Asal-usul Magnet
Darimanakah magnet?
Berdasarkan asalnya magnet ada 2 jenis, yaitu
Magnet Alam
Magnet Alam
Batu magnet pertama kali
ditemukan pada tahun 6500 SM
didaerah Yunani di propinsi Magnesia. Batu ini memiliki
Penggunaan Magnet
Thalles adalah orang
pertama yang meneliti tentang batu magnet . Magnet pertama kali
digunakan untuk
kompas oleh bangsa Cina
Dalam perkembangannya magnet sekarang
digunakan diberbagai alat dari yang
sederhana sampai yang sangat canggih dan
Magnet Buatan
Magnet buatan ada dua jenis, yaitu:
Magnet Keras
Magnet keras
terbuat dari baja, Sulit dibuat namun sifat
kemagnetannya kuat dan
permanen
Magnet Lunak
Magnet lunak biasa terbuat dari besi lunak, mudah
dibuat namun sifat kemagnetannya
lemah dan sementara.
Bahan-bahan Magnet
Berdasarkan memagnetannya, benda digolongkan menjadi:
- Bahan magnetik (ferromagnetik),
yaitu bahan yang dapat ditarik kuat oleh magnet. Contoh besi dan baja - Bahan non magnetik
- paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik lemah oleh magnet. Contoh aluminium dan kayu
Bagian-bagian magnet
Kutub magnet : bagian ujung magnet yang memiliki gaya
magnet paling kuat Sumbu magnet:
garis yang
menghubungkan kedua kutub
magnet
Kutub magnet
Kutub Magnet
Magnet memiliki 2 kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan
Kutub utara : kutub magnet yang
menghadap ke utara ketika magnet dapat bergerak bebas
Kutub selatan : kutub magnet yang
Teori Magnet
Bila kita memiliki
magnet yang besar, kemudian kita
potong menjadi dua, apakah potongannya juga merupakan
magnet?
Bagaimana kalau kita potong terus hingga tidak dapat dipotong kembali?
Sebuah magnet yang besar tersusun dari magnet yang kecil yang kita sebut
magnet elementer. Karena magnet
elementer adalah magnet yang paling kecil yang berupa atom, maka:
Setiap benda tersusun dari
Magnet
Besi Pada sebuah magnet,
magnet-magnet
elementernya tersusun rapi dan searah. Sehingga
menimbulkan kutub-kutub magnet
Pada besi bukan magnet, magnet-magnet
elementernya tersusun dengan arah yang
berlainan. Sehingga tidak menimbulkan kutub
Membuat Magnet
Setelah kita mengetahui perbedaan
antara benda magnet dan bukan magnet maka, kita dapat membuat sebuah besi yang bukan magnet menjadi magnet.
Bagaimana caranya? Dengan menyusun rapi magnet
elementernya dan membuatnya searah, maka besi tersebut menjadi sebuah
CARANYA?
Ada tiga cara menyusun magnet elementer (membuat
magnet)
Pertama: digosok dengan magnet Kedua: diinduksi dengan magnet Ketiga: dengan menggunakan
Menghilangkan megnet
Dapatkah sebuah magnet kehilangan sifat kemagnetannya?
Sifat kemagnetan akan hilang bila magnet-magnet elementer penyusunnya kembali ke posisi semula yang tidak teratur.
Hal ini dapat terjadi bila magnet: > dipukul / dibanting
> dipanaskan
Medan Magnet
Medan magnet adalah wilayah disekitar magnet yang masih
Bumi sebagai Magnet
Bumi yang kita
tinggali memiliki sifat-sifat
kemagnetan Sehingga bumi
dapat kita sebut sebagai magnet Bagaimanakah
Magnet Bumi
Kutub utara kompas Kutub utara bumi
Kita bayangkan seandainya magnet Bumi berbentuk batang
Ternyata posisi kutub-kutub
magnet Bumi
tidak pas dengan posisi
Sudut deklinasi
Karena kutub magnet Bumi tidak sama
dengan kutub Bumi, maka kedua kutub tersebut membentuk sebuah sudut, yaitu sudut deklinasi.
Sudut deklinasi adalah sudut yang dibentuk antara arah utara
kompas dengan arah utara Bumi
Sudut Inklinasi
Sudut inklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh garis gaya magnet Bumi dengan arah
horisontal Bumi.
Dari percobaannya Oersted menyimpulkan bahwa:
Di sekitar arus listrk terdapat medan magnet.
