 8:0 A>;4=>830 38@4=660=6:0= A478=660 3C0 :0;8 A4<C;0 8=3C:A8<06=4B8:38B8B8:?CA0B=F0<4=9038 0 3 1 4 2 @CA;8AB@8:<4=60;8@30;0<AC0BC:C<?0@0= :0E0B<4;8=6:0@F0=6<4<8;8:8 ;8;8B0=30=90@890@8 2<=3C:A8<06=4B8:38?CA0B:C<?0@0=B4@A41CB 030;07

0 L I_*

1 L I_*

2 L I_*

3 L I_*

4 L I_*

*>@>83034=60=90@890@82<B4@38@80B0A ;8;8B0=@CA ;8AB@8:F0=6<4=60;8@?030B>@>830060@8=3C:A8<06=4B8: F0=6B4@90383830;0<B>@>830L I_*030;07

)41C07A>;4=>830?0=90=6<4<8;8:8;8;8B0=?4@2< ?0=90=6 !4B8:0 <4=60;8@ <4;0;C8 A>;4=>830 B4@A41CB 8=3C:A8 <06=4B8: ?030 A41C07 B8B8: F0=6 B4@;4B0:?030AC<1CA>;4=>83098:0B8B8:B4@A41CB14@030 38B4=607B4=607A>;4=>830030;07

0 L I_-1<

1 L I_-1<

2 L I_-1<

3 L I_-1<

4 L I_-1<

)4?>B>=6;>60<?4=670=B0@F0=6?0=90=6=F0 <30= <0AA0=F0 :6 3860=BC=6:0= ?030 0B0? @C0=60= <4;0;C8 3C0 CB0A B0;8 B0=?0 1>1>B A478=660 ;>60< ?4=670=B0@B4@60=BC=67>@8G>=B0;A4?4@B8B0<?0:?030 60<10@14@8:CB

8 30;0< @C0=60= B4@30?0B <430= <06=4B8: 30@8 0B0?:4;0=B0834=60=8=3C:A8<06=4B8:<* 8:0 :C0B 0@CA F0=6 <4=60;8@ ;>60< ?4=670=B0@0:0=<4=F8<?0=6A478=660<4<14=BC: AC3CBB4@7030?D4@B8:0;*4=BC:0=;0714A0@AC3CB 030;07

0 H 3 H

1 H 4 H

2 H

&0303C01C07:0E0BA49090@F0=6<0A8=6<0A8=6380;8@8 0@CA;8AB@8:F0=6A0<014A0@B8<1C;60F0F0=614A0@=F0 L I_{$ 0@0:0=B0@0:43C0:0E0B8BC<4A0@}

0@CAF0=6<4=60;8@30;0<A4B80?:0E0B030;07

0 1

8 3

1 1

4 4

2 1

2

)C0BC:0E0B7>@8G>=B0;F0=6?0=90=6B4@;4B0:38 0B0A<490!0E0BA4?0=90=6 2<B4@;4B0:D4@B8:0; 38 0B0A :0E0B 34=60= C9C=6 30= 1410A 14@64@0:A4?4@B8B0<?0:?03060<10@

@CA;8AB@8:F0=6<4=60;8@<4;0;C8A8AB4<:0E0B030;07

34=60=0@07F0=6A4AC0834=60==>B0A8?030 60<10@ 8:0 :0E0B <4<8;8:8 <0AA0 ?4@ A0BC0= ?0=90=6L I_{:6<30=:0E0B30;0<:40300=}

A48<10=6:4B8=6680=030;07 0 2< 3 2< 1 2< 4 2< 2 2<

4A0@:C0B<430=<06=4B8:38AC0BCB8B8:F0=6;4B0:=F0 A490C7&30@8AC0BC?4=60=B0@;C@CAF0=6380;8@80@CA

030;07A410=38=634=60=

0 3

&

1 & 4

&

2 &

&03060<10@B0<?0:107E0:0E0B;C@CA&'A0=60B ?0=90=630=38;0;C80@CA;8AB@8: 30=:0E0B ?4@A468?0=90=6012338;0;C80@CA

(4AC;B0=60F0F0=6380;0<8:0E0B?4@A468?0=90=60123 30;0<030;07

0 3

1 4

2

&0@B8:4; 14@<C0B0=% 14@64@0: 34=60= ;09C B4B0? <4<0AC:8<430=<06=4B8:30=<430=;8AB@8:A420@0 B460:;C@CA<430=;8AB@8:B460:;C@CA<430=<06=4B8: ?018;014A0@8=3C:A8<06=4B8: *30=:C0B<430= ;8AB@8:L _{,<;09C64@0:?0@B8:4;030;07}