Untuk lebih memahaminya
Medan magnet disekitar
arus listrik
Bagaimanakah bentuk dari
Medan magnet disekitar
arus listrik
Bagaimanakah bentuk dari
• Untuk selanjutnya medan magnet disekitar arus listrik kuat medan
magnet atau INDUKSI MAGNET ( B )
yang menyatakan besarnya fluks
magnet (Φ) tiap satu satuan luas ( A ) sehingga didapat hubungan
• B = Φ/A ( dlm Wb/m² )
Arah induksi magnet di
sekitar kawat lurus
i i
B B
I = arus listrik
Elektromagnet / arah
induksi magnet disekitar
kawat melingkar
Bagaimanakah medan magnet pada kawat
Arah induksi magnet (B)
Arah induksi magnet (B)
Arah Medan magnet pada
kumparan
Besar induksi magnet ( B )
• Besar induksi magnet sangat bergantung pada bentuk kawat penghantar listrik. 1. Kawat lurus
dan panjang
Kawat lurus panjang i
a .P
Besar induksi magnet di titik P
Besar Induksi Magnet (B
)
• 2. Kawat penghantar listrik melingkar
a r
P Q x
Besar induksi magnet disekitar kawat lingkaran ( di Q ) Bq = μ¸ia sin / 2r² ( sin = a/
r )
3.Pada penghantar listrik yang berbentu kumparan.
Kumparan atau solenoida bila diberi arus listrik akan menghasilkan medan
Besarnya Induksi magnet
pd Solenoida
Induksi magnet dapat diperkuat dengan cara:
1. memperbesar kuat arus listrik
2. memperbanyak lilitan kumparan
3. mengisi kumparan dengan inti besi
• Besar induksi magnet pada sb ditengah-tengah solenoida:
Bp =μ¸in ( n= N/l )
4. Pada penghantar listrik
yang berbentuk kumparan
kawat yang melingkar atau
TOROIDA
• Besar induksi magnet pada
Contoh Soal
1. Penghantar listrik lurus dan panjang beraliran arus listri 1 A. Tentukanlah besar dan arah induksi magnet yang
berada 1 cm tepat di sebelah utara kawat jika arah arus pada kawat vertikal keatas.
2. Dua kawat lurus panjang sejajar beraliran arus listri sama
24 A berjarak 5 cm . Tentukan besar dan arah induksi magnet di titik diantara dua kawat yang berjarak 2 cm
dari kawat 1 jika arah arus pada kedua kawat a. searah
b. berlawanan arah
3. Kawat melingkar dengan jari-jari 3 cm beraliran arus listri
15 A. Tentukan Besar induksi magnet a. dititik pada sumbu lingaran yang berjara 4 cm dari pusat lingkaran kawat. b. di pusat lingkaran kawat.
4. Sebuah solenoida panjang 50 cm, tedapat 5 lilitan per cm
beraliran arus listrik 0,8 A . Hitung besar induksi magnet pada sumbu solenoida , jika titik tersebut berada a.
Contoh Aplikasi
Relai
GAYA LORENTZ ( FL )
• Terapan Gaya Lorentz dlm kehidupan sehari-hari adalah sbg penggerak
pada alat-alat listrik
• KIPAS ANGIN
• MESIN JAHIT
• MESIN CUCI
• MOTOR LISTRIK
• BOOR LISTRIK
Gaya lorentz ( Fl = Fm
=F )
Bila elektron melintas memotong medan
magnet, maka elektron tersebut akan
mengalami suatu gaya yang mendorongnya ke arah tertentu
Gaya tersebut disebut gaya lorentz
magnet
magnet kawat
Gaya Lorentz merupakan
besaran
VEKTOR
• ARAH Gaya
Lorentz
ditentukan
dengan kaidah/ aturan Tangan Kanan
ILB
sin
F
magnet
Kawat lurus panjang
Tangan kanan
F = Gaya lorentz ( N)
B = Induksi magnet ( T )
I = Kuat arus ( A)
BESAR Gaya Lorentz
Gaya lorentz dapat di perbesar dengan 3 cara, yaitu:
1. Memperkuat magnet ( B )
2. Memperbesar kuat arus ( I ) 3. Memperpanjang kawat
Gaya Lorentz
yang bekerja
pada kawat beraliaran
arus listrik
( F= Fmagnet )
B x L I Fmagnet
sin
ILB Fmagnet
(Kawat lurus panjang)
Besar gaya lorentz secara umum F = ILB sin
Gaya Lorentz yang bekerja pada muatan listrik q dalam medan
magnet B