0 L _<A

1 L _<A

2 L _<A

3 L _<A

4 L _<A

)41C074;4:B@>=!L I_:630=%L I

30@8:40300=380<38?4@24?0B>;471430?>B4=A80;:, ;4:B@>=:4<C380=<0AC:30;0<<06=4B7><>64=

L I_{*A420@0B460:;C@CA 0@890@8;8=B0A0=}

4;4:B@>=30;0<<430=<06=4B8:B4@A41CB 0 2<

1 2< 2 2< 3 2< 4 2<

S B

U

I

10 cm

1 cm Q

I₁ I₂

a b

d c

20 cm

P

h D C

A I

C0 1C07 ?0@B8:4; <0AA0=F0! ! 30= <C0B0==F0% % !43C0 ?0@B8:4; B4@A41CB 14@64@0: <4;8=6:0@ 30;0< 1830=6 F0=6 B460: ;C@CA <430= <06=4B8: 7><>64= 8:0 14A0@ <><4=BC< :43C0?0@B8:4;8BCA0<0?4@10=38=60=90@890@8>@18B ?0@B8:4;?0@B8:4;8BC&&030;07

0 3

1 4

2

)41C07 ?0@8:4; 14@<C0B0= ;8AB@8: 14@64@0: <0AC: :4 30;0< <430= <06=4B8: A434<8:80= @C?0 A478=660 ;8=B0A0==F014@C?0;8=6:0@0=34=60=90@890@8 2< 8:0 ?0@B8:4; ;08= 14@64@0: 34=60= ;09C :0;8 ?0@B8:4; ?4@B0<090@890@8;8=6:0@0==F0 2<=814@0@B8107E0 ?4@10=38=60=0=B0@0<0AA0?4@<C0B0=?0@B8:4;?4@B0<0 30=?0@B8:4;:43C0030;07

0 3

1 4

2

)41C074;4:B@>=34=60=:424?0B0=*3830;0<<430= <06=4B8:F0=68=3C:A8<06=4B8:=F0 8:0*03030;0< 1830=6,-<4<14=BC:AC3CB H34=60=AC<1C,

30= A49090@ 34=60= AC<1C- ;8=B0A0= 4;4:B@>= 14@14=BC:

0 60@8A;C@CAA49090@AC<1C

-1 60@8A;C@CAA49090@AC<1C,

2 ;8=6:0@0=A49090@AC<1C

-3 ;8=6:0@0=A49090@AC<1C,

4 A?8@0;34=60=AC<1C=F0A49090@AC<1C

)41C07?0@B8:4;14@<C0B0=;8AB@8:14@64@0:<4<0AC:8 @C0=6 F0=6 <4=60=3C=6 <430= ;8AB@8: 30= <430= <06=4B8:A0;8=6B460:;C@CA30=9C60B460:;C@CA?030 :424?0B0=?0@B8:4; 8:014A0@8=3C:A8<06=4B8: * 30=:C0B<430=;8AB@8:L _{,<30=?0@B8:4;}

14@64@0:;C@CA:424?0B0=?0@B8:4;B4@A41CB030;07 0 L _<A

1 L _<A

2 L _<A

3 L _<A

4 L _<A

)41C07 <430= <06=4B8: * B4@=F0B0 30?0B <4<14;>::0=64@0:<C0B0=;8AB@8:14@:424?0B0= L _{<A A478=660 <4<8;8:8 ;8=B0A0= 14@14=BC:}

;8=6:0@0=34=60=90@890@82<#0AA08>=B4@A41CB 030;07

0 L I_{:6 3 L} I_:6

1 L I_{:6 4 L} I_:6

2 L I_:6

!5!"+!'/%02!-7!!-"%0(*32(-($%-&!-2%/!2

*4=BC:0=0@078=3C:A8<06=4B8:38B8B8:&'30=( 30@860<10@60<10@14@8:CB

0

1

2

)4?>B>=6:0E0BF0=6;C@CA?0=90=614@0@CA;8AB@8: 8<0=0B8B8:F0=6<4<8;8:88=3C:A8<06=4B8:=F0L

I_-1<

C01C07:0E0B030=1;C@CA?0=90=6B4@;4B0:A49090@ !0E0B B4@A41CB 380;8@8 ;8AB@8: F0=6 14@;0E0=0= 0@07 <0A8=6<0A8=6 30=&4@70B8:0=60<10@

8BC=68=3C:A8<06=4B8:38B8B8:&F0=614@90@0: 2<

I

P

I Q

R I

*860 1C07 :0E0B &'( ;C@CA ?0=90=6 14@0@CA ;8AB@8: 30=60=0@07A0<030=&' '(90@0:&''(2<A4?4@B8B0<?0:?030 60<10@

8BC=6;078=3C:A8<06=4B8:38B8B8:%

C0:0E0B30=;C@CA?0=90=614@90@0: 2<A0BC A0<0;08==F014@0@CA;8AB@8:A4?4@B8B0<?0:?03060<10@

0 8B8B8:<0=0:07<430=<06=4B8:<4<8;8:870@60 =>;

1 *4=BC:0=90@0:B8B8:8BCB4@7030?:0E0B

P

b a

I_a = 10 A

I_b = 5 A

10 cm

Q

P

R 4 cm

4 cm

O

P R

A B

I₁ = 5 A I₂ = 5 A

_b 8 cm

)41C07:0E0B14@0@CA;8AB@8:

*4=BC:0=0@07<430=<06=4B8:38B8B8:&'98:0 0 0@CA30@8:8@8:4:0=0=

1 0@CA30@8:0=0=:4:8@8

)41C07B8B8:30@8C30@014@90@0:2<30@8A41C07:0E0B ;C@CA30=?0=90=6F0=6<4=60;8@:0=0@CA 4@0?0 @0?0B5;C:A<06=4B8:8=3C:A8<06=4B8:38B8B8:8BC =3C:A8<06=4B8:A41C07B8B8:F0=614@030?03090@0:

2<30@8:0E0B?0=90=614@0@CA -1<_4@0?0

0@CAF0=6<4=60;8@30;0<:0E0B

C01C07:0E0B?0=90=6;C@CA30=A49090@14@030?030 90@0: 2<<0A8=6<0A8=6380;8@80@CAA414A0@30= 8BC=6;0714A0@8=3C:A8<06=4B8:38B8B8:&F0=6 14@03038B4=607B4=607:43C0:0E0B98:00@070@CA ?030:0E0BA0<0

C01C07:0E0B?0=90=6;C@CA30=A49090@14@030?030 90@0: 2<<0A8=6<0A8=6380;8@80@CA30= 14@;0E0=0=0@078<0=0;4B0:B8B8:&F0=6<4<8;8:8 8=3C:A8<06=4B8:=>;

)41C07:0E0B14@14=BC:;8=6:0@0=34=60=90@890@8 2< 8:0?030:0E0B3814@8:0=0@CAA414A0@ 78BC=6;078=3C:A830@8B8B8:&F0=614@030

0 38?CA0B;8=6:0@0=

1 38AC<1C?CA0B;8=6:0@0=F0=614@030?03090@0: 2<30@8?CA0B;8=6:0@0=

)41C07:0E0B3814=BC:<4=9038

;8=6:0@0=34=60=

90@890@8 2<8BC=6;078=3C:A8B8B8:&F0=614@03038 ?CA0B;8=6:0@0=0?018;00@CAF0=6<4=60;8@?030:0E0B

C01C07;8=6:0@0=<0A8=6<0A8=614@380<4B4@2< 38;4B0::0=D4@B8:0;A49090@38A0BCAC<1C?03090@0: 2<@CAF0=63814@8:0=?03090@0:2<@CAF0=6 3814@8:0= ?030 :43C0 ;8=6:0@0= A0<0 F08BC 4@0?014A0@=F08=3C:A8B8B8:&F0=614@03038B4=607 B4=607AC<1C98:0

0 0@070@CA?030:43C0;8=6:0@0=A0<0 1 0@070@CA?030:43C0;8=6:0@0=14@;0E0=0= )41C07A>;4=>830?0=90=6=F02<30=9C<;07;8;8B0=

:0E0B=F0 ;8=6:0@0= 8:00@CAF0=63814@8:0=?030 A>;4=>830 78BC=6;078=3C:A8<06=4B8:38?CA0B A>;4=>830B4@A41CB

)41C07A>;4=>830?0=90=6=F0<90@890@8=F02< 30=9C<;07;8;8B0==F0 8:0A>;4=>830380;8@80@CA ;8AB@8:3870A8;:0=5;C:A<06=4B8:3830;0<=F0A414A0@ -114@0?00@CAF0=603030;0<A>;4=>830 )41C07A>;4=>830?0=90=6=F0<380<4B4@2<

30=9C<;07;8;8B0==F0 8:0380;8@:0=0@CA;8AB@8: A414A0@14@0?05;C:A<06=4B8:38C9C=6A>;4=>830 )41C07B>@>830<4<8;8:890@890@830;0< 2<30=90@8 90@8;C0@ 2<B4@38@80B0AA49C<;07;8;8B0=:0E0B 8:0 0@CAF0=63814@8:0=A414A0@3870A8;:0=8=3C:A8 <06=4B8:?CA0BA414A0@ -1<_14@0?09C<;07

;8;8B0=:0E0BB>@>830B4@A41CB

)4?>B>=6:0E0BF0=6380;8@80@CA;8AB@8:34=60=0@07:4 10@0B38;4B0::0=30;0<<430=<06=4B8:F0=60@07=F0 :40B0A!4<0=00@0760F0F0=6380;0<8:0E0BB4@A41CB )C0BC?4=670=B0@;C@CAF0=6?0=90=6=F0 2<14@0@CA ;8AB@8:38;4B0::0=30;0<<430=<06=4B8:34=60= 8=3C:A8 <06=4B8: -1< _{8:0 ?4=670=B0@ 8BC}

<4=60?8BAC3CB HB4@7030?<430=<06=4B8:14@0?0 60F0F0=614:4@90?030:0E0B

)41C07B>@>830B4@38@80B0A ;8;8B0=90@