• Muatan yang
bergerak dalam medan magnet akan mengalami gaya magnet ( F )
• F = qvB
• Besar gaya lorentz/ magnet:
• F= qvB sin
B v q F
Dimana q = muatan listrik (C), v = kece.gerak q ( m/s ) dan B = induksi magnet (T)
Kemana arah gaya Lorentz/
magnetnya
R F
F = 0
F X
Gerak muatan ( q )dalam
medan magnet ( B )
• Muatan negatif / elektron
yang masuk ke dalam medan magnet secara
tegak lurus akan dibelokan (orbit
melingkar)dg jari-jari r
r = mv / qB
= qB / m
qvB F r v
m
2 qB mv r r v
Frekuensi anguler/kecepatan sudut
qB v
v
elektron
Massa = m
Muatan = q
Medan magnet
Gaya Lorentz Pada dua
kawat lurus panjang dan
sejajar
• i2
• F F F F
• i1 a i2 i1 a
• Besar Gaya tolak tarik (F ) F = μ¸i1 i2 / 2a
F=GayaTarik menarik
Contoh soal
1. Hitung gaya yang bekerja pada kawat yang panjangnya
0,1 m , yang dilalui arus 10 A dalam medan magnet 0,2 T
Jika kawat tersebut . A. tegak lurus. B. miring 30 derajad. C. sejajar dengan medan magnetik 10 ‾² T
2. Hitung gaya yang dialami oleh sebuah elektron dengan
muatan – 1,6 . 10‾¹ºC yang bergerak dengan kelajuan 1,5 Mm/s memasuki suatu medan magnet 2 mT. Jika arah kecepatan, a. tegak lurus. b.membentuk sudut 60
derajad. c.sejajar dengan arah medan magnet.
3. Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan 50.000 m/s
sejajardengan kawat yang bearus listrik 10 A. Jika jarak elektron ke kawat 1 cm Tentukan besar gaya yang
dialami oleh elektron.
4. Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan 20 km/s
lanjutan
• 5Gambar disamping menunjukkan kawat lurus panjang beraliran arus 5 A berjarak 2 cm dari kawat persegi yang beraliran arus listrik 2 A. Tentukan gaya yang dialami oleh kawat persegi
• 2 cm 6 cm
Contoh Aplikasi
Motor listrik
Faradai mengembangkan teori Oersted dan Lorentz dengan membuat sebuah alat yang memanfaatkan teori-teori tersebut untuk mengubah energi listrik menjadi gerak.
Ia menciptakan motor listrik. Dengan temuannya , Faradai telah memulai dunia baru dimana semua alat gerak dapat dijalankan dengan menggunakan listrik.
magnet
kumparan
Cincin
Soal ULHA
MEDAN MAGNET
• 1. Dua buah kawat lurus sejajar berjarak
5 cm masing-masing beraliran arus listrik
0,9 A dan 1,6 A tegak lurus bidang datar dengan arah sama seperti gambar.
Tentukan besar dan arah Induksi magnet di titik P yang berada 3 cm dari kawat 1 dan 4 cm dari kawat 2
5 cm
4 cm 3 cm
Lanjutan ulha
• 2. Sebuah kawat berbentuk lingkarandengan jari-jari 6 cm dan beraliran arus listrik 8 A
terdiri dari 10 lilitan . Hitunglah Induksi magnet ? A. di titik pada sumbu kawat yang berjarak 8 cm dari pusat lingkaran kawat. B. di pusat
lingkaran kawat.
• 3. Sebuah partikel bermuatan listrik 2 C
bergerak dengan kecepatan 4 M m/s sejajar dengan kawat lurus bealiran arus listrik10 A pada jarak 2 cm dari kawat. Hitunglah besar gaya yang dialami oleh partikel.
• 4. Sebuah proton dengan massa 9,11 x 10¯³¹ kg
bergerak dengan kecepatan 3 M m/s tegak lurus medan magnet sehingga lintasan proton berpa lingkaran . Jika induksi magnet B= 200
T. Hitunglah a. jari-jari lintasan proton. B.
Lanjutan Ulha
• 5. Tiga kawat lurus A, B dan C panjang sejajar beraliran arus listrik seperti gambar.
Hitungla gaya yang dialami oleh kawat B
30A
INDUKSI
ELEKTROMAGNETIK
• LIHAT Power Point tentangARUS DAN TEGANGAN
BOLAK-BALIK
• LIHAT file lain :
• Pada Power point ARUS DAN
TEGANGAN BOLAK-BALIK dan RANGKAIAN ARUS DAN
